Prueba de La Placa

OBTENCIN DE MUESTRAS

PRCTICA DE LABORATORIO No. 4

PRUEBA DE LA PLACA DE CARGA

4.1 OBJETIVOS:

4.1.1 Que el estudiante revise conceptos de consolidacin de suelos.

4.1.2 Que el estudiante conozca el uso de las normas ASTM y AASHTO relacionadas con el ensayo de la placa de carga.

4.1.3 Que el estudiante conozca el procedimiento a seguir para realizar el ensayo de la placa de carga.

4.2 NORMAS:

Norma ASTMTtulo de normaVolumenTtulo de volumen

D-1195-93 (1997)Standard Test Method For Repetitive Static Plate Load Test of Soils and Flexible Pavement Components, For use in Evaluation and Design of Airport and Highway Pavement

(Mtodo estndar para ensayo de placa de carga repetitiva de suelos y componentes de pavimento flexible, para el uso en la evaluacin y diseo de pavimento de aeropuertos y autopistas)04.03Road and Paving Materials; Vehicle Pavement Systems

D-1196-93 (1997)Standard Test Method For Nonrepetitive Static Plate Load Test of Soils and Flexible Pavement Components, For use in Evaluation and Design of Airport and Highway Pavement

(Mtodo estndar para ensayo de placa de carga no repetitiva de suelos y componentes de pavimento flexible, para el uso en la evaluacin y diseo de pavimento de aeropuertos y autopistas)04.03Road and Paving Materials; Vehicle Pavement Systems

Nota: Normas ASTM provenientes de edicin del ao 2003.

Norma AASHTOTtulo de norma Tomo

T-221-90Repetitive Static Plate Load Test of Soils and Flexible Pavement Components for use in Evaluation and Design of Airport and Highway Pavements

(Prueba de placa de carga esttica repetitiva de suelos y componentes de pavimento flexible para el uso en evaluacin y diseo de pavimentos de aeropuertos y autopistas)2 B Test

T-222-81

(2000)Nonrepetitive Static Plate Load Test of Soils and Flexible Pavement Components for use in Evaluation and Design of Airport and Highway Pavements

(Prueba de placa de carga esttica no repetitiva de suelos y componentes de pavimento flexible para el uso en evaluacin y diseo de pavimentos de aeropuertos y autopistas)2 B Test

Nota: Normas AASHTO provenientes de 22a edicin del ao 2002.

4.3 TRMINOS TCNICOS

Deflexin : El valor de movimiento vertical descendente de una superficie debido a la aplicacin de una carga sobre sta.

Deflexin residual : La diferencia entre las elevaciones original y final de una superficie, como resultado de la aplicacin y remocin de una o ms cargas a partir en la superficie.

Deflexin de recuperacin : El valor de recuperacin vertical de una superficie, que ocurre cuando la carga es retirada de la superficie.

4.4 MARCO TEORICO

Los ensayos de carga con placa fueron desarrollados para evaluar la respuesta del terreno frente a las cargas en cimentaciones. Sin embargo se extendieron a otros usos, y en particular a las carreteras, cuando se comprob que era el nico ensayo del material ya colocado (el nico ensayo que valora realmente la obra realizada) y con una escala muy difcil de igualar en el laboratorio.

En ensayo empleado en carreteras consiste en la aplicacin de unas ciertas cargas sobre una placa circular apoyada sobre la capa que se quiere evaluar, ya sea de relleno, de coronacin o de pavimento. Se mide entonces su respuesta a travs de las deflexiones (asentamientos) producidos. La relacin presin/deflexin est evidentemente relacionada con la capacidad de soporte del material existente hasta una cierta profundidad (aquella afectada por el bulbo de presiones).

Si se aplica una presin determinada, la deflexin se estabilizar en poco tiempo. Si a continuacin se produce una descarga, slo se recuperar parte de esta deflexin (la deformacin elstica o resiliente), mientras que otra parte permanecer (la deformacin plstica o permanente). Por ello, habitualmente, en los ensayos de carga con placa se realizan en dos ciclos de carga con una descarga total intermedia.

Tras el ensayo, se puede dibujar un grfico, presiones-deflexiones ((p-(() y determinar los mdulos de compresibilidad de los dos escalones de carga. El mdulo de compresibilidad se define como:

ME = ((pi/((i)D = KD

Donde:

ME = Mdulo de compresibilidad

(pi = Diferencia de presiones entre dos escalones de carga.

((i = Diferencia de deflexiones al aplicar (piD = Dimetro de la placa

K = Mdulo de reaccin

En general, se consideran nicamente los valores obtenidos en el segundo ciclo de carga. Estos valores deben ser superiores a unos mnimos fijados en las especificaciones, dependiendo de la capa que se trate (cimiento de un relleno, ncleo, coronacin o capa de pavimento) y de la importancia del trfico esperado.

