Ensayo marshall

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
ENSAYO DE MARSHALL 1 Por: Herbert Daniel Flores Y.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DE AREQUIPA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
CURSO: PAVIMENTOS
JEFE DE PRÁCTICAS: Bch. Marisol Llamocca
PRÁCTICA “ENSAYO DE MARSHALL”
REFERENCIA:
NOMBRE: Herbert Daniel Flores Yancachajlla
CUI: 20084127
GRUPO: B
DÍA/ HORARIO: Miércoles 11-1 pm
FECHA DE PRÁCTICA: Miércoles, / / / del 2014
FECHA DE ENTREGA: Lunes, 15 de diciembre del 2014
AREQUIPA-PERÚ

MÉTODO MARSHALL PARA DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS.
NORMAS: AASHTO T-245, ASTM D-1559
I. Introducción
El concepto del método de diseño de mezclas bituminosas fue desarrollado por Bruce
Marshall en el Departamento de Carreteras del Estado de Mississippi, en Estados Unidos.
En su forma actual, este ensayo surgió de una investigación iniciada por el cuerpo de
Ingenieros del ejército de los Estados Unidos en 1943 en la búsqueda de un método de diseño y control de pistas de aeropuertos durante la Segunda Guerra Mundial. El cuerpo de ingenieros decidió adoptar el Método Marshall debido en parte a que utilizaba un equipo de fácil manejo, portátil y que podía utilizarse rápidamente en obra. Se realizaron muchos tramos de prueba haciendo servir un tráfico simulado para determinar el comportamiento de las mezclas variando su composición y para establecer la energía de compactación necesaria al fabricar las probetas con densidad similar a la obtenida en obra.
El propósito del método de dosificación Marshall es determinar el contenido óptimo de betún para una combinación específica de áridos. Se trata de un ensayo mecánico que consiste en romper probetas cilíndricas de 101,6 mm de diámetro por 63,5 mm de altura preparadas como se describe en el anexo 1 y compactadas mediante un martillo de peso y altura de caída normalizados. Posteriormente se calientan a una temperatura de 60ºC y se rompen en la prensa Marshall mediante la aplicación de una carga vertical a través de una mordaza perimetral y una velocidad de deformación constante de 50,8 mm/min para determinar su estabilidad y deformación. Este método establece densidades y contenidos óptimos de huecos que se han de cumplir durante la construcción del pavimento.
Es importante saber que este ensayo es uno de los más conocidos y utilizados tanto para la dosificación de mezclas bituminosas como para su control en planta mediante la verificación de los parámetros de diseño de las muestras tomadas. En España este ensayo se utiliza en la formulación de mezclas bituminosas densas, semi densas y gruesas. No se aplica en mezclas abiertas pues resulta insensible para detectar el efecto que el ligante tiene sobre el comportamiento de la mezcla. Tampoco es adecuado para la caracterización de mezclas de elevado ángulo de rozamiento interno y mástico poco consistente.

II. ENSAYOS PREVIOS
GRANULOMETRIA DE LOS AGREGADOS
NTP 400.012
I.- OBJETIVOS
- Determinar la granulometría de los agregados fino y grueso clasificándolos de acuerdo a su tamaño en los diversos tamices.
II.- EQUIPOS Y MATERIALES
- Balanza de precisión.
- Tamices NTP 350.001
- Agregado fino y agregado grueso
- Horno
- Bandejas
- Brocha
III.- MARCO TEORICO
AGREGADO GRUESO:
Se define como agregado grueso al material retenido en el tamiz 4.75 mm (N°4) proveniente del desintegración natural o mecánica de las rocas y que cumplen con los límites establecidos en la norma ITINTEC 400.037.el agregado grueso puede ser grava, piedra chancada, etc.
En suelos gruesos, el comportamiento mecánico e hidráulico esta principalmente definido por la capacidad de los granos y su orientación, características que destruye, por la misma manera de realizarse, la prueba de granulometría de modo que en sus resultados finales se ha tenido que perder toda huella de aquellas propiedades tan decisivas.
AGREGADO FINO:
Se considera como agregados finos a la arena o piedra natural finamente triturada, de dimensiones reducidas y que pasan el tamiz 9.5 mm (3/8”)y que cumple con los límites establecidos en la norma ITINTEC 400.037.
Las arenas provienen de la desintegración natural de las rocas; y que arrastrados por corrientes aéreas o fluviales se acumulan en lugares determinados. En suelos finos en estado inalterado, las propiedades mecánicas e hidráulicas dependen en tal grado de su

estructuración e historia geológica, que el conocimiento de su granulometría, resulta totalmente inútil.
Sin embargo, el ingeniero interesado en suelos debe estar suficientemente familiarizado con los criterios técnicos basados en la distribución granulométrica y con los métodos más importantes para su determinación
IV.- PREPARACION DE LA MUESTRA
- Cuarteo de los agregados tanto para el agregado fino como para el agregado grueso
- Para la granulometría del agregado fino debemos pesar como mínimo 500 gr.
V.- PROCEDIMIENTO DE ENSAYO
- Una vez realizado el cuarteo se revisa los tamices, si hay alguna partícula de agregado mejor dicho limpiar las mallas y luego ordenarlas de manera descendente.
- Ingresar el agregado a una altura no mayor de 5 cm, si echamos a mas altura se pierde el fino en polvo debemos tener cuidado.

