Departamento de Ingeniería en Obras Civiles TRABAJO DE TITULACION DETERMINACION DE LA INFLUENCIA DE LA ABSORCION DE ASFALTO POR LOS ARIDOS EN LA DOSIFICACION Y CONTROLDE MEZCLAS ASFALTICAS CONFECCIONADAS EN CALIENTE Departamento de Ingeniería en Obras Civiles INTRODUCCIÓN Actualmente las mezclas asfálticas se recepcionan en obra controlando valores de densidad y estabilidad Marshall. Los valores de estabilidad obtenidos en terreno son por lo general muy superiores al mínimo exigido, lo cual significa que no es un parámetro criterioso de control. Sin embargo, existe otro parámetro que juega un papel importante en el comportamiento de las mezclas asfálticas, este corresponde a la cantidad de vacíos que presenta una mezcla. Como los vacíos llenos de aire están relacionados directamente con la absorción de asfalto y esta a su vez con la porosidad que presenta el material pétreo, se hace fundamental conocer qué cantidad de asfalto es capaz de absorber el árido a través de sus poros accesibles y de qué forma se puede simular en laboratorio el comportamiento viscoso del asfalto para acercar los resultados de los ensayes al comportamiento real. La medición de densidad y estabilidad también corresponden a parámetros importantes de conocer y controlar pero no aseguran que la mezcla no falle dentro de un tiempo en comparación con una mezcla que cumpla con un % de huecos aceptable. RESULTADOS Mezcla Tipo IV-12 III-20 Método Densidad Máxima Peso Unit. Bulk Impreg. % Vacíos 4,60 3,43 12,81 9,16 % Asfalto Abs. 1,55 1,01 2,12 0,40 Del análisis de los resultados, se estableció que los valores de los vacíos en la mezcla por el primer método (Densidad Máxima) son superiores sobrepasando incluso lo recomendado por el Asphalt Institute para mezclas cerradas. Cosa similar ocurre con los valores obtenidos para las absorciones de asfalto superando incluso el valor entregado para la absorción de agua por el árido. Esto radica principalmente en el valor erróneo determinado para la densidad máxima de la mezcla. Para el segundo caso (P.E. Bulk Impregnado) se obtuvieron valores de vacíos en la mezcla razonables y de acuerdo a lo recomendado, para la absorción de aflato se obtuvieron valores inferiores a los máximos permitidos por el árido, así se pudo establecer la mejor forma de calcular los vacíos en la mezcla y recomendar la utilización de este procedimiento para determinar el porcentaje óptimo de asfalto.   Por otro lado se observó que la determinación del peso unitario de los agregados no depende de la cantidad de asfalto en la mezcla ni de la densidad máxima que esta presenta, sino que es una propiedad propia de él y su determinación debe hacerse directamente sobre las partículas cuando estas se encuentran limpias y previo a la confección de la mezcla. RESUMEN El presente trabajo tuvo como objetivo general el determinar la influencia de la absorción de asfalto por los áridos en la dosificación y control de mezclas asfálticas confeccionadas en caliente, a través de la comparación de procedimientos establecidos para medir el porcentaje de vacíos en la mezcla. El estudio consideró trabajar con dos tipos de mezclas típicas que forman parte de los pavimentos asfálticos, estas han demostrado un buen comportamiento durante su vida útil siendo además las más empleadas. Ellas son la mezcla tipo IV-12, usada en carpetas de rodadura y la mezcla tipo III-20, usada en capas bases. Como ligante se utilizó el cemento asfáltico CA 60-80. Cabe destacar que las mezclas utilizadas en el estudio fueron confeccionadas anteriormente para otra investigación, sin embargo se contó con todos los datos de ellas y además con varios ejemplares en buenas condiciones. En el estudio se analizaron dos métodos de determinar el % de vacíos en la mezcla. Estos corresponden al procedimiento de la Densidad Máxima y al procedimiento del Peso Unitario Bulk Impregnado. El primero de ellos determina el porcentaje de vacíos a partir de una mezcla confeccionada y disgregada, el otro lo hace a través de la determinación del peso unitario efectivo directamente sobre los agregados sin la necesidad de confeccionar la mezcla, pero conociendo las proporciones de cada uno de sus componentes.   