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MUESTREO DE MATERIALES PARA CONSTRUCCIN DE CARRETERAS

I.N.V. E 201 07

1. OBJETO1.1 Este mtodo rene los procedimientos que se deben seguir para la toma de

muestras de roca, escoria, grava, gravilla, arena, rajn y llenante mineral, queson utilizados como materiales de construccin de carreteras.

1.2 El muestreo de los materiales de construccin contempla los siguientes fines: Investigacin preliminar de las fuentes de suministro de materiales. Aceptacin o rechazo de las fuentes y control de produccin en ellas. Inspeccin de los materiales en la obra y control de operacin de los

materiales durante el trabajo.

Nota 1.- Los ensayos de aceptacin y control varan con el tipo de construccin en el cual seva a emplear el material. Las investigaciones preliminares y la toma de muestras de posiblesyacimientos o fuentes y tipos d e agregados, son factores de gran importancia para determinarlas disponibilidades y las cualidades del material, en relacin con la futura construccin.

1.3 Esta norma no pretende considerar todos los problemas de seguridad asociadoscon su uso. Es responsabilidad de quien la emplee, el establecimiento de

prcticas apropiadas de seguridad y salubridad y la apl icabi lidad delimitaciones regulatorias, con anterioridad a su uso.

2. USO Y SIGNIFICADOLa toma de muestras es tan importante como los ensayos, y el encargado deello debe tomar todas las precauciones necesarias, para obtener muestras queindiquen la verdadera naturaleza y las verdaderas caractersticas de losmateriales que representan.

Nota 2.- La investigacin preliminar y el muestreo de las fuentes y tipos potenciales deagregados, ocupa un lugar muy importante en la determinacin de la disponibilidad yconveniencia del principal componente individual que interviene en la construccin. Estainvestigacin debern hacerla, nicamente, personas responsables debidamente entrenadas y

con experiencia.

3. REQUISITOS GENERALES3.1 Muestras confiables Donde sea posible, las muestras que se vayan a ensayar

para determinar la calidad del material, sern obtenidas de productosterminados. Cuando se requiera ensayarlos para prdidas por abrasin, nodebern someterse a procesos posteriores de trituracin o de reduccin detamao, a menos de que los tamaos de los productos terminados sean tales,que requieran de dicha reduccin de tamao, con el fin de poderlos ensayar.

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3.2 Inspeccin Todo material deber ser inspeccionado con el fin de determinarvariaciones apreciables del mismo. El proveedor deber poner a disposicin el

equipo necesario para una adecuada inspeccin y muestreo.

3.3 Procedimientos de muestreo:a) Muestreo tomado de un flujo de descarga de agregados - (Tolva o banda de

descarga) La seleccin de las unidades que se debern ensayar, se har pormtodos al azar. Se debern obtener por lo menos tres (3) porcionesaproximadamente iguales, elegidas al azar de las unidades que se estnmuestreando, combinndolas para formar muestras de campo, con masasiguales o mayores a los valores mnimos que se recomiendan dentro de la

presente norma, en las Secciones destinados a cada tipo de material.

Cada porcin se tomar directamente de toda la seccin del flujo de materialque se est descargando. Generalmente, es necesario tener un aparatoespecialmente fabricado, para utilizarlo en cada planta de produccin

par ticular. El aparato consistir en una bandeja de tamao suficiente parainterceptar toda la seccin del flujo de descarga y recoger la cantidadrequerida de material, sin desbordarse. Puede ser necesario tener un conjuntode rieles para soportar la bandeja, cuando ellas se pasen por debajo del flujo dedescarga. Hasta donde sea posible, se debe n mantener las tolvas

permanentemente llena para disminuir la segregacin.

Nota 3.- Se debe evitar la toma de muestras de la descarga inicial o final de tolvas o bandastransportadoras, pues al hacerlo se aumentan las posibilidades de obtener material segregado.

b) Muestreo tomado de una banda transportadora La seleccin de las unidadesque se vayan a ensayar, deber hacerse como se indica en primer prrafo delliteral anterior.

Se deber detener la banda transportadora mientras se recogen las porciones dematerial. Hecho esto, se debern insertar en el material sobre la banda, doselementos con forma apropiada, separndolos en forma tal, que se obtenga la

porcin del peso requerido.

Todo el material seleccionado se deber recoger en forma cuidadosa, en unrecipiente apropiado y los finos que queden se integrarn a la muestra,utilizando una brocha para pasarlos.

c) Muestreo tomado de depsitos apilados o de los equipos de transporte Sedebe evitar, en lo posible, el muestreo de agregados gruesos o de mezclas deagregados gruesos y finos, tomados de depsitos apilados o de equipos detransporte, especialmente cuando se hace el muestreo con el propsito dedeterminar propiedades de los agregados que pueden depender de la gradacinde las muestras.

