CANTERAS DE MATERIAL DE PRESTAMO

DISEO MODERNO DE PAVIMENTOS CANTERA MATERIAL DE PRESTAMO

DEDICATORIAEl presente trabajo va dedicado a todos los estudiantes de la universidad alas peruanas que da a da se esfuerzan para ser mejor en la carrera de ingeniera civil

INDICEIntroduccin ___________________________________________________________________02Material de Prstamo ________________________________________________-___________03Sub Base de Afirmado _______________________________________________-__________03Preparacin de la Sub Base ______________________________________________________04Base de afirmado E= 0.15 m ______________________________________________________05Preparacin de la base E= 0.15 m _________________________________________________06Especificaciones tcnicas de material de prstamo ____________________________________07Especificaciones granulomtricas __________________________________________________07Calidad de agregado ____________________________________________________________09Suelos estabilizados ____________________________________________________________11Estabilizados con cementos _____________________________________________-________11Estabilizados con cal ___________________________________________________________13Mezclas de suelos y agregados ___________________________________________________14Ensayo de calidad de agregados _________________________________________________15Ensayo de abrasin ____________________________________________________________17Ensayo de durabilidad __________________________________________________________20Porcentajes de partculas chatas y alargadas _________________________________________23

INTRODUCCION

Los agregados empleados en la construccin de carreteras, deben cumplir con requisitos de granulometra y especificaciones tcnicas, que garanticen un buen comportamiento durante su periodo de vida.

En este trabajo se cubrir el tema de la granulometra y calidad de agregados que conformarn las capas de afirmado, sub base y base.

Durante los ltimos aos se han desarrollado nuevas tecnologas y criterios para el diseo de mezclas asflticas, variando los criterios del diseo de mezclas, pero los mtodos de evaluacin de calidad de los agregados no se han modificado.

MATERIAL DE PRSTAMOEl material de prstamo es aquel material mejorado no perteneciente al terreno de fundacin, esto son colocados sobre la rasante, para lograr una mejor pavimentacin, sus propiedades y forma de colocacin se detalla en siguiente, en las capas existentes:

SUB - BASE DE AFIRMADO.

Esto se refiere a la colocacin sobre la subrasante de una capa de material granular en un espesor especificado.Consiste de una capa compuesta de grava o piedra zarandeada, en forma natural, y finos, colocados sobre la subrasante, conformando una superficie debidamente escarificada, y compactada, de conformidad con los alineamientos, rasantes, secciones transversales tpicas indicadas en los planos.

Materiales

El material de Sub-base es del tipo granular. Las piedras mayores a 2 son eliminadas. La granulometra del material de Sub-base debe estar dentro de los lmites AASHTTO T-11 y T-27 que se dan a continuacin:

Tamao de la Malla (/Abertura % en peso que pasa Cuadrada)Grad. A Grad. B Grad. C Grad.D Grado E2"1001001"75-95100100 1003/8"30-6540-7550-8560-100 -N 425-5530-6035-6550-85 55-100N 1015-4020-4525-5040-70 40-100 N 408-2015-3015-3025-45 20-50N 1002-85-155-158-15 6-20

El material de Sub-base debe cumplir adems con las siguientes exigencias:

C.B.R. mayor a 60% Lmite Lquido menor de 25% ndice de plasticidad menor de 6% Equivalencia de arena mayor a 25% Desgaste de abrasin 50% mximo Porcentaje de compactacin Prctor Modf. mnimo 95%

PREPARACIN DE LA SUB-BASE

El material de sub-base debe ser colocado y extendido sobre la sub-rasante aprobada en volumen apropiado para que una vez compactado alcance el espesor indicado en los planos. El extendido se efectuara con moto niveladora, o a mano en sitios de difcil acceso, exclusivamente.Despus de que el material es esparcido, ser completamente mezclado por medio de la cuchilla de la moto niveladora en toda la profundidad de la capa llevndolo alternativamente hacia el centro y hacia la orilla de la calzada.

La moto niveladora usara un peso mnimo de tres toneladas, con una cuchilla de por lo menos 2.50 m. de longitud y una distancia entre ejes no menor de 4.50 m.

Cuando la mezcla este ya uniforme fue otra vez esparcida y perfilada hasta obtener la seccin transversal que se muestra en los planos. La adicin de agua fue efectuada en planta y en la calzada, siempre y cuando la humedad de compactacin se encuentro entre los rangos establecidos.

Una vez completa la mezcla y perfilada la capa de la Sub-base, se procedi a muestrear los materiales a fin de efectuar controles granulomtricos, los que rutinariamente se efectuarn cada 1000 m. de pista.

Inmediatamente despus de terminada la distribucin y el emparejamiento del material, se compactara en su ancho total por medio de rodillos lisos-vibratorios, con un peso mnimo de 8 toneladas para alcanzar como mnimo el 95% de la Densidad Mxima Seca.

Durante el proceso de la operacin, se efectuara ensayos de control de densidad-humedad de acuerdo con el mtodo ASTM D-1556, efectuando un ensayo cada 200 m2 de superficie compactada, en puntos dispuestos en tresbolillo.

BASE DE AFIRMADO E = 0.15 M.

