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• Azucena Sabas

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Asociación Mexicana del Asfalto, A.C. Comité Técnico Desempeño de Mezclas Asfálticas

Sexto Consejo Directivo Presidente Roberto Garza Cabello

Coordinador Paul Gamica Anguas

Vicepresidentes Gerardo Villar Gutiérrez Ignacio Cremades lbáñez Fernando Martín del Campo Abarca

Miembros Rafael A. Limón Limón Ignacio Cremades lbáñez Jorge Alarcón Iba rra Mauricio Centeno Ortiz Juan Pablo Valadez Castro César Álvarez Ortiz Jesús Martín del Campo Javier E. Herrera Lozano Diana Berenice López Valdés Manuel Zárate Aquino

Secretario Jorge Cruz Casaubón Tesorero

Genaro Cabrera Mateos Vocales Delmar R. Salomón Guillermo Gil Moreno Paul Gamica Anguas Andrés Escudero Aguilar Arturo Valdez Covarrubias Carlos R. Canales Villalpando Santiago Villa nueva Martínez Adolfo Alonso Olivares Comisión de Honor

Jav ier E. Herrera Lozano

Rodolfo Zueck Rodríguez Rafael A. Limón Limón Comité de Vigilancia Ricardo Rives Robles Leonardo Nahle Ortiz Fernando Martín del Campo Aviña Director General Jorge E. Cárdenas Gareía

D.R.

© Asociación Mexicana del Asfalto, A.e. Colegio de Ingenieros Civiles de Méx ico Camino a Santa Teresa 187, Tlalpan , 14010, México, D.F.

[email protected],

www.amaac.org.mx

(55) 5606·7962 Diseño e impresión: Gráfica, Creatividad y Diseño, S.A. de

c.v.

Plutarco Elías Calles 1321, CoL Miravalle, México, D.F., 03580

Protocolo AMAAC PA-MA-02j2008

Control de Calidad para Mezclas Asfálticas de Granulometría Densa de Alto Desempeño

A.

CONTENIDO

Este protocolo contiene los criterios para la ejecución del control de calidad que se deben cumplir para las mezclas de granulometría densa de alto desempeño diseñadas tal y como se indica en el Protocolo AMAAC PA-MA-Olj2008. 3

B.

DEFINICIÓN

El control de calidad para la fabricación y aplicación de la mezcla asfáltica, es el conjunto de actividades que permiten evaluar las propiedades de los materiales y características de los equipos que se utilicen en su ejecución, comparándolas con las especificadas en el diseño, para decidir la aceptación, rechazo o corrección del trabajo y determinar oportunamente si el proceso de producción o el procedimiento de aplicación se está realizando correctamente o debe ser corregido. Dichas actividades comprenden principalmente el muestreo, las pruebas de campo y laboratorio, así como los análisis estadísticos de sus resultados. C.

CONTROL DE CALIDAD DE LA MEZCLA PRODUCIDA EN PLANTA

Las siguientes medidas deben ser consideradas por el contratista para mantener la uniformidad y control de calidad de la mezcla producida: El contratista será el responsable de obtener las muestras para el aseguramiento y control de calidad. Previamente a la producción, el Contratante determinará el método utilizado por el Contratista para la obtención de las muestras representativas; asimismo, el Contratista será el responsable de la operación del equipo y de su correspondiente calibración. Se debe verificar la calidad del material pétreo para asegurarse que corresponda al material utilizado en el proceso de diseño, en función de lo establecido en la Norma SCT N-CMT-4-04. Además de realizar las siguientes pruebas en campo: •

Fracción gruesa Granulometría Partículas alargadas Partículas lajeadas

Protocolo AMAAC PA -MA 02{2008

Octubre 08

•

Adherencia con el asfalto Fracción fina Granulometría Equivalente de arena Azul de metileno

Estas propiedades básicas de calidad del material pétreo deben verificarse cada mil metros cúbicos de material producido. El cemento asfáltico a utilizar debe cumplir con lo establecido en la norma SCT N-CMT4-05-004, cuando se trate de asfaltos clasificados por grado PG o los especificados en la norma SCT N-CMT-4-05-001 para asfaltos convencionales. Las pruebas básicas de campo que deben realizarse son las siguientes, tornando en cuenta los límites de referencia indicados en la Tabla 1:

4

Punto de reblandecimiento por anillo-esfera - norma SCT-M-MM P-4-0S -009 Recuperación elástica por torsión - Norma SCT-M-MMP-4-0S-024 Viscosidad rotacional tipo Haake - Norma ASTM D-4402 Asfalto modificado con polímero Tipo 1 y II

Asfalto modificado con polímero Tipo III

Asfalto Base

Asfalto Base

Ensaye

AClO

AC20

AC30

ACIO

AC20

AC30

Mín.