- Después, la muestra anterior se hizo pasar por una serie de tamices o mallas dependiendo del tipo de agregado.
- Luego tapamos el tamiz, y empezamos a mover en forma horizontal, y vertical.
- Después lo retenido se va pesando.
PESO ESPECÍFICO Y ABSORCION DE AGREGADO FINO Y AGREGADO GRUESO
NTP 400.022
ASTM C-127, C-128
I.- OBJETIVO
- Determinar el peso específico y la absorción de los agregados fino y agregado grueso a partir del humedecimiento de los agregados en un tiempo determinado.
II.- MARCO TEORICO
CLASIFICACIÓN DE LOS AGREGADOS
Los agregados se clasifican:
a).-Por su procedencia en: Agregados Naturales y Agregados Artificiales.
b).-Por su Gradación o Tamaño en: Agregado Grueso (piedra) y Agregado Fino (arena).

c).-Por su densidad se clasifican en
- Agregados Normales: Cuya gravedad específica es de 2.5 a 2.75.
- Agregados Livianos o Ligeros: Cuya gravedad específica es menor a 2.5.
- Agregados Pesados: Cuya gravedad específica es determinable.
1.- Peso específico
Es un indicador de la calidad del agregado, correspondiendo los valores altos, a los agregados de buena calidad, mientras que los pesos específicos bajos corresponden a agregados porosos y débiles.
Como generalmente las partículas de agregado tienen poros tanto saturables como no saturables, dependiendo de su permeabilidad interna pueden estar vacíos, parcialmente saturados o totalmente llenos de agua se genera una serie de estados de humedad a los que corresponde idéntico número de tipos de peso específico.
a) Peso específico aparente.- Que se define como la relación entre el peso aparente y el volumen aparente de un sólido, este valor es el más alto obtenido para la muestra de sólidos en estudio
b) Peso específico masivo, o Bulk.- Que se define como la relación entre el peso aparente y el volumen masivo
c) Peso específico saturado superficialmente seco.- Que se define como la relación entre el peso masivo y el volumen masivo
Su Importancia
En relación con la importancia del peso específico del agregado, es conveniente considerar lo siguiente:
- El valor del peso específico puede ser utilizado como una medida indirecta de la solidez o estabilidad de un agregado, siendo generalmente aceptado que éstos disminuyen conforme es menor el valor del peso específico.
- Los pesos específicos bajos generalmente indican un material poroso, absorbente y débil. Los altos generalmente indican buena calidad pero ello, en ambos casos, siempre no es seguro salvo que se confirme por otros medios.

- En general, el peso específico del agregado, salvo determinados tipos de agregados livianos o muy densos, está de límites comparativamente estrechos, no siendo el valor crítico para usos normales del concreto.
2.- Absorción
Capacidad de absorción del agregado, se determina por el incremento de peso de una muestra secada al horno, luego sumergida 24 horas en agua y secado superficial.
Es la capacidad de los agregados para llenar con agua los poros internos. El fenómeno se produce por capilaridad, no llegándose a llenar absolutamente los poros pues siempre que da aire atrapado.
Esta característica es muy importante pues se refleja en el diseño de mezcla de concreto, pues la absorción reduce el agua de mezcla, con influencia en las propiedades resistentes y en la trabajabilidad, por lo que es necesaria hacer las correcciones necesarias.
III.- MATERIALES Y EQUIPOS
- Fiola o matraz
- Balanza
- Cono truncado y pizon
- Embudo
- Pipeta
- Horno
- Bandejas
- Agregado fino
- Agregado grueso
IV.- PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO
Una vez identificando la muestra se prosigue con el procedimiento que se menciona a continuación:
 Se procede a cuartear la muestra 4 veces, con la finalidad de homogenizarla.
 Luego se procede a lavar las respectivas muestras (agregado fino y agregado grueso) hasta que el agua que quede sea totalmente cristalina y lo más limpia posible.

 Luego procedemos a secar una pequeña muestra de este agregado saturado y luego procedemos a pesarlo (agregado grueso).
 Después procedemos a instalar la balanza, graduándola respectivamente, luego en la parte inferior de esta se instala la canastilla.
 Primeramente procedemos a pesar la canastilla, seguidamente la colocamos en la parte inferior de la balanza una vez graduada introducimos en su interior el agregado grueso seco, y pesamos.
 Procedemos a secar la muestra de agregado grueso poniéndola en una bandeja y secándola hasta que cambie de color o pierda brillo, en este estado se considera que el material está saturado superficialmente seca y se pesa
 Luego esta muestra la secamos en el horno, acelerando el tiempo durante 24 horas, y luego se procede a pesar la muestra.

