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2.1.- ENSAYOS CON FINES DE PAVIMENTACIN Y CIMENTACIN.

2.1.1.-Anlisis Granulomtrico.-

A. Anlisis Granulomtrico por Tamizado.- El objetivo del siguiente ensayo es

determinar la distribucin de las partculas de un suelo de acuerdo a su tamao. sta se

determina mediante el tamizado o paso del agregado por mallas de distinto dimetro

hasta el tamiz N 200 (de dimetro 0.074mm). El anlisis granulomtrico deriva en una

curva granulomtrica, donde se plotea: Dimetro de tamiz vs. porcentaje acumulado que

pasa dicha malla. Este ensayo fue el que se utiliz en la presente tesis.

B. Anlisis Granulomtrico Por Sedimentacin.- Cuando se requiere conocer la

susceptibilidad de los suelos finos a la accin de las heladas, es necesario conocer el

porcentaje de material menor a 0.02 mm de dimetro. De igual manera, cuando se

requiera emplear como medio de clasificacin de un suelo el dimetro de sus partculas,

se requiere un anlisis granulomtrico por sedimentacin. ste mtodo tiene por objeto

contar con datos muy aproximados de la composicin granulomtrica de las partculas

de suelo menos a 0.02 mm aproximadamente (en dimetros mayores las turbulencias

provocadas por las mismas partculas alteran de manera significativa la ley de

sedimentacin). El mtodo ms usado para hacer la determinacin indirecta de los

porcentajes de partculas que pasan la malla N 200 es el mtodo del Hidrmetro,

basado en la sedimentacin de un material en suspensin en un lquido. El hidrmetro

sirve para determinar la variacin de la densidad de la suspensin con el transcurso del

tiempo y medir la altura de cada del grano de tamao ms grande correspondiente a la

densidad media.

2.1.2.- Lmites de Consistencia.-

La consistencia de un suelo depende de su proporcin de agua, dos suelos con la misma

cantidad de agua pueden tener diferentes consistencias, siendo uno plstico y el otro

pulverizable. El investigador sueco A. Attemberg propuso en 1911 cinco estados de

consistencia del suelo. Estos lmites de consistencia del suelo estn basados en el

contenido de agua y son: Lmite Lquido, Lmite Plstico, Lmite de Contraccin,

Lmite de Pegajosidad, Lmite de Cohesin. Los Lmites Lquido, Plstico y de

Contraccin son los ms conocidos y son utilizados en el campo de la ingeniera civil.

El Lmite de Pegajosidad y de cohesin son utilizados con fines agrcolas.

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El lmite de Contraccin se define como el porciento de humedad con respecto al peso

de la muestra, con el cual una reduccin de agua no ocasiona ya disminucin en el

volumen del suelo. La diferencia entre el Lmite Plstico y el Lmite de Contraccin se

llama ndice de Contraccin (IC) y seala el rango de humedad para el cual el suelo

tiene una consistencia semi slida.

Lmite Lquido se define como el contenido de humedad expresado como porcentaje con

respecto del peso seco de la muestra, con el cual el suelo cambia de estado lquido al

plstico. De acuerdo con esta definicin, los suelos tienen en el Lmite Lquido una

resistencia muy pequea al esfuerzo de corte, siendo la cohesin de un suelo en el

Lmite Lquido prcticamente nula.

Lmite Plstico se define como el contenido de humedad expresado como porcentaje

con respecto al peso seco de la muestra secada al horno, para el cual los suelos

cohesivos pasan de un estado semislido a un estado plstico.

Los ensayos de lmite de consistencia que se utilizaron en la presente tesis fueron

Lmite Lquido y Lmite Plstico.

2.1.3.- % de Abrasin Mediante la Prueba de Los ngeles

El objetivo de esta prueba es 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 N 12 (17mm de abertura), antes y despus de haber sido sometida a

este tratamiento

El equipo para la ejecucin de la prueba estar en condiciones de operacin, calibrado,

limpio y completo en todas sus partes. Todos los materiales por emplear seran de alta

calidad, considerando siempre la fecha de su caducidad.

La Maquina de Los ngeles esta construida por un cilindro de acero, hueco y cerrado en

ambos extremos, con dimetro interior de 710 + o 5 mm y largo de 510 + o 5mm

montado sobre dos soportes ubicados al centro de sus caras paralelas que permiten girar

sobre su eje de simetra en posicin horizontal con una velocidad angular de 30 a 33

rpm El cilindro tendr una abertura que permitir introducir las muestras de prueba y las

esferas metlicas con una tapa de cierre hermtico diseada con la misma curvatura del

cilindro para que la superficie interior del mismo sea continua y uniforme; adems

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tendr en su parte interior una placa de acero removible de 2.5cm (1) de espesor que se

proyecte radialmente 8.9 cm en toda la longitud del cilindro y contara con un

dispositivo para registrar el numero de revoluciones que este de.

2.1.4.- Gravedad Especfica (Picnmetro) de los suelos Finos.-

Este ensayo consiste en determinar el peso especfico de los suelos y del relleno mineral

por medio de un picnmetro (tambin conocido como fiola). El Peso especifico es la

relacin entre el peso en el aire de un cierto volumen de slidos a una temperatura dada

y el peso en el aire del mismo volumen de agua destilada, a la misma temperatura.

2.1.5.- Ensayo de Equivalente de Arena.-

Este ensayo tiene por objeto determinar el porcentaje de material arenoso en el agregado

fino de una muestra y por consiguiente la proporcin relativa del contenido de material

fino, o material limo- arcilloso, en los suelos.

