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ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERIA JULIO GARAVITO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

PENETRACIÓN DE LOS MATERIALES BITUMINOSOS INV E – 706-2013 DUCTILIDAD DE LOS MATERIALES ASFALTICOS INV E – 702-2013 ENSAYO DE ABLANDAMIENTO (ANILLO Y BOLA) INV E – 712-2013 DENSIDAD DE LOS MATERIALES BITUMINOSOS SOLIDO Y SEMISOLIDO INV E – 707-2013 DETERMINACIÓN DE LA VISCOSIDAD DEL ASFALTO EMPLEANDO UN VISCOSÍMETRO ROTACIONAL INV E – 717 del 2013 PENETRATION OF BITUMINOUS MATERIALS INV E - 706-2013 DUCTILITY OF ASPHALT MATERIALS INV E - 702-2013 SOFTENING TEST (RING AND BALL) INV E - 712-2013 DENSITY OF SOLID AND SEMI-SOLID BITUMINOUS MATERIALS INV E - 7072013 DETERMINATION OF THE VISCOSITY OF ASPHALT USING A ROTATIONAL VISCOSIMETER INV E - 717 of 2013

Laboratorio de pavimentos – Grupo 15 MARCELA CASALLAS GONZALEZ [email protected] JORGE AUGUSTO PEÑA RODRÍGUEZ Jorge.peñ[email protected]

JAIME ALEJANDRO AHUMADA LÓPEZ [email protected]

RESUMEN

Docente: Ing. Leonardo Gutiérrez

ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERIA JULIO GARAVITO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL En este informe se encuentra desarrollado una serie de ensayos para dar una caracterización de la calidad del asfalto por medio de la determinación de las propiedades físicas de estos, como lo son la penetración, ductilidad, ablandamiento, densidad y viscosidad. Por lo que a continuación se encuentra los cálculos y descripción de cada uno de los ensayos como su respectivo análisis.

Tabla 1 .Diferencia máxima entre valores extremos. Tabla 2. Datos de ensayos de penetración.

Donde la penetración final es un promedio entre las tres penetraciones que se tomaron respectivamente como se muestra en la ecuación (1), donde se calcula la penetración final de nuestro grupo pavi+15

Penetración final= CALCULOS. PARA EL ENSAYO DE PENETRACION DE LOS MATERIALES BITUMINOSOS El ensayo de penetración lo que busca es medir la consistencia de los productos bituminosos a una cierta temperatura, donde a valores elevados de penetración indicaran consistencias más blandas. Lo primero en hacer es calentar cuidadosamente el asfalto, con una leve agitación para evitar sobrecalentamiento localizados sin dejarlo calentar a más de 90°C sobre la temperatura del punto de ablandamiento. Además, es muy importante que durante el vertimiento en el recipiente de muestra no se formen burbujas, luego Se debe llenar hasta un espesor del 120% de la profundidad a la cual se espera la penetración de la muestra para luego dejarla enfriar la muestra al aire a una temperatura de 15 a 30°C. Después de tener ya la muestra lista se procede a ponerla en un baño maría para tomar las penetraciones, las cuales se encuentras registradas en la tabla (2).

55+60+57 =57,33(1) 3

PARA EL ENSAYO DE DUCTIBILIDAD DE LOS MATERIALES ASFALTICOS PARA EL ENSAYO DE ABLANDAMIENTO DE ANILLO Y BOLA Ya que Los productos bituminosos son materiales visco-elásticos y no cambian de estado sólido a estado líquido a una temperatura definida, sino que se tornan gradualmente más blando y menos viscosos a medida que se eleva la temperatura, por ello el punto de ablandamiento se debe determinar por un método arbitrario pero definido. Por lo tanto, lo primero es el calentamiento de la muestra de asfalto, la cual se hace agitando frecuentemente a una temperatura menor a 110°C del punto de ablandamiento esperado y a un tiempo inferior a 2 horas y a la vez se calientan los anillos a la misma temperatura y se rellenan con la muestra. Luego se deja enfriar por 30 min a temperatura ambiente y Se corta el exceso de material, para posteriormente ponerla en el agua con el montaje incluido a una temperatura inicial de 5°C, para ir incrementando la temperatura 5°C/min con una variación de +-0,5°C

Ensayos

Pavi+13 Pavi+14 Pavi+15 Pavi+16 Pavi+17 Pavi+18 Pavi+19 Pavi+20

66,00 Ensayo de 63,00 pentracion (0,1mm) 69,00 Pentración final 66,00

70,00 65,00 66,00 67,00

55,00 60,00 57,00 57,33

65,00 61,00 65,00 71,00 64,00 66,00 62,00 61,00 70,00 69,00 Docente: Ing. Leonardo Gutiérrez 64,00 64,00 62,00 66,00 68,00 65,00 62,33 62,67 69,00 67,00

ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERIA JULIO GARAVITO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Por lo tanto, Se anota la temperatura para cada esfera cuando esta toque la base, las

Tabla 6. Datos de Valor medio d punto de ablandamiento.

cuales se encuentran registradas en la tabla número (3). Tabla 4. Datos de ensayos de ablandamiento

Aparir de estos datos vamos a calcular la diferencia entre las dos temperaturas registradas, para evaluar la siguiente condición: El punto de ablandamiento se expresa como el valor medio de las dos determinaciones realizadas, siendo esto valido si la variación es menor a 1°C, las cuales se encuentran registradas en la tabla número 5.