Si se considera un nico material de apoyo, y un semi-espacio homogneo, istropo, sometido a una carga aplicada rgida de dimetro D, es posible obtener un mdulo de elasticidad E a partir de la relacin:

( = ((/4)(1-()(pD/E)

Si se compara esta expresin con la anterior y teniendo en cuenta que ( = 0.3-0.5, resulta que:

E ( 0.7 ME

Los ensayos realizados indican que esta relacin slo se mantiene aproximadamente hasta las 30 (75 cm) de dimetro de la placa. A partir de este valor el dimetro prcticamente no influye.

Los antecedentes directos de este ensayo son los estudios de Westergard, quien fu el primero en utilizar cargas entre placas en carreteras y definir un coeficiente de balasto K=p/( de proporcionalidad entre las presiones y deflexiones, el cual caracterizaba la superficie de apoyo para el dimensionamiento de los pavimentos de concreto. En realidad, la proporcionalidad entre deflexiones y presiones aplicadas no es realmente constante casi nunca, pues depende del nivel de presiones aplicado y de rea cargada; por ello el coeficiente de balasto es una aproximacin.

Los ensayos de carga con placa permiten, como se ha indicado, la estimacin de unos mdulos que pueden ser empleados en el estudio analtico de los pavimentos: tambin pueden emplearse para el control de la compactacin; este control es siempre indirecto, ya que slo se aprecia en la diferencia de respuesta a la aplicacin de varios ciclos de carga y descarga en el mismo punto (adems la humedad es un factor importante que no es posible fijar de antemano en el caso de un suelo compactado). La consecucin del grado de compactacin requerido puede controlarse fijando en las especificaciones una relacin mxima entre los mdulos del segundo y primer escaln de carga.

Debe observarse, en todo caso, que la solicitacin provocada por la aplicacin directa de una placa sobre la superficie de apoyo es mucho ms intensa que las debidas a las cargas de trfico: Las reas de carga son algo menores y, sobre todo, las presiones son mayores; el resultado es un conjunto de tensiones y deformaciones ms elevadas.

4.5 EQUIPO A UTILIZAR

Gato hidrulico: con capacidad para aplicar la mxima carga requerida y equipado con un dispositivo de medicin de cargas con la debida precisin y exactitud. Conjunto de placas de acero: (al menos 4) de 12, 18, 24 y 30 de dimetro y espesor mnimo de 1.Nota: Las placas sern ordenadas en forma piramidal del dimetro mayor al menor (para asegurar rigidez al conjunto) y los dimetros entre placas adyacentes no debern diferir por ms de 6. Viga de reaccin (de acero): Camin, tractor o la combinacin de ambos con suficiente peso para el nivel de cargas a aplicarNota: La carga muerta deber ser al menos de (25000 lb) Viga de deflexin: sobre la cual se fijarn los medidores de dial ( o digital), pudiendo ser un tubo negro estndar de 2 de dimetro o un ngulo de acero de 3x3x1/4 o su equivalente.Nota: La viga servir de referencia externa de deflexiones y deber apoyarse en soportes localizados al menos a 1.2 m (4) del borde externo de la placa de 30 de dimetro o llanta ms prxima al sitio de apoyo. Set de 3 medidores de dial (o digital): con una precisin de al menos 0.001 y una rango de lecturas de al menos 1 Aparatos de consolidacin: El equipo necesario para cortar un espcimen inalterado del suelo dentro de un anillo de prueba de consolidacin, sellos, horno y herramientas varias para realizar determinaciones del contenido de humedad. Arena fina o yeso: Para crear una superficie de apoyo entre el conjunto de placas y la superficie de ensayo. Termmetro: Para determinar la temperatura ambiente en la proximidad de la placa de 30 de dimetro. Herramientas varias: Nivel de burbuja (para la preparacin de la superficie de ensayo), herramientas para la operacin del equipo.4.6 PROCEDIMIENTO

La prctica a detallar en la gua es la Prueba de placa de carga esttica no repetitiva, tal como es descrita en AASHTO T-222-81(2000).

4.6.1 Colocacin del camin en el sitio a ensayar- Se ubica el camin adecuadamente en el sitio seleccionado de ensayo, con un peso suficiente, de acuerdo a las carga mxima a aplicar que se ha estimado previamente.

4.6.2 Preparacin de superficie de ensayo-Se descubre un rea de al menos el doble del dimetro para eliminar efectos de sobrecarga o confinamiento.

Nota: Si la subrasante estar compuesto de material de relleno, se debe construir un terrapln de prueba de al menos 762 mm (30) de alto (que provenga del material propuesto y con el contenido de humedad y densidad que ser requerida durante la construccin). En caso de desear prueba confinadas, l dimetro del rea circular excavada deber ser justo los suficiente para acomodar la placa de carga seleccionada.

-Limpiar y nivelar el rea a ensayar (con el auxilio del nivel de burbuja)

Nota: extremos cuidados deben tomarse para no alterar las condiciones del suelo en el rea de ensayo, especialmente en material granular.

4.6.3 Colocacin de arena fina o yeso sobre la superficie de apoyoColocar una cantidad suficiente de arena fina o yeso en una capa delgada que no exceda de 1 de espesor y de un dimetro ligeramente mayor a la placa de apoyo. La arena servir para asegurar un asentamiento uniforme de las cargas a aplicar.

