UNIVERSIDAD DE MAGALLANES FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA EN CONSTRUCCIÓN

Ingeniero Constructor

Trabajo de Titulación

Proposición de una Metodología Particular

para obtener la Capacidad de Soporte

para Suelos Granulares sin Curva Proctor Definida.

Alumnos:

Arturo Rosendo Cárdenas Piucol.

Alex Eduardo Donoso Montero.

Profesor Guía:

José Cárcamo Romero.

Punta Arenas, Diciembre de 2008.

II

Agradecimientos

Queremos expresar nuestros sinceros agradecimientos a nuestro profesor

guía Don José Cárcamo Romero, Constructor Civil, por su gran disposición

en la entrega de sus conocimientos y experiencia en el tema estudiado.

Destacar la generosidad de Don Jóse Rojas Miranda, Laboratorista Vial

Clase A del Laboratorio Tekno – Vía, en el traspaso de material bibliográfico

y valiosas críticas al discutir los resultados obtenidos en este trabajo de título.

Nuestra gratitud hacia el personal del Laboratorio Austro – Umag, quienes

nos brindaron su ayuda desinteresada en el desarrollo de los múltiples

ensayos efectuados.

Por último, la mención más importante, destacar el apoyo incondicional e

irrestricto de nuestros padres en nuestra formación humana.

III

Índice

ÍTEM PágAgradecimientos..……………………………………………………… II Índice…..………………………………………………………….……... III Resumen………………………………………………………….……... VIII Abstract………………………………………………………………….. IX Introducción…………………………………………………………….. 1 Objetivos del Estudio…………………………………………………. 2 Objetivo General……………………………………………………….. 2 Objetivo Específicos…………………………………………………... 2 Operacionalización de Conceptos…………………………………. 2 Descripción Temática…………………………………………………. 4

CAPITULO 1 “Justificación del Tema”

6

1.1.- Justificación…………….………………………………………… 7 1.3.- Ubicación del Estudio…………………………………………... 9 1.4.- Descripción General del Pozo “Los Pinos” y Cantera

de Áridos……………………………………………………………

10 CAPITULO 2 “Razón de Soporte de Suelos Compactados – Ensayo de C.B.R.”

12

2.1- Origen del Ensayo de C. B. R. (California Bearing Ratio)…. 13 2.2- Generalidades…………………………………………………….. 13 2.3- Condiciones del Ensayo………………………………………… 15 2.4- Tipos de Ensayos……………………………………………….... 15 2.5- Preparación de Muestras……………………………………….. 20 2.6- Curva de Tensión – Penetración (Nch 1852.Of81)………….. 22 2.7- Razón de Soporte (Nch 1852.Of81)……………………………. 23

IV

CAPITULO 3 “Evaluación de la Relación 80% de la Densidad Relativa equivalente al 95% del Proctor Modificado”

26

3.1- Muestreo de Suelo……………………………………………….. 27 3.2- Cuarteo de las Muestra………………………………………….. 29 3.3- Determinación de la Granulometría………………………….. 29 3.4- Límites de Atterberg o de Consistencia. ……………………. 32 3.5 Densidad de Partículas Sólidas………………………………... 34 3.6- Relación de Humedad – Densidad. (Proctor Modificado)…. 35 3.7- Determinación de las Densidades Máxima y Mínima……… 37

3.7.1- Densidad Mínima…………………………………………… 38 3.7.2- Densidad Máxima…………………………………………… 39

3.8 Determinación del Índice de Vacío de las Muestras………… 43 3.8.1 Índice de Vacío de la Muestra 1 de Suelo………………. 44 3.8.2 Índice de Vacío de la Muestra 2 de Suelo……………….. 46

3.9- Razón de Soporte California……………………………………. 48 CAPITULO 4 “Metodología propuesta para obtener el C. B. R. a partir de la Densidad Relativa”

53

4.1 Resumen……………………………………………………………. 54 4.2- Generalidades…………………………………………………….. 54 4.3. Equipos y Aparatos Empleados……………………………….. 54 4.4- Extracción de Muestras…………………………………………. 57 4.5- Preparación de Muestras……………………………………….. 58 4.6- Tamaño de la Muestra de Ensayo……………………..………. 58 4.7- Acondicionamiento de la Muestra de Ensayo………………. 58 4.8- Determinación de la Densidad Mínima……………………….. 59

V

4.9- Determinación de la Densidad a 57 Hz. durante 4 y 8 Minutos, respectivamente. Obteniendo de este modo dos densidades más del suelo ensayado………………………….