El material para la base de grava y/o piedra fracturada consistira de partculas duras y durables, o fragmentos de piedra o grava y un rellenador de arena u otro material partido en partculas finas.La porcin de material retenido en el tamiz N 4 es llamado agregado grueso y aquella porcin que pasa el tamiz N 4, es llamado agregado fino. No menos del 50% en peso de las partculas del agregado grueso, deben tener por lo menos una cara de fractura o forma cbica angulosa.Los materiales que se usaran como base deben ser seleccionados, provistos de suficiente cantidad de vacos para garantizar su resistencia, estabilidad y capacidad de drenaje.Estos suelos deben ser granulares del tipo A-1- a o A-1-b del sistema de clasificacin AASHTO, es decir gravas o gravas arenosas compuestas por partculas duras y durables y de aristas vivas. El material para la capa de base debe estar libre de material vegetal y terrones de tierra. Adems debe de contener una cantidad de finos que garantiza su trabajabilidad y estabilidad.El material debe cumplir con los requisitos de granulometra dados por la AASHTTO empleando los mtodos T-11 y T-27.

Tamao de la Malla% en peso que pasa(Abertura cuadrada)Grad. A Grad. B Grad. C Grad. D-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------2"1001001"75-951001003/8"30-6540-7550-8560-100N 425-5530-6035-6550-85N 1015-4020-4525-5040-70N 408-2015-3015-3025-45N 2002-85-155-158-15

Otras condiciones fsicas y mecnicas por satisfacer, son:

C.B.R. mayor a 80% para trfico ligero y 100% para trfico medio pesado. Lmite Lquido menor de 25% ndice de plasticidad menor de 3% Equivalencia de arena mayor a 30% Desgaste de abrasin 50% mximo Partculas chatas y alargadas (ASTM D-693) Mximo 20% Sales Solubles Totales mximo 1% 0.50% Porcentaje de compactacin Prctor Modificado mnimo 100%

PREPARACIN DE LA BASE DE 0.15 m.

El material de base debe de ser colocado y extendido sobre la sub base aprobada en volumen apropiado para que una vez compactado alcance el espesor indicado en los planos. El extendido se efectuar con moto niveladora, o a mano en sitios de difcil acceso, exclusivamente.

Despus de que el material ha sido esparcido, debe de ser completamente mezclado por medio de la cuchilla de la motoniveladora en toda la profundidad de la capa llevndolo alternativamente hacia el centro y hacia la orilla de la calzada.

La motoniveladora debe de tener un peso mnimo de tres toneladas, con una cuchilla de por lo menos 2.50 m. de longitud y una distancia entre ejes no menor de 4.50 m.

Cuando la mezcla este ya uniforme fue otra vez esparcida y perfilada hasta obtener la seccin transversal que se muestra en los planos.

La adicin de agua se efectuara en planta y en la calzada, siempre y cuando la humedad de compactacin se encontr entre los rangos establecidos.

Una vez completa la mezcla y perfilada la capa de la sub rasante, se proceder a muestrear los materiales a fin de efectuar controles granulomtricos, los que rutinariamente se efectuaran cada 500 m. de pista.Inmediatamente despus de terminada la distribucin y el emparejamiento del material, se compactara en su ancho total por medio de rodillos lisos vibratorios, con un peso mnimo de 8 toneladas para alcanzar como mnimo el 100% de la Densidad Mxima Seca cada 80 m de material, medido despus de la compactacin, debern ser sometidos a por lo menos una hora de rodillado continuo.

Dicho rodillado debe de progresar gradualmente desde los costados hacia el centro, en sentido paralelo al eje del camino, y debe de continuar hasta que toda la superficie haya recibido ese tratamiento. Cualquier irregularidad o depresin fue corregirse aflojando el material en estos sitios agregando o quitando material hasta que la superficie resulte pareja o uniforme.

A lo largo de las curvas, colectores y muros y en todos los sitios no accesibles al rodillo, el material de base debe de ser compactado ntegramente mediante el empleo de apisonadores metlicos, hasta obtenerse la compactacin adecuada.Durante el proceso de la operacin, se efectuara ensayos de control de densidad-humedad de acuerdo con el mtodo ASTM D-1556, efectuando un ensayo cada 200 m de superficie compactada, en puntos dispuestos en tresbolillo.

ESPECIFICACIONES TCNICAS DE MATERIAL DE PRSTAMO: AFIRMADO, SUB BASES Y BASES GRANULARES. MEZCLAS DE SUELOS Y AGREGADOS

Especificaciones Granulomtricas

Los materiales granulares que conformaran las capas de afirmado, sub base y base, deben cumplir con rangos granulomtricos especificados por el MTC.

La gradacin es una de las ms importantes propiedades de los agregados. Este afecta casi todas las propiedades importantes de una mezcla asfltica en caliente, incluyendo dureza, estabilidad, durabilidad, permeabilidad, trabajabilidad, resistencia a la fatiga, resistencia al rozamiento, y resistencia a la humedad. De esta manera, la gradacin es la primera consideracin en un diseo de mezclas asflticas.

Tericamente, es razonable pensar que la mejor gradacin sea la densa o bien gradada; sin embargo, recientes investigaciones han demostrado que las mezclas del tipo Stone Mastic Asphalt, SMA, tienen un mejor comportamiento cuando estn sometidas a la accin de trfico pesado, en zonas de altura.

Las especificaciones granulomtricas vigentes en el Per son las Especificaciones Tcnicas Generales para Construccin de Carreteras EG-2000, del Ministerio deTransportes, Comunicaciones, Vivienda y Construccin, Oficina de Control de Calidad. En la tabla 3.1 se listan los rangos mximos y mnimos para materiales de afirmado. En la figura 3.1 se grafican los rangos especificados.

