1.
RESISTENCIA AL DAÑO INDUCIDO
EN MEZCLAS ASFÁLTICAS
(Tensión Diametral)
„ DEFINICIONES
„ MÉTODO DE ENSAYO ASTM D 4867-96.
„ MÉTODO DE ENSAYO AASHTO T 283-02.
„ DEMOSTRACIÓN EN EL LABORATORIO.

2.
DEFINICIONES
„ Durabilidad:
„ Resistir la acción abrasiva de las
cargas de tránsito, cambios
atmosféricos y envejecimiento del
cemento asfáltico
„ Espesor de recubrimiento adecuado
alrededor de las partículas de
agregado.
„ La mezcla es menos durable cuando se
pierde la adhesión asfalto-agregado
por efecto del agua.

3.
DEFINICIONES
EJE
DIAMETRAL
FUERZA
„ Tensión Diametral:
„ Ensayo para medir la
resistencia de cualquier
material aplicando una
fuerza en la dirección
diametral.

4.
DEFINICIONES
„ Saturación:
„ Llenar los vacíos de aire con agua y
el porcentaje esté dentro 55% y 80%.

5.
DEFINICIONES
„ Tensión Diametral Retenida:
„ Reducción de la resistencia a la tensión.
„ Comparación de la resistencia a la tensión de
especimenes recién moldeados y curados con la
resistencia a la tensión de especimenes duplicados
que han sido sumergidos en agua bajo condiciones
preescritas.
100
S
S
,%
TDR
a
sec
cond
×








=

6.
DEFINICIONES
„ Potencial al daño por humedad.
„ Determinar si el aditivo antidesnudante es efectivo.
„ Para determinar la dosificación del aditivo.

7.
NORMAS INTERNACIONALES
RELACIONADAS
„ ASTM D 4867-96.
„ AASHTO T 283-02.

8.
EQUIPO
„ COMPACTACIÓN:
„ Método Marshall.
„ Compactador
California.
„ Compactador
Giratorio.

9.
EQUIPO
„ BOMBA DE VACÍO
„ MANÓMETRO
„ CONTENEDOR

10.
EQUIPO
„ BALANZA:
„ Capacidad de 2 kg.
„ División de escala de 0,1
g, para pesar especimenes
moldeados.
„ Capacidad de 5 kg.
„ División de escala de 1,0
g, para dosificar baches de
mezcla.

11.
EQUIPO
„ BAÑOS DE AGUA:
„ Tres.
„ 1. Para tomar pesos
sumergidos.
„ 2. Mantener la temperatura
de 60 ± 1,0ºC (140 ± 2ºF)
por 24 horas.
„ 3. Mantener la temperatura
de 25 ± 1,0ºC (77 ± 2ºF).

12.
EQUIPO
„ GATO DE CARGA:
„ Igual al que se
utiliza en el
Ensayo Marshall.

13.
EQUIPO
„ MUELAS DE FALLA:
„ Radio de curvatura interno
del tamaño del espécimen
(ASTM).
„ El grosor de las muelas debe
ser 12.7 mm para un diámetro
de 101.6 mm (ASTM).
„ El grosor de las muelas debe
ser 19.05 mm para un
diámetro de 152.0 mm
(ASTM).
„ Conforme a la norma ASTM D
4123 (AASHTO).

14.
EQUIPO (AASHTO)

15.
OBJETOS DE ENSAYO
„ Número de especimenes:
„ Al menos 6.
„ 3 para ser ensayados secos.
„ 3 para ser ensayados después de ser saturados y
condicionamiento húmedo (ASTM).
„ 3 para ser ensayados después de una saturación parcial y
condicionamiento húmedo con un ciclo de congelación-
descongelación (AASHTO).
„ Es recomendable que dos especimenes adicionales para el grupo
de ensayo sean preparados para ensayar la saturación.

16.
OBJETOS DE ENSAYO
„ Preparación de especimenes:
„ Especimenes de 101.6 mm de diámetro y una altura de 63,5 ± 2,5
mm.
„ Especimenes de 150 mm de diámetro y una altura de 95 ± 5 mm
para cuando se utilizan agregados mayores a 25 mm.
„ En el punto 6.4 y 6.5 de la norma ASTM, explica cómo preparar
la adición de aditivo.
„ Después del mezclado, la mezcla debe ser colocada en una
bandeja enfriar a temperatura ambiente por 2 ± 0,5 h (AASHTO).
„ La mezcla debe ser colocada en un horno a 60 ± 3ºC (140 ± 5ºF)
para curar por 16 ± 1 horas (AASHTO).