62

4.10- Procedimiento de Penetración (Extraído de NCh 1852.Of81)……………………………………………………………

68

CAPITULO 5 “Expresión de Resultados C.B.R. a partir de la Densidad Relativa”

71

5.1- Resultados de los Suelos Granulares Ensayados…………. 72 5.2- Propiedades Elementales de la Muestra 3 de Suelo……….. 72

5.2.1- Gráficos de Razón de Soporte……………………………. 75 5.3- Propiedades Elementales de la Muestra 4 de Suelo……….. 80 5.4- Propiedades Elementales de la Muestra 5 de Suelo……….. 92 5.5- Determinar la Correlación de ambos Métodos……………… 100

CAPITULO 6 “Conclusiones”

104

6.1- Análisis de Resultados………………………………………………… 1056.1.1- Proponer un procedimiento metodológico particular que determine valores de C.B.R. para materiales con un porcentaje menor a 5% de finos o en aquellos que no tienen una curva de humedad - densidad definidas, realizar ensayos y analizar sus resultados………………………………………………………………………

105

6.1.1.1- Evaluar que una densidad al 95% del Proctor Modificado es equivalente a decir Densidad Relativa al 80%......................................

108

6.2.3- Analizar a partir de los resultados obtenidos en suelos de entre 5 y 12% de finos, la influencia del porcentaje de finos en los métodos de compactación de suelos……………………………………..

109

BIBLIOGRAFÍA………………………………………………………………... 112

VI

ÍNDICE ANEXOS

ANEXO I Clasificación de Suelos según AASHTO y USCS….…… 114ANEXO II Aparato C. B. R.................................................................... 122ANEXO III Manual de Carreteras: Capítulo 8.100 – Suelos Sección 8.101 Especificaciones para Suelos……………………………

124

ANEXO IV Tablas de Ensayos Realizados........................................ 130 Granulometría Muestra-1…………………………………. 131 Densidad de Partícula Sólidas Muestra-1……………... 132 Densidad de Máxima y Mínima Seca Muestra-1……… 134 Proctor Modificado Muestra-1…………………………… 135 C.B.R Muestra-1…………………………………………… 137 Granulometría Muestra-2…………………………………. 140 Densidad de Partícula Sólidas Muestra-2………...…… 141 Densidad de Máxima y Mínima Seca Muestra-2……… 143 Proctor Modificado Muestra-2…………………………… 144 C.B.R Muestra-2……………………………………........... 146 Granulometría Muestra-3…………………………………. 149 Proctor Modificado Muestra-3…………………………… 150 Proctor Modificado Muestra-3…………………………… 152 C.B.R Muestra-3-1………………………………………… 154 C.B.R Muestra-3-2………………………………………… 156 Granulometría Muestra-4…………………………………. 158 Proctor Modificado Muestra-4…………………………… 159 C.B.R Muestra-4-1………………………………............... 161 C.B.R Muestra-4-2………………………………………… 163 C.B.R Muestra-4-3………………………………………… 165 C.B.R Muestra-4-4………………………………………… 167 Granulometría Muestra-5…………………………………. 169 Proctor Modificado Muestra-5…………………………… 170

VII

C.B.R Muestra-5-1………………………………………… 172 C.B.R Muestra-5-2………………………………………… 174 C.B.R Muestra-5-3………………………………………… 176 Determinación de Correlación de Ambos Métodos….. 177ANEXO V Certificados......................................................................... 181

VIII

RESUMEN

El presente trabajo de titulación versó sobre el tema “Proposición de una

Metodología Particular para obtener la Capacidad de Soporte para Suelos

Granulares sin Curva Proctor Definida”; en suelos del pozo “Los Pinos” y la

cantera de áridos de “Concremag”, ambos de propiedad de la Empresa

Constructora Vilicic, cuyos materiales fueron analizados e interpretados a

través de múltiples ensayos ejecutados en el laboratorio Austro – Umag.