Tabla 3.1: Huso Granulomtrico para Afirmado

MuestraAfirmado (% que pasa)

TamizAbertura (mm)A-1A-2

2"50,000100-.-

1 37.500100-.-

1"25,00090-100100,0

19.00065-10080-100

3/8"9,50045-8065-100

N44,75030-6550-85

N102,00022-5233-67

N400,42515-3520-45

N2000,0755-205-20

Especificaciones Tcnicas Generales para Construccin de Carreteras EG- 2000, Ministerio de Transportes, Comunicaciones, Vivienda y Construccin,Oficina de Control de Calidad

Las especificaciones tcnicas para rangos granulomtricos de materiales de sub base y base, son los mismos. Las normas ASTM D 1241 las especifican bajo el ttulo Standard Specification for Materials for Soil-Aggregate Subbase, Base and Surface Courses, sta norma fue revisada por ltima vez en 1994. El Ministerio de Transportes y Comunicaciones la hizo suya y las consider dentro de las especificaciones emitidas en el ao 2000. La tabla 3.2 muestra las especificaciones granulomtricas para materiales de sub base y base granular. En la figura 3.2 se muestran las especificaciones grficamente.Tabla 3.2: Huso para Sub-Base y Base Granular

Porcentaje que pasa en peso

TamizAAbertura (mm)Gradacin A(1)Gradacin BGradacin CGradacin D

2"50,000100100-.--.-

1"25,000-.-75-95100100

3/8"9,50030-6540-7550-8560-100

N44,75025-5530-6035-6550-85

N102,00015-4020-4525-5040-70

N400,4258-2015-3015-3025-45

N2000,0752-85-155-158-15

Especificaciones Tcnicas Generales para Construccin de Carreteras EG-2000, Ministerio de Transportes, Comunicaciones, Vivienda y Construccin, Oficina de Control de Calidad: (1) la curva gradacin A deber emplearse en zonas con altitud mayor o igual a 3000 m.s.n.m.CALIDAD DE AGREGADOS

Para verificar la calidad de un determinado banco de materiales, estos deben ser sometidos a ensayos de suelos, debiendo cumplir con las especificaciones tcnicas emitidas por el Ministerio de Transportes y Comunicaciones EG-2000.

Los materiales que sern empleados como material de afirmado o sub base podr ser agregado natural, triturado o una combinacin de ambos. Los agregados para bases debern ser chancados.Todos los agregados utilizados como afirmados, sub base y base sern resistentes, sin exceso de partculas chatas o alargadas, no podrn presentar terrones de arcilla ni materia orgnica.

Los ensayos a los que estn sometidos los suelos son: Abrasin Los Angeles, Equivalente de Arena, ensayo de proctor modificado, CBR asociados a la mxima densidad seca y al ptimo contenido de humedad del proctor, partculas chatas y alargadas, caras de fractura, sales solubles y contenido de impurezas orgnicas.

Las muestras al llegar al laboratorio se separan, porque sern ensayadas para que verifique diferentes requisitos de calidad. En la tabla 3.3 se muestra en resumen, los ensayos a los que estn sometidas las muestras que conformarn las capas de afirmado, sub base, base o carpeta de rodadura.

Tabla 3.3: Ensayos de Calidad de Agregados

ENSAYOSSub baseBase GranularAfirmadoAsfalto

PiedraArena

Anlisis Granulomtrico por Tamizado

Lmites de Consistencia

Equivalente de Arena

Peso especfico y Absorcin

Peso unitario suelto

Peso unitario varillado

Abrasin

Proctor Modificado

CBR

Porcentaje de caras fracturadas

% de partculas chatas y alargadas

Contenido de impurezas orgnicas

Contenido de sales solubles totales

Adherencia (entre mallas N3/8" y ")

Riedel Weber (segn norma a emplear)

Durabilidad

En la tabla 3.4 se listan las especificaciones tcnicas que deben cumplir los materiales que sern usados como afirmado, sub base y base.

1) Suelos Estabilizados

Las normas del Ministerio de Transportes y Comunicaciones considera dentro de sus especificaciones a los suelos estabilizados con cemento y cal, se harn un breve resumen de ambas combinaciones.

a) Estabilizados con Cemento

El material a estabilizar con cemento podr ser A-1, A-2, A-3, A-4, A-5, A-6 y A-7, con tamao mximo de 2 y no mayor de 1/3 del espesor de la capa compactada.En la tabla 3.5 se muestran las especificaciones del agregado que ser estabilizado con cemento.El cemento con que ser estabilizado el suelo ser portland, el cual deber cumplir con la Norma Tcnica Peruana NTP 334.009, Norma AASHTO M85 ASTM C 150. El cemento que podr ser empleado es el denominado Tipo I o cemento portland normal.

Tabla 3.4: Especificaciones Tcnicas para Materiales empleados en Construccin de Carreteras

Ensayo

Norma

AfirmadoSub base granularBase granular

2 ASTM C-535(10kg)

Revisar si la mquina de los ngeles esta en buen estado, ya que si esta contiene residuos mayores a 2mm se requiere limpiarla; luego se coloca la muestra, luego colocar la muestra abrasiva, para finalmente hacer girar la mquina a 30-33 rpm, durante 500 revoluciones.Luego el material es retirado y tamizado por la malla # 12

TOMA DE DATOS Y RESULTADOSNosotros, por las caracteristicas de los materiales utilizaremos e metodo A.

