Ensayo de Pavimentos 2

Universidad Nacional De San Agustn

Laboratorio de Pavimentos Pgina 1

1.1. OBJETIVOS.

Determinar el contenido de humedad ptimo y el peso especfico seco

mximo.

1.2. FUNDAMENTOS TEORICOS

1.2.1. DEFINICIN:

Es la densificacin del suelo por medios mecnicos. El

objetivo, mejorar la resistencia y estabilidad volumtrica,

afectando la permeabilidad, como consecuencia del proceso de

densificacin de la masa.

Este modo operativo est basado en la norma ASTM D-1557,

la misma que se ha adaptado al nivel de implementacin y a las

condiciones propias de nuestra realidad cabe mencionar que

este modo operativo est sujeto a revisin y actualizacin

continua

NORMA:

ASTM - D 1557

MTC E 115 -2000

1.2.2. COMPACIDAD DEL SUELO.

Se califica la compacidad por la comparacin cuantitativa de

las densidades secas o pesos unitarios secos, d, que el suelo

va adquiriendo gradualmente, al variar la humedad, la energa

o el mtodo de compactacin.

MTODO PROCTOR. Consiste en compactar el material

dentro de un molde metlico y cilndrico, en varias capas y por

la cada de un pistn. Existen dos variaciones del MTODO

PROCTOR.

a) Proctor estndar o normal, con pistn de 5 lbs, h = 12, N

= 25 golpes y 3 capas a compactar. El molde de = 4 y

volumen 1/30 ft3.

b) Proctor modificado, con pistn de 10 lbs, h = 18, N = 25

golpes, y compactando en 5 capas, con el mismo molde.

La compactacin es el procedimiento de aplicar energa al

suelo suelto para eliminar espacios vacos, aumentando as su

densidad y en consecuencia, su capacidad de soporte y

estabilidad entre otras propiedades.



1.2.3. PROCTOR ESTANDAR:

La prueba consiste en compactar el suelo a emplear en tres

capas dentro de un molde de forma y dimensiones

normalizadas por medio de 25 golpes en cada una de ellas (56

para el mtodo c) con el pisn de 2.5kg de peso que se deja

ser libremente desde una altura de 30.5cm.

Con este procedimiento proctor estndar observo que para un

suelo dado a contenido e humedad creciente incorporado a la

masa del ismo se obtenan densidades secas sucesivamente

ms altas (mejor grado de compactacin) as mismo noto que

sea tendencia no se mantiene indefinidamente si no que al

superar un cierto valor la humedad agregada las densidades se

disminuan con lo cual las condiciones empeoraban. Es decir

poseen evidencia que para un suelo dado y a determinada

energa de compactacin existe un valor de humedad ptima

con la cual puede alcanzarse l mxima densidad seca

El ensayo de proctor estndar tambin es conocido como

ensayo AASHTO T-99 (American Association of Statehiway

and Transportation Officials- Asociacin Americana de

Agencia de Carreteras y Transporte).

1.2.4. PROCTOR MODIFICADO

La prueba consiste en compactar el suelo a emplear en cinco

capas dentro de u molde de forma y dimensiones normalizadas

por medio de 25 golpes en cada una de ellas (56 para el

mtodo c) con un pisn libremente desde una altura de

45.7cm.

Todo mtodo de compactacin sea por impacto como en el

caso del ensayo proctor o bien por amasado, vibracin o

compresin esttica o dinmico produce estabilizacin del

suelo al transferirle energa al mismo.

Curva de humedad : densidad o de COMPACTACIN. Esta

curva da la variacin, d Vs , que se obtiene en laboratorio.

La densidad seca (y tambin el d) va variando al modificar la

humedad, , de compactacin.

La humedad ptima: es la que se corresponde con el mximo

de la curva de densidad. La rama seca es la que se

corresponde al suelo bajo de humedad, donde la friccin y

cohesin dificultan su densificacin. La rama hmeda, es



asinttica a la lnea de saturacin, que se desplaza hacia la

derecha de la humedad

Compactacin de suelos ptima de compactacin, dado que

la energa de compactacin de un suelo muy hmedo la absorbe

el agua y no el esqueleto mineral.

En la compactacin, sale aire, y no agua. Como es imposible

sacarlo todo, la curva de compactacin no podr llegar a

confundir su rama hmeda con la curva S 0 100%. Esta

propiedad nos permite tener en evidencia errores en la curva

d Vs .

Las otras curvas (S = 80%, por ejemplo) dicen qu porcentaje

de aire queda en el suelo (20%, por ejemplo).

Energa de compactacin: La calidad de la compactacin

depende de: Contenido de humedad, mtodo de compactacin

y energa de compactacin.

VARIABLES DEL PROCESO. Son 3: Suelo, mtodo y energa:

a. Suelo: Puede ser granular (friccionante) o fino (cohesivo)

b. Mtodo de compactacin: En campo (rodillos); en

laboratorio (varios).

c. Energa: Energa especfica, temperatura y humedad.

