Partes de Chancadora

8/19/2019 Partes de Chancadora

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Universidad Austral de ChileFacultad de Ciencias de la Ingeniería

Escuela de Ingeniería en Construcción

“IMPLEMENTACIÓN DE CHANCADORES DEIMPACTO EN LA PRODUCCIÓN DE GRAVILLAS

PARA USO EN CONCRETOS ASFÁLTICOS DERODADURA”

Tesis para optar al título de:Ingeniero Constructor.

Profesor Patrocinante:Sr. Adolfo Montiel M.Ingeniero Constructor.

SANTOS PATRICIO DELGADO LARA VALDIVIA - CHILE

2011


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ÍNDICE

RESUMEN

SUMMARY

INTRODUCCIÓN

OBJETIVOS

CAPÍTULO I GENERALIDADES 1

1.1.-Definición y clasificación de áridos. 1

1.1.1.-Según el origen de la roca. 1

1.1.2.-Según el tipo de partículas. 1

1.1.3.-Según el tamaño de las partículas. 2

1.1.4.-Según las características de las partículas. 2

1.2.- Requisitos. 2

1.2.1.-Fracción Gruesa. 2

1.2.2.-Fracción Fina. 3

1.2.3.-Granulometría Semidensa. 3

1.3.- Definición cemento asfáltico (CA). 3

1.3.1-Transporte y almacenamiento. 5

CAPÍTULO II ETAPAS Y EQUIPOS DE CHANCADO 6

2.1.- Chancador del tipo mandíbula. 6

2.1.1.- Principios de operación. 6

2.1.2.- Elementos estructurales. 7

2.1.3.- Elementos de desgaste. 8

2.1.4.- Regulación. 8

2.2.- Chancador del tipo cono. 9


2.2.2.-Elementos estructurales. 10


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2.2.3.- Regulación. 10

2.3.-Chancador del tipo impacto. 10


2.3.2.- Elementos estructurales. 12

2.3.3.- Elementos de desgaste. 14

CAPÍTULO III METODO DE DISEÑO MARSHALL (LNV 47) 15

3.1.- Cálculos. 16

3.1.1.- Cálculo de la densidad real seca ponderada de la mezcla de agregados. 16

3.1.2.- Cálculo de la densidad efectiva del agregado. 16

3.1.3.- Cálculo del porcentaje de asfalto absorbido. 17

3.1.4.- Cálculo de la densidad máxima de la mezcla para distintos contenido

de asfalto. 17

3.1.5.- Contenido de asfalto útil. 18

3.1.6.- Cálculo de los vacíos en el agregado mineral. 18

3.1.7.- Cálculo del porcentaje de huecos de aire en la mezcla. 18

3.1.8.- Cálculo del porcentaje de huecos llenos con asfalto. 19

3.1.9.- Acondicionamiento de los datos. 19

3.1.10.- Determinación del contenido óptimo de asfalto para capa de rodadura. 20

CAPÍTULO IV PLANTAS DE PRODUCCIÓN DE ÁRIDOS Y DE MEZCLA

ASFÁLTICA 21

4.1.- Instalaciones planta de chancado. 21

4.1.1.- Equipos y accesorios. 22

4.1.1.1.- Grupo electrógeno. 22

4.1.1.2.- Chancadores. 22

4.1.1.3.- Criba. 23


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4.1.1.4.- Cintas transportadoras. 25

4.1.2.- Distribución y funcionamiento en conjunto de los equipos y accesorios. 25

4.2.- Instalaciones planta asfalto. 29

4.2.1.- Equipos y accesorios. 29

4.2.1.1.- Tolvas. 29

4.2.1.2.- Tambor secador y mezclador. 30

4.2.1.3.- Estanque contenedor de cemento asfáltico. 30

4.2.1.4.- Colector de polvos. 31

4.2.1.5.- Silo. 32

4.2.1.6.- Caseta de control. 32

4.2.2.- Funcionamiento en conjunto de los equipos. 33

CAPÍTULO V ANÁLISIS TÉCNICO - ECONÓMICO 36

5.1.-Análisis técnico de los diseños. 36

5.1.1.-Procesamiento de la información. 40

5.1.1.1.- Caso I, mezcla elaborada con áridos sometidos a tratamiento terciario.42

5.1.1.2.- Caso II, mezcla elaborada con áridos sin ser sometidos a tratamiento

terciario. 46

5.1.1.3.-Análisis de parámetros marshall de los diseños de concretos asfálticos

de rodadura para los casos I y II. 50

5.1.1.4.- Densidades testigos de mezcla elaborada con áridos sometidos a

tratamiento terciario. 52

5.1.1.5.- Densidades testigos de mezcla elaborada con áridos sin ser sometidos

a tratamiento terciario. 53

5.2.-Análisis económico. 54

5.2.1.-Cálculo de la potencia por equipos para procesos primario y secundario. 54


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5.2.2.-Cálculo de la potencia por equipos para proceso terciario. 54

5.2.3.-Cálculo por m³ de parámetros que inciden en la producción de áridos. 54

5.2.4.-Comparación de costos de producción entre procesos primario+secundario y

primario+secundario+terciario. 55

5.2.5.-Cálculo por m³ de parámetros que inciden en la producción de mezcla. 56

5.2.6.-Comparación de costos de producción por m³ de concretos asfálticos. 56

CONCLUSIONES 57

BIBLIOGRAFÍA 60

Índice de Tablas.

Tabla Nº1. Requistos para la fracción gruesa. 2

Tabla Nº2. Requistos para la fracción fina. 3

Tabla Nº3. Granulometría banda IV - A - 12. 3

Tabla Nº4. Cementos asfálticos utilizados en Chile. 5

Tabla Nº5. Características de los áridos. 36

Tabla Nº6. Características de la mezcla de diseño. 37

Tabla Nº7. Parámetros marshall. 38

Tabla Nº8. Características de la mezcla de trabajo. 39

Tabla Nº9. Coordenadas eje X. 40

Tabla Nº10. Rectas paralelas al eje Y. 41

Tabla Nº11. Granulometrías con chancador de impacto. 42

Tabla Nº12. Datos a graficar. 43

Tabla Nº13. Granulometrías sin chancador de impacto. 46

Tabla Nº14. Datos a graficar. 47

Tabla Nº15.Densidades testigos, mezcla caso I. 52

Tabla Nº16.Densidades testigos, mezcla caso II. 53


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Tabla Nº17. Consumo de los equipos planta 1ª+2ª. 54

Tabla Nº18. Consumo de los equipos planta 3ª. 54

Tabla Nº19. Costo de los equipos, suministros y mano de obra por m³. 54

Tabla Nº20. Comparación de costos de producción por m³. 55

Tabla Nº21. Rendimiento de los tamaños por cada m³ producido. 55

Tabla Nº22-A. Cálculo del costo de cada tamaño de árido por m³. 55

Tabla Nº22-B. Cálculo del costo de cada tamaño de árido por m³. 55

Tabla Nº23. Costo de los equipos, suministros y mano de obra por m³. 56

Tabla Nº24. Comparación de costos de producción de C.A.R. por m³. 56

Índice de Figuras.

Fig. Nº1. Destilación fraccionada del crudo. 4

Fig. Nº2. Chancador del tipo mandíbula. 6

Fig. Nº3. Cámara de trituración. 7

Fig. Nº4. Tipos de placas móviles. 7

Fig. Nº5. Esquema de funcionamiento del chancador. 8

Fig. Nº6. Tipos de placas. 8

Fig. Nº7. Chancador del tipo cono. 9

Fig. Nº8. Interior del chancador. 9

Fig. Nº9. Partes principales. 10

Fig. Nº10. Chancador del tipo impacto. 11

Fig. Nº11. Funcionamiento del chancador. 12

Fig. Nº12. Partes principales. 12

Fig. Nº13. Regulación del flujo de alimentación. 13

Fig. Nº14. Interior del rotor. 13

Fig. Nº15. Piezas que sufren desgaste. 14

Fig. Nº16. Aislamiento de la planta. 21


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Fig. Nº17. Grupo electrógeno. 22

Fig. Nº18. Equipos de chancado primario y secundario. 23

Fig. Nº19. Mallas clasificadoras de áridos en el interior de la criba. 24

Fig. Nº20. Criba. 24

Fig. Nº21. Chancador de cono y cintas. 25

Fig. Nº22. Distribución de las plantas en el sitio. 26

Fig. Nº23. Circulación del flujo material tolva-mandíbula-cinta-criba-cinta. 26

Fig. Nº24. Circulación del flujo material cinta-cono-cinta. 27

Fig. Nº25. Planta terciaria, flujo tolva-cinta-impacto-cinta-criba-cintas. 27

Fig. Nº26. Rotor en el interior del chancador de impacto. 28

Fig. Nº27. Circulación del material en la planta terciaria. 28

Fig. Nº28. Tolvas contenedoras de distintos tipos de áridos. 29

Fig. Nº29. Tambor secador y mezclador de áridos. 30

Fig. Nº30. Estanque contenedor de cemento asfáltico (CA-24). 31

Fig. Nº31. Colector de polvos. 31

Fig. Nº32. Silo de almacenamiento de mezcla asfáltica en caliente. 32

Fig. Nº33. Distribución de los equipos de la planta de mezcla asfáltica. 33

Fig. Nº34. Flujo de los áridos desde las tolvas hacia el secador-mezclador. 34

Fig. Nº35. Inyección de CA-24 y reincorporación de finos al mezclador. 34

Fig. Nº36. Mezcla proveniente del mezclador hacia el silo. 35

Fig. Nº37. Curva granulométrica caso I. 44

Fig. Nº38. Contenido óptimo de asfalto caso I. 45

Fig. Nº39. Curva granulométrica caso II. 48

Fig. Nº40. Contenido óptimo de asfalto caso II. 49


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RESUMEN

En esta tesis, se demuestran las ventajas obtenidas al utilizar concretos asfálticos de

rodadura que son elaborados con áridos a lo cuales se les incorpora un proceso adicional de

chancado en su producción. Para esto se realizó una comparación entre diseños en los que se

utilizaron gravillas producidas a través de un chancador primario y secundario con otros

diseños en los cuales las gravillas se trataron de manera adicional por un chancador terciario,

específicamente un chancador de impacto. Al finalizar éste trabajo de tesis se concluyó que la

utilización de este tipo de chancador terciario es una solución que mejora las propiedades de la

mezcla asfáltica y reduce costos en el proceso de producción.

SUMMARY

In this thesis, we demonstrate the advantages gained by using rolling asphalt concrete

that are made with aggregates to which they incorporate an additional process of crushing in

its production. For this comparison was made between designs that were used gravel produced

through a primary crusher and secondary to other designs in which the gravels were treated

additionally by a tertiary crusher, specifically an impact crusher. At the end of this thesis is

concluded that the use of such tertiary crusher is a solution that improves the properties of the

asphalt mix and reduce costs in the production process.


