179 • Taras. • Termómetro. b) Preparación de la muestra • Se trabaja con material lavado y seco. • Se realiza el tamizado de los agregados gruesos y el agregado fino dividiéndolos en las mallas correspondientes al diseño de TMN de 19 mm (3/4”) para mezclas asfálticas S.M.A; colocando el material retenido de cada tamiz en recipientes y bolsas por separado. • Para la preparación de una muestra asfáltica se analizó el tipo de gradación y el porcentaje de asfalto (que contiene un espécimen) para determinar qué cantidad del material para un espécimen de 1200 ± 200 gr corresponde a cada malla de la granulometría, por lo cual se pesó la cantidad exacta por malla (ya sea para agregado grueso o agregado fino) y se separó en dos grupos de bolsas, un grupo de agregado grueso y otro grupo de agregado fino con el filler. • Para el caso del agente estabilizante se deberá separar en pequeñas taras con el porcentaje deseado con respecto al peso total de la mezcla asfáltica. • Se preparan canastillas de escurrimiento con abertura de 6.3 mm (1/4”) según la norma ASTM D 6390, con las siguientes especificaciones: ➢ Altura de canastilla: 165 ± 16.5 mm ➢ Diámetro de canastilla: 108 ± 10.8 mm ➢ Colocación de base circular a 25 ± 2.5 mm del fondo de la canastilla Figura 87: Fabricación de canastillas para el ensayo de escurrimiento 180 c) Procedimiento de ensayo • Para la elaboración de los siguientes especímenes se considerara: ➢ Con agente estabilizante: Fibra de Celulosa comercial y fibra natural de caña de azúcar. • Se tomara el peso de las canastillas y de los recipientes metálicos, identificando cada uno de estos con el porcentaje de agente estabilizante del espécimen asfaltico que contendrán. • Una vez seleccionado el material en bolsas se procede a colocar el material en recipientes separados para luego colocarlos en el horno a la temperatura de 135°C, con el fin de replicar las condiciones en planta y facilitar el proceso de mezclado con el asfalto. También se colocarán en el horno las taras con el porcentaje deseado de agente estabilizante. • Calentado del asfalto hasta llegar a un estado líquido y pesado del mismo hasta llegar al peso del porcentaje requerido del total de la muestra. • Una vez se tenga la cantidad de asfalto requerida primero se agrega el agregado grueso y se procede al mezclado hasta que el asfalto recubra todo el agregado grueso, luego se agrega el agregado fino junto con el filler y se procede con el mezclado hasta que se encuentre revestido totalmente por el asfalto. De igual modo, el agente estabilizante deberá mezclarse en su totalidad en la mezcla asfáltica hasta encontrarse totalmente esparcida en toda esta. • Se debe verificar la temperatura durante el proceso de mezclado, siendo 135°C la temperatura mínima. • Colocación de la mezcla asfáltica sin compactar en caliente dentro de las canastillas procurando no perder material. • Dejar enfriar la mezcla asfáltica dentro de la canastilla a temperatura ambiente, para luego determinar el peso de la canastilla con la mezcla asfáltica. • Colocar la canastilla con la muestra sobre los recipientes o contenedores metálicos y colocar el conjunto dentro del horno a la temperatura de producción en planta durante 1 hr ± 5 min. 181 Figura 88: Proceso de escurrimiento Figura 89: Pesado y puesta en horno de la mezcla • Después de que la muestra está en el horno a 165% y 175% por el periodo de tiempo indicado se retira la canastilla y el recipiente de este y se deja enfriar a temperatura 182 ambiente. Retirar la canastilla del recipiente y determinar el peso del recipiente con el material escurrido y realizar el análisis correspondiente para la obtención del escurrimiento. Figura 90: Ensayo de Escurrimiento de asfalto • La diferencia de la Fibra de Celulosa, que según normativa se trabaja con un 0.3% como mínimo de esta, la celulosa elaborada, apartir de bagazo de caña de azucar no tiene una referencia normativa, mas si estudios previos por lo que se decidió preparar una muestra de prueba con el mínimo de 0.3% para fibra de celulosa, con el fin de evaluar su comportamiento y determinar los porcentajes de incremento con los que se trabajara posteriormente. 183 d) Toma de datos Tabla 66: Recoleccion de Datos del ensayo de escurrmiento 184 3.5.6.15 Ensayo de Estabilidad y Flujo Marshall El siguiente ensayo fundamental para los propósitos de la investigación por tal motivo el equipo deberá estar bien calibrados a) Materiales y equipos • Termómetro. • Vernier Electronico. • Guantes. • Baño María. • Molde Lottman y mordazas. • Llaves Mecanicas. • Dial de Carga. • Dial de Deformación. • Máquina de Estabilidad Marshall. b) Preparación de la muestra • Especímenes asfalticos compactados según: o Con Fibra de Celulosa Comercial. o Con Fibra Natural de Caña de Azucar. 185 Figura 91: Proceso de la elaboración de briquetas asfálticas para Estabilidad y Flujo Marshall Figura 92: Medicion y baño Maria de los especímenes asfalticos. • Se procede hacer la medición de los especímenes con el vernier electrónico. • Se sumerge los especímenes en baño Maria por un periodo de 50min. A una temperatura de 60°C +- 1°C. • Se tendrá que controlar la temperatura de muestra en el agua con un termómetro, el agua deberá cubrir en un totalidad los especimene asfalticos, para su correcto ensayo 186 en el equipo de flujo Marshall. Figura 93: Proceso de ensayo de espécimen en equipo Marshall. • Una ves pasado los 50 min. Se procede al secado ligero del espécimen, para luego colocarla en el molde Lotman este proceso deberá ser en el menor tiempo posible ya que solo tenemos un promedio de 60seg para que el espécimen no pierda el calor producido por el calentamientoprevio. • Se le coloca la mordaza, el especimen deberá estar centrada en el molde para asi poder ensayar correctamente el ensayo. 187 Figura 94: Figura briqueta con F.C “1” ensayada • Se programa en el equipo digital de Flujo y Estabilidad para su ensayo correspondiente, • Una ves que el espécimen haya sido ensayado. Detener el equipo antes que las tenazas puedan entrar en contacto entre ellas. • Se analizaron los valores que nos arrojo el equipo digital Marshall, ya que estos mostraba resultados muy por debajo de nuestros diseño, tanto las briquetas con fibra comercial como las briquetas con fibra natural de caña de azúcar, se consulto con los encargados del laboratorio de asfaltos de la Escuela Profesional de Ingenieria Civil, específicamente con los docentes Ing. Kildare Ascue E. y el Ing. Alfredo Curo. Para su asesoría técnica ya que los mencionados tienen almplio conocimiento en asfaltos, se volvió a repetir los ensayos juntamente con los igenieros y mostrando relativamente los mismos valores muy por debajo del diseño, es asi que se determino que el Equipo Digital estaba descalibrado, motivo por el cual nos vimos en la necesidad de buscar otro laboratorio. • Es asi que se solicito al PROYECTO ESPECIAL REGIONAL PLAN COPESCO el acceso y uso de las instalaciones de la planta de asfalto ubicada en el Sector de Huambutio, con fines netamente de investigación de pre grado, solicitud que fue bien correspondida y aceptada. • Se nos derivo con el ing.Christian L. encargado del laboratorio de planta de asfaltos de COPESCO, se programo los días de ensayos asi como también nos brindo asesoramiento técnico en el proceso de producción de mezclas asfálticas como 188 también de los agregados lugar de procedencia, el Cemento Asfaltico usado según tipo de proyecto, principal consideración es la altitud en (m.s.n.m). sobre los agregados utilizados asi como también su orígenes entre otros. Figura 95: Ensayo de estabilidad y flujo Marshall en la planta de COPESCO. • Se procedio a realizar el procedimiento de estabilidad y flujo Marshall en el laboratorio de COPESCO, juntamente con el ing. Cristian encargado del laboratorio y producción de asfaltos. • El ensayo se realizo con un equipo calibrado con carga constante mas no digital. 189 Figura 96: Rotura y termino de especímenes de asfalto de estabilidad y flujo Marshall c) Toma de Datos Tabla 67: Estabilbidad y flujo Marshall de fibra de celulosa comercial 190 Tabla 68: Estabilidad y flujo marshall con fibra natural de caña de azucar 3.5.6.16 Ensayo de Traccion Indirecta a) Materiales y equipos o Termómetro. o Vernier Electronico. o Guantes. o Baño María. o Molde Lottman y mordazas. o Llaves Mecanicas. o Dial de Carga. o Dial de Deformación. o Máquina de Estabilidad Marshall. b) Preparación de la muestra o Especímenes asfalticos compactados según: ▪ Con Fibra de Celulosa Comercial. ▪ Con Fibra Natural de Caña de Azucar. 191 Figura 97: Ensayo de espécimen al corte directo • Determinar el esfuerzo de tensión indirecta de los especímenes secos y acondicionados a 25 ± 0,5º C. • Remover los especímenes del baño de agua de 25 ± 0,5º C y determinar su espesor (t’) por MTC E 507. Colocarlo entre las cintas de carga de acero y luego colocar el conjunto entre las dos placas de apoyo de la máquina de ensayo. Se debe tomar cuidado de tal forma que la carga sea aplicada a lo largo del diámetro del espécimen. Aplicar la carga a los especímenes por medio de una razón constante de movimiento del cabezal de la máquina de ensayo, a 50mm (2 pulg) por minuto. 