UNIVERSIDAD AUTONOMA “TOMAS FRIAS”

FACULTAD DE INGENIERIA
CARRERA DE INGENIERIA CIVIL

LABORATORIO DE CARRETERAS II
CIV – 325

Docente: Ing. Gerardo Rios

Auxiliar: Univ. Joel Efraín Vinchaca Castro

UNIV.: Mario Mamani Atto

C.I.: 8552485

N° De Ensayo “2”

Ensayo: Peso Específico de Materiales Bituminosos

FECHA De Entrega: P/05/Abril/2019

Potosí-Bolivia
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INDICE

1. Introducción

2. Objetivos

2.1. Objetivo General

2.2. Objetivo Especifico

3. Norma a Usar

4. Marco Teórico

5. Materiales y Equipo

5.1. Equipos

5.2. Materiales

6. Procedimiento

7. Cálculos y Resultados

8. Imágenes de Ensayo

9. Conclusión y Recomendaciones

10. Bibliografía

11. Anexos - CD

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Peso Específico de
Materiales Bituminosos

1. Introducción

El peso específico de cualquier material u objeto es la relación existente que hay

entre su masa y el volumen ocupado. Es igual de importante conocer la densidad o
el peso específico del cemento asfaltico, es un producto bituminoso semi – sólido a
temperatura ambiente ,preparado a partir de hidrocarburos naturales mediante un
proceso de destilación, el cual contiene una proporción muy baja de productos
volátiles, posee propiedades aglomerantes y es esencialmente soluble en
tricloroetileno

2. Objetivos

2.1. Objetivo General

 Determinar y calcular el porcentaje que se expande y se contrae el

material bituminoso.
 Determinar la relación del peso de un volumen dado del material a una
temperatura dada.
2.2. Objetivo Especifico

 Determinar el método a utilizar en el ensayo de Peso Específico de

materiales bituminosos.
 Aprender a realizar de manera correcta el ensayo de Peso Específico de
materiales bituminosos.

3. Norma a Usar

Este método de ensayo está basado en las Normas ASTM D 70 - 75, AASHTO
T 228 - 90.

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 ASTM D 70-75 Método De Prueba Estándar Para La Densidad De Los

Materiales Bituminosos Semisólidos (Método Del Picnómetro).
 AASHTO T 228-90 Método De Prueba Para La Gravedad Específica De
Los Materiales De Asfalto Semisólido.

4. Marco Teórico

EL peso específico, que es el vínculo existente entre el peso de una cierta

sustancia y el volumen correspondiente.

El peso específico, por lo tanto, es el peso de una sustancia por unidad de

volumen. La densidad, por otra parte, refiere a la masa de una sustancia por unidad
de volumen y se obtiene a través de la división de una masa conocida del material
en cuestión por su volumen.

El peso específico del cemento asfaltico no se indica normalmente, en las

especificaciones de la obra. De todas maneras, hay dos razones importantes por
las cuales se debe conocer el peso específico de cemento asfaltico usado.

El asfalto se expande cuando es calentado y se contrae cuando se enfría. Esto

significa que el volumen esto significa que el volumen de una cierta cantidad de
cemento asfaltico será mayor a altas temperaturas. Las medidas de peso
específico proveen un patrón para efectuar correcciones de temperatura-volumen

El peso específico de un asfalto es esencial en la determinación del porcentaje de

vacíos de un pavimento compactado.

CEMENTOS ASFÁLTICOS: Los Cementos Asfálticos se presentan como una masa

negra y brillante, cuya consistencia varía con la temperatura. Se clasifica según su
Viscosidad Absoluta medida a 60°C y expresada en poise. Provienen de la fracción
pesada de la destilación del petróleo crudo. Es también elemento base para la
fabricación de asfaltos cortados y emulsiones.

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PROPIEDADES: El Cemento Asfáltico es un ligante flexible, impermeable y

duradero. Mediante la aplicación de calor disminuye su viscosidad, permitiendo
mezclarse con agregados pétreos, obteniéndose así una mezcla cuyas excelentes
características han permitido un alto desarrollo tecnológico de su utilización en la
ingeniería vial.

APLICACIONES.- Es un ligante y/o aglomerante de excelentes características, de

aplicación en caliente con agregados pétreos. Esta mezcla se utiliza normalmente
en pavimentos de alta calidad. Se puede utilizar además como relleno de junturas
de dilatación o grietas de pavimentos de hormigón, o como sello de grietas en
pavimentos de asfalto.