50

55

60

50

50

60

Máx.

20

25

30

20

20

25

Punto de reblandecimiento por an illo -esfera,

CC)

Recuperación Elástica por Torsión, % Viscosidad Rotacional

Mín.

600

800

1000

3500

1000

1250

tipo Haake

Máx.

3000

3500

4000

7500

4000

4500

Tab la 1. Valores tipo de refe rencia de un asfa lto m odificado con políme ro de acuerdo con las pruebas de campo

Nota: La clasificación del asfalto base esta hecha de acu erdo a la norma SCT N-CMT-4 -0S- 001 y la clasi ficación del tipo de polim e ro se basa en la n orm a SCT N -CMT-4-0S -Ú02.

Después de haber realizado las pruebas básicas de calidad de los materiales pétreos y el cemento asfáltico, se procede a verificar la calibración de la planta. La primera muestra después de que la planta de mezcla en caliente inicie sus actividades, debe ser tomada entre la cuarta y quinta carga de la producción, ya sea desde la banda transportadora o tomada del camión de transporte, antes de salir de la planta. Un mínimo de tres muestras por lote de mezcla asfáltica deben ser analizadas para verificar el contenido asfáltico y la granulometría antes de continuar con la producción del siguiente lote. Si el promedio de los resultados obtenidos en estas tres muestras sufren una desviación importante

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Protocolo AMAAC PA-MA 02/2008

contra lo propuesto en el diseño, excediendo las tolerancias establecidas en la Tabla 2, la producción debe ser detenida. El contratista debe identificar la causa y documentar en detalle que acción correctiva debe realizarse. Para verificaciones de campo, los límites generales de diseño mostrados en la Tabla 3 y 4 podrán ser utilizados cuando el diseño de la mezcla se encuentra dentro de las tolerancias establecidas en la Tabla 2.

Designación 2" 1 '// 1"

J/." 1/2" 3/8" 4 8 16 30 50 100 200

Tamaño nominal del material pétreo mm (in) 37,5 25 19 12,5 Abertura (1") (1·1/2") (3/4") (1/2") mm Porcentaje que pasa 50 37,5 25 19 12,5 9,5 4.75 2.36

-

-

-

±5 ±5

-

-

-

±5 ±5

-

-

·

-

·

±3

±3

U8 0,60 0,30

·

0.15 0,075

·

-

-

.

-

±5 ±5

±5

.

.

±5 ±5

±3

I

±3

-

. -

.

-

·

.

.

± 1.5

-

·

± 1.5

9,5 (3/8")

-

-

± 1.5

± 1.5

---

±5 ±3

± 1.5

Tabla 2. Límites de Tole rancia para Control de Calidad*

* Todas las pruebas deben ser desarrolladas por un la boratorio aprobado por el Contratante.

Característica

Norma

Especificación

Desgaste Los Ángeles, %

ASTM C131

30 máx. (capas estructurales) 25 máx. (capas de rodadura)

Partículas alargadas, %

ASTM D 4791

relación 3 a 1, 15% máx.

Partículas lajeadas, %

ASTM D 4791

relación 3 a 1. 15% máx.

Adherencia con el asfalto, % de cubrimiento

Recomendación

90mín.

AMAAC RA-08/2008

Tabla 3. Requisitos de calidad de la fracció ,'l gruesa del material pétreo para mezclas asfálticas de granulometria densa

Protocolo AMAAC PA-MA 02/2008

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Característica

Norma

Especificación

I

Equivalente de arena, %

ASTM D 2419

Azul de metileno,

Recomendación AMAAC 15 máx. (capas estructurales) RA-05¡2008 12 máx. (capas de rodadura)

mg¡g

50 mino (capas estructurales) 55 mino (capas de rodadura)

Tabla 4. Requisitos de calidad de la fracción fina del material pétreo para mezclas asfálticas de granulometría de nsa