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INTRODUCCIÓN

El chancado es un proceso de reducción de tamaños de partículas en el que interviene

una serie de equipos y técnicas de montaje, que permite obtener una variedad de productos de

características determinadas según su utilización final. En éste caso de estudio la utilización

final se enfoca a la aplicación de estos productos en mezclas asfálticas en caliente, en

particular el concreto asfáltico de rodadura.

En la producción de áridos es relevante conocer el funcionamiento de los equipos con

el fin de mejorar la calidad del producto y reducir los costos de producción. Los principales

equipos utilizados son chancadores del tipo mandíbula, cono e impacto. En general el

chancador de mandíbula participa en el proceso de reducción primario, el chancador de cono

en el proceso secundario y el chancador de impacto en el terciario.

Para el desarrollo de esta tesis fue necesario recopilar información de dos obras en

particular en las cuales se tuvo que producir y colocar las mezclas asfálticas que son objeto de

estudio. Para realizar la comparación entre diseños se vivió una experiencia en una de estas

obras, pasando gran tiempo en una planta de chancado y una planta de mezcla asfáltica,

dependencias que son necesarias para la ejecución de una obra.

Al finalizar esta investigación se pretende entregar información útil para la producción

de áridos y de mezcla asfáltica en caliente utilizada en la ejecución de un proyecto en el

ámbito de Obras Viales.


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OBJETIVOS

Objetivo general.

• Determinar el beneficio técnico-económico de la incorporación de un proceso adicional

de chancado en la producción de gravillas para concretos asfálticos de rodadura.

Objetivos específicos.

•

Comparar diseños de concretos asfálticos de rodadura que han sido elaborados con

gravillas producidas con y sin chancador de impacto.

• Evaluar el beneficio técnico de la implementación de un chancador de impacto.

• Evaluar el beneficio económico de la implementación de un chancador de impacto.


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CAPÍTULO I GENERALIDADES

En este capítulo se hace una descripción de los principales componentes que forman

parte del concreto asfáltico de rodadura, como lo son los agregados pétreos y el cemento

asfáltico.

1.1.-Definición y clasificación de áridos.

Se define a los áridos como materiales pétreos que están compuestos de partículas

duras de forma y de tamaño estables, los cuales se clasifican de la siguiente manera:

1.1.1.-Según el origen de la roca.

I. Ígnea.

Se forman producto del enfriamiento y posterior solidificación del magma.

II. Metamórfica.

Se forman a partir de otras rocas sin que exista un cambio de estado en la composición

química o mineral de la roca.

III. Sedimentaria.

Se forman debido a la acumulación de sedimentos que provienen de la desintegración

de otras rocas arrastradas por el agua.

1.1.2.-Según el tipo de partículas.

I. Rodados.

Provienen de ríos o empréstitos naturales, en donde su proceso de producción consiste

en la separación de partículas por tamaños y su posterior lavado.

II.

Chancados.

Resultan de un tratamiento de trituración, clasificación por tamaños y su respectivo

lavado.


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2

1.1.3.-Según el tamaño de las partículas.

I. Arena.

Árido que pasa por el tamiz de abertura nominal de 5mm y es retenido en el de 0.080

mm.

II.

Grava.

Es el árido retenido en el tamiz de abertura nominal de 5 mm.

1.1.4.-Según las características de las partículas.

I. Forma.

Redondeada, Laminada, Alargada.

II.

Textura Superficial.

Suave, Moderadamente Áspera, Áspera.

III. Características Generales.

Meteorizada, Compacta, Sana.

1.2.- Requisitos.

En el Manual de Carreteras versión 2008, en el volumen 5, en la sección 5.408.2, se

especifican los requisitos que deben cumplir los áridos para concreto asfáltico de rodadura

con mezcla semidensa, siendo los que se indican a continuación.

1.2.1.-Fracción Gruesa.

Corresponde a la fracción retenida en el tamiz 2,5 mm (ASTM Nº8), la cual deberá

estar constituida por partículas chancadas y libres de materia orgánica, arcilla o materias

extrañas. Tabla Nº1. Requistos para la fracción gruesa.


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1.2.2.-Fracción Fina.

Corresponde a la fracción que pasa por tamiz de 2,5 mm (ASTM Nº8), la cual deberá

estar constituida por agregados o provenientes de la trituración de rocas o gravas.

Tabla Nº2. Requistos para la fracción fina.

1.2.3.-Granulometría Semidensa.

Las distintas fracciones de áridos deben combinarse en proporciones tales que la

mezcla resultante cumpla con la banda granulométrica que se indica a continuación.

Tabla Nº3. Granulometría banda IV - A - 12.

1.3.- Definición cemento asfáltico (CA).

Son asfaltos refinados, o una combinación de asfalto refinado y aceite fluidificante, de

consistencia apropiada para trabajos de pavimentación. Estos pueden proceder de depósitos

naturales, que son enormes lagos de asfalto mezclado con material mineral, agua y otras


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impurezas. En particular el cemento asfáltico se obtiene a través del método denominado

destilación fraccionada del petróleo crudo, el cual consiste en el desprendimiento de

componentes de manera ordenada a través del aumento de la temperatura, es decir, cada

sustancia dentro del petróleo destila a distinta temperatura y a partir de una temperatura fija se

obtiene una determinada sustancia. La figura muestra las sustancias que se obtienen a medida

que aumenta la temperatura.

Fig. Nº1. Destilación fraccionada del crudo.

Una vez refinado se obtiene bitumen, el cual es un material de origen natural o

pirogenado, o combinación de ambos que puede ser gaseoso, líquido o sólido y

completamente soluble en sulfuro de carbono. La refinación produce un asfalto de gran dureza

en donde para darle la consistencia se mezcla con aceites o residuos provenientes de la

destilación del petróleo de base asfáltica.

Los cementos asfálticos se dividen en grados según su dureza o consistencia que es

medida mediante el ensaye de penetración medido en 1/10 mm, valor que es inverso al de la

dureza. Los cementos asfálticos más usados son los siguientes:


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Tabla Nº4. Cementos asfálticos utilizados en Chile.Producto Estado a Tº

AmbienteTº (ºC) de

AplicaciónUso en Tipo de

MezclaZona del Paísde Aplicación

CA 14 Sólido 140 a 155 Base, Binder, Carpeta Pto Montt al Sur

CA 24 Sólido 140 a 155 Base, Binder, Carpeta Pto Montt al Norte

CA 60/70 Sólido 140 a 150 Base, Binder, Carpeta Pto Montt al Norte

CA 60/80 Sólido 145 a 155 Base, Binder, Carpeta Pto Montt al Norte

Polibit 60/80 Sólido 150 a 180 Base, Binder, Carpeta Sin especificación

Polybit 80/100 Sólido 150 a 180 Base, Binder, Carpeta Sin especificación

Ligante R ------- 140 +/- Base, Binder, Carpeta Sin especificación

CA 80-85/100 Sólido 140 a 150 Base, Binder, Carpeta Pto Montt al Sur

Multigrado 60/80 Sólido 150 a 175 Base, Binder, Carpeta Sin especificación

1.3.1-Transporte y almacenamiento.

El transporte del Cemento asfáltico se realiza a las obras y plantas asfálticas

principalmente en camiones estanques con aislamiento térmico y sistema de calentamiento

incorporado. Si el material asfáltico es transportado en camiones eficientemente aislados la

pérdida de temperatura durante el viaje es de alrededor de 2° a 3°C por hora. Este material es

bombeable a partir de los 125ºC y si se almacena a granel los estanques deben estar equipados

con un sistema de calentamiento el cual no debe exceder los 163ºC para mantener el material

en adecuadas condiciones de uso.


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CAPÍTULO II ETAPAS Y EQUIPOS DE CHANCADO

Principalmente la producción de áridos para mezcla asfáltica considera la siguiente

clasificación para el proceso de chancado:

I.

Proceso de chancado primario: Se utiliza un chancador del tipo mandíbula.

II. Proceso de chancado secundario: Se utiliza un chancador del tipo cono.

III.

Proceso de chancado terciario: Se utiliza un chancador del tipo impacto.

2.1.- Chancador del tipo mandíbula.

Se utiliza en la etapa primaria de reducción de tamaños de partículas, siendo el que

aparece en la figura Nº2.

Fig. Nº2. Chancador del tipo mandíbula.

2.1.1.- Principios de operación.

Está compuesto de dos placas de hierro o mandíbulas de las cuales una de ellas es

móvil y la otra es fija, en donde la que es móvil a través de un movimiento de vaivén presiona

fuerte y rápidamente al material que se encuentra entre ambas fragmentándolo por la acción de

fuerzas de compresión.


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Fig. Nº3. Cámara de trituración.

Los chancadores de mandíbula se pueden clasificar según el tipo de movimiento de la placa

móvil de la siguiente manera.

Fig. Nº4. Tipos de placas móviles.

2.1.2.- Elementos estructurales.

El chancador de mandíbula cuenta con un bastidor de construcción modular, sin

soldaduras, lo que permite una mayor resistencia a la fatiga y numerosas posibilidades de

montaje. Las dos placas laterales son de acero laminado en caliente unidas a bastidores de

acero fundido y asegurados por pernos. La biela con la que cuenta es de acero fundido y es

accionada por dos volantes de inercia macizos de acero o hierro fundido y su eje es excéntrico.


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Fig. Nº5. Esquema de funcionamiento del chancador.

2.1.3.- Elementos de desgaste.

Las mandíbulas están hechas de acero fundido y están recubiertas por placas (forros o

soleras) reemplazables, de acero al manganeso fijadas a través de pernos a las mandíbulas.

Debido a la posición del eje excéntrico la mandíbula móvil tiene un movimiento elíptico, lo

que permite que éste chancador tenga una mayor rendimiento, pero a la vez queda sometido a

esfuerzos mecánicos mayores así como el desgaste en los forros también es mayor. Existen

diversos tipos de mandíbulas para distintas aplicaciones como se indica en la figura Nº6.

Fig. Nº6. Tipos de placas.

2.1.4.- Regulación.

La mandíbula móvil tiene un vástago que permite la regulación de la abertura entre

ambas mandíbulas, en donde mediante pruebas se puede verificar la reducción inicial de

tamaño versus el rendimiento obtenido en el equipo.


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2.2.- Chancador del tipo cono.

Se utiliza en la etapa secundaria de reducción de tamaños de partículas, siendo el que

se indica en la figura Nº7.

Fig. Nº7. Chancador del tipo cono.


Está compuesto de un eje vertical con un elemento de molienda cónico llamado cabeza

la cual se mueve en forma elíptica. Este movimiento permite fracturar el material al ser

presionado entre dos estructuras denominadas mandíbula móvil y mandíbula fija.

Fig. Nº8. Interior del chancador.