Nota: para prevenir la prdida de humedad de la subrasante durante el ensayo, debe cubrirse la subrasante expuesta a una distancia de 2.0 m ( 6) a partir del borde de la placa de carga con lienzos encerados o papel impermeable.

4.6.4 Colocacin del conjunto de placas

-Acomodar la placa de carga de 762 mm (30) de dimetro sobre la capa de arena fina (o yeso) girando o moviendo la placa hacia atrs y adelante a efecto de proporcionar un asentamiento uniforme.

- Colocar y centrar las placas de 610 mm (24), 457 mm (18) 305 mm (12) encima de la placa de 762 mm (30), segn fig 4-1.

Fig 4-1 : Colocacin del conjunto de placas sobre la capa de arena fina

4.6.5 Colocacin del sistema de aplicacin de carga (gato hidrulico)- Con la debida precaucin, se coloca el conjunto de aplicacin de carga (gato hidrulico) encima del conjunto de placas (ver fig. 4-2)

Fig 4-2 : Colocacin del sistema de aplicacin de carga (gato hidrulico)

-Posteriormente se coloca la viga de reaccin de acero, cuidando de colocar los accesorios necesarios a efecto de mantener estable el sistema (fig 4-3 ).

Fig 4-3 : Colocacin de viga y fijacin del sistema de aplicacin de carga (gato hidrulico)

4.6.6 Colocacin del sistema de referencia de deflexiones-A continuacin se coloca el sistema de referencia que se apoyarn al menos a 1.2 m del borde del dimetro (el tubo negro de 2 de dimetro o el ngulo de 3x3x1/4.

Posteriormente se fijan los medidores de dial (o digital) formando un tringulo equiltero y poyados a no ms de del borde de la placa de 30 de dimetro (ver fig 4-4 a fig4-7).

Fig 4-4 : Colocacin de medidores de dial

Fig 4-5 : Colocacin de medidores digitales

(equipo marca CONTROLS series 35-T116)

Fig4-6 : Vista conjunta del sistema de referencia y aplicacin de carga

Fig 4-7 : Vista conjunta del sistema digital de referencia y aplicacin de carga

(Equipo marca CONTROLS series 35-T116)

4.6.7 Aplicacin de carga de asentamiento

Existen dos procedimientos de aplicacin de carga de asentamiento del sistema de la placa de carga denominados en la norma como procedimientos No. 1 y No.2 y que se detallan a continuacin:

a) Procedimiento de asentamiento No. 1:

Si el diseo de espesores del pavimento es menor que 380 mm (15): Se aplica una carga de 321 kg (707 lb), 6.9 kPa (1 psi).

Si el diseo de espesores del pavimento es igual o mayor 380 mm (15): Se aplica una carga de 642 kg (1414 lb), 13.8 kPa (2 psi).

En el respectivo caso que aplique, se deja que la carga de asentamiento permanezca en el sitio, hasta que prcticamente se complete la deflexin. Se toma entonces la lectura correspondiente en cada medidor de dial, los que sern tomadas como lectura cero y La carga de asentamiento tambin se considera la carga cero.

Nota: Una carga cclica bajo la carga de asentamiento puede ser usado para asegurar un buen asentamiento del aparato y la placa de carga.

b) Procedimiento de asentamiento No. 2:

Luego que el equipo se ha arreglado adecuadamente con toda la carga muerta actuando (gatos, placas, medidores, etc), se asienta la placa de carga y ensamble por una rpida aplicacin y retiro de una carga suficiente, que genere una deflexin de no menos que 0.25 mm (0.01) ni ms de 0.50 mm (0.02) tal como se indique en los medidores de dial. Cuando las agujas de dial (o lecturas digitales) estn estticas, luego del retiro de la carga, reasentar la placa, aplicando la mitad de la carga anteriormente registrada y que produjo una deflexin entre 0.25-0.50 mm (0.01-0.02) tal como se indic en los diales. Cuando los diales se detengan nuevamente, se ajusta cada dial a su marca cero.

Sin retirar la carga de asentamiento de cualquiera de los procedimientos anteriormente descritos, se inicia el procedimiento de aplicacin de carga con los cuales se realizarn los respectivos anlisis.

4.6.8 Secuencia de aplicacin de cargas

Segn la norma ASHTO T-222-81(2000) existen dos procedimientos de aplicacin de cargas denominados No. 1 y No. 2 y se detallan a continuacin:

a) Procedimiento de aplicacin de carga No. 1:

Luego de sostener la carga a una tasa moderadamente rpida en incrementos uniformes, la magnitud de cada incremento deber ser suficientemente pequeo para permitir el registro de una cantidad suficiente de puntos esfuerzo-deflexin en la que pueda definirse una curva precisa (no menos que seis). Despus de que cada incremento de carga ha sido aplicada, dejar que su accin contine hasta que una tasa de deflexin de no ms que 0.02mm/mn (0.001/mn) se haya mantenido por 3 minutos consecutivos. Registrar las lecturas de deflexin en los medidores de dial (o digital) y de carga por cada incremento. Continuar este procedimiento hasta que la deflexin total seleccionada se obtenga o hasta que la capacidad de carga del gato se complete (lo que ocurra primero). En este punto se debe mantener la carga hasta que un incremento de deflexin de no ms de 0.02 mm (0.001) por tres minutos consecutivos ocurra.