6

En el contenido optimo de asfalto, la desviación máxima permisible con respecto al diseño aprobado es de ± 0,3% con respecto al peso de la mezcla. Para la aceptación o rechazo de la mezcla asfáltica diseñada bajo los niveles de diseño III y IV, indicados en el Protocolo AMAAC PA-MA-Ol¡2008 "Diseño de mezclas asfálticas de granulometría densa de alto desempeño", se debe cumplir al menos el 80% del valor obtenido durante el diseño del laboratorio en la pruebas de fatiga y módulo dinámico y¡o módulo resiliente en especímenes fabricados con mezcla producida en planta. Es recomendable realizar las siguientes pruebas de calidad de mezcla de acuerdo a la perio dicidad indicada en la Tabla 5.

Nivel de diseño

Prueba

Periodicidad

I - II - III - IV

Contenido de asfalto

800 toneladas

I - II - III - IV

Granulometría

800 toneladas

1 - II - III - IV

Propiedades volumétricas

1 - 11 - III - IV I - II - III - IV

Tensión Indirecta (TSR¡ susceptibilidad a la humedad)

24,000 toneladas 24,000 toneladas

Deformación permanente

24,000 toneladas

III - IV

Módulo dinámico

24,000 toneladas

III - IV

Fatiga

24,000 toneladas

Tab la 5. Periodicidad para realizar las pruebas de calidad de la mezcla

D.

CONTROL DE CALIDAD DE MEZCLA TENDIDA Y COMPACTADA

D.1

El Contratista será el responsable del aseguramiento y control de calidad, y el Contratante en forma directa o a través de una empresa Supervisora realizará la verificación de calidad, por medio de muestreos y ensaye de materiales. Las pruebas de verificación de calidad de la mezcla asfáltica serán realizadas en un laboratorio de campo, debiendo completarse en un tiempo razonable. Los procedimientos, tanto de muestreo como los de ensaye, deben ser los mismos que los utilizados por la empresa

D.2

Contratista.

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Protocolo AMAAC PA-MA 02/2008

0.3 DA

0.5

0.6

Un mínimo de tres muestras por lote de mezcla deben ser ensayadas para determinar el contenido de asfalto y la granulometría antes de producir el siguiente lote. La aceptación de la mezcla para la carpeta, de acuerdo a su contenido asfáltico y a su granu· lometría para cada lote, podrá ser determinada por el Contratante de acuerdo al método de muestreo que sea indicado por la misma y considerando las tolerancias indicadas en este Protocolo. Si a juicio del Contratante y por falta de cumplimiento de los requisitos establecidos para el trabajo es necesario remover las partes defectuosas, el Contratista debe removerlas y reem· plazarlas corr iendo a su cargo los costos involucrados, hasta alcanzar los requerimientos marcados en esta recomendación. Será causa de rechazo la mezcla asfáltica que haya sido fabricada bajo las condiciones siguientes: 0.6.1 Cuando se utilicen agregados pétreos diferentes a los considerados durante el pro· ceso de diseño. 0.6.2 Cuando se utilice un asfalto de características diferentes al considerando durante el diseño. 0.6.3 Cuando la calidad de los materiales (pétreos y asfalto) presenten características de calidad deficientes o diferen tes a las consideradas en el diseño. 0.6.4 Cuando la granulometría de la mezcla y/o el contenido de asfalto estén fuera de los límites de tolerancia establecidos en esta recomendación. 0.6.5 Cuando la mezcla presente un va lor de TSR inferior al 80%, considerando la Reco· mendación AMAAC RA·04/08 "Resistencia de las Mezclas Aifálticas Compactadas al Daño Inducido por Humedad".

Se debe realizar al menos una prueba de Tensión Indirecta, de acuerdo con la Recomenda· ción AMAAC RA·04/2008.

E.

CONTROL DE CALIDAD DE LA MEZCLA COLOCADA

Para asegurar la calidad de la mezcla asfáltica tendida y compactada mediante pruebas de desem· peño, se debe realizar un tramo de prueba de 100 metros de longitud, donde se realizarán las siguientes evaluaciones: densidad compactada, ensaye de deformación permanente y ensaye de susceptibilidad a la humedad. Para realizar el control de calidad de la mezcla colocada, debe utilizarse cualquiera de los siguientes pruebas de desempeño: E.1

