1. Menciona todas las pruebas que se realizan a los materiales de subbases y bases;

cual es el objetivo de cada una de estas y como interpretamos el resultado

obtenido.

Los ensayes requeridos para la aprobacin de los materiales que sern utilizados al

construir la sub-base, son los descritos en los manuales de la SCT que se muestra en la

siguiente tabla.

Despus de realizar los ensayes anotados en la tabla anterior, los resultados debern ser

comparados con los requisitos de calidad que pide la SCT en su norma N-CMT-4-02-001

Los ensayes requeridos para la aprobacin de los materiales que sern utilizados al

construir la base, son los descritos en los manuales de la SCT que se muestra en la

siguiente tabla.

Una vez realizados los ensayes descritos en la tabla anterior, los resultados obtenidos

debern de ser comparados con los requisitos de calidad indicada por la SCT en la norma

N-CMT-4-02-002

M-MMP-4-04-001.-Muestreo de materiales:

Objetivo: obtener una porcin representativa del volumen de material ptreo en estudio.

Se realiza directamente en los bancos de explotacin, en almacenes de materiales, o

durante las maniobras de carga y descarga. El muestreo incluye adems las operaciones

de envase, identificacin y transporte de las muestras.

M-MMP-4-04-002.-Granulometria:

Objetivo: esta prueba permite determinar la composicin por tamaos (granulometra) de

las partculas del material ptreo empleado en mezclas asflticas, mediante su paso por

una serie de mallas con aberturas determinadas. El paso del material se hace primero a

travs de las mallas con la abertura ms grande, hasta llegar a las ms cerradas, de tal

forma que los tamaos mayores se van reteniendo, para as poder obtener la masa que se

retiene en cada malla, calcular su porcentaje respecto al total y definir la masa que pasa.

M-MMP-1-07.-Limites de consistencia

Objetivos de las pruebas: estas pruebas permiten conocer las caractersticas de plasticidad

de la porcin de los materiales para terraceras que pasan la malla N40 (0.425 mm), cuyos

resultados se usan principalmente para la identificacin y clasificacin de los suelos. Las

pruebas consisten en determinar el limite lquido, es decir el contenido de agua para el

cual un suelo plstico adquiere una resistencia al corte de 2.45 kPa (25 g/cm2); ste se

considera como la frontera entre los estados semilquido y plstico. El limite plstico o el

contenido de agua para el cual un rollito se rompe en tres partes al alcanzar un dimetro

de 3 mm; ste se considera como la frontera entre los estados plstico y semislido. El

ndice plstico se calcula como la diferencia entre los lmites lquido y plstico.

M-MMP-1-11.-Valor Soporte de California (CBR) y expansin en laboratorio

Objetivo de las pruebas: esta prueba permite determinar la expansin (Exp) originada por

saturacin de los materiales para terrapln, subyacente y subrasante, as como el Valor

Soporte de California (CBR) en especmenes compactados dinmicamente.

M-MMP-4-04-004.-Equivalente de arena

Objetivo: esta prueba permite determinar el contenido y actividad de los materiales finos

o arcillosos presentes en los materiales ptreos empleados en mezclas asflticas. La

prueba consiste en agitar un cilindro, que contiene una muestra del material ptreo que

pasa la malla N4, mezclada con una solucin que permite separar la arena de la arcilla.

M-MMP-4-04-006.-Desgaste de Los ngeles

Objetivo: determinar la resistencia a la trituracin de los materiales ptreos empleados en

mezclas asflticas. La prueba consiste en colocar una muestra del material con

caractersticas granulomtricas especificas dentro de un cilindro giratorio, en donde es

sometida al impacto de esferas metlicas durante un tiempo determinado, midiendo la

variacin granulomtrica de la muestra como la diferencia entre la masa que pasa la malla

N12 (1.7 mm de abertura), antes y despus de haber sido sometida a este tratamiento.

M-MMP-1-09.-Compactacion AASHTO

Objetivo: las pruebas permiten determinar la curva de compactacin de los materiales

para terraceras y a partir de esta inferir su masa volumtrica seca mxima y su contenido

de agua ptimo. Consisten en determinar las masas volumtricas secas de un material

compactado con diferentes contenidos de agua, mediante la aplicacin de una misma

energa de compactacin en prueba dinmica y, graficando los puntos correspondientes a

cada determinacin, trazar la curva de compactacin del material.

