Date post: | 14-Apr-2018 |
Category: |
Documents |
Upload: | phungduong |
View: | 222 times |
Download: | 3 times |
26/05/2015
1
LABORATORIO NACIONAL DE VIALIDAD
Agregados Pétreos
Rodrigo Uribe OlivaresJefe Área de Asfalto
Laboratorio Nacional de Vialidad
27/Mayo 2015
Referencias
• Capítulo 8.200: Agregados Pétreos.
Volumen Nº 8 Manual de Carreteras.
26/05/2015
2
Agregados Pétreos
Partículas duras (tamaño y forma estable)
Rol fundamental en la fabricación de mezclas asfálticas, conforman más del 90 % de la mezcla.
Su análisis adquiere gran importancia para obtener una mezcla de calidad.
Para utilizarse de modo confiable: - No debe degradarse
- No debe segregarse
- No debe contaminarse
Fuentes de Extracción :• Yacimientos (no sometido a tratamiento ):
– Canteras (formaciones rocosas, tronaduras)– Ríos (redondeados, arrastre del agua)– Excavaciones (estudios geológicos)– Pozos secos (fuera de cauce, ej aluvial)
• Producción : sometido a cualquier tratamiento (trituración, lavado o clasificación) .
• Obra (testigos, calicata).
26/05/2015
3
Cauces de ríos
Pozo Seco Cantera
Extracción en Yacimientos:
Extracción en Yacimientos:
26/05/2015
4
Extracción en Producción:
Planta de Áridos
Acopio de Áridos
Extracción en Obra:
26/05/2015
5
a) Muestreo (8.202.1 extraer y preparar muestras)
b) Cuarteo (8.202.2)
c) Granulometría (8.202.3 y 8.202.4)
d) Cubicidad de partículas (8.202.6)
e) Índice de Laja (8.202.7)
f) Peso Específico– Densidad aparente (8.202.19)– Densidad real (8.202.20 y 8.202.21)– Densidad neta y absorción de agua (8.202.20 y 8.202.21)
Controles y ensayes a agregados utilizados en mezclas asfálticas
a).- 8.202.1 Muestreo (LNV 64)
Extraer y preparar una muestra representativa del material.
Se determina las características del material
De no hacerlo correctamente, los ensayos entregados no serán confiables
26/05/2015
6
Identificar la muestra.
Identificar zona (Bosquejo).
Identificación de pozo, calicata o capa.
Volumen representado y Volumen a ensayar.
Ensayos previstos (Tomar el doble de material que se requiere).
Se debe:
El procedimiento de muestreo dependerá del lugar de donde seextraigan las muestras:
1.-) Extracción en yacimientos (Pozos)•Inspección ocular.•Presentar un croquis dimensionado del yacimiento.•Tipo de yacimiento
Con frente descubierto: Fajas verticales, identificarSin frente descubierto: Estratos, muestra simpleMaterial suelto (Ej: superficie de río)
Frecuencia de muestreo:Frente Descubierto: Generalmente cada 30m.
Sin frente descubierto: Cada 5.000m2
26/05/2015
7
2.-) Extracción en producción 8.202.1
• Cintas transportadoras.• Silos, tolvas o depósitos• Acopios (Recomendado)• Frecuencia: Se debe definir en obra. Se puede recomendar
cada 1000 m3 por cada material producido (referencia manualde procedimientos).
3.-) Extracción en Obra
•En camiones tolva•En acopios (NCh 164)
•Extraer porciones de áridos desde la mayor profundidadposible sin que se incluya material de superficie, ni de losprimeros y últimos 30cm de altura de acopio (En general,cercano a la cima, a media altura y cercano a la base).•Las porciones deben mezclarse, para obtener una muestrarepresentativa (No si se quiere conocer la homogeneidad delacopio).
•Frecuencia: Se debe definir en obra (Generalmente cada1000m3 , Manual de procedimientos)
26/05/2015
8
Muestreo de suministro de áridos en acopio
b).- 8.202.2 Cuarteo de muestras • Obtener tamaño requerido para cada ensaye.• Tamaño de muestra el doble del requerido.• Cuarteo manual y mecánico
26/05/2015
9
Reducción de muestras
El procedimiento puede ser realizado en forma manual o mecánica:
Manual:•Homogeneizar (pala, en estado húmedo, con el fin de evitar perdida de finos)•Formar pila en forma de cono•Aplanar (evitar mayor segregación)•Dividir en cuatro partes•Extraer dos cuartos opuestos y repetir hasta obtener cantidad requerida paraensayes (dependiendo del ensaye, es la cantidad de m3 a utilizar).
c).- 8.202.3 Granulometría (LNV – 65)
• Definición:“Distribución porcentual en masa de los
distintos tamaños de las partículas que constituyen un pétreo.”