Si las circunstancias hacen necesaria la obtencin de muestras de pilas deagregados gruesos, o de pilas de agregados gruesos y finos combinados, sedisear un plan de muestreo para el caso especfico bajo consideracin.

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El plan de muestreo definir el nmero de muestras necesarias para representargrandes cantidades o cantidades parciales de tamaos de partculas especficas.

Los principios generales del muestreo para depsitos apilados o amontonados,son tambin aplicables para el muestreo tomado de camiones, vagones,

planchones, embarcaciones u otras unidades de transporte.

d) Muestreo tomado en la va El sistema de escogencia de las unidades, descritoen el primer prrafo del literal a-), es aplicable para este caso. Siguiendo estesistema, se tomarn todas las porciones de la muestra cuidando de excluircualquier material subyacente. Se debern marcar claramente los sitios deextraccin de las porciones. Para escoger porciones con pesosaproximadamente iguales, se debe usar una plantilla adecuada.

4. TAMAO Y NMERO DE LAS MUESTRAS4.1 En la toma de muestras, realizada como se indic antes, se obtiene una serie de

muestras individuales representativas del material. Estas muestras pueden seranalizadas, bien sea independientemente para conocer la variabilidad de lafuente, o bien en su conjunto, para obtener la calidad media del material.

Cuando se pretenda obtener la calidad media de una fuente de materiales,almacenamiento o frente de obra, las muestras individuales podrn unirse totalo parcialmente para formar una muestra compuesta de la cual, por reduccinde tamao mediante cuarteo, se obtendr la muestra para su envo allaboratorio.

4.2 El nmero de muestras individuales depende, fundamentalmente, del tamao yuniformidad de la fuente de suministro, y de la finalidad de la toma demuestras.

El nmero de muestras de campo para el proceso productivo, deber sersuficiente para dar el grado de confianza deseado a los resultados de losensayos.

4.3 Los tamaos de las muestras de campo que se mencionan ms adelante, sontentativos. Estos tamaos dependern, en definitiva, del tipo de material, de sutamao mximo y de los ensayos a los cuales ser sometido.

En trminos generales, las cantidades indicadas en la Tabla 1 resultanadecuadas para los ensayos rutinarios de granulometra y anlisis de calidad.

5. MUESTREO DE ROCA EN CORTES Y CANTERAS5.1 Inspeccin Se examina el corte o el frente de las canteras de roca, para

determinar si hay variacin en los distintos estratos. Se toma nota de lasdiferencias en color y estructura.

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5.2 Toma de Muestras y tamao de la s mismas.5.2.1 Se obtienen muestras separadas de la roca, con una masa de por lo menos 25

kg cada una, de todos los estratos que visualmente no sean rechazables, porquesu estado de meteorizacin permita utilizarlos para el fin propuesto, y de todosaquellos estratos que parezcan variar en color y estructura. Cuando se debanrealizar los ensayos de impacto y rotura a compresin, se tomar, adems, untrozo de cada una de las zonas, de un tamao superior a 150 x 150 x 100 mm,marcando claramente el plano de estratificacin. Estos trozos no debern tenergrietas ni fracturas incipientes. Los trozos que estn resentidos por lasexplosiones no se incluirn en la muestra.

Tabla 1. Tamao de muestras para anlisis granulomtrico y de calidad

Mximo tamao nominal Ma sa mnima aproximadade agregados (A) de muestras de cam po

kg (lb)(B)AGREGADO FINO

2.36 mm (No.8) 10 (25)4.75 mm (No.4) 10 (25)

AGREGADO GRUESO

9.5 mm (3/8")10 (25)

12.5 mm (") 15 (35)

19.0 mm ( 3/4" )25 (55)

25.0 mm (1") 50 (110)37.5 mm (1") 75 (165)

50.0 mm (2") 100 (250)63.0 mm (2") 125 (275)75.0 mm (3") 150 (330)90.0 mm (3") 175 (385)

(A)Para agregados procesados, el mximo tamao nominal de las partculas, es el del mayortamiz sobre el cual se permite que se retenga algo de material

(B) Para combinaciones de agregados finos y gruesos (por ejemplo materiales de subbase oba se ) el mni mo peso se r , el pe so que aparec e en la ta bl a pa ra el ag regado gr ueso m s 10 kg(25 lb).