M-MMP-4-04-005.-Particulas alargadas y lajeadas

Objetivo: esta prueba permite determinar el contenido de partculas de formas alargada y

lajeada presentes en los materiales ptreos empleados en mezclas asflticas. La prueba

consiste en separar el retenido en la malla N4 de una muestra de materiales ptreos,

para determinar la forma de cada partcula, empleando calibradores de espesor y de

longitud.

M-MMP-4-04-003.- Densidad relativa

Objetivo: determinar la densidad relativa de los materiales ptreos empleados en mezclas

asflticas con el fin de conocer la masa de solidos por unidad de volumen de dichos

solidos sin vacos en cada una de sus fracciones, ya sea arena con finos o grava, respecto a

la densidad del agua.

M.MMP-1-05.-Densidad relativa y Absorcin

Objetivos de las pruebas: estas pruebas permiten determinar las relaciones masa-volumen

de los materiales respecto a la relacin masa-volumen del agua, as como la absorcin de

los materiales y se utilizan para calcular los volmenes ocupados por el material o mezcla

de materiales en sus diferentes condiciones de contenidos de agua y el cambio de masa

del material debido a la entrada de agua en sus poros, con respecto a su condicin en

estado seco; las pruebas se realizan de distinta manera en la fraccin del material retenida

en la malla N4 (4.75 mm) y en la porcin que pasa dicha malla.

2. Describa ampliamente las siguientes pruebas. Anlisis granulomtrico, Peso

volumtrico mximo (proctor y porter), humedad optima, y VRS (nombre de la

prueba, objetivo, material y equipo, procedimiento y resultados).

ANLISIS GRANULOMTRICO

OBJETIVO:

El objetivo de esta prueba consiste en separar por tamaos las partculas de suelo,

pasando a travs de una sucesin de mallas de aberturas cuadradas y pesar las

proporciones que se retienen en cada una de ellas, expresando dicho retenido como

porcentajes en peso de la muestra total.

MATERIAL Y EQUIPO NECESARIO:

1 balanza de 20 kg con sensibilidad de un gramo.

1 juego de cribas Tyler estndar de abertura cuadrada que incluya las siguientes cribas: 2, 1 1/2", 1, 3/4", 3/8, y No. 4; as como las mallas No. 10, 20, 40, 60 ,100 y 200

2 charolas de lmina.

1 tapa y fondo para el juego de mallas

PROCEDIMIENTO:

1. Se obtiene por cuarteo una porcin representativa con peso aproximado de 12 kg,

el cual se determina y se anota como Wm (Peso de la muestra), con aproximacin

de un gramo.

2. Una vez preparada la muestra, se criba el material por las mallas en orden

descendente de aberturas.

3. Para el cribado, el material se vierte poco a poco y cuidadosamente por cada

malla, a la que se le aplica un movimiento vertical y de rotacin horizontal, con el

fin de mantener el material en constante movimiento para permitir que las

partculas de tamaos menores pasen a travs de las aberturas y recolectarlas en

una charola.

4. La cantidad de material que se vaya colocando sobre la malla ser menor que la

capacidad de la misma para evitar prdidas y facilitar el cribado.

5. El paso de las partculas a travs de las aberturas de la malla se efectuara

libremente y sin forzarlas.

6. Concluido el cribado, se verifica si las partculas que quedaron retenidas y que

tienen forma de laja o de aguja pueden pasar a travs de la malla, para lo cual se

acomodan con la mano segn su dimensin menor y sin forzarlas se introducen

entre las separaciones.

RESULTADOS:

Los valores correspondientes a los % que pasan la mallas se dibujan y se grafican.

PRUEBA PROCTOR ESTANDAR

OBJETIVO:

Determinar el peso volumtrico seco mximo (dmx.) y la humedad ptima del suelo en

estudio (Wpt.). Esta prueba es recomendada a suelos arcillosos que pasan la malla No. 4.

MATERIAL Y EQUIPO NECESARIO:

Compactador automtico

Molde de compactacin de 0.94 lts. y su extensin

Pisn de un peso de 2.5 Kg.

Charola rectangular de 40X60 cms.