METODO "A"

MALLAPESO RETENIDO(grs)% RETENIDO% ACUMULADO QUE PASA

PASARETENIDO

1 1/2"1"12502575

1"3/4"12502550

3/4"1/2"12502525

1/2"3/8"1250250

3/8"1/4"

1/4"N4

N4

Platillo

5000

TIPO DE GRADACINMtodo "A"

Peso muestra al comenzar el ensayo5000

Peso material retenido en el tamiz N122615

Peso material que pasa el tamiz N122385

Porcentaje de desgaste (%)47,747.7

2) ENSAYO DE DURABILIDAD, PRDIDA CON SULFATO DE SODIO O MAGNESIO ASTM C 88 MTC E 209

Es el porcentaje de prdida de material en una mezcla de agregados durante el ensayo de durabilidad de los ridos sometidos al ataque con sulfato de sodio o sulfato de magnesio. Este ensayo estima la resistencia del agregado al deterioro por accin de los agentes climticos durante la vida til de la obra. Puede aplicarse tanto en agregado grueso como fino. El ensayo se realiza exponiendo una muestra de agregado a ciclos alternativos de bao de inmersin en una solucin de sulfato de sodio o magnesio y secado en horno. Una inmersin y un secado se consideran un ciclo de durabilidad. Durante la fase de secado, las sales precipitan en los vacos del agregado. En la reinmersin las sales se rehidratan y ejercen fuerzas de expansin internas que simulan las fuerzas de expansin del agua congelada. El resultado del ensayo es el porcentaje total de prdida de peso sobre varios tamices para un nmero requerido de ciclos. Los valores mximo de prdida son aproximadamente de 10 a 20% para cinco ciclos de inmersin-secado.

DURABILIDAD

OBJETIVOS

Fortalecer los conocimientos adquiridos en clase con la prctica en laboratorio. Determinar la resistencia al hielo y deshielo que pueda tener un agregado. Entender el Ensayo de Durabilidad y saber interpretar los resultados obtenidos.

Durabilidad.-Es la propiedad que tiene un cuerpo o materia a la erosin qumica.Consiste que a la muestra (agregado) se lo someter a un agente qumico(sulfato de sodio o sulfato de magnesio) durante cinco ciclos para finalmente pesar el material final previo lavado y secado, para ver si el material cumple con las exigencias de la Norma o el expediente tcnico de proyecto.

% desgaste = [ Pa Pb ] / Pa

Procedimiento Del EnsayoSe realiza el anlisis granulomtrico por tamizado, calculando los porcentajes retenidos en cada uno de los tamices.Se procede separadamente para el agregado grueso y al fino.

Para El Agregado Grueso La muestra se tamiza por la malla N 4 y se trabaja con el material retenido en este tamiz. El material lavado y seco se coloca en los recipientes por separado (los recipientes son 7, preestablecidos para un agregado grueso). Si el material comprendido entre los tamices es menor de 5% estas no intervienen en el ensayo. Su correspondiente prdida ser el promedio de la prdida superior o inferior. El material ser sumergido en el sulfato de sodio por espacio de 16 a 18 horas cubriendo al agregado totalmente. Retiran la muestra de la solucin y secar en el horno a 110C. Colocar nuevamente solucin hasta completar 5 ciclos. Al trmino lavar la muestra hasta eliminar los sulfatos y secar a 110C para verificar los pesos en los mismos tamices de ensayo.

PARA EL AGREGADO FINO La muestra se tamiza por la malla 3/8 y se trabaja con el material que pasa por este tamiz. Se tamiza por las mallas N 4, 8, 16, 30 y 50, pesando aproximadamente 120 a 150 gr de material comprendido entre los siguientes tamices: Se coloca en taras distintas segn el dimetro, se lava y se pone a secar en horno a 110C. Se vuelve a tamizar por las mismas mallas, luego se pesa 100 gr de cada grupo. Se le aade el sulfato de sodio de modo que cubra completamente el material; y se procede dela misma manera que con el agregado grueso, cumpliendo los cinco ciclos. Al final se lava y seca las muestras para determinar el desgaste.

TOMA DE DATOS Y RESULTADOSENSAYO DE DURABILIDADCON SULFATO DE SODIO MTC E-209

AGREGADO GRUESO

ANALISIS CUALITATIVO DEL AGREGADO GRUESO

ALTERACION DE PARTICULAS DESPUES DEL ENSAYO

TAMAORajadasFracturadasLaminadas (Escamosas)N INICIAL DE PARTCULAS

N%N%N%

2" a 1 1/2"16.67--15

1 1/2" a 1"210.015.0015.0020

1" a3/4"13.0326.06-33

AGREGADO FINO

3) PORCENTAJE DE PARTCULAS CHATAS Y ALARGADAS.

Se ha demostrado en un sin nmero de investigaciones, que el exceso de partculas chatas y alargadas, pueden perjudicar el comportamiento de la estructura del pavimento. La carga proveniente del trfico puede quebrar las partculas y modificar la estructura original. Se denomina partcula chata cuando la relacin ancho/espesor es mayor de 1/3; y alargada cuando la relacin largo/ancho es mayor de 1/3.

Porcentajes admisibles de partculas chatas y alargadas en los diferentes materiales de pavimentacin:Cuadro 1. Requisitos de los Porcentaje de Partculas Chatas y Alargadas para diferentes materiales de pavimentacin segn MTC EG-2000

* En estos casos se indica que la relacin a emplearse sea 1/3 (espesor/longitud).4) PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS

Algunas especificaciones tcnicas contienen requisitos relacionados al porcentaje de agregado grueso con caras fracturadas con el propsito de maximizar la resistencia al esfuerzo cortante con el incremento de la friccin entre las partculas. Otro propsito es dar estabilidad a los agregados empleados para carpeta o afirmado; y dar friccin y textura a agregados empleados en pavimentacin.

