PESO UNITARIO DEL CONCRETO ASFALTICO EN EL TERRENO (METODO NUCLEAR) MTC E

Transcripción

1 PESO UNITARIO DEL CONCRETO ASFALTICO EN EL TERRENO (METODO NUCLEAR) MTC E Este Modo Operativo está basado en la Norma ASTM D 2950, el mismo que se ha adaptado al nivel de implementación y a las condiciones propias de nuestra realidad. Cabe indicar que este Modo Operativo está sujeto a revisión y actualización continua. Este Modo Operativo no propone los requisitos concernientes a seguridad. Es responsabilidad del Usuario establecer las cláusulas de seguridad y salubridad correspondientes, y determinar además las obligaciones de su uso e interpretación 1. OBJETIVO Es un procedimiento para determinar la densidad de Concreto Asfáltico mediante la atenuación de radiación gamma, ya sea que la fuente y el detector esten colocados en la Superficie del pavimento (método de retrodispersión) o que uno de ellos (la fuente ó el detector) esten colocados a una profundidad de hasta 300 mm (12 ), mientras el otro (la fuente ó el detector) permanece en la superficie del pavimento (Método de trasmisión directa). 2. USO Y SIGNIFICADO 2.1 El método nuclear se utiliza para determinar el peso específico del concreto asfáltico y puede emplearse para establecer el peso unitario óptimo para un determinado esfuerzo y. patrón de compactación y para comprobar el del peso unitario requerido. 2.2 Los resultados de pesos unitarios obtenidos mediante este método son relativos. Si se requieren resultados del peso unitario real, puede desarrollarse un factor para convertir el peso unitario nuclear a peso unitario real, determinando el peso unitario nuclear de un sitio escogido al azar y el peso unitario real de un núcleo extraído en el mismo sitio. Se recomienda establecer la correlación entre determinaciones del peso unitario real, cualquier método y siete determinaciones del peso unitario mediante el método nuclear, en un tramo de pavimento, para establecer el factor de conversión. Puede ser deseable verificar este factor a intervalos durante el curso del proyecto de pavimentación y deberá determinarse un nuevo factor cuando haya un cambio de la mezcla en la obra, en la cantera o en los materiales de la misma o cuando existan razones para creer que el factor es erróneo. La precisión de los modos del ensayo nuclear no es igual y está también afectada por el tipo y textura superficial de la mezcla que se está ensayando. El modo del ensayo nuclear que deberá usarse y el número de ensayos requeridos para determinar un factor satisfactorio, depende de la precisión necesaria. ICG Instituto de la Construcción y Gerencia MTC E / Pág. 1

2 2.3 El usuario deberá reconocer que las lecturas del peso unitario sobre capas delgadas de concreto asfáltico pueden ser erróneas, si la densidad subyacente difiere significativamente de la superficial. Algunos modelos disponen de procedimientos correctivos para este inconveniente. 3. DEFINICIONES 3.1 Cuantía. La rata a la cual los rayos gamma llegan al detector se denomina en esta norma con el nombre de cuantía. 4. APARATOS 4.1 El sistema se compondrá de los elementos siguientes, aunque pueden variar los detalles exactos de construcción de los aparatos: Fuente gamma. Una fuente radioisotópica doblemente encapsulada y sellada, tal como cesio-137, o radio-226. Detector. Cualquier tipo de detector gamma, como tubos Geiger-Muller. Instrumento de lectura, tal como una escala, un medidor de la cuantía o un medidor de lectura directa. Patrón de referencia, proporcionado con el objeto de verificar la operación del equipo y las cuantías anteriores registradas. 4.2 Seguridad. El equipo deberá estar construido en tal forma que sea aceptable de acuerdo con las normas respectivas de sanidad y seguridad para el usario y medio ambiente. 4.3 Armazón o soportes espaciadores. Sirven para sostener el medidor con vacío óptimo de aire por encima del material que sé esta ensayando. 5. NORMALIZACION DEL EQUIPO 5.1 Inicialmente, cuando el aparato está nuevo o recién calibrado, de modo que se puede asegurar su buen funcionamiento o calibración, debe determinarse una cuantía normal de referencia que se denomina N o, tomando el promedio de 20 cuantías determinadas sobre el patrón de referencia. 5.2 Es necesaria la normalización del equipo sobre un patrón de referencia al inicio de cada día de uso y deberá mantenerse un registro permanente de tales datos. ICG Instituto de la Construcción y Gerencia MTC E / Pág. 2