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2.2.2.-Elementos estructurales.

Este chancador cuenta con una cámara de chancado de diseño aplanado lo que permite

retener el material por más tiempo y así lograr una mayor reducción del material. La

amplitud de movimiento de una chancadora de cono puede ser hasta 5 veces que el de una

chancadora primaria, que debe soportar mayores esfuerzos de trabajo. Además, operan a una

mucha mayor velocidad en donde material es fragmentado por atrición debido a las fuerzas de

fricción que se generan entre dos superficies duras o partículas.

Fig. Nº9. Partes principales.

2.2.3.- Regulación.

La regulación se realiza mediante el giro del manto fijo lo cual permite aumentar o

disminuir la distancia que existe con el manto móvil. La abertura se verifica al colocar una

bola de aluminio o plomo y someterla al proceso de funcionamiento inicial.

2.3.-Chancador del tipo impacto.

Se utiliza en la etapa terciaria de reducción de tamaños de partículas, siendo el que se

indica en la figura Nº10.


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Fig. Nº10. Chancador del tipo impacto.


Este chancador actúa como una bomba de rocas secas de alta velocidad arrojando una

corriente continua de roca dentro de una cámara trituradora revestida de roca. El material

alimentado por la parte superior de la máquina es impulsado dentro del rotor revestido de roca,

descargando continuamente dentro de la cámara de trituración, alcanzando velocidades de

salida de hasta 85 metros por segundo. Este proceso reaprovisiona el revestimiento de roca,

mientras que mantiene una reacción en cadena roca contra roca de triturado y molienda. Una

segunda corriente de material, de cantidad controlada, puede ser vertida dentro de la

turbulencia de la cámara trituradora causando un aumento en el número de partículas dentro de

la cámara e incrementando la transferencia de energía. Esto, en combinación con otras

variaciones del diámetro y velocidad del rotor y del perfil de la cámara de trituración, aumenta

la eficiencia energética y reduce el desgaste, además de proveer un eficiente medio de control

de la acción de trituración y molienda, ya sea para maximizar o minimizar los finos.


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Fig. Nº11. Funcionamiento del chancador.

2.3.2.- Elementos estructurales.

Principalmente está compuesto de un rotor de hierro fundido que cuenta con una serie

de anillos y placas de desgaste como se indica en la figura Nº12.

Fig. Nº12. Partes principales.


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La función de las piezas de la parte superior del chancador es controlar la distribución

de la alimentación de la proporción de material que va al rotor y a la cascada. El volumen de

la cascada se varía mediante el ajuste de la boca de alimentación mientras que el ajuste para la

producción gruesa se hace mediante la selección del plato de control de alimentación correcto

y para la producción fina se realiza mediante el movimiento de la puerta de control. Cuando la

alimentación es irregular o de flujo limitado, es necesario ajustar la altura del plato esparcidor.

Este simple ajuste de la altura provoca un flujo vortiginoso (ver diagrama debajo) que elimina

el peso del material, peso que en algunas granulometrías de material de alimentación y

combinaciones de formas impide que el material circule a través de la abertura de la puerta de

control.

Fig. Nº13. Regulación del flujo de alimentación.

La figura Nº14 muestra un detalle más profundo del rotor.

Fig. Nº14. Interior del rotor.


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2.3.3.- Elementos de desgaste.

Principalmente las piezas que forman parte del rotor son las que sufren un mayor

desgaste siendo las que se indican en la figura Nº15.

Fig. Nº15. Piezas que sufren desgaste.


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CAPÍTULO III METODO DE DISEÑO MARSHALL (LNV 47)

El Manual de Carreteras versión 2008, en el volumen 8, en la sección 8.302.47 indica

que éste procedimiento es aplicable a mezclas en caliente con cementos asfálticos que

contengan agregados con tamaño máximo absoluto igual o inferior a 25 mm. Se puede usar

tanto para el diseño de laboratorio como en el control de terreno y describe una metodología

para determinar el óptimo de asfalto en las mezclas.

Referencias.

- Método 8.302.37 Asfaltos: método para determinar la densidad máxima de mezclas

bituminosas sin compactar.

- Método 8.302.38 Asfaltos: método para determinar la densidad real de mezclas

bituminosas compactadas.

- Método 8.302.2 Asfaltos: método para determinar la densidad del asfalto.

- Método 8.302.40 Asfaltos: método para determinar la resistencia a la deformación plástica

de mezclas bituminosas utilizando el aparato Marshall.

- Método 8.202.20 Agregados pétreos: método para determinar la densidad real, la densidad

neta y la absorción de agua de los pétreos gruesos.

- Método 8.202.21 Agregados pétreos: método para determinar la densidad real, la densidad

neta y la absorción de agua de los pétreos finos.

- Método 8.402.1 Hormigón: método para determinar la densidad del cemento hidraúlico.

Determinaciones Previas.

a) Determine la densidad real seca de cada agregado que participa en la mezcla y la del filler,

si lo hubiere, de acuerdo a los métodos 8.202.20, 8.202.21, o 8.402.1, según corresponda.

b) Determine la densidad del cemento asfáltico a 25ºC según Método 8.302.2.


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c) Determine la densidad máxima de la mezcla suelta según Método 8.302.37, para un

contenido de asfalto próximo al óptimo previsto.

d) Prepare las probetas según Método 8.302.40.

e) Determine las densidades de las probetas compactadas, según Método 8.302.38.

f) Mida la Estabilidad y la Fluencia de las mezclas usando el equipo Marshall, según Método

8.302.40.

3.1.- Cálculos.

3.1.1.- Cálculo de la densidad real seca ponderada de la mezcla de agregados.

Cuando la mezcla está compuesta por dos o más agregados, todos con diferentes

densidades reales, calcular la densidad real seca de la mezcla de agregados de acuerdo a la

expresión:

RSnn RS RS RS PPP ρ ρ ρ ρ ⋅++⋅+⋅= ..........2211

donde:

RS ρ : Densidad real seca de la mezcla de agregados.

1P , 2P ,….., nP : Porcentajes en peso de los agregados 1, 2, … n, expresados en

forma decimal.

1 RS ρ , 2 RS ρ ,..., RSn ρ : Densidades reales secas de los agregados 1,2, … n.

3.1.2.- Cálculo de la densidad efectiva del agregado.

Calcular la densidad efectiva del agregado mediante la expresión:

b

b

mm

b

E P

D

P

ρ

ρ

−

+=

100100

Donde:

E ρ : Densidad efectiva del agregado (kg/m³).

bP : Porcentaje de asfalto referido al agregado (%).

mm D : Densidad máxima de la mezcla suelta (kg/m³).

b ρ : Densidad del asfalto (kg/m³).


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3.1.3.- Cálculo del porcentaje de asfalto absorbido.

El asfalto absorbido se expresa como un porcentaje referido al agregado y se calcula

con la fórmula siguiente:

10011

××⎜⎜⎝

⎛ ⎟⎟ ⎠

⎞−= b

E RS

baP ρ ρ ρ

Donde:

baP : Porcentaje de asfalto absorbido, referido al agregado (%).

RS ρ : Densidad real seca del agregado (kg/m³).



3.1.4.- Cálculo de la densidad máxima de la mezcla para distintos contenido de asfalto.

Al calcular el porcentaje de huecos de aire en la mezcla, es necesario conocer mm D

para cada porcentaje de asfalto considerado. Si bien esto se puede hacer a través del Método

8.302.37 para cada contenido de asfalto, la precisión del ensaye es mejor cuando se aproxima

al contenido de asfalto óptimo.

Una vez obtenida la mm D para un determinado contenido de asfalto y calculada la

densidad efectiva del agregado, calcule la mm D de la mezcla para cualquier otro porcentaje de

asfalto, de acuerdo a la fórmula:

b

b

E

b

mm P

P D

ρ ρ +

+=

100100

donde:

mm D : Densidad máxima de la mezcla (kg/m³).





28/70

18

3.1.5.- Contenido de asfalto útil.

El contenido de asfalto útil (Pbu) de una mezcla, corresponde al contenido de asfalto

total menos el contenido de asfalto absorbido por el agregado. Se calcula de acuerdo a la

fórmula:

Pbu = bP – Pba

Donde:

Pbu : Porcentaje de asfalto útil referido al agregado (%).


Pba : Porcentaje de asfalto absorbido referido al agregado (%).

3.1.6.- Cálculo de los vacíos en el agregado mineral.El porcentaje de vacíos en el agregado mineral (VAM), se calcula de acuerdo a la

fórmula:

⎟⎟ ⎠

⎞

+×⎜⎜

⎝

⎛ −×=

b RS P

GVAM

100

1001100

ρ

donde:

VAM : Porcentaje de vacíos en el agregado mineral (%).

G : Densidad de la mezcla compactada (kg/m³).

RS ρ : Densidad real seca del agregado (kg/m³).


3.1.7.- Cálculo del porcentaje de huecos de aire en la mezcla.

El porcentaje de huecos de aire en la mezcla (Va), se calcula de acuerdo a la fórmula:

mm

mm

D

G DVa

−×=100

Donde:


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20

e) VAM v/s porcentaje de asfalto.

3.1.10.- Determinación del contenido óptimo de asfalto para capa de rodadura.

Para determinar el contenido óptimo de asfalto de la mezcla se deben considerar las

curvas de densidad, estabilidad y huecos en la mezcla. De dichas curvas se determinan los

porcentajes de asfalto ( bP ) que entreguen:

-

Máxima estabilidad ( 1bP ).

- Máxima densidad ( 2bP ).

-

Contenido de asfalto para un 5% de huecos )( 3bP .

El contenido óptimo de asfalto se calcula como la media aritmética de los tres valores

obtenido, es decir:

3321 bbb

b

PPPóptimoP

++=

Luego verificar que el contenido óptimo de asfalto, con una tolerancia de ± 0,3 puntos

porcentuales, cumpla con todos los requisitos de calidad exigidos a la mezcla. En caso

contrario, confeccione una nueva serie de muestras.


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21

CAPÍTULO IV PLANTAS DE PRODUCCIÓN DE ÁRIDOS Y DE MEZCLA

ASFÁLTICA

En este capítulo se hace mención a la distribución y funcionamiento en su conjunto de

los equipos que forman parte de las instalaciones en donde se realiza la producción de áridos y

de mezcla asfáltica que corresponden a una planta de chancado y de asfalto.

4.1.- Instalaciones planta de chancado.

El Manual de Carreteras versión 2008, Volumen 9, en la sección 9.702.304, “Plan de

Manejo para Plantas de Producción de Materiales”, señala las consideraciones ambientales

para la localización, operación y abandono del lugar físico en donde se ubican instalaciones de

la planta.