 Para el agregado fino, sacamos una pequeña muestra la cual debe dejarse secar al aire libre,
 Seguidamente, tomamos esta muestra y, en un cono pequeño empezamos a compactar en tres capas propinándole 25 golpes en total, luego procedemos a quitar el cono, y si forma un pequeño morrito está bien, de lo contrario tiene que volverse a realizar el mismo procedimiento. En el estado cuando el agregado fino toma la forma del cono, consideramos que el agregado se encuentra en estado saturado superficialmente seco, y luego se pesa
 Luego una porción se hecha a la fiola y se agrega un poco de agua para sacar el aire que contiene.
 Después de este procedimiento secamos la muestra en la cocina eléctrica hasta que se seque superficialmente.
 Luego dejamos secar la muestra en el horno y después de 24 horas sacamos la muestra, pesamos y anotamos su peso (peso de la muestra seca).
III. MEMORIA DE CÁLCULO
ENSAYOS PREVIOS
Granulometría
Grava
MUESTRA I
Winicial
4147
gr
AGREGADO GRUESO TAMIZ Abertura(mm) Wretenido(g) Wcorregido(gr) %Retenido %Pas acum 2'' 50.8
0.00
0.00
0.00 100

ENSAYO DE MARSHALL 10 Por: Herbert Daniel Flores
Y.
1 1/2'' 38.1
0.00
0.00
0.00 100.00 1'' 25.4
0.00
0.00
0.00 100.00 3/4'' 19
739.00
739.71
17.84 82.16 1/2'' 12.7
2460.00
2462.38
59.38 22.79 3/8'' 9.51
617.00
617.60
14.89 7.89 Nº 4 4.76
307.00
307.30
7.41 0.48
Nº 8 2.36
10.00
10.01
0.24 0.24 Fondo
10.00
10.01
0.24 0.00 Total 4143 4147.00
MUESTRA II
Winicial
5955
gr
AGREGADO GRUESO TAMIZ Abertura(mm) Wretenido(g) Wcorregido(gr) %Retenido %Pas acum 2'' 50.8
0
0.00
0.00 100 1 1/2'' 38.1
0
0.00
0.00 100.00 1'' 25.4
0
0.00
0.00 100.00 3/4'' 19
1263
1264.06
21.23 78.77 1/2'' 12.7
3486
3488.93
58.59 20.18 3/8'' 9.51
735
735.62
12.35 7.83 Nº 4 4.76
445
445.37
7.48 0.35
Nº 8 2.36
14
14.01
0.24 0.12 Fondo
7
7.01
0.12 0.00 Total 5950 5955.00
PROMEDIO
AGREGADO GRUESO TAMIZ Abertura(mm) Wretenido(g) %Retenido %Pas acum 2'' 50.8
0.00
0.00 100 1 1/2'' 38.1
0.00
0.00 100.00 1'' 25.4
0.00
0.00 100.00 3/4'' 19
1001.89
19.84 80.16 1/2'' 12.7
2975.65
58.91 21.25 3/8'' 9.51
676.61
13.40 7.86 Nº 4 4.76
376.34
7.45 0.41
Nº 8 2.36
12.01
0.24 0.17 Fondo
8.51
0.17 0.00 Total 5051 100.00

Y.
Agregado fino
MUESTRA I
Winicial
895
gr
AGREGADO FINO Nº Malla Abertura(mm) Wretenido(g) Wcorregido(gr) %Retenido %Pas acum 3/8'' 9.51
0.00 0.00 100.00 Nº 4 4.76
12
12.03 1.34 98.66 Nº 8 2.38
102
102.23 11.42 87.23 Nº10 2
34
34.08 3.81 83.43 Nº 16 1.19
102
102.23 11.42 72.00 Nº20 0.85
69
69.15 7.73 64.28 Nº 30 0.595
74
74.17 8.29 55.99 Nº 50 0.297
182
182.41 20.38 35.61 Nº60 0.25
51
51.11 5.71 29.90 Nº80 0.2
81
81.18 9.07 20.83 Nº 100 0.149
70
70.16 7.84 12.99 Nº 200 0.074
71
71.16 7.95 5.04 Fondo
45
45.10 5.04 0.00 Total
893
895.00000 100.00
MUESTRA II
Winicial
969
gr
AGREGADO FINO Nº Malla Abertura(mm) Wretenido(g) Wcorregido(gr) %Retenido %Pas acum 3/8'' 9.51
0.00 0.00 100.00 Nº 4 4.76
9
9.00 0.93 99.07 Nº 8 2.38
90
90.00 9.29 89.78 Nº10 2
32
32.00 3.30 86.48 Nº 16 1.19
106
106.00 10.94 75.54 Nº20 0.85
72
72.00 7.43 68.11 Nº 30 0.595
77
77.00 7.95 60.17 Nº 50 0.297
198
198.00 20.43 39.73 Nº60 0.25
68
68.00 7.02 32.71 Nº80 0.2
109
109.00 11.25 21.47 Nº 100 0.149
62
62.00 6.40 15.07 Nº 200 0.074
98
98.00 10.11 4.95 Fondo
48
48.00 4.95 0.00 Total
969
969.00 100.00

