DISEÑO DEL MÉTODO MARSHALL

1.1 MetodologíaEl concepto del método Marshall para diseño de mezclas de pavimentación fueformulado por Bruce Marshall, ingeniero de asfaltos del Departamento deAutopistas del estado de Mississippi. El cuerpo de ingenieros de Estados Unidos,a través de una extensiva investigación y estudios de correlación, mejoró yadicionó ciertos aspectos al procedimiento de prueba Marshall y desarrollo uncriterio de diseño de mezclas.El método original de Marshall, sólo es aplicable a mezclas asfálticas en calientepara pavimentación que contengan agregados con un tamaño máximo de 25 mm(1”) o menor. El método modificado se desarrolló para tamaños máximo arriba de38 mm (1.5”). Está pensado para diseño en laboratorio y control de campo demezclas asfálticas en caliente con graduación densa. Debido a que la prueba deestabilidad es de naturaleza empírica, la importancia de los resultados en términosde estimar el comportamiento en campo se pierde cuando se realizanmodificaciones a los procedimientos estándar.El método Marshall utiliza especímenes de prueba estándar de una altura de 64mm (2 ½”) y 102 mm (4”) de diámetro. Se preparan mediante un procedimientoespecífico para calentar, mezclar y compactar mezclas de asfalto-agregado.(ASTM D1559). Los dos aspectos principales del método de diseño son, ladensidad-análisis de vacíos y la prueba de estabilidad y flujo de los especimenescompactados.La estabilidad del espécimen de prueba es la máxima resistencia en N (lb) que unespécimen estándar desarrollará a 60 ºC cuando es ensayado. El valor de flujo esel movimiento total o deformación, en unidades de 0.25 mm (1/100”) que ocurre enel espécimen entre estar sin carga y el punto máximo de carga durante la pruebade estabilidad.1.2 GranulometríaLa metodología Marshall utiliza una gráfica semilogarítmica para definir lagranulometría permitida, en la cual en la ordenada se encuentran el porcentaje dematerial que pasa cierta malla, y en la abcisa las aberturas de las mallas en mm,graficadas en forma logarítmica.La selección de una curva granulométrica para el diseño de una mezcla asfálticacerrada o densa, está en función de dos parámetros: el tamaño máximo nominaldel agregado y el de las líneas de control (superior e inferior), Las líneas de controlson puntos de paso obligado para la curva granulométrica. La Tabla 2.1 presentalos tamaños máximos nominales más utilizados, así como sus líneas de control deacuerdo con la ASTM D3515.1.3 Especificaciones de la metodologíaLa selección del contenido óptimo de asfalto depende de muchos criterios que sediscutirán en este capítulo. Un punto inicial para el diseño es escoger el porcentajede asfalto para el promedio de los límites de vacíos de aire, el cual es 4%. Todaslas propiedades medidas y calculadas bajo este contenido de asfalto deberán serevaluadas comparándolas con los criterios para el diseño de mezclas (Tabla 1.2).Si todos los criterios se cumplen, entonces se tendrá el diseño preliminar de lamezcla asfáltica, en caso de que un criterio no se cumpla, se necesitará hacerajustes, o rediseñar la mezcla.

1.4 Evaluación y ajustes de una mezcla de diseñoCuando se desarrolla una mezcla de diseño, es frecuentemente necesario hacervarias mezclas de prueba para encontrar una que cumpla con todos los criteriosde diseño. Cada una de las mezclas de prueba sirve como una guía para evaluar yajustar las pruebas siguientes. Para diseño de mezclas preliminares oexploratorias, es aconsejable comenzar con una graduación de agregado que se