El estudio realizado se orientó al comportamiento de suelos granulares,

cuya capacidad de soporte no se puede determinar a través del método de

ensayo estándar C.B.R. (Razón de Soporte de California), pues no poseen

una curva Proctor definida que permita confeccionar probetas con la

humedad óptima encontrada a través de dicho ensayo. Es por ello, que se

propuso una metodología que se basara en las normas chilenas 1876.Of80 y

1852.Of81, que fuera aplicable a estos suelos no cohesivos con porcentaje

de finos menor al 5%.

Asimismo, se aborda en esta tesis la aseveración que establece el

Laboratorio Nacional de Vialidad, el cual señala la equivalencia entre el

Proctor Modificado al 95% con la Densidad Relativa al 80%.

IX

ABSTRACT

The present thesis was about the theme “Proposition of a Specific

Methodology to obtain Bearing Ratio for Granulate Soils without Definite

Proctor Curve”, in soils of “Los Pinos well” and the aggregate quarry of

“Concremag”, both are property of the “Constructora Vilicic Enterprise”,

whose materials were analyzed and interpreted through multiple tests

executed in the Austro – Umag laboratory.

The study done was orientated on the granulate soils behavior, whose

bearing ratio can not be determinated through the standard test method of

C.B.R. (California Bearing Ratio), because does not have a definite Proctor

curve that let to make specimens with the optimum water content found

through the mentioned test. It is because of this, that it was proposed a

methodology that will be based in the Chilean Regulations 1876.Of80 and

1852.Of81, that would be applicable to these not cohesive soils with a fine

percentage minor to 5%.

Likewise, to consider in this thesis is the affirmation that establishes the

“National Laboratory of Vialidad”, which indicates the equivalence between

the Modified Proctor to the 95% with the Relative Density to 80%.

1

Introducción

En el quehacer nacional, las obras viales han cumplido una fuente de

crecimiento como país, acercando a las personas con obras que van desde

caminos de carpeta de rodado a caminos pavimentados, pasando por las

diversas obras que conforman la infraestructura vial.

En virtud de las inversiones que se realizan anualmente tanto en la

conservación como en la construcción de obras viales, es que se hace

necesario aportar a la investigación orientada a la geotecnia vial. De ahí que

surge la necesidad de indagar sobre un área de la geotecnia vial que dice

relación sobre la determinación de la capacidad de soporte (C.B.R.) en

suelos granulares no cohesivos cuyo porcentaje de finos sea menor al 5% o

en aquellos suelos granulares cuya curva proctor sea indefinida.

Es preciso entender que el C. B. R. desarrollado por la división de

carreteras del Estado de California (E. E. U. U.) es un ensaye que sirve para

evaluar la calidad relativa del suelo para subbases, bases y subrasantes en

las cuales se establecen bandas granulométricas (Manual de Carretera

volumen N° 8); Sin embargo y para el caso de suelos cuya compactación no

produce una curva bien definida de relación humedad - densidad establece

como método la determinación de la densidad relativa.

Por lo anterior, es que este trabajo de tesis pretende abordar la

determinación de C.B.R. para los suelos antes descritos según lo descrito en

los objetivos que más adelante se plantean.

Para realizar esta investigación se extraerán muestras de suelos del pozo

“Los Pinos” y Cantera de Áridos “Concremag” de propiedad de la Empresa

2

Constructora Vilicic, los que posteriormente serán analizados en el

laboratorio Austro – Umag.