5.2.2 La muestra de 25 kg se compondr, bien de una sola muestra tomada en lazona del frente que mejor represente la roca, o bien de varias muestras cuyaextraccin se distribuya a lo largo y ancho del frente, de manera que lossucesivos puntos de muestreo, estn separadao unos de otros a 1 m, tanto ensentido vertical como horizontal, conforme se indica en la Figura 1.

5.3 Datos Adems de la informacin general que debe acompaar a todas lasmuestras, para aquellos cortes locales que no se exploten comercialmente, seincluir tambin la siguiente informacin:

a) Nombre del propietario o vendedor.b) Cantidad aproximada disponible.

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c) Cantidad y carcter del desmonte y descapote.d) Distancia de acarreo hasta un sitio de referencia, o al punto ms cercano de lacarretera, en donde se va a emplear el material.e) Caractersticas del acarreo (clase y tipo de va de acceso).f) Algunos datos detallados sobre la extensin y localizacin de los materiales

que representan cada muestra. Para este propsito, se recomienda dibujar uncroquis en planta y perfil, indicando el espesor y la localizacin de losdistintos estratos.

Figura 1 . Toma de muestras en bancos y canteras

6. MUESTREO DE PIEDRA Y DE MATERIALES ALUVIALES YCOLUVIALES

6.1 Inspeccin Se deber realizar una inspeccin detallada de los depsitos depiedra y de material de aluviones o coluviones, sobre toda la zona donde sepueda obtener el suministro. Se researn las distintas clases de material y suestado en las distintas partes del depsito.

6.2 Toma de muestras Se elegirn muestras por separado de todas las clases dematerial que se hayan apreciado, mediante inspeccin visual, como aptas parasu empleo como material de construccin. Estas muestras deben ser de 25 kg,aproximadamente.

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6.3 Datos Adems de la informacin general, cada muestra de piedra dealuviones o coluviones, debe venir acompaada de una nota que contenga lasiguiente informacin adicional:

a) Localizacin de la fuente (Nota 4).b) Cantidad aproximada disponible.c) Los porcentajes de las distintas clases de piedra y materiales de los cuales se

hayan tomado muestras, as como tambin el porcentaje del material que esrechazable por el examen visual y que, por lo tanto, debe ser eliminado.

Nota 4.- Se recomienda para este propsito, el empleo de un mapa geotcnico donde figurendibujadas las zonas de aluviones y coluviones.

7. MUESTREO DE GRAVA Y ARENA (Produccin en la obra y materiales naturales)

7.1 Descripcin de los trminos Se entiende por produccin en la obra, la que serealiza con trituradoras, clasificadoras e instalaciones de lavado, porttiles,que se montan o instalan cerca del lugar de trabajo para una obra determinaday con el propsito de suministrar los materiales necesarios.

7.2 Toma de Muestra7.2.1 Las muestras se escogern de manera que representen los diferentes materiales

perceptibles en la muestra, que pueden obtenerse en el depsito. Se realizaruna estimacin de la cantidad disponible de los distintos materiales.

7.2.2 Si el depsito se explota a cielo abierto o en mina, se tomar la muestraacanalando la superficie verticalmente, de abajo hacia arriba, de forma quemuestre la representatividad del material propuesto para su utilizacin. Nodebe incluirse en la muestra el material alterado y de capote. Se debernexcavar o perforar pozos o apiques de prueba en varios puntos del depsito,

para determinar la cal idad del material y la extensin del depsito. El nmeroy la profundidad de estos apiques depende de la cantidad de materialnecesario, de la topografa de la zona, de la naturaleza del depsito, de lascaractersticas del material y de la calidad del producto obtenido. Se obtendrn

muestras individuales del frente del banco y de los apiques, en la formadescrita anteriormente y, si la inspeccin visual indica que hay variacionesconsiderables del material, se debern seleccionar muestras individualesrepresentativas del material de cada estrato netamente delimitado. Por otra

part e, se obtendrn muestras mayores de cada zona localizada y se reducirn altamao apropiado mediante cuarteo de la mezcla compuesta por todas lasmuestras individuales. El tamao de la muestra requerida para los ensayos ser

por lo menos , de unos 10 kg de arena y de unos 35 kg de grava, en el caso queambos constituyentes estn presentes en el material. En los depsitos que soninvestigados sin tener frente abierto, se obtendrn solamente por medio deapiques, tal como se ha descrito.