acerque a la media de los límites establecidos. Las mezclas de prueba inicialessirven para establecer la fórmula de trabajo y verificar que la graduación deagregado dentro de los límites especificados puede ser reproducida en una plantamezcladora.Cuando las mezclas de pruebas iniciales fallan con los criterios de diseño encualquier contenido de asfalto seleccionado, será necesario modificar o, enalgunos casos, rediseñar la mezcla. Para corregir una deficiencia, la manera másfácil de rediseñar una mezcla es cambiar la graduación del los agregadosajustando los porcentajes utilizados. Frecuentemente este ajuste es suficientepara cumplir con las especificaciones. Si el ajuste de los porcentajes no essuficiente, se deberán realizar serias consideraciones.Existen lineamientos generales para ajustar las mezclas de prueba, aunque estassugerencias no funcionan en todos los casos:1.4.1 Vacíos bajos y estabilidad bajaLos vacíos pueden incrementarse en diferentes formas. Como un acercamientogeneral para lograr vacíos altos en el agregado mineral (en consecuencia proveerde suficientes espacios, para una adecuada cantidad de asfalto y vacíos de aire),la graduación del agregado debe ajustarse mediante la adición de más agregadogrueso o fino.Si el contenido de asfalto es más alto de lo normal y el exceso no es necesariopara remplazar el absorbido por el agregado, entonces el contenido de asfaltodeberá reducirse a fin de incrementar el porcentaje de vacíos, proveyendo unadecuado VMA. Se deberá recordar que disminuir el porcentaje de asfalto podrátender a bajar la durabilidad del pavimento. Demasiada reducción en el contenidode asfalto puede ocasionar fracturación, oxidación acelerada e incremento de lapermeabilidad. Si los ajustes anteriores no producen una mezcla estable, elagregado tendrá que cambiarse.Es también posible mejorar la estabilidad e incrementar el contenido de vacíos enel agregado de la mezcla, mediante el incremento del agregado grueso oreducción de la cantidad de material que pasa la malla No. 200. Con laincorporación de arena procesada, el contenido de vacíos puede mejorarse sinsacrificar la estabilidad de la mezcla.

1.4.2 Vacíos bajos y estabilidad satisfactoriaBajos contenidos de vacíos pueden eventualmente resultar en inestabilidad debidoa flujo plástico o después de que el pavimento ha sido expuesto al tránsito por unperiodo de tiempo ante la reorientación de las partículas y compactación adicional.Por su parte, insuficientes vacíos pueden ser producto de la cantidad requerida deasfalto para obtener una durabilidad alta en mezclas finas; sin embargo, laestabilidad es inicialmente satisfactoria por el tránsito específico. Una degradaciónde agregado pobre durante la producción de la mezcla y/o bajo la acción detránsito puede ocasionar subsecuentemente inestabilidad y flujo si el contenido devacíos de la mezcla no es suficiente. Por estas razones, mezclas con vacíos bajostendrán que ajustarse por uno de los métodos dados, en el inciso anterior sinimportar que la estabilidad inicial sea satisfactoria.1.4.3 Vacíos satisfactorios y estabilidad bajaLa baja estabilidad cuando los vacíos y la graduación del agregado sonsatisfactorios, puede indicar algunas deficiencias en el agregado. Se deberántomar consideraciones para mejorar la forma de la partícula de los agregadosutilizando material producto de trituración o incrementando el porcentaje deagregado grueso en la mezcla o posiblemente aumentando el tamaño máximo delagregado. Partículas de agregado con textura rugosa y superficies menosredondeadas, presentan más estabilidad cuando se mantiene o incrementa elvolumen de vacíos.