192 Figura 98: Ensayo de colocado de espécimen • Registrar el esfuerzo a compresión máximo obtenido en la máquina de ensayo y continuar cargando hasta que aparezca una fisura vertical. Remover el espécimen de la máquina y abrirlo por la fisura. Inspeccionar su interior para evidenciar si hay agregados figurados o fracturados, visualmente estimar el grado aproximado del daño por la humedad en una escala del 0 al 5 (con 5 como el de mayor desprendimiento). • El ensayo de tracción indirecta consiste en cargar un espécimen cilíndrico de forma vertical y se somete a una carga contante de compresión Figura 99: termino de ensayo de corte directo 193 d) Cálculos Tabla 69: Ensayo de Resistencia de Mezclas Asfalticas Compactadas al daño inducido por Humedad – Fibra de Celulosa Comercial Tabla 70: Ensayo de Resistencia de Mezclas Asfalticas Compactadas al daño inducido por Humedad –Fibra Natural de Caña de Azucar 194 3.6. Procedimiento de Análisis de Datos 3.6.1. Ensayo de los componentes de la Mezcla 3.6.1.1 Ensayo de granulometría de los Agregados a) Procedimiento o cálculo de la prueba 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 ∗ 100 % 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 = 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 64.37 ∗ 100 𝑃𝑎𝑟𝑎 𝐴. 𝐺., % Retenido en 3/4" = = 5.57% 1156.13 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝐴𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑢𝑎𝑑𝑜 = ∑ 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜𝑠 𝑎𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜𝑠 + 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑎𝑙𝑙𝑎 𝑃𝑎𝑟𝑎 𝐴. 𝐺. 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝐴𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 𝑒𝑛 1/2" = 64.37 + 601.68 = 666.05 𝑔𝑟 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝐴𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 ∗ 100 % 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝐴𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 = 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 666.05 ∗ 100 𝑃𝑎𝑟𝑎 𝐴. 𝐺., % Retenido Acumulado en 1/2" = = 57.61% 1156.13 % 𝑄𝑢𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑎 = 100% − % 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝐴𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 𝑃𝑎𝑟𝑎 𝐴. 𝐺. , % 𝑄𝑢𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑎 𝑒𝑛 3/4" = 100% − 5.57% = 94.43% 195 b) Diagramas o tablas para interpretar el ítem Tabla 71: Cálculo del ensayo de granulometría del agregado grueso Tabla 72 Cálculo del ensayo de granulometría del agregado fino 196 Tabla 73: Cálculo del ensayo de granulometría del Filler Análisis de la prueba Los porcentajes que pasan de las granulometrías de Agregado Grueso, Agregado Fino y Filler, si cumplen con las especificaciones de distribución granulométrica para un TMN 3/4” de diseño según S.M.A. para una proporción de 75% de AG, 15% de AF y 10% de Filler. Tabla 74: Combinación de granulometría de los agregados 197 Análisis de la prueba Los Porcentajes que pasan de la combinación granulométrica de los agregados Grueso, Fino y Filler, en proporción con un 75% de Agregado Grueso, con un 15% de Agregado Fino y con un 10% de Filler cumplen con las especificaciones de distribución granulométrica para un TMN 3/4” de diseño según S.M.A. 3.6.1.2 Ensayo de Abrasión Los Ángeles a) Procedimiento o cálculo de la prueba 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐼𝑛𝑐𝑖𝑎𝑙 − 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐹𝑖𝑛𝑎𝑙 % 𝐴𝑏𝑟𝑎𝑠𝑖ó𝑛 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐼𝑛𝑐𝑖𝑎𝑙 5006 − 3940 % 𝐴𝑏𝑟𝑎𝑠𝑖ó𝑛 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝐴. 𝐺. = = 21.29% 5006 198 b) Diagramas o tablas para interpretar el ítem Tabla 75: Cálculo del ensayo de Abrasión Los Ángeles Análisis de la prueba El porcentaje de abrasión del Agregado Grueso de la cantera de Caicay – Paucartambo, por medio de la maquina Los Ángeles, cumple con el valor mínimo establecido dentro de los requisitos de calidad para Agregado Grueso AASHTO MP8 3.6.1.3 Ensayo de partículas chatas y alargadas en agregados gruesos a) Procedimiento o cálculo de la prueba 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐼𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 % 𝑄𝑢𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑎 = ∗ 100 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 199 % 𝑄𝑢𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑎 𝑃𝑎𝑟𝑡. 𝐴𝑙𝑎𝑟𝑔𝑎𝑑𝑎𝑠 (𝑃𝑎𝑠𝑎 1/2" 𝑦 𝑅𝑒𝑡. 3/8") 𝑑𝑒𝑙 𝐴. 𝐺. 1/2" = 577.33 ∗ 100 = 72.5% 796.37 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 𝐶ℎ𝑎𝑡𝑎𝑠 𝑜 𝐴𝑙𝑎𝑟𝑔𝑎𝑑𝑎𝑠 % 𝑃𝑎𝑟𝑡. (𝐶ℎ𝑎𝑡𝑎𝑠 𝑜 𝐴𝑙𝑎𝑟𝑔𝑎𝑑𝑎𝑠) = ∗ 100 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐼𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 1 5.63 % 𝑃𝑎𝑟𝑡. 𝐶ℎ𝑎𝑡𝑎𝑠 (𝑃𝑎𝑠𝑎 ) = ∗ 100 = 0.98% 2 y Ret. 3/8 577.33 % 𝑃𝑎𝑟𝑡. 𝐶ℎ𝑎𝑡𝑎𝑠 𝑦 𝐴𝑙𝑎𝑟𝑔𝑎𝑑𝑎𝑠 = % 𝑃𝑟𝑜𝑚. 𝑃𝑎𝑟𝑡. 𝐶ℎ𝑎𝑡𝑎𝑠 + % 𝑃𝑟𝑜𝑚. 𝑃𝑎𝑟𝑡. 𝐴𝑙𝑎𝑟𝑔𝑎𝑑𝑎𝑠 % 𝑃𝑎𝑟𝑡. 𝐶ℎ𝑎𝑡𝑎𝑠 𝑦 𝐴𝑙𝑎𝑟𝑔𝑎𝑑𝑎𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝐴. 𝐺. = 2.95% + 0.0% = 2.95% b) Diagramas o tablas para interpretar el ítem Tabla 76: Cálculo de ensayo de partículas Chatas y Alargadas en Agregado Grueso de 1/2 y 3/8” 200 c) Análisis de la prueba Con respecto al ensayo de partículas Chatas y Alargadas, cumple con el requerimiento establecido de los requisitos de calidad para Agregado Grueso AASHTO MP8 3.6.1.4 Ensayo para la determinación del porcentaje de partículas fracturadas del agregado grueso a) Procedimiento o cálculo de la prueba 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 𝑐𝑜𝑛 𝑐𝑎𝑟𝑎𝑠 𝑓𝑟𝑎𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑎𝑠 % 𝑪𝒂𝒓𝒂𝒔 𝑭𝒓𝒂𝒄𝒕𝒖𝒓𝒂𝒅𝒂𝒔 = ∗ 100 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 % 𝐶𝑎𝑟𝑎𝑠 𝐹𝑟𝑎𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑎𝑠 (𝑐𝑜𝑛 𝑢𝑛𝑎 𝑜 𝑚𝑎𝑠 𝑐𝑎𝑟𝑎𝑠 𝑓𝑟𝑎𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑎𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝐴. 𝐺. 1/2") = 1507.0 ∗ 100 = 100.0% 1507.0 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑡𝑎𝑚𝑖𝑧 % 𝑹𝒆𝒕𝒆𝒏𝒊𝒅𝒐 𝑮𝒓𝒂𝒅𝒂𝒄𝒊ó𝒏 𝑶𝒓𝒊𝒈𝒊𝒏𝒂𝒍 = ∗ 100 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 % 𝑅𝑒𝑡. 𝐺𝑟𝑎𝑑𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑂𝑟𝑖𝑔𝑖𝑛𝑎𝑙 (𝑐𝑜𝑛 𝑢𝑛𝑎 𝑜 𝑚𝑎𝑠 𝑐𝑎𝑟𝑎𝑠 𝑓𝑟𝑎𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑎𝑠 𝐴. 𝐺. 1/2") = 1507.0 ∗ 100 = 74.94% 2011.0 201 b) Diagramas o tablas para interpretar el ítem Tabla 77: Cálculos de ensayo para la determinación del porcentaje de partículas fracturadas del Agregado Grueso de 1/2 y 3/8” c) Análisis de la prueba Para la determinación del porcentaje de Partículas Fracturadas para el agregado grueso, en la evaluación de una o más caras fracturadas cumple con el requerimiento y para el caso de dos o más caras fracturadas cumple con el requerimiento establecido de los requisitos de calidad para Agregado Grueso AASHTO MP 80. 3.6.1.5 Ensayo de durabilidad del agregado grueso al sulfato de magnesio a) Procedimiento o cálculo de la prueba 202 • 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑠𝑜 (𝑔𝑟) = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐼𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑒𝑚𝑝𝑙𝑒𝑎𝑑𝑜(𝑔𝑟) − 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐹𝑖𝑛𝑎𝑙(𝑔𝑟) • 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑠𝑜 (𝑃𝑎𝑠𝑎 3/4" 𝑅𝑒𝑡. 3/8") = 1005.17 − 992.94 = 12.23 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑠𝑜 (𝑔𝑟) 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑠𝑜 (%) = ∗ 100 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐼𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑒𝑚𝑝𝑙𝑒𝑎𝑑𝑜 (𝑔𝑟) 12.23 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑠𝑜 (𝑃𝑎𝑠𝑎 3/4" 𝑅𝑒𝑡. 3/8") = ∗ 100 = 1.22% 1005.17 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐼𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑒𝑚𝑝𝑙𝑒𝑎𝑑𝑜 (𝑔𝑟) ❖ 𝐺𝑟𝑎𝑑𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑂𝑟𝑖𝑔𝑖𝑛𝑎𝑙 (%) = ∗ 100 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑃𝑒𝑠𝑜 (𝑔𝑟) 1005.17 ❖ 𝐺𝑟𝑎𝑑𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑂𝑟𝑖𝑔𝑖𝑛𝑎𝑙 (𝑃𝑎𝑠𝑎 3/4" 𝑅𝑒𝑡. 3/8") = ∗ 100 = 76.994% 1305.55 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑠𝑜 (%)∗𝐺𝑟𝑎𝑑𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑜𝑟𝑖𝑔𝑖𝑛𝑎𝑙 % ➢ 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝐶𝑜𝑟𝑟𝑒𝑔𝑖𝑑𝑎𝑠 (%) = 100 1.22∗76.99 ➢ 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝐶𝑜𝑟𝑟𝑒𝑔𝑖𝑑𝑎𝑠 (𝑃𝑎𝑠𝑎 3/4" 𝑅𝑒𝑡. 3/8") = = 0.94% 100 b) Diagramas o tablas para interpretar el ítem Tabla 78: Cálculos de ensayo de Durabilidad del Agregado Grueso al Sulfato de Magnesio Análisis de la prueba El valor del Agregado Grueso para el ensayo de durabilidad al sulfato de magnesio, cumple con el requerimiento establecido de los requisitos de calidad para Agregado Grueso AASHTO MP8. 203 3.6.1.6 Ensayo de Peso Específico y Absorción de Agregados Gruesos a) Procedimiento o cálculo de la prueba 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒆𝒏 𝒆𝒍 𝒂𝒊𝒓𝒆 𝒅𝒆𝒍 𝒂𝒈𝒓𝒆𝒈𝒂𝒅𝒐 𝒔𝒆𝒄𝒐 𝒂𝒍 𝒉𝒐𝒓𝒏𝒐 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑎𝑙 ℎ𝑜𝑟𝑛𝑜 + 𝑅𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 − 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑅𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑎𝑖𝑟𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑎𝑙 ℎ𝑜𝑟𝑛𝑜 = 4489.7 − 650.4 = 3839.3 A = Peso en el aire del agregado seco al horno B = Peso en el aire del agregado saturado superficialmente seco C = Peso del agregado saturado superficialmente seco sumergido en agua 𝐴 𝐺𝑠𝑎 = 𝐴 − 𝐶 3839.3 𝐺𝑠𝑎 = = 2.74 𝑔𝑟/𝑐𝑚3 3839.37 − 2436.2 𝐵 𝐺𝑠𝑠𝑠𝑏 = 𝐵 − 𝐶 3893.3 𝐺𝑠𝑠𝑠𝑏 = = 2.67 𝑔𝑟/𝑐𝑚3 3893.3 − 2436.2 𝐴 𝐺𝑠𝑏 = 𝐵 − 𝐶 3839.3 𝐺𝑠𝑏 = = 2.63 𝑔𝑟/𝑐𝑚3 3893.3 − 2436.2 𝐵 − 𝐴 𝐴𝑏𝑠 = ∗ 100 𝐴 3893.3 − 3839.3 𝐴𝑏𝑠 = ∗ 100 = 1.41% 3839.3 204 b) Diagramas o tablas para interpretar el ítem Tabla 79: Cálculos del ensayo de peso específico y absorción de agregado grueso Análisis de la prueba El ensayo de Peso Específico y Absorción, para el caso del porcentaje de absorción cumple con el requerimiento establecido de los requisitos de calidad para Agregado Grueso AASHTO MP8 Los valores obtenidos de los agregados se utilizarán para el diseño de Mezclas S.M.A. 3.6.1.7 Ensayo De Peso Unitario De Los Agregados Gruesos a) Procedimiento o cálculo de la prueba 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑡𝑜 (𝑃𝑎𝑠) = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝐴𝐺. 