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UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA
INFORME Nº9 LABORATORIO
VIAL
MÉTODO MARSHALL: DOSIFICACIÓN Y RESISTENCIA A DEFORMACIÓN
PLÁSTICA
Mathias Breytmann S.
Jorge Rica M.
Fecha de entrega: miércoles 24 de noviembre de 2010
LABORATORIO VIAL
UTFSM
Tabla de contenido
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 3
OBJETIVOS ............................................................................................................................... 3
DESARROLLO ............................................................................................................................ 4
DOSIFICACIÓN SEGÚN MÉTODO MARSHALL................................................................................... 4
CONCLUSIONES ........................................................................................................................ 9
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LABORATORIO VIAL
UTFSM
INTRODUCCIÓN
En el presente informe se muestra los resultados obtenidos a partir de la utilización del
método Marshall para realizar dosificaciones, y para luego verificar la resistencia a deformación
plástica de la mezcla dosificada según el mencionado método. El método Marshall es el método
que tradicionalmente se ha utilizado en Chile en los últimos tiempos, por lo que sus resultados son
los aplicados en muchos de los caminos existentes hoy en día. Este método permite la
determinación de la resistencia a la deformación plástica de una determinada mezcla, de esa
forma al combinar una serie de ensayes de diversas mezclas, cuyo contenido porcentual de betún
asfáltico varía entre cada grupo de mezclas, se puede encontrar el porcentaje óptimo de asfalto
para la mezcla. De esta forma, se puede lograr un desempeño óptimo para cada mezcla,
dependiendo de las prestaciones que se requiera de ésta.
OBJETIVOS
El presente informe tiene como objetivos:
-
-
Explicar el método de ensaye Marshall y su aplicación en la ingeniería
Determinar el porcentaje óptimo de asfalto de una mezcla, dosificada según
especificaciones dadas de agregado (banda granulométrica dada).
Realizar la dosificación de una mezcla asfáltica según el método Marshall para la
dosificación de mezclas asfálticas.
Determinar los valores relevantes para una dosificación tales como vacíos de aire en la
mezcla (VAM), vacíos en el agregado mineral (Va), densidad de la mezcla (Dmms), y otros
valores de gran utilidad para realizar una correcta dosificación de mezclas.
Conocer el procedimiento mediante el cual se realizan las pruebas correspondientes al
método Marshall
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UTFSM
DESARROLLO
DOSIFICACIÓN SEGÚN MÉTODO MARSHALL
El presente título trata acerca de la dosificación realizada en el laboratorio, siguiendo las
indicaciones dadas por el manual de carreteras, para utilizar el método Marshall (MC 8.302.40).
El aparato Marshall se presenta en la siguiente figura en donde se ve claramente el anillo de carga
con indicador y el molde de estabilidad:
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LABORATORIO VIAL
UTFSM
El procedimiento de ensaye, de acuerdo al Manual de Carreteras se presenta a continuación:
 Para probetas confeccionadas con cementos asfálticos, coloque éstas en un baño de agua a
60 ± 1o C durante 30 a 40 min, antes de ensayar. Para probetas confeccionadas con
asfaltos cortados, colóquelas en una corriente de aire por un lapso no inferior a 2 h;
mantenga la temperatura del aire a 25 ± 1o C.
 Limpie completamente la mordaza. La temperatura de ésta debe mantenerse entre 21 y 38o
C, usando un baño de agua si es necesario. Lubrique las barras guías con una película
delgada de aceite de modo que la parte superior de la mordaza deslice suavemente. Si se
usa un anillo de prueba para medir la carga aplicada, asegúrese que el dial esté
firmemente ajustado y en cero.
 Saque la probeta del agua y seque cuidadosamente la superficie. Coloque y centre la
probeta en la parte inferior de la mordaza, luego coloque la parte superior y centre el
conjunto en el aparato de carga.
 Aplique carga a la probeta a una velocidad constante de deformación de 50 ± 1 mm/min,
hasta que se produzca la falla. El punto de falla queda definido por la carga máxima
obtenida. Se define la estabilidad Marshall como el número total de newtons (N)
necesarios para producir la falla de la probeta a 60o C, corregida de acuerdo a Tabla
8.302.40.A.