La forma de la partcula de los agregados puede afectar la trabajabilidad durante su colocacin; as como la cantidad de fuerza necesaria para compactarla a la densidad requerida y la resistencia de la estructura del pavimento durante su vida de servicio.Las partculas irregulares y angulares generalmente resisten el desplazamiento (movimiento) en el pavimento, debido a que se entrelazan al ser compactadas. El mejor entrelazamiento se da, generalmente, con partculas de bordes puntiagudos y de forma cbica, producidas, casi siempre por trituracin.

Alcance

Este mtodo de ensayo cubre los mtodos para una determinacin aproximada del porcentaje, en masa o por conteo de una muestra de agregado grueso compuesta por partculas fracturadas que cumplen con los requisitos especficos.

Resumen del Mtodo

1.1 Caras Fracturadas : Una superficie angular, spera o quebrada de una partcula de agregado, formada por trituracin por medios artificiales o por la naturaleza.

1.2 Una cara ser considerada fracturada, solo si tiene un rea proyectada al menos tan grande como un cuarto de la mxima rea proyectada (mxima rea de la seccin transversal) de la partcula y la cara tiene bordes cortantes y bien definidos, esto excluye pequeas mellas (ver Figura 1).

Una cara ser considerada Una cara fracturada nicamente si tiene: Af=0.25Xmax

FIG. 1 Esquema de una partcula fracturada con una cara fracturada

1.3 Partculas Fracturadas: Una partcula de agregado que tenga al menos el mnimo nmero de caras fracturadas especificadas (generalmente una o dos).

2. Equipo

2.1 Balanza: Una balanza con capacidad de lectura de 0,1 g de la masa de la muestra a ensayar en cualquier punto dentro del rango de uso.

6.2 Malla: 37,5 mm, 25,0 mm, 19,0 mm, 12,5 mm, 9,5 mm, 4,75 mm.

6.3 Equipo de cuarteo: Lona y varilla, o cuarteador para la obtencin de muestras representativas en concordancia con el Procedimiento P-51.

6.4 Esptula: utensilio similar para ayudar a separar los agregados.

3. Muestra de Ensayo

3.1 Obtener la muestra de acuerdo con la prctica definida en el procedimiento P-53.

3.2 Preparacin de la Muestra

3.2.1 Secar la muestra lo suficiente para obtener por tamizado una separacin limpia de los agregados gruesos y finos. Se Tamiza el material sobre el tamiz de 4.75 mm u otro tamiz especificado para esta prueba de acuerdo con el procedimiento P-45 y posteriormente reducir la muestra retenida en ese tamiz por cuarteo de acuerdo con el procedimiento P-51 para obtener el tamao de muestra apropiado para este ensayo.3.2.2 Para agregados con tamao nominal mximo de 19,0 mm o mayores, donde el contenido de partculas fracturadas se determina para el material retenido en el tamiz de 4,75 mm o en uno menor, la muestra de ensayo puede ser separada en el tamiz de 9,5 mm. La porcin pasante del tamiz de 9,5 mm posteriormente ser reducida de acuerdo con el procedimiento P-51, a un mnimo de 200 g. Esto reducir el nmero de partculas que tendrn que ser separadas durante el ensayo. En este caso, el porcentaje de partculas fracturadas se determina en cada porcin y se calcula el promedio de los porcentajes en masa de partculas fracturadas basados en la masa de cada una de las porciones, para as representar el porcentaje de caras fracturadas de la muestra total.

4. Mtodo

4.1 Se lava el material sobre el tamiz designado para la determinacin de las partculas fracturadas, con el fin de remover cualquier residuo de material fino y se seca a masa constante. Determinar la masa de la muestra y cualquier determinacin de masa posterior con una aproximacin del 0,1 % de la masa seca original de la muestra.

4.2 Esparcir la muestra seca en una superficie suficientemente grande, e inspeccionar cada partcula. Para verificar que una partcula cumple el criterio de fractura, se sostiene la partcula de agregado de tal manera que la cara pueda ser observada directamente. Si la cara constituye al menos un cuarto de la mayor seccin transversal de la partcula, considrela como una cara fracturada.

4.3 Utilizando la esptula o una herramienta similar, se separa la muestra en tres categoras as:

4.3.1 Partculas fracturadas, basados en el hecho de que la partcula tiene el nmero de caras fracturadas requerido.

4.3.2 Partculas que no cumplan el criterio especificado. Usar figuras 2-7 para ayudar en esta determinacin.

FIG. 2 Partcula Fracturada (Bordes Afilados, Superficies Rugosas)4.4 Se determina la masa o se cuenta el nmero de partculas clasificadas en la categora de fracturadas, la masa o el conteo de partculas clasificadas en la categora de dudosas y la masa o el conteo de partculas que no cumplen el criterio de fracturadas. Usar la masa para calcular el porcentaje de partculas fracturadas a no ser que se especifique calcular el porcentaje con base en el conteo.

4.5 Si ms de un nmero de caras fracturadas es especificado (por ejemplo, 70 % con una o ms caras fracturadas y 40 % con dos o ms caras fracturadas), se repite el mtodo en la misma muestra para cada requisito.

FIG. 3 Partculas Fracturadas (Bordes afilados, Superficies lisas)

5) ENSAYO DE EQUIVALENTE EN ARENA

Este mtodo de ensayo asigna un valor emprico a la cantidad relativa, finura y caractersticas del material fino presente en una muestra de ensayo formado por suelo granular que pasa el tamiz N4 (4.75 mm). El trmino Equivalente de Arena transmite el concepto que la mayora de los suelos granulares y agregados finos son mezcla de partculas gruesas, arenas y generalmente finos.

