1. Cátedra de Transporte III
Año 2024
MÓDULO II
SUELO Y MATERIALES VIALES
LABORATORIO 4. MEZCLAS ASFÁLTICAS EN
CALIENTE
2. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA POR EL
MÉTODO MARSHALL
VN-E9-86
3. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86)
▪ Equipo necesario: descripto en norma
▪ Estudio de materiales: ensayos a realizar sobre los
agregados pétreos y cemento asfáltico
▪ Composición granulométrica de la mezcla y cálculo del
fraccionamiento
▪ Preparación de los materiales y moldeo de probetas
▪ Ensayos
▪ Cálculos
▪ Análisis de resultados del ensayo
▪ Determinación de % CA óptimo. Ajustes en el diseño.
Procedimiento para la dosificación de las MAC
4. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86)
Estudio de materiales: Agregados
Material Ensayo Norma
Triturados pétreos
Desgaste “Los Ángeles” IRAM 1532
Cubicidad / Lajosidad VN-E16-67 / VN-E38-86
Granulometría VN-E7-65
Peso especifico VN-E13-67
Arenas
Equivalente arena VN-E10-82
Granulometría y límites VN-E7-E2-E3-67
Peso especifico VN-E14-67
Filler de aportación
(Cal)
Concentración crítica VN-E11-67
Granulometría VN-E7-67
Peso especifico VN-E15-67
5. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86)
Estudio de materiales: Cemento asfáltico
Material Ensayo Norma
Ligante
asfáltico
Penetración IRAM 6576
Punto de ablandamiento IRAM 115
Viscosidad (rotacional) IRAM 6837 y ASTM 4402
Punto de inflamación IRAM 6555
Pérdida por película delgada IRAM 6604 y 6582
Oliensis IRAM 6594
Ductilidad IRAM 6579
Peso especifico IRAM 6587
6. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86)
Composición granulométrica de la mezcla
Se debe cumplimentar el entorno granulométrico especificado. Ejemplos:
TIPO DE
MEZCLA
PORCENTAJE EN PESO QUE PASA POR LOS TAMICES
38
mm
32
mm
25.4
mm
19
mm
12.7
mm
9.5
mm
4.8
mm
2.4
mm
1.2
mm
0.59
mm
0.3
mm
0.15
mm
0.074
mm
1
1/2"
1 1/4
"
1" 3/4" 1/2" 3/8" Nº 4 Nº 8 Nº 16 Nº 30 Nº 50
Nº
100
Nº
200
Concreto
asfáltico para
base
100 80-95 30-45 2-6
Concreto
asfáltico para
carpeta (1)
100 70-90 32-55 4-10
100 70-90 35-60 5-12
Suelo calcáreo
arena - asfalto
100
50-
100
40-80 4-20
Arena - asfalto
(gruesa)
100
85-
100
80-90 70-84 55-80 30-60 10-35 4-14
(1) Cuado se construyan carpetas de concreto asfáltico menores de 4 cm. de espesor, se puede incluir un tamaño máximo de 12,7mm; de acuerdo al huso que se indica.
7. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86)
Composición granulométrica de la mezcla (fórmula)
FRACCIÓN
TRITURADO
6-19
TRITURADO
0-6
ARENA
SILICEA
FILLER TOTAL
GRANULAR 35,0% 51,0% 11,9% 2,1% 100,0%
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Tamiz (um)
%
Pasa
Resultante
Límite inferior
Límite superior
No
8
8. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86)
Cálculo del fraccionamiento
Los agregados se separaran mediante tamizado en las distintas fracciones
granulométricas delimitadas por pares de tamices, elegidos según más
convenga y que permitan “armar” la curva de la mezcla elegida.
De acuerdo a las proporciones con que cada agregado intervenga en la mezcla
final, se determinaran las cantidades necesarias de las fracciones de cada
agregado pétreo y del relleno mineral para la ejecución de la probeta
(respecto a la cantidad de asfalto que se elija para cada una).
La probeta deberá tener una vez compactada 101,6 mm de diámetro y 63,5
mm de altura con una tolerancia en la altura de +/- 3 mm. La cantidad de
mezcla asfáltica necesaria para obtener estas dimensiones varía entre 1000 y
1300 gr. de acuerdo con los pesos específicos de los agregados pétreos y la
granulometría de los mismos.
9. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86)
Cálculo del fraccionamiento (Ejemplo)
FRACCIÓN
TRITURADO
6-19
TRITURADO
0-6
ARENA
SILICEA
FILLER
ASFALTO
50-60
TOTAL
TOTAL 33,1% 48,2% 11,2% 2,0% 5,5% 100,0%
TOTAL (GR) 1156,25 25,00 68,75 1250,00
TOTAL 92,5% 2,0% 5,5% 100,0%
10. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86)
Cálculo del fraccionamiento
Granulometría de cada fracción
FRACCIÓN TRITURADO 6-19 TRITURADO 0-6 ARENA SILICEA FILLER
19,0 a 12,5 mm 49,4% 0,0% 0,0% 0,0%
12,5 a 9,5 mm 25,5% 0,0% 0,0% 0,0%
9,5 a 4,75 mm 23,5% 5,0% 4,0% 0,0%
4,75 a 2,36 mm 1,4% 29,5% 14,3% 0,0%
2,36 a 1,18 mm 0,2% 18,8% 33,3% 0,0%
1,18 a 0,600 mm 0,0% 13,7% 32,0% 0,0%
0,600 a 0,300 mm 0,0% 9,5% 13,8% 0,0%
0,300 a 0,150 mm 0,0% 13,1% 2,3% 0,0%
0,150 a 0,075 mm 0,0% 6,3% 0,2% 0,0%
Fondo 0,0% 4,1% 0,2% 100,0%
TOTAL 100,0% 100,0% 100,0% 100,0%
11. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86)
Cálculo del fraccionamiento
Granulometría del concreto asfáltico
FRACCIÓN TRITURADO 6-19 TRITURADO 0-6 ARENA SILICEA FILLER TOTAL
19,0 a 12,5 mm 17,3% 0,0% 0,0% 0,0% 17,3%
12,5 a 9,5 mm 8,9% 0,0% 0,0% 0,0% 8,9%
9,5 a 4,75 mm 8,2% 2,6% 0,5% 0,0% 11,3%
4,75 a 2,36 mm 0,5% 15,0% 1,7% 0,0% 17,2%
2,36 a 1,18 mm 0,1% 9,6% 3,9% 0,0% 13,6%
1,18 a 0,600 mm 0,0% 7,0% 3,8% 0,0% 10,8%
0,600 a 0,300 mm 0,0% 4,8% 1,6% 0,0% 6,5%
0,300 a 0,150 mm 0,0% 6,7% 0,3% 0,0% 7,0%
0,150 a 0,075 mm 0,0% 3,2% 0,0% 0,0% 3,2%
Fondo 0,0% 2,1% 0,0% 2,1% 4,2%
TOTAL 35,0% 51,0% 11,9% 2,1% 100,0%
12. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86)
Cálculo del fraccionamiento
Granulometría del concreto asfáltico
FRACCIÓN TRITURADO 6-19 TRITURADO 0-6 ARENA SILICEA FILLER TOTAL
19,0 a 12,5 mm 204,4 0,0 0,0 0,0 204,4
12,5 a 9,5 mm 105,5 0,0 0,0 0,0 105,5
9,5 a 4,75 mm 97,2 30,1 5,6 0,0 133,0
4,75 a 2,36 mm 6,0 177,7 20,0 0,0 203,7
2,36 a 1,18 mm 0,8 113,3 46,6 0,0 160,7
1,18 a 0,600 mm 0,0 82,5 44,8 0,0 127,3
0,600 a 0,300 mm 0,0 57,2 19,3 0,0 76,6
0,300 a 0,150 mm 0,0 78,9 3,2 0,0 82,1
0,150 a 0,075 mm 0,0 38,0 0,3 0,0 38,2
Fondo 0,0 24,7 0,3 25,0 50,0
TOTAL 1181,25
13. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86)
▪ En general 20 probetas, 4 por cada % de CA.
▪ El cemento asfáltico se calienta a la temperatura de
mezclado (viscosidad 1,7 +/- 0.2 poises, entre 145°C y
170°C aprox.). Los agregados se calientan 15°C por
encima.
▪ La temperatura de compactación es la que produce
viscosidad de 2,8 +/- 0,3 poises.
▪ Moldes y martillo Marshall precalentados.
▪ Número de golpes por cara (35, 50, 75) .