Objetivos del Estudio Objetivo General

Proponer un procedimiento metodológico particular que determine valores

de C.B.R. para materiales con un porcentaje menor a 5% de finos o en

aquellos que no tienen una curva de humedad - densidad definidas, realizar

ensayos y analizar sus resultados.

Objetivos Específicos

Evaluar que una densidad al 95% del Proctor Modificado es

equivalente a decir Densidad Relativa al 80%.

Analizar a partir de los resultados obtenidos en suelos de entre 5 y

12% de finos, la influencia del porcentaje de finos en los métodos de

compactación de suelos.

Operacionalización de Conceptos

Cuarteo: Procedimiento empleado para reducir el tamaño original de una

muestra de suelo o agregado pétreo, cuya objetivo es obtener una muestra

representativa del material y de un tamaño acorde a los requerimientos del

ensaye a realizar.

Granulometría: Distribución porcentual en masa de los distintos tamaños de

partículas que constituyen un suelo.

3

Limite Líquido: Humedad expresada como porcentaje de la masa de suelo

seco en horno, de un suelo remoldeado en el límite entre los estados líquido

y plástico. Corresponde a la humedad necesaria para que una muestra de

suelo remoldeada, depositada en la taza de bronce de la máquina

Casagrande y dividida en dos porciones simétricas separadas 2 mm entre sí,

fluyan y entren en contacto en una longitud de 10 mm, aplicando 25 golpes.

Límite Plástico: Humedad expresada como porcentaje de la masa de suelo

seco en horno, de un suelo remoldeado en el límite entre los estados plástico

y semisólido. Corresponde a la humedad necesaria para que bastones

cilíndricos de suelo de 3 mm de diámetro se disgreguen en trozos de 0,5 a 1

cm de largo y no puedan ser reamasados ni reconstituidos.

Densidad de Partículas Sólidas: Cuociente entre la masa sólida de un suelo y

el volumen sólido del mismo, siendo el volumen sólido la diferencia entre el

volumen total y la suma de los volúmenes líquidos y gaseosos.

Densidad Neta: Densidad en que se considera el volumen macizo de las

partículas más el volumen de los poros inaccesibles.

Índice de Densidad (Densidad Relativa): Estado de compacidad de un suelo

con respecto a los estados más sueltos y más densos obtenidos mediante

los procedimientos de laboratorio descritos en este método.

Densidad Máxima: Densidad de un suelo en el estado más denso obtenible

según ensayo normal.

Densidad Mínima: Densidad de un suelo en el estado más suelto obtenible

según ensayo normal.

4

Método Proctor: Consiste en compactar el material pétreo dentro de un

molde cilíndrico metálico, en varias capas y por la caída de un pisón

metálico, para así obtener la máxima densidad a través de una humedad

óptima.

Humedad Óptima: Porcentaje de humedad para el cual un suelo sometido a

una energía de compactación determinada presenta su máxima densidad

(D.M.C.S.).

Densidad Máxima Compactada Seca: Corresponde a la mayor densidad que

puede alcanzar un suelo al ser compactado a la humedad óptima.

C.B.R.: El índice C.B.R. (Razón de Soporte de California) es la relación,

expresada en porcentaje, entre la presión necesaria para hacer penetra un

pistón de 50 mm. de diámetro en una masa de suelo compactada en un

molde cilíndrico de acero, a una velocidad de 1,27 mm/min, para producir

deformaciones de hasta 12,7 mm (1/2”) y la que se requiere para producir las

mismas deformaciones en un material chancado normalizado, al cual se le

asigna un valor de 100%.

Descripción Temática

El trabajo de título presenta en el capítulo 1, la justificación del tema

acerca de ¿Cómo obtener el C.B.R. en aquellos suelos cuya curva Proctor es

indefinida?, además de la ubicación del estudio y descripción General del

Pozo “Los Pinos” y Cantera de Áridos “Concremag”.

En el capítulo 2, se hace referencia al marco teórico disponible en la

actualidad de la Razón de Soporte de Suelos Compactados – Ensayo de

C.B.R., entre los temas destacados se hallan los orígenes, condiciones y

5

tipos de ensayos, preparación de muestras y expresión de resultados de

curvas tensión – penetración y razón de soporte según Nch 1852.Of81.