RENDIMIENTOS

• En el caso de mezclas para pavimentos normalmente se usa Cemento Asfáltico

de

Viscosidad CA-24. El rendimiento varía entre 4% a 6% del peso seco del agregado
dependiendo principalmente del tipo de superficie, volumen de tránsito, tipo de
proyecto y material granular que se utiliza.

• Para relleno de juntas de dilatación y grietas en pavimentos de hormigón o como

sello de grietas en pavimentos asfálticos, se recomienda ver ficha técnica de
Latiflex.

Los cementos asfálticos se designan por las letras CA, y se elaboran a partir de
una combinación de asfaltos refinados de consistencia apropiada para trabajos de
pavimentación. Se clasifican según su grado de dureza o consistencia, lo cual se
mide a través de un ensaye de penetración en décimas de milímetros. Es así como
podemos distinguir los tipos CA 40-50, CA 60-70, CA 85-1 00, CA 120-150, entre
otros.

Características o propiedades deseables del cemento asfáltico:

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Para los estudios técnicos y la construcción hay tres características o propiedades

del asfalto importantes a considerar:

CONSISTENCIA: Para caracterizar a los asfaltos es necesario conocer su

consistencia a distintas temperaturas, puesto que son materiales termoplásticos
que se licúan gradualmente al calentarlos. Consistencia es el término usado para
describir el grado de fluidez o plasticidad del asfalto a cualquier temperatura dada.
Para poder comparar la consistencia de un cemento asfáltico con la de otro, es
necesario fijar una temperatura de referencia.

Si se expone al aire el cemento asfáltico en películas delgadas y se le somete a un

calentamiento prolongado, como por ejemplo en las mezclas con agregado pétreo,
el asfalto tiende a endurecerse y aumentar su consistencia. Se permite un
aumento limitado de ésta, por lo cual un control no adecuado de la temperatura y
del mezclado puede provocar un daño al cemento asfáltico, tanto como el servicio
en el camino terminado.

Comúnmente, para especificar y medir la consistencia de un asfalto para

pavimento, se usan ensayos de viscosidad o de penetración.

PUREZA: El cemento asfáltico se compone casi enteramente de betunes, los

cuales por definición, son solubles en bisulfuro de carbono. Los asaltos refinados
son, generalmente, más del 99,5 % solubles en bisulfuro de carbono y por lo tanto,
casi betunes puros. Las impurezas son inertes o insolubles, si existieran.
Normalmente el cemento asfáltico, cuando sale de la refinería, está libre de
humedad, pero puede haberla en los tanques de transporte. Si hay agua
inadvertida, ésta provoca espumas cuando se calienta por encima de los 100 ºC
(212 ºF).

SEGURIDAD: La espuma puede constituir un riesgo para la seguridad, por lo tanto

las normas requieren que el asfalto no forme espuma hasta temperaturas de 175
ºC (347 ºF). El cemento asfáltico, si se le somete a temperaturas suficientemente
elevadas, despide vapores que arden en presencia de una chispa o llama. La

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temperatura a que esto ocurre, normalmente es más elevada que la de trabajo en

obras de pavimentación. Sin embargo, para tener la certeza de que existe un
adecuado margen de seguridad, se debe conocer el punto de inflamación del
asfalto, lo que será estudiado en los próximos capítulos.

Caracterización de los Cementos Asfálticos

En la Argentina los cementos asfálticos se especifican por intermedio de su

penetración de acuerdo a la norma IRAM 6604. Desde hace 25 años que en los
EEUU, los mismos se especifican de dos maneras diferentes: penetración o
viscosidad. Si bien todavía no es requerido específicamente por las Vialidades o
Concesionarios Viales, las tendencias de requerimientos de las empresas han
llevado durante los últimos años a la exigencia de medir la viscosidad de los
cementos asfálticos.

5. Materiales y Equipo

5.1. Equipos

- PICNOMETRO CONICO : Recipiente

de vidrio de forma cilíndrica o cónica,
con boca esmerilada en la cual debe
ajustar exactamente y sin fugas, un
tapón de vidrio de 22 mm a 26 mm
de diámetro, en el centro del cual
llevara un orificio de 1.0 a 2.0 mm de
diámetro. La superficie superior del
tapón será plana y pulida, y la inferior
tendrá forma cóncava para facilitar la
expulsión de aire del picnómetro, el cual tendrá una capacidad de 24 ml a
30 ml y un peso incluido el tapón, no superior a 40 gr. La altura de la
sección cóncava debe ser de 4.0 mm a 6 mm en el centro.