Moldeo de probetas
14. Cátedra de Transporte III
Año 2024
- Primera Parte (Fraccionamiento)
- Segunda Parte (Ensayo Estabilidad y Fluencia
por el método Marshall y Ensayos complementarios)
15. Cátedra de Transporte III
Año 2024
Segunda Parte Contenidos:
Introducción
ENSAYOS:
▪Peso Unitario de las probetas compactadas (VN-E12-67)
▪Densidad Máxima Teórica de la mezcla sin compactar
(Densidad Rice) (VN-E27-84)
▪Determinación de Estabilidad y Fluencia (Método
Marshall) (E9-86)
▪Estabilidad Residual (VN-E32-67). Se moldean probetas
(8) para determinar la estabilidad residual.
16. Cátedra de Transporte III
Año 2024
Introducción
¿Qué características de las Mezclas Asfálticas nos
interesan desde el punto de vista del comportamiento del
pavimento en servicio?
¿Qué variables puedo controlar en el diseño de la
mezcla?
17. Cátedra de Transporte III
Año 2024
Introducción
¿Qué características de las Mezclas Asfálticas nos
interesan desde el punto de vista del comportamiento del
pavimento en servicio?
Estabilidad; Durabilidad; Flexibilidad; Resist. a la Fatiga;
Resist. al Deslizamiento; Impermeabilidad; Trabajabilidad
¿Qué variables puedo controlar en el diseño de la
mezcla?
Agregados (Fraccionamiento y características de cada
uno); Cemento Asfáltico (tipo y cantidad); Parámetros
volumétricos de la mezcla.
18. Cátedra de Transporte III
Año 2024
Nomenclatura Pliegos DNV 2017
• CAC: Concreto Asfáltico en Caliente (antes MAC)
• D: Densas (Ojo! no confundir CAD Drenantes otro pliego)
• R/B: Rodamiento o Base Asf.
• TMN: tamaño máximo nominal [mm] es el menor tamiz que
retiene hasta el 15 % de la mezcla de agregados.
• CA-XX: Cemento Asfáltico según clasificación por viscosidad
(5/10/20/30 o 40 según IRAM 6835)
• AM-Y: Asfáltos Modificados (IRAM 6596)
Ejemplos: Lic. Pub RN34 (Var. Rafaela – Emp. RP1) exige:
19. Cátedra de Transporte III
Año 2024
Introducción
▪En el diseño de mezclas asfálticas es importante el análisis volumétrico
de los componentes (ligante asfáltico, agregados y aire vacío)
▪Una mezcla puede caracterizarse por las proporciones en volúmen de
ligante asfáltico, agregados y vacios.
▪Por ej. tipicamente una mezcla asfáltica (en % de volumen):
Agregados 84 - 90%; Lig. Asf. 6-12%; aprox. 4% Vacios
Vacíos de aire en la mezcla
Vacíos en los poros de los agregados
Vacíos internos de los agregados
Cemento asfáltico
20. Cátedra de Transporte III
Año 2024
Introducción
▪Densidad: peso/volumen
▪Peso Unitario: es la relación entre la densidad del material en cuestión
con la densidad del agua a 25°C y presión atm. Es adimensional.
▪Pero como el agua en esas condiciones tiene una densidad de
1[gr/cm3], la densidad del material numéricamente es igual a su Peso
Unitario.
21. Cátedra de Transporte III
Año 2024
¿Para qué necesito el PU de las probetas
compactadas?
¿Cómo lo obtiene?
PESO UNITARIO DE LAS PROBETAS COMPACTADAS (VN-E12-67)
22. Cátedra de Transporte III
Año 2024
PESO UNITARIO DE LAS PROBETAS COMPACTADAS (VN-E12-67)
▪ Mide el Peso Unitario (o Densidad
[gr/cm3]) de las probetas compactadas
incluye los vacios.
▪ Basado en el concepto de peso
sumergido o hidrostático (recuerde el
principio de Arquímedes) puedo calcular
el volumen de la probeta.
