Nº 3 - Proctor Modificado

CURSO:

GEOLOGIA Y GEOTECNIA

DOCENTE:

ING. MÁLAGA CUEVA, MIGUEL IVÁN

GRUPO: INFORME:

H* Nº 3

INTEGRANTES:

o Cayo Huerta, Tony [email protected]

o Collazos Córdova, Murielle [email protected]

o Luján Llacctahuamán, Iván [email protected]

o Vicencio, Anthony [email protected]

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINAFACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLADEPARTAMENTO DE ORDENAMIENTO

TERRITORIALY DESARROLLO SOSTENIBLE

PRÁCTICA: “PROCTOR MODIFICADO”

La Molina 2014

/ GEOLOGIA Y GEOTECNIA 1

INDICE

I. INTRODUCCION……………………………………………………

……….1

II. OBJETIVOS……………………….………………….

……………………… 1

III. INDICE………………..

………………………………………………………2

IV. MARCO TEORICO…………………………..

………………………………. 4

V. MATERIALES Y

EQUIPOS……………………………………………………. 6

VI. PROCEDIMIENTO...

…………………………………………………………. 7

VII. RESULTADOS………………………………………………………………

10

VIII. ANALISIS Y DISCUSIONES ………………………...

……………………… 12

IX. CONCLUSIONES…………………..

………………………………………..13

X. RECOMENDACIONES………...

…………………………………………… 14

XI. BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………..

. 15


XII. ANEXO……………………………………………………………………..

15


I. INTRODUCCION

Se denomina compactación de suelos al proceso mecánico por el cual se busca mejorar las características de resistencia, compresibilidad y esfuerzo deformación de los mismos. Este proceso implica una reducción más o menos rápida de los vacíos, como consecuencia de la cual en el suelo ocurren cambios de volúmenes de importancia, fundamentalmente ligados a pérdida de volumen de aire.

En la actualidad existen muchos métodos para compactar, al menos teóricamente, en el laboratorio unas condiciones dadas de compactación de campo. Unos de lo cual cabe mencionar es “Prueba Proctor Modificado” el cual fue diseñado al crearse también equipos compactadores más pesados que se usan en la pavimentación de carreteras y aeropuertos. Este método consiste en determinar el peso por unidad de volumen de un suelo (suelo afirmado) que ha sido compactado por un procedimiento definido para diferentes contenidos de humedad.

El presente informe cuenta con la información colectada del ensayo ya mencionado desarrollado en el laboratorio de mecánica de suelos, para definir la humedad adecuada para conseguir la máxima compactación de un suelo afirmado, del cual previamente se recopilaron datos de granulometría y gravedad específica a fin de garantizar la calidad del trabajo. Los detalles y resultados del ensayo se irán definiendo a lo largo del presente informe.

II. OBJETIVOS

OBJETIVO PRINCIPAL

Hallar la máxima densidad y el óptimo contenido de humedad de un suelo afirmado.

OBJETIVOS SECUNDARIOS

Hallar el Contenido de Humedad Óptima del suelo para energía estándar y modificada.


Hallar la Densidad Seca del suelo para energía estándar y modificada.


III. MARCO TEORICO

3. COMPACTACIÓN

La compactación es el procedimiento de aplicar energía al suelo suelto para eliminar espacios vacíos, aumentando así su densidad y en consecuencia, su capacidad de soporte y estabilidad entre otras propiedades.

Su objetivo es el mejoramiento de las propiedades de ingeniería del suelo.

III.1. BENEFICIO DE LA COMPACTACIÓN

Aumenta la capacidad para soportar cargas Impide el hundimiento del suelo Reduce el escurrimiento del agua Reduce el esponjamiento y la contracción del suelo Impide los daños de las heladas

III.2. PRÓCTOR ESTÁNDAR

La prueba consiste en compactar el suelo a emplear en tres capas dentro de un molde de forma y dimensiones normalizadas, por medio de 25 golpes en cada una de ellas (56 para el Método C) con un pisón de 2,5 [kg] de peso, que se deja caer libremente desde una altura de 30,5 [cm].

El Ensayo Proctor Estándar también es conocido como Ensayo AASHTO T–99 (American Association of State Higway and Transportation Officials – Asociación Americana de Agencias Estatales de Carreteras y Transportes).