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑡𝑜 + 𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 (𝑃𝑚 + 𝑎𝑠) − 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑀𝑜𝑙𝑑𝑒 (𝑃𝑚) 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑡𝑜 (𝑃𝑎𝑠) = 15.35 − 9.490 = 5.86 𝐾𝑔 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡𝑎𝑑𝑜 (𝑃𝑎𝑐) = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝐴𝐺. 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡𝑎𝑑𝑜 + 𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 (𝑃𝑚 + 𝑎𝑐) − 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑀𝑜𝑙𝑑𝑒 (𝑃𝑚) 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡𝑎𝑑𝑜 (𝑃𝑎𝑐) = 15.827 − 9.490 = 6.34 𝐾𝑔 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑔𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑡𝑜 (𝑃𝑎𝑠) 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑈𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑜 𝑆𝑢𝑒𝑙𝑡𝑜 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒 (𝑉𝑚) 5.86 𝐾𝑔 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑈𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑜 𝑆𝑢𝑒𝑙𝑡𝑜 = = 1408.15 𝐾𝑔/𝑚3 0.00416 𝑚3 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑔𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡𝑎𝑑𝑜 (𝑃𝑎𝑐) 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑈𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑜 𝐶𝑜𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡𝑎𝑑𝑜 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒 (𝑉𝑚) 205 6.34 𝐾𝑔 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑈𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑜 𝐶𝑜𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡𝑎𝑑𝑜 = = 1522.69 𝐾𝑔/𝑚3 0.00416 𝑚3 b) Diagramas o tablas para interpretar el ítem Tabla 80: Cálculo de ensayo de Peso Unitario de los Agregados Gruesos Gradación 01 Tabla 81: Cálculo de ensayo de Peso Unitario de los Agregados Gruesos Gradación 02 206 Tabla 82: Cálculo de ensayo de Peso Unitario de los Agregados Gruesos Gradación 03 c) Análisis de la prueba Los valores obtenidos de las gradaciones de agregado grueso (01, 02, 03), serán utilizados para el diseño SMA. 3.6.1.8 Ensayo de límites de Consistencia a) Procedimiento o cálculo de la prueba 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎(𝑃𝑚𝑠) = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑇𝑎𝑟𝑎 + 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎 − 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑇𝑎𝑟𝑎 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎(𝑃𝑚𝑠) = 27.36 − 15.81 = 9.28 𝑔𝑟 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎(𝑃𝑎) = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑇𝑎𝑟𝑎 + 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 ℎ𝑢𝑚. −𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑇𝑎𝑟𝑎 + 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 (𝑃𝑎) = 27.36 − 25.09 = 2.27 𝑔𝑟 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝐴𝑔𝑢𝑎 (𝑃𝑎) 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 (%) = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎 (𝑃𝑚𝑠) 2.27 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 (%) = = 24.46% 9.28 𝑁𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑔𝑜𝑙𝑝𝑒𝑠(𝑁) 𝐿𝑖𝑚𝑖𝑡𝑒 𝐿í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 (𝐿𝐿) = 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑(𝑊𝑛)( )0.121 25 20 𝐿𝑖𝑚𝑖𝑡𝑒 𝐿í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 (𝐿𝐿) = (23.56%)( )0.121 = 22.93% 25 207 𝐿𝑖𝑚𝑖𝑡𝑒 𝐿í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 (𝐿𝐿) = 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑙𝑖𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜(𝑘) ∗ 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑𝑊𝑛 𝐿𝑖𝑚𝑖𝑡𝑒 𝐿í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 (𝐿𝐿) = 0.974 ∗ 23.56% = 22.95% b) Diagramas o tablas para interpretar el ítem Tabla 83: Cálculo de ensayo de Límites de Consistencia c) Análisis de la prueba El ensayo de Límites de Consistencia, para el caso de límite líquido, si cumple, y para el caso de Índice de Plasticidad si cumple con el requerimiento establecido de los requisitos de calidad para Agregado Fino AASHTO MP8 3.6.1.9 Ensayo De Angularidad De Finos a) Procedimiento o cálculo de la prueba 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎(𝑊) = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎 + 𝑐𝑖𝑙𝑖𝑛𝑑𝑟𝑜 (𝑃𝑊) − 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝐶𝑖𝑙𝑖𝑛𝑑𝑟𝑜 (𝑃) 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎(𝑊) = 5470 − 4165 = 1305.0 𝑔𝑟 208 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎 (𝑊) 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 (𝑉) − 𝐺𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 𝐸𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑎 𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎(𝐺𝑠𝑏) 𝐴𝑛𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑 (𝐴%) = ∗ 100 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 (𝑉) 1305.0 912.82 − 𝐴𝑛𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑 (𝐴%) = 2.60 ∗ 100 = 45.09 % 912.82 b) Diagramas o tablas para interpretar el ítem Tabla 84: Cálculos de ensayo de Angularidad de Finos c) Análisis de la prueba Para el ensayo de Angularidad de Finos cumple con el requerimiento establecido de los requisitos de calidad para Agregado Fino AASHTO MP8 3.6.1.10 Ensayo de Durabilidad del Agregado Fino al Sulfato de Magnesio a) Procedimiento o cálculo de la prueba 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑠𝑜 (𝑔𝑟) = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐼𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑒𝑚𝑝𝑙𝑒𝑎𝑑𝑜(𝑔𝑟) − 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐹𝑖𝑛𝑎𝑙(𝑔𝑟) 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑠𝑜 (𝑃𝑎𝑠𝑎 3/8" 𝑅𝑒𝑡. #4) = 100.26 − 98.13 = 2.13 𝑔𝑟 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑠𝑜 (𝑔𝑟) 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑠𝑜 (%) = ∗ 100 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐼𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑒𝑚𝑝𝑙𝑒𝑎𝑑𝑜 (𝑔𝑟) 209 2.13 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑠𝑜 (𝑃𝑎𝑠𝑎 3/8" 𝑅𝑒𝑡. #4) = ∗ 100 = 2.12 % 100.26 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐼𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑒𝑚𝑝𝑙𝑒𝑎𝑑𝑜 (𝑔𝑟) 𝐺𝑟𝑎𝑑𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑂𝑟𝑖𝑔𝑖𝑛𝑎𝑙 (%) = ∗ 100 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑃𝑒𝑠𝑜 (𝑔𝑟) 100.26 𝐺𝑟𝑎𝑑𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑂𝑟𝑖𝑔𝑖𝑛𝑎𝑙 (𝑃𝑎𝑠𝑎 3/8′′ 𝑅𝑒𝑡. #4) = ∗ 100 = 19.99 % 501.65 b) Diagramas o tablas para interpretar el ítem Tabla 85: Cálculo de ensayo de Durabilidad del Agregado Fino al Sulfato de Magnesio c) Análisis de la prueba Para el ensayo de Durabilidad al Sulfato de magnesio para agregado fino, cumple con el requerimiento establecido de los requisitos de calidad para Agregado Fino AASHTO MP8 3.6.1.11 Ensayo de Peso Específico y Absorción del Agregado Fino a) Procedimiento o cálculo de la prueba 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑎𝑖𝑟𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑎𝑙 ℎ𝑜𝑟𝑛𝑜 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑎𝑙 ℎ𝑜𝑟𝑛𝑜 + 𝑅𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 − 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑅𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑎𝑖𝑟𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑑𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑎𝑙 ℎ𝑜𝑟𝑛𝑜 = 560.1 − 66.8 = 493.30 𝑔𝑟 A = Peso en el aire del agregado seco al horno. B = Peso del Picnómetro + agua. C = Peso del picnómetro + agregado + agua hasta la marca. 210 D = Peso del material Saturado Superficialmente Seco. 𝐴 𝐺𝑠𝑎 = 𝐵 + 𝐴 − 𝐶 493.30 𝐺𝑠𝑎 = = 2.71 𝑔𝑟/𝑐𝑚3 687.00 + 493.30 − 998.30 𝐷 𝐺𝑠𝑠𝑠𝑏 = 𝐵 + 𝐷 − 𝐶 500 𝐺𝑠𝑠𝑠𝑏 = = 2.65 𝑔𝑟/𝑐𝑚3 687.00 + 500 − 998.30 𝐴 𝐺𝑠𝑏 = 𝐵 + 𝐷 − 𝐶 493.30 𝐺𝑠𝑏 = = 2.61 𝑔𝑟/𝑐𝑚3 687.00 + 500 − 998.30 𝐷 − 𝐴 𝐴𝑏𝑠 = ∗ 100 𝐴 500 − 493.30 𝐴𝑏𝑠 = ∗ 100 = 1.36 % 493.30 b) Diagramas o tablas para interpretar el ítem Tabla 86 Cálculo de ensayo de Peso Específico y Absorción del Agregado Fino c) Análisis de la prueba El Agregado Fino, con respecto al ensayo de Peso Específico y Absorción, se utilizarán para el diseño de Mezclas S.M.A. 211 3.6.2. Diseño De Mezclas Asfálticas S.M.A 3.6.2.1 Combinación De Granulometría De Los Agregados Para Diseño a) Procedimiento o cálculo de la prueba % 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝐶𝑜𝑚𝑏𝑖𝑛𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝐴𝐺. = ∑(% 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑀𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑁 ∗ % 𝐼𝑛𝑐𝑖𝑑𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑀𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑁) = 𝐴% ∗ 75% + 𝐵% ∗ 15% + 𝐶% ∗ 10% = ∑% % 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝐶𝑜𝑚𝑏𝑖𝑛𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝐴𝐺. 3/4" = 5.57% ∗ 75% + 0% ∗ 15% + 0% ∗ 10% = 4.18 % b) Diagramas o tablas para interpretar el ítem Tabla 87: Combinación de agregados con Gradación 01 212 Análisis de la prueba Los valores obtenidos de la combinación de los agregados, para la Gradación 01 de 75% de Agregado Grueso, 15% Agregado Fino y 10% Filler, cumple con las especificaciones de distribución