Download - Recuperacion Elastica Por Torsion
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PROYECTO FINAL DE FISICA II
Centro de Estudios: UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE
Tema: RECUPERACIN ELSTICA POR TORSIN
Curso: FISICA II
Ciclo: III
2014
DEDICATORIA
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El presente trabajo principalmente lo dedicamos a
Dios por darnos la gracia de estar vivos y poder asimilar da a da los
conocimientos impartidos por nuestros maestros.
Tambin lo dedicamos a nuestros familiares, amigos y a todas las personas que
creen en nosotros, as como tambin a nuestro profesor Luis Defilippi Shinzato.
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INDICE
Contenido
DEDICATORIA3
NDICE.4
INTRODUCCIN5
OBJETIVOS6
JUSTIFICACIN..7
ELASTICIDAD...9
ANGULO DE TORSIN.10
ELABORACIN DE ENSAYO..11
RESULTADOS....12
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA MATEMTICO..13
CONCLUSIONES14
BIBLIOGRAFIA15
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INTRODUCCIN
Actualmente nuestro pas atraviesa por el llamado boom de la construccin, la Recuperacin Elstica por Torsin es un ensayo de calidad al cemento asfaltico modificado con polmeros. En este caso la recuperacin elstica del asfalto es un dato bsico para la determinacin de cuan til ser nuestra carpeta asfltica cuando sea sometida a cargas.
Pero definamos que es un asfalto modificado con polmeros, en ingeniera, los asfaltos modificados con polmero, son obtenidos a partir de la incorporacin de polmero en el cemento asfaltico de petrleo, en una unidad apropiada, pudiendo o no tener una reaccin qumica. Los ligantes asflticos adecuados para modificar son aquellos que presentan compatibilidad con el polmero a ser utilizado.
Los objetivos que se persiguen con la modificacin de los asfaltos con polmeros, es contar con ligantes asfalticos ms viscosos a temperaturas elevadas para reducir los problemas de deformacin permanente (ahuellamientos), de las mezclas que componen las capas o superficie de rodadura, aumentando la rigidez. Por otro lado disminuir el fisuramiento por efecto trmico a bajas temperaturas y por fatiga trmica y dinmica, aumentando su elasticidad, asimismo contar con un ligante asfaltico de mejores caractersticas adhesivas.
Bsicamente para todo proyecto de construccin de carreteras debe realizarse ensayos de control de calidad al liquido a utilizarse para asi asegurarse un producto optimo de acuerdo a las especificaciones del proyecto.
A continuacin aplicaremos los temas tratados en clases, en este caso La Elasticidad (Modulo de Torsin) a un ensayo de control de calidad realizado en laboratorio.
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OBJETIVOS
Determinar el grado de elasticidad que presenta los asfaltos en particular con
polmeros, de aplicacin en construccin de carreteras, en casos particulares de
clima, orogrficas o de transito, se pueden utilizar productos, generalmente
polmeros, que incorporados al ligante asfaltico modifican las caractersticas de
este, con el objeto de mejorarlo funcionalmente. El objetivo principal es
verificar el asfalto que cumpla con la recuperacin especificada para poder
aplicarlo en la futura carpeta asfltica, para evitar problemas de ahuellamiento
o fisuras cuando sea sometido a cargas pesadas por el mismo transito.
Trabajamos en base al 100% y lo ideal o aceptable para una carpeta flexible es
una recuperacin elstica por encima del 60%.
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JUSTIFICACIN
Para la elaboracin del ensayo de Recuperacin Elstica por Torsin necesitamos un Aparato de Torsin, provisto de un vstago capaz de imponer un esfuerzo de torsin a la muestra, el cual encontramos en distribuidores especializados en equipos de Laboratorio. En dicho equipo colocaremos la muestra de asfalto a ser ensayada.
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EL ENSAYO
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ELASTICIDAD
En fsica el trmino elasticidad designa la propiedad mecnica de ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentran sujetos a la accin de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan. Modulo de Torsin El mdulo de torsin o momento de torsin (o inercia torsional) es una propiedad geomtrica de la seccin transversal de una viga o prisma mecnico que relaciona la magnitud del momento torsor con las tensiones tangenciales sobre la seccin transversal. Dicho mdulo se designa por J y aparece en las ecuaciones que relacionan las tensiones tangenciales asociadas, el momento torsor (Mx) y la funcin del alabeo unitario (), esa relacin viene dada aproximadamente por las dos ecuaciones siguientes:
Y donde son las coordenadas del centro de cortante de la seccin. Para una pieza prismtica recta de seccin constante torsionada aplicando un momento torsor constante a travs de sus extremos el mdulo de torsin se relaciona con el ngulo girado y la longitud total de la pieza mediante la expresin:
donde G es el mdulo de elasticidad transversal del material de la pieza.