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7.2.3 Es difcil obtener una muestra representativa en el si tio de acopio, debido a lasegregacin natural del material en el mismo, ya que el agregado ms grueso

rueda hacia la parte baja de la pila. Si es necesario tomar muestras en losalmacenamientos apilados, se debe efectuar utilizando maquinaria que seacapaz de dejar a la vista el material a diferentes niveles y zonas. Se tomarnmuestras individuales de diferentes zonas de la pila representativas delmaterial en cada zona. Los resultados de los ensayos de las muestrasindividuales indicarn el grado de segregacin que existe en elalmacenamiento. En la toma de muestras de arena apilada, se deben eliminarlas capas superficiales que, por haberse secado, pueden presentarsegregaciones, y se elegir una muestra representativa de la arena hmeda.

7.3 Datos Adems de la informacin general que debe acompaar a todas lasmuestras, para las procedentes de depsitos naturales y de plantas de

produccin de agregados que no se exploten comercialmente, debe adjuntarsela informacin adicional siguiente:

a) Nombre del propietario o vendedor.b) Localizacin de la fuente (Ver Nota 5).c) Cantidad aproximada disponible.d) Cantidad y carcter del material de capote.e) Distancia del acarreo (tipo de carretera, pendientes mximas, etc.).f) Caractersticas del acarreo.g) Algunos datos detallados sobre la extensin y localizacin de los materiales

representados por cada muestra.

Nota 5.- Es recomendable dibujar un croquis en planta y perfil, indicando el espesor y lalocalizacin de las diferentes capas.

8. MUESTREO DE ARENA, GRAVA, TRITURADO, ESCORIA Y LLENANTE:(Suministros comerciales)

8.1 Toma de muestras para determinar la calidad8.1.1 Cuando sea posible, se obtendrn de los suministros comerciales, muestras del

producto terminado. Si ello no es posible, la muestra se tomar de acuerdo conel procedimiento descrito en las Secciones 5.2, 6.2 y 7.2, el que sea aplicable.

8.1.2 Las muestras para los ensayos de desgaste por medio de la mquina de Losngeles, solidez en sulfatos y 10% de finos, se obtendrn del materialcomercial sin someterlo a trituracin adicional o a reduccin manual del

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tamao de las partculas, para cumplir con la granulometra especificada paradicho ensayo.

8.2 Toma de muestras en la Planta de Produccin Se efectuar una inspeccingeneral de la instalacin, tomando nota de las condiciones de los dispositivosde tamizado. Las muestras se tomarn en los lugares ms apropiados, de talforma que proporcionen una muestra bien representativa. Con el objeto dedeterminar las variaciones de la granulometra del material, se deben obtenermuestras individuales en diferentes momentos, mientras se realiza la carga delmaterial. Si las muestras se obtienen de un silo, se tomarn de la seccin totalde la corriente de material que se est descargando. Al come nzar la descargade los silos, se debe dejar salir suficiente material antes de tomar la muestra,

para asegurarse que el flujo del material tiene la uniformidad correcta, sinsegregacin.

8.3

Toma de muestras al recibir el material

8.3.1 Cuando no sea posible efectuar la inspeccin y muestreo en la planta deproduccin, se obtendrn las muestras para los ensayos de calidad ygranulometra, en el punto de destino, preferentemente mientras el material esdescargado. Los ensayos de granulometra se realizarn inmediatamente, paradeterminar si el agregado es aceptable, en cuanto al tamao especificado. Silos ensayos de calidad son simplemente rutinarios, el material se puededescargar y emplear antes de terminar el ensayo, pero si la aprobacin delsuministro depende de los ensayos de calidad, el material no se podr emplearantes de ser aprobado, como resultado de los mismos. Se tomarn muestrasindividuales lo ms representativas posible del material, en varios puntos decada unidad de transporte, teniendo en cuenta la probable segregacin que

puede ocurrir durante el cargue de la unidad. Estas muestras individualesdebern ser mezcladas hasta formar una muestra compuesta, y la muestra asformada ser reducida de tamao por cuarteo, si es necesario; sin embargo, sise requiere una informacin precisa sobre sus posibles variaciones, se deberensayar cada muestra individual por separado.

Nota 6.- Las muestras de agregado grueso de montones apilados, deben ser tomadas de lapa rte superi or de la pi la , en la ba se y en un a z on a i ntermedi a d el la misma. Una t ab la hinc adaen el montn justamente por encima del punto donde se vaya a tomar la muestra, permitirevitar una ltima segregacin que pueda producirse al tomar la muestra. Las muestras devagones de ferrocarril, deben ser tomadas de tres o ms surcos escarbados a travs del vagn,en los puntos en que la superficie presen te un aspecto ms representativo del material. La

pa rt e in fe ri or de l su rc o es ta r , como mni mo, a 0. 3 m de l ni ve l de l materi al re spec to a los

bo rd es de l va g n y en su fo nd o te nd r, aproximadamente, un os 0.3 m de ancho. El fondo de lsurco estar prcticamente a nivel. Cantidades iguales deben ser tomadas en siete puntosequidistantes a travs de toda la longitud del fondo del surco, empujando con una pala en

posicin incl inada d entro de l material y no arrast rndola h or izontalmente. D os de las muestrasdebern tomars e directamente contra las paredes del vagn.