En el capítulo 3, se realiza la Metodología para determinar la Validez de

la relación 80% de la Densidad Relativa equivalente al 95% del Proctor

Modificado, a través de una serie de ensayos entre los cuales figuran la

Granulometría, Límites de Atterberg o de Consistencia, Densidad de

Partículas Sólidas, Relación de Humedad – Densidad. (Proctor Modificado),

Determinación de las Densidades Máxima y Mínima, y la Razón de Soporte

California.

El capítulo 4, comprende la Metodología Particular propuesta para

obtener el C.B.R. a partir de la Densidad Relativa, la cual contiene los

equipos y aparatos empleados en el ensayo junto al procedimiento que se

realizó en laboratorio. Los resultados obtenidos a través del método

previamente mencionado se expresaron en el capítulo 5, en el cual se

encuentran las propiedades elementales de cada muestra ensayada contigua

a sus respectivos gráficos de razón de soporte.

Por último, en el capítulo 6 se analizan e interpretan las conclusiones

finales desarrolladas a partir de los resultados obtenidos.

6

Capítulo 1:

Justificación del Tema

7

1.1- Justificación

La práctica actual del análisis y diseño de pavimentos se basa en

métodos básicamente empíricos, en donde el diseño se respalda en

propiedades físicas de los materiales y en un índice de resistencia al corte

bajo condiciones de humedad y densidad controladas, denominado C. B. R.

(en castellano, Valor Relativo de Soporte), cuyo valor se puede obtener sólo

si existe una curva Proctor definida. Es en este punto en donde se genera el

cuestionamiento de ¿Cómo obtener el C. B. R. en aquellos suelos cuya curva

Proctor es indefinida?.

Para este estudio se ensayarán los materiales pétreos típicos o

característicos que se utilizan en la Empresa Constructora Vilicic S. A., de la

región de Magallanes en la ejecución de las obras de pavimentaciones, que

en general se le exigen que cumplan con los siguientes requerimientos:

Para la subrasante terminada deberá cumplir con un CBR no inferior a

30% al 95% D.M.C.S. según LNV-95. Deberá cumplir además con la

compactación especificada, con las pendientes y dimensiones

establecidas en el proyecto.

Para la subbase construida, el poder de soporte CBR, será 40%

mínimo medido al 95% de la densidad máxima compactada seca y a

0.2” de penetración, de acuerdo a la norma NCh 1534-II.

Para la base construida, el poder de soporte CBR, será 60% mínimo.

Referencia E.E.T.T. extraídas de SERVIU, Proyecto Construcción Costanera

del Estrecho.

8

Asimismo y dentro de las especificaciones técnicas que dispone la

Dirección de Vialidad del Ministerio de Obras Públicas a nivel nacional se

encuentra la siguiente:

Una compactación que se realizará hasta obtener una densidad mayor

o igual al 95% de la D. M. C. S. del Proctor Modificado, NCh 1534 II –

D, o al 80% de la Densidad Relativa, NCh 1726, según corresponda.

Luego, surge la incógnita respecto de la equivalencia entre un porcentaje

asignado a un ensayo Proctor Modificado versus un porcentaje asignado e

un ensayo de densidad relativa, en el sentido de si ambos arrojan un valor de

C.B.R. equivalente.

9

1.2- Ubicación del Estudio

El estudio se realizará en Punta Arenas una ciudad y puerto del extremo

austral de Chile y del continente americano. Capital de la Región de

Magallanes y Antártica Chilena. Está localizada a 53° 10′ 01″ S 70° 56′ 01″

O, en la Península de Brunswick y a orillas del Estrecho de Magallanes, en la

Patagonia y a pocos kilómetros del Cabo Froward, el punto más austral del

continente americano, lo que la convierte en la ciudad continental más

austral del mundo.

Fotografía 1.1: Ubicación Geográfica de la Región de Magallanes y la Antártica

Chilena. Fuente: Biblioteca del Congreso Nacional de Chile.