La ubicación del terreno en donde se encuentran las instalaciones de la planta de

chancado es en un sector rural en donde no hay grandes asentamientos humanos, estando

emplazada a un costado de la ruta en que se encuentran los frentes de trabajo con el fin de

minimizar emisiones de ruidos y de materiales particulados.

Para la habilitación del terreno se procedió a retirar la capa vegetal y con los

excedentes se construyó un cordón alrededor este con el fin de mantener aislado el lugar.

Fig. Nº16. Aislamiento de la planta.


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22

4.1.1.- Equipos y accesorios.

El chancado es un proceso posible debido al funcionamiento en conjunto de varios

equipos, los cuales se mencionan a continuación.

4.1.1.1.- Grupo electrógeno.

Es un equipo que de forma autónoma provee de energía eléctrica a los demás equipos

que son parte de la planta de chancado. Generalmente este funciona con petróleo diesel y

cuenta con un motor de combustión interna, panel de control, alternador, disyuntor de línea,

sistema de refrigeración y otros elementos que son de protección. La potencia eléctrica

necesaria para el funcionamiento de la instalación se mide en kilovatios y se calcula en base a

la potencia de los motores que se deseen accionar como lo son motores de chancadores, cribas,

cintas transportadoras y accesorios de iluminación.

Fig. Nº17. Grupo electrógeno.

4.1.1.2.- Chancadores.

Estos equipos son los encargados de las distintas reducciones de tamaño de los áridos y

para este caso se tratan en el siguiente orden:


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23

Etapa Primaria Etapa Secundaria Etapa Terciaria

Áridos Prechancado Gravillas Gravillas

Polvo RocaLa figura identifica cada etapa de chancado y el producto que se obtiene de cada una.

Primero el árido a tratado es un integral de pozo el cual es pasado por un chancador de

mandíbula que tritura el material reduciendo su tamaño obteniéndose un prechancado del cual

sus partículas tienen pocas caras fracturadas. Después este material es pasado por un

chancador de cono el cual tritura el material prechancado obteniéndose gravillas con alrededor

de un 80% de chancado. Finalmente este material es pasado por un chancador de impacto del

cual se obtienen gravillas con un 99% de chancado y polvo roca.

Fig. Nº18. Equipos de chancado primario y secundario.

4.1.1.3.- Criba.

Está compuesta por una serie de mallas metálicas de distintas aberturas distribuidas una

debajo de la otra, las cuales al vibrar permiten clasificar por tamaños las partículas trituradas

por los chancadores.

La figura muestra el interior de una criba en donde se pueden apreciar mallas metálicas en la

parte superior e inferior, las cuales según su abertura dejan pasar y retienen el material

triturado.

Chancadorde

Mandíbula

Chancadorde

Cono

Chancadorde

Im acto


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24

Fig. Nº19. Mallas clasificadoras de áridos en el interior de la criba.

La figura muestra una criba que es alimentada por la parte superior, a través de una cinta

transportadora, con material proveniente desde un chancador en donde posteriormente al

interior de la criba el material triturado se clasifica por tamaños mediante vibración saliendo

por la parte inferior a través de cintas.

Fig. Nº20. Criba.


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25

4.1.1.4.- Cintas transportadoras.

Como se visualiza en la figura están compuestas de una estructura metálica que

sostiene una cinta la cual es la encargada de trasladar el material desplazándose a través del

movimiento de un rodillo que es accionado por un motor en la parte superior. La velocidad de

transporte de estas cintas se regula en relación a la velocidad de trabajo de los chancadores

para no provocar un atoramiento de material en estos.

Fig. Nº21. Chancador de cono y cintas.

4.1.2.- Distribución y funcionamiento en conjunto de los equipos y accesorios.

Para una óptima utilización de los espacios en el recinto las plantas se distribuyen

como lo indica la figura. En un costado se encuentran conectadas la planta primaria y

secundaria, mientras que en la mitad se encuentra la planta terciaria y al fondo están las

instalaciones de la planta de mezcla asfáltica. Esta distribución se establece para mantener un

adecuado orden en los procesos de producción de áridos y de mezcla asfáltica. Entre las

plantas se acopian los áridos tratados dejándose vías por donde puedan transitar cargadores

frontales los cuales se encargan de trasladar el material que se acumula al pie de la cinta

transportadora hasta el lugar de acopio de cada material de determinado tamaño. Una

adecuada ubicación de los acopios permite mantener espacios para la circulación de camiones


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26

y cargadores, además de reducir los tiempos de traslado de áridos entre las plantas con el fin

de mantener un proceso de producción de mezcla asfáltica continuo.

Fig. Nº22. Distribución de las plantas en el sitio.

El proceso de producción de áridos comienza con la introducción del material en una

tolva que lo conduce hasta el chancador de madíbula en donde se reduce de tamaño. Después a

través de una cinta transportadora se conduce hasta una criba que tiene instalada varias mallas

metálicas de distintas aberturas que clasifican en material mediante vibración.

Fig. Nº23. Circulación del flujo material tolva-mandíbula-cinta-criba-cinta.


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27

Desde la criba se conduce a través de una cinta hasta el chancador de cono el cual reduce más

de tamaño el material que es captado por debajo del chancador a través de una cinta que lo

conduce a otra que tiene como destino la criba, la que lo clasifica por tamaños y a través de

otras cintas lo arroja fuera del circuito acopiándose.

Fig. Nº24. Circulación del flujo material cinta-cono-cinta.

El árido anteriormente procesado y acopiado pasa por una etapa terciaria de tratamiento a

través de la planta que se muestra en la figura.

Fig. Nº25. Planta terciaria, flujo tolva-cinta-impacto-cinta-criba-cintas.


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28

Desde su lugar de acopio el árido es transportado por un cargador frontal y depositado en un

buzón el cual está conectado a una cinta transportadora que vierte el flujo de material en el

chancador de impacto el reduce el material generando polvo roca. La figura muestra el rotor

del chancador el cual a gira en torno de un eje vertical provocando que las partículas salgan

disparadas impactando entre ellas y contra las paredes.

Fig. Nº26. Rotor en el interior del chancador de impacto.

Al momento en que el material va saliendo procesado del chancador es captado por una cinta

que vierte el material en una criba, la cual lo clasifica por tamaños en donde el material que no

logra el tamaño requerido es reintegrado al flujo de material a tratar por el chancador y el que

cumple se acopia por medio de otras cintas que son para las gravillas y el polvo roca.

Fig. Nº27. Circulación del material en la planta terciaria.


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29

4.2.- Instalaciones planta asfalto.

La planta de producción de mezcla asfáltica está ubicada al final del recinto destinado a

las instalaciones de producción de áridos y se debe a la cercanía de los acopios de áridos y a

que tiene que contar con espacios libres que no estén expuestos a la circulación de vehículos

ajenos a las labores específicas de producción de mezcla.

4.2.1.- Equipos y accesorios.

A continuación se detallan los equipos que permiten un proceso de producción de alto

rendimiento.

4.2.1.1.- Tolvas.

Están compuestas de una estructura metálica que cuenta con una cavidad para

almacenar un determinado tipo de árido en donde las paredes laterales están inclinadas para un

mejor deslizamiento del material dentro de estas. La figura muestra a 4 tolvas en donde cada

una en la parte inferior cuenta con una pequeña compuerta ajustable para controlar la

alimentación y una cinta de velocidad variable para controlar la descarga en forma

independiente hacia otra que transporta una combinación de áridos.

Fig. Nº28. Tolvas contenedoras de distintos tipos de áridos.


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30

4.2.1.2.- Tambor secador y mezclador.

Es un tambor metálico con una serie de paletas en su interior dividido en 2 partes

siendo una el secador y la otra el mezclador. Este gira sobre unos rodillos permitiendo dirigir a

los áridos que se encuentran en el interior hacia una flama emanada por un quemador con el

fin de remover la humedad de estos, mientras que el mezclador es el encargado de reunir a los

áridos, cemento asfáltico y a los finos generando una mezcla asfáltica en caliente.

Fig. Nº29. Tambor secador y mezclador de áridos.

4.2.1.3.- Estanque contenedor de cemento asfáltico.

Está destinado a mantener caliente el cemento asfáltico almacenado en él permitiendo

que logre permanecer en estado líquido. El estanque cuenta en los costados con 2 bombas que

permiten introducir cemento asfáltico desde el camión hacia el estanque contenedor y en un

extremo tiene un sistema de calentamiento con bomba que permite calentar el CA a través de

la emanación de calor de un tubo inmerso en el interior del contenedor, mientras que en el otro

extremo cuenta con una bomba que mide y bombea el CA al mezclador.


41/70

31

Fig. Nº30. Estanque contenedor de cemento asfáltico (CA-24).

4.2.1.4.- Colector de polvos.

Está compuesto de un compresor de aire, gusanos colectores internos y la sección baja

tiene forma de tolva para la recolección de finos. Su funcionamiento permite filtrar los polvos

y los finos que son arrastrados por los gases que son emanados del secador y el mezclador, en

donde los finos son reintegrados al mezclador.

Fig. Nº31. Colector de polvos.


42/70

32

4.2.1.5.- Silo.

Es una estructura metálica emplazada en altura que almacena temporalmente la mezcla

asfáltica proveniente del mezclador a través de una cinta transportadora de arrastre. En su

parte inferior cuenta con una compuerta que se utiliza para vaciar su contenido sobre los

camiones.

Fig. Nº32. Silo de almacenamiento de mezcla asfáltica en caliente.

4.2.1.6.- Caseta de control.

Los controles de la planta son montados en un panel central dentro de la caseta los

cuales incluyen tres controladores de temperatura, control del quemador, un controlador lógico

programable para administrar y controlar la elaboración de mezclas asfálticas. Un control de

paro de emergencia permite que el operador pueda parar completamente toda la planta al

instante. Los controles de los motores permiten al operador encender y apagar los motores que

operan el compresor de aire, el ventilador del extractor, el motor del tambor, el soplador del

quemador, la cinta de arrastre, el transportador de finos, los gusanos de retorno de finos y las

bomba de combustible. Estos controles también permiten manejar las paradas al instante y

arranques de medio ciclo.


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33

4.2.2.- Funcionamiento en conjunto de los equipos.

La figura muestra la planta de producción de mezcla asfáltica la cual funciona de la

siguiente manera:

Fig. Nº33. Distribución de los equipos de la planta de mezcla asfáltica.

Los grupos electrógenos alimentan a la caseta de control y a gran parte de los equipos

que permiten el funcionamiento de la planta como lo son una serie de motores los cuales

accionan a las cintas trasportadoras, a los rodillos que hacen girar al tambor secador-

mezclador, a las bombas del estanque contenedor, al extractor de aire del colector de polvos, a

las compuertas del silo entre otros. Una vez hechas las pruebas de calibración de la planta un

cargador frontal abastece de manera frecuente a las tolvas en donde una es cargada con polvo

roca y otras dos con gravillas de distintos tamaños, áridos que a través de una cinta

transportadora son conducidos hasta el secador para eliminar la humedad que contienen.


