¿Qué es el ensayo de penetración del betún?
Ensayo de penetración (betún)
Definición
El ensayo de penetración es un ensayo de laboratorio que mide cuánto se hunde una aguja estándar en el betún bajo una carga, un tiempo y una temperatura fijados.
La ASTM D5/D5M cubre el ensayo para materiales bituminosos semisólidos y sólidos. Mide la consistencia. Un valor más alto significa un material más blando. La AASHTO T 49 es el mismo ensayo. Es idéntica a la ASTM D5/D5M-13, salvo algunas disposiciones.
La página de cemento asfáltico trata el ligante y sus tres sistemas de graduación. Esta página trata el ensayo en sí.
Las condiciones estándar
El ensayo tiene tres condiciones: temperatura, carga sobre la aguja y tiempo. El estándar las fija para que los resultados sean comparables.
| Condición | Valor habitual | Otros valores |
|---|---|---|
| Temperatura | 25 °C (77 °F) | 4 °C en los datos de precisión de la AASHTO T 49, 46 °C (115 °F) en el protocolo P22 de la FHWA |
| Carga sobre la aguja | 100 g (0,2 lb) | |
| Tiempo | 5 s |
El protocolo P22 de la FHWA indica 25 °C, 100 g y 5 s como su primer juego de condiciones. La especificación del Departamento de Transporte del Estado de Nueva York indica el mismo juego en sus tablas de cemento asfáltico. Ambos siguen la AASHTO T 49.
El resultado y su unidad
El resultado es la profundidad de la aguja. Una unidad de penetración es 0,1 mm. Una lectura de 18 significa que la aguja se hundió 1,8 mm. La FAA escribe la unidad como dmm, por ejemplo 2 a 12 dmm.
El protocolo P22 pide el promedio de al menos tres penetraciones sobre la misma muestra. La AASHTO T 49 da estimaciones de precisión en la Tabla X para ensayos a 4 °C y a 25 °C. Cubren el ligante original y el residuo RTFO.
Grados de penetración
Un grado de penetración es un rango de valores de penetración a 25 °C. Una especificación fija un mínimo y un máximo. El grado 18-60 del Departamento de Transporte del Estado de Nueva York exige una penetración de al menos 18 y como máximo 60. La misma tabla fija otros límites para el ligante, como el punto de inflamación, el punto de reblandecimiento, la pérdida por calentamiento y la ductilidad. El grado es uno de varios requisitos.
La ASTM D946 es la especificación del cemento asfáltico de grado de penetración. La AC 150/5370-10H de la FAA la cita en su lista de referencias.
Lo que usa hoy la FAA
La AC 150/5370-10H de la FAA, ítem P-401, exige que el ligante de una superficie de mezcla asfáltica siga la ASTM D6373, que clasifica el ligante por su comportamiento. No pide un grado de penetración.
La circular sigue usando el ensayo de penetración en el residuo de los materiales de riego de sello:
- Ítem P-608, riego de sello de emulsión asfáltica. El residuo de la emulsión tiene una penetración de 50 dmm como máximo (608-2.2).
- Ítem P-608-R, riego de sello de curado rápido. El residuo tiene una penetración de 2 a 12 dmm a 77 °F (25 °C) (608-R-2.2).
Ambas líneas nombran la ASTM D5 como ensayo.
Otros ensayos de penetración
El nombre “ensayo de penetración” corresponde a varios ensayos. La AC 150/5320-6G de la FAA describe tres que ensayan suelo y capas de pavimento, no ligante:
- Relación de Soporte de California (CBR). Este ensayo mide la fuerza que produce una penetración fijada en el material y la compara con la fuerza para una piedra triturada estándar. Véase Relación de Soporte de California (CBR) .
- Penetrómetro dinámico de cono. Este dispositivo mide la velocidad de penetración de un cono en materiales compactados y suelos de subrasante. Véase penetrómetro dinámico de cono .
- Ensayo de penetración estándar. La ASTM D1586 cubre este ensayo de suelo.
Lo que el ensayo no muestra
El ensayo lleva una muestra de ligante a un laboratorio. El programa LTPP de comportamiento de pavimentos a largo plazo de la FHWA lo aplica al cemento asfáltico que los técnicos extraen de los testigos de pavimento. El valor describe el ligante a una temperatura. No describe la mezcla, el pavimento ni su estado.