Se necesita:
▪ Peso en aire de la probeta seca (Ps)
▪ Peso en agua de la probeta saturada (Pi)
▪ Peso en aire de la probeta saturada (Ph)
23. Cátedra de Transporte III
Año 2024
PESO UNITARIO DE LAS PROBETAS COMPACTADAS (VN-E12-67)
Se necesita:
▪ Peso en aire de la probeta seca (Ps)
▪ Peso en agua de la probeta saturada (Pi)
▪ Peso en aire de la probeta saturada (Ph)
24. Cátedra de Transporte III
Año 2024
DENSIDAD DE LAS PROBETAS COMPACTADAS (VN-E12-67)
( )
−
=
=
3
1
cm
gr
P
P
P
d
d
PU
d
I
H
S
agua
d: densidad de la probeta [gr/cm3]
Pu: Peso Unitario [adimensional]
PS: peso en el aire de la probeta seca.
PH: peso en el aire de la probeta saturada.
PI: peso de la probeta saturada sumergida en agua.
Probetas moldeadas en el laboratorio:
▪ Luego de 24 hs de haber sido moldeada, se pesa la probeta seca, a
temperatura ambiente al 0,1gr (Ps).
▪ Se sumerge en agua a temp. amb. durante 1 hr. a fin de saturarla.
▪ Se mide el peso saturado sumergido (o hidrostático) con el cuidado
de usar un hilo liviano o descontarlo de la medición y cuidar que la
muestra no toque los laterales del recipiente (Pi).
▪ Se retira de la probeta el agua, se quita el hilo que la rodea
dejándola escurrir durante 10 seg. y se pesa (Ph).
25. Cátedra de Transporte III
Año 2024
DENSIDAD DE LAS PROBETAS COMPACTADAS (VN-E12-67)
Probetas extraídas en pavimentos existentes:
▪ Primero se sumerge en agua a temp. amb. durante 1 hr. a fin de
saturarla y se mide peso saturado sumergido (Pi).
▪ Se retira de la probeta el agua, se deja escurrir durante 10 seg. y se
pesa (Ph).
▪ Al final se seca la probeta al aire y a temperatura ambiente, hasta
que se logre peso constante, se pesa (Ps).
Resultados se expresan en [g/cm³] con aproximación el centésimo.
Dos mediciones consecutivas, con una misma probeta, no deben
diferir en más de 0,02
26. Cátedra de Transporte III
Año 2024
¿Para qué necesito la Densidad Máxima Teórica
del pastón de mezcla asfáltica?
¿Cómo lo obtiene?
DENSIDAD MÁXIMA TEÓRICA DE LA MEZCLA SIN COMPACTAR
(Densidad Rice) (VN-E27-84)
27. Cátedra de Transporte III
Año 2024
DENSIDAD MÁXIMA TEÓRICA DE LA MEZCLA SIN COMPACTAR
(Densidad Rice) (VN-E27-84)
▪También denominada Densidad Rice:
es la densidad de la mezcla (sin
moldear!!) cuando se eliminan los
vacíos.
Se eliminan los vacíos en la mezcla
Vacíos en los poros de los agregados
Vacíos internos de los agregados
Cemento asfáltico
28. Cátedra de Transporte III
Año 2024
DENSIDAD MÁXIMA TEÓRICA DE LA MEZCLA SIN COMPACTAR
(Densidad Rice) (VN-E27-84)
Tareas previas:
▪ Calibrar el Frasco enrasado: se llena con agua destilada a
menos de 25°C hasta el nivel del enrasador. Se coloca en baño
a 25°C por una hora. Se coloca nuevamente el enrasador, se
elimina el exceso de agua con pipeta. Una vez enrasado se
seca la parte exterior y el cuello del frasco y se pesa. Peso (D).
▪ Elaboración de la muestra: la cantidad de mezcla asfáltica es
función del tamaño máximo del agregado. Se la deja enfriar 24hs
a temperatura ambiente.
29. Cátedra de Transporte III
Año 2024
DENSIDAD MÁXIMA TEÓRICA DE LA MEZCLA SIN COMPACTAR
(Densidad Rice) (VN-E27-84)
Procedimiento:
▪1. Manualmente se rompen los
grumos de la mezcla que sean
mayores a ¼ pg. (6,70mm)
▪2. Se pesa la mezcla asfáltica (Peso
A) y se introduce en el frasco (Si se
pesa en el frasco, previamente se
debe pesar el frasco sólo).
▪3. Se agrega agua destilada hasta
cubrir la mezcla (mínimo 3cm) sin
superar la altura del enrasador.
