Método Marshall para la dosificación de Mezclas Bituminosas

método marshall

¿Sabías que el Método Marshall ha sido el más utilizado durante décadas para la dosificación de mezclas bituminosas en todo el mundo? ¿Te gustaría conocer más sobre este popular método y aprender su aplicación práctica? Hoy en nuestro popular Blog sobre Firmes y Pavimentos queremos enseñarte qué es el Método Marshall, su historia y metodología. Y además veremos cómo aplicarlo por medio de un caso práctico real. ¿Te lo vas a perder?

El Método Marshall tiene su origen a mediados de los años 40 del siglo pasado. Fue desarrollado por el Ingeniero del Departamento de Carreteras del Estado de Mississipi, Bruce Marshall, siendo utilizado en sus inicios por el Cuerpo de Ingenieros del Ejercito de los Estados Unidos. El objetivo no era otro que desarrollar un método sencillo y rápido para el diseño y control de mezclas bituminosas en campo. El éxito de este método está fuera de toda duda, convirtiéndose durante décadas en el método más empleado por ingenieros y administraciones de todo el mundo.

El Método Marshall se basa en la ruptura de una serie de probetas cilíndricas (63,5 mm de altura y 101,6 mm de diámetro) bajo la acción de una carga diametral. La velocidad de aplicación de la carga es constante (50,8 mm/min a una temperatura de 60ºC). Cada una de las probetas ensayadas tiene un contenido en ligante distinto (normalmente entre el 2 y el 6%). Con los resultados obtenidos, tendremos un gráfico para cada una de las propiedades analizadas (generalmente estabilidad, deformación, huecos en la mezcla, y huecos en áridos). Este método es ideal para todo tipo de mezclas bituminosas, excepto en el caso de mezclas abiertas, para las que es mejor utilizar métodos de superficie específica.

El PG3 nos define, en función de la categoría de tráfico, los valores entre los que debe estar comprendida cada una de las propiedades analizadas. Con los resultados de los ensayos y las indicaciones del PG3, determinamos cuál es el contenido óptimo de betún (se tomará siempre el valor mínimo dentro del intervalo válido, por motivos económicos).

 

Ejemplo de dosificación por el Método Marshall

Como siempre, la manera más rápida y sencilla de entender la aplicación practica de cualquier método, es por medio de un ejemplo práctico.

Supongamos que queremos determinar el contenido óptimo de ligante de una mezcla tipo AC16 surf S (equivalente a una S12 según la antigua denominación), para disponerla en capa de rodadura de una carretera con tráfico T1. Veamos como resolver el ejercicio por el Método Marshall.

De los ensayos de laboratorio obtenemos los siguientes gráficos para sus principales propiedades (estabilidad, deformación, huecos de la mezcla y huecos de los áridos).

gráficos método marshall

Resultados de los ensayos de rotura

El PG3 nos delimita los valores que debe cumplir para estos ensayos una mezcla bituminosa que se empleará en rodadura para un tráfico T1, y que se muestran en la siguiente tabla.

Exigencias establecidas por el PG3

Exigencias establecidas por el PG3

Sobre los gráficos obtenidos de los ensayos, vemos que porcentajes de ligante cumplen con estos valores establecidos el el PG3.

Aplicación del los valores del PG3 a los gráficos obtenidos

Aplicación del los valores del PG3 a los gráficos obtenidos

En la siguiente tabla se definen los porcentajes de ligante que según los gráficos cumplirían con las prescripciones del PG3.

Porcentaje máximo y mínimo según el Método Marshall

Porcentaje máximo y mínimo según el Método Marshall

Según esto, vemos que el contenido mínimo que cumple todas las condiciones será el 4,20% (el mayor de los valores mínimos), y el contenido máximo será el 4,75% (el menor de los valores máximos). Aparte de esto, hay que tener en cuenta otra limitación; y es que según el PG3 en su artículo 542, la dotación mínima de ligante para una mezcla bituminosa de tipo densa o semidensa a emplear en una capa de rodadura deberá ser del 4,50%. Por ello, aunque desde el punto de vista del Método Marshall, el contenido óptimo de ligante sería del 4,20% (el valor mínimo que cumple las prescripciones, por motivos económicos), la solución a este ejercicio será:

Contenido óptimo de ligante: 4,50%

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José Raul Aldana
Ingeniero Civil
Profesor en Aulacarreteras.com