Rueda Cargada de Hamburgo. Para la aceptación o rechazo de la mezcla asfáltica di señada bajo los niveles 11, III YIV, tendida y compactada, se utilizará como prueba de desempeño la prueba de Rueda Cargada de Hamburgo en corazones de 250 o 150 milímetros de diá· metro, extraídos directamente en campo, realizando dos muestreos en los primeros 100 metros de la franja de prueba. La prueba se debe realizar de acuerdo a lo establecido en la

Protocolo AMAAC PA·MA 02/2008

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E.Z

E.3

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recomendación AMAAC RA 01/2008 Y considerando lo establecido en la sección H .1 del Protocolo AMAAC PA-MA-01/ 2008. Se recomienda seguir como guía de control de calidad el diagrama de flujo presentado en el anexo No. 1 de este documento. Analizador de Pavimentos Asfálticos (APA). Para la aceptación o rechazo de la mezcla asfáltica diseñada bajo los niveles n. III y IV, tendida y compactada, se utilizará como prueba de desempeño por medio del Analizador de Pavimentos Asfálticos (APA), en corazones de 150 milímetros de diámetro, extraídos directamente en campo, realizando dos muestreos en los primeros 100 metros de la franja de prueba. La prueba se debe realizar de acuerdo a lo establecido en la recomendación AMAAC RA 02/2008 Yconsiderando lo establecido en la sección H.2 del Protocolo AMAAC PA-MA-Ol/ 2008. Se recomienda seguir como guía de control de calidad el diagrama de flujo presentado en el anexo No. 1 de este documento. Ensaye de Pista Español. Para la aceptación o rechazo de la mezcla asfáltica diseñada bajo los niveles n, III y IV, tendida y compactada, se utilizará como prueba de desempeño por medio del Ensaye de Pista Español en corazones de 150 milímetros de diámetro, extraídos directamente en campo, realizando dos muestreos en los primeros 100 metros de la franja de prueba. El ensaye se debe realizar de acuerdo a lo establecido en la recomendación AMAAC RA 02/ 2008 Yconsiderando lo establecido en la sección H.3 del Protocolo AMAAC PA-MA-01/ 2008. Se recomienda seguir como guía de control de calidad el diagrama de flujo presentado en el anexo No. 1 de este documento.

En caso de que no se cumplan los parámetros establecidos en este Protocolo, debe de construirse un nuevo tramo de prueba incorporando los cambios necesarios para alcanzar los desempeños requeridos. Cumpliendo con los parámetros establecidos, es recomendable realizar verificaciones a la mezcla tendida y compactada de acuerdo a la Tabla 6.

Tipo de prueba

Niveles 1 y 11

Nivel III

Nivel IV

Densidad compactada Ensaye de deformación permanente

cada 15 km

cada 10 km

cada 5 km

Ensaye de susceptibilidad a la humedad Tabla 6. Parámetro recomendable para realizar ver ificaciones a la mezcla tendida y comp actada

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Protocolo AMAAC PA-MA 02/2008

E.

REFERENCIAS NORMAS Y MANUALES

DESIGNACIÓN SCT

Carpetas Asfálticas con Mezcla en Caliente

N ·CTR-CAR-1-04-006

Carpetas Asfálticas con Mezcla en frío

N-CTR- CA R-1-04-007

Materiales Pétreos para Mezclas Asfálticas

N-CMT-4-04

Calidad de Materiales Asfálticos

N- CMT- 4-0S-001

Calidad de Materiales Asfálticos Modificados Calidad de Materiales Asfálticos Grado PG

N-CMT-4·0S-002 N-CMT-4-0S-004

Punto de Reblandecimiento de Cementos Asfálticos

M MMP40S 009

Recuperación Elástica por Torsión en Cemento Asfáltico Modificado

M MMP40S 024

Muestreo de Mezclas Asfálticas

M-MMP-4-0S -029

Método Marshall para Mezclas Asfálticas de Granulometría Densa

M-MMP-4-0S-031

Método Cántabro para Mezclas Asfálticas de Granulometría Abierta

M-MMP-4 ·0S-033

Método Hubbard Field para Morteros Asfálticos

M·MMP-4-0S-034

Contenido de Cemento Asfáltico en Mezclas

M-MMP- 4-0S-03S

Contenido de Agua en Mezclas Asfálticas

M-MMP-4·0S-036

Contenido de Disolventes en Mezclas Asfálticas

M-MMP-4·0S-37

Calidad de Mezclas Asfálticas para Carreteras

N-CMT-4-0S-003/02

Control y Aseguramiento de Calidad

N-CAL-1-01/00

Ejecución de Obras

N-LEG-3

Ejecución de Supervisión de Obras

N-LEG-4

Aprobación de Laboratorios

N-CAL-2-0S

Criterios Estadísticos de Control de Calidad

M-CAL-1-02

Análisis Estadísticos de Control de Calidad

M-CAL-I-03

NORMAS INTERNACIONALES

9

DESIGNACIÓN

Método de prueba para la resistencia a la abrasión del agregado fino en la m áquina Los Angeles