Y.
PROMEDIO
AGREGADO FINO Nº Malla Abertura(mm) W retenido(gr) %Retenido %Pas acum 3/8'' 9.51 0.00 0.00 100.00 Nº 4 4.76 10.51 1.13 98.87 Nº 8 2.38 96.11 10.31 88.56 Nº10 2 33.04 3.54 85.01 Nº 16 1.19 104.11 11.17 73.84 Nº20 0.85 70.58 7.57 66.27 Nº 30 0.595 75.58 8.11 58.16 Nº 50 0.297 190.20 20.41 37.75 Nº60 0.25 59.56 6.39 31.36 Nº80 0.2 95.09 10.20 21.16 Nº 100 0.149 66.08 7.09 14.07 Nº 200 0.074 84.58 9.08 4.99 Fondo 46.55 4.99 0.00 Total
932 100.00
COMBINACION GRAVA Y AGREGADO FINO
Combinacion0.480.52TAMIZAbertura(mm)CombinacionLILSLILS2''50.8100------------AGR. GRUESOAGR. FINO1 1/2''38.1100------------48.00%52.00% 1''25.41001001001001003/4''1990.4880100801001/2''12.762.206785------ 3/8''9.5155.7760776080Nº 44.7651.6143544065Nº 82.3646.13------3550Nº10244.212945------ Nº 161.1938.40------------ Nº200.8534.46------------ Nº 300.59530.24------1829Nº 500.29719.638171323Nº600.2516.31------------ Nº800.211.00------------ Nº 1000.1497.32------715Nº 2000.0742.604808FondoMAC-1Tipo IVC

Y.
0
20
40
60
80
100
120
0.01
0.1
1
10
100
CURVA GRANULOMETRICA
LIM. INF
LIM. SUP
0
20
40
60
80
100
120
0.01
0.1
1
10
100
LIM. INF(IVC)
LIM. SUP(IVC)
CURVA GRANULOMETRICA MAC-1
CURVA GRANULOMETRICA TIPO IVC

Y.
AG. FINO AG. GRUESO FILLER AG. FINO AG. GRUESO FILLER AG. FINO AG. GRUESO filler
TAMIZ ABERTURA (mm) WRET (g) WRET (g) WRET (g) % RET % RET % RET % PAS. ACUM % PAS. ACUM % PAS. ACUM COMBINACION
1 1/2" 38.1 0.000 0.000 0.000 100.000 100.000 100.000 100.00
1" 25.4 0 0.000 0.000 0.000 100.000 100.000 100.000 100.00
3/4" 19.05 1001.89 0.000 19.835 0.000 100.000 80.165 100.000 90.48
1/2" 12.7 2975.65 0.000 58.912 0.000 100.000 21.252 100.000 62.20
3/8" 9.53 0 676.61 0.000 13.395 0.000 100.000 7.857 100.000 55.77
Nº 4 4.75 10.51 376.34 1.128 7.451 0.000 98.872 0.406 100.000 51.64
Nº 8 2.38 96.11 12.01 10.313 0.238 0.000 88.559 0.168 100.000 46.47
Nº 10 2 33.04 8.51 3.545 0.168 0.000 85.014 0.000 100.000 44.66
Nº 16 1.19 104.11 11.171 0.000 73.843 0.000 100.000 39.18
Nº 20 0.84 70.58 7.573 0.000 66.271 0.000 100.000 35.47
Nº 30 0.6 75.58 8.110 0.000 58.161 0.000 100.000 31.50
Nº 50 0.3 190.20 20.408 0.000 37.753 0.000 100.000 21.50
Nº 60 0.25 59.56 6.390 0.000 31.363 0.000 100.000 18.37
Nº 80 0.18 95.09 10.203 0.000 21.160 0.000 100.000 13.37
Nº 100 0.15 66.08 6 7.090 1.242 14.070 0.000 98.758 9.86
Nº 200 0.075 84.58 19 9.075 3.934 4.995 0.000 94.824 5.29
F 46.55 458 4.995 94.824 0.000 0.000 0.000 0.00
932 5051 483
COMBINACION CON GRAVA, AGREGADO FINO, Y FILLER
%AG.GRUESO %AG.FINO %FILLER
48 49 3
COMBINACION FINAL
% PASANTE MAC-1 Tipo IVC
TAMIZ ABERTURA
(mm)
COMBINACION LI LS LI LS
1 1/2" 38.1 100.00 --- --- --- ---
1" 25.4 100.00 --- --- --- ---
3/4" 19.05 90.48 100 100 100 100
1/2" 12.7 62.20 80 100 80 100
3/8" 9.53 55.77 67 85 --- ---
Nº 4 4.75 51.64 60 77 60 80
Nº 8 2.38 46.47 43 54 40 65
Nº 10 2 44.66 --- --- 35 50
Nº 16 1.19 39.18 29 45 --- ---
Nº 20 0.84 35.47 --- --- --- ---
Nº 30 0.6 31.50 --- --- --- ---
Nº 50 0.3 21.50 --- --- 18 29
Nº 60 0.25 18.37 8 17 13 23
Nº 80 0.18 13.37 --- --- --- ---
Nº 100 0.15 9.86 --- --- --- ---
Nº 200 0.075 5.29 --- --- 7 15
F 0.00 4 8 0 8

