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MINISTERIO DE INFRAESTRUCTURA FUNDACION DE LABORATORIO NACIONAL DE VIALIDAD FUNDALANAVIAL

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MANUAL VISUALIZADO VERSION 2

CONTENIDO DE LIGANTE ASFÁLTICO EN MEZCLAS DE PAVIMENTO (POR MEDIO

DE LA CENTRIFUGA) Y LA GRANULOMETRIA DE LOS

AGREGADOS DESPUES DE ELIMINAR EL LIGANTE

ASFÁLTICO

NOVIEMBRE 2003

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MINISTERIO DE INFRAESTRUCTURA FUNDACION LABORATORIO NACIONAL DE VIALIDAD FUNDALANAVIAL Fecha: 28/11/2003

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METODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR EL CONTENIDO DE LIGANTE ASFÁLTICO EN MEZCLAS DE PAVIMENTO (POR MEDIO DE LA CENTRIFUGA) Y LA GRANULOMETRIA DE LOS AGREGADOS

DESPUES DE ELIMINAR EL LIGANTE ASFÁLTICO

NORMA A.S.T.M. D 2172/ NLT 164 ,165 / 90 / I.N.V.E. 732 / ASAD. T-30 1 OBJETO El objeto de este ensayo es describir el procedimiento para determinar el contenido

de ligante asfáltico en las mezclas de pavimento y verificar la gradación de los agregados extraídos de mezclas bituminosas.

2 ALCANCE Permite conocer en un diseño de mezcla asfáltica el porcentaje de ligante utilizado

y el tipo de mezcla mediante su composición granulométrica 3 DURACION Con práctica se puede hacer el ensayo en el Laboratorio en 72Hrs. 4 EQUIPOS REQUERIDOS

Figura 1 Equipos requeridos Figura 2 Equipo requerido

Figura 3 Equipos requeridos

Figura 4 Equipo requeridos

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? Centrifuga

? Horno capaz de mantener una

temperatura regulada a 110 ºC ± 5 ºC ? Mufla

? Cápsulas de porcelanas (crisol) ? Filtros

? Probeta graduada de 1000 ml

? Probeta graduada de 100 ml

? Espátulas

? Brocha

? Balanza con capacidad de 4kg

? Plato caliente

? Bidón con tapa para la colocación del

solvente (xilol) ? Envase plástico con capacidad para 4

litros ? Guantes de asbesto ? Mascarilla

? Pinzas sujetadoras

? Tamices (1 ½”, 1”, 3/4, 1/2, 3/8, Nº 4,

Nº 8, Nº 16, Nº 30, Nº 50, Nº 100 Nº 200)

? Tamizadora eléctrica

? Cepillo metá lico

5 PROCEDIMIENTO DE ENSAYO 5.1 Se recomienda tomar una muestra representativa cuando se esta en campo o planta (véase figura 5).

Figura 5 Muestra representativa de material 5.2 En el laboratorio debe calentarse la mezcla en el tiempo suficiente como para poder remover con una cuchara de albañil. La temperatura de calentamiento no debe excederse de 110 ºC. 5.3 Ya obtenida la muestra, se procede a cuartear el material con la cuchara de albañil, se debe utilizar dos bandejas para reducir las porciones por cuarteos , como se aprecia en la figura 6, hasta el peso requerido para el ensayo.

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Figura 6 Cuarteo de la muestra de cemento asfáltico

NOTA 1: La cantidad de la muestra para el ensayo se determinará según el tamaño máximo nominal del agregado en la mezcla (véase tabla 1). Tabla 1 Tamaño máximo nominal de l agregado

5.4 Se procede a colocar la porción obtenida mediante el cuarteo en una tara y se proceda a pesarla (véase figura 7). NOTA 2: Este dato se debe anotar como peso de mezcla.

Figura 7 Peso del material cuarteado 5.5 Se coloca el filtro para el ensayo en el horno a una temperatura de 105ºC para evitar posible humedad en el filtro, por un periodo de 15 minutos (véase figura 8).

Figura 8 Colocación del filtro en el horno 5.6 Ya trascurrido el lapso de tiempo se procede a pesar el filtro, como se aprecia en la figura 9 y se registra en la planilla como peso del filtro inicial en gramos.