17.
OBJETOS DE ENSAYO
„ Preparación de especimenes:
„ Después del curado, colocar la mezcla en un horno por 2 horas ±
10 minutos a la temperatura de compactación ± 3ºC (5ºF) antes
de la compactación (AASHTO).
„ Estabilizar la temperatura de mezclado de cada espécimen a la
temperatura de compactación requerida, en un contenedor
cerrado, en un horno por 1 a 2 horas (ASTM).
„ Compactar los especimenes a 7 ± 1% de vacíos de aire, o un nivel
de vacíos esperados en el campo al tiempo de la construcción
(ASTM).
„ La mezcla debe ser compactada a 7,0 ± 0,5 por ciento de vacíos
de aire (AASHTO).

18.
OBJETOS DE ENSAYO
„ Preparación de especimenes:
„ Para obtener estos niveles de vacíos se debe probar la mezcla en
estudio cambiando el nivel de compactación por prueba y error.
„ Después de sacarlos de los moldes, los especimenes deben ser
guardados por 24 ± 1 horas a temperatura ambiente.
„ En ambas normas se menciona el procedimiento para mezclas
producidas en planta.
„ La norma AASHTO expone un procedimiento para núcleos
extraídos del sitio de compactación.

19.
„ Pesar, medir y ensayar los especimenes (Gmt y Gbs).
„ Calcular el porcentaje de vacíos y el volumen de aire en cm3.
„ Separar los especimenes en dos grupos donde el promedio de
vacíos sea igual aproximadamente.
„ Almacenar el subgrupo a ser ensayado secos a temperatura
ambiente (ASTM).
„ Los especimenes secos deben ser envueltos con plástico o
colocados en bolsas de trabajo pesado, a prueba de filtraciones
(AASHTO).
PROCEDIMIENTO

20.
PROCEDIMIENTO
„ Precondicionamiento de especimenes (AASHTO):
„ Colocar el espécimen en el contenedor de vacío soportado un
mínimo de 25 mm (1 in.) sobre el fondo del contenedor con un
espaciador perforado.
„ Llenar el contenedor con agua potable a temperatura ambiente
de manera que el espécimen tenga al menos 25 mm (1 in.) de
agua sobre su superficie.
„ Aplicar un vacío de 13-67 kPa de presión absoluta (10-26 in. de
Hg de presión parcial) por un corto tiempo (aproximadamente 5
a 10 minutos).

21.
PROCEDIMIENTO
„ Precondicionamiento de especimenes (AASHTO):
„ Quitar el vacío y dejar el espécimen sumergido en agua por un
corto tiempo (aproximadamente 5 a 10 minutos).
„ Determinar la masa superficie saturada seca del espécimen
después de la saturación parcial (B’).
„ Calcular el volumen de agua absorbida (J’).
„ Determinar el grado de saturación (S’).
„ El grado de saturación debe estar entre 70 y 80 por ciento.
„ Si el grado de saturación es más de 80 por ciento el espécimen
ha sido dañado y debería de ser descartado.

22.
PROCEDIMIENTO
„ Precondicionamiento de especimenes (AASHTO):
„ Cubrir cada espécimen saturado al vacío firmemente con una
película de plástico.
„ Colocar cada espécimen envuelto en una bolsa plástica
conteniendo 10 ± 0,5 ml de agua, y sellar la bolsa.
„ Colocar las bolsas de plástico conteniendo los especimenes en
un congelador a una temperatura de –18 ± 3ºC (0 ± 5ºF) por un
mínimo de 16 horas.
„ Colocar los especimenes en un baño de agua con agua potable a
60 ± 1ºC (140 ± 2ºF) por 24 ± 1 horas.
„ Tan pronto como sea posible después de colocarlos en el baño
de agua, quitar la bolsa de plástico y la película de cada
espécimen.

23.
PROCEDIMIENTO
„ Precondicionamiento de especimenes (AASHTO):
„ Tan pronto como sea posible después de colocarlos en el baño
de agua, quitar la bolsa de plástico y la película de cada
espécimen.
„ Después de 24 ± 1 horas en el baño de agua a 60 ± 1ºC (140 ±
2ºF), sacar los especimenes, y colocarlos en un baño de agua a
25 ± 0,5ºC (77 ± 1ºF) por 2 horas ± 10 minutos.
„ No más de 15 minutos deberían ser requeridos para que el baño
de agua alcance 25 ± 0,5ºC (77 ± 1ºF).