Y.
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
0.01
0.1
1
10
100
% PASANTE
ABERTURA (mm)
GRANULOME
TRIA
LIM SUP
0
20
40
60
80
100
120
0.01
0.1
1
10
100
% PASANTE
ABERTURA (mm)
LIM. INF
LIM. SUP
CURVA GRANULOMETRICA MAC-1
CURVA GRANULOMETRICA TIPO IVC

Y.
MUESTRA 1 MUESTRA 2 F1= 2856
2882 3151 F2= 3135
2740 2900 Wb1= 1840
G= Vmasa Wb2= 2000
W sss (gr)
W sumerg + W canastilla (gr)
W canastilla (gr) 900
A= Wsss
E= Vmasa + V vacios
F= Wseco
DATOS DE LABORATORIO :
GRAVEDAD ESPECÍFICA
DETERMINACION DE LOS PESOS ESPECIFICOS
GRAVA
MUESTRA
1
MUESTRA
2
g
SSS
=
Wsss
*g
W
g
SSS
=
Wsss
*g
W
Wsss-Wb Wsss-Wb
g
SSS
= 2.766 gr/cm3 g
SSS
= 2.738 gr/cm3
g
bulk
=
Ws
*g
W
g
bulk
=
Ws
*g
W
Wsss-Wb Wsss-Wb
g
bulk
= 2.741 gr/cm3 g
bulk
= 2.724 gr/cm3
g
s
=
Ws
*g
W
g
s
=
Ws
*g
W
Ws-Wb Ws-Wb
g
s
= 2.811
gr/cm3
g
s
= 2.762
gr/cm3
ABS=
Wsss-Ws
*100% ABS=
Wsss-Ws
*100%
Ws Ws
ABS= 0.910 % ABS= 0.510 %

Y.
ARENA
2.77+2.7422.74+2.7322.81+2.762% ABSprom=0.91+0.512%0.71= g prom==2.79gr/cm3ABSORCIONg prom==2.73gr/cm3PESO ESPECIFICO APARENTEg prom==2.75gr/cm3PESO ESPECIFICO BULKPESO ESPECIFICO SSSS

Y.
IV. MÉTODO MARSHALL PARA DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS.
Agr. FinoMUESTRA 1MUESTRA 2FA=WsssEB=Wf+aguaC=WF+agua+wssAD=WF+agua+wssdespues de 24 hrsEE=Vmasa-VvaciosC-DF=WsecoFG=VmasE-(A-F)GMUESTRA 1MUESTRA 2Wfiola+agua1265grWfiola+agua1247grWsss500grWsss500grWfla+ag+ar1578grWfla+ag+ar1558grWseco496grWseco496grMUESTRA 1MUESTRA 2A500500B12651247C17651747D15781558E187189F496496G183185g nominal=2.6522.624gr/cm32.638gr/cm3g SSS=2.6742.646gr/cm32.660gr/cm3g aperente=2.7102.681gr/cm32.696gr/cm3g nominal= PROMEDIOg SSS= g aperente=