Posteriormente se retira la carga hasta la lectura de carga que se denomin cero en la etapa de asentamiento y esperar a que los medidores de dial se estabilice a una tasa de recuperacin que no exceda de 0.02 mm/mn (0.001/mn) por 3 minutos consecutivos. Se registra la deflexin a la carga cero.

Cada conjunto de lecturas individuales deber ser promediado y este valor es registrado la lectura de asentamiento promedio.

a) Procedimiento de aplicacin de carga No. 2:

Aplicar 2 incrementos de carga de 1605 kg (3535 lb), 34.5 kPa (5 psi), sosteniendo cada incremento hasta que las deflexiones promedio sean menos que 0.02 mm/mn (0.001/mn) por 10 minutos consecutivos. Leer los 3 medidores de dial (o digital) al final de cada incremento de carga. Completado lo anterior, se aplica un incremento de carga de 3210 kg (7070 lbf). Determinar la deflexin media, promediando el movimiento total entre el cero y el incremento de 69.0kPa (10 psi) para cada dial.

4.6.9 muestreo de campo

Obtener una muestra inalterada del material de fundacin para que en ensayos de laboratorio se determine la correccin por saturacin a aplicar al valor de ensayo realizado en campo. La muestra inalterada debe ser lo suficientemente grande para obtener 2 especimenes de consolidacin lado a lado (a la misma elevacin), como se describe en fig 4-8.

Fig 4-8 : Esquema de sector a muestrear en el material de fundacin

Tomar la muestra en un contenedor aceptable para sellarlo y preservar el contenido de humedad hasta que las pruebas de correccin en laboratorio se desempeen. Cuando el ensayo de la placa de carga se realiza directamente en un material de subrasante cohesiva, obtener el espcimen inalterado a partir de la fundacin de la misma elevacin a la cual el ensayo es realizado. Pero ms bien junto a que debajo de las placa. Cuando el material es desarrollado en un material de base granular en la cual est por debajo un material cohesivo y cuando las base es menor que 1.9 m (75) de espesor. Tomar la muestra inalterada a partir del material cohesivo en la parte inferior de la base (ver fig 4-9).

Fig 4-9 : Esquema de sector a muestrear para el caso en que exista un material

Granular con un espesor de menos de 75 apoyado sobre un material cohesivo

A partir de un termmetro suspendido cerca de la placa de carga, leer y registrar la temperatura del aire a intervalos de 30 minutos.

Se determina el valor del mdulo de reaccin de la subrasante no corregido ku usando la siguiente frmula:

ku = 69.0 kPa (10 psi)/deflexin promedio (correspondiente a 10 psi) Si el valor de ku es menor que 54.3 kPa/mm (200 psi/pulg) el ensayo es considerado COMPLETO y la carga puede ser retirada.

Si el valor de ku es mayor o igual que 54.3 kPa/mm (200 psi/pulg) se deber aplicar incrementos de carga de 1605 kg (3535 lb), 34.5 kPa (5 psi) hasta que una carga total de 9630 kg (21210 lb) 207 kPa (30 psi) sea alcanzada. Dejando que cada incremento de carga permanezca hasta que las deformaciones promedio sean menor a 0.02 mm/mn (0.001/mn) por 10 minutos consecutivos y leer los 3 medidores de dial (o digital) al final de cada incremento.

4.6.10 Registro de los ensayosEn adicin al listado contnuo de todos los datos de cargas, deflexiones y temperaturas, un registro deber ser hecho de todas las condiciones y observaciones pertinentes asociadas al ensayo, incluyendo lo siguiente:

Fecha

Hora de inicio y finalizacin del ensayo

Lista del personal

Condiciones ambientales

Alguna irregularidad en el procedimiento de rutina

Alguna condicin inusual observada en el sitio de ensayo, y

Algunas observaciones inusuales hechas durante el ensayo

4.6.11 Clculos y ploteo de relaciones esfuerzo-deflexinCuando al determinar el valor de ku d menor que 54.3 kPa/mm (200 psi/pulg), las curvas esfuerzo-deflexin no son necesarias. En caso contrario se debe realizar la curva esfuerzo-deflexin y corregir la curva por pandeo de las placas. La deflexin a plotear es la deflexin promedio de las 3 lecturas de los medidores de dial (o digital) por cada incremento de carga que se haya realizado luego de definida la lectura cero (ver fig. 4-9).

Fig 4-9 : Grfico esfuerzo-deflexin de un ensayo de placa de carga

Nota: Los datos debern ser cuidadosamente examinados para asegurarse que un promedio razonable se est calculando. Si la relacin esfuerzo-deflexin no presenta una lnea recta que pase por el origen la curva es corregida. Esto generalmente se hace dibujando una lnea recta paralela a un segmento de lnea recta de la curva ploteada y hacindola pasar por el origen. El buen juicio de ingeniera ser requerido para hacer esta correccin. Si la curva no es lineal a travs de su longitud, la lnea recta de correccin deber estar basada en la pendiente promedio de la curva o aquella en la que abarque al menos 3 puntos de la regin de menor curvatura. Ver figura 2 de AASHTO T-222-81(2000).