PARA EL ENSAYO DE DENSIDAD DE LOS MATERIALES BITUMINOSOS SOLIDO Y SEMISOLIDO El ensayo de densidad usa distintos análisis como es la densidad de picnómetro y el método de desplazamiento. En los datos obtenidos por el laboratorio se encuentran los siguientes datos a analizar: Posterior a esto, se busco la forma de Tabla 2. de Densidad en laboratorio. relacionar losDatos datos obtenidos ya que no se analizan por medio del método

Tabla 5. Diferencia de temperatura.

Por lo tanto, a continuación, se encuentran los valores de ablandamiento para cada grupo, donde los que se encuentran resaltados no son válidos, ya que la diferencia entre las 2 temperaturas dio mayor a 1°. Estos datos se encuentran registrados en l tabla (6).

de picnómetro, entonces se utiliza la siguiente ecuación para encontrar la densidad:

Ecuación 1. Ecuación densidad.

Donde: Ma=Masamaterial en el aire Mw=Masa lastre en el agua .  ¿ Densidad del agua . Encontrando la siguiente información: El método es muy impreciso, por este motivo ya no se usa. Tabla 3. Calculo densidad y Peso específico.

Docente: Ing. Leonardo Gutiérrez

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PARA EL ENSAYO DE DETERMINACION DE LA VISCOSIDAD DEL ASFALTO.

puntos donde se genera la temperatura de mezclado compactación:

y

El ensayo de viscosidad del asfalto es uno de los mas importantes en el análisis de pavimentos, ya que con este análisis se puede conocer las temperaturas de mezclado y compactación de la muestra elegida y analizada. Al realizar la practica de laboratorio se entregan los siguientes datos: Con estos datos, se realizó un análisis generando un promedio de viscosidades según su temperatura en todos los grupos y una multiplicación Tabla 4.Datos de laboratorio para Viscosidad.

Gráfica 1. Viscosidad vs temperatura:

Con la ecuación obtenida buscamos la temperatura de mezcla a 1.7P y la de compactación con 2.8P de la siguiente manera:

de 0.001 a la viscosidad para darla en (P) cómo se muestra a continuación:

Tabla 6. Resultados T mezcla y T Compactación.

Encontrando los resultados de mezcla y compactación expuestos en la tabla (amarillo).

ANALISIS DE RESULTADOS

Tabla 5. Viscosidad promedio en PA*S.

Con estos datos se grafica viscosidad vs tiempo y encontramos la ecuación de tendencia para encontrar los

PARA EL ENSAYO DE PENETRACION DE LOS MATERIALES BITUMINOSOS Se puede ver que la norma que todos los ensayos cumplen con la norma pues ninguno difiere de 4 unidades en los valores de los

Docente: Ing. Leonardo Gutiérrez

ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERIA JULIO GARAVITO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL extremos para rangos de penetración entre 50 – 149. Además, todos los valores penetración parecen dar en un asfalto duro 40/60 pues ninguno de estos valores alcanza las 70 unidades para ser un asfalto intermedio.



PARA EL ENSAYO DE DUCTIBILIDAD DE LOS MATERIALES ASFALTICOS PARA EL ENSAYO DE ABLANDAMIENTO DE ANILLO Y BOLA  Para los cálculos, se asumió que el ensayo fue realizado en una solución de agua, se logró asumir esto a partir de los resultados que se sumieron a Moodle, ya que todos los datos son menores 85°C  En cuanto a los datos obtenidos encontramos que la diferencia de temperaturas para los grupos pavi+ 14,16 y 19 dan mayor a 1°C, lo que nos indican que el punto de ablandamiento de estos no es el valor medio de las dos.

PARA EL ENSAYO DE DENSIDAD DE LOS MATERIALES BITUMINOSOS SOLIDO Y SEMISOLIDO 

Los materiales Bituminosos en sólido y semisólido presentan una relación considerable cumpliendo todos con los estándares de su diferencia de 0,005.

Los datos analizados se encontraban mal organizados en la tabla que se encuentra en la plataforma, por este motivo, se realizaron correcciones evidenciadas en las tablas adjuntadas en el archivo.

PARA EL ENSAYO DETERMINACION DE VISCOSIDAD DEL ASFALTO. 



DE LA

Los datos analizados en el informe son verídicos y exactos. Se pudo encontrar por medio de la temperatura y viscosidad, la temperatura de mezcla y compactación analizando la gráfica y sus promedios. Se realizaron ajustes a la viscosidad ya que solo se tomó un dato por grupo, esto generó que se diera la viscosidad en diferentes unidades a Cp.

CONCLUCIONES  Para el ensayo de penetración Extrañamente, todos los resultados dieren en el rango 40/60 de asfalto duro y es extraño ya que el asfalto manejado en Colombia por lo general da entre los rangos del asfalto 70-/90 (asfalto intermedio)

Docente: Ing. Leonardo Gutiérrez

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Para el ensayo de ablandamiento, los tiempos de los grupos PAVI+14, 16 y 19 no cumplen con lo estipulado en la norma, a pesar de esto todas las temperaturas de ablandamiento cumplen en cuanto a que las temperaturas son menores a 85°C. Para el ensayo de viscosidad se pudo concluir qué, es posible derivar las



temperaturas de mezcla y compactación, por medio de la viscosidad y su temperatura de análisis. Se pudo concluir al realizar el análisis de densidad de materiales bituminosos, que es obsoleto y no es seguro de usar ya que no genera resultados confiables.

4REFERENCIAS INVIAS. (2013). Sección 100 – Relación peso unitario seco en los suelos (Ensayo normal de compactación) INV–E–133 y INV 235. En INVIAS, Manual de normas de ensayos de materiales para carreteras.

Docente: Ing. Leonardo Gutiérrez