Ensayo Marshall

Buenos días a todos los miembros de nuestra web de ingeniería civil, continuamos con los temas relacionados al diseño de mezcla asfáltica por el método Marshall, a continuación les presentamos el proceso que se sigue para la realización del ensayo Marshall, el ensayo debe efectuarse después de transcurridas 16 horas de la compactación.

Procedimiento del Ensayo Marshall

Para complementar el diseño de la mezcla, se deben efectuar los siguientes ensayos y análisis:

a. En la mezcla sin compactar:

o Peso Específico efectivo.
o Peso Específico máximo.

b. En la muestra compactada:

o Peso Específico Bulk.
o Estabilidad y flujo a 60 ºC.
o Análisis de densidad y Vacíos.

Equipo Requerido para el Ensayo Marshall

Máquina de ensayo Marshall, con dispositivo eléctrico, diseñada para aplicar las cargas a las muestras por medio de pesas de ensayo semicirculares, está equipada con un calibrador provisto de anillo para determinar la carga de ensayo, de un marco de carga para el ensayo de estabilidad y un medidor de flujo, para establecer la deformación bajo la carga máxima de ensayo.

Maquina de ensayo Marshall

Baño de agua con una profundidad mínima de 15 cm (6”), provisto de un termostato para mantener una temperatura de 60 ºC ± 1 ºC.

Pruebas de estabilidad y fluencia

Después de obtenido el Peso Específico Bulk de la mezcla compactada, se procede a la ejecución de los ensayos de estabilidad y fluencia, de la siguiente manera:

a. Calibrar el cero del flujómetro, previamente montado sobre uno de los guiadores, y luego de insertar la mordaza de 4” debajo del pivote.

b. Sumergir la briqueta en baño de agua a 60 ºC (140 ºF), durante 30 a 40 minutos.

c. Limpiar las guías y la superficie interior del anillo de prueba y lubricar las guías para garantizar que el segmento superior del anillo se deslice libremente sobre ellas. La temperatura de la mordaza debe mantenerse a una temperatura de 21 a 37,8 ºC (70 a 100 ºF), utilizando el baño de agua, si fuese necesario.

d. Se saca la muestra del baño de agua, se coloca en la parte inferior de la mordaza, luego se inserta la parte superior de la misma. Se centra el conjunto en el dispositivo de carga y se coloca el medidor de flujo sobre el guiador superior de la mordaza.

e. Aplicar la carga de ensayo a la muestra a una velocidad de deformación constante de 51 mm/min (2 pulg/min), hasta que ocurra la falla. El punto de falla se define como la carga máxima obtenida en el ensayo. El número total de Newtons (libras) necesario para producir la falla de la muestra se define como el valor de la estabilidad Marshall. La deformación vertical del espécimen producida por la carga, es el valor del Flujo (fluencia).

f. Durante el ensayo de estabilidad, sujétese firmemente el medidor de flujo en su posición sobre el guiador, y retírese en el instante mismo que la carga empieza a decrecer, se anota el valor de flujo en unidades de 0,25 mm (0.01”). Por ejemplo si la muestra se deforma 3,8 mm (0,15”), su fluencia será 15.

g. Se promedian los valores de estabilidad y flujo para todas las muestras con cada contenido de ligante.

Las pruebas de estabilidad y fluencia, a partir de la extracción de los núcleos del baño, no deben durar un tiempo mayor a 30 segundos.

Análisis de densidad y vacíos

Después de la conclusión de los ensayos de estabilidad y fluencia, se realiza el análisis de densidad y vacíos, para cada grupo de núcleos de prueba, de la siguiente manera:

a. Promediar los valores de peso específico Bulk de todas las muestras de ensayo para cada contenido de ligante; los valores que por simple inspección presenten error, no se consideran.

b. Determinar el peso unitario promedio para cada contenido de ligante, multiplicando el valor promedio del peso específico Bulk por 1000 para peso unitario en kg/m3, por 62,4 para peso unitario en lb/pie3.

c. Dibujar un gráfico de relación de peso unitario vs. contenido de asfalto, uniendo los puntos mediante una curva intermedia, que proporcione el mejor ajuste para todos los valores.

d. Leer directamente en la curva trazada, los valores de peso unitario para cada contenido de asfalto ensayado y obtener el peso específico Bulk equivalente, dividiendo entre 1000 Kg/m3 (ó entre 62,4 lb/pie3). Los valores de peso específico Bulk así obtenidos, serán usados en el cálculo posterior de vacíos.

e. Utilizando el Peso Específico máximo teórico de la mezcla bituminosa (ASTM D-2041) y el Peso Específico Bulk de los agregados, se calcula el Peso Efectivo del agregado, el asfalto absorbido por los agregados secos (en kg o lb), el porcentaje de vacíos de aire y el porcentaje de vacíos del agregado mineral (VAM).

Presentación de resultados

Los valores de estabilidad, flujo y porcentaje de vacíos en la mezcla, se procesan como se indica a continuación:

a. Promediar los valores de flujo y estabilidad para todas las muestras de un porcentaje de asfalto dado. Valores errados en comparación con los otros, no se incluirán en el promedio.

b. Se elaboran gráficos, para presentar las relaciones entre los siguientes valores:

- Estabilidad vs. Porcentaje de Asfalto
Curva Estabilidad vs. Porcentaje de Asfalto

- Peso Unitario vs. Porcentaje de Asfalto
Curva de Peso Unitario vs. Porcentaje de Asfalto

- Porcentaje de Vacíos en la Mezcla vs. Porcentaje de Asfalto
Curva Porcentaje de Vacíos en la Mezcla vs. Porcentaje de Asfalto

- Flujo vs. Porcentaje de Asfalto
Curva Flujo vs. Porcentaje de Asfalto

- Porcentaje de Vacíos en el Agregado vs. Porcentaje de Asfalto
Curva Porcentaje de Vacíos en el Agregado vs. Porcentaje de Asfalto

En cada gráfico se debe unir los puntos obtenidos mediante una curva promedio, procurando que todos los valores se ajusten a ella en forma adecuada.

Les presentamos también esta planilla Excel que les ayuda con el: Diseño de Mezclas Asfálticas - Método Marshall.

Esperamos que esta información relacionada con el Ensayo Marshall les sea de utilidad a todos los ingenieros civiles y estudiantes que nos visitan, para mayor información acerca el diseño de mezclas asfálticas por el método Marshall pueden ingresar a los enlaces indicados al principio de la publicación...esperamos sus comentarios...saludamos a toda la comunidad de ingeniería.

Ensayo Marshall Rating: 4.5 Diposkan Oleh: Ing. Civil