Tamaño nominal máximo de

agregado (mm)

Peso mínimo de la muestra

(kg) 4.75 (No 4) 0.5

9.5 3/8 1.0 12.5 1/2 1.5 19.0 3/4 2.0 25.0 (1") 3.0

37.5 (1 1/2") 4.0

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Figura 9 Pesada del filtro 5.7 Se distribuye uniformemente la muestra en el plato del equipo de centrifugación, teniendo precaución de que no haya pérdida de material (véase figura 10).

Figura 10 Adición de la muestra en la centrifuga

NOTA 3: Cuando la muestra a ensayar sea mayor a la capacidad del equipo, divida la muestra y haga la extracción a cada una de las porciones de las misma. Ejemplo 1: si el equipo tiene capacidad de 1.5 kg se hace la extracción de una muestra de 3 kg, en dos partes. 5.8 Se procede a añadir el solvente (Xileno) en la muestra colocada en el plato del equipo, como se aprecia en la figura 12.

Figura 11 Adición del solvente (Xileno) a la muestra 5.9 Se agita la mezcla con una espátula para facilitar el desprendimiento del ligante de la misma como se aprecia en la figura 12.

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Figura 12 Agitación de la mezcla 5.9 Se deja sumergida la muestra con el solvente (Xileno ) por un periodo máximo de una hora para disgregar la porción de muestra a ensayar (véase figura 13). NOTA 4: En el caso de que la mezcla sea reciente se puede dejar por un lapso de tiempo de (15 minutos).

Figura 13 Muestra en inmersión con solvente

5.10 Ya colocado el filtro y la tapa del equipo se inicia las revoluciones gradualmente hasta un máximo de 3600 revoluciones por minuto, se le coloca el solvente y se anota la cantidad de ml que se le esta agregando a la muestra para registrarlo en la planilla, se repite el ciclo por lo menos tres veces o hasta que el solvente salga limpio o como un ligero color pajizo (véase figura 14).

Figura 14 Extracción del solvente de la centrifuga NOTA 4: Es recomendable que se des tape el equipo, y se retire el filtro cuidadosamente evitando que se pierda material adherido en el mismo, se le coloca el solvente y se remueve con la espátula facilitando así el desprendimiento del ligante de la muestra. 5.11 Se desmonta la tapa del equipo y se procede a limpiar el filtro con una espátula, como se aprecia en la figura 15, para remover el material adherido en el mismo colocándolo en una tara.

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Figura 15 Limpieza del filtro 5.12 Luego se procede a retirar la muestra ya ensayada del plato del equipo y se coloca en una tara como se aprecia en la figura 16.

Figura 16 Colocación de la muestra ensaya en tara

5.13 Debe limpiarse el plato con una brocha evitando que no quede material adherido en el mismo como se aprecia en la figura 18.

Figura 17 Limpieza del plato de la centrifuga 5.14 Se procede a colocar el filtro y la muestra en el horno a una temperatura de 110 ºC durante un periodo de 18 a 24 horas como se aprecia en la figura 18.

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Figura 18 Colocación de filtro y muestra en el horno

5.15 Se pesa la cápsula de porcelana (crisol). y se anotara en la planilla de ensayo como peso de crisol en gramos (véase figura 19).

Figura 19 Pesada del crisol

5.16 Se recoge el total de la alícuota extraída y se mide el volumen de la misma en una probeta graduada de 1000 ml (véase figura 20).

Figura 20 Medida del volumen de alícuota de solvente extraído

5.17 Se procede a agitar la probeta con la alicuota para homogenizarla (véase figura 21).

Figura 21 Agitación de la probeta con la alícuota extraída

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5.18 Se toma 50 ml de la alicuota en una probeta de 100 ml, luego se coloca en una capsula de porcelana (criso l), como se aprecia en la figura 22.

Figura 22 Adición de la alícuota de solvente en el crisol

5.19 Es recomendable colocar el crisol en una plato caliente para evaporar lo sufiente la alicuota, para trasladarlo a la mufla, como se aprecia en la figura 23.

Figura 23 Colocación de la muestra en un plato

caliente 5.20 Ya evaporada la alicuota, se procede a colocar el crisol en la mufla, como se aprecia en la figura 24, a una temperatura de 500 ºC – 600 ºC. hasta que alcance un color de rojo sombra.

Figura 24 Colocación del crisol en la mufla

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5.21 Se deja enfriar a temperatura ambiente en el desecador evitando así la presencia de polvo y la corriente de aire (véase figura 25).

