PROCTOR ESTANDAR Y PROCTOR MODIFICADO

FACULTAD DE INGENIERA CIVIL Y

ARQUITECTURA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL

MECANICA DE SUELOS II

INTRODUCCIN:En la actualidad existen distintos mtodos para reproducir en laboratorio las condiciones de compactacin en obra. Todos ellos pensados para estudiar, adems, los distintos factores que gobiernan la compactacin de los suelos. Histricamente, el primer mtodo, en el sentido de la tcnica actual, es el debido al Dr. R. R. Proctor (1933) y es conocido como Prueba Proctor Estndar o A.A.S.H.O. (American Association of State Highway Officials) Estndar.

BJETIVOS:

OBJETIVOS GENERALES:Hallar la mxima densidad y el ptimo contenido de humedad del material de base.OBJETIVOS ESPECFICOS:Hallar el Contenido de Humedad ptima del material de base para energa estndar y modificada.Hallar la Densidad Seca del material de base para energa estndar y modificada.

MATERIALES Y MTODO

FUNDAMENTOCOMPACTACION:

ProcesoDensificacion del sueloInduccion de agua.Extraccion de aire.Energia mecanica.

LogrosResistenciaCapacidad de CargaEstabilidad.

FUNDAMENTOPRIMERO

SEGUNDOA medida que el contenido de humedad aumenta y con una misma energia de compactacion la densidad aumenta de forma gradual.

TERCERO

CUARTO

FACTORES QUE AFECTAN LA COMPACTACIONTIPO DE SUELO

Granulometria.Forma de sus granos.Densidad de solidos.Cantidad y tipo de minerales arcillosos.

FACTORES QUE AFECTAN LA COMPACTACIONVALORES TIPICOS DE ACUERDO AL TIPO DE SUELO

Tipo de SueloValor Probable (%) OCHGrava tipo afirmado4 a 8Arena6 a 10Arena Limosa8 a 12Limo11 a 15Arcilla13 a 21

FACTORES QUE AFECTAN LA COMPACTACIONENERGIA DE COMPACTACION

Ademas:

FACTORES QUE AFECTAN LA COMPACTACION

ENERGIA DECOMPACTACION

PRUEBA DE PROCTOR ESTANDAREN QUE CONSISTE LA PRUEBA?

CompactadoMolde: volumen = 943.3 cm.Placa en la base y extension en la parte superior del molde.Mezcla de suelo con cantidades variables de agua3 capas igualesPison: peso = 24.4 N25 Golpes (cada).Altura de caida = 304.8 mm

La prueba se repite un minimo de 4 veces a diferentes contenidos de humedad

Ademas:

PRUEBA DE PROCTOR ESTANDAREQUIPOS Y HERRAMIENTAS

PRUEBA DE PROCTOR ESTANDARDETERMINACION DEL METODO

Aplicable a material con 30 % mximo retenido en tamiz Si el material tiene mas del 5 % en peso de tamao mayor al utilizado en la prueba se debe corregir los resultados.

METODO% RET. ACUM. N4% RET. ACUM. 3/8"% RET. ACUM. 3/4"MATERIAL A USARA 20 %--PASA N 4B> 20 % 20 %-PASA 3/8"C-> 20 % 30 %PASA 3/4"

METODO Molde (cm)# de GolpesA10,1625B10,1625C15,2456

PRUEBA DE PROCTOR ESTANDARPROCEDIMIENTO

Secar el material al aire libre o al hornoTamizar a travs de las mallas 2, , 3/8 y N 4 para determinar el mtodo de prueba.

PRUEBA DE PROCTOR ESTANDARPreparar de 4 a 5 muestras de 6 Kg para el mtodo C y de 3 Kg si se emplea el mtodo A o B.Agregar agua y mezclar. Cada prueba debe de tener un incremento de humedad constante.

PRUEBA DE PROCTOR ESTANDARColocar la primera capa en el molde y aplicarle los golpes segn el mtodoelegido.

Los golpes deben de ser aplicados girando el pisn en todo el rea.

Los golpes deben de ser en cada libre y en el tope del mismo pisn.

PRUEBA DE PROCTOR ESTANDARLa ultima capa debe quedar en el collarn de manera que luego pueda enrasarse.Enrasar el molde con una regla metlica quitando antes el collarn.Retirar la base y registrar el peso del suelo mas molde.