Otro factor importante de considerar en la dosificación de la mezcla corresponde a la cantidad de asfalto absorbido por los agregados. Esta cantidad de asfalto llenará parte de los poros accesibles presentes en el árido. Por lo tanto al descontarlo del asfalto total suministrado se obtendrá la cantidad de asfalto real útil en la mezcla. Para la determinación del asfalto absorbido se presenta sólo una ecuación que hace referencia al peso unitario efectivo del agregado. El problema se presenta en la forma de determinar este valor, a través del procedimiento de la densidad máxima o del peso unitario bulk impregnado. CONCLUSIONES Se encontraron diferencias para el cálculo de los % de vacíos y el % de asfalto absorbido al aplicar los dos procedimientos sobre una misma mezclas. Esto se observa para los dos tipos de mezclas, sin embargo para la mezcla cerrada (IV-12) las diferencias encontradas no presentan grandes variaciones, lo que permite pensar que la aplicación de uno u otro procedimiento entregarán valores dentro de los rangos aceptables lo que es posible verificar. Para el caso de la mezcla abierta (III-20) las diferencias son aún mayores para el cálculo de los vacíos, lo que obliga a verificar los resultados antes de aceptar alguno de los métodos de cálculo, comprobando el valor del peso unitario efectivo del árido y del % de asfalto absorbido, el cual debe obligatoriamente ser menor que la absorción de agua. La mezcla abierta III-20 fue la que presentó un valor de absorción de asfalto superior al del agua. Esto es ilógico que ocurra por las viscosidades que presentan ambos elementos, por lo que debe verificarse el valor del peso unitario efectivo de su combinación de agregados, y en caso que sea erróneo deberá corregirse utilizando el procedimiento del peso unitario bulk impregnado. Puede pensarse que esto ocurra en las mezclas abiertas, ya que el valor de la densidad máxima para ella determinado a través del ensayo LNV 12-86, presenta un valor que es mucho mayor a la densidad teórica para la misma. Esto no ocurre en la mezcla cerrada IV-12, en que sus valores de densidades máximas teórica y por ensayo son más cercanos. Por lo tanto sería conveniente realizar la comprobación previa siempre que se trabaje con la mezcla abierta y así verificar que el procedimiento utilizado está entregando valores que sean aceptables. Por otro lado no debe olvidarse que para una mezcla abierta no es tan importante la cantidad de asfalto que absorba ya que ella seguirá siendo abierta y trabajará de igual forma sin afectar su funcionamiento.   Finalmente se concluye que para la mezcla cerrada, es posible utilizar ambos procedimientos de cálculo, pero teniendo en cuenta el método del Peso Unitario Bulk Impregnado entregará valores menores para el % de vacíos, ya que el peso unitario efectivo del agregado es menor que a través del método de la Densidad Máxima, lo cual es más seguro al momento de dosificar la mezcla ya que el % de cemento asfáltico necesario para obtener un 4 % de vacíos será levemente menor lo que disminuye la posibilidad de que se presenten problemas de inestabilidad y exudación en el pavimento. Método de la Densidad Máxima Determinación Dmm según LNV 12-86 Cálculo del P.U. Efectivo (Gse) Cálculo del % de vacíos en la mezcla Cálculo del % de asfalto absorbido Método del P.U. Bulk Impregnado Determinación del P.U. Efectivo (Gse) Cálculo de la Dmm teórica Cálculo del % de vacíos en la mezcla Cálculo del % de asfalto absorbido ALUMNO: Profesor Guía: Eduardo Barra Rivera Fecha y hora de Examen de Grado: 23 de junio de 2004 14:00 hrs. MAURICIO ANTONIO CASTILLO ABDALAH