8.3.2 Las muestras de camiones, planchones o barcos, debern tomarse en la mismaforma descrita para los vagones de ferrocarril, excepto en lo que concierne alnmero de surcos, los cuales debern fijarse de acuerdo con las dimensionesde la unidad de transporte y el tonelaje involucrado.

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8.3.3 La toma de muestras del agregado fino se puede hacer como se ha descrito eneste Seccin para el agregado grueso o por medio de un tubo tomamuestras deaproximadamente 32 mm de dimetro y 2 m de longitud, con el cual, teniendo

una cierta prctica, se logra que al introducirlo en la arena hmeda, stapenetre hasta dentro del tubo y quede retenida en su interior al sacarlo. Seefectuarn de 5 a 8 introducciones del tubo por cada unidad de suministro,obtenindose una muestra de tamao aproximado de unos 5 kg.

8.3.4 Cuando nicamente se vayan a realizar ensayos granulomtricos, esrecomendable efectuarlos en la obra, con el fin de no demorar la decisinsobre el empleo del material. Las muestras se enviarn tambin al laboratorio

para su correspondiente comprobacin.

8.4 Nmero y tamao de las muestras8.4.1

El nmero requerido de muestras, depende r del empleo que se intente dar almaterial, de la cantidad de material involucrado y de las variaciones, tanto enla calidad como en la granulometra. En general, se deber obtenerse elnmero suficiente para cubrir todas las posibles variaciones del material. Serecomienda que cada muestra de piedra triturada, grava, escoria, arena ollenante, represente aproximadamente 50 toneladas del material.

8.4.2 El tamao y la masa de las muestras citadas se dan a ttulo de orientacin. Lascantidades deben ser fijadas de acuerdo con el tipo y nmero de ensayos a quese someta el material, y estarn supeditadas a obtener suficiente material para

poder realizar los ensayos propuestos. Todos los ensayos de control yaceptacin se realizarn siguiendo los mtodos de ensayo de las normas INV,sobre la cantidad de muestra requerida para cada uno de ellos.

8.4.3 El tamao de las muestras depender del nmero de ensayos requeridos. Engeneral, las cantidades especificadas en la Tabla 1 proporcionan la cantidad dematerial adecuado para la ejecucin de los ensayos granulomtricos y derutina.

9. MUESTREO DE MATERIALES DIVERSOSToma de muestras La toma de muestras de escoria, arena de trituracin,escombros de mina y cualquier otra clase de material, se efectuar de la mismamanera que la de los materiales de tamao y clasificacin similar.

10. MUESTRAS DE PIEDRA RAJON O EN BLOQUES10.1 Lugar de la toma de muestra Las muestras de piedra rajn o en bloque se

tomarn, bien en la cantera o en el lugar de destino. Los bloques que serechacen por inspeccin visual, no se incluirn en la muestra.

10.2 Tamao de la muestra La muestra debe estar constituida, por lo menos, porseis unidades o bloques, que muestran los planos de estratificacin en dos deellos, como mnimo.

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11. TRANSPORTE Y REFERENCIACION DE LAS MUESTRAS11.1 Los agregados y otros materiales de construccin se transportarn empacadosen bolsas, sacos, cajas u otros recipientes adecuados para evitar prdida o

contaminacin de cualquier parte de la muestra, o daos debidos a mal manejodurante el viaje.

Las muestras de piedra o agregado grueso, se enviarn en sacos o en cajasseguras.

Las muestras de arena, u otro material fino se enviarn en cajas cerradas o ensacos de lona cerrados, cuidando de que no se pierdan las partculas ms finas.

Las muestras de bloque de piedra sern enviadas en guacales adecuados.

11.2 Cada muestra o cada bulto individual debe ir acompaado por dos tarjetas otiquetes, una exterior y otra dentro del bulto, incluyendo la siguienteinformacin:

a) Remitente (compaa, entidad, etc).b) Destinatarioc) Fuente de material.d) Uso previsto par el material.e) Localizacin geogrfica y medio de transporte utilizado.f) Ensayos a los que se debe someter la muestra.

12. NORMAS DE REFERENCIANLT 148/91

ASTM D 75 87 (Reaprobada 1992)

AASTHO T 2 91 (2000)