III.3. PRÓCTOR MODIFICADO

La prueba consiste en compactar el suelo a emplear en cinco capas dentro de un molde de forma y dimensiones normalizadas, por medio de 25 golpes en cada una de ellas (56 para el Método C) con un pisón de 4,5 [kg] de peso, que se deja caer libremente desde una altura de 45,7 [cm].

Todo método de compactación, sea por impacto, como es el caso del Ensayo Proctor, o bien por amasado, vibración o compresión estática o dinámica, produce estabilización del suelo al transferirle energía al mismo. Ciertamente, no existe equipo de compactación aplicable al terreno que sea contraparte o comparable al ensayo de impacto en el Laboratorio (a diferencia de lo que ocurre en el caso de ensayos de amasado, vibración o compresión de laboratorio que encuentran su contraparte en los rodillos pata de cabra, vibro-compactadores, de rueda lisa, etc.). No obstante ello, es tanta la experiencia que se ha acumulado sobre la prueba patrón Proctor, así como la gran cantidad de información que da indicio de su eficacia, que desde el comienzo de su implementación hasta el presente es un método aceptado y referenciado en un sinnúmero de pliegos de obras.

III.3.1. SELECCIÓN DEL MÉTODO SEGÚN SU GRANULOMETRÍA

Método ASe puede utilizar si el 25% o menos (ver Sec. 1.4) en masa del material se retiene en el tamiz n º 4 (4.75 mm)


Método BSe puede usar si el 25% o menos (ver sec. 1.4) en masa del material se retiene en el tamiz de 3/8”. (9,5 mm).

Método CPuede utilizarse si el 30% o menos (ver Sec. 1.4) en masa del material se retiene en el Tamiz de ¾”. (19,0 mm).

Sección 1.4 Si el material a ensayarse tiene partículas gruesas en un porcentaje superior al 5% y el resultado es usado para el control de compactación de suelos debe hacer correcciones a la densidad seca máxima de acuerdo con la norma ASTM D 4718, a fin de comparar la densidad seca del terreno con la densidad seca máxima de compactación correspondiente al material total utilizado en terreno.

III.3.2. SELECCIÓN DE TIPO DE PRÓCTOR Y MÉTODO

El tipo de próctor y el método será seleccionado de acuerdo a la norma ASTM D698 o D1557

Especificaciones de los métodos.Para determinar el tipo de martillo a utilizar, además del diámetro de molde y la cantidad de golpes para proporcionar energía, se procederá de acuerdo a la Tabla N°1.

ASTM D 1557 Proctor Modificado

Ec = Energía de Compactación = 56,250 Lb.ft/ft3.W = Peso del martillo = 10 lbh = Altura de caída del martillo = 18 pulgadasN = Número de golpes por capas = depende del molden = Número de capas = 5V = volumen del molde cm3 = depende del método de prueba

Suelo y Molde a Utilizar:

Método A Pasa la malla No. 4.Molde 4 Pulg.diam. V = 1/30 pie 3 N = 25 golpes/capa

Método B Pasa la malla 3/8”Molde 4 pulg. Diam.V = 1/30 pie3N = 25 golpes/capa

Método CPasa la malla ¾”.Molde 6 “ pulg. diamV = 1/13.3 pie3N = 56 golpes/capa

ASTM D 696 Proctor Estándar


Ec = Energía de Compactación = 12,300 Lb.ft/ft3.W = Peso del martillo = 5.5 lbh = Altura de caída del martillo = 12 pulgadasN = Número de golpes por capas = depende del moldeFebrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNIn = Número de capas = 3V = volumen del molde cm3 = depende del método de prueba

Suelo y Molde a Utilizar:

Método APasa la malla No. 4.Molde 4 Pulg.diam.V = 1/30 pie 3N = 25 golpes/capa

Método B Pasa la malla 3/8”Molde 4 pulg. Diam.V = 1/30 pie3N = 25 golpes/capa

Método CPasa la malla ¾”.Molde 6 pulg. diamV =1/13.3 pie3N = 56 golpes/capa


IV. EQUIPO Y MATERIALES

EQUIPOS

Martillo con caída libre de una altura de 457.2 ± 1.6 mm (18.0 ± 0.05 pulg). Para próctor Modificado.

Horno de secado: capaz de mantener una temperatura uniforme de 110 ± 5º C.

Enrasador Mazo de goma.

