Upload
others
View
6
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Dr. Pedro Limón Covarrubias
Universidad de GuadalajaraAsphalt Pavement Construction & Laboratories
TEMPERATURA DE COMPACTACIÓN
07/Marzo/2019
¿Es lo mismo?
Construction Compaction 7
Procceso típico de compactación
Paving Machine Vibratory Roller PneumaticRoller
Steel wheeledRoller
TemperatureZones
300° - 240°F 240° - 190°F 170 - 150°F
Construction Compaction 8
Definir el número de pasadas
Wid
th o
f m
at
Pass1
Pass 2
Make up Pass 5
Pass 3
Pass 4
This is a 5 pass pattern that provides 2 complete coverages.
Tiempo disponible para compactación
Una buena compactación necesitatemperatura
Construction Compaction 14
Rango de temperatura de compactación
185 °F(85 °C)
300 °F(150 °C)
Construction Compaction Equipment 15
75 m
15 m
Typical Rolling Zone
Pave
r
Density
High
Low
Density
Passing
1 2 43 5 6
Roller Passes
Verificar grado de compactación y espesor obtenido
QC/QA and Variability
Variability = variability + variability + variability
(QC/QA) (sampling) (test method) (mat./const.)
S2QC/QA = S2
s + S2t + S2
m/c
Velocidad del compactador
Temperatura y equipo de compactación
• La temperatura de compactación debe ser la especificada en la fórmula de trabajo (siempre por encima de los 130º C)
• El equipo de compactación debe trabajar en tándem y muy cerca de la pavimentadora
Densidad• Se debe hacer la extracción de 3 corazones por
cada 200 m. de tendido y verificar su densidad -ensayo destructivo-.
• Se debe verificar la densidad de manera frecuente con equipo nuclear o electromagnético -ensayo no destructivo-.
Densidad
• La mezcla asfáltica colocada y compactada debe cumplir con el 95% de grado de compactación como mínimo para que sea aceptada.
Sin embargo, el Asphalt Institute recomendaba 92%Gmm y últimamente 93 a 94%Gmm como mínimo.
Densidad
EFECTOS DE LA DURABILIDAD EN EL CONTROL DE CALIDAD
VARIACIÓN EN CONTENIDO DE ASFALTO
Efecto del contenido de betún
0
1000
2000
3000
4000
5000
5´5 (1%Menor) 6´5 (Óptimo) 7´5 (1%Mayor)
Contenido de betún (%)
Mó
du
lo r
esil
ien
te (
MP
a)
VARIACIÓN EN EL TIPO DE ASFALTO
Efecto del tipo de Betún
0
1000
2000
3000
4000
5000
PG 58-22 PG 64-22 PG 70-22 PG 76-22 PG 82-22
Tipo de betún
Mó
du
lo r
esil
ien
te (
MP
a)
VARIACIÓN EN LA COMPACTACIÓN
Efecto de la energía y temperatura de compactación
0
1000
2000
3000
4000
5000
40ºC menor 20ºC menor Temperatura
óptima
Temperatura de compactación
Mó
du
lo r
esil
ien
te (
MP
a)
35gpc
50 gpc
75 gpc
100 gpc
125gpc
VARIACIÓN EN LA COMPACTACIÓN
Módulo resiliente vs Densidad
35gpc 50gpc
75gpc100gpc
125gpc
75gpc
50gpc
35gpc
2000
2500
3000
3500
4000
2.100 2.150 2.200 2.250 2.300 2.350
Densidad (g/cm3)
Mó
du
lo r
es
ilie
nte
(MP
a)
40ºC menor Temp. óptima
Pedro Limón Covarrubias 31
Análisis experimental (I)
Composición de la mezcla:
• Contenido de ligante (A)
• El tipo de betún (B)
• La granulometría (C)
• El tamaño máximo de árido (D)
• El tipo de árido (E)
Pedro Limón Covarrubias 32
Análisis experimental (II)
Gráfico de probabilidad normal
B
AB
C
A0
20
40
60
80
100
-2000 -1000 0 1000 2000 3000 4000
Valor estimado
Po
rcen
taje
de p
rob
ab