1.4.4 Vacíos altos y estabilidad satisfactoriaAltos contenidos de vacíos se asocian frecuentemente con mezclas con altapermeabilidad; al permitir la circulación de aire y agua a través del pavimentopueden ocasionar endurecimiento prematuro del asfalto, desprendimiento delagregado, o posible desprendimiento del asfalto en el agregado. Aun cuando laestabilidad es satisfactoria, se deberán realizar ajustes para reducir los vacíos.Pequeñas reducciones se lograrán mediante la adición de polvo mineral a lamezcla. Podría ser necesario seleccionar o combinar agregados para lograr unagraduación, la cual deberá estar cerca de la curva de máxima densidad.1.4.5 Vacíos altos y estabilidad bajaSe deberán tomar en cuenta dos pasos para este tipo de condiciones; el primeroes ajustar el volumen de vacíos mediante los métodos discutidos en los puntosanteriores; y en el segundo, si los ajustes no mejoran la estabilidad, deberá haceruna consideración de la calidad de los materiales, conforme en 1.4.1 y 1.4.2.Aspectos del diseño volumétrico de mezclas asfálticas81.5 Pruebas a las mezclas asfálticas compactadasEn el método Marshall se llevan a cabo tres tipos de pruebas para conocer tantosus características volumétricas como mecánicas.1.5.1Determinación de la gravedad específicaLa prueba de gravedad específica puede desarrollarse tan pronto como elespécimen se haya enfriado en un cuarto de temperatura. Esta prueba sedesarrolla de acuerdo con la Norma ASTM D1188, gravedad específica demezclas asfálticas compactadas empleando parafina; o ASTM D2726, gravedadespecífica de mezclas asfálticas compactadas utilizando superficies saturadas deespecímenes secos.Para determinar cuál norma se debe utilizar, se realizarán pruebas de absorción ala mezcla asfáltica compactada; si la absorción es mayor al 2%, se utiliza la NormaASTM D1188, en caso contrario, se recurre a la Norma ASTM D2726.1.5.2 Prueba de estabilidad y flujoDespués de que la gravedad específica se ha determinado, se desarrolla laprueba de estabilidad y flujo, que consiste en sumergir el espécimen en un bañoMaría a 60 ºC ± 1 ºC (140 ºF ± 1.8 ºF) de 30 a 40 minutos antes de la prueba.Con el equipo de prueba listo, se removerá el espécimen de prueba del bañoMaría y cuidadosamente se secará la superficie. Colocándolo y centrándolo en lamordaza inferior, se procederá a colocará la mordaza superior y se centrarácompletamente en el aparato de carga.Posteriormente se aplica la carga de prueba al espécimen a una deformación

constante de 51mm (5”) por minuto, hasta que ocurra la falla. El punto de falla estádefinido por la lectura de carga máxima obtenida. El número total de Newtons (lb)requeridos para que se produzca la falla del espécimen deberá registrarse como elvalor de estabilidad Marshall.Mientras que la prueba de estabilidad está en proceso, si no se utiliza un equipode registro automático se deberá mantener el medidor de flujo sobre la barra guíay cuando la carga empiece a disminuir habrá que tomar la lectura y registrarlacomo el valor de flujo final. La diferencia entre el valor de flujo final e inicialexpresado en unidades de 0.25 mm (1/100 “) será el valor del flujo Marshall.1.5.3 Análisis de densidad y vacíosDespués de completar las pruebas de estabilidad y flujo, se realiza el análisis dedensidad y vacíos para cada serie de especímenes de prueba.Resulta conveniente determinar la gravedad específica teórica máxima (ASTMD2041) para al menos dos contenidos de asfalto, preferentemente aquellos queestén cerca del contenido óptimo de asfalto. Un valor promedio de la gravedadespecífica efectiva del total del agregado se calculará de estos valores.

Utilizando la gravedad específica y la gravedad específica efectiva del total delagregado; el promedio de las gravedades específicas de las mezclascompactadas; la gravedad específica del asfalto y la gravedad específica teóricamáxima de la mezcla asfáltica, se calcula el porcentaje de asfalto absorbido enpeso del agregado seco, porcentaje de vacíos (Va); porcentaje de vacíos llenados con asfalto (VFA) y el porcentaje de vacíos en el agregado mineral (VMA).

DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN CALIENTE

ResumenSe presenta a continuación un rápido bosquejo de los conceptos manejados por el Programa Estratégico de Investigación de Carreteras, (conocido por sus siglas en inglés como SHRP), sobre el diseño de mezclas asfálticas en caliente.El artículo esta basado esencialmente en los documentos producidos por el programa SHRP, conocido como SUPERPAVE y en la experiencia sobre Materiales de Construcción de la Institución a la que pertenece el autor.