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NGULO DE TORSIN
Si se aplica un par de torsin T al extremo libre de un eje circular, unido a un soporte fijo en el otro extremo, el eje se torcer al experimentar un giro en su extremo libre, a travs de un ngulo , denominado ngulo de giro. Cuando el eje es circular, el ngulo es proporcional al par de torsin aplicado al eje.
Angulo de torsin. Por lo tanto tenemos que:
Angulo de torsin.
Donde: T es el par de torsin. L es la longitud del eje. J es el momento polar de inercia de la seccin transversal del eje. G es el mdulo de rigidez del material.
El ngulo de torsin se relaciona con la deformacin mxima a cortante a travs de la siguiente forma:
Angulo de torsin con deformacin mxima
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ELABORACIN DEL ENSAYO
OBJETIVO Esta prueba permite determinar la recuperacin elstica torsional del asfalto,
mediante un dispositivo de torsin, que hace girar la muestra analizada un
ngulo de 180, para despus, en un tiempo determinado, medir el ngulo
recuperado.
EQUIPOS
1. Aparato de Torsin, provisto de un vstago capaz de imponer un esfuerzo
de torsin a la muestra.
2. Bao de agua a 25C.
3. Molde de penetracin, con dimetro interior de 55mm y altura interior
de 35mm.
4. Termmetro.
5. Cronometro.
PROCEDIMIENTO
Calentar una muestra de asfalto, agitando continuamente hasta conseguir
una consistencia que permita su vertido, ajustar el pisn de torsin de forma
que su base inferior quede a una distancia de 20mm del fondo de recipiente
para el ensayo y centrarlo. Verter la muestra al recipiente de ensayo hasta la
marca que posee el pisn en su base inferior, colocar la tenaza y dejar enfriar a
temperatura ambiente como mnimo 1 hora. A continuacin se cubre la
muestra con agua a 25 0.1C por 90 minutos.
Transcurridos los 90 minutos se hace girar la tenaza colocada en el pisn un
ngulo de 180 en sentido de las agujas del reloj desde 180 a 0, en un tiempo
comprendido entre 3 y 5 segundos, inmediatamente se retira la tenaza y
despus de 30 minutos se procede, a la lectura indicada por la varilla. La lectura
final del ensayo es el valor del ngulo recuperado.
CLCULOS
El resultado del ensayo se expresa en porcentaje del ngulo recuperado con
respecto al inicial de 180.
Recuperacin Elstica por Torsin = (L / 180) * 100
Donde:
L = ngulo recuperado.
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RESULTADOS
ENSAYO DE RECUPERACIN ELSTICA TORSIONAL
NLT 329 / MTC E320-2000
N DE MUESTRA
FECHA DE LLEGADA
FECHA DE ENSAYO
ENSAYO N1
ENSAYO N2
PROMEDIO
1 16-04-14 16-04-14 69 69 69
2 16-04-14 16-04-14 67 67 60
3 16-04-14 16-04-14 65 65 65
4 16-04-14 17-04-14 61 61 61
5 16-04-14 17-04-14 60 60 60
6 16-04-14 17-04-14 61 61 61
7 16-04-14 18-04-14 60 60 60
8 16-04-14 18-04-14 71 71 71
9 16-04-14 19-04-14 72 72 72
10 16-04-14 19-04-14 73 73 73
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CONCLUSIONES
Habiendo concluido el presente trabajo llegamos a la conclusin que el boom de
la construccin nos hace bien a todos, pero para poder tener carreteras con un
tiempo til ms amplio debemos trabajar adecuadamente, realizando los
ensayos de calidad necesarios. En este caso la Recuperacin Elstica verificando
que cumpla con lo especificado para evitar posibles fallas en el pavimenta a
futuro. Asimismo en la elaboracin de distintos ensayos a los diferentes asfaltos
tanto convencional como asfalto con polmeros se concluyo la mejor
recuperacin elstica del asfalto con polmeros, producto que nos garantiza la
mayor durabilidad en el tiempo de una carretera.
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BIBLIOGRAFIA
es.wikipedia.org/wiki/Mdulo_de_torsin
html.rincondelvago.com/torsion.html
www.monografias.com/...torsion/investigacion-sobre-torsion2.shtml https://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/.../manual/.../home.htm