Cpsulas de aluminio

Horno

Balanza con aproximacin a 0.1 gr.

Probeta con capacidad de 100 ml.

Malla No. 4

Regla o solera para enrasar

Vaso de aluminio

Agua

Aceite y brocha

Estopa para limpieza del molde

Suelo arcilloso que pasa la malla No. 4

PROCEDIMIENTO:

1. Se pesan las cpsulas de aluminio y el molde de compactacin, anotando estos datos en el registro correspondiente.

2. Se prepara una muestra de 3 Kg. de suelo secado al sol, se le incorpora la cantidad de agua suficiente para tenga de un 4 a un 6% abajo de la humedad ptima, se uniformiza la humedad, se vaca suelo hmedo a la primera cpsula de aluminio que se haya pesado, hasta completar las partes de su capacidad, la cual se pesa y se registra como:

(Peso de cpsula + suelo hmedo)

Las cpsulas se introducen al horno; esto es con el fin de determinar el contenido de agua para este ensaye.

3. Con el material restante, llenamos el molde, compactndolo en 3 capas aproximadamente iguales, dndole 25 golpes a cada una de estas. Despus de que se haya compactado en suelo, la ltima capa no debe salir del molde ms de 2.5 cms.

4. Se enrasa el molde y se pesa, registrndolo como: Peso del molde + suelo hmedo. 5. Se saca el material del molde, se reintegra al resto del material que se encuentra

en la charola, se disgrega hasta dejarlo como estaba inicialmente.

6. Se le hace el incremento de agua recomendado, que es de un 2% con respecto al

peso inicial de la muestra (3,000 grs.); por lo que la cantidad de agua a agregar es:

Cantidad de agua = 3,000 X 0.02 = 60 grs. de agua 60 ml.

7. Se distribuye la humedad en forma homognea y se repite la compactacin como

se describi anteriormente; se compacta las veces necesarias hasta que el peso del

molde + suelo hmedo de un valor igual o menor que el inmediato anterior.

8. Es recomendable que esta prueba se logre en un mnimo de 4 ensayes y un

mximo de 6, con el fin que se logre definir la parbola de forma completa.

9. Despus de 24 hrs. las cpsulas son extradas del horno y se pesan, registrndolas

como:

Peso de cpsula + suelo seco

10. Se obtienen los clculos del registro de la siguiente forma:

Peso del suelo hmedo (Wm) = (Peso del molde + suelo hmedo) (Peso del

molde)

Peso volumtrico hmedo en kg/m3

; donde: V = Volumen del molde, en

m3;

Peso del agua (Ww) = (Peso de cpsula + suelo hmedo) (Peso de cpsula + suelo

seco)

Peso del suelo seco (Ws) = (Peso de cpsula + suelo seco) (Peso de cpsula)

Contenido de agua ( )

Pesos volumtricos secos

( )

11. Se grafican los 2 ltimos renglones del registro, de la siguiente forma:

En el eje de las abscisas se indican los contenidos de agua () en % y en el eje de

las ordenadas los pesos volumtricos secos (d).

12. En el punto ms alto de la parbola, con la horizontal se obtiene el peso

volumtrico seco mximo (dmx) y con la vertical se obtiene la humedad ptima

(pt).

PRUEBA PORTER ESTANDAR

OBJETIVO:

En esta prctica el alumno(a) determinar la compactacin por carga esttica para calcular

el Peso Volumtrico Seco Mximo (dmx) y la Humedad ptima de Compactacin en

suelos con partculas gruesas empleadas en la construccin de terraceras o en arenas y

materiales finos (no cohesivos) que tengan un ndice Plstico menor a 6 (IP

de la mano, la humedezca muy ligeramente. Para favorecer lo anterior en algunos

casos ser necesario dejar el material hmedo un cierto tiempo en reposo,

cubierto con una lona hmeda.

4. Se coloca el material humedecido, dentro del molde con su collarn instalado, en 3

capas del mismo espesor aproximadamente y se le da a cada una de ellas 25

golpes con la varilla metlica, distribuyndolos uniformemente.