26/05/2015
10
• Comparar áridos entre sí.• Conocer la variación de un mismo árido.• Conocer si el árido cumple con una banda
determinada que asegure buena calidad.
Objetivos de la Granulometría:
Representación de la distribución de los tamaños queposee el árido
Procedimiento:Se hace pasar el agregado seco por una serie de tamices normalizadosTamices ordenados de arriba hacia abajo, de mayor a menor aberturaSe registran los pesos retenidosExpresar los pesos como porcentajes del peso total de la muestraPresentar la granulometría como el porcentaje acumulado que pasa cadatamizFinalmente graficar la distribución mediante un sistema de coordenadas,con abscisa a escala logarítmica (Eje X) que indica las aberturas nominales yordenadas (Eje Y) que indican porcentajes que pasan o que quedan retenidos
26/05/2015
11
Consideraciones al realizar el ensaye:Mantener la limpieza del lugar de trabajo y equipos antes y después del ensaye
Realizar ensaye en lugar cerrado evitando la pérdida de finos
El porcentaje parcial retenido en cada tamiz se calcula referido a la masa inicial.
Trabajar con muestras representativasy de tamaño adecuado.
Usar la serie de tamices del ensayo o especificación.
Mantener limpieza y calidad de los tamices
Usar balanzas adecuadas, sensibilidad y capacidad suficientes.
Eliminar material bajo # 200, lavando el material sobre el tamiz. Recordar considerarloen el cálculo.
Definiciones Previas:
• Masa constante:
“Cuando dos pesadas sucesivas, separadas por una hora de secado
(110±5°C), difieren en un porcentaje igual o menor al 0,1% de la menor masa
determinada”
26/05/2015
12
Definiciones:
• Tamaño Máximo Absoluto (TMA): Pasa el100% de la masa del material pétreo.
• Tamaño máximo Nominal (TMN): Tamizinmediatamente inferior cuando pasa el 90% omás de la masa de material pétreo.
NOTA: Cuando pasa menos del 90% TMA=TMN
• Retenido Parcial: porcentaje en masacorrespondiente a la fracción directamenteretenida en un determinado tamiz.
• Acumulado que pasa: porcentaje enmasa de todas las partículas de menortamaño que la abertura de un determinadotamiz.
26/05/2015
13
Tamizado
• Obtener una muestra homogénea.• Secar a masa constante.• Pesar la muestra y registrar como masa total.• Lavar la muestra y secarla hasta masa
constante. Pesar y registrar su masa.• Preparar los tamices dispuestos según su
abertura de mayor a menor:
Tamices Intermedios
Tamices más finos
Recipiente de Residuo
Agregados colocados enTamices Intermedios
26/05/2015
14
Tamices
• Grueso:ASTM mm– 1´´ 25– ¾´´ 20– ½´´ 12.5– 3/8´´ 10– N°4 5– N°8 2.5
• Fino:ASTM mm– N°16 1.25– N°30 0.63– N°50 0.315– N°100 0.16– N°200 0.08
Tamaño de la muestra (Grueso)Tabla 8.202.3C V Nº8 MC
Tamaño máximo Absoluto (mm)
Masa mínima de la muestra (Kg)
806350402520
12.510
3225201610854
26/05/2015
15
• Tamizado inicial y tamizado final (Manual oMecánico).
• Determinar masa retenida en cada tamiz,yregistrar con la aproximación que seamayor entre 1g y 0,1% de la pesada.
• Determinar % Retenido parcial,%Acumulado que pasa.
“Para que el ensaye sea válido, la suma de las fracciones retenidas en todos los tamices
no debe diferir de la masa inicial en más de un 3% para los finos y de 0,5% para los
gruesos.”
26/05/2015
16
Representación gráfica:
Abcisas: Logaritmo tamiz.Ordenada: %Retenido o %Pasa.
Log Tamiz
% Pasa
• Eliminar siempre el material bajo # 200,lavando el material sobre el tamiz. Recordarconsiderarlo en el cálculo.
• Registrar los datos.
IMPORTANTEIMPORTANTE
26/05/2015
17
• Mantener la limpieza del lugar de trabajo y equipos antes y después del ensaye.