ASTM C 131

Ensaye para determinar el porcentaje de partículas alargadas y lajeadas en el agregado grueso

ASTM D 4791

Método estándar de prueba para el valor del equivalente de arena en suelos y agregados finos

ASTM D 2419

Método de prueba estándar para determinaciones de viscosidad rotacional de asfaltos a altas temperaturas utilizando el aparato Brookfield Thermosel

ASTM D 4402

Protocolo AMAAC PA·MA 02/2008

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PROTOCOLOS Diseño de mezclas asfálticas de granulometría densa de alto desempeño RECOMENDACIONES Susceptibilidad a la humedad y a la deformación permanente por rodera de una mezcla asfáltica tendida y compactada, por medio del analizador de la rueda cargada de Hamburgo

DESIGNACIÓN AMAAC PA-MA-00l/2008 DESIGNACIÓN AMAAC

RA - 01/2008

Susceptibilidad a la deformación por rodera de una mezcla asfáltica por medio del analizador de pavimentos asfálticos (APA) RA - 02/2008

10

Resistencia a la deformación plástica de las mezclas asfálticas mediante la pista de ensaye de laboratorio

RA - 03/ 2008

Resistencia de las mezclas asfálticas compactadas al daño inducido por humedad

RA - 04/2008

Determinación del valor de azul de Metileno para filler y finos

RA - OS/ 2008

Compactación de mezclas asfálticas con el equipo giratorio Superpave

RA - 06/2008

Resistencia al desprendimiento del asfalto de los materiales pétreos RA - 07/2008 en las mezclas asfálticas por acción del agua Desprendimiento por fricción en la fracción gruesa de materiales pétreos para mezclas asfálticas

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RA - 08/2008

Protocolo AMAAC PA-MA 02/2008

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3

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» ¡;::

Diagrama de flujo del manual de prácticas recomendables AMMC para control de calidad en campo de carpetas asfálticas estructurales de granulometría densa

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n

*Implementar el diseño aprobado en la pla n!;) de mezclil en caliente.

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g

"Controlar la trituración para que la granulometrla de los materiales corresponda a la del diseño.

Control de trituración y verificación de cañldad de los materiales pétreos y

"Verificar propiedades báslcas de calidad de materiales cada 500m3 de material producido. ·Poner especial cuidado en las pruebas de azul de metileno y adherencia con el asfalto. ·Para el asfalto considerar, penetración, recurperación torsional y recuperación elástica.

Ireducto asfáltico

I

~ ·Calibrar la planta para realizar el proporcionamiento de materiales pétreos y asfalto de acuerdo al diseño aprobado.

Calibraci6nde la planta de

+Oeterminar por cada 800 toneladas de mezcla producida · Contenido de asfalto. · Granulometría. · Humedad · Propiedades volumétricas en campo {compactación Marshall) y en laboratorio {compactador giratorio)

Verificación de la calidad durante la producción

Pruebas de desempeño al in icio del proyecto tra mo de prueba de 100 m

*Realizar pruebas de desempeño en tramo de prueba de 100m con sus propiedades volumétricas de la mezcla tendida y compactada ve rificar granulometría y conten ido de asfa lto en campo

Alimentar programa de gestión de pavimentos Etapa de administración del proyecto

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o ~

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00

Aprobar procedimiento constructivo y ca lidad de la mezcla y revisa r consistencia de resultados a cada Skm para nivel IV Y 10km para nivel!!l. Para nivel I y 11 considerar lS km.

I

.1 Medidor IRI, IFI, deflect6metro etc.

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....1.

Asociación Mexicana del Asfalto, A.e.

Colegio de Ingenieros Civiles de México Camino a Santa Teresa 187, Tlalpan, 14010, México, D.F. (55) 5606·7962 [email protected], www.arnaac.org.rnx