temperatura de compactaciÓnasfalto modificado (pg-82) asfalto modificado (pg-82) modulo resilentes...

Dr. Pedro Limón Covarrubias

Universidad de GuadalajaraAsphalt Pavement Construction & Laboratories

TEMPERATURA DE COMPACTACIÓN

07/Marzo/2019

¿Es lo mismo?

Construction Compaction 7

Procceso típico de compactación

Paving Machine Vibratory Roller PneumaticRoller

Steel wheeledRoller

TemperatureZones

300° - 240°F 240° - 190°F 170 - 150°F


Definir el número de pasadas

Wid

th o

f m

at

Pass1

Pass 2

Make up Pass 5

Pass 3

Pass 4

This is a 5 pass pattern that provides 2 complete coverages.

Tiempo disponible para compactación

Una buena compactación necesitatemperatura


Rango de temperatura de compactación

185 °F(85 °C)

300 °F(150 °C)

Construction Compaction Equipment 15

75 m

15 m

Typical Rolling Zone

Pave

r

Density

High

Low

Density

Passing

1 2 43 5 6

Roller Passes

Verificar grado de compactación y espesor obtenido

QC/QA and Variability

Variability = variability + variability + variability

(QC/QA) (sampling) (test method) (mat./const.)

S2QC/QA = S2

s + S2t + S2

m/c

Velocidad del compactador

Temperatura y equipo de compactación

• La temperatura de compactación debe ser la especificada en la fórmula de trabajo (siempre por encima de los 130º C)

• El equipo de compactación debe trabajar en tándem y muy cerca de la pavimentadora

Densidad• Se debe hacer la extracción de 3 corazones por

cada 200 m. de tendido y verificar su densidad -ensayo destructivo-.

• Se debe verificar la densidad de manera frecuente con equipo nuclear o electromagnético -ensayo no destructivo-.

Densidad

• La mezcla asfáltica colocada y compactada debe cumplir con el 95% de grado de compactación como mínimo para que sea aceptada.

Sin embargo, el Asphalt Institute recomendaba 92%Gmm y últimamente 93 a 94%Gmm como mínimo.

Densidad

EFECTOS DE LA DURABILIDAD EN EL CONTROL DE CALIDAD

VARIACIÓN EN CONTENIDO DE ASFALTO

Efecto del contenido de betún

0

1000

2000

3000

4000

5000

5´5 (1%Menor) 6´5 (Óptimo) 7´5 (1%Mayor)

Contenido de betún (%)

Mó

du

lo r

esil

ien

te (

MP

a)

VARIACIÓN EN EL TIPO DE ASFALTO

Efecto del tipo de Betún

0

1000

2000

3000

4000

5000

PG 58-22 PG 64-22 PG 70-22 PG 76-22 PG 82-22

Tipo de betún

Mó

du

lo r

esil

ien

te (

MP

a)

VARIACIÓN EN LA COMPACTACIÓN

Efecto de la energía y temperatura de compactación

0

1000

2000

3000

4000

5000

40ºC menor 20ºC menor Temperatura

óptima

Temperatura de compactación

Mó

du

lo r

esil

ien

te (

MP

a)

35gpc

50 gpc

75 gpc

100 gpc

125gpc

VARIACIÓN EN LA COMPACTACIÓN

Módulo resiliente vs Densidad

35gpc 50gpc

75gpc100gpc

125gpc

75gpc

50gpc

35gpc

2000

2500

3000

3500

4000

2.100 2.150 2.200 2.250 2.300 2.350

Densidad (g/cm3)

Mó

du

lo r

es

ilie

nte

(MP

a)

40ºC menor Temp. óptima

Pedro Limón Covarrubias 31

Análisis experimental (I)

Composición de la mezcla:

• Contenido de ligante (A)

• El tipo de betún (B)

• La granulometría (C)

• El tamaño máximo de árido (D)

• El tipo de árido (E)


Análisis experimental (II)

Gráfico de probabilidad normal

B

AB

C

A0

20

40

60

80

100

-2000 -1000 0 1000 2000 3000 4000

Valor estimado

Po

rcen

taje

de p

rob

ab

ilid

ad

no

rmal


Análisis experimental (III)

Elaboración de la mezcla:

• Altura de probeta (A)

• Energía de compactación (B)

• Temperatura de compactación (C)

• Tipo de compactación (D)


Análisis experimental (IV)


D A C B

0

20

40

60

80

100

-300 -100 100 300 500 700 900

Valor estimado

Po

rcen

taje

de p

rob

ab

ilid

ad

no

rmal


Análisis experimental (V)

Ejecución del ensayo:

• Acondicionamiento de las probetas (A)

• Frecuencia de carga (B)

• Temperatura de ensayo (C)