MATERIALES

Molde de 101.6 mm (4”) de diámetro, para los métodos A y B. Molde de 152.4 mm (6 “) de diámetro, para el método C. Balanza: con lectura de 1 gramo. Balanza Digital: con precisión de 0.01 gramos. Tamices: Tamices de 19mm (¾”), 9.5 mm (⅜”) y 4.75 mm (#4). Herramienta de mezclado: Bandejas rectangulares, espátula,

cucharón de aluminio, palaustre, botella aerosol y agua. Probeta de 100 ml Taras Formato: para anotar datos. Brocha.


V. PROCEDIMIENTO

1. Conociendo la granulometría del suelo afirmado a ensayarse, se procede a trabajar con el método “C” de proctor modificado.

2. Coger una muestra representativa del suelo afirmado en condiciones de humedad natural, tamizarlo a través de la malla Nº 3/4. Del material que pase dicho tamiz se elegirá una cantidad de aproximadamente 18 kg.

3. Separar tres muestras de 6 kg cada una en recipientes diferentes, aptos para trabajar con humedad.

4. Tomar el molde para el ensayo de proctor modificado, y pesarlo sin el anillo. Posteriormente tomar sus medidas para poder calcular el volumen de dicho molde.

5. Pesar agua en cantidades de 2, 4 y 6% respecto de los 6 kg. Agregar una porción de agua a cada muestra y remover hasta lograr un color y mezcla uniforme, luego separar en 5 porciones proporcionales. Se recomienda trabajar una muestra por vez para evitar pérdidas de humedad.

6. Una vez homogenizada la muestra y armado el molde, colocar la primera capa con una porción del suelo acodándolo de forma distribuida dentro del molde. Luego aplicarle los 56 golpes en caída libre con el martillo de forma constante y sobre toda su superficie.

7. Luego de compactar la primera capa, adicionar la segunda capa y nuevamente aplicar los golpes. El proceso se repetirá para las 5 de la muestra.

8. Una vez compactada las 5 capas retirar el anillo superior del molde picando los bordes de la muestra en la parte superior. Luego enrazar la muestra el nivel del molde inferior apoyados de una cuchilla o barra de acero.

9. Ya enrazado, llevarlo a pesar a la balanza y registrar su peso (suelo mas molde).

10. Luego de pesado, desmontar el molde inferior destruyendo la muestra. Tomar una porción de suelo del centro de la muestra y colocarlo en un pocillo, pesarlo y llevarlo al horno por 24 horas para verificar su humedad.


Los pasos del 6 al 10 se repetirán para las muestras de suelo de 1, 4 y 6 % de humedad agregada en agua.

11. Una vez determinados los contenido de humedad de cada muestra hallar la densidad seca de cada punto:

Donde:γm = densidad húmeda = peso suelo húmedo /volumenw = contenido de humedad

GRAFICO 1. Modelo de curva densidad seca vs. Humedad

GRAFICO 2.


TABLA 1.


VI. RESULTADOS

DATOS

No. Ensayo 1 2 3 4 5% Humedad 8% 12% 10% 6%No. Cilindro #3 #5 #1 #2Peso de Cilindro 422

14210

4204

4213

Peso Suelo Húmedo + Cilindro (gr)

5955

5994

5968

5837

No. Lata #98 #65 #310

#49

Peso Lata (gr) 15.02

15.24

15.29

15.14

Peso Lata + Suelo Húmedo (gr) 52.08

50.43

43.04

42.83

Peso Lata + Suelo Seco (gr) 47.48

45.38

39.34

39.91

Peso de Suelo Húmedo (gr) 1734

1784

1764

1624

Mezcla de Humedad 240 360 300 180

CALCULOS

ENERGÍA DE COMPACTACIÓNLa energía de compactación en el ensayo de laboratorio, se define como:

Donde:Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNIE c = Energía de compactación, depende del tipo de ensayoN = N°de golpes por capan = N°de capasW = Peso del pisónH = Altura de caída del pisónV = Volumen del suelo compactado

La densidad de la muestra húmeda se halla con la siguiente fórmula:

ρhumeda=Wmolde+muestrahúmeda−W molde

V molde

El contenido de humedad de la muestra se obtiene de:


ω%=W agua

W seco

∗100%

ω%=W muestrahúmeda+ tara−W muestra seca+tara

Wmuestra seca+tara−W tara

∗100%

Densidad seca:

ρ seco=ρseco1+ω

Ensayo N°1 (Próctor estándar)1. Wmolde = 6450 g

2. Vmolde = π (7,7 cm)2 (11,4 cm)Vmolde = 2123,4 cm3

RESULTADOS

ENSAYO N°1 PROCTOR ESTANDAR ( MTC E 115-2000 )