ilid
ad
no
rmal
Pedro Limón Covarrubias 33
Análisis experimental (III)
Elaboración de la mezcla:
• Altura de probeta (A)
• Energía de compactación (B)
• Temperatura de compactación (C)
• Tipo de compactación (D)
Pedro Limón Covarrubias 34
Análisis experimental (IV)
Gráfico de probabilidad normal
D A C B
0
20
40
60
80
100
-300 -100 100 300 500 700 900
Valor estimado
Po
rcen
taje
de p
rob
ab
ilid
ad
no
rmal
Pedro Limón Covarrubias 35
Análisis experimental (V)
Ejecución del ensayo:
• Acondicionamiento de las probetas (A)
• Frecuencia de carga (B)
• Temperatura de ensayo (C)
Pedro Limón Covarrubias 36
Análisis experimental (VI)
Gráfico de probabilidad normal
C
0
20
40
60
80
100
-12000 -10000 -8000 -6000 -4000 -2000 0 2000 4000
Valor estimado
Po
rcen
taje
de p
rob
ab
ilid
ad
no
rmal
Pedro Limón Covarrubias 37
Análisis de testigos “Obra 3” (I)
0
1000
2000
3000
4000
5000
1.850 1.950 2.050 2.150 2.250 2.350 2.450
DENSIDAD (g/cm3)
MÓ
DU
LO
RE
SIL
IEN
TE
(M
Pa) TESTIGOS PROBETAS
Pedro Limón Covarrubias 38
Análisis de testigos “Obra 4” (II)
0
1000
2000
3000
4000
5000
1.850 1.950 2.050 2.150 2.250 2.350 2.450
DENSIDAD (g/cm3)
MÓ
DU
LO
RE
SIL
IEN
TE
(M
Pa) TESTIGOS PROBETAS
Pedro Limón Covarrubias 39
Análisis de testigos “Obra 5” (III)
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
1.850 1.950 2.050 2.150 2.250 2.350 2.450
DENSIDAD (g/cm3)
MÓ
DU
LO
RE
SIL
IEN
TE
(M
Pa) TESTIGOS PROBETAS
Pedro Limón Covarrubias 40
Análisis de testigos “Obra 7” (IV)
0
1000
2000
3000
4000
5000
1.850 1.950 2.050 2.150 2.250 2.350 2.450
DENSIDAD (g/cm3)
MÓ
DU
LO
RE
SIL
IEN
TE
(M
Pa) TESTIGOS PROBETAS
Pedro Limón Covarrubias 41
Análisis de testigos “Obra 10” (V)
0
1000
2000
3000
4000
5000
1.850 1.950 2.050 2.150 2.250 2.350 2.450
DENSIDAD (g/cm3)
MÓ
DU
LO
RE
SIL
IEN
TE
(M
Pa) TESTIGOS PROBETAS
Contenido de asfalto: 6.5%
Plan de trabajo:
Tipo de
asfalto
Temperatura de compactación º C
PG-70 145 125 105
PG-76 155 135 115
PG-82 160 140 120
4. ResultadosAsfalto No modificado (PG-70)
AC-20 (PG-70)
Modulo resilentes vs Temperaturas de compactación
75 golpes
100 golpes
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
80 100 120 140 160 180
Temperatura de compactación (ºC)
Mó
du
lo r
esilen
te (
Mp
a)
Asfalto Modificado (PG-76)
ASFALTO MODIFICADO (PG-76)
Modulo resilentes vs Temperaturas de compactación
75 golpes
100 golpes
0
1000
2000
3000
4000
5000
80 100 120 140 160 180
Temperatura de compactación (ºC)
Mó
du
lo r
esil
en
te (
Mp
a)
Asfalto Modificado (PG-82)
ASFALTO MODIFICADO (PG-82)
Modulo resilentes vs Temperaturas de compactación
75 golpes
100 golpes
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
80 100 120 140 160 180
Temperatura de compactación (ºC)
Mó
du
lo r
esil
en
te (
Mp
a)
Evaluación del % Densidad de referencia vs
Temperatura de Compactación
Temperatura de Compactación vs 95%Densidad de referencia
(México)
85
90
95
100
105
110
80 100 120 140 160 180
Temperatura de Compactación (ºC)
%C
om
pac
taci
ón
Mar
shal
l
AC-20 (PG-70)
Asfalto Modificado
(PG-76)
Asfalto Modificado
(PG-82)
5. Evaluación de resultados, mediante DISPAV-5
• Fallará cuando tenga un agrietamiento moderable.