Los mtodos de laboratorio son impacto, amasado y de carga

esttica. Ellos dan resultados diferentes y afectan las

condiciones del suelo de manera distinta.

La compactacin de campo se hace con rodillos lisos,

neumticos o con pata de cabra. Los rodillos pueden ser

vibratorios y los sistemas suelen hacerse mixtos. Se pueden

usar ranas o canguros (vibrocompactadores), en reas

pequeas.

En carga esttica, la Ee es difcil de evaluar y est afectada

por el tiempo de aplicacin y la deformalidad del suelo.

En amasado, la Ee es ms difcil y compleja de evaluar, pero se

puede cuantificar variando el nmero y espesor de las capas, y

la presin de apisonado y nmero de aplicaciones.

El contenido de agua del suelo se relaciona con la

permeabilidad. En arcillas se dan tensiones capilares que

favorecen la formacin de grumos que dificultan la



compactacin. El resultado no es el mismo, en d, aumentando

agua que esperando a que el suelo la pierda; es decir,

compactando por la rama hmeda o por la rama seca, pues el

suelo tarda tiempo en admitir agua que se agrega, en el primer

caso.

En suelos recompactados, el resultado es diferente al de los

suelos vrgenes. Los pesos unitarios resultan mayores.

La temperatura genera evaporacin o condensacin, con lo que

se afecta la humedad del suelo. Esto obliga a compactar

iniciando con humedades diferentes a la ptima.

El equipo puede condicionar la humedad de trabajo,

obligndose a una humedad diferente a la ptima.

1.3. MATERIALES Y EQUIPOS

Tamiz 3/4"

Balanza.

tarros.

Martillo o pisn.

Brocha.

Cuchara.

Barra de enrase.

Probeta graduada 500ml.

Vernier.

1.4. PROCEDIMIENTOS.

1.4.1. PREPARACION DEL MOLDE DE COMPACTACION

Se calibra el molde a usar en el ensayo, usando el vernier

medimos 4 veces la altura y el dimetro obteniendo un

promedio de ambos datos, y as calculamos el volumen

exacto de nuestro molde.

Procedemos a pesar el molde y tambin se observ oxido

en parte del molde y collarn, por lo que se hizo la limpieza

correspondiente.

Obs. En el pesado del molde no tomamos en cuenta el

collarn, ya que en el proceso del ensayo solo se pesara las

muestras ms el molde y no con el collarn.

e esta manera el molde est listo para el uso en el ensayo

de proctor modificado.



1.4.2. PREPARACION DE LA MUESTRA

La muestra a trabajar fue extrada de la cantera de

taparachi, se toma aproximadamente 30 kg. De agregado

el cual se tuvo que tamizar por medio de la malla de 3/4 .

Realizado el tamizado y el cuarteo de la muestra total a

trabajar, procedemos a hacer clculos del contenido de

humedad el cual se va agregar, definiendo que se har en

un 2.5% progresivamente hasta alcanzar el 9.5%, de esta

manera mesclamos la muestra con agua.

1.4.3. ENSAYO DEL PROCTOR MODIFICADO

Con el molde calibrado, junto a la muestra a ensayar bien

preparada procedemos con el ensayo, el cual consiste

ahora en llenar el molde en 5 capas y dar 56 golpes con el

pisn por cada capa.

La muestra as preparada se divide en cinco porciones, se

coloca una porcin en el molde seleccionado y se nivela con

la mano. El espesor de cada capa que se compacta debe ser

tal que despus de compactarla, tenga aproximadamente

un espesor de 2.54 cm (1). Previamente el molde debe

colocarse sobre una base uniforme y rgida tal como un

cilindro o cubo de concreto con un peso mayor a los 9 Kg.

Colocar el pistn de compactacin sobre la porcin vertida

en el molde (una capa) y luego levantar con el mango hasta

que el pistn llegue al extremo de la gua y se deja caer

sobre la porcin (un golpe). El tubo de gua debe

sostenerse firme y verticalmente (mxima desviacin de

5 con la vertical)

Los golpes sern aplicados a una velocidad uniforme sobre

toda la superficie de la porcin en el molde no

excedindose aproximadamente de 1.4 segundos por golpe.

Terminado las 5 capas, con sus 56 golpes cada una de ellas,

quitamos el collarn, observndose que sobresale del molde

un exceso de muestra del suelo compactado, entonces se

procede con el enrasado, que consiste en poner a nivel del

molde la muestra compactada, haciendo necesario el uso

del enrazador y el martillo.

Realizado correctamente el enrazado procedemos a pesar

el molde + la muestra compactada, obteniendo como dato

el peso, se saca 2 muestras de suelo compactado en

capsulas (capsulas o latas ya pesadas), la primera muestra

se extrae de la parte superior y la otra de la inferior

tenindose que pesar las capsulas + muestra.