PRUEBA DE PROCTOR ESTANDARLuego de pesado, extraer del suelo una muestra para el contenido de humedad, aproximadamente 500 gr. tomada de la parte central del molde.Llevar la muestra al horno para determinar la humedad.Y repetir el procedimiento un mnimo de 4 veces compactados a distintas humedades dos de los cuales quedan en el lado seco de la curva y los otros dos al lado hmedo

PRUEBA DE PROCTOR ESTANDARCALCULOPara cada prueba el contenido de agua se determina en laboratorioLuego para un contenido de agua conocido:

Donde:Yd = Densidad Seca Y = Densidad Humeda (peso suelo humedo/volumen molde) w = Contenido de humedad

NOTAEl Yd max se obtiene cuando no existe aire en los espacios vacios; es decir, el grado de saturacion es del 100%

PRUEBA DE PROCTOR ESTANDARGRAFICO

Yd max = Densidad Seca MaximaO.C.H. = Optimo Contenido de Humedad

PRUEBA DE PROCTOR MODIFICADODebido al uso de rodillos pesados para la compactacion en campo, el proctor estandar fue modificada en: 5 capas de compactacion, peso (44.5 N) y altura (457.2 mm) del pison.Por tanto la energia de compaactacion aumenta.Debido a este incremento de la densidad seca maxima del suelo, el agua sufrio una disminucion en comparacion al Proctor Estandar.

APLICACIONLA COMPACTACION DE SUELOS SDE USA EN TODA OBRA DE TERRAPLENADO PARAB MEJORAR SU ESTABILIDAD:

CONFORMACION DE RELLENOS CONTROLADOS.

COMO SUB-BASE PARA CARRETEERAS Y FERROCARRILES O AEROPUERTOS.

DIQUES O PRESAS DE TIERRA.

PARA APOYO EN UNA ESTRUCTURA.

APLICACIONCONFORMACION DE RELLENOS CONTROLADOS.

APLICACIONCOMO SUB-BASE PARA CARRETEERAS Y FERROCARRILES O AEROPUERTOS.

APLICACIONDIQUES O PRESAS DE TIERRA.

CBRCALIFORNIA BEARING RATIO

CBRCALIFORNIA BEARING RATIO ASTM D1883Desarrollado por la Divisin de Carreteras de California en 1929.Se emplea en el diseo de pavimentos y para evaluar la resistencia al corte de materiales que conforman las capas de un pavimento.

DEFINICIONEl CBR, esta definido como el esfuerzo requerido para que un pistn normalizado penetre en el suelo a una profundidad determinada, comparado con el esfuerzo requerido para que el pistn penetre hasta esa misma profundidad en una muestra patrn consistente en piedra chancada.

CBR= (Carga unitaria del ensayo)*100(%)Carga unitaria de patrn

VALORES EN PIEDRA CHANCADA DE ALTA CALIDAD

Penetracin Carga Unitaria patrnmmpulgMpa Psi2,50,106,9 1,0005,00,2010,3 1,5007,50,3013,0 1,90010,00,4016,0 2,30012,70,5018,0 2,600

CBR

Se calcula el CBR para 0,1 y 0,2 son semejantes. Generalmente se adopta el valor para 0,1Pero el CBR correspondiente a 0,2 es muy superior al CBR Correspondiente al 0,1, deber repetirse la prueba.

EQUIPOPARA LA COMPACTACIONMolde de dimetro de dimetro de 6, altura de 7 a 8 y un collarn de 2Disco espaciador de acero de dimetro 5 15/16 y altura de 2,5Pisn peso de 10 lb y altura de cada de 18Trpode y extensmetro con aprox. 0,001Pesas de plomo anular de 5 lbs c/u (2 pesas)

PARA LA PRUEBA DE PENETRACION

Pistn seccin circular rea de 3 pulg2Prensa hidrulica con anillo de carga V= 0,5 pulg/min,Balanza, horno, tamices, papel filtro, tranque para inmersin de muestra a saturar, cronometro, extensmetro, etc

EQUIPOS DE COMPACTACION

EQUIPOS DE COMPACTACIONPistn peso 10 lb y altura de cada de 18Disco espaciador de acero dimetro de 5 15/16 y altura de 2,5

EQUIPOTrpode y extensmetro con aproximacin de 0,001

EQUIPO PARA LA COMPACTACION

Sobre carga metlicas Una anular y las restantes ranuradas con peso de 2,27Kg (5 lb) cada una,

EQUIPOPrensa hidrulica con anillo de carga V= 0,05 Pulg/min,

EQUIPOMOLDE, CUARTEADOR, MEZCLADOR, PROBETAS, ESPATULAS, DISCO DE PAPEL FILTRO

PROCEDIMIENTOSe prepara la muestra necesaria. Previamente se debe haber efectuado el ensayo proctor modificado.Se calcula una cantidad suficiente para moldear tres muestras,Los moldes se compactan con el optimo contenido de humedad obtenido en el ensayo proctor modificado.