Si el valor de ku es igual o mayor que 54.3 kPa/mm (200 psi/pulg) se debe hacer una correccin por pandeo de la placa, con el auxilio de la curva de la figura 3 de AASHTO T-222-81(2000). La correccin se realiza ingresando el valor calculado de ku en el eje de las ordenadas y proyectando hacia la interseccin de la curva ploteada. El valor del mdulo de reaccin de la subrasante corregido es entonces determinado al proyectar verticalmente en la abcisa y leyendo el valor.

Nota: El diseo del pavimento est generalmente basado bajo el mdulo de reaccin del suelo cuando el suelo est saturado Dado que no es fcil saturar el suelo en campo previo al ensayo y rara vez el suelo se encontrar en condicin saturada en su estado natural. Se procede a corregir el valor obtenido en el ensayo de campo, con los datos obtenidos a partir de los ensayos realizadas a las muestras inalteradas que se sometieron a pruebas de consolidacin en su condicin de humedad natural y saturada. La correccin por saturacin no es normalmente requerida cuando los pavimentos que se evalan tienen ms de 3 aos. En suelo cohesivos que son insensibles a la saturacin y cuando la prueba se desarrolle en este tipo de suelos, la correccin por saturacin no es necesaria. El mtodo ms aplicable para la correccin por saturacin es a travs de una adaptacin de la prueba de consolidacin.

El factor de correccin por saturacin es la relacin de la deformacin por consolidacin del espcimen en su contenido de humedad natural a la deformacin de un espcimen saturado bajo una esfuerzo de 69.0 kPa (10 psi). 2 especimenes de material inalterado son colocados en un consolidmetro: Un espcimen se ensayar a la condicin de humedad in situ y el otro espcimen despus que la carga de asiento ha sido aplicada. Cada espcimen es sujeto entonces a la misma carga de asentamiento que fue utilizada en la prueba de campo. La carga de asentamiento es dejada que permanezca en el espcimen con el contenido de humedad in situ hasta que toda la deformacin ocurra a partir del instante en que una lectura cero es tomada en el dial de deformacin vertical. Sin retirar la carga de asentamiento una carga adicional de 69.0 kPa (10 psi) es aplicada al espcimen y dejada permanecer hasta que toda la deformacin vertical ocurra. Una lectura final es tomada en el dial de deformacin vertical. El otro espcimen se deja saturar en el consolidmetro bajo la carga de asentamiento (6.9 o 13.8 kPa (1 o 2 psi)). Despus que el espcimen es saturado, una lectura cero es obtenida; entonces sin retirar la carga de asentamiento una carga adicional de 69.0 kPa (10 psi) es aplicada: Esta carga se deja permanezca en el espcimen hasta que toda la deformacin vertical haya ocurrido, despus de la cual se toma la lectura final del dial. Para ciertos tipos de suelo, el espcimen puede hincharse bajo el asentamiento de carga al inicio de la etapa de saturacin. El hinchamiento del material resultar en la extrusin de material por encima de la parte superior del anillo de consolidmetro , de tal manera que cuando la carga de 69.0 kPa (10 psi) sea aplicada, el material generar esfuerzos externos sobre el anillo de consolidacin, lo cual conllevar a resultados errneos: para prevenir esto, cuando el comportamiento con un tipo de suelo es uno que se sospeche ser de este comportamiento, el anillo del consolidmetro no se llenar completamente con el suelo. ste puede ser acompaado por cortar en la parte superior del espcimen una cantidad suficiente, generalmente 1.6 mm (1/16) para permitir el hinchamiento. Para el caso anterior debe hacerse lo mismo con el espcimen con contenido de humedad in situ (es decir su altura inicial ser la misma).

La correccin por saturacin ser aplicada en proporcin a la deformacin de los dos especimenes bajo una carga unitaria de 69.0 kPa (10 psi) como sigue:

K = ku (d/ds +b/1905(1- d/ds)( en unidades SI,

K = ku (d/ds +b/75(1- d/ds)( en unidades inglesas

Donde:

K = Mdulo de reaccin del suelo corregido, kPa (psi)

Ku = Mdulo de reaccin del suelo no corregido por saturacin, kPa (psi)

d = Deformacin (mm pulg) de un espcimen en el consolidmetro al contenido

de humedad in situ bajo un esfuerzo unitario de 69.0 kPa (10 psi).

ds = Deformacin (mm pulg) de un espcimen saturado en el consolidmetro bajo un esfuerzo unitario de 69.0 kPa (10 psi), y

b = Espesor de material de base (mm pulg).

4.7 EJEMPLO ILUSTRATIVO

Se presenta un ejemplo de datos obtenidos en una Prueba de Placa:

Procedimiento de asentamiento No.: 2

Con toda la carga muerta, aplicar y retirar rpidamente un primer incremento de carga, que origine una deflexin que se encuentre dentro del intervalo de 0.010 y 0.020, luego se retira la carga. Cuando los medidores de dial estn en reposo luego que se retire la carga. Reasentar la placa aplicando la mitad del primer incremento de carga, cuando los medidores reposen nuevamente, colocar los medidores de dial en su marca cero y registrr la carga cero.