• Utilizar una muestra de tamaño adecuado.• Usar una balanza y tamices del ensayo o
especificación (Calibrados).• Limpieza y calidad de los tamices
IMPORTANTEIMPORTANTE
Ejemplo
d).- 8.202.6 Cubicidad de partículas: (LNV - 3)
26/05/2015
18
DEFINICIONES
• Chancados: Dos o más caras fracturadas,con una arista viva al menos.
Tipos de Áridos:
•A mayor cantidad de chancado, mayor trabazón Mayor estabilidad
DEFINICIONES
• Rodados: Partícula no chancada.
26/05/2015
19
DEFINICIONES
• Lajas: Partícula pétrea en que la razón entrela dimensión máxima y mínima, referida aun prisma rectangular circunscrito, esmayor que cinco.
Partículas lajeadas:
ab
5ab
26/05/2015
20
Cubicidad de Partículas :
• Tomar una muestra representativa dematerial retenido hasta 5 mm (tamiz N°4),de acuerdo a tabla 8.202.6.A del MC VOL 8.
• Para cada muestra separar las partículaschancadas y rodadas (Visualmente).
Cubicidad de Partículas :
• Fracción chancada: determinar con un piede metro las partículas lajeadas (Di) yregistrar la masa chancada(Bi).
• De la fracción rodada determinar con unpie de metro las lajas (Ei) y registrar la masarodada (Ci).
26/05/2015
21
Partículas Chancadas:
(%)100*5
555 A
DBCh
D : Masa de Laja Chancada de la fracción i
Ai : Masa total de la fracción iBi: Masa chancada de la fracción i
Partículas Rodadas:
(%)100*5
555 A
ECR
Ei : Masa de Laja Rodada de la fracción i.
Ai : Masa total de la fracción iCi: Masa Rodada de la fracción i
26/05/2015
22
Partículas Lajeadas:
(%)100*5
555 A
EDL
Ei : Masa de Laja Rodada de la fracción i.
Ai : Masa total de la fracción iDi: Masa de Laja Chancada de la fracción i
e).- 8.202.7 Índice de lajas:
• Se utiliza principalmente en DTS.
• “ Porcentaje en peso de partículas que tienen un espesor (Dimensión mínima) inferior a 0,6 veces la dimensión media de la fracción de agregado considerada”
26/05/2015
23
8.202.7 Índice de lajas:
• Fracciones a considerar:40-25mm 1 ½``- 1``25-20 mm 1``- ¾``20-12,5 mm ¾``-½``12,5-10 mm ½`` - 3/8``10-6,3 mm 3/8´´ - ¼´´6,3-5 mm ¼´´ - Nº4
8.202.7 Índice de lajas:
• Obtener Por Cuarteo al menos 100 partículas de cada fracción.
• Abertura del pie de metro:
6,02
xTTA lisii
Tsi: Abertura tamiz superior de la fracción (mm)Tli : Abertura tamiz inferior de la fracción (mm)
26/05/2015
24
8.202.7 Índice de lajas:
• Se hace pasar cada una de las partículas por la abertura del pie de metro.
• Registrar masa de las partículas que pasan abertura del pie de metro (MPi).
• Indice de laja de la fracción i:
100xMMIL
Ti
Pii
8.202.7 Índice de lajas:
• Índice de lajas del agregado pétreo:
i
ii
RxRIL
IL
ILi: Índice de lajas de la fracción iRi: Porcentaje parcial retenido de la fracción i(%)aproximado al entero.
26/05/2015
25
“Cuando hay una cantidad insignificante de material (Menos del 5%) en cualquier fracción, se puede omitir dicha determinación sin que el resultado
cambie apreciablemente.”
Ejemplo
8.202.7 Índice de lajas:
Una vez obtenido el índice de lajas se calcula el Tamaño Medio del Agregado (Para DTS).
Luego se calcula la Dimensión Mínima Promedio:
H = TM / ( 1,09 + ( 0,00118 * IL))
8.202.7 Índice de lajas:
26/05/2015
26
f).- PESO ESPECÍFICO
• 8.202.19 Densidad aparente suelta ( Das)• 8.202.20 y 8.202.21 Densidad Real Seca• 8.202.20 y 8.202.21 Densidad Neta• 8.202.20 y 8.202.21 Absorción
Definiciones:
• Pétreo Grueso : Material retenido en el tamiz de 2,5 mm.
• Huecos: espacios vacíos entre las partículas del pétreo (Accesibles-Inaccesibles).
• Densidad (ρ): Masa (m) volumen (v) , a una temperatura especificada.
26/05/2015
27
Definiciones:• Densidad real seca (ρRS): Solo se considera
la masa del pétreo seco.