24.
PROCEDIMIENTO
„ Precondicionamiento de especimenes (ASTM):
„ Parcialmente saturar el subgrupo a ser condicionado en
humedad con agua destilada a temperatura ambiente utilizando
una cámara de vacío.
„ Aplicar un vacío parcial como 70 kPa o 525 mm Hg (20 in de Hg)
por un tiempo corto como 5 minutos.
„ Determinar el volumen de la saturación parcial del espécimen.
„ La saturación de agua debe estar entre 55 y 80% del volumen
de aire.
„ Si el volumen de agua es mayor a 80%, el espécimen ha sido
dañado y es descartado.

25.
PROCEDIMIENTO
„ Precondicionamiento de especimenes (ASTM):
„ Condicionar en humedad los especimenes parcialmente
saturados por inmersión en agua destilada a 60 ± 1.0ºC (140 ±
1.8ºF) por 24 h.
„ En una nota mencina el procedimiento para el caso de un
acondicionamiento de congelamiento-descongelamiento.
„ Ajustar la temperatura del subgrupo condicionado en humedad
por medio de inmersión en el baño de agua por 1 h a 25 ± 1ºC
(77 ± 1.8ºF).
„ Medir la altura del subgrupo condicionado en humedad.
„ Determinar la absorción de agua y el nivel de saturación.

26.
PROCEDIMIENTO
„ Precondicionamiento de especimenes (ASTM):
„ Un nivel de saturación excediendo 80% es aceptable.
„ Determinar el hinchamiento de la saturación parcial del
espécimen.

27.
PROCEDIMIENTO
„ Falla de los especimenes:
„ Los especimenes secos luego deben ser colocados en un baño de
agua a 25 ± 0,5ºC (77 ± 1ºF) durante 2 horas ± 10 minutos
(AASHTO).
„ Ajustar la temperatura del subgrupo seco por medio de
inmersión en el baño de agua por 20 min a 25 ± 1.0ºC (77 ±
1.8ºF) (ASTM).
„ Determinar la resistencia a la tensión a 25 ± 1.0ºC (77 ± 1.8ºF)
de los dos subgrupos.
„ Sacar el espécimen del baño de agua a 25 ± 0,5ºC (77 ± 1ºF), y
determinar el grosor (t’) (AASHTO).

28.
PROCEDIMIENTO
„ Falla de los especimenes:
„ Sacar el espécimen del baño de agua a 25 ± 0,5ºC (77 ± 1ºF), y
determinar el grosor (t’) (AASHTO).
„ Colocar el espécimen en el equipo de carga y posicionar las
muelas de carga de tal modo que estén paralelas y centradas al
plano diametral vertical.
„ Aplicar una carga diametral a 50 mm/min (2 in/min) hasta que
la carga máxima es alcanzada, y anotar la máxima carga.
„ Continuar cargando hasta que el espécimen se fracture. Romper
el espécimen abrir y visualmente estimar y anotar el nivel de
daño por humedad, si hay.

29.
PROCEDIMIENTO
„ Falla de los especimenes:
„ Inspeccionar todas las superficies, incluyendo las caras
fracturadas, para evidenciar la fractura o agregados
resquebrajados, que pueden influenciar los resultados de
ensayo, y anotar las observaciones.
„ Según la norma AASHTO, hay que darle una calificación en una
escala de “0” a “5” (con “5” siendo el más desnudado).

30.
CÁLCULO DE RESULTADOS
„ Volumen de vacíos de aire:
100
Vol
Vacíos
%
Vaire
×
=
„ Volumen de agua absorbida:
o
sec
W
'
Wsss
Volaabs −
=
„ %Saturación:
aire
aabs
Vol
Vol
100
Sat
%
×
=

31.
CÁLCULO DE RESULTADOS
„ Resistencia a la Tensión Diametral:
tD
P
2000
St
π
=
„ Pérdida de la Resistencia a la
Tensión:
100
S
S
TSR
o
sec
cond
×








=

32.
REPORTE DE RESULTADOS
„ El número de especimenes de cada grupo.
„ El promedio de vacíos de aire de cada subgrupo.
„ Promedio del nivel de saturación después de la saturación
parcial y después del acondicionamiento en humedad
(ASTM).
„ Promedio del hinchamiento después de la saturación parcial
y después del acondicionamiento en humedad (ASTM).
„ Resistencia a la tensión de cada espécimen de cada
subgrupo.
„ Relación de la resistencia a la tensión.
„ Resultados del estimado visual de daño por humedad
observado cuando el espécimen se ha fracturado.
„ Resultados de las observaciones del agregado fracturado.

33.
PRECISIÓN Y EXACTITUD
(ASTM)
„ Un solo operador:
„ Desviación estándar: 55 kPa.
„ Diferencia entre dos resultados:
159 kPa.
„ Diferentes operadores:
„ Desviación estándar: 8%.
„ Diferencia entre dos resultados:
23%.