granulométrica para un TMN ¾” de diseño según S.M.A, obteniendo una curva granulométrica que se encuentra dentro de los limites superior e inferior para un diseño S.M.A. 213 Tabla 88: Combinación de agregados con Gradación 02 Análisis de la prueba Los valores obtenidos de la combinación de los agregados para la Gradación 02 de 75% de Agregado Grueso, 15% Agregado Fino y 10% Filler, cumple con las especificaciones de distribución granulométrica para un TMN ¾” de diseño según S.M.A, obteniendo una curva granulométrica la cual se encuentra dentro de los límites inferior y superior para gradación S.M.A. 214 Tabla 89: Combinación de agregados con Gradación 03 Análisis de la prueba Los valores obtenidos de la combinación de los agregados, para la Gradación 03, de 75% de Agregado Grueso, 15% Agregado Fino y 10% Filler, los cuales son los valores promedios del límite inferior i superior siendo esta distribución granulométrica para un TMN ¾” de diseño según S.M.A la ideal, obteniendo una comparación con la curva granulométrica de la gradación 215 02, la cual se encuentra más próximo a los valores promedio de límite inferior y superior de la distribución granulométrica de diseño S.M.A 3.6.2.2 Elección de la Gradación Óptima Tabla 90: Cálculo de pesos unitarios de las gradaciones y gravedad específica bulk de la combinación de agregados Gca: Gravedad específica bulk del Agregado Grueso. Gsa: Gravedad específica aparente del Agregado Grueso. G: Gravedad específica promedio. ∑𝑛1(𝑃𝑛(𝑃𝑜𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑗𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑝𝑒𝑠𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑓𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛)) 𝐺𝑐𝑎, 𝐺𝑠𝑎, 𝐺 = 𝑛 𝑃𝑛(𝑃𝑜𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑗𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑝𝑒𝑠𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑓𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛)∑1 ( )𝐺𝑛(𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑔𝑟𝑎𝑣. 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑎 𝑜 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑝𝑜𝑟 𝑓𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛) 𝐺𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 𝐸𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑎 𝑃𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝐺𝑟𝑎𝑑𝑎𝑐𝑖ó𝑛 01 (𝐺) = 75% + 15% + 10% = 2.62 𝑔𝑟/𝑐𝑚3 2.60 2.60 2.85 75% + 15% + 10% 216 Tabla 91: Cálculo de vacíos en el agregado grueso en la condición seco rodillado para cada gradación VCADRC: Vacíos en el agregado grueso en la condición seco-rodillado Ɣs: Peso Unitario de la fracción de agregado grueso en la condición seco-rodillado (Kg/m3) Ɣw: Peso Unitario del agua (998 Kg/m 3) Gca: Gravedad Específica Bulk del agregado grueso 𝐺𝑐𝑎Ɣ𝑤 − Ɣ𝑠 𝑉𝐶𝐴𝐷𝑅𝐶 = ( ) 100 𝐺𝑐𝑎Ɣ𝑤 2.60 ∗ 998.0 − 1520.29 𝑉𝐶𝐴𝐷𝑅𝐶(𝐺𝑟𝑎𝑑𝑎𝑐𝑖ó𝑛 01) = = 41.35 % 2.60 ∗ 998.0 217 Tabla 92: Cálculo de gravedad específica teórica máxima (GMM) para cada gradación 𝐺𝑠𝑏+𝐺𝐴 = 𝑠𝑎, Para el agregado grueso. 2 𝐺 +𝐺 𝐵 = 𝑠𝑏 𝑠𝑎, Para el agregado fino. 2 𝐺 +𝐺 𝐶 = 𝑠𝑏 𝑠𝑎, Para el filler. 2 100 𝐺𝑚𝑚 = % 𝑎𝑠𝑓𝑎𝑙𝑡𝑜 % 𝑔𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 % 𝑓𝑖𝑛𝑜 % 𝑓𝑖𝑙𝑙𝑒𝑟 𝐺 + + + 𝑠𝑎𝑎𝑠𝑓𝑎𝑙𝑡𝑜 𝐴 𝐵 𝐶 Gsb: Gravedad Específica Bulk 218 Gsa: Gravedad Específica Aparente 100 𝐺𝑚𝑚(𝐺𝑟𝑎𝑑𝑎𝑐𝑖ó𝑛 01) = 6.0% 70.50% 14.10% 9.40% + 1.017 2.60 + 2.70 + 2.60 + 2.70 + 2.85 + 2.85 2 2 2 100 𝐺𝑚𝑚(𝐺𝑟𝑎𝑑𝑎𝑐𝑖ó𝑛 01) = = 2.43 𝑔𝑟/𝑐𝑚3 6.0% 70.50% 14.10% 9.40% 1.017 + 2.65 + 2.65 + 2.85 Tabla 93: Cálculo de gravedad específica bulk de mezclas compactadas para cada gradación Gmb: Gravedad Específica Bulk de la muestra compactada WD: Peso del espécimen al aire WSSD: Peso del espécimen en su condición SSD en el aire Wsub: Peso del espécimen sumergido 219 𝑊𝐷 𝐺𝑚𝑏 = 𝑊𝑆𝑆𝐷 − 𝑊𝑠𝑢𝑏 1126.2 𝐺𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎 𝑏𝑢𝑙𝑘 𝐺𝑟𝑎𝑑𝑎𝑐𝑖ó𝑛 01 (𝐺𝑚𝑏) = = 2.293 1139.6 − 648.40 Tabla 94: Cálculo de los vacíos y elección de la gradación óptima 𝐺𝑚𝑏 𝑉𝐶𝐴𝑚𝑒𝑧𝑐𝑙𝑎 = 100 − ( ) ∗ 𝑃𝐶𝐴 𝐺𝑐𝑎 Donde: VCAmezcla: Vacios de Agregado Grueso en Mezcla. Gca: Gravedad Especifica Bulk del Agregado Grueso. Gmb: Gravedad Especifica Bulk de la mezcla. PCA: Porcentaje en peso de agregado grueso en mezcla. 220 2.308 𝑉𝐶𝐴𝑚𝑒𝑧𝑐𝑙𝑎(Para gradación 01) = 100 − ( ) ∗ 70.50% = 37.366 % 2.430 𝐺𝑚𝑏 𝑉𝑀𝐴 = 100 − ( ) ∗ 𝑃𝑠 𝐺𝑠𝑏 Donde: VMA: Vacios en el agregado mineral. Gmb: Gravedad Especifica Bulk de la mezcla. Gsb: Gravedad Especifica Bulk de la combinación de Agregados. Ps: Porcentaje de Agregado en la mezcla. 2.308 𝑉𝑀𝐴 (𝑃𝑎𝑟𝑎 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑎𝑐𝑖ó𝑛 01) = 100 − ( ) ∗ 94.00% = 17.259 % 2.62 𝐺𝑚𝑏 𝑉𝑎 = (1 − ) ∗ 100 𝐺𝑚𝑚 Donde: Va: Porcentaje de Vacíos de aire en Mezclas Compactadas. Gmm: Gravedad Especifica Teórica Máxima de la mezcla. Gmb: Gravedad Especifica Bulk de la mezcla. 2.308 𝑉𝑎(Para gradación 01) = (1 − ) ∗ 100 = 5.055 % 2.43 Análisis de la Prueba Después de seleccionar las tres Gradaciones: Gradación 01; Gradación 02; Gradación 03. Se elaboraron 5 especímenes asfalticos para cada Gradación, con un contenido de asfalto de 6% (según diseño), en base a esto se evaluaron los parámetros volumétricos de los especímenes compactados, determinando el % de vacíos de aire (%Va), vacíos en el agregado mineral (VMA), vacíos de agregado grueso en mezcla (VCAMEZCLA) y vacíos en el agregado grueso en la condición seco-rodillado (VCADRC). De las muestras para cada gradación se elegirá aquella que contenga un valor de %Va~4, un valor de %VMA ≥ 17% y un valor de VCAMEZCLA < VCADRC:(Ver Tabla 93) 221 Por lo cual se elegirá la Gradación 02, ya que cumple con los requerimientos de elección de la gradación optima, a pesar de que la gradación 03 cumple es una gradación de los valores promedio entre los valores inferiores y superiores de la curva granulométrica S.M.A, pero la gradación 02 es la que tiene un valor más cercano a 4% de vacíos de aire (Va). 3.6.2.3 Elección Del Contenido Óptimo De Ligante Tabla 95: Cálculo de pesos unitarios y gravedad específica bulk combinación de agregados de la gradación óptima Gca: Gravedad específica bulk del Agregado Grueso. Gsa: Gravedad específica aparente del Agregado Grueso. G: Gravedad específica promedio. ∑𝑛1(𝑃𝑛(𝑃𝑜𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑗𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑝𝑒𝑠𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑓𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛)) 𝐺𝑐𝑎, 𝐺𝑠𝑎, 𝐺 = 𝑛 𝑃𝑛(𝑃𝑜𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑗𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑝𝑒𝑠𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑓𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛)∑1 ( )𝐺𝑛(𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑔𝑟𝑎𝑣. 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑎 𝑜 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑝𝑜𝑟 𝑓𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛) 𝐺𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 𝐸𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑎 𝑃𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝐺𝑟𝑎𝑑𝑎𝑐𝑖ó𝑛 "𝐴"(𝐺) 75% + 15% + 10% = = 2.631𝑔𝑟/𝑐𝑚3 2.603 2.641 2.850 75% + 15% + 10% 222 Tabla 96: Cálculo de Vacíos en el Agregado Grueso en la condición seco para la Gradación Optima VCADRC: Vacíos en el agregado grueso en la condición seco-rodillado Ɣs: Peso Unitario de la fracción de agregado grueso en la condición seco-rodillado (Kg/m3) Ɣw: Peso Unitario del agua (998 Kg/m 3) Gca: Gravedad Específica Bulk del agregado grueso 𝐺𝑐𝑎Ɣ𝑤 − Ɣ𝑠 𝑉𝐶𝐴𝐷𝑅𝐶 = ( ) 100 𝐺𝑐𝑎Ɣ𝑤 2.62 ∗ 998.0 − 1522.69 𝑉𝐶𝐴𝐷𝑅𝐶(𝑃𝑎𝑟𝑎 𝐺𝑟𝑎𝑑𝑎𝑐𝑖ó𝑛 A) = = 41.85 % 2.62 ∗ 998.0 223 Tabla 97: Cálculo de Gravedad Específica Teórica Máxima (Gmm) para Gradación Optima con diferentes contenidos de Asfalto 𝐺 +𝐺 𝐴 = 𝑠𝑏 𝑠𝑎, Para el agregado grueso. 2 𝐺 𝐵 = 𝑠𝑏 +𝐺𝑠𝑎, Para el agregado fino. 2 𝐺 𝐶 = 𝑠𝑏 +𝐺𝑠𝑎, Para el filler. 2 100 𝐺𝑚𝑚 = % 𝑎𝑠𝑓𝑎𝑙𝑡𝑜 % 𝑔𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 % 𝑓𝑖𝑛𝑜 % 𝑓𝑖𝑙𝑙𝑒𝑟 + + + 𝐺𝑠𝑎𝑎𝑠𝑓𝑎𝑙𝑡𝑜 𝐴 𝐵 𝐶 224 Gsb: Gravedad Específica Bulk Gsa: Gravedad Específica Aparente 𝐺𝑚𝑚(𝐶𝑜𝑛𝑡. 𝑎𝑠𝑓𝑎𝑙𝑡𝑜 6.5%) 100 𝐺𝑚𝑚 = 6.5% 70.13% 14.03% 9.35% 1.017 + 2.62 + 2.72 + 2.60 + 2.70 + 2.85 + 2.85 2 2 2 100 𝐺𝑚𝑚 = = 2.427 𝑔𝑟/𝑐𝑚3 6.5% 70.125% 14.025% 9.35% 1.017 + 2.67 + 2.65 + 2.850 Tabla 98: Cálculo de Gravedad Específica Bulk de mezclas compactadas para diferentes contenidos de Asfalto 225 Gmb: Gravedad Específica Bulk de la muestra compactada WD: Peso del espécimen al aire WSSD: Peso del espécimen en su condición SSD en el aire Wsub: Peso del espécimen sumergido 𝑊𝐷 𝐺𝑚𝑏 = 𝑊𝑆𝑆𝐷 − 𝑊𝑠𝑢𝑏 1181.2 𝐺𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎 𝑏𝑢𝑙𝑘 % 𝑎𝑠𝑓𝑎𝑙𝑡𝑜 6.0% (𝐺𝑚𝑏) = = 2.312 1190.9 − 680.1 Tabla 99: Cálculo de los Vacíos y elección del Contenido de Asfalto Optimo 226 𝐺𝑚𝑏 𝑉𝐶𝐴𝑚𝑒𝑧𝑐𝑙𝑎 = 100 − ( ) ∗ 𝑃𝐺 𝐶𝐴 𝑐𝑎 Donde: VCAmezcla: Vacios de Agregado Grueso en Mezcla. Gca: Gravedad Especifica Bulk del Agregado Grueso. Gmb: Gravedad Especifica Bulk de la mezcla. PCA: Porcentaje en peso de agregado grueso en mezcla. 2.319 𝑉𝐶𝐴𝑚𝑒𝑧𝑐𝑙𝑎(% asfalto 6.5%) = 100 − ( ) ∗ 70.125% = 38.023% 2.62 𝐺𝑚𝑏 𝑉𝑀𝐴 = 100 − ( ) ∗ 𝑃𝑠 𝐺𝑠𝑏 Donde: VMA: Vacios en el agregado mineral. Gmb: Gravedad Especifica Bulk de la mezcla. Gsb: Gravedad Especifica Bulk de la combinación de Agregados. Ps: Porcentaje de Agregado en la mezcla. 2.319 𝑉𝑀𝐴 (% 𝑎𝑠𝑓𝑎𝑙𝑡𝑜 6.5%) = 100 − ( ) ∗ 93.50% = 17.925 % 2.64 𝐺𝑚𝑏 𝑉𝑎 = (1 − ) ∗ 100 𝐺𝑚𝑚 Donde: Va: Porcentaje de Vacíos de aire en Mezclas Compactadas. Gmm: Gravedad Especifica Teórica Máxima de la mezcla. Gmb: Gravedad Especifica Bulk de la mezcla. 