Un estudio de pavimento registra la superficie. El desgranamiento, la meteorización, el desprendimiento y la exudación se relacionan con el ligante, pero el estudio no da un valor de penetración. El grado del ligante sale de la especificación y del certificado de la mezcla. La evaluación de la condición del pavimento de TarmacView toma imágenes de la superficie y no ensaya el ligante.
Preguntas Frecuentes
- ¿Qué es el ensayo de penetración del asfalto?
- El ensayo de penetración es un ensayo de laboratorio que mide cuánto se hunde una aguja estándar en el betún bajo una carga, un tiempo y una temperatura fijados. La ASTM D5/D5M cubre el ensayo para materiales bituminosos semisólidos y sólidos. Un valor más alto significa un material más blando.
- ¿Cuáles son las condiciones estándar del ensayo de penetración?
- Las condiciones habituales son 25 °C (77 °F), una carga de 100 g y un tiempo de 5 s. El protocolo de ensayo P22 de la FHWA y la especificación del Departamento de Transporte del Estado de Nueva York indican estos valores. Un ensayo puede usar otras temperaturas. La AASHTO T 49 da la precisión a 4 °C y a 25 °C.
- ¿Qué unidad usa el ensayo de penetración?
- El resultado es la profundidad de la aguja en décimas de milímetro. Una unidad de penetración es 0,1 mm. La AC 150/5370-10H de la FAA escribe la misma unidad como dmm, por ejemplo un máximo de 50 dmm.
- ¿Qué significa un valor de penetración alto o bajo?
- Un valor alto significa un ligante más blando, y un valor bajo, uno más duro. La ASTM D5/D5M establece que el ensayo mide la consistencia y que los valores más altos indican una consistencia más blanda. El valor es un único punto a una temperatura. No es una descripción completa del ligante.
- ¿Es el ensayo de penetración del betún el mismo que el ensayo de penetración del suelo?
- No. El ensayo del betún empuja una aguja contra una muestra de ligante en el laboratorio. La AC 150/5320-6G de la FAA también usa la penetración en el ensayo CBR, en el penetrómetro dinámico de cono y en el ensayo de penetración estándar de la ASTM D1586. Estos ensayan suelo, árido y subrasante, no ligante.
- ¿Usa la FAA el ensayo de penetración para el asfalto de los aeródromos?
- No para el ligante de la superficie de mezcla en caliente. La AC 150/5370-10H de la FAA, ítem P-401, exige que el ligante asfáltico tenga un grado de comportamiento según la ASTM D6373. La FAA todavía usa la ASTM D5 en los ítems de riego de sello. El ítem P-608 fija un máximo de 50 dmm en el residuo de la emulsión. El ítem P-608-R fija de 2 a 12 dmm.
- ¿Puede un estudio con drones medir la penetración?
- No. El ensayo necesita una muestra de ligante y un laboratorio. Un estudio con drones ve la superficie. Puede mostrar deterioros como el desgranamiento o la exudación, que se relacionan con el ligante, pero no da ningún valor de penetración.
Referencias
- astm-d5-20-store
- ASTM D5/D5M-20, Standard Test Method for Penetration of Bituminous Materials ASTM International
- aashto-t49
- AASHTO T 49-15 (2019), Standard Method of Test for Penetration of Bituminous Materials AASHTO
- nysdot-section-700
- Standard Specifications of 4 May 2006, Section 702, Bituminous Materials New York State Department of Transportation
- faa-ac-150-5370-10h
- AC 150/5370-10H, Standard Specifications for Construction of Airports FAA
- pavement-interactive-penetration
- Penetration Grading Pavement Interactive, Pavement Tools Consortium (state DOTs, FHWA, University of Washington)
- faa-ac-150-5380-6c
- AC 150/5380-6C, Guidelines and Procedures for Maintenance of Airport Pavements FAA
- faa-ac-150-5320-6g
- AC 150/5320-6G, Airport Pavement Design and Evaluation FAA
Esta es una entrada de referencia. TarmacView proporciona servicios de inspección con drones y no vende los equipos ni materiales descritos en este glosario.