• Author / Uploaded
• MARIANO

• Categories
• Mecánica de suelos
• Laboratorios
• Materiales
• Ciencias físicas
• Ciencia

Citation preview

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

Laboratorio No.2 de Mecánica de Suelos y Pavimentos

MANUAL DE LABORATORIO ENSAYOS PARA PAVIMENTOS VOLUMEN I

AUTORES:

ING. SILENE MINAYA GONZALEZ (*) [email protected]

M.I. ABEL ORDÓÑEZ HUAMAN (**) [email protected]

(*) Asistente del Laboratorio de Mecánica de Suelos y Pavimentos (**) Jefe del Laboratorio de Mecánica de Suelos y Pavimentos Lima, Diciembre del 2001

Universidad Nacional de Ingeniería Facultad de Ingeniería Civil Laboratorio No.2 de Mecánica de Suelos y Pavimentos

Manual de Laboratorio de Ensayos para Pavimentos Volumen I

CONTENIDO Prólogo PARTE I

04 ENSAYOS DE AGREGADOS PARA PAVIMENTO

Calidad de Agregados para Sub-base, Base y Afirmado Características de los agregados Husos Granulométricos

07 08

Ensayo de Abrasión por medio de la Máquina de Los Ángeles ASTM C-131

13-21

Índice de Aplanamiento y Alargamiento de Agregados para Carreteras MTC E221-1999

22-27

Porcentaje de Caras Fracturadas en los Agregados ASTM D 5821-95

28-32

Equivalente de Arenas y Agregados Finos ASTM D-2419

33-48

Ensayo de Durabilidad ASTM C-88

49-57

PARTE II ENSAYOS PARA MEZCLAS ASFÁLTICAS Calidad de agregados para Mezclas Asfálticas en Caliente Mineralogía Propiedades Físicas de los Agregados

59 60

Asfaltos Antecedentes Históricos Refinamiento del asfalto Tipos de Asfaltos y Usos

62 63 65

Ensayo de Adherencia de los Ligantes Bituminosos a los Agregados Gruesos ASTM D-1664

76-83

Adhesividad de los Ligantes Bituminosos a los Aridos Finos (Procedimiento Riedel Weber)

84-91

Destilación de Asfaltos Líquidos ASTM D-402

92-100

Método Marshall para el Diseño de Mezclas ASTM D-1559 Referencias Históricas Características de Mezcla Fundamento Teórico Objetivo Gravedad Específica Gravedad Específica Seca Aparente Gravedad Específica Seca Bulk Gravedad Específica Saturada Superficialmente Seca Bulk Gravedad Específica en Agregados Gruesos

101 101 103 103 103 105 105 106 106

Ing. Silene Minaya – M.I. Abel Ordóñez

2

Universidad Nacional de Ingeniería Facultad de Ingeniería Civil Laboratorio No.2 de Mecánica de Suelos y Pavimentos

Manual de Laboratorio de Ensayos para Pavimentos Volumen I

Gravedad Específica en Agregados Finos Propiedades Volumetricas de Mezclas Compactadas Gravedad Especifica Bulk de Mezclas Compactadas Gravedad Específica Teórico Máxima Ejemplo aplicativo Agregados Minerales Granulometría Especificaciones y Tolerancias Combinación de agregados Dosificación de los agregados por peso Dosificación por métodos gráficos Calidad Procedimiento de Análisis y Compactación de Muestras Aplicación Equipos de Laboratorio Procedimientos previos Paso A: Evaluación de agregados Paso B: Evaluación del cemento asfáltico Paso C: Preparación de los Especimenes Marshall Paso D: Densidad y vacíos de los especimenes Paso E: Estabilidad Marshall y Ensayo de Flujo Paso F: Tabulación y Gráfico de los Resultados de Ensayo Paso G: Determinación del Optimo Contenido de Asfalto Ejemplos

134 134 140 140 140 145 149 150 151 151 155-185

BIBLIOGRAFIA

186-187

Ing. Silene Minaya – M.I. Abel Ordóñez

107 108 110 110 112 120 120 129 129 132 134

3

Universidad Nacional de Ingeniería Facultad de Ingeniería Civil Laboratorio No.2 de Mecánica de Suelos y Pavimentos

Manual de Laboratorio de Ensayos para Pavimentos Volumen I

PROLOGO El Laboratorio de Mecánica de Suelos y Pavimentos tiene la satisfacción de poner a disposición de estudiantes, profesores y profesionales involucrados en proyectos de pavimentos, el presente Manual de Ensayos para Pavimentos.