30. Cátedra de Transporte III
Año 2024
DENSIDAD MÁXIMA TEÓRICA DE LA MEZCLA SIN COMPACTAR
(Densidad Rice) (VN-E27-84)
▪4. Se conecta la bomba de vacío (30 mm Hg) y se mantiene el
tiempo necesario hasta que no se observen burbujas de aire. Debe
agitarse cada tanto manualmente o colocar en un agitador.
▪5. Luego se completa con agua destilada a 25C hasta la altura del
enrasador, se seca el frasco y se pesa (Peso E).
https://youtu.be/8mgvf5EdUoM (en inglés)
31. Cátedra de Transporte III
Año 2024
DENSIDAD MÁXIMA TEÓRICA DE LA MEZCLA SIN COMPACTAR
(Densidad Rice) (VN-E27-84)
A: Peso de la mezcla suelta (Peso mezcla en frasco – Peso frasco vacío) [gr.]
D: Peso del frasco con agua destilada a 25C enrasado [gr.]
E: Peso del frasco + mezcla suelta + agua (enrasado después de hacer vacío) [gr.]
−
+
= 3
1
cm
gr
E
D
A
A
DT
32. Cátedra de Transporte III
Año 2024
¿Qué son la Estabilidad y la Fluencia de una
mezcla asfáltica?
¿Cómo las mido?
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86)
33. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86)
Introducción: compresión diametral.
▪ Se puede demostrar que las probetas sometidas a compresión
diametral fallan cuando la tensión horizontal de tracción
desarrollada en el plano vertical de carga alcanza el valor de la
resistencia a tracción del material (es decir la carga
compresión diametral genera tensiones de tracción
perpendiculares a la carga).
34. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86)
Ensayo de Estabilidad y Fluencia por el Método Marshall
▪ Aplicable sólo a mezclas en caliente con cementos asfálticos que
contengan agregados con tamaño máximo de 25 mm.
▪ Las probetas se ensayarán 24hs después de moldeadas.
▪ Las probetas se ensayan aplicando cargas en sentido diametral
(carga aplicada a una velocidad constante de 50,8 mm por minuto).
Procedimiento:
▪ 1. Se mide la altura h de cada probeta al 0,1mm (con calibre)
promediando cuatro h en diametros perpendiculares.
▪ 2. Se pesan las probetas y se determina el Peso
Unitario (VN E12-67)
h1 h2
h3
h4
35. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86)
▪ 3. Las probetas son calentadas en un baño de agua a 60°C (140°F)
durante 40 minutos.
▪ 4. Se verifica que las mordazas de compresión esten limpias, se
centra la probeta y se encastra el conjunto en la prensa.
▪ 5. Se aproxima la prensa hasta que el comparador del Aro
Dinamométrico comienza a moverse, allí se ajusta el comparador de
deformación llevándolo a 0.
▪ 6. Se acciona la prensa observando ambos comparadores, se debe
tomar lectura en simultáneo en ambos comparadores cuando el
comparador del Aro Dinamométrico alcanza el máximo valor
(Máx. Carga)
▪ Desde el momento que se extrae la probeta del baño hasta la toma
de lecturas no debe superar los 30 segundos.
36. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86) (https://youtu.be/aP_jBU9fibY )
▪Tomar lectura simultánea de la carga máxima y fluencia:
▪La carga máxima (de falla) se registra como el valor de Estabilidad
Marshall (Lectura en comparador en el Aro Dinamométrico)
▪la lectura del medidor de deformación se registra como la Fluencia
(deformación que ocurre desde el instante que se aplica la carga hasta
lograr la carga máxima).
Estabilidad
Fluencia
Aro
dinamométrico
mide CARGA
Comparador de
fluencia mide
DEFORMACIÓN
37. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86)
Entonces:
Estabilidad Marshall [kg o kN], de una mezcla asfáltica es la
carga máxima en Kg. que soporta una probeta de 6,35 cm. de
altura y 10,16 cm. de diámetro cuando se lo ensaya a una
temperatura dada, cargándola en sentido diametral a una
velocidad de 5,08 cm/minuto.
Fluencia Marshall [mm], es la deformación total expresada
en mm. que experimenta la probeta desde el comienzo de la
aplicación de carga en el ensayo de estabilidad, hasta el
instante de producirse la falla.
38. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86)
Comentario:
▪El aro dinamométrico para el registro de cargas, debe calibrarse, es
decir medir el número de kilogramos necesario para deformarlo en una
magnitud igual a la unidad del comparador de que está provisto.
