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LAB.10.MARSHALL(2007)

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CIV – 3325 - A
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO
FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA
CARRERA INGENIERÍA CIVIL
ÍNDICE
1. OBJETIVO DEL ENSAYO.2. FUNDAMENTO TEÓRICO.3. MATERIALES Y EQUIPOS.4. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO.5. MONTAJE DEL ENSAYO.6. OBTENCIÓN DE DATOS Y CALCULO.7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.8. BIBLIOGRAFÍA.9. ANEXOS.-
Univ.: AMILKAR DEL VILLAR LEYVA
LAB. ASFALTOS
CIV – 3325 - A
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO
FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA
CARRERA INGENIERÍA CIVIL
LAB. ASFALTOS
ENSAYO DE ESTABILIDAD Y FLUENCIA POR EL
MÉTODO MARSHALL
1. OBJETIVO DEL ENSAYO.-
El objetivo principal de este laboratorio es el de conocer la estabilidad y la
fluencia o deformación de probetas las cuales sacamos del pavimento ya
colocado como para esto utilizamos el aparato marshall.
2. FUNDAMENTO TEÓRICO.La mezcla asfáltica la constituye el material pétreo convenientemente recubierto
con una película de asfalto y luego sometida a un proceso de compactación, que
hace que esta mezcla tenga propiedades resistentes al desgaste producido por los
vehículos y a su vez pueda traspasar la solicitación del peso de ellos hacia las capas
inferiores.
Criterios a considerar para el diseño de mezclas.
- El espesor de la película de asfalto alrededor del árido , tiene una influencia
determinante en la estabilidad y durabilidad.
- Mientras mas delgada es dicha película, menor será la estabilidad. A medida que
esta película se engruesa el asfalto tiende a cohesionar el árido, pasando por un
optimo y luego hace un efecto lubricador.
- La cohesión entre pétreos, varía con el tiempo al perder el asfalto su poder ligante
y flexibilidad al oxidarse.
- El aporte del material pétreo a la estabilidad, lo efectúa a través de su fricción
interna y esta a su vez, es función del tamaño del árido y de la rugosidad de sus
caras.
- La falta de estabilidad proporcionada por los áridos, puede ser suplida en parte,
usando un asfalto de menor penetración.
- En el diseño además debe considerarse las características de impermeabilidad y
Trabajabilidad.
El diseño debe encontrar el mejor balance entre estabilidad y durabilidad. El
objetivo de este balance es obtener la mezcla más económica.
Diseño de mezclas por el método Marshall.
El método Marshall es aplicable solo a mezclas en caliente con cementos asfálticos
que contengan agregados con tamaño máximo igual o inferior a 25 mm. El método
puede usarse tanto para el diseño en laboratorio como en el control de terreno.
Previo a la ejecución del método se deben tener en cuenta los siguientes aspectos:
- Los materiales a usar deben cumplir con las especificaciones del proyecto
- La mezcla de agregados debe cumplir con las especificaciones granulométricas
del proyecto
- Se deben determinar las densidades reales secas de todos los agregados y las del
asfalto para ser usados en el análisis de huecos de la mezcla.
El método utiliza probetas normalizadas de 2½" de altura por 4" de diámetro.
Estas se preparan de acuerdo a un procedimiento especifico de calentamiento,
mezclado y compactación. Las dos características principales del método de diseño
son el análisis densidad-huecos y el ensayo de fluencia y estabilidad de las
probetas.
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La estabilidad de la probeta de ensaye es la carga máxima en Newton que esta
alcanza a 60°C y la fluencia será la deformación, en décimas de milímetros, que
ocurre desde el instante que se aplica la carga hasta lograr la carga máxima.
CRITERIOS DE DISEÑO MARSHALL
( Transito pesado)
Compactación, N° de golpes por
cara
75
Estabilidad (N):