Y.
NORMAS: AASHTO T-245, ASTM D-1559
 MARCO TEORICO
Muchas agencias usan actualmente el Método Marshall para el diseño de mezclas. Es desde hace mucho tiempo, el procedimiento más usado para el diseño de Mezclas Asfálticas en Caliente en el mundo. Esta técnica finalmente fue normalizada como ASTM D 1559, “Resistencia a la fluencia plástica de mezclas bituminosas usando el Aparato de Marshall”.
El método Marshall es un experimento de laboratorio dirigido al diseño de una adecuada mezcla asfáltica por medio del análisis de su estabilidad/fluencia y densidad/vacíos.
Una de las virtudes del método Marshall es la importancia que asigna a las propiedades densidad/vacíos del material asfáltico.
Este análisis garantiza que las proporciones volumétricas de los componentes de la mezcla, están dentro de rangos adecuados para asegurar una Mezcla Asfáltica en Caliente durable. Otra ventaja del método es que el equipamiento requerido no es caro y es de fácil manejo, por lo que, se presta a operaciones de control de calidad a distancia. Desafortunadamente, muchos ingenieros creen que el método de compactación de laboratorio por impacto usado en el método Marshall no simula la densificación de la mezcla que ocurre bajo tránsito en un pavimento real. Más aún, el parámetro de resistencia usado en éste enfoque, estabilidad Marshall no estima en forma adecuada la resistencia al corte de la Mezcla Asfáltica en Caliente. Estas dos situaciones pueden resultar en mezclas asfálticas propensas al ahuellamiento. En consecuencia, se puede concluir que el método Marshall ha sobrevivido más allá de su utilidad como moderno método de diseño de mezclas asfálticas.
Este método tradicionalmente se aplica a mezclas asfálticas en caliente, donde el asfalto ha sido clasificado por penetración o viscosidad, y que contiene agregados con tamaños máximos de 25.0 mm (1 pulgada o menos). El Método Marshall es una serie de ensayos que utilizan muestras normalizadas de prueba (probetas) de 64 mm (2.5 pulgadas) de espesor por 102 mm (4 pulgadas) de diámetro
Una serie de probetas, cada una con la misma combinación de agregados pero con diferentes contenidos de asfalto, es preparada usando un procedimiento específico para calentar, mezclar y compactar mezclas asfálticas de agregado. Los dos datos más importantes del diseño de mezclas del Método Marshall son:
 Análisis de la relación de vacíos-densidad,
 Prueba de estabilidad-flujo de las muestras compactadas.
Ensayo Marshall
Existen tres procedimientos en el método del ensayo Marshall, estos son:
a) Determinación del peso específico total,
b) Medición de la estabilidad y la fluencia Marshall, y

Y.
c) Análisis de la densidad y el contenido de vacíos.
a) Determinación del Peso Específico Total
El peso específico total de cada probeta se determina tan pronto como las probetas recién compactadas se hayan enfriado a la temperatura ambiente. Esta medición de peso específico es esencial para un análisis preciso de densidad-vacíos.
b) Ensayos de estabilidad y fluencia
El ensayo de estabilidad está dirigido a medir la resistencia a la deformación de la mezcla. La fluencia mide la deformación, bajo carga, que ocurre en la mezcla Las mezclas que tienen valores bajos de fluencia y valores muy altos de estabilidad Marshall son consideradas demasiado frágiles y rígidas para un pavimento en servicio. Aquellas que tienen valores altos de fluencia son consideradas demasiado plásticas y tienen tendencia a deformarse fácilmente bajo las cargas del tránsito
Análisis de Densidad y Vacíos
El propósito del análisis es el de determinar el porcentaje de vacíos en la mezcla compactada. Una vez que se completan los ensayos de estabilidad y fluencia, se procede a efectuar un análisis de densidad y vacíos para cada serie de probetas de prueba.
Análisis de Vacíos
Se calcula a partir de los pesos específicos del asfalto y el agregado de la mezcla, con un margen apropiado para tener en cuenta la cantidad de asfalto absorbido por el agregado; o directamente mediante un ensayo normalizado efectuado sobre la muestra de mezcla sin compactar. El peso específico total de las probetas compactadas se determina pesando las probetas en aire y en agua. La tabla proporciona valores límite de porcentaje de vacíos según intensidad de tránsito.
Análisis de Peso Unitario
El peso unitario promedio para cada muestra se determina multiplicando el peso específico total de la mezcla por la densidad del agua 1000 kg/m3 Fotografía Nº 2.7.
Análisis de Vacíos en el Agregado Mineral (VMA)
El VMA es calculado con base en el peso específico total del agregado y se expresa como un porcentaje del volumen total de la mezcla compactada. Por lo tanto, el VMA puede ser calculado al restar el volumen del agregado (determinado mediante el peso específico total del agregado) del volumen total de la mezcla compactada
Análisis de Vacíos Llenos de Asfalto (VFA)
El VFA, es el porcentaje de vacíos ínter granulares entre las partículas de agregado (VMA) que se encuentran llenos de asfalto. El VMA abarca asfalto y aire, y por lo tanto, el VFA se

Y.
calcula al restar los vacíos de aire del VMA, y luego dividiendo por el VMA, y expresando el valor final como un porcentaje.
Proporciona valores límites de VFA en función de la intensidad de tránsito para el cual de diseñará la carpeta.
 HERRAMIENTAS Y EQUIPOS
Materiales: Filler, Arena, Grava, Cemento asfaltico, parafina, espátula, franelas, balanza, tapa boca, guantes de cuero, termómetro, cucharon, bandejas