3 5.3 Póngase a funcionar el equipo y déjese estabilizar de acuerdo con las recomendaciones del fabricante. 5.4 Tómense al menos cinco lecturas sobre el patrón de referencia o más si fueren recomendadas por el fabricante; cuando se trate de un equipo con medidor de lectura directa y almacenamiento automático de la cuantía normal, hágase un promedio de por lo menos cuatro cuantías, cada una con una duración de 4 minutos. 5.5 Si más de una de las lecturas está por fuera de los límites establecidos por la ecuación (1), repítase la normalización. Si el segundo intento no satisface dicha ecuación, compruébese el sistema por mal funcionamiento; si la discrepancia no fuere debida a un mal funcionamiento, establézcase un nuevo No. Ns = No ± 1.96 No (1) Ns = No ± 1.96 N O donde: No = Cuantía normal de referencia previamente establecida sobre el patrón referencia para el tiempo normal, t (promedio de 20 lecturas repetidas). Ns = Cuantía medida al comprobar el instrumento 5.6 La cuantía promedio de 4 minutos en un equipo con medidor de lectura directa, deberá hallarse dentro del 1% de la cuantía normal de referencia. 6. SELECCION Y PREPARACION DEL SITIO DE ENSAYO 6.1 Escójanse aleatoriamente los sitios de ensayo. 6.2 Puesto que el valor del peso unitario medido mediante retrodispersión es afectado por la textura superficial del material existente inmediatamente bajo el medidor, para mejores resultados, escójase para el ensayo una superficie lisa y compacta. Puede utilizarse un llenante de arena fina o un material similar, para llenar los poros superficiales abiertos de la superficie compactada escogida para efectuar la medición. 6.3 Si se emplea el método de la transmisión directa, fórmese un agujero pulido en el pavimento, de tamaño ligeramente mayor que la sonda. 7. PROCEDIMIENTO ~ RETRODISPERSIÓN Y TRANSMISION DIRECTA ICG Instituto de la Construcción y Gerencia MTC E / Pág. 3

4 7.1 Asiéntese firmemente el medidor a 300 mm (12 ) por fuera de cualquier objeto o borde del pavimento. Si se emplea el método de la transmisión directa, insértese el probador de tal modo que el lado del mismo que mira al centro del medidor se halle en contacto íntimo con la parte lateral del agujero. Manténgase cualquier otra fuente radiactiva distante al menos 15 m (50 ) del equipo de ensayo, de tal manera que no resulten afectadas las lecturas. 7.2 Empléese el mismo tiempo de calentamiento que el utilizado en la normalización. Tómese lecturas cronometradas automáticamente y determínese el peso unitario mediante la curva de calibración suministrada o del medidor de lectura directa. 8. PROCEDIMIENTO COLCHON DE AIRE (opcional) 8.1 Tómese una lectura automáticamente cronometrada, en la superficie o a profundidad, en un sitio seleccionado al azar. 8.2 Empleando una armazón o unos soportes espaciadores (proporcionados por el fabricante), para soportar el medidor al óptimo colchón de aire, tómese una lectura, automáticamente cronometrada, inmediatamente por encima del sitio de la lectura del numeral 8.1 y que tenga la misma orientación que aquella. 8.3 Repítanse las lecturas, superficial o a profundidad y su correspondiente con colchón de aire, en los sitios adicionales requeridos, escogidos aleatoriamente. 8.4 Determínese el promedio de las lecturas en la superficie o a profundidad y el de las lecturas del colchón de aire. 8.5 Determínese la relación promedio del colchón de aire en la forma recomendada por el fabricante. 8.6 Determínese el peso unitario a partir de la relación promedio del colchón de aire, en la curva de calibración aplicable 9. INFORMES 9.1 Deberá incluir lo siguiente: Temperatura ambiente. Espesor de la capa ensayada. Profundidad de la sonda, si se empleó transmisión directa. ICG Instituto de la Construcción y Gerencia MTC E / Pág. 4

5 Identificación de los materiales en bruto. Tipo de mezcla y textura superficial. Número y tipo de compactadores. Cuantía normal de referencia. Cuantía para cada lectura del ensayo y el correspondiente valor del peso unitario medio, o el valor de la lectura directa de peso unitario, en kg/m 3 (lb/pie 3 ). 10. PRECISION 10.1 No es práctico determinar la precisión del método de ensayo que implica operadores de cierto número de laboratorios, porque el ensayo se efectúa sobre el material colocado en el terreno. En el numeral 10.2 se dan los límites aceptables para la precisión del aparato La precisión del aparato se determina a partir de la pendiente de su curva de calibración y de la desviación normal estadística, cuantía dada en la ecuación (2) en la siguiente forma: Donde: P = σ/ S (2) P = Precisión, kg/m 3 (lb/pie 3 ) σ= Desviación normal, cpm (cuantía por minuto) S = Pendiente, cpm/kg m 3 (cpm/lb pies 3 ) La pendiente de la curva de calibración se determina en el punto de 2240 kg/m 3 (140 lb/pie 3 ) y a la desviación normal se calcula a partir de 20 lecturas cronometradas automáticamente y tomadas sobre un material de 2240 ± 80 kg/m 3 (140 ± 5 lb/pie 3 ). El valor de P deberá ser menor de 16 kg/m 3 (1.0 lb/pie 3 ) retrodispersores y de 8 kg/m 3 (0.5 lbs/pie 3 ) para transmisión directa. La precisión del instrumento únicamente debe determinarse cuando se desarrolla o comprueba la curva de calibración y solamente por personal entrenado en esta técnica. Para un medidor de lectura directa la precisión, P, es la desviación normal de 20 lecturas individuales, automáticamente cronometradas, el peso unitario. 11. REFERENCIAS NORMATIVAS ASTM D 2950 ICG Instituto de la Construcción y Gerencia MTC E / Pág. 5