IntroducciónLas mezclas asfálticas en caliente son diseñadas actualmente por medio de procedimientos empíricos de laboratorio, por lo que se requieren años de experiencia, para correlacionar el comportamiento del pavimento con los trabajos de laboratorio. El programa estratégico de Investigación de carreteras, conocido por sus siglas en inglés como SHRP (Strategic Highway Research Program), comenzó en 1987 a desarrollar un nuevo sistema para la especificación de materiales asfálticos. El producto final de estas investigaciones es conocido por su nombre corto en inglés como SUPERPAVE (Superior Performing Asphalt Pavements)

SUPERPAVE representa un sistema mejorado para especificar ligantes asfálticos, agregados minerales, diseño de mezclas y predicciones del comportamiento de la misma, el cual involucra procedimientos para la selección cuidadosa de materiales y el proporcionamiento volumétrico de los mismos, como primer paso en la producción de una mezcla que se comportará adecuadamente.Los procedimientos de análisis "intermedio" y "completos", hacen uso de ensayos sofisticados en el diseño de la mezcla y los análisis resultantes son usados para predecir el comportamiento de la estructura del pavimento ante el clima y el tráfico.El objetivo de este documento es el de describir conceptualmente el primer nivel del SUPERPAVE, ya que los niveles superiores están aun, siendo refinados.

El Sistema SuperpaveEl Programa Estratégico de Investigación de carreteras (SHRP), desarrolló un nuevo sistema para la especificación de materiales asfálticos. En EEUU, la Federal Highway Administration (FHWA), ha tomado el liderazgo para la implementación del SHRP.

SHRP surge como un mecanismo para la solución de los problemas asociados al comportamiento de la mezcla asfáltica. SUPERPAVE es un software de computadoras que asiste a los ingenieros en la selección de materiales y en el diseño de mezclas asfálticas. En otras palabras, es un sistema mejorado para la especificación de los materiales constituyentes de la mezcla, su análisis y diseño, y la predicción del comportamiento del pavimento. El sistema incluye:

a) Especificaciones para ligantes asfálticosb) Sistema para el análisis y diseño de mezclas asfálticas en calientec) Sistema computarizado (software) de soported) Equipos y procedimientos de ensayoe) Criterios de diseño.

Ya que el análisis y diseño de una mezcla asfáltica en el sistema SUPERPAVE es complejo, la extensión de su uso, según los investigadores del SHRP, depende del nivel de tráfico y de su función en el pavimento. Lo más importante de las investigaciones de SHRP es el desarrollo de ensayos basados en el comportamiento de la mezcla y en modelos de predicción del comportamiento de la misma. Los resultados de estos ensayos pueden ser utilizados para realizar detalladas predicciones del comportamiento actual de un pavimento.

SUPERPAVE esta compuesto por tres niveles. La tabla 1 especifica los distintos niveles de análisis, que dependen de los distintos niveles de tráfico, considerados para el análisis y diseño de las mezclas asfálticas en caliente.

Primer nivelEl primer nivel en el sistema SUPERPAVE, requiere el Diseño Volumétrico de la Mezcla. Esto involucra:

1) Selección del tipo de asfalto2) Selección de las propiedades de los agregados.3) La fabricación de especímenes de ensayo4) La selección del contenido de asfalto.

Esta actividad esta basada en la estimación del contenido de vacíos en la mezcla, vacíos en el agregado mineral (VMA), vacíos llenos de asfalto (VFA), relación polvo/asfalto y su contenido efectivo de asfalto.

Nivel IntermedioUtiliza como punto de partida los análisis volumétricos del primer nivel, por lo cual este juega un papel clave en el sistema de análisis y diseño SUPERPAVE.

Los ensayos establecidos para el nivel intermedio son:a) Ensayos de corte (Superpave Shear Test, SST)b) Ensayos de Tensión indirecta (Indirect Tensile Test, IDT)

Una cantidad de ensayos utilizando equipos SST y IDT, son realizados para lograr una serie de predicciones del comportamiento de la mezcla.

Nivel AvanzadoComprende la totalidad de los pasos del análisis intermedio. En este nivel se realizan pruebas adicionales SST y IDT a una amplia variedad de temperaturas.El análisis completo de una mezcla utiliza especímenes confinados SST, y ofrece un mayor y más confiable nivel de predicción del comportamiento de la misma.