2.319 𝑉𝑎(% asfalto 6.5%) = (1 − ) ∗ 100 = 4.467 % 2.427 227 Análisis de la Prueba Después de seleccionar los contenidos de Asfalto: • % de Asfalto “1”: 6.0% • % de Asfalto “2”: 6.5% • % de Asfalto “3”: 7.0% • % de Asfalto “4”: 7.5% Se elaboraron 5 probetas compactadas para cada contenido de Asfalto (6.0%, 6.5%, 7.0%, 7.5%), con la Gradación Optima elegida (Gradación 02), en base a esto se evaluaron los parámetros volumétricos de los especímenes compactados, determinando el % de vacíos de aire (%Va), vacios en el agregado mineral (VMA), vacios de agregado grueso en mezcla (VCAMEZCLA) y vacios en el agregado grueso en la condición seco (VCADRC). De las probetas para cada porcentaje de Asfalto se elegirá aquella que contenga un valor de %Va=4, un valor de %VMA ≥ 17% y un valor de VCAMEZCLA < VCADRC: (Ver Tabla 99) Por los resultados obtenidos se escogerá el valor de 6.5% ya que cumple con los requerimientos de elección del porcentaje óptimo de asfalto, ya que es la que tiene un valor más cercano a 4% de vacíos de aire (Va). 228 3.6.2.4 Ensayo De Escurrimiento Tabla 100: Cálculos de Ensayo de Escurrimiento con Fibra de Celulosa Comercial (CELULOSE CELUCAU CAJ-91) 229 Tabla 101: Cálculos de ensayo de Escurrimiento Fibra Natural de caña de Azúcar 𝐶 − 𝐴 Escurrimiento (%) = 100 − 𝑥 100 B − A Donde: A: Peso de la cesta de alambre vacía. B: Peso de la cesta de alambre y muestra. C: Peso de la cesta de alambre + muestra después del horno. 230 Escurrimiento a Temperatura de 165°C 0.30% Fibra Natural de Caña de Azucar 1159.9 − 31.20 Escurrimiento (%) = 𝑥 100 = 0.04 % 1160.40 − 31.20 Escurrimiento a Temperatura de 165°C Sin Fibra de Celulosa 1026.2 − 34.30 Escurrimiento (%) = 𝑥 100 = 1.62 % 1042.5 − 34.30 Análisis de la Prueba El valor de las mezclas de asfalto sin compactar con la Gradación 02 (Gradación Optima), con un contenido de asfalto de 6.5% (% de asfalto optimo) y con agente estabilizante (Fibra de Celulosa Comercial y Fibra Natural de Caña de Azúcar) desde un mínimo de 0.3%, para el ensayo de Escurrimiento, si cumple con el requerimiento establecido en las especificaciones técnicas de mezclas SMA Para diseño Marshall NAPA 2002 231 3.6.2.5 Parámetros Volumétricos de Mezclas Asfálticas S.M.A. Tabla 102: Cálculo de Pesos Unitarios y Gravedad Específica Bulk para comparación de Parámetros Volumétricos Gca: Gravedad específica bulk del Agregado Grueso. G: Gravedad específica promedio. ∑𝑛1(𝑃𝑛(𝑃𝑜𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑗𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑝𝑒𝑠𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑓𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛)) 𝐺𝑐𝑎, 𝐺𝑠𝑎, 𝐺 = 𝑛 𝑃𝑛(𝑃𝑜𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑗𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑝𝑒𝑠𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑓𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛)∑1 ( )𝐺𝑛(𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑔𝑟𝑎𝑣. 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑎 𝑜 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑝𝑜𝑟 𝑓𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛) 𝐺𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 𝐸𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑎 𝑃𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝐺𝑟𝑎𝑑𝑎𝑐𝑖ó𝑛 02 75% + 15% + 10% (𝐺) = = 2.64 𝑔𝑟/𝑐𝑚3 2.62 2.60 2.85 75% + 15% + 10% 232 Tabla 103: Cálculo de Vacíos en el Agregado Grueso en la condición seco para comparación de agente estabilizante VCADRC: Vacíos en el agregado grueso en la condición seco-rodillado Ɣs: Peso Unitario de la fracción de agregado grueso en la condición seco-rodillado (Kg/m3) Ɣw: Peso Unitario del agua (998 Kg/m 3) Gca: Gravedad Específica Bulk del agregado grueso 𝐺𝑐𝑎Ɣ𝑤 − Ɣ𝑠 𝑉𝐶𝐴𝐷𝑅𝐶 = ( ) 100 𝐺𝑐𝑎Ɣ𝑤 Para Gradación 02 2.62 ∗ 998.0 − 1522.69 𝑉𝐶𝐴𝐷𝑅𝐶 = = 41.85 % 2.62 ∗ 998.0 233 Tabla 104: Cálculo de Gravedad Específica Teórica Máxima (Gmm) para comparación de Parámetros Volumétricos con diferentes agentes estabilizantes FNCA = Fibra Natural de Caña de azúcar. FCC = Fibra de Celulosa Comercial 𝐺 +𝐺 𝐴 = 𝑠𝑏 𝑠𝑎, Para el agregado grueso. 2 𝐺 +𝐺 𝐵 = 𝑠𝑏 𝑠𝑎, Para el agregado fino. 2 𝐺 +𝐺 𝐶 = 𝑠𝑏 𝑠𝑎, Para el filler. 2 100 𝐺𝑚𝑚 = % 𝑎𝑠𝑓𝑎𝑙𝑡𝑜 % 𝑔𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜 % 𝑓𝑖𝑛𝑜 % 𝑓𝑖𝑙𝑙𝑒𝑟 + + + 𝐺𝑠𝑎𝑎𝑠𝑓𝑎𝑙𝑡𝑜 𝐴 𝐵 𝐶 234 Gsb: Gravedad Específica Bulk Gsa: Gravedad Específica Aparente 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑠𝑓𝑎𝑙𝑡𝑜 𝑑𝑒 6.5%, 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝐹𝑖𝑏𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝐶𝑒𝑙𝑢𝑙𝑜𝑠𝑎 𝐶𝑜𝑚𝑒𝑟𝑐𝑖𝑎𝑙 100 𝐺𝑚𝑚 = 6.5% 70.13% 14.03% 9.35% 1.017 + 2.62 + 2.72 + 2.60 + 2.70 + 2.85 + 2.85 2 2 2 100 𝐺𝑚𝑚 = = 2.427 𝑔𝑟/𝑐𝑚3 6.5% 70.13% 14.03% 9.35% 1.017 + 2.67 + 2.65 + 2.85 Tabla 105: Cálculo de Gravedad Específica Bulk de mezclas compactadas diferentes agentes estabilizantes Gmb: Gravedad Específica Bulk de la muestra compactada WD: Peso del espécimen al aire WSSD: Peso del espécimen en su condición SSD en el aire Wsub: Peso del espécimen sumergido 235 𝑊𝐷 𝐺𝑚𝑏 = 𝑊𝑆𝑆𝐷 − 𝑊𝑠𝑢𝑏 Gravedad Especifica Bulk CFCC-01 (Con Fibra de Celulosa Comercial) 1142.3 (𝐺𝑚𝑏) = = 2.308 1148.2 − 653.3 Tabla 106: Cálculo de los Vacíos y Comparación de la gradación óptima para agente estabilizante 𝐺𝑚𝑏 𝑉𝐶𝐴𝑚𝑒𝑧𝑐𝑙𝑎 = 100 − ( ) ∗ 𝑃𝐶𝐴 𝐺𝑐𝑎 Donde: VCAmezcla: Vacíos de Agregado Grueso en Mezcla. Gca: Gravedad Especifica Bulk del Agregado Grueso. Gmb: Gravedad Especifica Bulk de la mezcla. PCA: Porcentaje en peso de agregado grueso en mezcla. 236 VCA Para SMA-FCC 2.329 𝑉𝐶𝐴𝑚𝑒𝑧𝑐𝑙𝑎 = 100 − ( ) ∗ 70.125% = 37.764 % 2.62 𝐺𝑚𝑏 𝑉𝑀𝐴 = 100 − ( ) ∗ 𝑃𝑠 𝐺𝑠𝑏 Donde: VMA: Vacios en el agregado mineral. Gmb: Gravedad Especifica Bulk de la mezcla. Gsb: Gravedad Especifica Bulk de la combinación de Agregados. Ps: Porcentaje de Agregado en la mezcla. VMA Para SMA-FCC 2.329 𝑉𝑀𝐴 = 100 − ( ) ∗ 93.50% = 17.581 % 2.64 𝐺𝑚𝑏 𝑉𝑎 = (1 − ) ∗ 100 𝐺𝑚𝑚 Donde: Va: Porcentaje de Vacíos de aire en Mezclas Compactadas. Gmm: Gravedad Especifica Teórica Máxima de la mezcla. Gmb: Gravedad Especifica Bulk de la mezcla. 𝑉𝑎 Para SMA-FCC 2.329 𝑉𝑎 = (1 − ) ∗ 100 = 4.068 % 2.427 Análisis de la Prueba Se elaboraron briquetas compactas de mezcla asfáltica para cada agente estabilizante, con la Gradación 02 (Gradación Optima), con un contenido de asfalto de 6.5% (% de asfalto optimo) y con agente estabilizante (Fibra de Celulosa Comercial y Fibra Natural de Caña de Azúcar) al 0.35 %, en base a esto se evaluaron los parámetros volumétricos de los especímenes compactados, determinando el % de vacíos de aire (%Va), vacíos en el agregado mineral 237 (VMA), vacíos de agregado grueso en mezcla (VCAMEZCLA) y vacíos en el agregado grueso en la condición seco (VCADRC). (Ver Tabla 118) 3.6.2.6 Ensayo de Estabilidad Y Flujo Marshall Tabla 107: Cálculo de Ensayo de Estabilidad y Flujo para especímenes con Fibra de Celulosa Comercial. Tabla 108: Cálculo de Ensayo de Estabilidad y Flujo para especímenes con Fibra Natural de Caña de Azúcar 238 ∅1 + ∅2 + ∅3 + ∅4 𝑃𝑟𝑜𝑚. 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑒𝑠 = 4 Para 𝐶𝐹𝐶𝐶 04 10.34 + 10.31 + 10.33 + 10.32 𝑃𝑟𝑜𝑚. 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑒𝑠 = = 10.33 𝑐𝑚 4 ℎ1 + ℎ2 + ℎ3 + ℎ4 𝑃𝑟𝑜𝑚. 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑒𝑠 = 4 Para 𝐶𝐹𝐶𝐶 04 6.53 + 6.52 + 6.54 + 6.57 𝑃𝑟𝑜𝑚. 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑒𝑠 = = 6.54 𝑐𝑚 4 𝐶𝑜𝑟𝑟𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑀𝑎𝑟𝑠ℎ𝑎𝑙𝑙 = 𝐸𝑠𝑡𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 ∗ 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 Para 𝐶𝐹𝐶𝐶 04 𝐶𝑜𝑟𝑟𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 = 774.72 ∗ 0.89 = 689.50 𝐾𝑔 Análisis de la Prueba Se elaboraron 5 probetas de mezcla asfáltica compactado para cada agente estabilizante (10 en total), con la gradación 02 (Gradación Optima), con un contenido de asfalto de 6.5% (% de asfalto optimo) y con agente estabilizante (Fibra de Celulosa Comercial y Fibra Natural de Caña de Azúcar) al 0.35%, y los valores obtenidos para el ensayo de Estabilidad y Flujo Marshall se aproximan al valor sugerido (basado en la experiencia) establecido en las especificaciones técnicas de mezclas SMA Para diseño Marshall NAPA 2002. 239 3.6.2.7 Ensayo De Resistencia De Mezclas Asfálticas Compactadas Al Daño Inducido Por Humedad Tabla 109 Gravedad específica bulk de la combinación de agregados para ensayo de tracción indirecta Tabla 110 Gravedad específica teórica máxima para ensayo de tracción indirecta – para Fibra de Celulosa Comercial 240 Tabla 111 Gravedad específica teórica máxima para ensayo de tracción indirecta – para Fibra Natural de caña de Azucar 241 Tabla 112 Gravedad específica Bulk de las muestras compactadas para ensayo de tracción indirecta – para Fibra de Celulosa Comercial Tabla 113 Gravedad específica Bulk de las muestras compactadas para ensayo de tracción indirecta – para Fibra Natural de Caña de Azucar 242 Tabla 114 Cálculo de Vacíos para seleccionar subgrupos para ensayo de susceptibilidad a la humedad – para Fibra de Celulosa Comercial 243 Tabla 115 Cálculo de vacíos para seleccionar subgrupos para ensayo de susceptibilidad a la humedad – para Fibra Natural de Caña de Azucar 244 Tabla 116 Cálculo de ensayo de tracción indirecta – para Fibra de Celulosa Comercial 245 Tabla 117 Cálculo de ensayo de tracción indirecta – para Fibra Natural de Caña de Azucar ∅1 + ∅2 + ∅3 + ∅4 𝑃𝑟𝑜𝑚. 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑒𝑠 = 4 Para CFNCA-10 102.6 + 102.9 + 102.7 + 102.9 𝑃𝑟𝑜𝑚. 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑒𝑠 = = 102.775 𝑚𝑚 4 ℎ1 + ℎ2 + ℎ3 + ℎ4 𝑃𝑟𝑜𝑚. 