5. Al terminar la colocacin de la ltima capa, se toma el molde que contiene el

material, se coloca en la mquina de compresin y se compacta aplicando

lentamente carga uniforme, hasta alcanzar en un lapso de 3 minutos la presin de

140.6 kg/cm2, equivalente a una carga de 26.5 toneladas, aproximadamente; se

mantiene esta carga durante 1 minuto y se hace la descarga en el siguiente

minuto. Al llegar a la carga mxima se observa la base del molde y si est

ligeramente humedecida, el material tiene la Humedad ptima de Compactacin y

ha alcanzado su Peso Especfico o Volumtrico Mximo.

6. Si al llegar a la carga mxima, no se humedece la base del molde, la humedad con

que se prepar la muestra es inferior a la ptima y por lo tanto, se toma otra

porcin representativa del material y se le adiciona una cantidad de agua igual a la

del espcimen anterior, ms 80 cm3; se mezcla uniformemente y se repiten en

sta los pasos 4 y 5. Se preparan los especmenes que sean necesarios siguiendo

los pasos indicados en este subprrafo, hasta lograr que en uno de ellos se observe

el inicio del humedecimiento de la base del molde con la carga mxima, lo cual

generalmente se consigue con menos de 4 especmenes

7. Si antes de llegar a la carga mxima se humedece la base del molde por haberse

iniciado la expulsin de agua la humedad con que se prepar la muestra es

superior a la ptima y en este caso se procede como se indica en el paso 6, con la

diferencia que en lugar de adicionar 80 cm3 de agua, se disminuyen estos 80 cm3

en cada nueva porcin representativa del material, hasta lograr que en una de

ellas, con la carga mxima, se observa el inicio del humedecimiento de la base del

molde.

8. Terminada la compactacin del espcimen preparado con la humedad ptima, se

retira el molde de la mquina de compresin y se determina la altura del

espcimen, he , restando de la altura del molde, la altura entre la cara superior del

espcimen y el borde superior del molde; se registra este valor en centmetros con

aproximacin de 0.1 mm.

9. Se pasa el molde de compactacin que contiene el espcimen compactado y se

anota dicho peso Wi, en gr, con aproximacin de 1 gr.

10. Se saca el espcimen del cilindro, se corta longitudinalmente y de la parte central

se obtiene una muestra representativa y se le determina su contenido de agua,

W0, el cual se anota en la hoja de registro.

RESULTADOS:

1. El volumen del espcimen compactado con la humedad ptima se calcula por medio de

la siguiente frmula:

Dnde:

V= Es el volumen del espcimen, (cm3)

Am= Es el rea de la seccin transversal del cilindro de compactacin, (cm2)

he= Es la altura del espcimen, (cm)

2. El peso especfico hmedo se calcula por medio de la siguiente frmula:

Dnde:

m= Es el peso especfico del espcimen hmedo, (gr/cm3 = ton/m3)

Wi= Es el peso del espcimen hmedo, ms el peso del molde de compactacin, (gr)

Wt= Es el peso del molde de compactacin, (gr)

V= Es el volumen del espcimen, (cm3)

3. El peso especfico seco mximo, dmax, se calcula mediante la siguiente frmula:

Dnde:

dmax = Es el peso especfico mximo del espcimen en estado seco, en gr/cm3 = ton/m3.

m = Es el peso especfico del espcimen hmedo, (gr/cm3)

W0 = Es la humedad ptima del espcimen, (%)

4. Se reporta el peso especfico seco mximo dmax, en kilogramos por metro cbico y la

humedad ptima W0, en porciento (%), como valores correspondientes al material

ensayado.

VALOR RELATIVO DE SOPORTE ESTNDAR (V.R.S.)

OBJETIVO:

Determinar si el suelo en estudio, tiene la calidad para ser empleado en las capas: base,

sub-base y sub-rasante.

Para sta prueba se utiliza un suelo compactado por medio de la prueba Porter.

MATERIAL Y EQUIPO NECESARIO:

Prensa con capacidad de 5,000 kg.

Depsito con agua para saturar el suelo compactado.

Papel filtro de 15.2 cm de dimetro.

Placa circular perforada de 15.2 cm de dimetro.

2 placas circulares de carga de 15.2 cm de dimetro y de 3 kg de peso cada una.

Un trpode metlico para referencia de mediciones.

Pistn de penetracin de 4.95 cm de dimetro.

Extensmetro con carrera de 2.54 cm y una aproximacin de 0.01 mm.