Los niveles intermedio y avanzado del SUPERPAVE no se discuten en este documento, pues no es el objetivo de este. Algunos ensayos están actualmente siendo refinados.En conclusión, puede decirse que los resultados de los ensayos de comportamiento realizados en las mezclas asfálticas usando SUPERPAVE, permiten al ingeniero estimar el comportamiento del pavimento durante la vida útil, en términos de ejes equivalentes de cargas (ESALs) o contrariamente, estimar la cantidad de ESALs, para alcanzar cierto nivel de resistencia al desplazamiento, a grietas por fatiga o a grietas por bajas temperaturas.

Tabla 1. Niveles de análisis y diseño de mezclas asfálticas 

Tráfico, ESALs Nivel de diseño Requerimientos de ensayo

ESALs < 10 ^6Primer nivel de análisis

Diseño volumétrico

10^6< ESALs<10^7

Análisis intermedioDiseño volumétrico y pruebas de predicción del comportamiento

ESALs>10^7 Análisis completoDiseño volumétrico y pruebas de predicción del comportamiento adicionales

Primer Nivel del Superpave

Proporcionamiento Volumétrico

Ligantes asfálticos

Una parte del primer nivel de SUPERPAVE es la nueva especificación para los asfaltos que esta unido a un nuevo set de ensayos para su comparación. Las especificaciones para los asfaltos están establecidas en AASHTO MP1 "Standard

Specification for Performance Graded Asphalt Binder". En el apéndice se presenta esta especificación.SUPERPAVE, provee adicionalmente software de computadora para asistir al usuario en la selección de un determinado ligante, dependiendo de su lugar de uso en un proyecto determinado.

El grado de comportamiento de un asfalto PG (Performance Graded), esta compuesto por dos números, por ejemplo PG 64 -22. El primer número indica la máxima temperatura a la cual el ligante asfáltico mantiene sus propiedades durante su servicio en un pavimento. Igualmente, el segundo número indica la mínima temperatura a la cual el ligante asfáltico posee adecuadas propiedades físicas durante su servicio.Consideraciones adiciones son proporcionadas para el tiempo de carga y magnitudes de carga.

Un aspecto clave para la evaluación de los asfaltos en el sistema SUPERPAVE, es que las propiedades físicas son medidas sobre asfaltos que han sido envejecidos en el laboratorio, para simular su condición de envejecimiento real, que sucede en un pavimento.Para simular el endurecimiento por oxidación que ocurre durante el mezclado y la colocación de la mezcla, las propiedades físicas de los asfaltos son medidas sobre asfaltos que han sido envejecidos haciendo uso del horno de película delgada rodante. Este ensayo esta establecido en AASHTO T240 "Effect of Head and Air on a Moving Film of Asphalt (Rolling Thin Film Oven Test)".

Un vaso de envejecimiento a presión, (pressure aging vessel, PAV), es usado para envejecer el asfalto en laboratorio y simular el envejecimiento severo que ocurre después que el asfalto ha estado en servicio por muchos años en el pavimento. Este ensayo está referido tentativamente en la especificación AASHTO PP1 "Practice for Accelerated Aging of Asphalt Binder Using a Pressurized Aging Vessel (PAV).

Las propiedades físicas de los asfaltos son medidas en el sistema SUPERPAVE, usando cuatro equipos de ensayos:

a) Dynamic Shear Rheometerb) Rotational Viscometerc) Bending Beam Rheometerd) Direct tensión tester.

La tabla 2, lista los equipos de ensayo y unas breve descripción de como cada ensayo es utilizado en la especificación del SUPERPAVE.El tema central de las especificaciones SUPERPAVE, es la de simular por medio de ensayos de laboratorio los tres estados críticos del asfalto, durante la vida útil de los mismos:

a) Primer estado. Representa al asfalto original, el cual se da durante el transporte, almacenaje y manejo del mismo.b) El segundo estado. Representa al asfalto durante la producción y colocación de la mezcla asfáltica. Este estado es simulado por el envejecimiento del asfalto en el horno de película delgada rodante (RTFO).c) El tercer estado. Ocurre cuando el asfalto ha permanecido por un largo período de tiempo como parte de un pavimento asfáltico. Este estado es simulado en el vaso de envejecimiento a presión (PAV). 