Aplicar cargas en incrementos uniformes a una tasa moderadamente rpida; cada incremento debe ser suficientemente pequeo para permitir el registro de una cantidad suficiente de puntos en la que pueda definirse adecuadamente una curva esfuerzo deflexin. Cada incremento de carga ser aplicado hasta que una tasa de deflexin de no ms de 0.001/min se mantenga por 3 minutos consecutivos. Al finalizar la serie de incrementos de carga (sea por llegar a la deflexin total requerida o por llegar a la mxima capacidad de carga del dispositivo de carga); se retira la carga y se registra cada deflexin de recuperacin hasta que una tasa de deflexin de no ms de 0.001/min se mantenga por 3 minutos consecutivos. Registrando la carga cero.

k'u=10psi/0.015"=6667 psi/pulg>200 psi/pulg

Por tanto hacer ploteo y correccin grfica

Luego de trazar lnea paralela que pasa por el origen

k'u=10psi/0.044"=227 psi/pulg

Correccin grfica por placa, con auxilio de fig. 3 AASHTO T 222-81 (2000)

Ingresando con k'u=227 psi/pulg

ku=205 psi/pulg

Datos de consolidacin en laboratorio

d =0.013

ds =0.017

Datos de diseo

b=10", por tanto

K=ku(d/ds+b/75(1-d/ds))=205(0.013/0.017+10/75(1-0.013/0.017))

K=163 psi/pulg

4.8 REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

INGENIERA DE CARRETERAS, Paul H Wright y Radnor J. Paquette, LIMUSA NORIEGA EDITORES, 1 Edicin, 1993

INGENIERA DE CARRETERAS, Vol II, Carlos Kraemer, Jos Mara Pardillo, Sandro Rocci,

Manuel G. Romana, Vctor Snchez Blanco, Mc Graw Hill, 1 Edicin, 2004

CARRETERAS, CALLES Y AUTOPISTAS, Ral Valle Rodas, Reimpresin de 6 edicin, 1980.

Norma ASTM D 1195-93, volumen 04.03, edicin 2003

Norma ASTM D 1196-93, volumen 04.03, edicin 2003

Norma AASHTO T 221-901, tomo 2B de pruebas, edicin 2002

Norma AASHTO T 221-81(2000), tomo 2b de pruebas, edicin 2002Sector de toma de muestra

Placa de 30 de dimetro

Material de fundacin

Sector de toma de muestra

Placa de 30 de dimetro

Espesor ( 75

Material granular

Material cohesivo

(=0.121

EMBED Excel.Sheet.8

EMBED Excel.Sheet.8

EMBED Excel.Sheet.8

EMBED Excel.Chart.8 \s

EMBED Excel.Sheet.8

PAGE 14

_1237964272.xlsHoja1

D (")Volumen (pulg)Volumen (cm)Peso (kg)Peso (lb)

30706.911583.391.04200.3

24452.47413.358.27128.2

18254.54170.032.7772.1

12113.11853.314.5732.0

196.64432.62

Gato35.0077.0

231.64509.62

0.72

16.3870643.2786885246

42.6

39.5756912049

2780.4

Hoja2

Carga muerta

ElementoPeso (lbf)

Placa de acero de 30" de dimetro y 1" de alto210




Gato hidrulico y alzas90

Segmento de acero estructural tipo W6x940

Total (lb)533

rea placa 30" de dimetro (pul)706.9

Esfuerzo por carga muerta (psi)0.75

Descripcin:

Con toda la carga muerta, aplicar y retirar rpidamente un primer incremento de carga, que origine

una deflexin que est dentro del intervalo de 0.010" y 0.020", luego se retira la carga. Cuando los

medidores de dial estn en reposo luego de retirar la carga. Reasentar la placa aplicando la mitad

del primer incremento de carga. Cuando los medidores reposen nuevamente, coloque los medidores

de dial en su marca cero y registrar la carga "cero".

Lecturas de asentamientoDeflexin (pulgadas)

Lectura No.Temperatura (C)HoraCarga (lb)*Esfuerzo (psi)**Medidor 1Medidor 2Medidor 3Promedio

122.409:15 a.m.10002.20.0110.0110.0110.011

2***09:24 a.m.5001.50.0060.0040.0040.005

Nota: Se sostiene la carga como "cero" y se ponen los medidores en la marca "cero"

* Lectura directa del gato hidrulico

**Esfuerzo, psi = (Total carga muerta+ carga aplicada en gato hidrulico, lb)/(rea placa 30" de dimetro, pulg)

Descripcin:

Aplicar cargas en incrementos uniformes a una tasa moderadamente rpida; cada incremento debe

ser suficientemente pequeo para permitir el registro de una cantidad suficiente de puntos en la que

pueda definirse adecuadamente una curva esfuerzo-deflexin. Cada incremento de carga ser aplicado

hasta que una tasa de deflexin de no ms de 0.001"/mn se mantenga por 3 minutos consecutivos

