6.5.3.1 Requerimientos mínimos
La gradación de la mezcla asfáltica en caliente (MAC) deberá responder a algunos de los husos granulométricos, especificados en la Tabla 6.5-11.
Tabla 6.5-11: Gradación para mezcla asfáltica en caliente (MAC)
Tamiz Porcentaje que pasa
MAC-1 MAC-2 MAC-3
1" 25.0 mm 100 3/4" 19.0 mm 80-100 100 1/2" 12.5 mm 67-85 80-100 3/8" 9.5 mm 60-77 70-88 100 N°4 4.75 mm 43-54 51-68 65-87 N°10 2.00 mm 29-45 38-52 43-61 N°40 425 µm 14-25 17-28 16-29 N°80 180 µm 8-17 8-17 9-19 N°200 75 µm 4-8 4-8 5-10
Fuente: Manual de carreteras EG-2013
Los materiales a utilizar serán los que se especifican a continuación:
Tabla 6.5-12: Requerimientos para los agregados gruesos para carpeta asfáltica.
Ensayo Norma
MTC
Requerimientos Altitud
< 3.000 msnm ≥ 3.000 msnm
Durabilidad al sulfato de magnesio MTC E 209 18% máx. 15% máx.
Abrasión los Ángeles MTC E 207 40% máx. 35% máx.
Adherencia MTC E 517 +95 +95
Índice de durabilidad MTC E 214 35% mín. 35% mín.
Partículas chatas y alargadas ASTM 4791 10% máx. 10% máx.
Caras fracturadas MTC E 210 85/50 90/70
Sales solubles totales MTC E 219 0,5% máx. 0,5% máx.
Absorción MTC E 206 1,0% máx. 1,0% máx.
Fuente: Manual de carreteras EG-2013
Tabla 6.5-13: Requerimientos para los agregados finos para carpeta asfáltica.
Ensayo Norma Requerimientos Altitud
<3.000 msnm ≥3.000 msnm
Equivalente de arena MTC E 114 60 70
Angularidad del agregado fino MTC E 222 30 40
Azul de metileno AASTHO TP 57 8% máx. 8% máx.
Índice de plasticidad (malla N.°40) MTC E 111 NP NP
Durabilidad al sulfato de magnesio MTC E 209 - 18% máx.
Índice de durabilidad MTC E 214 35% mín. 35% mín.
Índice de plasticidad (malla N.°200) MTC E 111 4% máx. NP
Sales solubles totales MTC E 219 0,5% máx. 0,5% máx.
Absorción MTC E 205 0,5% máx. 0,5% máx.
6.5.3.2 Análisis granulométrico por tamizado
La distribución granulométrica de la combinación de agregado grueso (grava triturada 1”) y agregado fino (arena triturada) de la cantera Tomagrande, se ajusta al huso granulométrico MAC-2.
6.5.3.3 Agregado grueso
(a) Durabilidad (al sulfato de magnesio)
Este ensayo es una medida a la desintegración de los agregados grueso y fino por medio de soluciones saturadas de sulfato de magnesio, durante no menos de 16 h ni más de 18 h, de una manera tal que la solución cubra toda la muestra. Después del período de inmersión se saca la muestra de agregado de la solución y se coloca en el horno de secar. Se repite el proceso alternado de inmersión y secado hasta que se obtenga el número de ciclos requeridos.
El ensayo suministra información útil para juzgar la alterabilidad de los agregados sometidos a la acción de la intemperie, particularmente cuando no se dispone de información adecuada sobre el comportamiento del material expuesto a condiciones atmosféricas reales.
Como resultado del ensayo se obtuvo 5.3% dentro del rango permisible dado en las especificaciones.
(b) Adherencia
En este procedimiento no se intentará evaluar el porcentaje de superficie que permanece cubierta con niveles de porcentaje inferiores a 95%. Esto es una limitación del método y, consecuentemente, no se podrá deducir que una mezcla de agregado y ligante que presenta, después del ensayo, una superficie cubierta estimada inferior a 95%, tenga necesariamente, un comportamiento poco satisfactorio en el campo.
(c) Índice de durabilidad
Este ensayo asigna un valor empírico a la cantidad relativa, finura, y comportamiento arcilloso del material que puede ser generado en un agregado cuando se somete a degradación mecánica.
Un índice de durabilidad mínimo ha sido especificado para prohibir el uso de un agregado propenso a la degradación que puede generar finos de comportamiento arcilloso en diferentes aplicaciones de construcción.