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34

Fig. Nº34. Flujo de los áridos desde las tolvas hacia el secador-mezclador.

La humedad es eliminada por el quemador el cual dirige una flama hacia el centro axial del

tambor giratorio por donde pasan los áridos debido al impulso entregado por una serie de

paletas ubicadas en toda el área interna del tambor. Al final de éste se encuentran unas paletas

especialmente diseñadas para levantar los áridos secos y lanzarlos hacia la salida con el fin de

introducirlos en el mezclador, en donde además se inyecta cemento asfáltico caliente

proveniente del estanque contenedor y desde el colector de polvos se reincorporan los finos a

través de un transportador tipo sinfín.

Fig. Nº35. Inyección de CA-24 y reincorporación de finos al mezclador.


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35

El giro constante del tambor permite mezclar a las gravillas y a los finos con el cemento

asfáltico líquido obteniéndose una mezcla asfáltica homogénea. Éste contenido es vertido

sobre una cinta transportadora de arrastre la cual lo descarga en el silo de almacenamiento en

donde permanece hasta que un camión tome posición por debajo de él para ser vaciado debido

el accionamiento de las compuertas inferiores.

Fig. Nº36. Mezcla proveniente del mezclador hacia el silo.


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36

5.1.-Análisis técnico de los diseños.

En este capítulo se analizan diseños de concreto asfáltico de rodadura, los cuales se dife-rencian en la forma de producción de sus agregados pétreos. Principalmente el análisis está basado en la comparación de sus principales parámetros contenidos en las siguientes tablas.

Muestra Nº 1 2 3 1 2 3 4Material Gravilla Gravilla P. Roca Gravilla Gravilla Integral Cal

12-17 6-12 0-6 10-20 5-13 0-10 Nº5B) GRANULOMETRÍAS

Tamiz de 20 mm (3/4") 100 100 " de 12,5 mm (1/2") 46 100 39 100 " de 10 mm (3/8") 2 80 100 11 31 100 " de 5 mm (Nº4) 1 9 97 1 1 66 " de 2,5 mm (Nº8) 1 3 71 1 1 48 " de 0,63 mm (Nº30) 1 2 38 29 " de 0,315 mm (Nº50) 1 1 27 19 100 " de 0,16 mm (Nº100) 1 1 20 11 96 " de 0,08 mm (Nº200) 1 1 16 8 82

C) CONSTANTESFÍSICAS E HÍDRICAS

Densidad aparente (Kg/m³) 1448 1420 1704 1438 1466 1521 1043Densidad real seca (Kg/m³) 2675 2660 2680 2645 2675 2613 2660Densidad neta (Kg/m³) 2818 2815 2823 2702 2733 2702 2660Partículas chancadas (%) 92 94 - 83 96 86 -Partículas lajeadas (%) 0 0 - 1 3 2 -Índice de Lajas (%) 14,4 13,9 - - - - -Desgaste de Los Ángeles (%) 13,8 17,2 19,6 - - - -Grado Nº 5 6 7 - - - -Índice de plasticidad (%) N.P. N.P. N.P. N.P. N.P. N.P. N.P.

CAPÍTULO V: ANÁLISIS TÉCNICO - ECONÓMICO

A) IDENTIFICACIÓN Se utiliza No se utilizaChancador de ImpactoChancador de Impacto

Tabla Nº5. Características de los áridos.


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37

D) CARACTERÍSTICA DE LA MEZCLASe utiliza No se utiliza

Ch. de Impacto Ch. de Impacto

100 10093 9479 7946 4332 3017 1812 129 7

7,4 5

mín. 90 94 88máx. 10 0 2

14máx. 25 18 20 N.P. N.P. N.P.máx. 2 no contiene no contienemín. 95 +95 +95mín. 95 +95mín. 0-5 6 - 10 2 - 7mín. 50 56 52máx. 12 2,2 2,5

2672 26322692 26530,28 0,31

Tabla Nº6. Características de la mezcla de diseño.

Granulometría: Banda IV-A-12

70 - 85

Especificación

Absorción de Asfalto (%)

Adherencia Método Dinámico(%)

Densidad real (Kg/m³)

Adherencia Riedel-Weber (%)Equivalente de Arena (%)

Desgaste Los Ángeles (%)Índice de Plasticidad (%)

Tamiz de 20 mm (3/4") " de 12,5 mm (1/2") " de 10 mm (3/8") " de 5 mm (Nº4) " de 2,5 mm (Nº8)

Partículas chancadas (%)Partículas lajeadas (%)Índice de Lajas (%)

Densidad específica (Kg/m³)

" de 0,315 mm (Nº50) 8 - 17 " de 0,16 mm (Nº100) 6 - 12

" de 0,08 mm (Nº200) 4 - 8

Desintegración por Sulfatos (%)

Sales Solubles (%)Adherencia Método Estático (%)

43 - 5828 - 4213 - 24 " de 0,63 mm (Nº30)

10080 - 95


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38

E) PARÁMETROS

MARSHALL

75 golpes por cara4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5

2.347 2.357 2.374 2.386 2.379 2.304 2.319 2.337 2.357 2.348

2.512 2.494 2.477 2.460 2.444 2.480 2.463 2.446 2.430 2.414

6,6 5,5 4,1 3,0 2,7 7,1 5,8 4,4 3,0 2,7

15,9 16,0 15,8 15,7 16,4 16,2 16,1 15,8 15,5 16,2

59 66 74 81 84 56 64 72 81 83

11,2 11,4 12,1 13,4 14,5 11,1 11,9 12,7 13,1 14,9

10.893 11.401 11.105 10.571 10.354 10.253 10.735 10.589 10.303 10.181

*Procedencia:

Probisa con p.e.

Tº mezclado

Tº compactación

Optimo:

Por estabilidad

Por densidad

5,0% de huecos

Optimo a usar

CA-24*(% r.ag.)

Tabla Nº7. Parámetros marshall. No se utiliza

Chancador de Impacto

Densidad(Kg/m³)

DMM (Kg/m³)

Huecos (%)

Se utiliza

Chancador de Impacto

V.A.M. (%)

H. Llenos (%)

Fluencia (0,01")

Estabilidad (N)

1010 1010

142ºC +/-3ºC

155ºC +/-3ºC

145ºC +/-3ºC

Según LNV-46

150ºC +/-3ºC

5,0

6,0

5,2

5,4 ± 0,3

5,0

6,0

5,3

5,4 ± 0,3


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39

Tabla Nº8. Características de la mezcla de trabajo.

F) MEZCLA DE TRABAJO Se utiliza Ch. de Impacto

Tamiz de 20 mm (3/4")

Temperatura de Mezclado (ºC)

Temp. Compactación (ºC)

" de 0,16 mm (Nº100)

" de 2,5 mm (Nº8) 28 - 36

Densidad Marshall (Kg/m³)

CA-24 (% ref. agregado) 5,4 ± 0,3

2371

145 - 175

120 - 150

" de 10 mm (3/8")

" de 5 mm (Nº4)

" de 12,5 mm (1/2")

4 - 7

7 - 11

" de 0,08 mm (Nº200) 5,9 - 8,9

" de 0,63 mm (Nº30) 14 - 20

" de 0,315 mm (Nº50) 9 - 15

5,4 ± 0,3

88 - 98

No se utiliza Ch. de Impacto

10089 - 99

74 - 84

38 - 48

74 - 84

100

41 - 51

2334

155 +/-10ºC

135 +/-10ºC

(% en peso que pasa) (% en peso que pasa)

26 - 34

15 - 21

9 - 15

5 - 9


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40

5.1.1.-Procesamiento de la información.

Los principales datos a procesar son los que tienen relación con los parámetros de diseño

marshall y las granulometrías de las mezclas asfálticas. Primero se clasificarán datos para gra

ficar las granulometrías de las mezclas de estudio y ver si se ajustan a las bandas especificadasLa confección de un gráfico involucra ordenar una serie datos por lo que se utilizará una hoja

de cálculo de excel que contiene tablas que se explican acontinuación.

Construcción del eje Y

En el eje Y se posesionaran los porcentajes acumulados que pasan desde 0 a 100

Construcción del eje X

En el eje X se posesionaran los tamaños de los tamices graduados a escala logarítmica los

que se calculan de la siguiente manera.

1.-En una columna se ubican los tamaños de los tamices en pulgadas.

2.-En la siguiente se ubican los tamaños nominales en mm.

3.-En la tercera se ubican los tamaños reales en mm.

4.-En la cuarta se calcula el logartímo en base 10 de los tamaños reales.

5.-En la última se cálculan las distancias en que se posecionaran los tamaños de los tamices.

Ejemplo: en el tamiz Nº400 se restan los resultados de la columna en que se encuentran los

º- , - - , .

log que le corresponde menos el log del Nº400 y se le suma el valor obtenido en la columna

gráfico del Nº400 (-1,2007-(-1,4202))+0,000 resultando 0,220 y así sucesivamente.

Pulgadas Nominal Real Log Gráfico

2" 50 50 1,6990 3,119

1 1/2" 40 38,1 1,5809 3,001

1" 25 25 1,3979 2,818

7/8" 22,4 22,4 1,3502 2,770

3/4" 20 19 1,2788 2,699

5/8" 16 16 1,2041 2,624

9/16" 14 14 1,1461 2,566

1/2" 12,5 12,5 1,0969 2,517

7/16" 11,2 11,2 1,0492 2,469

3/8" 10 9,5 0,9777 2,398

5/16" 8 8 0,9031 2,323

1/4" 6,3 6,3 0,7993 2,220

N°4 5 4,75 0,6767 2,097

N°5 4 4 0,6021 2,022

N°8 2,5 2,36 0,3729 1,793

N°10 2 2 0,3010 1,721

N°16 1,25 1,18 0,0719 1,492

1 1 0,0000 1,420

N°30 0,63 0,6 -0,2218 1,198

°

Tabla Nº9. Coordenadas eje X.

, , - , ,

N°50 0,315 0,3 -0,5229 0,897

N°60 0,25 0,25 -0,6021 0,818

N°100 0,16 0,15 -0,8239 0,596

N°120 0,125 0,125 -0,9031 0,517

N°200 0,08 0,075 -1,1249 0,295

N°230 0,063 0,063 -1,2007 0,220

N°400 0,038 0,038 -1,4202 0,000


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41

En excel al seleccionar la opción "dar formato a eje" hay que definir la separación de

las líneas de división del gráfico las que por defecto vienen definidas de manera equidis-tante entre sí, cualquiera sea el número que uno ingrese. Esto no permite graficar a escala

logarítmica ya que existen diferencias entre las líneas que hacen que su posesionamiento

sea desigual. Para dar solución a esto es necesario crear líneas paralelas al eje Y que ten-

gan como ubicación la coordenada de cada tamiz, es decir, crear series que al ser grafica

das den como resultado una recta.