PROCEDIMIENTOSe prepara los tres molde CBR y se colocan las placas de base. Hay que colocar un disco espaciador sobre la placa de la base de cada molde,Se compactada cada molde a diferente energa de compactacinLa energa de compactacin se controla con el N de golpes y ser de 56, 25 y 10 golpes por cada capa respetivamente

PROCEDIMIENTOLuego de compactado, se enrasa y se retira de la placa base,Se gira el molde de modo que la parte superior quede abajo, se retira el disco espaciador y queda un espacio para luego colocar la sobre carga,Se fija de nuevo la placa base, Luego la muestra esta preparada para la etapa de saturacin

PROCEDIMIENTOSe coloca un papel filtro sobre la parte superior de la muestra. Luego se sita la placa perforada con el bastado ajustable y sobre ella se coloca las pesas de sobre carga.El trpode con el cuadrante medidor de deformaciones se coloca sobre el canto del molde y se ajusta el vstago de la placa perforada. Se registra la lectura y se quita el trpode.

PROCEDIMIENTOSe sumerge el molde en un recipiente con agua y se deja saturar durante cuatro das. Colocar el soporte del trpode sobre la muestra todos los das y tomar nota de la lectura de expansin.Despus de cuatro das, se saca el molde, se deja drenar durante 15 minutos aproximadamente.

PROCEDIMIENTOSe quitan las pesas, la placa perforada y el papel filtro.Se colocan nuevamente las pesa de sobrecarga y se prepara para la etapa de penetracin.

PROCEDIMIENTOSe coloca el molde sobre el soporte de carga de la prensa y se ajusta de manera que el pistn quede centrado con la muestra.Se coloca en cero el indicador de presin del anillo de carga y el dial de deformacin.

PROCEDIMIENTOLa velocidad de penetracin del pistn en el suelo es de 0,05 de pulgada por minuto. La velocidad se controla por tiempo con un cronometro,Se registran las lecturas de la presin a 0,025, 0,050, 0,05, 0,100, 0,200, 0,300 0,400 y 0,500 pulgadas de penetracin,Luego de terminada la prueba, se retira las sobrecargas, se recupera el suelo ensayado y se toma muestra para determinar la humedad final

GRAFICOSe traza una curva presin penetracin en escala aritmtica.El CBR se calcula para 0,1 y 0,2 pulgadas de penetracin con las presiones correspondientes

CURVA DE CBR VS. DENSIDAD SECA

EJEMPLO

EJEMPLO

EJEMPLO

EJEMPLO

APLICACINCLASIFICACION DE SUELOS PARA USO DE PAVIMIENTOS

CBRCalificacin generalusosSistema de ClasificacinUnificadoAASHTO0-3Muy pobreSub-rasanteOH, CH, MH, OLA5, A6, A73-7Pobre a regularSub-rasanteOH, CH, MH, OLA4, A5, A6, A77-30RegularSub-baseOL, CL.ML.SCA2, A4, A6, A7SM, SP20-50BuenoBase, sub-baseGM. GC, W, SMA1-b, A2-5, A3SP, GPA2-650ExcelentebaseGW, GMA1-a, A2-4, A3

DETERMINACIN DE LA ABRACIN(ASTMA C 131 AASHTO T -96)

En este mtodo determinaremos la resistencia al desgaste de agregado grueso, natural o triturado, mas pequeo que 37.5mm (1 pulg.) para lo cual usaremos la Mquina de Los ngeles.

OBJETIVO

AGREGADOS

EQUIPO:Mquina de Los ngeles:

Consiste en un cilindro de acero, hueco y cerrado en ambos extremos, con un dimetro interior de (711.5 mm) o (28.2pulg.) y un longitud interior de (508.5mm) o (20.02pulg.)

Tamiz: 1 , 1, , , 3/8 y No. 12

Balanza: de 20 Kg. x 1.0 gr. de precisin.

Horno: Capaz de mantener constante una temperatura de 110.5 C (230.9 F).

Carga: La carga consistir de esferas de acero de aproximadamente 46.8 mm. de dimetro y una masa entre390 g y 455 g.Toalla:

Consiste en degradar al agregado mediante el machaqueo dentro de la maquina de abrasin de los ngeles con las bolas de acero el cual producir un desgaste y molienda.

En qu consiste la prueba?

PREPARACIN DE LA MUESTRA:

La muestra consiste en un agregado limpio por lavado y secado en horno a una temperatura constante comprendida entre 105 y 110 C separada por fracciones de cada tamao y combinada con una de las granulometras descritas enla tabla N 2 .

Coloque la muestra de ensayo y la carga abrasiva en la mquina de los ngeles y se hace girar el cilindro a una velocidad de 30 a 33 rpm, durante 500 vueltas.Descargue el material de la mquina y haga una separacin preliminar de la muestra, en un tamiz ms grueso que el de 1.70 mm (N12).PROCEDIMIENTO:

Tamice la muestra empleando el tamiz de 1.7mm (N12), de acuerdo al mtodo de ensayo ASTM C 136.Lavar el material mas grueso que el tamiz de 1.70 mm y se seca al horno hasta masa constante y se determina su masa lo mas cerca a 1 g.