Del ensayo se obtuvo 81% cubriendo la especificación mínima del 35%.
(d) Caras fracturadas
Se obtuvieron como resultados del ensayo lo siguiente: 88.5% de partículas con una cara fracturada y 78.8% con dos o más caras fracturadas, cumpliendo de esta manera con los requerimientos mínimos del agregado grueso para carpeta asfáltica.
Figura 6.5-14: Ensayo de caras fracturadas para carpeta asfáltica.
(e) Partículas chatas y alargadas
El resultado del ensayo de partículas chatas y alargadas dio como resultado 3.8% de partículas chatas y 1.8% de partículas alargadas, por lo cual el agregado grueso cumple con los requerimientos de la norma.
(f) Abrasión por la máquina de los Ángeles
Realizado el ensayo de abrasión de los Ángeles para el agregado grueso triturado de la cantera Tomagrande se obtuvo un resultado de 27%.
(g) Sales solubles totales
El ensayo de sales solubles totales para el agregado grueso triturado de la cantera Tomagrande, da un resultado de 0.028%, cumpliendo así los requerimientos mínimos permisibles.
(h) Peso específico y absorción
Es el incremento en la masa del agregado debido al agua en los poros del material, pero sin incluir el agua adherida a la superficie exterior de las partículas, expresado como un porcentaje de la masa seca. El agregado se considera como "seco" cuando se ha mantenido a una temperatura de 110°C ± 5°C por suficiente tiempo para remover toda el agua no combinada.
Tabla 6.5-14: Resultados del ensayo de peso específico para carpeta asfáltica.
Resultados Agregado grueso
(g/cm3)
Pe bulk (Base seca) 2.514
Pe bulk (Base saturada) 2.556
Pe Aparente (Base Seca) 2.624
% de absorción 1.67%
Fuente: Elaboración propia.
(i) Peso unitario y vacíos de los agregados
En ASTM C 29 se define la densidad total o bruta (bulk density) o peso unitario de los agregados como la masa de un volumen unitario de agregado, en la cual el volumen incluye el volumen de las partículas individuales y el volumen de vacíos entre las partículas. De forma resumida el peso unitario consiste en determinar la densidad total como el resultado de dividir la masa de un agregado en estado seco (en un determinado nivel de consolidación o compactación) y el volumen que éste ocupa incluyendo los vacíos de aire entre partículas y los de absorción y se expresa en kg/m³. Los resultados obtenidos en este ensayo son necesarios para el proporcionamiento de mezclas de concreto hidráulico y para conversiones masa/volumen en la aceptación de materiales en la obra. El término común en nuestro medio con el cual se denomina la densidad total en agregados es la determinación de peso volumétrico suelto y varillado del agregado.
El peso unitario no determina la calidad de los agregados, el ensayo de peso unitario es importante para determinar el % de vacíos, es importante tomar en cuenta que el material a
ser utilizado debe cumplir con los requerimientos que exige la norma vigente, por motivos de calidad y seguridad, cuanto más compacto es el agregado el peso es mayor.
Los resultados del ensayo se muestran a continuación:
Tabla 6.5-15: Peso unitario agregado grueso.
Fuente: Elaboración propia.
Figura 6.5-16: Ensayo de peso unitario suelto y varillado agregado grueso.
6.5.3.4 Agregado fino
(a) Equivalente de arena
La arena triturada de la cantera Tomagrande presenta un 81% de equivalente de arena. Se considera como un agregado muy limpio al tener un equivalente de arena mayor que 50.
Figura 6.5-17: Ensayo de equivalente de arena para carpeta asfáltica. Agregado grueso
Densidad Máxima 1.46 g/cm3
(b) Angularidad del agregado fino
Se define como angularidad del agregado fino el porcentaje de vacíos con aire presente en las partículas menores de 2,36 mm (pasante malla N.º 8), levemente compactados.
Esta propiedad asegura un alto grado de fricción interna del agregado fino y provee resistencia al ahuellamiento.
El resultado obtenido para la fracción fina de la arena triturada de la cantera Tomagrande es de 43%, el cual sobrepasa los valores mínimos de requerimiento acorde a la Tabla 6.5-16. Tabla 6.5-16: Valores mínimos requeridos para la angularidad (A°) del agregado fino.
Tránsito en 106
ESALS
Prof. desde súper < 10 cm
Prof. desde súper > 10 cm < 0.3 -- -- <1 40.0 -- < 3 30.0 40.0 < 10 45.0 40.0 <30 45.0 40.0 <100 45.0 45.0 > = 100 45.0 45.0
Fuente: Ministerio de transporte y comunicaciones, 2014.