Cronmetro o reloj.

Calibrador con vernier.

PROCEDIMIENTO:

1. Estando el suelo ya compactado, se pone encima un papel filtro, para que no se

erosione, al momento de introducirlo a inmersin total en agua.

2. Arriba del papel se coloca una placa circular perforada y encima de sta, las 2

placas circulares de carga, sobre la extensin del molde se coloca el trpode, que

servir como referencia de mediciones de altura y conocer si el suelo presenta

expansin.

3. Se introduce todo el conjunto al depsito con agua, de tal forma que el molde

quede sumergido, con un tirante de 2 cm arriba del borde superior de la extensin

del molde.

4. Utilizando el vernier, se hace una primera lectura de altura, medida sobre el

trpode hasta la parte central de vstago de la placa circular perforada; anotando

esta lectura como (Li), se verifica cada 24 horas y cuando en dos lecturas sucesivas

se observe que no hay diferencia, se anota su valor como lectura final (Lf) con

aproximacin de 0.01 mm.

El perodo de saturacin generalmente vara de 3 a 5 das.

5. Todo lo descrito en el paso 4, es con el fin de determinar el porcentaje de

expansin que puede tener un suelo y se obtiene con la siguiente frmula:

( )

Dnde:

Li y Lf son la longitud inicial y final respectivamente del espcimen antes y despus

de la expansin.

he = Altura del espcimen, (cm)

6. Se retira el molde del agua, se le retira la extensin, el papel filtro y la placa

circular perforada, colocndose en medio de las placas de carga el pistn de

penetracin, despus se coloca el molde en la parte central de la prensa.

7. Se coloca el extensmetro que va a indicar las penetraciones estandarizadas para

esta prueba; estas son:

1.27 mm, 2.54 mm, 3.81 mm, 5.08 mm, 7.62 mm, 10.16 mm y 12.70 mm.

8. Se aplica una precarga de 10 Kg e inmediatamente despus, sin retirar la carga, se

ajusta el extensmetro en cero, para iniciar la penetracin vertical del pistn de

penetracin.

9. Se aplica carga para que el pistn penetre al espcimen a una velocidad de 1.27

mm/minuto, anotando las cargas necesarias para obtener cada una de las

penetraciones descritas anteriormente.

RESULTADOS:

Los resultados se llevan a la grfica (penetraciones contra carga), obtenindose la llamada

curva de valor relativo de soporte estndar y se obtiene finalmente el resultado de este

con la siguiente frmula:

Dnde:

C2.54 = Carga correspondiente a la penetracin de 2.54 mm o cualquier otra en Kg.

1360 = Equivale a la carga que presentara un material de buena calidad, para esa

penetracin; por ejemplo: una caliza triturada.

Y=8.565X+36.197

Dnde:

Y = Carga en kg.

X = Deformacin en la celda de carga.

3. Mencione las pruebas que se realizan a los materiales ptreos que se utilizan

para fabricar carpeta; en caso de ser las mismas de subbases y bases explique las

diferencias entre estas.

Adherencia de materiales ptreos con el asfalto Los materiales que van a estar en contacto con el asfalto deben tener buena adherencia a l. La adherencia se puede ver afectada por el agua y las pruebas que generalmente se hacen son: La prueba de desprendimiento por friccin prueba de prdida de estabilidad por inmersin en agua, y la prueba inglesa.

Prueba de desprendimiento por friccin

En la prueba de desprendimiento por friccin, se colocan 50 g. de mezcla asfltica en un frasco y se deja reposar por 24 hrs. Posteriormente, se agita tres veces por periodos de 5 min. Al finalizar el agitado, se saca la mezcla del frasco y se observa el porcentaje de desprendimiento de asfalto que sufri el material ptreo. Si el porcentaje de desprendimiento es de 25% o menos, se considera que el material tiene adherencia aceptable.

Prueba de prdida de estabilidad por inmersin en agua.

En la prueba de prdida de estabilidad por inmersin en agua, se debe colocar la mezcla asfltica en un molde de 10 cm. de dimetro y 12 cm. de altura, se compacta con una presin de 40 Kg. /cm. Se elaboran dos cilindros; Uno se deja reposar y el otro se sumerge en agua por tres das. Ambos se llevan a la ruptura por medio de compresin sin confinar. La prdida de estabilidad se calcula como la resistencia del espcimen sin saturar menos la resistencia del espcimen saturado dividido entre la resistencia del espcimen sin saturar por 100. Si el valor es menor a 25% se tiene un material con adherencia aceptable.