Al finalizar la serie de incrementos de carga (sea por llegar a la deflexin total requerida o por llegar

a la mxima capacidad de carga del dispositivo de carga); se retira la carga y se registra cada deflexin

de recuperacin hasta que una tasa de deflexin de no ms de 0.001"/mn se mantenga por 3 minutos

consecutivos. Registrndose la carga "cero"

Fecha4/16/03

Deflexin (pulgadas)


Asentamiento***09:24 a.m.5001.50.0000.0000.0000.000

1***09:30 a.m.35005.70.0050.0060.0070.006

2***09:38 a.m.65009.90.0160.0140.0140.015

323.609:46 a.m.950014.20.0290.0290.0300.029

4***09:53 a.m.1250018.40.0470.0480.0500.048

5***09:59 a.m.1550022.70.0660.0680.0640.066

6***10:08 a.m.1850026.90.0830.0840.0850.084

Descarga24.210:15 a.m.5001.50.0060.0080.0080.007



Deflexin

promedioEsfuerzo

(pulg)(psi)

0.0000.0

0.0065.7

0.0159.9

0.02914.2

0.04818.4

0.06622.7

0.08426.9


Luego de trazar lnea paralela por el origen


Correccin grfica por placa con auxilio fig 3 AASHTO T-222-81(2000)

Datos de consolidacin en laboratorio:

d = 0.013"

Datos de diseo

b= 10"

por tanto

K=167 psi/pulg

Hoja2

Deflexin promedio (pulg)

Esfuerzo (psi)

Curva esfuerzo-deflexin

Hoja3

_1237977945.xlsHoja1


30706.911583.391.04200.3

24452.47413.358.27128.2

18254.54170.032.7772.1

12113.11853.314.5732.0

196.64432.62

Gato35.0077.0

231.64509.62

0.72

16.3870643.2786885246

42.6

39.5756912049

2780.4

Hoja2

Carga muerta

ElementoPeso (lbf)







Total (lb)533



Descripcin:






Lecturas de asentamiento

Deflexin (pulgadas)


122.409:15 a.m.10002.20.0110.0110.0110.011

2***09:24 a.m.5001.50.0060.0040.0040.005




Descripcin:




hasta que una tasa de deflexin de no ms de 0.001"/mn se mantenga por 3 minutos consecutivos550

Al finalizar la serie de incrementos de carga (sea por llegar a la deflexin total requerida o por llegar71.0285714286

a la mxima capacidad de carga del dispositivo de carga); se retira la carga y se registra cada deflexin62.8571428571

de recuperacin hasta que una tasa de deflexin de no ms de 0.001"/mn se mantenga por 3 minutos8.1714285714


Fecha4/16/03

Deflexin (pulgadas)


Asentamiento***09:24 a.m.5001.50.0000.0000.0000.000

1***09:30 a.m.35005.70.0050.0060.0070.006

2***09:38 a.m.65009.90.0160.0140.0140.015

323.609:46 a.m.950014.20.0290.0290.0300.029

4***09:53 a.m.1250018.40.0470.0480.0500.048

5***09:59 a.m.1550022.70.0660.0680.0640.066

6***10:08 a.m.1850026.90.0830.0840.0850.084

Descarga24.210:15 a.m.5001.50.0060.0080.0080.007



Deflexin

promedioEsfuerzo

(pulg)(psi)

0.0000.0

0.0065.7

0.0159.9

0.02914.2

0.04818.4

0.06622.7

0.08426.9






d = 0.013"

Datos de diseo

b= 10"

por tanto

K=167 psi/pulg

Hoja2


Esfuerzo (psi)


Hoja3


Deflexin (pulgadas)


122.409:15 a.m.10002.20.0110.0110.0110.011

2***09:24 a.m.5001.50.0060.0040.0040.005




_1237978571.xlsGrfico1

0

5.705191682

9.9490734192

14.1929551563

18.4368368935

22.6807186306

26.9246003678


Esfuerzo (psi)


Hoja1


30706.911583.391.04200.3

24452.47413.358.27128.2

18254.54170.032.7772.1

12113.11853.314.5732.0

196.64432.62

Gato35.0077.0

231.64509.62

0.72

16.3870643.2786885246

42.6

39.5756912049

2780.4

Hoja2

Carga muerta

ElementoPeso (lbf)







Total (lb)533



Descripcin:







Deflexin (pulgadas)


122.409:15 a.m.10002.20.0110.0110.0110.011

2***09:24 a.m.5001.50.0060.0040.0040.005




Descripcin:









Fecha4/16/03

Deflexin (pulgadas)


Asentamiento***09:24 a.m.5001.50.0000.0000.0000.000

1***09:30 a.m.35005.70.0050.0060.0070.006

2***09:38 a.m.65009.90.0160.0140.0140.015

323.609:46 a.m.950014.20.0290.0290.0300.029

4***09:53 a.m.1250018.40.0470.0480.0500.048

5***09:59 a.m.1550022.70.0660.0680.0640.066

6***10:08 a.m.1850026.90.0830.0840.0850.084

Descarga24.210:15 a.m.5001.50.0060.0080.0080.007



Deflexin

promedioEsfuerzo

(pulg)(psi)