Tabla 2. Equipos de ensayo en el sistema SUPERPAVE. 

Equipo PropósitoRolling Thin Oven (RTFO) Pressure Aging Vessel (PAV)

Simula características de envejecimiento del asfalto ( Endurecimiento).

Dynamic Shear Rheometer (AASHTOTP5)

Mide las propiedades del asfalto a temperaturas altas e intermedias.

Rotational Viscometer (AASHTO TP48) Mide las propiedades del asfalto a altas temperaturasBending Beam Rheometer (AASHTOP1)Direct tensión tester (AASHTO TP3)

Mide las propiedades del asfalto a bajas temperaturas

Agregados mineralesSHRP no ha desarrollado nuevos procedimientos de ensayo, sino que ha refinado procedimientos existentes, con el fin de ajustarlos dentro del sistema SUPERPAVE.Dos tipos de propiedades son especificadas en el sistema SUPERPAVE: Propiedades concensadas y Propiedades de origen.

Propiedades concensuadas:Son definidas como aquellas propiedades consideradas críticas, para alcanzar un alto comportamiento de la mezcla. Estas propiedades son:

a) Angularidad del agregado gruesob) Angularidad del Agregado finoc) Partículas planas y alargadasd) Contenido de Arcilla.

Las propiedades concensadas deben reunir diferentes niveles de calidad, que dependen del nivel de tráfico (ESALs) y de la posición de la mezcla dentro del pavimento. En los Apéndices se presentan estos requerimientos.Con la angularidad del agregado se busca alcanzar mezclas con alto grado de fricción interna y por ende, alto grado de esfuerzo cortante para mejorar la resistencia a la deformación permanente de la mezcla. Los métodos de ensayo recomendado por SUPERPAVE son:

1. El Método No 621 del Departamento de Transporte del Estado de Pennsylvania "Determining the Percentage of Crushed Fragments in Gravel"

2. AASHTO TP 33, Test Method for Uncompacted Vois Content of Fine Aggregate (as Influenced by Particle Shape, Surface Texture, and Grading) (Method A)

Con la limitación del porcentaje de piezas elongadas se asegura la no susceptibilidad del agregado a triturarse, durante el manejo de la mezcla y su posterior construcción y funcionamiento. Este método de ensayo está establecido en ASTM D4791 "Flat and Elongeted Particles in Coarse Aggregate".Con la limitación de la cantidad de arcilla en los agregados, la adherencia de los agregados con el asfalto es mejorada. El método esta establecido en AASHTO T176, "Plastic Fine in Graded Aggregate and Soil by Use of the Sand Equivalent Test.

Propiedades de fuente:Son aquellas propiedades que las agencias usan regularmente para calificar la calidad de las fuentes de agregados. SHRP no especifica valores críticos, pero recomienda que los organismos locales los especifiquen para un proyecto especifico. Estas propiedades son:

a) Dureza (AASHTO T 96 ó ASTM 131, 535)b) Sanidad (AASHTO T 104 ó ASTM C 88)c) Materiales Frágiles y Desmenuzables (AASHTO T112 o ASTM C142)

Adicionalmente a esto ensayos, son necesarios para efectos de diseño de la mezcla, los ensayos de Gravedad Específica de los agregados. Todos los ensayos son conocidos por la mayoría de ingenieros.

Características de graduación de los agregados:Para especificar la graduación de los agregados, los investigadores del SHRP, refinaron las ya utilizadas por muchas agencias en los EEUU.SUPERPAVE utiliza cartas de graduación elevadas al 0.45, con puntos de control y una zona restringida, para desarrollar una estructura en los agregados requerida en el diseño de Mezclas asfálticas.