Análisis experimental (VI)


C

0

20

40

60

80

100

-12000 -10000 -8000 -6000 -4000 -2000 0 2000 4000

Valor estimado

Po

rcen

taje

de p

rob

ab

ilid

ad

no

rmal


Análisis de testigos “Obra 3” (I)

0

1000

2000

3000

4000

5000

1.850 1.950 2.050 2.150 2.250 2.350 2.450

DENSIDAD (g/cm3)

MÓ

DU

LO

RE

SIL

IEN

TE

(M

Pa) TESTIGOS PROBETAS


Análisis de testigos “Obra 4” (II)

0

1000

2000

3000

4000

5000

1.850 1.950 2.050 2.150 2.250 2.350 2.450

DENSIDAD (g/cm3)

MÓ

DU

LO

RE

SIL

IEN

TE

(M



Análisis de testigos “Obra 5” (III)

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

1.850 1.950 2.050 2.150 2.250 2.350 2.450

DENSIDAD (g/cm3)

MÓ

DU

LO

RE

SIL

IEN

TE

(M



Análisis de testigos “Obra 7” (IV)

0

1000

2000

3000

4000

5000

1.850 1.950 2.050 2.150 2.250 2.350 2.450

DENSIDAD (g/cm3)

MÓ

DU

LO

RE

SIL

IEN

TE

(M



Análisis de testigos “Obra 10” (V)

0

1000

2000

3000

4000

5000

1.850 1.950 2.050 2.150 2.250 2.350 2.450

DENSIDAD (g/cm3)

MÓ

DU

LO

RE

SIL

IEN

TE

(M


Contenido de asfalto: 6.5%

Plan de trabajo:

Tipo de

asfalto

Temperatura de compactación º C

PG-70 145 125 105

PG-76 155 135 115

PG-82 160 140 120

4. ResultadosAsfalto No modificado (PG-70)

AC-20 (PG-70)

Modulo resilentes vs Temperaturas de compactación

75 golpes

100 golpes

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

80 100 120 140 160 180

Temperatura de compactación (ºC)

Mó

du

lo r

esilen

te (

Mp

a)

Asfalto Modificado (PG-76)

ASFALTO MODIFICADO (PG-76)


75 golpes

100 golpes

0

1000

2000

3000

4000

5000

80 100 120 140 160 180


Mó

du

lo r

esil

en

te (

Mp

a)


ASFALTO MODIFICADO (PG-82)


75 golpes

100 golpes

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

80 100 120 140 160 180


Mó

du

lo r

esil

en

te (

Mp

a)

Evaluación del % Densidad de referencia vs

Temperatura de Compactación

Temperatura de Compactación vs 95%Densidad de referencia

(México)

85

90

95

100

105

110

80 100 120 140 160 180

Temperatura de Compactación (ºC)

%C

om

pac

taci

ón

Mar

shal

l

AC-20 (PG-70)

Asfalto Modificado

(PG-76)

Asfalto Modificado

(PG-82)

5. Evaluación de resultados, mediante DISPAV-5

• Fallará cuando tenga un agrietamiento moderable.

• Nivel de confianza del 85%

• Eje equivalente = 8.2Ton

• Los valores de poisson en todas las capas y los módulos resilentes en las capas granulares fueron dados por el software, dependiendo a su VRS y características de cada capa

HMA10cms

20cms

15cms

30cms

Base granularVRS-100

Subbase granularVRS-40

SubrasanteVRS-20

TerraceriaVRS-5

Asfalto No Modificado (PG-70)

Ejes Equivalentes vs Temperatura de compactación

00.5

11.5

22.5

33.5

44.5

5

80 100 120 140 160


Mil

lon

es d

e E

jes E

qu

ivale

nte

s



1

2

3

4

5

6

7

8

80 100 120 140 160


Mil

lon

es d

e E

jes E

qu

ivale

nte

s



123456789

101112

80 100 120 140 160 180


Mil

lon

es d

e E

jes E

qu

ivale

nte

s

Comparativa tipo de asfalto-temperatura de

compactación-ejes equivalentes


Asfalto modificado

(PG-82)

Asfalto

modificado

(PG-76)AC-20 (PG-70)

123456789

101112

80 100 120 140 160 180


Mil

lon

es d

e E

jes E

qu

ivale

nte

s


Ley de fatiga de testigos de obra (I)

LEY DE FATIGA SOBRE PROBETAS FABRICADAS EN PLANTA Y SOBRE TESTIGOS DE

LA OBRA 3

y = 0.0032x-0.2929

R2 = 0.9813

y = 0.0034x-0.3088

R2 = 0.9854

0.00001

0.0001

0.001

1000 10000 100000 1000000

NÚMERO DE CICLOS

DE

FO

RM

AC

IÓN

UN

ITA

RIA

Testigos de Obra Probetas fabricadas en planta


Ley de fatiga de testigos de obra (II)