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑒𝑠 = 4 Para CFNCA-10 65.6 + 65.6 + 65.7 + 65.5 𝑃𝑟𝑜𝑚. 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑒𝑠 = = 65.6 𝑚𝑚 4 2000 ∗ 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑀á𝑥𝑖𝑚𝑎 (𝑃) ∗ 9.8 𝐸𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 𝑎 𝑙𝑎 𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖ó𝑛 (𝑆𝑡) = 𝜋 ∗ 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑏. (𝑡) ∗ 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑏. (𝐷) 246 Para CFNCA-10 2000 ∗ 407.14 ∗ 9.8 𝐸𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 𝑎 𝑙𝑎 𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖ó𝑛 (𝑆𝑡) = = 376.94 𝐾𝑝𝑎 𝜋 ∗ 65.6 ∗ 102.775 𝑆2 Razon del Esfuerzo a Tensión (TSR) = ∗ 100 𝑆1 Donde: S1: Promedio del esfuerzo a la tensión del subgrupo seco, KPa. S2: Promedio del esfuerzo a la tensión del subgrupo Humedo, KPa. Para Fibra Natural de caña de Azucar 331.62 Razon del Esfuerzo a Tensión (TSR) = ∗ 100 = 88.63% 374.16 Análisis de la Prueba Se elaboraron 6 especímenes asfalticos para cada agente estabilizante (12 en total), con la gradación 02 (Gradación Optima), con un contenido de asfalto de 6.5% (% de asfalto optimo) y con agente estabilizante (Fibra de Celulosa Comercial y Fibra Natural de caña de Azucar) al 0.35%, y los valores obtenidos para %TSR del ensayo de Resistencia de Mezclas asfálticas compactadas al daño inducido por humedad cumple con el requerimiento establecido en las especificaciones técnicas de mezclas SMA Para diseño Marshall NAPA 2002 247 CAPITULO IV: RESULTADOS 4.1. Control de calidad de los Componentes de la Mezcla 4.1.1. Control de calidad del Agregado Grueso A) Tabla de Resultados Tabla 118: Resultados del control de calidad del agregado grueso B) Análisis de Resultados de la tabla Los resultados de los ensayos de laboratorio para determinar el control de calidad de los agregados gruesos d la cantera de Caicay – Sector Paucartambo, cumplen satisfactoriamente con los requisitos de calidad para el Agregado Grueso AASHTO MP8. 248 C) Resultados y análisis de cada ensayo para control de calidad de Agregados Gruesos C.1) Ensayo de Abrasión Los Ángeles Figura 100: Resultado del ensayo de Abrasión los Ángeles Análisis El resultado del ensayo de Abrasión Los Ángeles del Agregado Grueso es de 21.29%, el cual cumple con el requerimiento de ensayo de la norma AASHTO MP8 que es de 30% máximo. C.2) Ensayo de Partículas Chatas y Alargadas Figura 101: Resultado del ensayo de partículas chatas y alargadas 249 Análisis El resultado del ensayo de Partículas Chatas y Alargadas (relación 3 a 1) del Agregado Grueso, 1/2” y 3/8”, es de 0.98% y 4.92% respectivamente, los cuales cumplen con el requerimiento de ensayo de la norma AASHTO MP8 que es de 20% máximo. C.3) Ensayo de Peso Específico y Absorción del Agregado Grueso Figura 102: Resultado del ensayo de Absorción Análisis El resultado del ensayo de Peso Específico y Absorción del Agregado Grueso, da como resultado de porcentaje de Absorción 1.41% respectivamente, los cuales cumplen con el requerimiento de ensayo de la norma AASHTO MP8 que es de 2% máximo. C.4) Ensayo de Durabilidad al Sulfato de Magnesio del Agregado Grueso Figura 103: Resultado del ensayo de durabilidad al sulfato de magnesio 250 Análisis El resultado del ensayo de Durabilidad al Sulfato de Magnesio del Agregado Grueso es de 1.39%, el cual cumple con el requerimiento de ensayo de la norma AASHTO MP8 que es de 20% máximo. C.5) Ensayo de Porcentaje de Caras Fracturadas Figura 104: Resultado del ensayo de caras fracturadas – con una o más caras fracturadas Análisis El resultado del ensayo para determinar el porcentaje de Caras Fracturada del Agregado Grueso, 1/2” y 3/8”, para una o más caras, es de 100.00% y 100% respectivamente, , por lo tanto ambos cumplen con el requerimiento de ensayo de la norma AASHTO MP8 que es de 100% min. 251 Figura 105: Resultado del ensayo de caras fracturadas – con dos o más caras fracturadas Análisis El resultado del ensayo para determinar el porcentaje de Caras Fracturada del Agregado Grueso, 1/2” y 3/8”, para dos o más caras, es de 100.00% y 100.00% respectivamente, los cuales cumplen con el requerimiento de ensayo de la norma AASHTO MP8 que es de 90% min. 4.1.2. Control de calidad del Agregado Fino A) Tabla de Resultados Tabla 119: Resultados del control de calidad del agregado fino B) Análisis de resultados de la tabla Los resultados de los ensayos de laboratorio para determinar el control de calidad del agregado fino de la Cantera Caicay – Sector Paucartambo, cumplen satisfactoriamente con los requisitos de calidad para el Agregado Fino AASHTO MP8. 252 B.1) Ensayo de Durabilidad al Sulfato de Magnesio del Agregado Fino Figura 106: Resultado del ensayo de durabilidad Análisis El resultado del ensayo de Durabilidad al Sulfato de Magnesio del Agregado Fino es de 1.97%, el cual cumple con el requerimiento de ensayo de la norma AASHTO MP8 que es de 20% máximo. B.2) Ensayo de Durabilidad al Sulfato de Magnesio del Agregado Fino Figura 107: Resultado del ensayo de Angularidad de finos Análisis El resultado del ensayo de Angularidad de Finos es de 45.1%, el cual cumple con el requerimiento de ensayo de la norma AASHTO MP8 que es de 45% mínimo. 253 B.3) Ensayo de Limite de consistencia del Agregado Fino Figura 108: Resultado del ensayo de Límite Líquido Análisis En el ensayo de Límites de Consistencia, para el Limite Liquido el resultado es de 23.56 %, el cual cumple con el requerimiento de ensayo que es de 25% máximo, Para el Índice de Plasticidad no se pudo realizar el ensayo por lo tanto No Presenta Plasticidad (NP), ambos resultados cumplen con la norma AASHTO MP8 254 4.2. Control de Calidad de las Mezclas Asfálticas SMA 4.2.1. Diseño SMA 4.2.1.1. Gradación Óptima a) Resultado de la Gradación Óptima Figura 109: Curva granulométrica de la Gradación Optima b) Análisis del Resultado Para la selección de la Gradación Optima se eligió la Gradación 02, en la cual la curva granulométrica se encuentra dentro de los límites de diseño para un TMN 19mm (3/4”), además de que cumple con los requerimientos de elección de la gradación óptima para un valor de %Va~4, un valor de %VMA ≥ 17% y un valor de VCAMEZCLA < VCADRC:(Ver Tabla 94: Cálculo de los vacíos y elección de la gradación óptima) 4.2.1.2 Contenido de Asfalto Optimo a) Resultados del Contenido de Asfalto Óptimo 255 Figura 110: Porcentaje de vacíos (%VA) en función del % de asfalto en la mezcla Análisis del resultado Para la selección del contenido de asfalto optimo se eligió la Gradación 02, en la cual la curva granulométrica se encuentra dentro de los límites de diseño para un TMN 19mm (3/4”), y se evaluaron contenidos de asfalto a 6.0%, 6.5%, 7.0% y 7.5% además de que se buscó que cumpla con un valor aproximado a %Va~4 siendo el porcentaje de de 6.5% como valor de contenido óptimo de asfalto. 256 Figura 111: Porcentaje de vacíos en el agregado mineral (%VMA) en función del % de asfalto en la mezcla Análisis del resultado Para la selección del contenido de asfalto optimo se eligió la Gradación 02, en la cual la curva granulométrica se encuentra dentro de los límites de diseño para un TMN 19mm (3/4”), y se evaluaron contenidos de asfalto a 6.0%, 6.5%, 7.0% y 7.5% además de que se buscó que cumpla con un valor de %VMA ≥ 17% el cual mediante una línea hacia el contenido óptimo de asfalto de 6.5% confirmo que él %VMA es mayor que 17% Figura 112: Porcentaje de vacíos de agregado grueso en mezcla (% VCAmezcla) en función del % de asfalto en la mezcla 257 Análisis del resultado Para la selección del contenido de asfalto optimo se eligió la Gradación 02, en la cual la curva granulométrica se encuentra dentro de los límites de diseño para un TMN 19mm (3/4”), y se evaluaron contenidos de asfalto a 6.0%, 6.5%, 7.0% y 7.5% además de que se buscó que cumpla con un valor de VCAMEZCLA < VCADRC el cual mediante una línea hacia el contenido óptimo de asfalto de 6.5% confirmo que el VCAMEZCLA es menor VCADRC. 4.2.2. Propiedades Fisico-Mecanicas 4.2.2.1 Escurrimiento a) Resultados de Escurrimiento Figura 113: Escurrimiento en función del % de Fibra Natural de caña de Azúcar – a 165°C 258 Figura 114: Escurrimiento en función del % de Fibra Natural de caña de Azúcar – a 175°C Análisis del resultado El ensayo de Escurrimiento con Fibra Natural de caña de Azúcar se determinaron los porcentajes al 0.3%, 0.35%, 0.4% y 0.45% teniendo como base la normativa NAPA 2002 y dos temperaturas (165°C y 175°C), considerando el porcentaje de fibra, que tenga el menor porcentaje de escurrimiento. Figura 115: Escurrimiento en función del % de la Fibra de Celulosa Comercial – a 165°C 259 Figura 116: Escurrimiento en función del % de la Fibra de Celulosa Comercial – a 175°C Análisis del resultado En el ensayo de Escurrimiento con Fibra de Celulosa Comercial se determinaron los porcentajes al 0.3%, 0.35%, 0.4% y 0.45% teniendo como base la normativa NAPA 2002 y dos temperaturas (165°C y 175°C), considerando el porcentaje de fibra, que tenga el menor porcentaje de escurrimiento. Figura 117: Escurrimiento de mezclas asfálticas SMA – 165°C Análisis del resultado Las muestras con mezcla asfáltica con fibra de celulosa comercial y con Fibra natural de caña de azúcar, presentaron porcentajes bajos de escurrimiento frente a una temperatura de 165°C incluso en un porcentaje de adición de agente estabilizante mínima (0.3% del peso total), siendo estos resultados de 0.02% de escurrimiento para fibra de celulosa comercial y 0.04% de 260 escurrimiento con Fibra natural de caña de azúcar, mientras que para la muestra ensayada a 165°C sin fibra dejo un escurrimiento de 1.41%; estando estos valores de escurrimiento para mezclas asfálticas con estabilizante, dentro de los límites permitidos según NAPA 2002. Figura 118: Escurrimiento de mezclas asfálticas SMA – 175°C Análisis del resultado Las muestras con mezcla asfáltica con fibra de celulosa comercial y con Fibra natural de caña de azúcar, presentaron porcentajes bajos de escurrimiento frente a una temperatura de 175°C incluso en un porcentaje de adición de agente estabilizante mínima (0.3% del peso total), siendo estos resultados de 0.02% de escurrimiento para fibra de celulosa comercial y 0.02% de escurrimiento con Fibra natural de caña de azúcar, mientras que para la muestra ensayada a 175°C sin fibra dejo un escurrimiento de 1.41%; estando estos valores de escurrimiento para mezclas asfálticas con estabilizante, dentro de los límites permitidos según NAPA 2002. 