CLCULOS:

Calcule la prdida, es decir la diferencia entre la masa original y la masa final de la muestra de ensayo, expresado como porcentaje de la masa original de la muestra de ensayo. Registre este valor como el porcentaje perdido.El resultado del ensayo (% desgaste) recibe el nombre de coeficiente de desgaste de Los ngeles. Calcule este valor con la siguiente expresin:P1 = Peso muestra seca antes del ensayo.P2 = Peso muestra seca despus del ensayo, previo lavado mayor que el tamiz de 1.70 mm (No.12).

PLANTILLA:

USO DE LA PRUEBA EQUIVALENTE DE ARENA

El ensayo de equivalente de arena indica la proporcin entre los elementos granulares y arcillosos de un rido. Es particularmente til para analizar ridos que contienen alto contenido de tamaos inferior a 0,080 mm.

PROCEDIMIENTO:1. Se necesitan dos porciones de muestra de unos 120grs cada una que pase por el tamiz #4.2. Una vez hemos introducido la muestra en las probetas y hemos eliminado la burbujas que se formaron al verter el suelo, dejamos reposar cada probeta 10 minutos.3. Luego de este procedimiento tapamos la probeta y la agitamos mantenindola horizontal haciendo unos 90 ciclos en unos 30 segundos.4. Tomamos la probeta y con una varilla acanalada introducimos ms lquido desfloculante por el fondo de la muestra para poner en suspensin las partculas ms finas.

5. Despus dejamos reposar cada probeta 20 minutos y medimos en cada una la altura con respecto a la base de la misma a la que llegan los finos y tambin la altura a la que llegan los gruesos.

6. Entonces as podemos obtener el valor del equivalente de arena, y dividimos para cada probeta la altura de los gruesos entre la altura de los finos y lo multiplicamos por 100 de manera que obtenemos un valor para cada probeta, y para que el ensayo resultante y se considere vlido el resultado obtenido para cada probeta no puede diferir en ms del 2%.

Objetivo principal de la prueba equivalente de arena:

Determinar la calidad que tiene un suelo que se va emplear en las capas de un pavimento.Este mtodo cuantifica el volumen total de material no plstico deseable en la muestra, fraccin gruesa, denominando su proporcin volumtrica como equivalente de arena.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.

Un ejemplo de los datos obtenidos en este ensayo sera el siguiente, en el cual mostramos como interpretar sus datos y calcular por medio de dicha frmula:

Lectura aparente de arena = 14.45 = 36.70 cmLectura real de arena = 14.45 10= 4.45= 11.303 cmLectura de arcilla = 9.4 = 23.88 cmPara obtener el equivalente de arena se aplicara la siguiente expresin:Lectura de arena / Lectura de arcilla * 100EA = Lectura de Arena * 100 = 11.30*100 = 47.31 %Lectura de Arcilla 23.88El ensayo se efectuara por duplicado con el mismo material aceptndose tolerancias de +5%SEGUNDA PROBETALectura real de arena = 12.6 10 = 2.6 = 6.60 cmLectura de arcilla = 11 = 27.94 cmEA = Lectura de Arena * 100 = 6.60 *100 = 23.62 %Lectura de Arcilla 27.94

Esta es una prueba determinante para saber si se puede usar un material en un pavimento.En nuestro caso nos salimos de la tolerancia debido a que la variacin entre las dos pruebas fue de ms del veinte por ciento y solo se permite un 5 %. Pero adems el contenido de finos en ambos casos excede lo aceptable, por lo tanto podramos decir que el material no es apto para emplearlo en un pavimento.

RESULTADOS:

Movimiento(Bsico)

Nota: esta plantilla de vdeo est optimizada para Microsoft PowerPoint 2010.En PowerPoint 2007, los elementos de vdeo se reproducirn, pero el contenido que se superponga a las barras de vdeo aparecer cubierto por el vdeo en el modo de presentacin.En PowerPoint 2003, el vdeo no se reproducir, pero el marco de pster de los vdeos se conservar como imgenes estticas. El vdeo:Se reproduce automticamente tras cada transicin de diapositiva.Tiene una duracin de 15 segundos.Entra en bucle para una reproduccin infinita. Para agregar diapositivas o modificar el diseo:Para agregar una nueva diapositiva, en la ficha Inicio, en el grupo Diapositivas, haga clic en la flecha situada debajo de Nueva diapositiva y, a continuacin, en Tema de fondo en movimiento seleccione el diseo deseado.Para modificar el diseo de una diapositiva existente, en la ficha Inicio, en el grupo Diapositivas, haga clic en Diseo y, a continuacin, seleccione el diseo deseado. Otros elementos animados:Los elementos animados que inserte se iniciarn despus de la transicin de la diapositiva y tras iniciar el vdeo de fondo.

***