MUESTRA I II III IV VVolumen del molde (cm3) 2123.4 2123.4 2123.4 2123.4 2123.4

Peso del molde (gr) 6450.0 6450.0 6450.0 6450.0 6450.0Peso del molde + muestra húmeda (gr)

11132.0

11370.5

11593.0

11570.0

11500.0

Peso de la muestra húmeda (gr) 4682.0 4920.5 5143.0 5120.0 5050.0Densidad húmeda de la muestra (gr/cm3)

2.205 2.317 2.422 2.411 2.378

Contenido de humedad3.34% 5.06% 7.73% 8.95%

11.20%

Densidad húmeda de la muestra (gr/cm3)

2.134 2.206 2.248 2.213 2.139

CONTENIDO DE HUMEDAD

Peso de la tara (gr)

zona ↑ 24.516 23.518 24.155 24.752 23.988zona ↓ 25.002 24.392 24.978 24.920 24.595zona media 24.153 25.150 24.347 24.449 24.585

Peso de la tara + afirmado húmedo (gr)

zona ↑104.026

99.005105.983

147.588

144.661

zona ↓115.818

110.151

123.530

134.037

149.502

zona media101.078

126.261

126.783

134.203

147.945

Peso de la tara + afirmado seco (gr)

zona ↑101.459

95.015 99.953137.204

132.600

zona ↓113.223

106.495

116.552

125.742

137.037

zona media 98.444121.350

119.478

124.983

135.413


Peso del agua (gr)zona ↑ 2.567 3.990 6.030 10.384 12.061zona ↓ 2.595 3.656 6.978 8.295 12.465zona media 2.634 4.911 7.305 9.220 12.532

Peso del afirmado seco (gr)

zona ↑ 76.943 71.497 75.798112.452

108.612

zona ↓ 88.221 82.103 91.574100.822

112.442

zona media 74.291 96.200 95.131100.534

110.828

Contenido de humedad (%)

zona ↑ 3.34% 5.58% 7.96% 9.23%11.10%

zona ↓ 2.94% 4.45% 7.62% 8.23%11.09%

zona media 3.55% 5.10% 7.68% 9.17%11.31%

PROM(↑,↓) 3.14% 5.02% 7.79% 8.73%11.10%

PROMEDIO 3.34% 5.06% 7.73% 8.95%11.20%

Máxima Densidad Seca

2,248 gr/cm3

Contenido de Humedad

7,90 %

Ensayo N°2 (Próctor modificado)


3.0% 4.0% 5.0% 6.0% 7.0% 8.0% 9.0% 10.0% 11.0% 12.0% 13.0%2.05

2.10

2.15

2.20

2.25

2.30

GRAFICO: DENSIDAD vs HUMEDAD

Contenido de Humedad (%)

Den

sida

d Se

ca (g

r/cm

3)

1. Wmolde = 6450 g

2. Vmolde = π (7,7 cm)2 (11,4 cm)Vmolde = 2123,4 cm3

DATOS Y RESULTADOS

ENSAYO N°1 PROCTOR MODIFICADO ( MTC E 115-2000 )

MUESTRA I II III IV V

Volumen del molde (cm3) 2123.4 2123.4 2123.4 2123.4 2123.4

Peso del molde (gr) 6450.0 6450.0 6450.0 6450.0 6450.0

Peso del molde + muestra húmeda (gr)

11379.0

11647.0

11647.0

11655.0

11653.0

Peso de la muestra húmeda (gr) 4929.0 5197.0 5197.0 5205.0 5203.0


2.321 2.447 2.447 2.451 2.450

Contenido de humedad 3.43% 5.14% 7.42% 9.25%11.57%


2.244 2.328 2.278 2.244 2.196

CONTENIDO DE HUMEDAD

Peso de la tara (gr)zona ↑ 25.949 26.018 26.090 26.157 26.063zona ↓ 27.910 25.905 26.112 26.145 26.221zona media 26.151 26.069 26.120 27.642 26.026

Peso de la tara + afirmado húmedo (gr)

zona ↑ 86.715104.424

98.420132.292

96.153

zona ↓ 91.459101.255

117.784

152.737

107.409

zona media 84.907 97.493127.691

158.394

99.482

Peso de la tara + afirmado seco (gr)

zona ↑ 84.595100.348

93.205122.784

88.629

zona ↓ 89.347 97.858111.676

142.321

100.620

zona media 83.009 93.983120.707

147.492

91.280

Peso del agua (gr)zona ↑ 2.120 4.076 5.215 9.508 7.524zona ↓ 2.112 3.397 6.108 10.416 6.789zona media 1.898 3.510 6.984 10.902 8.202