• Nivel de confianza del 85%
• Eje equivalente = 8.2Ton
• Los valores de poisson en todas las capas y los módulos resilentes en las capas granulares fueron dados por el software, dependiendo a su VRS y características de cada capa
HMA10cms
20cms
15cms
30cms
Base granularVRS-100
Subbase granularVRS-40
SubrasanteVRS-20
TerraceriaVRS-5
Asfalto No Modificado (PG-70)
Ejes Equivalentes vs Temperatura de compactación
00.5
11.5
22.5
33.5
44.5
5
80 100 120 140 160
Temperatura de Compactación (ºC)
Mil
lon
es d
e E
jes E
qu
ivale
nte
s
Asfalto Modificado (PG-76)
Ejes Equivalentes vs Temperatura de compactación
1
2
3
4
5
6
7
8
80 100 120 140 160
Temperatura de Compactación (ºC)
Mil
lon
es d
e E
jes E
qu
ivale
nte
s
Asfalto Modificado (PG-82)
Ejes Equivalentes vs Temperatura de compactación
123456789
101112
80 100 120 140 160 180
Temperatura de Compactación (ºC)
Mil
lon
es d
e E
jes E
qu
ivale
nte
s
Comparativa tipo de asfalto-temperatura de
compactación-ejes equivalentes
Ejes Equivalentes vs Temperatura de compactación
Asfalto modificado
(PG-82)
Asfalto
modificado
(PG-76)AC-20 (PG-70)
123456789
101112
80 100 120 140 160 180
Temperatura de Compactación (ºC)
Mil
lon
es d
e E
jes E
qu
ivale
nte
s
Pedro Limón Covarrubias 52
Ley de fatiga de testigos de obra (I)
LEY DE FATIGA SOBRE PROBETAS FABRICADAS EN PLANTA Y SOBRE TESTIGOS DE
LA OBRA 3
y = 0.0032x-0.2929
R2 = 0.9813
y = 0.0034x-0.3088
R2 = 0.9854
0.00001
0.0001
0.001
1000 10000 100000 1000000
NÚMERO DE CICLOS
DE
FO
RM
AC
IÓN
UN
ITA
RIA
Testigos de Obra Probetas fabricadas en planta
Pedro Limón Covarrubias 53
Ley de fatiga de testigos de obra (II)
LEY DE FATIGA SOBRE PROBETAS FABRICADAS EN PLANTA Y SOBRE TESTIGOS DE
LA OBRA 5
y = 0.0044x-0.2587
R2 = 0.9694
y = 0.0029x-0.3494
R2 = 0.9765
0.00001
0.0001
0.001
1000 10000 100000 1000000
NÚMERO DE CICLOS
DE
FO
RM
AC
IÓN
UN
ITA
RIA
Testigos de obra Probetas fabricadas en planta
Pedro Limón Covarrubias 54
Cálculo de la vida del firme (III) Obra 3
Vida en millones de ejes equivalentes vs lugar de
ejecución de la mezcla
Mr = 3498 MPaMr = 3594 MPa
0
20
40
60
80
100
Probetas de planta Testigos de obra
Probetas vs Testigos
Mil
lon
es d
e e
jes
eq
uiv
ale
nte
s
Pedro Limón Covarrubias 55
Cálculo de la vida del firme (IV) Obra 5
Vida en millones de ejes equivalentes vs lugar de
ejecución de la mezcla
Mr = 1170 MPa
Mr = 4827 MPa
0
20
40
60
80
100