Para determinar el porcentaje de finos en una muestra, se incorpora una medida de suelo y solucin en una probeta plstica graduada que luego de ser agitada separa el recubrimiento de finos de las partculas de arena; despus de un perodo de tiempo, se pueden leer las alturas de arcilla y arena en la probeta. El equivalente de arena es la relacin de la altura de arena respecto a la altura de arcilla, expresada en porcentaje.Este mtodo proporciona una manera rpida de campo para determinar cambios en la calidad de agregados durante la produccin o colocacin.

Foto 3.2: Ensayo Equivalente de Arena

Objetivos Conocer el procedimiento de los mencionados ensayos, el equipo y adems poner en prctica lo explicado en clase. Para investigar la presencia de materiales finos o de apariencia arcillosa, que sean perjudiciales para los suelos y para los agregados ptreos.Fundamento Terico

Debido a que una buena cimentacin de un camino necesita la menor cantidad de finos posible, sobre todo de arcillas, que son los materiales que en contacto con el agua causan un gran dao al pavimento, pues es necesario saber si la cantidad de finos que contienen los materiales que sern utilizados en la estructura del pavimento es la adecuada, por tal motivo se hizo necesario el plantear una manera fcil y rpida que nos arroje dichos resultados; sobre todo cuando se detectarn los bancos de materiales.Descripcin Del Equipo

Probeta (2) Molde Tapn Cronometro Embudo Botellas de solucin (Glicerina, Formaldehdo, Agua destilada)

Descripcin Del Equipo

Probeta (2) Molde Tapn Cronometro Embudo Botellas de solucin (Glicerina, Formaldehdo, Agua destilada)

Procedimiento Del Ensayo

Elaboracin de un agente dispersante en base a formaldehdo, glicerina y cloruro de calcio. Verter la solucin en la probeta mediante un sifn. Verter la muestra con ayuda de un embudo, y dejar reposar por un periodo de 10 min. Luego de dejar reposar tapar la probeta e invertir cuidadosamente para proceder agitar la muestra por cualquier mtodo de agitacin que indica la norma.

TOMA DE DATOS Y RESULTADOS

MUESTRA N1Lectura del nivel de arcilla:4.7 "

Lectura del nivel de arena:3.5 "

Clculo del equivalente de arena:SE(%) = (Lectura arena / Lectura arcilla )*100=74,5 %

6) SALES SOLUBLES TOTALES ASTM D 1888; MTC E 219

El objetivo de este ensayo es cuantificar el contenido de cloruros y sulfatos, solubles en agua, de los agregados ptreos empleados en bases y mezclas bituminosas. Este mtodo sirve para efectuar controles en obra, debido a la rapidez de visualizacin y cuantificacin de la existencia de sales.

Una muestra de agregado ptreo se somete a continuos lavados con agua destilada a ebullicin. La presencia de sales, se detecta mediante reactivos qumicos, los cuales, al menor indicio de sales forman precipitados fcilmente visibles. Del agua total de lavado, se toma una parte y se procede a cristalizar para determinar la cantidad de sales presentes.

ENSAYOS DE COMPACTACIN

ptimo contenido de humedad: Es el porcentaje de agua con el cual se obtiene la densidad seca mxima para el esfuerzo de compactacin especificado.

a) PROCTOR MODIFICADO: Este ensayo abarca los procedimientos de compactacin usados en Laboratorio, para determinar la relacin entre el Contenido de Agua y Peso Unitario Seco de los suelos (curva de compactacin) compactados en un molde de 4 6 pulgadas (101,6 152,4 mm) de dimetro con un pisn de 10 lbf (44,5 N) que cae de una altura de 18 pulgadas (457 mm), produciendo una Energa de Compactacin de 56 000 lb-pie/pie3 (2 700 kN-m/m3).

Este ensayo se aplica slo para suelos que tienen 30% menos en peso de sus partculas retenidas en el tamiz de 3/4 pulg (19,0 mm).

Se proporciona 3 mtodos alternativos. El mtodo usado debe ser indicado en las especificaciones del material a ser ensayado. Si el mtodo no est especificado, la eleccin se basar en la gradacin del material.

Aparatos Ensamblaje del Molde El collar de extensin Molde de 4 pulgadas Molde de 6 pulgadas Pisn Martillo Extractor de Muestras (opcional) Balanza Horno de Secado. Regla Tamices Mallas Herramientas de MezclaMETODO "A" Molde.- 4 pulg. de dimetro (101,6mm) Material.- Se emplea el que pasa por el tamiz N 4 (4,75 mm). Capas.- 5 Golpes por capa.- 25 Uso.- Cuando el 20% menos del peso del material es retenido en el tamiz N 4 (4,75 mm). Otros Usos.- Si el mtodo no es especificado; los materiales que cumplen stos requerimientos de gradacin pueden ser ensayados usando Mtodo B C.

METODO "B" Molde.- 4 pulg. (101,6 mm) de dimetro. Materiales.- Se emplea el que pasa por el tamiz de 3/8 pulg (9,5 mm). Capas.- 5 Golpes por capa.- 25 Usos.- Cuando ms del 20% del peso del material es retenido en el tamiz N 4 (4,75mm) y 20% menos de peso del material es retenido en el tamiz 3/8 pulg (9,5 mm). Otros Usos: Si el mtodo no es especificado, y los materiales entran en los requerimientos de gradacin pueden ser ensayados usando Mtodo C.

METODO "C" Molde.- 6 pulg. (152,4mm) de dimetro. Materiales.- Se emplea el que pasa por el tamiz pulg (19,0 mm). Capas.- 5 Golpes por Capa.- 56 Usos.- Cuando ms del 20% en peso del material se retiene en el tamiz 3/8 pulg (9,53 mm) y menos de 30% en peso es retenido en el tamiz pulg (19,0 mm). El molde de 6 pulgadas (152,4 mm) de dimetro no ser usado con los mtodos A B.