Es importante y oportuno señalar la importancia que tiene el estudio, evaluación y entendimiento de las características físicas y el comportamiento mecánico de los suelos y materiales en un proyecto de pavimentación. Por ello, la compresibilidad, resistencia cortante,

conductividad

hidráulica y las relaciones volumétricas y gravimétricas constituyen los fundamentos de diseño de las estructuras de pavimento y mezclas asfálticas.

Los ensayos de laboratorio, en ese sentido, permiten medir, evaluar y entender el comportamiento mencionado. Son los resultados experimentales los que van a permitir desarrollar, perfeccionar, verificar, validar y señalar las limitaciones de las teorías y modelos físico-matemáticos, para finalmente ser resumidos en manuales de diseño de uso ingenieril.

El Manual de Ensayos para Pavimentos está dividido en dos partes: la Parte I comprende los ensayos de calidad de agregados utilizados en las diferentes capas que constituye la estructura del pavimento y la Parte II comprende una introducción sobre asfaltos, mezclas asfálticas, mineralogía de los agregados y los ensayos relacionados con el diseño de mezclas asfálticas incluyendo el Ensayo Marshall–ASTM D 1559.

El Manual de Ensayos para Pavimentos ha sido el resultado del esfuerzo y compromiso de la Ing. Silene Minaya con el Area de Pavimentos por lo que el Laboratorio de Mecánica de Suelos y Pavimentos le expresa su agradecimiento. En ese sentido, ha sido para el suscrito una gran satisfacción haber contribuido a su materialización.

Actualmente el Laboratorio de Mecánica de Suelos y Pavimentos está realizando nuevamente ensayos sobre mezclas asfálticas incluyendo el Ensayo Marshall, ensayos de Compresión Triaxial y Ensayos de Permeabilidad de Pared Flexible entre otros. Igualmente, se ha vuelto a realizar y publicar trabajos experimentales de investigaciones, participando en Congresos Nacionales e Internacionales. Ing. Abel Ordóñez

6 de Diciembre de 2001

Ing. Silene Minaya – M.I. Abel Ordóñez

4

PARTE I ENSAYOS DE AGREGADOS PARA PAVIMENTOS

CALIDAD DE AGREGADOS PARA SUB-BASE, BASE Y AFIRMADO Ing. Silene Minaya González M.I. Abel Ordóñez Huamán

Los agregados empleados en la construcción de carreteras, deben cumplir con requisitos de granulometría y especificaciones técnicas, que garanticen un buen comportamiento durante su periodo de vida. A su llegada al laboratorio, las muestras deben ser preparadas para someterlas a diferentes ensayos de calidad de agregados. Dependiendo de la función que van a cumplir como parte de la estructura del pavimento se las prepara para los siguientes ensayos:

Ensayos de calidad de agregados

ENSAYOS

Sub base

Base Granular

Afirmado

Asfalto Piedra

Arena

9

9

Análisis Granulométrico por Tamizado

9

9

9

Límites de Consistencia

9

9

9

Nº40 y 200

Equivalente de Arena

9

9

9

9

Peso específico y Absorción

9

9

Peso unitario suelto

9

9

Peso unitario varillado

9

9

Abrasión

9

9

9

Proctor Modificado

9

9

9

CBR

9

9

9

Porcentaje de caras fracturadas

9

9

9

Porcentaje de partículas chatas y alargadas

9

9

9

Contenido de impurezas orgánicas

9

9

Contenido de sales solubles totales

9

9

Adherencia (entre mallas Nº3/8" y 1/4")

9

9 9

9 9

9

Riedel Weber (según norma a emplear) Durabilidad

9

9

9

Universidad Nacional de Ingeniería Facultad de Ingeniería Civil Laboratorio No.2 de Mecánica de Suelos y Pavimentos

Manual de Laboratorio de Ensayos para Pavimentos Volumen I

Características de los Agregados

Para verificar la calidad de un determinado banco de materiales, estos deben ser sometidos a ensayos de suelos, debiendo cumplir con las especificaciones técnicas siguientes:

Especificaciones Técnicas para Materiales empleados en Construcción de Carreteras SUB BASE GRANULAR ENSAYO

AFIRMADO