Peso del afirmado seco (gr)

zona ↑ 58.646 74.330 67.115 96.627 62.566

zona ↓ 61.437 71.953 85.564116.176

74.399

zona media 56.858 67.914 94.587119.850

65.254


Contenido de humedad (%)

zona ↑ 3.61% 5.48% 7.77% 9.84%12.03%

zona ↓ 3.44% 4.72% 7.14% 8.97% 9.13%

zona media 3.34% 5.17% 7.38% 9.10%12.57%

PROM(↑,↓) 3.53% 5.10% 7.45% 9.40%10.58%

PROMEDIO 3.43% 5.14% 7.42% 9.25%11.57%

3.0% 4.0% 5.0% 6.0% 7.0% 8.0% 9.0% 10.0% 11.0% 12.0% 13.0%2.10

2.15

2.20

2.25

2.30

2.35

GRAFICO: DENSIDAD vs HUMEDAD

Contenido de Humedad (%)

Den

sida

d Se

ca (g

r/cm

3)

Máxima Densidad Seca

2,329 gr/cm3

Contenido de Humedad

5,30 %


VII. ANALISIS DE RESULTADOS Y DISCUSIONES


VIII. CONCLUSIONES

El óptimo Contenido de Humedad del material de base para

energía estándar es 7,90% lo cual indica que se debe agregar

7,54% debido a que el afirmado ya tiene un 0,36% de humedad.

El óptimo Contenido de Humedad del material de base para

energía modificada es 5,30% lo cual indica que se debe agregar

4,94%.

La densidad máxima para energía estándar es de 2,248 gr/cm3.

La densidad máxima para energía modificada es de 2,329

gr/cm3.


IX. RECOMENDACIONES

Se debe calibrar la balanza antes de pesar.

Cada recipiente donde se echa la muestra de 6kg. de material de base, debe estar limpio y seco, para evitar polvo o un aumento de humedad (aparte del agua que se verterá) en la muestra de afirmado.

La rapidez de la homogenización garantiza la estabilidad de la humedad deseada, pero esto no interviene en la mal elaboración del ensayo, puesto que luego se determina el contenido de humedad actual. Aun así no dejar expuesto mucho tiempo la muestra ya homogenizada para no perder humedad excesivamente.

Al momento de compactar la guía del pisón debe mantenerse ligeramente sobre el afirmado que se compacta, puesto que si éste es soltado, remueve o taja el material.

Para sacar las muestras se saca el molde de su soporte y se golpea en la muestra compactada, hasta que esta se afloje y se retire en forma cilíndrica, luego se procede a abrirla por la mitad para obtener la muestra intermedia.

Cada muestra obtenida para hallar el contenido de humedad real, debe llevarse rápidamente al laboratorio, puesto que éste pierde fácilmente su humedad cuando está expuesto al aire.

No es necesario utilizar gran cantidad de agua para la compactación del suelo en estudio, solo los valores referidos anteriormente.

Las condiciones climáticas afectan la humedad del suelo, en lugares desérticos aumenta en 6% el contenido de humedad en el suelo.



X. BIBLIOGRAFIA

1999. INDECOPI-CRT. “NTP 339.131. Método de ensayo para determinar el peso relativo de las partículas colidas de un suelo”.

2005. Ministerio de Transportes y Comunicaciones (MTC). “Manual de especificaciones técnicas para la construcción de caminos de bajo volumen de transito; Sección B.302.2 – AFIRMA”.

2006. UNI. Primer taller. “GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LOS SUELOS (PICNÓMETRO)”http://www.lms.uni.edu.pe/Determinacion%20de%20la%20gravedad%20especifica.pdf

Grupo Geotecnia – Facultad de Minas. “GG-07- GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LOS SÓLIDOS DEL SUELO”. http://www.unalmed.edu.co/~geotecni/GG-07.pdf

http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/02_laboratorio/manual_laboratorio/gravedad_especifica.pdf


XI. ANEXO

NORMAS TÉCNICAS ASOCIADAS

1 - Normas AASHTO T100.

Tabla Nº 1, de especificaciones de los métodos.


Documents

Nº 3 - Proctor Modificado