Figura 6.5-18: Ensayo de angularidad para carpeta asfáltica.
(c) Índice de plasticidad (malla N.°40)
El material pasante de la malla N.°40 de la arena triturada de la cantera Tomagrande presenta un límite liquido de 13.7% y no presenta limite plástico, por lo tanto, no presenta índice de plasticidad.
(d) Durabilidad (al sulfato de magnesio)
La arena triturada de la cantera Tomagrande tiene un porcentaje de perdida por sulfato de magnesio de 13.7% lo que cumple con los requisitos mínimos.
(e) Índice de durabilidad
El índice de durabilidad de la arena triturada de la cantera Tomagrande es de 82.8% cumpliendo con el requerimiento mínimo de 35%.
(f) Índice de plasticidad (malla N.°200)
El material pasante de la malla N.°200 de la arena triturada de la cantera Tomagrande presenta un límite liquido de 27.5% y un límite plástico de 26.1%, por lo tanto, presenta índice de plasticidad de 1.3%. Cumple con los requerimientos de la norma.
(g) Sales solubles totales
El ensayo de sales solubles totales para agregados finos, se realiza de la arena triturada de la cantera Tomagrande, dando como resultado 0.0098% de sales solubles.
(h) Gravedad específica y absorción
El peso específico (gravedad específica) es la característica generalmente usada para calcular el volumen ocupado por el agregado en varias mezclas. Los valores de absorción son usados para calcular el cambio en la masa de un agregado debido al agua absorbida entre los espacios de los poros en un tiempo de 24 horas.
Este valor es importante en el diseño de mezclas para determinar la cantidad de asfalto requerido para un volumen unitario de concreto, ya que los poros interiores serán ocupados por la masa de concreto y además el agua se aloja dentro de los poros saturables.
Los resultados obtenidos en el ensayo son:
Tabla 6.5-17: Resultados del ensayo de gravedad específica para carpeta asfáltica.
Resultados Agregado fino (g/cm3)
Pe bulk (Base seca) 2.613
Pe bulk (Base saturada) 2.645
Pe Aparente (Base Seca) 2.699
% de absorción 1.21%
Fuente: Elaboración propia.
(i) Peso unitario y vacíos de los agregados
Los resultados del ensayo se muestran a continuación:
Tabla 6.5-18: Peso unitario agregado fino. Agregado fino
Densidad máxima 1.72 g/cm3
Densidad mínima 1.42 g/cm3
Figura 6.5-19: Ensayo peso unitario suelto y varillado para carpeta asfáltica.
6.5.3.5 Resultados de los agregados por carpeta asfáltica.
Tabla 6.5-19: Cuadro de resultados de agregado grueso para carpeta asfáltica.
Ensayo Requerimiento Resultados
Durabilidad al sulfato de magnesio 18% máx. 5.6% Cumple
Abrasión los Ángeles 40% máx. 27% Cumple
Adherencia +95 +95 Cumple
Índice de durabilidad 35% mín. 81% Cumple
Partículas chatas y alargadas 10% máx. 5.6% Cumple
Caras fracturadas 85/50 89/79 Cumple
Sales solubles totales 0,5% máx. 0.03% Cumple
Absorción** 1,0% máx. 1.67% No Cumple
Fuente: Elaboración propia.
** Excepcionalmente se aceptarán porcentajes mayores sólo si se aseguran las propiedades de durabilidad de la mezcla asfáltica.
Tabla 6.5-20: Cuadro de resultados de agregado fino para carpeta asfáltica.
Ensayo Requerimiento Resultados
Equivalente de Arena 60 81 Cumple
Angularidad del agregado fino 30 43 Cumple
Azul de metileno 8 máx. - -
Índice de plasticidad (malla n°40) NP NP Cumple
Durabilidad (al sulfato de magnesio) 18 % máx. 13.8% Cumple
Índice de durabilidad 35 min. 82.8% Cumple
Índice de Plasticidad (malla n°200) 4 máx. 1.3% Cumple
Sales solubles totales 0.5% máx. 0.01% Cumple
Absorción** 0.5% máx. 1.21% No Cumple
Fuente: Elaboración propia.
** Excepcionalmente se aceptarán porcentajes mayores sólo si se aseguran las propiedades de durabilidad de la mezcla asfáltica.