Si el espcimen de prueba contiene ms de 5% en peso de fraccin extradimensionada (fraccin gruesa) y el material no ser incluido en la prueba se deben hacer correcciones al Peso Unitario y Contenido de Agua del espcimen de ensayo la densidad de campo usando el mtodo de ensayo ASTM D-4718.

Este mtodo de prueba generalmente producir un Peso Unitario Seco Mximo bien definido para suelos que no drenan libremente. Si el mtodo es usado para suelos que drenan libremente el mximo Peso Unitario Seco no estar bien definida y puede ser menor que la obtenida usando el Mtodo se Prueba ASTM D-4253.

Un suelo con un contenido de Humedad determinado es colocado en 5 capas dentro de un molde de ciertas dimensiones, cada una de las capas es compactada en 25 56 golpes con un pisn de 10 lbfN) desde una altura de cada de 18 pulgadas (457 mm), sometiendo al suelo a un esfuerzo de compactacin total de aproximadamente de 56 000 pie-lbf/pie3 (2 700 kN-m/m3). Se determina el Peso Unitario Seco resultante. El procedimiento se repite con un numero suficiente de contenidos deagua para establecer una relacin entre el Peso Unitario Seco y el Contenido de Agua del Suelo. Estosdatos, cuando son ploteados, representan una relacin curvilineal conocida como curva de Compactacin. Los valores de Optimo Contenido de Agua y Mximo Peso Unitario Seco Modificado son determinados de la Curva de Compactacin.

Importancia Y UsoEl suelo utilizado como relleno en Ingeniera (terraplenes, rellenos de cimentacin, bases para caminos) se compacta a un estado denso para obtener propiedades satisfactorias de Ingeniera tales como: resistencia al esfuerzo de corte, compresibilidad permeabilidad. Tambin los suelos de cimentaciones son a menudo compactados para mejorar sus propiedades de Ingeniera. Los ensayos deCompactacin en Laboratorio proporcionan las bases para determinar el porcentaje de compactacin y contenido de agua que se necesitan para obtener las propiedades de Ingeniera requeridas, y para el control de la construccin para asegurar la obtencin de la compactacin requerida y los contenidos de agua.

Durante el diseo de los rellenos de Ingeniera, se utilizan los ensayos de corte consolidacin permeabilidad u otros ensayos que requieren la preparacin de especimenes de ensayo compactado a algn contenido de agua para algn Peso Unitario. Es practica comn, primero determinar el optimo contenido de humedad (wo) y el Peso Unitario Seco (ymx) mediante un ensayo de compactacin. Los especimenes de compactacin a un contenido de agua seleccionado (w), sea del lado hmedo o seco del optimo (wo) al optimo (wo) y a un Peso Unitario seco seleccionado relativo a un porcentaje del Peso Unitario Seco mximo (ymx). La seleccin del contenido de agua (w), sea del lado hmedo o seco del ptimo (wo) al ptimo (wo), y el Peso Unitario Seco (ymx) se debe basar en experiencias pasadas, o se deber investigar una serie de valores para determinar el porcentaje necesario de compactacin.

b) PROCTOR ESTANDAR: Este mtodo de compactacin como medio para aumentar la resistencia y disminuir la compresibilidad de los suelos. Obtener la curva de compactacin de la muestra de suelo compactado en el laboratorio de los pesos especficos secos contra el contenido de humedad.Obtener una curva de saturacin del 100% para la muestra de suelo compactado a partir de la cual todas las curvas de compactacin debern ubicarse a la izquierda de dicha curva de saturacin.Analizar el ensayo cumpliendo las normas que lo regulan, considerando los pasos que se deben seguir y los materiales que se deben usar.

Materiales Y Equipos

Para la consecucin satisfactoria de los resultados del laboratorio del proctor estndar se emplearon los siguientes equipos:

Muestra de suelo de 6000 gramos.

Cilindro de compactacin.

Esptula (enrrasador).

Balanza de sensibilidad de 0.01 gr.

Recipiente de agua.

Pistn o martillo.

Recipientes adecuados para la determinacin de la humedad.

Horno Con temperatura regulable y circulacin de aire.

Tipo Y Procedencia De La Muestra

Para la ejecucin del ensayo del proctor estndar, empleamos una muestra de 6000 grs, obtenida del laboratorio de suelos de la universidad de sucre, esta muestra, presentaba una coloracin amarrilla-parda con ciertas caractersticas granulares, y aparentemente seco, por lo que no se hizo notorio la presencia de algn grado de humedad en el contenido de la muestra.Procedimiento De La Prueba

En un primer paso para la ejecucin de la del ensayo procedimos a pesar 6000 grs de muestra, para luego introducir esta muestra en un balde de color amarrillo donde en el cual mezclamos con un contenido de humedad del 5 %.

Despus de mezclado por completo el material con el 5% de agua, tomamos el cilindro de compactacin el cual presentaba un peso de 5432 grs y un volumen de 2077.3, y luego se introdujo el material en cierto cilindro, aproximadamente 7 cucharadas de material y compactamos sobre toda la superficie con 56 golpes con el pisn de 2.49 kg de peso, repetimos este procedimiento dos veces mas, es decir, compactamos 3 capas cada una con 56 golpes y enrasamos para luego pesar este sistema.