• Densidad Neta (ρ N): Considera el volumen macizo de las partículas más el volumen de los poros inaccesibles.
• Absorción de agua (α): Masa de aguanecesaria para llevar un pétreo de estado secoa estado saturado superficialmente seco.
8.202.19 Densidad aparente suelta (Das) LNV-67
26/05/2015
28
8.202.19 Densidad aparente suelta (Das) LNV-67
• Vaciar el pétreo en una medida de capacidad volumétrica conocida a 5 cm.
• Determinar la masa del pétreo suelto que llena la medida.
• Dividir masa por volumen.• Promedio de dos ensayes a muestras
gemelas.
8.202.19 Densidad aparente Compactada
• Vaciar el pétreo en una medida de capacidad volumétrica conocida, 25 golpes de pisón en tres capas.
• Determinar la masa del pétreo compactado que llena la medida.
• Dividir masa por volumen.• Promedio de dos ensayes a muestras gemelas.
26/05/2015
29
8.202.20 Densidad Real, Neta Y Absorción de Aguapara Pétreos Gruesos (LNV 68)
• Obtener una muestra de acuerdo a 8.202.1.• Cortar en malla 2,5 mm (Nº 8)• Lavar la muestra• Secar hasta masa constante• Enfriar al aire por 24 horas ± 4• Saturar la muestra por 24 horas ± 4
• Preparar el secado hasta saturado superficialmente seco: Msss
• Realizar pesada sumergida ( 20ºC): Msum
• Secar hasta masa constante
• Pesada al aire ambiente del pétreo seco: Ms
26/05/2015
30
Cálculos:
• Densidad real seca:
3/1000* mKgMsummsss
msRS
Cálculos:
• Densidad Neta:
3/1000* mKgMsumms
msN
26/05/2015
31
Cálculos:
• Absorción de agua:
%100*ms
msmsss
8.202.21 Densidad Real, Neta Y Absorción de Aguapara Pétreos Finos (LNV 69)
Nota: Si la muestra presenta un % retenido en tamiz2,5mm mayor a 15%, se debe ensayar la fracciónretenida de acuerdo a 8.202.20. Posteriormenteponderar la fracción fina y la fracción gruesa deacuerdo a la granulometría.
26/05/2015
32
8.202.21 Densidad Real, Neta Y Absorción de Aguapara Pétreos Finos (LNV 69)
• Eliminar material retenido en tamiz de 2.5mm (Nº8).• Obtener una muestra de 50 a 500g (Dejar
contramuestra).• Secar la muestra en horno a 110±5 °C.• Saturar la muestra en agua a temperatura ambiente
por un período de 24±4 hrs.• Secado uniforme hasta que el pétreo alcance la
condición suelta.
8.202.21 Densidad Real, Neta Y Absorción de Aguapara Pétreos Finos (LNV 69)
• Ensaye cono (25 golpes de pisón).
• Se toman 300 g del pétreo en condición saturadosuperficialmente seco. (Msss)
• Colocar la muestra en un matraz. Agregar agua(20ºC), sin llenar.
26/05/2015
33
8.202.21 Densidad Real, Neta Y Absorción de Aguapara Pétreos Finos (LNV 69)
• Eliminar las burbujas de aire (bomba de vacio).
8.202.21 Densidad Real, Neta Y Absorción de Aguapara Pétreos Finos (LNV 69)
• Llenar con agua hasta la marca de calibración . Mediry registrar la masa total del matraz más la muestra deensaye y el agua (Mm).
• Registrar la masa de la muestra en condición seca(ms).
• Medir y registrar la masa del matraz mas agua (Ma).
26/05/2015
34
Cálculos:
• Densidad real seca ( ρRS)
3/1000* mKgMmmsssMa
msRS
Cálculos:
• Densidad Neta (ρN)
3/1000* mKgMmmsMa
msN
26/05/2015
35
Cálculos:
• Absorción de agua:
100*ms
msmsss
• EJEMPLO: Se tiene una mezcla de cuatro materiales. La Densidad Real Seca Ponderada se calcula como sigue:
Material 1
Material 2
Material 3
Material 4
DRS Pond.
DRS (Kg/m3) 2542 2598 2532 2526
Ponderación 22% 24% 38% 16% 100%
2549
26/05/2015
36
FIN
Ejemplo 1: Masa Inicial: 9840 grMasa Lavada: 9832 gr
Tamiz Peso retenido
(gr)
% Retenido parcial
% Retenido
acumulado
% Que pasa
1 ½" 0 Calcular:1°)Comprobar que la granulometría se realizó correctamente.2°)% Retenido parcial3°)% Retenido acumulado4°)% Que pasa
1" 694.2¾ " 5818½" 2464.8
3/8 " 342#4 272#8 200
FONDO 39(TOTAL)
26/05/2015
37
Comprobación:
• Como es menor que 0.5% se acepta la granulometría.