Y.
Equipo para sacar las briquetas de los moldes Martillo Marshall

Y.
Molde Base
Cocina Equipo (baño maría)
Probeta Marshall Equipo de compactación
 PROCEDIMIENTO DE ENSAYO MARSHALL
El primer paso en el método de diseño, es seleccionar un tipo de agregado y un tipo compatible de asfalto que puedan combinarse para producir las cualidades que se están

Y.
buscando para la carpeta (estabilidad, durabilidad, trabajabilidad. resistencia al deslizamiento, etcétera).
La relación viscosidad-temperatura del cemento asfáltico que va a ser usado debe ser ya conocida para poder establecer las temperaturas de mezclado y compactación en el laboratorio.
1.- pesamos la arena, grava, filler y cemento asfaltico, previamente se tuvo q determinar los porcentajes de todos los componente (grava, arena, filler, cemento asfaltico), este se repite para cada porcentaje de cemento asfaltico que en nuestro caso empezó de 5.5%
2.-Procedemos a mezclar todos los componentes hasta obtener una mezcla homogénea, primero se coloca el agregados fino y grueso en una bandeja está a la vez se coloca en una cocina para simular lo ocurrido en obra luego se echa el filler, estos componentes se mezclan de tal forma que todas estén revestidas. Paralelamente se va preparando el cemento asfaltico, cuando los componentes hayan alcanzado una temperatura de 140°C

Y.
(la temperatura lo medimos con un termómetro), estos se mezclan conjuntamente hasta que la mezcla este homogénea
3.- Las mezclas asfálticas calientes se colocan en los moldes pre-calentados Marshall, como preparación para la compactación, en donde se usa el martillo Marshall de compactación, el cual también es calentado para que no enfríe la superficie de la mezcla al golpearla. Las briquetas son compactadas mediante golpes del martillo Marshall de compactación. El número de golpes del martillo (35, 50 o 75) depende de la cantidad de tránsito para la cual la mezcla esta siendo

Y.
Colocamos papel filtro en la base del molde
4.- Luego extraemos las briquetas de los moldes, y dejamos enfriarlas. Al día siguiente (ejemplo), procedemos a determinar el peso específico de los especímenes compactados, para luego determinar su gravedad específica
DETERMINACION DE LOS PESOS ESPECIFICOS DE LOS ESPECIMENES COMPACTADOS
5.-Bañamos con parafina las muestras hasta que no quede vacíos en el espécimen
6.- Pesamos la muestra al aire de todos los especímenes, y luego pesamos las mismas muestras sumergidas

Y.
7.- colocamos en baño maría a todas la muestra por un lapso de media hora

Y.
DETERMINACION DE LA ESTABILIDAD- FLUJO
8.-Ahora procedemos a determinar la estabilidad y el flujo de nuestros especímenes, para lo cual colocamos el espécimen en la probeta Marshall, y seguidamente lo colocamos en el equipo compactador, para luego iniciar el ensayo, anotando el flujo y la estabilidad
 MEMORIA DE CALCULO
CALCULO DE LA DENSIDAD DE LAS BRIQUETAS C.A(%) 5.5 6 6.5 7 7.5 Wbriq(gr)
1160.000
1180.000
1160.000
1160.000
1180.000 Wbriq+par(gr)
1180.000
1220.000
1220.000
1220.000
1220.000 Wbriq+par+agu(gr)
520.000
560.000
540.000
540.000
560.000 Vbriq+par(cm3)
660.000
660.000
680.000
680.000
660.000 Wpar(gr)
20.000
40.000
60.000
60.000
40.000 Den par(gr/cm3)
0.870
0.870
0.870
0.870
0.870 Vparafina(cm3)
22.989
45.977
68.966
68.966
45.977 Vbriq(cm3)
637.011
614.023
611.034
611.034
614.023 Den briq(gr/cm3)
1.821
1.922
1.898
1.898
1.922
C.A(%) 5.5 6 7.5 Den briq(gr/cm3)
1.821
1.922
1.922
Eliminamos los porcentajes de 6.5% y 7% ya que esos puntos son errados

Y.
ESTABILIDAD
corrección
0.76
C.A(%) 5.5 6.5 7 7.5 Lectura(Lb)
1200.000
1442.000
1678.000
1482.000 Estabilidad
1200.000
1442.000
1678.000
1482.000 Estab(corr)
912
1095.92
1275.28
1126.32
1.800
1.820
1.840
1.860
1.880
1.900
1.920
1.940
1.960
1.980
2.000
5
5.5
6
6.5
7
7.5
8
DENSIDAD(gr/cm3)
C.A(%)
CURVA REAL
CURVA CORREGIDA
900.000
1000.000
1100.000
1200.000
1300.000
1400.000
1500.000
1600.000
1700.000
1800.000
5
5.5
6
6.5
7
7.5
8
ESTABILIDAD(lb)
C.A(%)
ESTABILIDAD
ESTABILIDAD CORREGIDA
GRAFICO 1
GRAFICO 2