Nº Tamiz Tamaño (mm) X Y Nº Tamiz Tamaño (mm) X Y

N°400 0,038 0,000 0 N°5 4 2,022 0

0,000 100 2,022 100

N°230 0,063 0,220 0 N°4 5 2,097 0

0,220 100 2,097 100

° "

Tabla Nº10. Rectas paralelas al eje Y.

, , , ,

0,295 100 2,220 100

N°120 0,125 0,517 0 5/16" 8 2,323 0

0,517 100 2,323 100

N°100 0,16 0,596 0 3/8" 10 2,398 0

0,596 100 2,398 100

N°60 0,25 0,818 0 7/16" 11,2 2,469 0

0,818 100 2,469 100

N°50 0,315 0,897 0 1/2" 12,5 2,517 0

0,897 100 2,517 100

N°35 0,5 1,119 0 9/16" 14 2,566 0

1,119 100 2,566 100

N°30 0,63 1,198 0 5/8" 16 2,624 0

1,198 100 2,624 100

1 1,420 0 3/4" 20 2,699 0

1,420 100 2,699 100

N°16 1,25 1,492 0 7/8" 22,4 2,770 0

1,492 100 2,770 100

N°10 2 1,721 0 1" 25 2,818 0

1,721 100 2,818 100

N°8 2,5 1,793 0 1 1/2" 40 3,001 0

1,793 100 3,001 100


52/70

42

5.1.1.1.- Caso I, mezcla elaborada con áridos sometidos a tratamiento terciario.

La siguiente tabla contiene datos correspondientes a granulometrías de mezcla asfáltica

de muestras que fueron tomadas mediante el desarrollo de la obra, con el fin de compararsi el promedio de mezcla colocada se ajusta a los límites de las bandas especificadas y de

trabajo.

Observaciones 20 12,5 10 5 2,5 0,63 0,315 0,16 0,08 %Asf

Extracción 1 100 93 77 52 36 19 14 10 7,4 5,2

Extracción 2 100 92 80 53 35 19 13 11 7,2 5,2

Extracción 3 100 94 76 52 34 17 12 9 6,6 5,2

Extracción 4 100 94 75 53 35 17 12 9 6,6 5,2

Extracción 5 100 94 77 54 35 16 11 10 6,9 5,4Extracción 6 100 89 77 49 36 18 13 10 7,1 5,4

Extracción 7 100 94 81 51 34 18 13 10 7 5,3

Extracción 8 100 92 76 49 32 16 12 9 7 5,3

Extracción 9 100 93 75 53 35 17 13 10 7,1 5,3

Tabla Nº11. Granulometrías con chancador de impacto.

Extracción 10 100 93 76 54 35 17 14 10 7,3 5,2

Observaciones 3/4" 1/2" 3/8" Nº4 Nº8 Nº30 Nº50 Nº100 Nº200 -

Nº Datos 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10

Máximo 100 94 81 54 36 19 14 11 7,4 5,4

Mínimo 100 89 75 49 32 16 11 9 6,6 5,2Promedio 100 92,8 77 52 34,7 17,4 12,7 9,8 7,02 5,27

Granulometría de la Mezcla 100 93 79 46 32 17 12 9 7,4 -

Mínimo 100 88 74 41 28 14 9 7 5,9 -

Banda de Trabajo - - - - - - - - - -

Máximo 100 98 84 51 36 20 15 11 8,9 -

Mínimo 100 80 70 43 28 13 8 6 4 -

Banda IV-A-12 - - - - - - - - - -

Máximo 100 95 85 58 42 24 17 12 8 -

Promedio Bda IV-A-12 100 87,5 77,5 50,5 35 18,5 12,5 9 6

Diferencia promedios0 5,3 0,5 1,5 0,3 1,1 0,2 0,8 1,02 1,19


53/70

43

Una vez identificados los datos se agrupan en la siguiente tabla. En columnas separadas

se anotan los valores las granulometrías de la mezcla que se representan en el eje Y, y enfilas separadas las coordenadas calculadas anteriormente que se representan en el eje X.

Pulg Nom Gráfico Promedio G. Mezcla Lím Inf Lím Sup Lím Inf Lím Sup

1 1/2" 40 3,001

1" 25 2,818

3/4" 20 2,699 100 100 100 100 100 100

5/8" 16 2,624

9/16" 14 2,566

1/2" 12,5 2,517 92,8 93 88 98 80 95

3/8" 10 2,398 77 79 74 84 70 85

"

Banda IV-A-12Banda de Trabajo

Tabla Nº12. Datos a graficar.

,

1/4" 6,3 2,220

N°4 5 2,097 52 46 41 51 43 58

N°8 2,5 1,793 34,7 32 28 36 28 42

N°10 2 1,721

N°16 1,25 1,492

N°30 0,63 1,198 17,4 17 14 20 13 24

N°35 0,5 1,119

N°50 0,32 0,897 12,7 12 9 15 8 17

N°100 0,16 0,596 9,8 9 7 11 6 12

N°200 0,08 0,295 7,02 7,4 5,9 8,9 4 8

N°230 0,06 0,220


54/70

44

Granulometría de Concreto Asfáltico de Rodadura elaborado con agregados pétreos sometidos

95

100

% que pasa Curva Granulométrica

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

Fig. Nº37. Curva granulométrica caso I.

0

0 , 0

6 3

N º 2 3 0

0 , 0

8

N º 2 0 0

0 , 1

2 5

N º 1 2 0

0 , 1

6

N º 1 0 0

0 , 2

5

N º 6 0

0 , 3

1 5

N º 5 0

0 , 5

N º 3 5

0 , 6

3

N º 3 0

1 , 0

1 , 2

5

N º 1 6

2 , 0

N º 1 0

2 , 5

N º 8

4 , 0

N º 5

5 , 0

N º 4

6 , 3

1 / 4 "

8 , 0

5 / 1 6 "

1 0 , 0

3 / 8 "

1 1 2

7 / 1 6 "


55/70

45

5,5

% Asfalto

Promedio % Óptimo Asfalto

Fig. Nº38. Contenido óptimo de asfalto caso I.

5,1

5,2

5,3

5,4

1 2 3 4 5 6 7 8 9


56/70

46

5.1.1.2.- Caso II, mezcla elaborada con áridos sin ser sometidos a tratamiento

terciario.

Observaciones 20 12,5 10 5 2,5 0,63 0,315 0,16 0,08 %Asf

Extracción 1 100 95 80 43 30 18 14 4 3 5,4

Extracción 2 100 96 81 46 32 18 13 4 3 5,6

Extracción 3 100 95 82 44 33 17 12 5 3 5,5

Extracción 4 100 96 81 46 32 20 14 4 5 5,4

Extracción 5 100 96 81 45 31 18 14 6 5 5,6

Extracción 6 100 94 82 45 33 20 13 6 4 5,5

Extracción 7 100 94 79 44 32 19 12 6 5 5,7

Extracción 8 100 95 83 45 32 19 14 5 3 5,6

Extracción 9 100 95 82 46 30 17 14 5 5 5,4Extracción 10 100 95 80 44 29 18 12 6 5 5,6

Observaciones 3/4" 1/2" 3/8" Nº4 Nº8 Nº30 Nº50 Nº100 Nº200 -

Nº Datos 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10

Tabla Nº13. Granulometrías sin chancador de impacto.

Máximo 100 96 83 46 33 20 14 6 5 5,7

Mínimo 100 94 79 43 29 17 12 4 3 5,4

Promedio 100 95,1 81,1 44,8 31,4 18,4 13,2 5,1 4,1 5,53

Granulometría de la Mezcla 100 94 79 43 30 18 12 7 5 -

Mínimo 100 89 74 38 26 15 9 5 4 -

Banda de Trabajo - - - - - - - - - -Máximo 100 99 84 48 34 21 15 9 7 -

Mínimo 100 80 70 43 28 13 8 6 4 -

Banda IV-A-12 - - - - - - - - - -

Máximo 100 95 85 58 42 24 17 12 8 -

Promedio Bda IV-A-12 100 87,5 77,5 50,5 35 18,5 12,5 9 6

Diferencia promedios 0 7,6 3,6 5,7 3,6 0,1 0,7 3,9 1,9 3,01


57/70

47

Pulg Nom Gráfico Promedio G. Mezcla Lím Inf Lím Sup Lím Inf Lím Sup

1 1/2" 40 3,001

1" 25 2,818

3/4" 20 2,699 100 100 100 100 100 100

5/8" 16 2,624

9/16" 14 2,566

1/2" 12,5 2,517 95,1 94 89 99 80 95

3/8" 10 2,398 81,1 79 74 84 70 85

5/16" 8 2,3231/4" 6,3 2,220

N°4 5 2,097 44,8 43 38 48 43 58

N°8 2,5 1,793 31,4 30 26 34 28 42

°

Banda de Trabajo Banda IV-A-12Tabla Nº14. Datos a graficar.

,

N°16 1,25 1,492

N°30 0,63 1,198 18,4 18 15 21 13 24

N°35 0,5 1,119

N°50 0,32 0,897 13,2 12 9 15 8 17

N°100 0,16 0,596 5,1 7 5 9 6 12

N°200 0,08 0,295 4,1 5 4 7 4 8

N°230 0,06 0,220


58/70

48

Granulometría de Concreto Asfáltico de Rodadura elaborado con agregados pétreos sin ser someti

95

100

% que pasa Curva Granulométrica

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

Fig. Nº39. Curva granulométrica caso II.

0

0 , 0

6 3

N º 2 3 0

0 , 0

8

N º 2 0 0

0 , 1

2 5

N º 1 2 0

0 , 1

6

N º 1 0 0

0 , 2

5

N º 6 0

0 , 3

1 5

N º 5 0

0 , 5

N º 3 5

0 , 6

3

N º 3 0

1 , 0

1 , 2

5

N º 1 6

2 , 0

N º 1 0

2 , 5

N º 8

4 , 0

N º 5

5 , 0

N º 4

6 , 3

1 / 4 "

8 , 0

5 / 1 6 "

1 0 , 0

3 / 8 "

1 1 2

7 / 1 6 "


59/70

49

5,7

5,8

% Asfalto Promedio % Óptimo Asfalto

Fig. Nº40. Contenido óptimo de asfalto caso II.

5,3

5,4

5,5

5,6

1 2 3 4 5 6 7 8 9


60/70

50

5.1.1.3.-Análisis de parámetros marshall de los diseños de concretos asfálticos de

rodadura para los casos I y II.

Los datos contenidos en la tabla Nº7 son comparados a través de la confección de los

siguientes gráficos.