Terminado el proceso de compactacin, tomamos una muestra con una esptula del interior del cilindro en la parte central y en la parte inferior, la depositamos en un recipiente metlico de referencia or6, se debi introducir al horno ya previamente pesado (cabe aclarar que esta paso no pudo haberse levado a cabo por que el horno no estaba en funcionamiento), solo hasta el mircoles de la semana siguiente se pudo colocar dicho recipiente a una estufa, donde se seco digamos que por completo y se peso ese recipiente para as poder calcular el contenido de agua o humedad, y el peso de los slidos para determinar el respectivo contenido de humedad en porcentaje.

Este mismo procedimiento siguieron los dems grupos pero con contenidos de humedades diferentes (8%, 11%, 14%).

ENSAYOS PARA CUANTIFICAR EL COMPORTAMIENTO MECNICO DE LAS CAPAS QUE CONFORMAN LA ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO

Los materiales que conformaran las capas de afirmado, sub base y base debern ser ensayados con el mtodo de proctor modificado para determinar su mxima densidad seca y el ptimo contenido de humedad. Con estos valores se prepararan especmenes remoldeados para el ensayo de CBR. El CBR asociado al 95% de la mxima densidad ser el CBR de diseo para cada capa.

Se debe recalcar que el CBR asociado a la mxima densidad seca, es un mtodo que se recomienda usar slo en el caso de material de cantera (afirmado, sub base y base) o en subrasantes granulares. No se recomienda emplear este mtodo en subrasantes finas.

El CBR de un suelo es la carga unitaria correspondiente a 0.1 0.2 de penetracin, expresada en por ciento en su respectivo valor estndar.Tambin se dice que mide la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controlada. El ensayo permite obtener un nmero de la relacin de soporte, que no es constante para un suelo dado sino que se aplica solo al estado en el cual se encontraba el suelo durante el ensayo.

Los ensayos de CBR se hacen usualmente sobre muestras compactadas al contenido de humedad ptimo para un suelo especfico, determinado utilizando el ensayo de compactacin estndar o modificado del experimento.

El mtodo CBR comprende los 3 ensayos siguientes:- Determinacin de la densidad y humedad.- Determinacin de las propiedades expansivas del material.- Determinacin de la resistencia a la penetracin.

Determinacin del CBR de Suelos Remoldados ASTM D 1883

Equipo Para la Compactacin- Molde de dim.= 6, altura de 7 a 8 y un collarn de 2.- Disco espaciador de acero dim. 5 15/16 y alt. 2.5- Pisn Peso 10 lb. y altura de cada 18.- Trpode y extensmetro con aprox. 0.001.- Pesas de plomo anular de 5 lbs c/u (2 pesas).

Para la Prueba de Penetracin

- Pistn seccin circular Dim. = 2 pulg.- Aparato para aplicar la carga: Prensa hidrulica. V= 0.05 pulg/min. Con anillo calibrado.- Equipo miscelneo: balanza, horno, tamices, papel filtro, tanques para inmersin de muestra a saturar, cronmetro, extensmetros, etc.

Preparacin del material

a) Secar el material al aire o calentndolo a 60o C.b) Desmenuzar los terrones existentes y tener cuidado de no romper las partculas individuales de la muestra.c) La muestra deber tamizarse por la malla y la No. 4. La fraccin retenida en el tamiz deber descartarse y reemplazarse en igual proporcin por el material comprendido entre los tamices y No. 4. Luego se mezcla bien.d) Se determina el contenido de humedad de la muestra as preparada.

Cantidad de materialPara cada determinacin de densidad (un punto de la curva de compactacin), se necesitan 5 k de material. Para la curva con 6 puntos se necesitar 30 k de material.Cada muestra se utiliza una sola vez.

Determinacin de la densidad y humedad

Preparar una muestra que tenga la misma densidad y humedad que se proyecta alcanzar en el sitio donde se construir el pavimento. Procedimiento:

a) En el molde cilndrico se coloca el disco espaciador y papel filtro grueso 6.b) La muestra se humedece aadiendo una cantidad de agua calculada. Se mezcla uniformemente. La humedad entre dos muestras debe variar en 2%.c) La muestra se divide en 5 partes. Se compacta en 5 capas con 10, 25 y 56 golpes / capa. La briqueta compactada deber tener un espesor de 5.d) Se quita el collarn, se enrasa la parte superior del molde, se voltear el molde y se quitar la base del molde perforada y el disco espaciador.e) Se pesar el molde con la muestra, se determinar la densidad y la humedad de la muestra.

CONCLUSIONES

c) Al material de prstamo se le controla la calidad desde la fuente del material , para una estabilizacin del base y sub-base.d) Los materiales de prstamos en estudio son recomendables para la construccin de base y sub-base en pavimentos.e) La compactacin de suelos; humedad-peso especfico, representa la variacin de los pesos especficos secos alcanzados por una muestra de suelo que se ha compactado en el laboratorio en dependencia a la variacin de los contenidos de humedad de la misma.f) Todos los ensayos de laboratorio son necesarios realizarse para un buena estabilidad de la base y subrasante.

BIBLIOGRAFIA

Diseo moderno de pavimentos silene miyana Gonzalez y Abel Ordoez huaman www.wikipedia.com Ensayo de laboratorio de pavimentos silene miyana Gonzalez y Abel Ordoez huaman

TRABAJO DIGITAL

UNIVERSIDAD ALAS PERUANASPgina 18

Hoja1Material o ProductoSeccinPorcentajeNorma de Ensayoen pesoSub-base*30320 mxMTC E-221 y ASTM D 4791Base*30515 mx.MTC E-221 y ASTM D 4791Concreto Asfltico41010 mx.MTC E-221Concreto Hidrulico501 - 61015 mx.MTC E-221