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- RECIPIENTE O VASO PRECIPITADO: De forma baja y de boca ancha de

600 ml de capacidad. Un vaso de precipitado es un recipiente cilíndrico de
vidrio borosilicatado fino que se utiliza muy comúnmente en el laboratorio,
sobre todo, para preparar o calentar sustancias y traspasar líquidos. Son
cilíndricos con un fondo plano; se les encuentra de varias capacidades,
desde 1 ml hasta de varios litros. Normalmente son de vidrio, de metal o
de un plástico en especial y son aquéllos cuyo objetivo es contener gases
o líquidos. Tienen componentes de teflón u otros materiales resistentes a
la corrosión.

- BAÑO DE AGUA MARIA: El termostato electrónico de baño de agua es

un dispositivo flexible, compacto y potente para regular la temperatura de
refractómetros, polarímetros y otros dispositivos de laboratorio. Dadas sus

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pequeñas dimensiones, no ocupa casi espacio en los laboratorios. Debido

al lugar la práctica la realizamos con la ayuda de una hornilla eléctrica

- TERMOMETRO: Los termómetros generalmente utilizados son de 100°C

pero puede emplearse cualquier otro termómetro con la misma precisión,
el rango apropiado con gradaciones de por lo menos cada 0.1 °C (0.2°C) y
un error máximo de escala de 0.1°C (0.2°C) de acuerdo con las
especificaciones de la A.S.T.M. y que estén calibrados.

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- BALANZA DIGITAL: Con capacidad de 500 gr y una precisión de 0.1 gr.

- AGUA DESTILADA O DESIONIZADA: El agua destilada es aquella

sustancia cuya composición se basa en la unidad de moléculas de H2O y
ha sido purificada o limpiada mediante destilación.

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5.2. Materiales

El material de cemento asfaltico denominado también material bituminoso, este

será el principal elemento de la práctica del cuales determinaremos algunas de
sus características propias.

6. Procedimiento

PREPARACION DE EQUIPO.
a) Se debe llenar el vaso precipitado con agua destilada hasta un nivel tal,
que cuando se sumerja picnómetro, la parte superior de este diste más
de 40mm de la superficie.
b) Una vez justada la temperatura del bañose sumerge parcialmente el
vaso en el baño, debiendo quedar su boca por encima de la superficie y
su fondo a una profundidad no menor de 100 mm, sujetándolo
firmemente en esta posición.
CALIBRACION DEL PICNÓMETRO
a) Se debe tener el picnómetro totalmente limpio además del tapón, medir la
masa del picnómetro vacio en la balanza digital y designar ese dato como A.
b) Llenamos el picnómetro con agua destilada y se lo tapa con sumo cuidado sin
apretarlo, luego sumergimos el picnómetro en el baño de agua maría

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c) El picnómetro debe estar dentro del baño de agua durante 30 minutos como
mínimo, cabe hacer notar que en el ensayo solo reposo por 10 minutos.
d) Se debe sacar el picnómetro con mucho cuidado e inmediatamente se seca
toda la humedad superficial con un paño seco y suavemente solo una vez.
e) Llévanos el picnómetro a la balanza digital y se determina su masa, la masa
del picnómetro más aguas lo designamos como B.

Nota 1: Se deben tomar las precauciones necesarias para que los equipos y agua estén a la temperatura de ensayo, y
para evitar derrames del picnómetro.
Nota 2: La temperatura de ensayo debe ser igual a la temperatura de calibración del picnómetro.

PREPARACION DE LA MUESTRA, PARA CEMENTOS ASFALTICOS

a) Calentamos con cuidado la muestra, agitándola para evitar q se
sobrecaliente y que tengan grumos, se debe tener cuidado que la
muestra debe estar lo suficientemente fluida.
b) La temperatura de la muestra no debe exceder los 56°C, tampoco se
debe calentar por más de 60 minutos con un mechero y se debe evitar
que queden burbujas dentro de la muestra.
c) Vertemos una cantidad de ¾ del picnómetro de la muestra de cemento
asfaltico dentro del picnómetro, este debe estar seco y limpio y también
atemperado, se debe tener el cuidado de no hacer contacto con las
paredes del picnómetro.
d) Pesamos el picnómetro con la muestra y el tapón puesto, a este dato lo
designamos como C.
e) Después de pesar el sistema se verte agua destilada en el picnómetro
llegando al tope del mismo, posteriormente y con sumo cuidado lo
ponemos al baño de agua maría, el agua debe estar a la temperatura
requerida en el ensayo.
f) El picnómetro debe permanecer dentro del baño de agua durante un
tiempo no menor a los 30 minutos, luego se debe sacar el picnómetro y
se seca teniendo en cuenta las recomendaciones anteriormente vertidas,
se determina la masa del picnómetro más la muestra y el agua
denominado D.