A medida que avanza el ensaye de estabilidad, sujete firmemente el medidor de flujo
sobre la barra guía. Cuando se produzca la carga máxima, tome la lectura y anótela. Esta
lectura es el valor de la fluidez de la probeta expresada en unidades de 0,25 mm (1/100
pulg). El procedimiento completo, estabilidad y fluencia, comenzando desde el momento
en que se retira la probeta del agua, no debe durar más de 30 s.
La dosificación de una mezcla asfáltica comienza por determinar la cantidad de agregado
requerida, dada una determinada banda granulométrica. Esta banda granulométrica por lo general
está dada en códigos tales como el manual de carreteras, y el agregado de distintos tamaños debe
dosificarse de manera tal que el conjunto final de agregados cumpla con las especificaciones de
tamaños que pasan por cada uno de los tamices establecidos en la banda. Para este caso se ha
adoptado el uso de la banda III-20.
A continuación se presenta una tabla donde se muestra la granulometría de la especificación,
los distintos agregados a utilizar para la mezcla, y la granulometría que estará presente en la
mezcla, acompañada por la banda granulométrica de trabajo del agregado de la mezcla, en el
fondo, la banda de trabajo de la mezcla es la que rige los tamaños aceptables para ser utilizados
dentro de la mezcla asfáltica.
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LABORATORIO VIAL
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Los resultados mostrados son tomando en cuenta a siguiente ponderación en las cantidades
de agregados:
Grava ¾”
Grava 3/8 ”
Polvo de Roca
Banda
Tamiz
III-20
1"
100 100
3/4" 75 100
3/8" 45
75
Nº4
30
50
Nº8
20
35
30
5
20
50
3
12
100
2
8
200
0
4
G 3/4
100
100
6
1
0
30%
40%
30%
% que pasa
Polvo
G 3/8 Roca Mezcla
100
89
13
3
1
1
1
1
100
95
62
30
20
14
10
100
67,4
34
19,8
9,4
6,4
4,6
3,4
Banda de
trabajo
95
100
95
100
62,4
72,4
29
39
15,8
23,8
6,4
12,4
3,4
9,4
2,6
6,6
1,9
4,9
VALORES USADOS
1010
b
Dmms
2565
Pb
5,50% %
Emin
9000 [N]
F admisible
8 --- 16 [0,25mm]
Va admisible
4---6 %
VAM min
14 %
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LABORATORIO VIAL
UTFSM
G vs % betun
2450
Axis Title
2440
2430
2420
G vs % betun
2410
2400
4
4.5
5
5.5
6
6.5
7
Axis Title
Fluidez vs % de betún
14
12
Fluidez
10
8
6
Series1
4
2
0
4
4.5
5
5.5
6
6.5
7
% de Betún
E
E vs% de betún
15200
15100
15000
14900
14800
14700
14600
14500
14400
14300
Series1
4
4.5
5
5.5
6
6.5
7
% de Betún
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LABORATORIO VIAL
UTFSM
Va vs % de betún
7
6
Va
5
4
3
Series1
2
1
0
4
4.5
5
5.5
6
6.5
7
% de betún
VAM vs %de betún
18.5
VAM
18
17.5
17
Series1
16.5
16
4
4.5
5
5.5
6
6.5
7
% de betún
Luego se puede ver que el porcentaje óptimo de betún es del 5,5 % de acuerdo a los gráficos.
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LABORATORIO VIAL
UTFSM
Requisitos para la mezcla asfáltica (Rodadura)
Rangos
Estabilidad ( E )
Fluencia ( F )
Vacíos en mezcla ( Va )
Vacíos en el agregado mineral ( VAM
)
Resultados Condición
Min 9000 [N]
13612
Cumple
8-16 (0,25
mm)
15,24
Cumple
4-6 %
4,65
Cumple
Min 14%
16,43
Cumple
CONCLUSIONES
De acuerdo al análisis realizado en el presente laboratorio para determinar los parámetros que se
especifican en el método Marshall, se infieren las siguientes conclusiones que se consideran de
importancia:

El método de ensaye Marshall describe la medición de la resistencia a la deformación
plástica de probetas cilíndricas de mezclas asfálticas que se cargan lateralmente mediante
un aparato Marshall. Es importante mencionar que este método es aplicable a mezclas
asfálticas con agregado pétreo de tamaño máximo 25 mm. Permite ser utilizado tanto para
el diseño de mezclas en caliente con cementos asfálticos con agregados y se usa hoy en
día tanto para el diseño en laboratorio como control en terreno.

Además estos método Marshall permiten encontrar el óptimo de componente asfáltico que
debe tener una mezcla para que cumpla con características esperadas en cuanto a su
desempeño
 El Método Marshall, como procedimiento empírico, requiere que se cumplan determinadas
condiciones constructivas y de procedimiento para producir una carpeta de calidad
aceptable.
 Una mezcla compactada adecuadamente puede producir que los agregados se encuentren
lo más apegados entre sí (alta densidad), pero que exista una muy pobre adherencia entre
ellos, lo cual se vería reflejado en la baja estabilidad de la misma.
 Es necesario tener en cuenta que el Método Marshall no es originalmente un procedimiento
diseñado para correlacionar ensayos de laboratorio con el comportamiento de una carpeta
asfáltica5, sino que consiste en un grupo de recomendaciones que permiten de una
manera empírica – estadística, producir carpetas que muestren un comportamiento
aceptable, si se construyen siguiendo estrictamente las reglas estipuladas en las
especificaciones del Manual de Carreteras.
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LABORATORIO VIAL
UTFSM
 Si bien el equipamiento del método lo hace accesible por su costo y portabilidad, podemos
concluir en base a los resultados obtenidos, que el mismo no simula la densificación de la
mezcla que ocurre bajo tránsito en un pavimento real y la resistencia a la estabilidad no
estima en forma adecuada la resistencia al corte de la mezcla asfáltica. Esto se puede
observar en mezclas asfálticas propensas al ahuellamiento. Estos resultados sugieren la
importancia de realizar medidas sobre variables basadas en el comportamiento de los
pavimentos.
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