Y.
FLUJO
3.400
3.500
3.600
3.700
3.800
3.900
4.000
4.100
4.200
4.300
5
5.5
6
6.5
7
7.5
8
FLUJO(mm)
C.A(%)
FLUJOC.A.(%) 5.5 6.5 7 7.5 Lectura(Plg)
0.140
0.160
0.165
0.165 Flujo(mm)
3.556
4.064
4.191
4.191
GRAFICO 3

Y.
DETERMINACION DE PESO ESPECIFICO MAXIMO TEORICO
%Piedra 45
%arena 52
%filler 3
piedra
arena
g bulk= 2.638 gr/cm3
g SSS= 2.660 gr/cm3
g aperente= 2.696 gr/cm3
g parafina= 0.870 gr/cm3
g filler apar= 2.860 gr/cm3
g cement. asfalr= 1.070 gr/cm3
PESO ESPECIFICO MAXIMO TEORICO O GRAVEDAD
ESPECIFICA MAXIMA TEORICA(G)
g bulk= 2.79 gr/cm3
g base saturada= 2.75 gr/cm3
g aparente= 2.73 gr/cm3
C.A(%) 5.5 6 6.5 7 7.5
Piedra(%) 42.525 42.3 42.075 41.85 41.625
Arena(%) 49.14 48.88 48.62 48.36 48.1
Filler(%) 2.835 2.82 2.805 2.79 2.775
100 100 100 100 100
C.A(%) 5.5 6 6.5 7 7.5
G 2.5018 2.4842 2.4669 2.4498 2.4329
COMBINACION DEL MATERIAL EN LA MEZCLA

Y.
C.A(%) 5.5 6 6.5 7 7.5
Den briq(gr/cm3) 1.821 1.922 1.898 1.898 1.922
% VACIOS 27.2134 22.6425 23.0445 22.5072 21.0109
DETERMINACION DEL PORCENTAJE DE VACIOS
19.0000
20.0000
21.0000
22.0000
23.0000
24.0000
25.0000
26.0000
27.0000
28.0000
5 5.5 6 6.5 7 7.5 8
% VACIOS
%C.A
% VACIOS
C.A(%) 5.5 6 6.5 7 7.5
%V.M.A 36.4887 33.3295 34.4893 34.8396 34.3934
%V DE VACIOS DEL AGREGADO MINERAL
GRAFICO 4

Y.
25.0000
27.0000
29.0000
31.0000
33.0000
35.0000
37.0000
39.0000
5 5.5 6 6.5 7 7.5 8
%V.M.A
%C.A
%V.M.A
% V.M.A
% V.LL.C.C.A
C.A(%) 5.5 6 6.5 7 7.5
% V.LL.C.C.A 25.4197 32.0647 33.1837 35.3977 38.9100
15.0000
20.0000
25.0000
30.0000
35.0000
40.0000
45.0000
5 5.5 6 6.5 7 7.5 8
%V.LL.C.C.A
%C.A
%V.LL.C.C.A
GRAFICO 5
GRAFICO 6

Y.
V). CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
IND. RIG
C.A(%) 5.5 6 6.5 7
Estab(corr) 912 1095.92 1275.28 1126.32
Lectura(Plg) 0.140 0.160 0.165 0.165
IND. RIG(Lb/pulg) 6514.28571 6849.5 7728.9697 6826.18182
6400
6600
6800
7000
7200
7400
7600
7800
5 5.5 6 6.5 7 7.5
IND. RIG(lb/pul)
% C.A
IND. RIG
GRAFICO 7

Y.
 Los usos granulométricos que mejor se ajustan a nuestra curva son: el MAC-1 y el tipo IVC, sin embargo la curva granulométrica no encaja en su totalidad a los límites establecidos por los usos, por ende se recomienda aumentar más agregado fino para optimizar nuestro agregado
 La gravedad especifica obtenida se encuentra en el rango de los valores comunes para los agregados, sin embargo se recomienda realizar el ensayo del peso superficialmente seco del agregado fino, de forma cuidadosa ya que este parámetro es muy difícil de hallar, por ejemplo secar la muestra en sombra para determinar tal parámetro y no en sol
 Los resultados de pesos unitarios de las briquetas no son tan confiables, ya que nos sale porcentajes de vacíos muy elevados, por lo cual sería incorrecto colocar este asfalto en una carretera
 También es posible que nuestra gravedad máxima teórica nos haya botado resultados incorrectos, por lo q el % de vacíos es muy elevado
 Para la realización del ensayo de Marshall compactar bien las briquetas, para obtener resultados idóneos
 Nuestro asfalto no cumple con el parámetro de estabilidad
 Según nuestro grafico de pesos unitarios nuestro porcentaje de asfalto es de 6.5%

Y.

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