Las capsulas con las muestras son introducidos al horno de

nuestro laboratorio, y estos han estado 24 hrs.

Aproximadamente. Es as que al da siguiente se extrajo

las capsulas del horno y se pesaron, de esta manera se

conoci el contenido de humedad en cada capsula +

muestra.

1.5. DATOS Y RESUSLTADOS.

Se cumple con lo previsto en los objetivos, acerca del ensayo de

compactacin (proctor modificado), cumpliendo especificaciones que

se indican en las normas.

En cuanto a los resultados obtenidos, podemos decir que el suelo

alcanza su mxima compacidad con un contenido de humedad

Llegando a una densidad seca mxima

Se concluye que como estudiantes de ingeniera civil es necesario

conocer acerca del ensayo de compactacin (proctor modificado).

1.5.1. PARA DATOS

Datos de molde de proctor

MOLDE ALTURA 11.63 cm

DIAMETRO 15.285 cm

PESO 5006 gr

molde

humedad(%)

Wmolde(gr)

Wmolde+suelo(gr)

Vmolde (cm3)

Wcapsula(gr) 29.49 30.78 30.76 30.83 29.48 29.95 30.91 31.07 29.40 31.20

Wcapsula+sh(gr) 125.04 117.03 114.46 106.99 143.78 106.62 86.75 114.65 181.88 147.86

Wcapsula+ss(gr) 119.97 111.94 108.96 101.38 133.52 99.97 80.66 106.17 163.35 134.69

9725.00

2133.97

9762.00

2133.97

4

12.00

5006.00

9775.00

2133.97

9483.00

2133.97

2

8.00

5006.00

9654.00

2133.97

1

6.00

5006.00

3

10.00

5006.00

5

14.00

5006.00



FORMULAS:

( )

1.5.2. RESULTADOS:

Determinar el CHO y la densidad mxima

Determinar la ecuacin de tendencia

molde

humedad(%)

Wmolde(gr)

Wmolde+suelo(gr)

Vmolde (cm3)

Wcapsula(gr) 29.49 30.78 30.76 30.83 29.48 29.95 30.91 31.07 29.40 31.20

Wcapsula+sh(gr) 125.04 117.03 114.46 106.99 143.78 106.62 86.75 114.65 181.88 147.86

Wcapsula+ss(gr) 119.97 111.94 108.96 101.38 133.52 99.97 80.66 106.17 163.35 134.69

humedad Real(%) 5.60 6.27 7.03 7.95 9.86 9.50 12.24 11.29 13.83 12.73

humedadpromedio(%)

Peso Especifico humedo (gr/cm3)

Peso Especifico seco(gr/cm3) 1.98 2.03 2.03 2.00 1.95

2.10 2.18 2.23 2.23 2.21

9725.00

2133.97

5.94 7.49 9.68 11.77 13.28

9762.00

2133.97

4

12.00

5006.00

9775.00

2133.97

9483.00

2133.97

2

8.00

5006.00

9654.00

2133.97

1

6.00

5006.00

3

10.00

5006.00

5

14.00

5006.00

w

5.94

7.49

9.68

11.77

13.28

% Ps

1.98

2.03

2.03

2

1.95



.

Ecuacin de tendencia

M

1

1

1

1

1

0.059

0.075

0.097

0.118

0.133

3.528 103

5.61 103

9.37 103

0.014

0.018

2.096 104

4.202 104

9.07 104

1.631 103

2.342 103

1.245 105

3.147 105

8.78 105

1.919 104

3.11 104

Coef M1Ps

Coef

0.169

72.047

1.04 103

6.725 103

1.669 104

s wh( )

0.169 72.047wh 1.04103

wh2

6.725103

wh3

1.669104

wh4

s



Sacando las races de las ecuaciones obtenemos los siguientes datos:

DM=2.034gr/cm3

CHO=8.80%

Correccin por sobre tamao

%ST=23.54%

Gsa=2.64gr/cm3

Gsb=2.57gr/cm3

Gsss=2.60gr/cm3

%ABS=1.08%

Correccin Para el CHO

( )

CHOc=6.99%

Correccin Para la s

( )

sac=2.151gr/cm3

sbc=2.139gr/cm3

sssc=2.144gr/cm3

1.6. RECOMENDACIONES.

Tener en cuenta el estado del molde, preferiblemente no realizar el

ensayo si este no se encuentra en ptimas condiciones.

Es muy importante la calibracin, realizar como mnimo 4 medidas.

Hacer clculos exactos del contenido de humedad a agregar a la

muestra.

Tener la o las balanzas bien calibradas.

Tener todos los materiales y/o equipos limpios.

Evitar los espacios vacos en el momento del enrase.

El peso especfico aparente corregido es de 2.151gr/cm3, el CHO es

de 6.99% .

Ensayo de Pavimentos 2

Documents

Transcript of Ensayo de Pavimentos 2