Probetas de planta Testigos de obra
Probetas vs Testigos
Mil
lon
es d
e e
jes
eq
uiv
ale
nte
s
Pedro Limón Covarrubias 56
Criterios de control (I)
Porcentaje de compacidad vs Módulo resiliente
para las variables de elaboración y composición
0
1000
2000
3000
4000
5000
85 90 95 100
Porcentaje de compacidad (%)
Mó
du
lo r
esil
ien
te (
MP
a)
PG 58-22
PG 64-22
PG 70-22
PG 76-22
PG 82-22
Calizo
Granito
Gran. Inferior
Gran. Superior
TMN 1/2"
TMN 1"
Pedro Limón Covarrubias 57
Criterios de control (II)
Módulo resiliente vs Módulo retenido para las
variables de elaboración y composición
0
1000
2000
3000
4000
5000
0 20 40 60 80 100
Módulo retenido (%)
Mó
du
lo r
esil
ien
te (
MP
a) PG 58-22
PG 64-22
PG 70-22
PG 76-22
PG 82-22
Calizo
Granito
Gran. Inferior
Gran. Superior
TMN 1/2"
TMN 1"
Pedro Limón Covarrubias 58
Criterios de control (III)
Porcentaje de compacidad vs Módulo retenido
para las variables de elaboración y composición
0
20
40
60
80
100
85 90 95 100
Porcentaje de compacidad (%)
Mó
du
lo r
ete
nid
o (
%)
Pedro Limón Covarrubias 59
Criterios de control (IV)
Pedro Limón Covarrubias 60
Verificación del control de calidad propuesto (I)
Pedro Limón Covarrubias 61
Verificación del control de calidad propuesto (II)
Control de calidad a partir de valores mínimos de relación entre módulos:
• Bonificación: Obra 3
• Aceptación: Obras 2, 4, 8, 10 y 11
• Penalización: Obras 1, 6 y 9
• Rechazo: Obras 5 y 7
Control de calidad a partir de valores mínimos de compacidad de acuerdo a Normativa Española:
• Aceptación: Obras 1, 2, 3, 4, 6, 10 y 11
• Penalización: Obras 7 y 8
• Rechazo: Obras 5 y 9
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
G 125/155°C G 125/135°C G 125/115°C G 165/115°C G 200/115°C
0°C
Mó
du
los
Din
ámic
os
Condiciones de Compactación
Asfalto Modificado
0.1Hz 1.0Hz 10Hz
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
G 125/155°C G 125/135°C G 125/115°C G 165/115°C G 200/115°C
20°C
Mó
du
los
Din
ámic
os
Condiciones de Compactación
Asfalto Modificado
0.1Hz 1.0Hz 10Hz
log𝐸∗ = 3.750063 + 0.02932 𝜌200− 0.001767 𝜌200
2 − 0.002841𝜌4
− 0.058097𝑉𝑎 − 0.802208𝑉𝑏𝑒𝑓𝑓
𝑉𝑏𝑒𝑓𝑓 + 𝑉𝑎
+3.871977 − 0.0021𝜌4 + 0.003958𝜌38 − 0.000017 𝜌38
2 + 0.005470𝜌34
1 + ℯ −0.603313−0.31335𝑙𝑜𝑔 𝑓 −0.393532𝑙𝑜𝑔 𝜂
R² = 0.9094
-5000
0
5000
10000
15000
20000
25000
0 5000 10000 15000 20000 25000
Mo
du
lo d
e L
abo
rato
rio
(E*
)
Ecuacion de Witczak
RELACION DE DATOS