0.0000.0

0.0065.7

0.0159.9

0.02914.2

0.04818.4

0.06622.7

0.08426.9






d = 0.013"

Datos de diseo

b= 10"

por tanto

K=167 psi/pulg

Hoja2


Esfuerzo (psi)


Hoja3


Deflexin (pulgadas)


122.409:15 a.m.10002.20.0110.0110.0110.011

2***09:24 a.m.5001.50.0060.0040.0040.005




_1237978073.xlsHoja1


30706.911583.391.04200.3

24452.47413.358.27128.2

18254.54170.032.7772.1

12113.11853.314.5732.0

196.64432.62

Gato35.0077.0

231.64509.62

0.72

16.3870643.2786885246

42.6

39.5756912049

2780.4

Hoja2

Carga muerta

ElementoPeso (lbf)







Total (lb)533



Descripcin:







Deflexin (pulgadas)


122.409:15 a.m.10002.20.0110.0110.0110.011

2***09:24 a.m.5001.50.0060.0040.0040.005




Descripcin:









Fecha4/16/03

Deflexin (pulgadas)


Asentamiento***09:24 a.m.5001.50.0000.0000.0000.000

1***09:30 a.m.35005.70.0050.0060.0070.006

2***09:38 a.m.65009.90.0160.0140.0140.015

323.609:46 a.m.950014.20.0290.0290.0300.029

4***09:53 a.m.1250018.40.0470.0480.0500.048

5***09:59 a.m.1550022.70.0660.0680.0640.066

6***10:08 a.m.1850026.90.0830.0840.0850.084

Descarga24.210:15 a.m.5001.50.0060.0080.0080.007



Deflexin

promedioEsfuerzo

(pulg)(psi)

0.0000.0

0.0065.7

0.0159.9

0.02914.2

0.04818.4

0.06622.7

0.08426.9






d = 0.013"

Datos de diseo

b= 10"

por tanto

K=167 psi/pulg

Hoja2


Esfuerzo (psi)


Hoja3


Deflexin (pulgadas)


122.409:15 a.m.10002.20.0110.0110.0110.011

2***09:24 a.m.5001.50.0060.0040.0040.005




_1237964904.xlsHoja1


30706.911583.391.04200.3

24452.47413.358.27128.2

18254.54170.032.7772.1

12113.11853.314.5732.0

196.64432.62

Gato35.0077.0

231.64509.62

0.72

16.3870643.2786885246

42.6

39.5756912049

2780.4

Hoja2

Carga muerta

ElementoPeso (lbf)







Total (lb)533



Descripcin:







Deflexin (pulgadas)


122.409:15 a.m.10002.20.0110.0110.0110.011

2***09:24 a.m.5001.50.0060.0040.0040.005




Descripcin:




hasta que una tasa de deflexin de no ms de 0.001"/mn se mantenga por 3 minutos consecutivos

Al finalizar la serie de incrementos de carga (sea por llegar a la deflexin total requerida o por llegar

a la mxima capacidad de carga del dispositivo de carga); se retira la carga y se registra cada deflexin

de recuperacin hasta que una tasa de deflexin de no ms de 0.001"/mn se mantenga por 3 minutos


Fecha4/16/03

Deflexin (pulgadas)


Asentamiento***09:24 a.m.5001.50.0000.0000.0000.000

1***09:30 a.m.35005.70.0050.0060.0070.006

2***09:38 a.m.65009.90.0160.0140.0140.015

323.609:46 a.m.950014.20.0290.0290.0300.029

4***09:53 a.m.1250018.40.0470.0480.0500.048

5***09:59 a.m.1550022.70.0660.0680.0640.066

6***10:08 a.m.1850026.90.0830.0840.0850.084

Descarga24.210:15 a.m.5001.50.0060.0080.0080.007



Deflexin

promedioEsfuerzo

(pulg)(psi)

0.0000.0

0.0065.7

0.0159.9

0.02914.2

0.04818.4

0.06622.7

0.08426.9






d = 0.013"

Datos de diseo

b= 10"

por tanto

K=167 psi/pulg

Hoja2


Esfuerzo (psi)


Hoja3


Deflexin (pulgadas)


122.409:15 a.m.10002.20.0110.0110.0110.011

2***09:24 a.m.5001.50.0060.0040.0040.005




_1175339211.xlsGrfico1

0

2

4

6

8

10

12

Deflexin (pulg)

Esfuerzo (psi)

Curva Esfuerzo-deflexin en ensayo de placa de carga

Hoja1

0.0000

0.0502.0

0.0774.0

0.0986.0

0.1118.0

0.12110.0

0.13112.0

82.6446280992

Hoja1

0

0

0

0

0

0

0

Deflexin (pulg)

Esfuerzo (psi)

Curva Esfuerzo-deflexin en ensayo de placa de carga

Hoja2

Hoja3

Prueba de La Placa

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Transcript of Prueba de La Placa