4.2.2.2 Parámetros Volumétricos a) Resultados de Parámetros Volumétricos 261 Figura 119: Porcentaje Va de mezclas asfálticas SMA Análisis del resultado Los Porcentajes de Va de Mezclas Asfalticas SMA para Fibra de Celulosa Comercial y Celulosa Fibra natural de caña de azúcar son 4.07% y 4.18% respectivamente, estos valores se encuentran próximos uno al otro y quedan cerca al % Va Óptimo de 4% Figura 120: % VMA de mezclas asfálticas SMA Análisis del resultado 262 Los % VMA de Mezclas Asfalticas SMA para fibra de celulosa comercial y Fibra natural de caña de azúcar son 17.58% y 17.67% respectivamente, estos valores se aproximan uno al otro y cumplen con %VMA ≥ 17% Figura 121: Porcentaje VCAMEZCLA mezclas asfálticas SMA Análisis del resultado Los % VCAmezcla de Mezclas Asfalticas SMA para fibra de celulosa comercial y Fibra natural de caña de azúcar son 37.76% y 37.83% respectivamente, estos valores se aproximan uno al otro y son menores al valor de VCAdrc = 41.85% 4.2.2.3 Estabilidad y Flujo Marshall a) Resultados de Estabilidad y Flujo Marshall 263 Figura 122: Estabilidad Marshall de mezclas asfálticas SMA Análisis del resultado En el ensayo de Estabilidad Marshall de las Mezclas Asfálticas con fibra de celulosa comercial y Fibra natural de caña de azúcar se tiene como resultados 689.641 Kg Y 688.072 Kg, estos resultados se aproximan mutuamente. Figura 123: Estabilidad Marshall de mezclas asfálticas SMA Análisis del resultado 264 Para el ensayo el Flujo Marshall de las Mezclas Asfálticas con fibra de celulosa comercial y Fibra natural de caña de azúcar tienen como resultados de 5.57 y 5.15 y estos resultado se aproximan. 265 4.2.2.4 Resistencia De Mezclas Asfálticas Compactadas Al Daño Inducido Por Humedad a) Resultados de Resistencia De Mezclas Asfálticas Compactadas Al Daño Inducido Por Humedad Figura 124: Razón del esfuerzo a tensión (TSR) de mezclas asfálticas SMA Análisis del resultado Las Razón del Esfuerzo a Tensión (TSR) de las mezclas asfálticas SMA elaboradas con fibra de celulosa comercial y Fibra natural de caña de azúcar salen 91.28% y 88.63% respectivamente, siendo estos valores semejantes y ambos superando el mínimo de 70%. 266 Tabla 120: Propiedades físico-mecánicas de mezclas asfálticas SMA con Fibra de celulosa comercial y Fibra natural de caña de azúcar Tabla 121: Variacion de datos de las propiedades físico-mecánicas de mezclas asfálticas SMA con Fibra de celulosa comercial y Fibra natural de caña de azúcar 267 CAPITULO V: DISCUSIÓN Discusión N° 01: ¿Por qué se seleccionó el Agregado Grueso y Fino de la cantera de Caicay– Sector Paucartambo? Debido a que estos materiales son utilizados y recomendados por la calidad de sus agregados lo cual le atribuye características de calidad al ser utilizado en mezclas asfálticas, cabe indicar el cuidado con el que se seleccionan los agregados y la granulometría de los mismos por lo que son ampliamente utilizados y recomendados por CONCRETOS PRIMAVERA, además de haber sido ya utilizados en obras en la ciudad del Cusco. Discusión N° 02: ¿Cómo se garantiza el control de calidad de los agregados constituyentes para el diseño de mezclas asfálticas SMA? Se garantiza en la utilización de normas internacionales utilizadas por otros países como Europa, Estados Unidos y Canada, siendo la norma NAPA la más completa con la que se contó, por lo cual se pudo establecer los controles de la calidad de los agregados con las normas NAPA y AASHTO, obteniendo resultados óptimos que cumplieron con los requerimientos exigidos de las normativas. Discusión N° 03: ¿Por qué se eligió la Fibra Natural de caña de azúcar como agente estabilizante para mezclas asfálticas SMA? Debido a experiencias ya utilizados por otros países como Brasil y Colombia, teniendo el bagazo de caña de azúcar como producto de desecho de la industria azucarera, teniendo también en nuestro país abundancia de este material y de bajo costo y al encontrarse un alto porcentaje de celulosa entre sus componentes orgánicos es una alternativa a la celulosa comercial. Discusión N° 04: ¿Por qué se escogió el 0.35% para ambos agentes estabilizantes? En el caso de la fibra de celulosa comercial la normativa NAPA y otros estudios recomiendan trabajar con un 0.3% como mínimo del agente estabilizante, para poder controlar el escurrimiento en la mezcla asfáltica. Se tiene antecedentes de estudios hechos en otros países con fibra natural de caña de azúcar, pero no para nuestra región y se decidió trabajar con una mezcla asfáltica que contenga un 0.35% de fibra natural de caña de azúcar por los resultados en la prueba de escurrimiento. 268 Discusión N° 05: ¿Cómo se eligió el proceso de elaboración de la fibra natural de caña de azúcar? Se tomo como modelo al encontrar en otros estudios de otros países una molienda mecánica para homogenizar el tamaño de la fibra natural, para así poder tener una dispersión homogénea de la fibra natural, en la mezcla asfáltica. Se utilizo un molino de granos para la molienda del bagazo de caña de azucar. . Discusión N° 06: ¿Por qué se eligió la combinación de agregados de 75% A.G., 15% A.F. y 10% Filler? Al encontrarse adecuado según la norma NAPA en la curva granulométrica requerida para SMA con un TMN de 19mm.se tomo como parámetro esta disposición de agregados. Discusión N° 07: ¿Cuál es el ensayo más representativo para mezclas asfálticas SMA? El ensayo más representativo para este tipo de mezclas asfálticas es el ensayo de escurrimiento debido a que las mezclas asfálticas tipo SMA tienen un gran porcentaje de asfalto en comparación a otras mezclas, es por esta razón el uso necesario de un agente estabilizante que evite el escurrimiento, es por ello que este ensayo nos permite determinar el porcentaje de agente estabilizador a utilizar en el diseño de SMA en la mezcla asfáltica. Discusión N° 08: ¿Cuál es la diferencia entre la fibra de celulosa comercial y la fibra natural de caña de azúcar en el proceso de mezclado? En el proceso de mezclado se observó que la fibra de celulosa comercial se distribuye homogéneamente por toda la mezcla debido a su característica de pelet lo cual facilitaría la homogeneidad en toda la mezcla. La distribución de la fibra natural de caña de azúcar, no tuvo dificultad debido a la homogeneidad del tamaño de partículas de fibra al ser tamizado antes de su uso. Discusión N° 09: ¿Por qué el agente estabilizante (Fibra de Celulosa comercial o Fibra natural de caña de azúcar) evita el escurrimiento de la mezcla? Debido a que las fibras de celulosa poseen una estructura filamentosa que ofrece una alta flexibilidad debido a esto resiste los enormes esfuerzos y sus fibras estén entrelazadas como una malla y así evitar el escurrimiento del asfalto. 269 Discusión N° 10: ¿Por qué se consideró las temperaturas de 165°C y 175°C para el ensayo de escurrimiento? la Planta de Asfaltos de la Municipalidad del Cusco se trabaja a una temperatura de producción en promedio de 165°C y la norma ASTM D6390 indica que para el ensayo de escurrimiento se trabaja con la temperatura de producción en planta + 10°C. Discusión N° 11: ¿Cuáles son los aportes de la Investigación de la presente tesis? Conocer más de una tecnología que viene dando buenos resultados a nivel internacional, carreteras en el resto de Europa y últimamente en Estados Unidos y Canadá, dando solución a problemas de tránsitos pesados y climas fríos, por ser una alternativa de uso a uno de los componentes más importantes de las mezclas asfálticas SMA como es el agente estabilizante de celulosa, siendo la fibra de caña una alternativa por ser de fácil obtención y de bajo costo se incentiva también al desarrollo de nuevas investigaciones experimentando con otro tipo de fibras y materiales que contengan celulosa. 270 GLOSARIO AASHTO: Asociación Americana de Autoridades Estatales de Carreteras y Transporte (American Association of State Highway and Trasportation Officials). ABRASIÓN: Desgaste mecánico de agregados y rocas resultante de la fricción y/o impacto. ABSORCIÓN: Fluido que es retenido en cualquier material después de un cierto tiempo de exposición (suelo, rocas, maderas, etc.). ADHERENCIA: Capacidad de dos materiales para unirse formando una capa sólida. AGENTE ESTABILIZANTE: Aditivo de origen orgánico, mineral o sintético que minimiza el escurrimiento de asfalto en las mezclas asfálticas. AGREGADO ANGULAR: Agregados que poseen bordes bien definidos formados por la intersección de caras planas rugosas. AGREGADO BIEN GRADADO: Agregado cuya gradación va desde el tamaño máximo hasta el de un relleno mineral y que se encuentra centrado a una curva granulométrica “huso” especificada. AGREGADO DE GRADACIÓN ABIERTA: Agregado que contiene poco o ningún relleno mineral, y donde los espacios de vacíos en el agregado son relativamente grandes. AGREGADO FINO: Material proveniente de la desintegración natural o artificial de partículas cuya granulometría es determinada por las especificaciones técnicas correspondientes. Por lo general pasa la malla N°4 (4.75 mm) y contiene finos. AGREGADO GRUESO: Material proveniente de la desintegración natural o artificial de partículas cuya granulometría es determinada por las especificaciones técnicas correspondientes. Por lo general es retenida en la malla N°4 (4.75 mm). AGREGADO: Material granular de composición mineralógica como arena, grava, escoria, o roca triturada, usado para ser mezclado en diferentes tamaños. ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO: Procedimiento para determinar la granulometría de un material o la determinación cuantitativa de la distribución de tamaños. ARENA: Partículas de roca que pasan la malla N°4 (4.75 mm) y son retenidas por la malla N°200. ASFALTO MODIFICADO: Producto de la incorporación de un polímero u otro modificador en el asfalto para mejorar sus propiedades físicas y geológicas como la disminución de la susceptibilidad a la temperatura y a la humedad. 271 ASFALTO: Material cementante, de color marrón oscuro a negro, constituido principalmente por betunes de origen natural u obtenidos por refinación del petróleo. El asfalto se encuentra en proporciones variables en la mayoría del crudo de petróleo. ASTM: Asociación Americana para el Ensayo de Materiales (American Society for Testing Materials). BASE: Capa de material selecto y procesado que se coloca entre la parte superior de una subbase o de la subrasante y la capa de rodadura. La base es parte de la estructura de un pavimento. CANTERA: Deposito natural de material apropiado para ser utilizado en la construcción, rehabilitación, mejoramiento y/o mantenimiento de las carreteras. CANTO RODADO: Fragmento de roca que al ser transportado a lo largo del tiempo por el flujo de agua ha adquirido formas no angulares y superficie lisa. CARRETERA: Camino para el tránsito de vehículos motorizados, de por lo menos dos ejes, con características geométricas definidas de acuerdo a las normas técnicas vigentes en el Ministerio de Transportes y Comunicaciones. CEMENTO ASFÁLTICO: Un asfalto con flujo o sin flujo, especialmente preparado en cuanto a la calidad o consistencia para ser usado directamente en la construcción de pavimentos asfalticos. CEMENTO PORTLAND: Es un producto obtenido por la pulverización del Clinker Portland con la adición eventual de yeso natural. COHESIÓN: La propiedad de un material que le permite ser resistente sin estar confinado, aun después de haber sido secado al aire, y que no se desintegra cuando es sumergido. COMPACTACIÓN: Proceso manual o mecánico que tiende a reducir el volumen de vacíos de suelos, mezclas bituminosas, morteros y concretos frescos de cemento Portland. CONTENIDO DE HUMEDAD: Volumen de agua de un material determinado bajo ciertas condiciones y expresado como porcentaje de la masa del elemento húmedo, es decir, la masa original incluyendo la sustancia seca y cualquier humedad presente. CURADO: Proceso total desde el estado inicial hasta el estado final en el que el agua ha sido totalmente eliminada y el asfalto ha desarrollado totalmente sus propiedades ligantes. CURVA GRANULOMÉTRICA: Representación gráfica de la granulometría y proporciona una visión objetiva de la distribución de tamaños del agregado. Se obtiene llevando en abscisas los logaritmos de las aberturas de los tamices y en las ordenadas los porcentajes que pasan o sus complementos a 100, que son los retenidos acumulados. 272 DEFORMACIÓN PERMANENTE: Se refiere a la deformación plástica del HMA bajo cargas repetidas. Esta deformación permanente puede ser en forma de flujo (flujo plástico en la zona cercana a las huellas) o consolidación (compactación adicional de HMA después de la construcción). La angularidad y la textura áspera de los agregados ayudaran a reducir la deformación permanente. DRAINDOWN: Escurrimiento. ENSAYO MARSHALL: Procedimiento para el contenido de asfalto y diferentes parámetros de calidad de una mezcla bituminosa. ESCURRIMIENTO: Determinación de la porción de la mezcla (finos y ligante) que se separa y fluye escurriéndose de la mezcla. ESTABILIDAD: Propiedad de una mezcla asfáltica de pavimentación de resistir deformación bajo las cargas impuestas. La estabilidad es una función de la cohesión y la fricción interna del material. FIBRA DE CELULOSA: Producto de origen vegetal y renovable, proveniente de la madera y otras especies vegetales con pared celular. FILLER: Producto mineral finamente dividido del que al menos el 6.5% pasa por el tamiz N° 200. Material proveniente por lo general de la caliza pulverizada, polvos de roca, cal hidratada, cemento Portland, y ciertos depósitos naturales de material fino, empleado en la fabricación de mezclas asfálticas en caliente como relleno de vacíos, espesante de la mezcla o como mejorador de adherencia. GAP – GRADED: Mezclas de granulometría incompletas. GRADOS DE PENETRACIÓN: Sistema de Clasificación de los cementos asfalticos basado en la penetración a una temperatura de 25°C. Existen grados patrones de clasificación tales: 40- 50, 60-70, 85-100, 120-150 y 200-300. GRANULOMETRÍA: Representa la distribución de los tamaños que posee el agregado mediante el tamizado según especificaciones técnicas. GRAVA: Agregado grueso, obtenido mediante proceso natural o artificial de los materiales pétreos. IMPERMEABILIDAD: Capacidad de un pavimento asfaltico de resistir el paso de aire y agua dentro o a través del mismo. LIGANTE: Es un compuesto adhesivo que ligan o mantienen unidos dos elementos. LIMITE LIQUIDO: Contenido de agua del suelo entre el estado plástico y el líquido de un suelo. 273 LIMITE PLÁSTICO: Contenido de agua de un suelo entre el estado plástico y el semi-solido. MALLA: Abertura cuadrada de un tamiz. MEZCLA ASFÁLTICA: Material utilizado en la construcción de pavimentos, formado por una combinación de agregados pétreos y un producto asfáltico, de suerte que las partículas queden cubiertas de manera homogénea por este. La mezcla se realiza de forma mecánica, bien en una planta fija o móvil, debiendo ser transportada después a la obra, donde se extiende y compacta, o bien puede ser elaborada directamente en la vía. MTC: Ministerio de Transportes y Comunicaciones NAPA: National Asphalt Pavement Association (Asociación Nacional del Pavimento Asfaltico) OPEN – GRADED: Mezclas abiertas o porosas. PARÁMETROS VOLUMÉTRICOS: Relaciones Volumétricas entre el ligante asfaltico y los agregados. PAVIMENTO: Estructura construida sobre la subrasante de la vía, para resistir y distribuir los esfuerzos originados por los vehículos y mejorar las condiciones de seguridad y comodidad para el tránsito. Por lo general está conformada por las siguientes capas: subbase, base y rodadura. PEN 85/100: Cemento Asfaltico de penetración 85 – 100 mm. PESO ESPECÍFICO: Numero que representa la relación entre el peso de un volumen dado de un material y el peso de un volumen igual de agua a 4°C. SENSIBILIDAD A LA HUMEDAD: deterioro de la capacidad estructural de la mezcla causada por la presencia de agua en estado líquido o gaseoso al interior de su microestructura SMA: Stone Mastic Asphalt o Stone Matrix Asphalt, tipo de mezcla asfáltica de gradación incompleta. Se caracteriza por su alto contenido en áridos gruesos y su distribución en un esqueleto de estructura controlada. SUBBASE: Capa que forma parte de la estructura de un pavimento que se encuentra inmediatamente por debajo de la capa de Base. TRABAJABILIDAD: La facilidad con que las mezclas de pavimentación y de otras obras de infraestructura vial pueden ser colocadas y compactadas. TRACCIÓN INDIRECTA: Compresión de probetas cilíndricas, que produce un esfuerzo horizontal a lo largo del eje vertical y uno de compresión a lo largo del diámetro horizontal. VOLUMEN DE VACÍOS: Cantidad total de espacios vacíos en una mezcla compactada. 274 NOMENCLATURA FNCA Fibra Natural de caña de Azúcar FCC Fibra de Celulosa Comercial HMA Hot Mix Asphalt (Mezcla Asfáltica en Caliente) SMA Stone Mastic Asphalt o Stone Matrix Asphalt (Asfalto con Matriz de Piedra) TM Tamaño Máximo del agregado TMN Tamaño Máximo Nominal del agregado Va Vacíos de Aire VCAdrc Vacíos en el agregado grueso en la condición seco-rodillado. VCAMezcla Vacíos de Agregado Grueso en Mezcla VMA Vacíos en el Agregado Mineral 275 CONCLUSIONES CONCLUSIÓN N°1: Se demuestra la afirmación de la hipótesis General: “Las propiedades físico - mecánicas de una mezcla asfáltica S.M.A. con fibra natural de caña de azúcar, es similar respecto a una mezcla asfáltica S.M.A. con fibra de celulosa comercial, utilizando agregados de la cantera de Caicay”, ya que las propiedades físico mecánicas son similares en ambos tipos de mezclas asfálticas para cada tipo de ensayo como se muestra en la Tabla 120 Pág. 266. Los resultados obtenidos son muy parecidos a los resultados de mezclas asfálticas con fibra de celulosa comercial se puede utilizar el uso fibra natural de caña de azúcar como un agente estabilizante para las mezclas asfálticas SMA. CONCLUSIÓN N°2: Se demuestra la SubHipótesis N°1 la cual dice: “Los parámetros volumétricos de una mezcla asfáltica S.M.A. con fibra natural de caña de azúcar, es similar respecto a una mezcla asfáltica S.M.A. con fibra de celulosa comercial, utilizando agregados de la cantera de Caicay.” Con valores de %Va de 4.07%, %VMA de 17.58% y %VCAMEZCLA de 37.76