2.340

2.350

2.3602.370

2.380

2.390

Densidad (kg/m³) Densidad v/s % Asfalto

2.300

2.310

2.320

2.330

4,5 5,0 5,5 6,0 6,5

Con Chancador Impacto

Sin Chancador Impacto

% Asfalto

10.000

10.500

11.000

11.500

12.000



Estabilidad (N) Estabilidad v/s % Asfalto

9.000

.

4,5 5,0 5,5 6,0 6,5% Asfalto


61/70

51

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

4,5 5,0 5,5 6,0 6,5



Huecos (%) Huecos v/s % Asfalto

% Asfalto

8,0

9,0

10,0

11,0

12,0

13,0

14,0

15,0

4,5 5,0 5,5 6,0 6,5



Fluidez (0,01") Fluencia v/s % Asfalto

% Asfalto

80

85

90

Huecos Llenos (%) Huecos Llenos v/s % Asfalto

55

60

65

70

75

4,5 5,0 5,5 6,0 6,5



% Asfalto


62/70

52

Carpeta 20 mm, 3/4", e=6mm, Tránsito Pesado.

Nº Altura P Aire P Agua P SSS T°

agua Dens aguaVolumen Densidad

Densidad

Marshall

% Com.

Producción

%

Mínimo

1 6,64 1219,19 708,6 1223,84 2 5 0,9971 516,7 2,359 98,6 95

2 6,05 1019,5 593,53 1024,1 25 0,9971 431,8 2,361 98,6 95

3 6,53 1190,05 680,73 1192,93 25 0,9971 513,7 2,317 96,8 95

4 6,54 1244,5 722,55 1247,29 2 5 0,9971 526,3 2,365 98,1 95

5 6,03 1118,15 642,86 1120,7 25 0,9971 479,2 2,333 96,8 95

6 6,40 1078,2 615,4 1079,81 25 0,9971 465,8 2,315 96,0 95

7 6,25 1011,50 585,94 1021,91 25 0,9971 437,2 2,313 98,0 95

8 6,68 1181,45 675,52 1183,91 25 0,9971 509,9 2,317 98,1 95

9 6,90 1435,60 843,36 1447,88 25 0,9971 606,3 2,368 100,3 95

10 6,02 1089,15 628,70 1091,70 25 0,9971 464,3 2,346 98,1 95

11 6,65 1199,00 687,97 1202,41 25 0,9971 515,9 2,324 97,2 95

12 6,86 1182,35 674,14 1182,51 25 0,9971 509,8 2,319 97,0 95

13 6,01 1078,23 607,04 1074,27 25 0,9971 468,6 2,301 96,1 95

14 6,53 1220,57 712,4 1223,18 25 0,9971 512,3 2,383 99,5 95

15 6,30 1159,86 668,35 1163,04 25 0,9971 496,1 2,338 97,7 95

2,390

2,394

2,411

2,361

5.1.1.4.- Densidades testigos de mezcla elaborada con áridos sometidos a tratamiento terciario.

Tabla Nº15.Densidades testigos, mezcla caso I.

2,394

, , , , , , , ,

17 6,81 1262,64 721,44 1265,7 25 0,9971 545,8 2,313 96,3 95

18 6,08 1004,07 589,69 1007,26 25 0,9971 418,8 2,398 99,9 95

19 6,29 1098,73 625,41 1100,38 25 0,9971 476,4 2,307 97,2 95

20 6,76 1255,36 729,33 1258,58 25 0,9971 530,8 2,365 99,6 95

21 6,09 1088,25 645,73 1102,9 25 0,9971 458,5 2,374 100,0 95

22 6,09 1100,03 630,28 1105 25 0,9971 476,1 2,310 96,8 95

23 6,86 1255,07 727,59 1257,83 25 0,9971 531,8 2,360 98,8 95

24 6,76 1180,65 681,82 1185,27 25 0,9971 504,9 2,338 97,9 95

25 6,22 1160,11 669,79 1163,06 25 0,9971 494,7 2,345 98,9 95

26 6,84 1224,20 696,51 1228,20 25 0,9971 533,2 2,296 96,8 95

27 6,43 1185,04 682,89 1189,88 25 0,9971 508,5 2,331 98,3 95

28 6,03 1086,62 618,96 1090,25 25 0,9971 472,7 2,299 96,6 95

29 6,55 1237,7 715,19 1240,37 25 0,9971 526,7 2,350 98,7 95

30 6,69 1280,68 741,11 1284,19 25 0,9971 544,7 2,351 98,8 95

31 7,10 1358,65 764,83 1350,74 25 0,9971 587,6 2,312 96,9 95

32 6,46 1153,01 669,75 1157,6 25 0,9971 489,3 2,357 98,8 95

33 6,78 1262,59 731,18 1265,42 25 0,9971 535,8 2,356 98,8 95

34 7,00 1248,55 734,83 1265,45 25 0,9971 532,2 2,346 98,3 95

35 6,02 1156,72 668,78 1159,85 25 0,9971 492,5 2,349 98,4 95

36 6,01 1050,72 610,13 1053,44 25 0,9971 444,6 2,363 99,0 95

2,374

2,387

2,388

2,386

2,401

2,380

2,372

99

100

101

102

Densidad Testigos

Densidad

% Densidad

94

95

96

97

1 6 11 16 21 26 31 36 Nº Testigos

Densidad

Mínima


63/70

53

5.1.1.5.- Densidades testigos de mezcla elaborada con áridos sin ser sometidos a tratamiento terciario.

Carpeta 20 mm, 3/4", e= 6mm, Tránsito Pesado.

Nº Altura P Aire P Agua P SSS T°

agua Dens aguaVolumenDensidad

Densidad del

día de

Producción

% Com.

Producción

%

Mínimo

1 6,34 1159,89 629,95 1128,92 25 0,9971 500,4 2,318 97,3 95

2 6,21 1060,44 557,09 1015,24 25 0,9971 459,5 2,308 96,8 95

3 6,28 1105,04 615,11 1095,34 25 0,9971 481,6 2,294 96,3 95

4 6,01 998,48 569,68 1006,06 2 5 0,9971 437,6 2,281 95,3 95

5 6,56 1180,85 656,23 1166,35 25 0,9971 511,6 2,308 96,4 95

6 6,26 1034,26 564,68 1015,62 25 0,9971 452,3 2,287 95,5 95

7 6,23 1069,92 616,84 1094,34 25 0,9971 478,9 2,234 94,7 95

8 6,26 1084,94 616,36 1089,43 25 0,9971 474,4 2,287 97,0 95

9 6,97 1211,12 689,52 1216,07 25 0,9971 528,1 2,293 97,3 95

10 7,27 1285,98 742,80 1297,56 25 0,9971 556,4 2,311 97,4 95

11 7,34 1300,39 753,43 1324,45 25 0,9971 572,7 2,271 95,7 95

12 6,86 1165,53 665,46 1171,65 25 0,9971 507,7 2,296 96,7 95

13 6,05 1035,21 580,60 1033,71 25 0,9971 454,4 2,278 95,3 95

14 6,49 1130,71 638,65 1134,47 25 0,9971 497,3 2,274 95,1 95

15 6,38 1115 629,2 1 118,05 25 0,9971 490,3 2,274 95,1 95

16 7,52 1306,05 738,34 1308,49 25 0,9971 571,8 2,284 95,2 95

2,383

2,395

2,358

Tabla Nº16.Densidades testigos, mezcla caso II.

2,391

2,373

17 7,53 1323,46 757,02 1330,87 25 0,9971 575,5 2,300 95,9 95

18 6,98 1200,65 685,59 1205,83 25 0,9971 521,8 2,301 95,9 95

19 6,06 1121,41 641,73 1124,47 25 0,9971 484,1 2,316 97,1 95

20 7,04 1210,73 670,10 1207,09 25 0,9971 538,6 2,248 94,2 95

21 6,20 1120,01 624,59 1113,3 25 0,9971 490,1 2,285 95,8 95

22 6,97 1210,92 672,26 1202,03 25 0,9971 531,3 2,279 94,7 95

23 7,07 1248,21 709 1251,63 25 0,9971 544,2 2,294 95,3 95

24 6,02 1057,02 579,58 1041,49 25 0,9971 463,3 2,282 94,8 9525 6,81 1157,57 653,77 1163,60 25 0,9971 511,3 2,264 95,0 95

26 6,00 1027,58 558,65 1012,35 25 0,9971 455,0 2,258 94,8 95

27 6,60 1189,34 672,96 1194,57 25 0,9971 523,1 2,274 95,4 95

28 7,40 1303,26 742,84 1312,09 25 0,9971 570,9 2,283 96,2 95

29 8,04 1456,37 821,99 1464,14 25 0,9971 644,0 2,261 95,3 95

30 7,08 1273,23 722,3 1281,24 25 0,9971 560,6 2,271 95,7 95

31 7,22 1298,97 738,91 1309,83 25 0,9971 572,6 2,269 94,8 95

32 6,32 1086,42 617,66 1092,82 25 0,9971 476,5 2,280 95,3 95

33 6,20 1060,53 573,12 1041,6 25 0,9971 469,8 2,257 94,4 95

34 6,93 1249,82 719,28 1262,27 25 0,9971 544,6 2,295 96,4 95

35 6,06 1100,52 637,24 1113,45 25 0,9971 477,6 2,304 96,7 95

36 6,59 1129,43 631,61 1127,77 25 0,9971 497,6 2,270 95,3 95

2,382

2,407

2,392

2,374

2,382

2,399

2,386

96

97

98

99

100

Densidad Testigos

Densidad

Testigos

Densidad

Mínima

% Densidad

93

94

95

1 6 11 16 21 26 31 36 Nº Testigos


64/70

54

5.2.-Análisis económico.

5.2.1.-Cálculo de la potencia por equipos para procesos primario y secundario.

Potencia (Kw) Nº de Equipos Total (Kw)

75 1 75

85 1 85

18 1 18

2 6 12

190

Para transformar de Kw a Kva se realiza de la siguiente manera:

190

0,8

Los equipos suman un total de 237,5 Kva, por lo tanto, un grupo electrógeno de

330 Kva que consume 50 lts/hr es suficiente para la alimentación.

5.2.2.-Cálculo de la potencia por equipos para proceso terciario.

Potencia (Kw) Nº de Equipos Total (Kw)

110 1 110

18 1 182 6 12

140

Para transformar de Kw a Kva se realiza de la siguiente manera:

140

0,8

Los equipos suman un total de 175 Kva, por lo tanto, un grupo electrógeno de

200 Kva que consume 37 lts/hr es suficiente para la alimentación.

5.2.3.-Cálculo por m³ de parámetros que inciden en la producción de áridos.