%02.0100*9832
98309832
Tamiz Peso retenido
(gr)
% Retenido
% Retenido
acumulado
% Que pasa
1 ½" 0 01" 694.2 7.05 7.05¾ " 5818 59.13½" 2464.8 25.05
3/8 " 342 3.48#4 272 2.76#8 200 2.03
FONDO 39 0.4(TOTAL) 9830 100
Ejemplo 1: Masa Inicial: 9840 grMasa Lavada: 9832 gr
26/05/2015
38
Tamiz Peso retenido
(gr)
% Retenido parcial
% Retenido
acumulado
% Que pasa
1 ½" 0 0 0 1001" 694.2 7.05 7.05 93 ¾ " 5818 59.13 66.18 34½" 2464.8 25.05 91.23 9
3/8 " 342 3.48 94.71 5#4 272 2.76 97.47 3#8 200 2.03 99.50 1
FONDO 39 0.4 100 0(TOTAL) 9830 100
Ejemplo 1: Masa Inicial: 9840 grMasa Lavada: 9832 gr
Ejemplo 2: Masa inicial= 505 grMasa Lavada= 500 gr
TAMIZ PESO RETENIDO
(grs)
% RETENIDO
% QUE PASA
# 8 0# 16 3# 30 11.5# 50 72.4
# 100 187# 200 166.5
FONDO 49Total 489.40
26/05/2015
39
Comprobación:
%12.2100*500
40.489500
• Como es menor que 3% se acepta la granulometría.
TAMIZ PESO RETENIDO
(grs)
% RETENIDO
% QUE PASA
# 8 0 0 100# 16 3 0.59 99 # 30 11.5 2.28 97# 50 72.4 14.34 83
# 100 187 37.03 46# 200 166.5 32.97 13
FONDO 49 9.7 0Total 489.40 100
Ejemplo 2: Masa inicial= 505 grMasa Lavada= 500 gr
26/05/2015
40
MEZCLAS DE AGREGADOSEjemplo 3:
Gravilla 3/4´´
Gravilla 1/2´´
Polvo de roca
Mezcla Banda IV-12
Tamiz 24% 52% 24% % Mín. Máx.1 1/2´´ 100 100 100 100 100
1´´ 100 100 100 100 1003/4´´ 100 100 100 100 1001/2´´ 40 100 100 80 1003/8´´ 18 93 95 70 90N°4 10 69 61 50 70N° 8 5 52 42 35 50N° 30 2 27 22 18 29N° 50 0 20 17 13 23
N° 100 0 13 12 8 18N° 200 1 5 4 4 10
MEZCLAS DE AGREGADOSEjemplo 3:
Gravilla 3/4´´
Gravilla 1/2´´
Polvo de roca
Mezcla Banda IV-12
Tamiz 24% 52% 24% % Mín. Máx.1 1/2´´ 100 100 100 100 100 100
1´´ 100 100 100 100 100 1003/4´´ 100 100 100 100 100 1001/2´´ 40 100 100 86 80 1003/8´´ 18 93 95 75 70 90N°4 10 69 61 53 50 70N° 8 5 52 42 38 35 50N° 30 2 27 22 20 18 29N° 50 0 20 17 14 13 23
N° 100 0 13 12 10 8 18N° 200 1 5 4 4 4 10
26/05/2015
41
8.202.7 Ejemplo: Índice de lajas:
0359
133897 100
% Que pasa
FONDO#8 (2.5)#4 (5)
3/8 “ (10)½“ (12.5)¾ “ (20)1“ (25)
1 ½“ (40)
Tamiz % Ret Parcial
3244
25593
100
Índice de lajas:
“Cuando hay una cantidad insignificante de material (Menos del 5%) en cualquier fracción, se puede omitir dicha determinación sin que el resultado
cambie apreciablemente.”
26/05/2015
42
8.202.7 Ejemplo Índice de lajas:
26.9
14.2
%
Índice de
Lajas
20 - 12,5
25 - 20
mm
Fracción
9,75
13,50
mm
Anchocalibre
345
1150
g
Retenido en
Calibre
127
190
g
Pasa porcalibre
472
1340
g
Total
25
59
%
Ret parcial
IL = (14.2x59 + 26.9 x25)/84 = 18 %