2.1.6.- Relaciones de Humedad Densidad-Proctor.-

Este ensayo de compactacin en laboratorio nos permite determinar la humedad ptima

con la cual se obtiene la mxima densidad seca del suelo a compactar, deacuerdo a la

granulometra del suelo, existen diferentes mtodos; siendo estos:

Mtodo A: ( % Ret. Acum. N 04

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Pasar el material a travs del tamiz de 3. Descartar el material que sea

retenido en el tamiz de 3, el material que pasa el tamiz de 3 y es retenido en el tamiz

de 3/4", debe ser reemplazado por una por una cantidad igual en peso del material que

pase por el tamiz 3/4" y sea retenido por el tamiz 3/8. El material para reemplazo debe

tomarse de una porcin no usada de la muestra.

Adems en funcin del suelo a tratar se tiene dos tipos de proctor:

A. Proctor Estndar.- Este ensayo se realiza cuando la falla no es por asentamiento en

otras palabras se utiliza para suelos que no van a soportar directamente las cargas

transmitidas en obras de pavimentacin y cimentacin.

El equipo para hacer pruebas de compactacin en obra es un equipo econmico y

sencillo, consistiendo la prueba en:

_ Se toma una muestra representativa de suelo a compactar de humedad conocida.

_ Se toma un cilindro de 4 de dimetro por 4 de altura, se llena tres capas,

aproximadamente iguales con material de prueba.

_ Cada capa se compacta con 25 golpes de martillo de 2.5 Kg. Con un rea de contacto

de 20 cm2, el que se deja caer de 35 cm de altura. Todo esto con el objetivo de siempre

dar al material la misma energa de compactacin.

_ Se pesa el material y como el volumen es conocido el peso volumtrico hmedo lo

obtenemos simplemente dividiendo el peso del material entre su volumen. Como la

humedad es conocida se resta el peso del agua y se obtiene el peso volumtrico seco

para esta humedad.

_ Se repite la prueba varias veces, variando cada vez el grado de humedad, con la que se

obtienen valores humedad-peso volumtrica.

B. Proctor Modificado.- Este ensayo se realiza cuando la falla es por asentamiento,

utilizndose para suelos que van a soportar directamente las cargas transmitidas en

obras de pavimentacin y cimentacin. Este ensayo fue el que se realiz en la presente

tesis el cual est desarrollado en forma clara en el capitulo III de la misma.

2.1.7.- Ensayo de CBR (Laboratorio).-

El objetivo de este ensayo es determinar la capacidad de Soporte de los suelos y

agregados compactados en laboratorio, con una humedad ptima y niveles de

compactacin variables. Sirve para evaluar la calidad relativa del suelo.

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A. Muestras Remoldeadas.- Este ensayo de punzonamiento se utiliza universalmente

para apreciar la resistencia de los suelos, el ensayo consiste en prepara una muestra de

suelo para compactarla en un molde cilndrico a una energa de compactacin y

humedad definidas.

Este mtodo de toma de muestras es el utilizado en la presente tesis.

B. Ensayo de CBR in situ.- es un mtodo adecuado para determinar la capacidad de

soporte de un material en el lugar donde ser sometido a las solicitaciones de la

estructura que soportar, deber realizarse cuando se presentan materiales dudosos y en

movimiento de tierras importantes.

C. Muestras Inalteradas.- Este mtodo determina el CBR de un suelo cohesivo en

estado natural, se diferencia del normal solo en la tomada de muestras, ya que los pasos

para determinar las propiedades expansivas y la resistencia a la penetracin son

similares.

2.1.8.- Ensayo de Corte Directo.-

La resistencia al corte de un suelo determina factores tales como la estabilidad de un

talud, la capacidad de carga admisible para una cimentacin y el empuje de un suelo

contra un muro de contencin, el conocimiento de la resistencia al corte es un requisito

indispensable para cualquier anlisis relacionado con la estabilidad de la masa de un

suelo. Una muestra de un suelo a un esfuerzo de corte tiende a producir un

desplazamiento de las partculas entre s o de una parte de las masas de un suelo con

respecto al resto del mismo.

El desplazamiento de la muestra de suelo sometido a un esfuerzo de corte, encontramos

que la resistencia al esfuerzo cortante no es un valor nico, sino que est fuertemente

influenciado in situ por factores ambientales tales como carga, descarga y

particularmente por los cambios en el contenido de agua. En el laboratorio los mtodos

de ensayo, la perturbacin de la muestra y la velocidad en la aplicacin de la carga

(deformacin) influencia marcadamente el valor obtenido de la resistencia.

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2.2.-NORMATIVIDAD SEGN ASTM.

Los ensayos utilizados en la presente tesis siguen muy de cerca los procedimientos

estndar de ensayos sugeridos por la Sociedad Americana para el Ensayo de Materiales

(ASTM). A continuacin se dar una lista de los ensayos anteriormente mencionados

con sus respectivas Normas ASTM.

Tipo de Ensayo Referencia Normativa

Anlisis Granulomtrico

Anlisis Granulomtrico por tamizado ASTM D421-58

Anlisis Granulomtrico-Mtodo del Hidrmetro ASTM D422-63

Lmites de Consistencia

Lmite Lquido ASTM D423-66

Lmite Plstico ASTM D424-59

Degradacin del Agregado Grueso (Maquina de Los ngeles) ASTM C131

Gravedad Especfica de los Suelos (Picnmetro) de los suelos finos ASTM D854-58

Ensayo de Equivalente de Arena ASTM D2419

Ensayo de Proctor Modificado ASTM D1557-91

Ensayo CBR de los Suelos ASTM D1883-73

Ensayo de Corte Directo ASTM D3080-72