Figura 25 Colocación de la muestra en el desecador 5.22 Se procede a pesar el crisol con el residuo, como se aprecia en la figura 26, se anota la lectura en la planilla de ensayo como peso de crisol + residuo en gramos.

Figura 26 Pesada del crisol con el residuo

5.23 Después de haber secado el filtro se pesa (véase figura 27) y se anota la lectura tomada en la planilla de ensayo como peso de filtro final en gramos.

Figura 27 Peso del filtro

5.24 Después de haber secado la muestra se pesa y se registra en la planilla de ensayo como peso de l agregado en gramos (véase figura 28).

Figura 28 Peso de la muestra seca

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6 CALCULOS

Tabla 2

7 GRANULOMETRIA DEL ENSAYO 7.1 Ya ensayada la muestra se procederá a lavarla con un detergente para facilitar el mojado de todas las part ículas y asegurar la separación de los finos adheridos a los gruesos y la eliminación de los restos de solvente en el agregado después de la extracción.

GRANULOMETRIA

TAMIZ PESO

RETENIDO (g)

ACUMULADO RETENIDO

(%)

PASANTE

(%) 1 1/2"

1" 3/4" 16,4 1,3903018 98,6097 1/2" 75,5 6,32243585 93,6776 3/8" 142,4 11,9247002 88,0753 No 4 359 30,0629731 69,937 No 8 485,2 40,6310712 59,3689 No 16 716 59,9584645 40,0415 No 30 794,4 66,5237489 33,4763 No 50 878,8 73,5914785 26,4085

No 100 959,3 80,3326187 19,6674 No 200 982,2 82,2502847 17,7497 FONDO

PESO MUESTRA 1- Peso de envase (g) 102

2- peso muestra + envase (g) 1337,2

3-peso muestra (g) 1235,2 3 = (1 - 2)

PESO FILTRO 4- peso inicial (g) 13,05 5- peso final (g) 14,85

6- peso aumentado (g) 1,8 6 = (4 - 5)

LIQUIDO DE LA EXTRACCION 7- vol. Extracción total

(ml) 2200 8- parte de alícuota (ml) 50 9- proporción total (ml) 44

9 = (7 / 8) PESO CENIZAS EN EL LIQUIDO 10- peso crisol (g) 72,71

11- peso crisol + residuo (g) 73

12- peso de residuo (g) 0,29 13- peso total de

cenizas (g) 12,76 12 = (10 - 11) 13 = (12 * 9)

PESO AGREGADO 14- Peso de envase (g) 100

15- peso agregado + envase (g) 1279,6

16- peso agregado (g) 1179,6 16 = (14 - 15)

PESO TOTAL DE AGREGADO 17- peso agregado 1179,6

18- peso total de cenizas (g) 12,76

19- peso aumentado (g) 1,8 20- peso total de

agregado (g) 1194,16 20 = (17+18+19) CONTENIDO DE ASFALTO

21- peso asfalto en muestra (g) 41,04

22- % de asfalto 3,32253886 21 = (3 - 20)

22 = (21 / 3 * 100)

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Figura 29 Lavado de la muestra 7.2 Se seca la muestra en el horno a una temperatura de 110 ºC por un período de 4 horas mínimo y 18 horas máximo (véase figura 30).

Figura 30 Secado de la muestra en el horno 7.3 Luego de transcurrido el tiempo de secado se deja enfriar a temperatura ambiente.

7.4 Se coloca la muestra en los cedazos (1 ½”, 1”, 3/4, 1/2, 3/8, Nº 4, Nº 8, Nº 16, Nº 30, Nº 50, Nº 100 Nº 200), como se aprecia en la figura 32, para ser sometida a un análisis granulométrico para determinar la gradación de los agregados que componen la mezcla.

Figura 32 Colocación de la muestra en los cedazos

7.5 Se colocan los cedazos en la tamizadora por un periodo de tiempo de 5 minutos (véase figura 32).

Figura 33 Cedazos con la muestra en la tamizadora

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7.5 Es recomendable que después de retirar los cedazos del equipo se realice un tamizado manual ya que aun puede quedar material pasante retenido en el tamiz (véase figura 34).

Figura 34 Tamizado manual de la muestra 7.6 Se pesa cada retenido de material en los tamices (véase figura 35) y se registra en la planilla de ensayo como peso retenido (g).

Figura 35 Peso del retenido del material en los tamices

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