Funcionamiento Etapa 1ª + 2ª Etapa 3ª Carg. 1ª+2ª Carg. 3ª

45 50 45 50

50 37 15 16

Consumo diesel (lts/m³) 1,11 0,74 0,33 0,32

370 370 370 370

Costo de Producción (m³) $ 411 $ 274 $ 123 $ 118

$ 41 $ 27 $ 12 $ 12

$ 452 $ 301 $ 136 $ 130Suministros

$ 3.000

Mano de Obra Mensual Hora $xm³ (1ª+2ª) $xm³ (3ª)

Nº Horas 180 1 1 1

Operador Cargador $ 400.000 $ 2.222 $ 49 $ 44

Maestro Soldador $ 250.000 $ 1.389 $ 31 $ 28

Tabla Nº17. Consumo de los equipos planta 1ª+2ª.

Tabla Nº18. Consumo de los equipos planta 3ª.

Tabla Nº19. Costo de los equipos, suministros y mano de obra por m³.

Valor diesel ($)

Mantención (10%)

Integral de Pozo (m³)

Cinta Transportadora

= 175

Producción (m³/hr)

Total costo funcionamiento

Consumo diesel (lts/hr)

Kva =

EquiposChancadores

Mandíbula

Cono

Criba

Kva = = 237,5

Equipos

Chancadores

Impacto

CribaCinta Transportadora


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55

y primario+secundario+terciario.

Cantidad Sub-total Cantidad Sub-total

SuministroInt. de Pozo $ 3.000 1 $ 3.000 1 $ 3.000

Costos Func. $ 0 $ 0

Etapa 1ª+2ª $ 452 1 $ 452 1 $ 452

Etapa 3ª $ 301 0 $ 0 1 $ 301

Cargador 1ª+2ª $ 136 2 $ 272 1 $ 136

Cargador 3ª $ 130 0 $ 0 1 $ 130

Mano de Obra

Operador Car. $ 49 2 $ 98 1 $ 49

Operador Car. $ 44 0 $ 0 1 $ 44

Maestro Sold. $ 31 2 $ 62 2 $ 62Maestro Sold. $ 28 0 $ 0 1 $ 28

$ 3.884 $ 4.202

ducido el cual está compuesto por varios tamaños de áridos que están distribuidos de la

siguiente maneraTabla Nº21. Rendimiento de los tamaños por cada m³ producido.

Tamaño (mm) Cantidad (m³) Tamaño (mm) Cantidad(m³)

Gravilla 10-20 0,39 Gravilla 12-17 0,24

Gravilla 5-13 0,33 Gravilla 6-12 0,31

Integral 0-10 0,28 P. Roca 0-6 0,45

1,00 1,00

Para obtener un metro cúbico de cada tipo de árido es necesario procesar las siguientes

cantidades de material:

Etapa 1ª+2ª Tabla Nº22-A. Cálculo del costo de cada tamaño de árido por m³.

Tamaño (mm) Cantidad (m³) Aumento (m³) Costo x m³ Costo 3m³ Costo 1m³

Gravilla 10-20 2,56 1,39 $ 3.884 $ 9.943 $ 3.953

Gravilla 5-13 3,03 1,18 $ 3.884 $ 11.769 $ 3.953

Integral 0-10 3,57 1,00 $ 3.884 $ 13.866 $ 3.953Promedio $ 11.859

Etapa 1ª+2ª+3ª Tabla Nº22-B. Cálculo del costo de cada tamaño de árido por m³.

Tamaño (mm) Cantidad (m³) Aumento (m³) Costo x m³ Costo 3m³ Costo 1m³

Gravilla 12-17 4,17 1,00 $ 4.202 $ 17.522 $ 4.491

Gravilla 6-12 3,23 1,29 $ 4.202 $ 13.572 $ 4.491

P. Roca 0-6 2,22 1,88 $ 4.202 $ 9.328 $ 4.491

Promedio $ 13.474

respecto de agregar un proceso adicional que consiste en un proceso terciario que

Tabla Nº20. Comparación de costos de producción por m³.

5.2.4.-Comparación de costos de producción entre procesos primario+secundario

El siguiente cuadro comparativo pretende visualizar las diferencias económicas que

Etapa 1ª+2ª Etapa 1ª+2ª+3ª

Etapa 1ª+2ª+3ªPrecio UnitarioParámetros

involucra la utilización de un chancador de impacto.

Etapa 1ª+2ª

a un proceso primario (chancador de mandíbula) y secundario (chancador de cono),

Es importante señalar que los precios obtenidos corresponden a un metro cúbico pro-

se existen al utilizar un proceso de producción de áridos tradicional, correspondiente


66/70

56

Las tablas anteriores muestran el costo de producción por metro cúbico de cada tama-

ño de árido, el cual se obtuvo primero calculando la cantidad de metros cúbicos necesarios

a procesar para obtener un metro cúbico de cada tamaño especificado según el rendimien-to de cada uno. Luego se calculó la cantidad en la que aumenta cada tamaño respecto de

los otros en relación a sus rendimientos con el fin de encontrar un promedio en el costo de

producción.5.2.5.-Cálculo por m³ de parámetros que inciden en la producción de mezcla.

Funcionamiento Planta Cargador

50 5065 18

Consumo diesel (lts/m³) 1,3 0,36370 370

Costo de Producción (m³) $ 481 $ 133$ 48 $ 13$ 529 $ 147

Suministros

CA-24 (Ton) $ 450.000Áridos (m³) $ 3.953Áridos (m³) $ 4.491Cal (Kg) $ 92Mano de Obra Mensual Hora $xm³ Nº Horas 180 1 1Operador Planta $ 450.000 $ 2.500 $ 50Operador Car. $ 400.000 $ 2.222 $ 44Calderero $ 300.000 $ 1.667 $ 335.2.6.-Comparación de costos de producción por m³ de concretos asfálticos.

Cantidad Sub-total Cantidad Sub-totalSuministro

CA-24 $ 450.000 0,12 $ 54.000 0,12 $ 54.000Gravilla 10-20 $ 3.953 0,10 $ 395 0,00 $ 0Gravilla 5-13 $ 3.953 0,20 $ 791 0,00 $ 0Integral 0-10 $ 3.953 0,62 $ 2.451 0,00 $ 0Cal $ 92 213 $ 19.596 0,00 $ 0Gravilla 12-17 $ 4.491 0,00 $ 0 0,13 $ 584Gravilla 6-12 $ 4.491 0,00 $ 0 0,44 $ 1.976P. Roca 0-6 $ 4.491 0,00 $ 0 0,43 $ 1.931Costos Func.

Planta $ 529 1 $ 529 1 $ 529Cargador $ 147 1 $ 147 1 $ 147Mano de Obra

Ope. Planta $ 50 1 $ 50 1 $ 50Operador Car. $ 44 1 $ 44 1 $ 44Calderero $ 33 2 $ 66 2 $ 66

$ 78.069 $ 59.327

Diferencia 31,6%

Etapa 1ª+2ª Etapa 1ª+2ª+3ª

Producción (m³/hr)Consumo diesel (lts/hr)

Valor diesel ($)

Mantención (10%)Total costo funcionamiento

Parámetros Precio Unitario

Tabla Nº24. Comparación de costos de producción de C.A.R. por m³.

Tabla Nº23. Costo de los equipos, suministros y mano de obra por m³.


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CONCLUSIONES

El estudio presenta limitaciones con los componentes de la mezcla asfáltica en cuanto a

la obtención de los áridos, debido a que son extraídos de pozos en una zona comprendida entre

las regiones octava y décima, y que el material ligante usado es un cemento asfáltico CA-24

que se utiliza desde la región metropolitana hasta la décima. De acuerdo a esto se exponen las

siguientes conclusiones:

Los áridos destinados a la elaboración de concreto asfáltico de rodadura que son

sometidos a tratamiento terciario, a través de un chancador de impacto, presentan un

porcentaje de partículas chancadas que supera el 90% y un porcentaje de partículas lajeadas de

0%, mientras que con el otro proceso de chancado el porcentaje de partículas chancadas no

supera el 90% y posee un porcentaje de partículas lajeadas cercanas al 2%. La diferencia se

debe a la forma de fragmentación de las partículas por parte de los equipos, en donde el

chancador de cono la fragmenta debido a fuerzas de fricción entre dos superficies sólidas lo

que hace que las partículas se reduzcan de manera alargada, mientras que el chancador de

impacto la reduce por medio de golpes instantáneos entre partículas y entre partículas-paredes

sólidas del chancador, haciendo que se fragmenten en tamaños similares. Además estas

permanecen por más tiempo en la cámara de trituración debido a las corrientes internas de

aire, obteniéndose partículas más chancadas que en el de cono.

El promedio de la mezcla asfáltica elaborada con gravillas producidas con un

tratamiento terciario adicional se ajusta de mejor manera a la banda granulométrica

especificada en comparación con la mezcla asfáltica que se elabora con gravillas producidas a

través de tratamiento primario y secundario en donde la primera presenta una diferencia de un

1,19% respecto del promedio de la banda especificada, mientras que la otra es de un 3,01%. Al

observar la trayectoria de la curva que representa el promedio de la mezcla producida en

donde se utiliza chancador de impacto tiende a ser suave como la de la banda especificada y se

mantiene en la mitad de la antes mencionada, mientras que para el otro caso es más irregular y


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tiende a bordear los límites establecidos. Esto refleja que existe una mayor homogeneidad en

la producción de áridos debido a la utilización de un chancador de impacto en comparación

con la mezcla en la cual sus áridos no pasan por un tratamiento terciario.

Al analizar los parámetros Marshall, la mezcla asfáltica elaborada con áridos sometidos

a un tratamiento terciario tiene una densidad máxima de 2386 Kg/m³ en comparación con los

2357 Kg/m³ de la otra mezcla, diferencia de 1,2% y estabilidad de 11.401 N versus 10.735 N

marcándose una diferencia de un 5,8%. Las diferencias anteriores se atribuyen a la

distribución de las partículas en la mezcla, debido a que el chancador de impacto permite la

obtención de partículas de formas y tamaños más estables. Al ver los otros parámetros, sus

respectivas curvas no presentan mayores diferencias siendo similares para ambos casos.

En la mezcla del caso I el promedio del contenido óptimo de asfalto es de un 5,27%

respecto del agregado cifra que está por debajo del 5,4% establecido, mientras que en el de la

mezcla del caso II es de un 5,53% estando sobre el 5,4%. Entre ambos promedios existe una

diferencia de un 0,26%, la cual indica un ahorro de un 4,7% de cemento asfáltico.

De la información correspondiente a la extracción de testigos, para el caso I, todos

tienen una densidad que se encuentra sobre la densidad mínima admisible (95%), mientras que

para el caso II existen 7 testigos (19,4%) que se encuentran con una densidad menor a la

mínima establecida.

De lo señalado anteriormente se puede deducir que los áridos utilizados en el concreto

asfáltico de rodadura que son sometidos a un tratamiento terciario adicional mejoran parte de

las propiedades de la mezcla asfáltic

Partes de Chancadora

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