LEY DE FATIGA SOBRE PROBETAS FABRICADAS EN PLANTA Y SOBRE TESTIGOS DE

LA OBRA 5

y = 0.0044x-0.2587

R2 = 0.9694

y = 0.0029x-0.3494

R2 = 0.9765

0.00001

0.0001

0.001

1000 10000 100000 1000000

NÚMERO DE CICLOS

DE

FO

RM

AC

IÓN

UN

ITA

RIA

Testigos de obra Probetas fabricadas en planta


Cálculo de la vida del firme (III) Obra 3

Vida en millones de ejes equivalentes vs lugar de

ejecución de la mezcla

Mr = 3498 MPaMr = 3594 MPa

0

20

40

60

80

100

Probetas de planta Testigos de obra

Probetas vs Testigos

Mil

lon

es d

e e

jes

eq

uiv

ale

nte

s


Cálculo de la vida del firme (IV) Obra 5

Vida en millones de ejes equivalentes vs lugar de

ejecución de la mezcla

Mr = 1170 MPa

Mr = 4827 MPa

0

20

40

60

80

100

Probetas de planta Testigos de obra

Probetas vs Testigos

Mil

lon

es d

e e

jes

eq

uiv

ale

nte

s


Criterios de control (I)

Porcentaje de compacidad vs Módulo resiliente

para las variables de elaboración y composición

0

1000

2000

3000

4000

5000

85 90 95 100

Porcentaje de compacidad (%)

Mó

du

lo r

esil

ien

te (

MP

a)

PG 58-22

PG 64-22

PG 70-22

PG 76-22

PG 82-22

Calizo

Granito

Gran. Inferior

Gran. Superior

TMN 1/2"

TMN 1"


Criterios de control (II)

Módulo resiliente vs Módulo retenido para las

variables de elaboración y composición

0

1000

2000

3000

4000

5000

0 20 40 60 80 100

Módulo retenido (%)

Mó

du

lo r

esil

ien

te (

MP

a) PG 58-22

PG 64-22

PG 70-22

PG 76-22

PG 82-22

Calizo

Granito

Gran. Inferior

Gran. Superior

TMN 1/2"

TMN 1"


Criterios de control (III)

Porcentaje de compacidad vs Módulo retenido

para las variables de elaboración y composición

0

20

40

60

80

100

85 90 95 100

Porcentaje de compacidad (%)

Mó

du

lo r

ete

nid

o (

%)


Criterios de control (IV)


Verificación del control de calidad propuesto (I)


Verificación del control de calidad propuesto (II)

Control de calidad a partir de valores mínimos de relación entre módulos:

• Bonificación: Obra 3

• Aceptación: Obras 2, 4, 8, 10 y 11

• Penalización: Obras 1, 6 y 9

• Rechazo: Obras 5 y 7

Control de calidad a partir de valores mínimos de compacidad de acuerdo a Normativa Española:

• Aceptación: Obras 1, 2, 3, 4, 6, 10 y 11

• Penalización: Obras 7 y 8

• Rechazo: Obras 5 y 9

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

G 125/155°C G 125/135°C G 125/115°C G 165/115°C G 200/115°C

0°C

Mó

du

los

Din

ámic

os

Condiciones de Compactación

Asfalto Modificado

0.1Hz 1.0Hz 10Hz

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

G 125/155°C G 125/135°C G 125/115°C G 165/115°C G 200/115°C

20°C

Mó

du

los

Din

ámic

os

Condiciones de Compactación

Asfalto Modificado

0.1Hz 1.0Hz 10Hz

log𝐸∗ = 3.750063 + 0.02932 𝜌200− 0.001767 𝜌200

2 − 0.002841𝜌4

− 0.058097𝑉𝑎 − 0.802208𝑉𝑏𝑒𝑓𝑓

𝑉𝑏𝑒𝑓𝑓 + 𝑉𝑎

+3.871977 − 0.0021𝜌4 + 0.003958𝜌38 − 0.000017 𝜌38

2 + 0.005470𝜌34

1 + ℯ −0.603313−0.31335𝑙𝑜𝑔 𝑓 −0.393532𝑙𝑜𝑔 𝜂

R² = 0.9094

-5000

0

5000

10000

15000

20000

25000

0 5000 10000 15000 20000 25000

Mo

du

lo d

e L

abo

rato

rio

(E*

)

Ecuacion de Witczak

RELACION DE DATOS

Dr. Pedro Limón CovarrubiasPROFESOR INVESTIGADOR

GERENTE TÉCNICO

[email protected]@apcl.mx

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

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