Prueba inglesa

Para poder realizar la prueba inglesa, se necesita formar una capa de aproximadamente 1.5 mm. Posteriormente, se coloca encima una capa de agua de 2.5 cm. a la temperatura del asfalto. Se coloca la charola sobre un recipiente de mayor tamao que tambin contenga agua a la misma temperatura. Se toman seis partculas de material de plg. a plg. Se sumergen y se mantienen presionados contra el asfalto durante 10 min. Si el promedio de las 6 partculas tiene un porcentaje de cubrimiento mayor al 90% la adherencia es aceptable.

Dureza

Para conocer la dureza se utilizan diferentes pruebas como la de desgaste, de densidad y de forma partcula.

Desgaste

Estas pruebas consisten en colocar al material dentro de un cilindro de acero hueco junto con bolas de acero. Se hace girar un determinado nmero de vueltas y al final se ve la cantidad de partculas finas. Con esto se calcula el porcentaje de desgaste.

Forma de la partcula

Se realiza esta prueba para determinar el porcentaje de partculas en forma de aguja, o de laja ya que estas al recibir cargas tienden a romperse con facilidad y afectan de manera negativa a la resistencia (Olivera, 1994).

Densidad Si un material tiene una densidad menor a 1.8 es decir un peso volumtrico suelto menor a 1500 Kg. /cm. presenta problemas al ser utilizado en las capas de una va terrestre. Son de baja resistencia y presentan rebote, lo cual genera deformaciones y agrietamientos en la superficie de rodamiento (Ing. Carlos Crespo).

Destilacin Esta prueba se realiza en asfaltos rebajados y emulsiones. Para poder realizar esta prueba se coloca el material en un recipiente que se conecta a un refrigerante. El recipiente se calienta y los materiales ms voltiles se evaporan. Al pasar por el refrigerante se condensan y se dirigen a una probeta. Debe tener un termmetro para ver la temperatura al caer la primera gota, y luego se conoce el volumen que ha cado mediante determinadas temperaturas. Con esto se conoce el tipo de rebajado.

Penetracin

Se realiza en cementos asflticos con un penetrmetro que pesa 200 g. y en el extremo inferior tiene una aguja. El material asfltico debe de estar en una cpsula a una temperatura de 25 C. Se pone en contacto la aguja con el material y despus de 5 segundos se revisa la penetracin de la aguja.

Viscosidad

Esta prueba se realiza a emulsiones, rebajados y cementos asflticos. Sirve para conocer la dificultad de un producto asfltico a pasar por un orificio de caractersticas especificadas. Se efecta con el viscosmetro, para ver el tiempo que tarda el producto asfltico en llenar un matraz aforado de 60 cm. despus de pasar a la temperatura de prueba. Este tiempo en segundos se denomina grados de viscosidad.

Punto de inflamacin

Olivera (1994), dice que el punto de inflamacin sirve para los cementos y los rebajados asflticos. A partir de esta prueba se deduce el tipo de solventes que contiene el producto. Se utiliza la copa Tag o la copa Cleveland. En ellas se calienta el producto hasta que se inflama al pasar por la superficie un mechero. Se reporta la temperatura de la primera flama y de la inflamacin.

Asentamiento La prueba del asentamiento sirve para saber si las emulsiones son estables. Para realizar esta prueba, se necesitan 500 g. de emulsin en una probeta que se tapa hermticamente y se deja reposar durante 5 das. Al trmino de los 5 das con una pipeta se extraen 50 g. y por evaporacin se calcula el porcentaje de cemento asfltico. Se tiran 400 g. de muestra y con los ltimos 50 g. se realiza el mismo procedimiento que con los primeros 50 g. la diferencia de los contenidos de asfalto de la parte inferior y superior es el asentamiento.

Acidez y carga de la partcula

Para saber si las emulsiones son aninicas o catinicas. Se realizan dos pruebas diferentes. En la primera se utiliza papel tornasol. En la segunda se hace pasar una corriente elctrica por la emulsin por medio de un potencimetro.