▪Si la altura de la probeta fuera exactamente 63,5 mm. el valor de la
estabilidad sería directamente la lectura en el aro dinamométrico.
▪Si la altura fuera distinta debe aplicarse un factor de corrección (ver
Tabla en norma)
Estabilidad = L1 x K1 x K2
▪L1= Lectura en el dial del comparador de carga.
▪K1= Factor de equivalencia en Kg. del aro.
▪K2= Factor de corrección extraído de la Tabla II de cuerdo con la altura
real de la probeta.
39. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86)
Vacíos de la mezcla compactada:
Cálculos (parámetros volumétricos)
−
=
T
D
d
V 1
100
d: peso unitario de la probeta compactada según VN-E12-67.
DT: densidad Rice o Densidad Teórica (VN E-27-84).
Cátedra de Transporte III
Año 2016
Vacíos de aire en la mezcla
Vacíos en los poros de los agregados
Vacíos internos de los agregados
Cemento asfáltico
40. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86)
Cálculos (parámetros volumétricos)
Vacíos del agregado mineral (VAM):
( )
CA
d
V
VAM %
+
=
d: peso unitario de la probeta compactada según VN-E12-67.
V: vacíos de la mezcla compactada.
%CA: porcentaje en peso de CA que interviene en la mezcla considerando el peso
específico del asfalto igual a 1.
Cátedra de Transporte III
Año 2016
Vacíos de aire en la mezcla
Cemento asfáltico
VAM
41. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86)
Cálculos (parámetros volumétricos)
Vacíos del agregado mineral (VAM):
42. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86)
Relación betún – vacíos (RBV):
Cálculos (parámetros volumétricos)
VAM
CA
d
RBV
=
100
d: peso unitario de la probeta compactada según VN-E12-67.
VAM: vacíos del agregado mineral.
%CA: porcentaje en peso de CA que interviene en la mezcla considerando el
peso específico del asfalto igual a 1.
▪La RBV representa el porcentaje de vacíos del agregado mineral (VAM)
ocupado por el ligante asfáltico en la mezcla compactada.
43. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86)
Comentarios:
▪Los valores de Estabilidad, Fluencia, V, VAM, RBV, resultan del promedio
de los valores obtenidos de cada serie de probetas (4 por cada % de CA)
▪La dispersión de los resultados de cada probeta, con respecto al
promedio debe estar dentro de los siguientes límites:
Estabilidad: ±10 %
Fluencia: ± 20 %
Peso unitario de probeta compactada: ± 1 %
44. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86)
▪ 7 gráficas
▪ Estabilidad vs. % CA
▪ Fluencia vs. % CA
▪ Densidad vs. % CA
▪ Vacíos vs. % CA
▪ VAM vs. % CA
▪ RBV vs. % CA
▪ REF vs. % CA
Análisis de resultados del ensayo
45. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86)
Análisis de resultados del ensayo
ESTABILIDAD
1150
1200
1250
1300
1350
4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
Cemento Asfáltico [%]
[kg]
FLUENCIA
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
Cemento Asfáltico [% ]
[mm]
DENSIDAD MARSHALL
2.350
2.360
2.370
2.380
2.390
2.400
4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
Cemento Asfáltico [%]
[tn/m3]
¿Por qué tienen esa
forma?
46. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86)
Análisis de resultados del ensayo
VACIOS
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
Cemento Asfáltico [%]
[%]
VACIOS AGREGADO MINERAL
16.5
16.8
17.0
17.3
17.5
17.8
4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
Cemento Asfáltico [% ]
[tn/m3]
RELACION BETUN-VACIOS
60.0
65.0
70.0
75.0
80.0
85.0
90.0
4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
Cemento Asfáltico [%]
[%]
[%]
¿Por qué tienen esa
forma?
47. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86)
Análisis de resultados del ensayo
ESTABILIDAD/ FLUENCIA
0
1000
2000
3000
4000
5000
4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
Cemento Asfáltico [% ]
[kg/cm]
GRUPO I II III IV V
% C.A. 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5
D. Marshall 2.354 2.367 2.387 2.395 2.386
D. Rice 2.518 2.487 2.475 2.456 2.436
Vacíos [%] 6.5 4.8 3.6 2.5 2.0
V.A.M. [%] 17.1 16.7 16.7 16.9 17.6
R.B.V. [%] 61.9 71.0 78.6 85.2 88.4
Estabilidad 1171 1259 1299 1316 1286
Fluencia 3.0 3.2 3.8 4.2 4.4
Relac. E-F 3963 3921 3434 3120 2895
48. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86)
Criterio para determinación de %CA óptimo
GRUPO ESPECIFICACION
Vacíos [%] Entre 3% y 5%
V.A.M. [%] Mayor 14%
R.B.V. [%] Entre 70% y 80%
Estabilidad Mayor 800 kg
Fluencia De 2 a 4.5 mm
Relac. E-F Entre 2100 kg/cm y 4000 kg/cm
Estab. residual > 80% Estabilidad orig.
( )
4
%
%
%
%
% 4
3
2
1 CA
CA
CA
CA
CAopt
+
+
+
=
%CA1: óptimo de curva Estabilidad vs. %CA
%CA2: óptimo de curva Densidad vs. %CA
%CA3: óptimo de curva Vacíos vs. %CA
%CA4: óptimo de curva RBV vs. %CA
Ojo!! Con el promedio luego se verifica en
cumplimiento de todas las exigencias.
(ver nuevo pliego DNV 2017, pag 19 Tabla 12)
49. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86)
y si no cumple?
¿Cómo puedo lograr mayor Estabilidad?
¿Cómo puedo aumentar el volumen de vacios?
¿Qué falla puede ocurrir si el volumen de
vacios es bajo y la RBV es elevada?
....... etc
50. Cátedra de Transporte III
Año 2024
¿Que propiedades cambiarán, y cómo, en una
mezcla asfáltica en caliente cuyo contenido de
asfalto en obra es un 20% mas alto que el
optimo obtenido por el procedimiento
Marshall?
51. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD Y FLUENCIA MÉTODO MARSHALL
(VN-E9-86)
▪ Control de producción de una planta asfáltica se logra
haciendo dos juegos de probetas compactadas, 1) probetas con
la mezcla completa de planta y 2) probetas que contengan la
mezcla de áridos de planta a los que se les adiciona el CA en
laboratorio. Los valores de Estabilidad promedios entre ambos
juegos no pueden diferir más del 10% del valor promedio del
primer juego.
▪ Control de obras terminadas: se extraen testigos del
pavimento de concreto asfáltico terminado con la maquina
extractora de testigos de 101,6 mm. de diámetro y del espesor
del pavimento. Se verifica densidad, estabilidad y resto de
parámetros.
Controles de producción y de obras terminadas
52. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD RESIDUAL (VN-E32-67)
▪ Este ensayo mide la pérdida de la Estabilidad Marshall, como
consecuencia de la acción del agua sobre las mezclas asfálticas
compactadas.
▪ Se obtiene un índice de estabilidad residual, comparando la
estabilidad de las muestras determinadas de acuerdo con el
método Marshall usual, con la estabilidad de muestras que han
sido sumergidas en agua durante 24hs.
▪ Debe ser mayor a 75%
Sumergidas
No
Probetas
Marshall
d
Estabilida
Sumergidas
Probetas
Marshall
d
Estabilida
Residual
d
Estabilida
Índice =
53. Cátedra de Transporte III
Año 2024
ESTABILIDAD RESIDUAL (VN-E32-67)
▪ Recuerde que la Estabilidad depende de la fricción y la cohesión.
Al someter la mezcla asfáltica al acción del agua se afecta a la
cohesión, pues la fricción depende del esqueleto pétreo
(agregados) y eso no cambia.
▪ La Estabilidad residual busca evaluar la persistencia de la acción
ligante del cemento asfáltico ante la presencia de agua.
54. Cátedra de Transporte III
Año 2024
Otros ensayos exigidos por DNV
• Lottman: mide la pérdida de cohesión de una
mezcla compactada como resultado de los
efectos de saturación en agua. Puede incluir
ciclos de congelamiento y deshielo. Se deja un
grupo de probetas de control y se ensaya el
otro grupo en condiciones de saturación. Se
compara con un ensayo de compresión
diametral (similar a Marshall pero cambia el
cabezal). La resistencia debe ser >80%.
55. Cátedra de Transporte III
Año 2024
Otros ensayos exigidos por DNV
• Wheel Tracking Test