- Carpeta de rodado
 - Capa intermedia
 - Capa base



Min 9.000 - Max 14.000
Min 8.000 - Max 12.000
Min 6.000 - Max 9.000
Huecos en la mezcla (%):
- Carpeta de rodado
- Capa intermedia
3-5
3-8
3-8
- Capa base
Fluencia ( 0,25 mm )
- Todas las capas
8 - 16
Vacíos en el agregado mineral ( % ):
Tamaño máximo nominal (mm)
1,25
2,5
5
10
12,5
20
%VAM min.
23,5
21
18
16
15
25
Laboratorio de Estructuras y Ensayos de Materiales.
El Laboratorio de ensayos de materiales de construcción (LEMC) fue puesto en
funcionamiento el 11 de noviembre de 1983, gracias al convenio Piura I con el
Gobierno Canadiense.
Este laboratorio universitario fue creado para la enseñanza e investigación
científica, pero dada la gran necesidad social de servicios de calidad se puso en
marcha la prestación de servicios para empresas. Así a lo largo de estos 23 años, se
han realizado múltiples estudios, varios de gran envergadura en la región de los
cuales se han realizado investigaciones y publicaciones.
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Su objetivo es la investigación de los diferentes suelos y el planteamiento de
óptimas soluciones a los problemas que puedan presentarse en las diferentes obras
de construcción en las áreas de geotecnia, geología, pavimentos, concretos y
materiales
de
construcción
en
general.
Servicios
ofrecidos:
1.Ensayos
de
Laboratorio:
a. Suelos
Cantidad de material en el suelo mas fino que el tamiz # 200
ASTM D1140-92
Características de compactación de suelos en laboratorio
ASTM D1557-91
usando esfuerzo modificado
Características de compactación de suelos en laboratorio
ASTM D698-91
usando esfuerzo estándar
Determinación en laboratorio del contenido de humedad de
ASTM D2216-92
suelos
Límite líquido, límite plástico, e índice de plasticidad de
ASTM D4318-93
suelos
Análisis de tamaño de partículas de suelos
ASTM D422-63
Factor de contracción de suelos
ASTM D427-93
Gravedad específica de suelos
ASTM D854-92
Corte directo bajo condiciones consolidadas drenadas en
ASTM D3080-90
suelos granulares con partículas T.M. = 2 mm
Colapso potencial de suelos
ASTM D5333-92
Consolidación unidimensional de suelos bajo carga constante ASTM D2435-90
Consolidación unidimensional de suelos usando carga
ASTM D4186-89
deformación controlada
Expansión o asentamiento potencial unidimensional de
ASTM D4546
suelos cohesivos
Resistencia a compresión no confinada de suelos cohesivos (
ASTM D2166-91
2 especimenes)
Densidad y peso unitario de suelos in-situ por el Método del
ASTM D1556-90
cono de Arena
Densidad de suelos in-situ por el método del cilindro ASTM D2937-83
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empujado
Determinación en campo del contenido de humedad del
ASTM D4944-89
suelo usando Speedy
Permeabilidad de suelos granulares ( Carga constante), a la
ASTM D2434-68
densidad indicada
Razón soporte de California de suelos compactados en
ASTM D1883-92
laboratorio
Materiales de pavimentación y de carreteras
Extracción cuantitativa
pavimentación asfáltica
de
asfalto
de
mezclas
de
ASTM D2172-81
(incluye análisis granulométrico de la mezcla de agregados)
Porcentaje de vacíos llenos de aire en mezclas asfálticas
ASTM D3203-83
compactadas
Resistencia al flujo plástico de mezclas asfálticas usando
ASTM D1559-82
aparato Marshall
Diseño de mezcla asfáltica en caliente (Método Marshall)
Asphalt
InstituteMS-2
Diseño de mezcla asfáltica en frío (Método Marshall)
Asphalt
MS-14
Terrones de arcilla y partículas friables en agregados
ASTM C142-78
Análisis por tamizado de agregado fino y grueso
ASTM C136-83
Institute
Material mas fino que el tamiz #200 en el agregado mineral,
ASTM C117-80
por lavado
Resistencia a degradación del agregado grueso > 3/4", por
ASTM C535-81
abrasión en la máquina de los Ángeles.
Resistencia a degradación del agregado grueso tamaño
ASTM C131
pequeño, por abrasión en la máquina de los Ángeles
Equivalente de arena de suelos y agregado fino
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ASTM D2419-79
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Desgaste de agregados por uso de sulfato de sodio o sulfato de
ASTM C88-76
magnesio
Gravedad específica y absorción del agregado grueso
ASTM C127-81
Gravedad específica y absorción del agregado fino
ASTM C128-79
Recubrimiento y desprendimiento de asfalto agregado
ASTM D1664-80
mezclados
Determinación de partículas chatas y alargadas en el
ASTM D4791-89
agregado grueso
3. MATERIALES Y EQUIPOS.Aparato “Marshall”
Probetas cilíndricas de pavimento flexible
Balanza de precisión.
Baño Maria
Moldes de compactación
Pison de compactación
Cribas y tamices.
Pedestal de compactación.
Bandejas.
Recipientes.
Extractor de probetas
Estufas.
Mordazas.
Dial.
Prensa de ensayo.
Termómetros.
Elementos varios (espátulas metálicas, cuchara de albañil, guates, pinzas, tiza
gruesa para marcar probetas )
Accesorios
otros.
4. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO.Cuartar los chips y arena natural de la muestra en análisis.
Realizar el tamizado determinado las proporciones calculadas.
El peso total de los áridos será 20 [Krg.] para las 18 probetas.
Calentar el asfalto a 165ºC.
Pesar los agregados y la arena para cada probeta y calentar en el
horno a 160 ºC.
Pesar la dosificación de cada probeta y enuméralos.
Posteriormente proceder a mezclar la dosificación para cada probeta,
hasta que este quede homogéneo.
Luego vaciar en las probetas y compactar con 75 golpes.
Cada probeta se debe enfriar durante 2 hrs. Aproximadamente para
luego extraer la probeta del cilindro.
Dejar durante 48 hrs. Para romper en la prensa de Marshall a una
temperatura de 60ºC en el baño Maria.
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5. MONTAJE DEL ENSAYO.-
APARATO DE MARSHALL
EQUIPO COMPLETO DE MASHALL CON EL DIAL
PISON DE COMPACTACIÓN
ROTURA DE LAS PROBETAS
6. OBTENCIÓN DE DATOS Y CALCULO.-
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7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.-
Con los resultados podemos saber cuanto es la fluencia y cuanto es la
resistencia de las capas asfálticas ya colocadas en obra esto se logra gracias a
las probetas extraídas en campo y gracias al aparato Marshall podemos ver si
los resultados están dentro de lo admisible para aprobar o rechazar la capa
asfáltica
Con estos resultados tenemos las cantidades de asfalto y de agregados para
las capas, estos datos nos servirán en el momento que vaciaremos los
elementos para el pavimento flexible antes de que pase la compactadota.
8. BIBLIOGRAFÍA.-
Apuntes de docencia de laboratorio.
Manual de asfaltos
Instituto del asfalto
9. ANEXOS.a. NOTA: El “anexo” se encuentra el la siguiente página….
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