Las cartas de control tienen su origen en la ecuación de Fuller, la cual representa condiciones de Máxima densidad y Mínimos vacíos en el agregado mineral (VMA). ( p = 100 (d/D)0.5); Sin embargo, a pesar de que con el uso de la ecuación de Fuller se obtienen mezclas de fácil compactación, estas tienden a ser muy frágiles y a poseer pocos vació en el agregado. Es por esta razón que se utilizan las cartas elevadas a 0.45. Una curva de máxima densidad (en el sistema SUPERPAVE), también puede ser dibujada por medio de una línea recta desde el tamaño máximo del agregado (el que pasa el 100% una determinada malla) hasta el origen.

Para el uso de una granulometría en SUPERPAVE, esta debe pasar entre los puntos de control y evitar pasar a través de la zona restringida. Esta zona es usada para evitar mezclas que tienen una alta proporción de arena fina respecto a la totalidad de arena y graduaciones que sigan la línea fina de 0.45, lo cual no proporciona adecuados vacíos en el agregado mineral (VMA).

SHRP recomienda que la granulometría de los agregados pase abajo de la zona restringida.En muchos casos la zona restringida evitará el uso de arena natural en una mezcla y alentará el uso de arena limpia fabricada.

El diseño de la estructura de los agregados asegurará que este desarrolle un resistente "esqueleto de piedra" que mejorará la resistencia a la deformación permanente (rutting) y alcanzará suficientes vacíos para la durabilidad de la mezcla. 

Mezcla asfáltica:Dos características claves en el sistema SUPERPAVE son la compactación de laboratorio y los ensayos de comportamiento.La compactación de laboratorio es realizada haciendo uso del Compactador Giratorio (Superpave Gyratory Compactor, SGC).

El uso y especificación del SGC esta establecido en la designación AASHTO TP4-93, "Standard Method for Preparing and Determining the Density of Hox Mix Asphalt (HMT) Specimens by Means of the SHRP Gyratory Compactor"

La especificación AASHTO MP2-95 "Standard Specification for SUPERPAVE Volumetric Mix Design", establece los requisitos de diseño para las mezclas asfálticas en caliente.

Parte de estas especificaciones se presentan en el apéndice.El SGC utiliza moldes de 6 pulgadas de diámetro, una presión de confinamiento de 600 KPa y un ángulo de inclinación de 1.25 grados para la rotación que compactará los especímenes de laboratorio.

El número de rotaciones a la que esta sujeto la mezcla para la fabricación del espécimen (briqueta) es establecida en la especificación.El equipo de compactación posee incorporado un software que indica (durante el proceso de compactación), la altura del espécimen y el número de revoluciones corrientes, permitiendo de esta manera determinaciones de la densidad del espécimen durante su proceso de compactación.

Ya que el comportamiento de la mezcla, inmediatamente después de la construcción es influenciada por las propiedades de la mezcla, (resultantes del mezclado en caliente y compactación posterior), la muestra de mezcla asfáltica suelta es envejecida por un tiempo de cuatro horas, en un horno a 135 grados centígrados, previo a la compactación en el SGC. El proceso de envejecimiento es establecida en AASHTO PP2-94 "Standard Practice for Short and Long Term Aging of Hot Mix Asphalt (HMT)".

Las especímenes elaborados usando el SGC, son sujetos a los análisis volumétricos establecidos para el diseño de mezclas, la cual deberá reunir los requisitos establecidos en la especificación AASHTO MP2-95, SHRP recomienda el uso del diagrama volumétrico por todos conocido, para los análisis de la mezcla compactada.Condiciones adicionales son establecidas en la especificación para la evaluación de la suceptibilidad de la mezcla a la humedad.

El fin de los análisis volumétricos es la estimación del contenido de asfalto de la mezcla objeto del diseño, lo cual involucra:.

b) Estimación del contenido de vacíos de aire de la mezclac) Estimación del contenido de vacíos en el agregado mineral (VMA)d) Estimación del contenido de vacíos llenos de asfalto (VFA)e) Relación polvo/asfaltod) Estimación del contenido efectivo de asfalto de la mezcla.

Estos análisis son del conocimiento de la mayoría de ingenieros salvadoreños, dedicados al diseño de mezclas asfálticas en caliente.