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7. Cálculos y Resultados

Datos Obtenidos

TEMPERATURA DEL ENSAYO 25 °C Promedio

A PESO DEL PICNOMETRO + TAPA 36.89 36.84 36.865 gr

B PESO DEL PICNOMETRO + TAPA + AGUA 60.03 60 60.015 gr

C PESO DEL PICNOMETRO + TAPA + MUESTRA 55.20 55.16 55.18 gr

D PESO DEL PICNOMETRO + TAPA + MUESTRA+ AGUA 62.16 62.13 62.145 gr

FORMULAS Y CÁLCULOS

CALCULO DEL PESO ESPECÍFICO

C− A
PE=
( B− A )−( D−C )

Donde

A = Peso del picnómetro (incluido el tapón)

B = Peso del picnómetro con agua

C = Peso del picnómetro parcialmente lleno con asfalto

D = Peso del picnómetro con asfalto y más agua.

(C - A)= Peso de la muestra en gr.

(B – A)= Peso del agua (gr) que equivale al volumen del agua en ml.

(D – C)= Peso del agua (gr) que equivale al volumen del agua en ml.

(B – A) - (D – C)= Volumen de la muestra en ml o cm3.

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55.18−36.865
PE=
( 60.015−36.865 )−( 62.145−55.18 )

Así el peso específico será:

PE=1.1316 gr /cm 3

Calculo del Peso Específico corregido (peso unitario): El cual se calcula con la
siguiente expresión.

C− A
PE=
( B− A )−( D−C )
*k

Dónde:
A = Peso del picnómetro (incluido el tapón)
B = Peso del picnómetro con agua
C = Peso del picnómetro parcialmente lleno con asfalto
D = Peso del picnómetro con asfalto y más agua.
K = Factor de corrección 0.997077

55.18−36.865
PE= ∗0.997077
( 60.015−36.865 )−( 62.145−55.18 )

Así el peso específico corregido será:

PE=1.1283 gr /cm3

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8. Imágenes de Ensayo

El momento donde se preparó la muestra y se insta

baño maria y pesando el picnometro vacio y con agua Poniendo a temperatura el agua del pi
encima del picnometro despues del ba

Midiendo la temperatura del agua y calentando el cemento asfaltico para el ensayo

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icnometro

9. Conclusión y Recomendaciones

 Conclusiones

Con el procedimiento realizado concluimos que el peso específico del cemento

asfaltico con el que trabajamos es de:

Finalmente se peso el cemento asfaltico con el picno

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ρb =1.1316 gr /cm 3

Y el peso específico corregido es

ρb =1.1286 gr /cm 3

El resultado obtenido es satisfactorio ya que se encuentra dentro de los

estándares específicos de la muestra (0.93-1.13).
Por restricciones de laboratorio no contamos con el calentador de agua o
termostato lo cual nos dificulta la realización del ensayo, ya que para cada uno
de los procedimientos se tiene que tener un control minucioso de la temperatura
del sistema.

 Recomendaciones

Para evitar accidentes durante el ensayo es recomendable utilizar

guantes, secadores y otros objetos que se utilizaran durante el ensayo.
El agua destilada que se utilice debe ser hervida poco antes de la
prueba, con el objeto de extraerle el aire que contenga.
Al limpiar y secar superficialmente el picnómetro, debe evitarse aumentar
su temperatura con el calor de la mano, ya que podría originar que se
dilate y derrame su contenido.
Al llenar el picnómetro e insertar el tapón, debe eliminarse todas las
burbujas de aire.
Para tener un mejor control de la muestra y del sistema es conveniente
trabajar con el termostato, como en nuestro caso se trabajó con la
hornilla eléctrica es conveniente tener un minucioso control de la
temperatura del sistema y los tiempos con los que se trabajaran las
muestras.
Para efectuar la limpieza del picnómetro después del ensayo, es
conveniente calentarlo a no mas de 100º C hasta que casi todo el

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material pueda ser vaciado, para limpiarlo después con un paño suave.
Una vez que se haya enfriado el picnómetro se puede terminar su
limpieza con un disolvente apropiado, secando finalmente con otro paño.
La gasolina es un componente que ayuda a la limpieza de los equipos
diluyendo el cemento asfaltico

10. Bibliografía

 Hormigón Armado. P. Jiménez Montoya.

 Tecnología del Hormigón. Ing. Alfredo Arancibia Ch.
 Apuntes de la Materia Msc.Ing. Percy Oscar Gutiérrez
 https://books.google.com.bo
 www.wikipedia.com
11. Anexos - CD

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