10

1.3- Descripción General del Pozo “Los Pinos” y Cantera de Áridos “Concremag”

La Empresa Constructora Vilicic S. A. propietaria del Pozo los Pinos y

cantera de áridos ubicada en el sector Loteo Varillas II, proporcionará los

suelos para dicho estudio, cuyo material entre sus múltiples usos se emplea

para la ejecución de las bases, subbases y subrasantes en obras de

pavimentaciones.

Ambos se sitúan en el sector de “Río Seco”, Ruta 9, Km. 8.5 Norte para el

Pozo “Los Pinos” y Km. 13 Norte para cantera de áridos de Concremag,

comuna de Punta Arenas.

La fotografía 1.2, nos muestra donde se ubican las instalaciones de Vilicic

en las inmediaciones de Punta Arenas.

11

Fotografía 1.2: Ubicación de Cantera de Áridos y Pozo “Los Pinos”.

Fuente: Google Earth.

Cantera de Áridos de Vilicic

Pozo “Los Pinos” de Vilicic

A Punta Arenas

Ruta Nº 9 Km. 13 Norte

Ruta Nº 9 Km. 8,5 Norte

12

Capítulo 2:

Razón de Soporte de Suelos Compactados – Ensayo de C.B.R.

13

2.1- Origen del Ensayo de C. B. R. (California Bearing Ratio)

El ensayo de relación de soporte de California fue propuesto en 1929 por

los ingenieros T. E. Stanton y O. J. Porter del departamento de carreteras de

California. Desde esa fecha tanto en Europa como en América, el método

C.B.R. se ha generalizado y es una forma de clasificación de un suelo para

ser utilizado como subrasante o material de base o sub – base en la

construcción de carreteras, como así también en la ejecución de terraplenes

y capas de rodadura granulares.

Durante la segunda guerra mundial, el cuerpo de ingenieros de los

Estados Unidos adoptó este ensayo para utilizarlo en la construcción de

aeropuertos.

2.2- Generalidades

El ensayo C.B.R. es una medida de la resistencia al esfuerzo cortante de

un suelo, bajo condiciones de densidad y humedad cuidadosamente

controladas. El ensayo permite obtener un número de la relación de soporte,

pero de la aseveración anterior es evidente que este número no es constante

para un suelo dado, sino que se aplica solo al estado en el cual se

encontraba el suelo durante el ensayo. El C.B.R. se expresa en porcentaje

como la razón de carga unitaria que se requiere para introducir un pistón

dentro de una muestra compactada de suelo a un contenido de humedad y

densidad dadas, con respecto a la carga unitaria patrón requerida para

introducir el mismo pistón a la misma profundidad en una muestra tipo de

material triturado. Su ecuación es la siguiente:

( )%PatrónUnitariaaargC

EnsayodelUnitariaaargC.R.B.C 100×⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

Fórmula 2.1: Determinación de C. B. R.

14

De esta fórmula se puede observar que el C.B.R. es un porcentaje de la

carga unitaria patrón. En la práctica, el símbolo de porcentaje se quita y la

relación se presenta simplemente por un número entero.

Los valores de carga unitaria para las diferentes profundidades de

penetración dentro de la muestra patrón están determinados. El C.B.R. que

se usa para proyectar, es el valor que se obtiene para una penetración de

0,1” o de 0,2”. Se elige el que sea más grande de los dos. Para la mayoría de

los suelos el valor para la penetración de 0,1” da mayor C.B.R..

El ensayo de C.B.R. se utiliza para establecer una relación entre el

comportamiento de los suelos principalmente utilizados como bases y

subrasantes bajo el pavimento de carreteras y aeropistas, la siguiente tabla

da una clasificación típica:

C.B.R. Clasificación General

Usos Sistema de Clasificación

Unificado AASHTO

0 - 3 Muy Pobre Subrasante OH,CH,MH,OL A5,A6,A7

3 - 7 Pobre a

Regular

Subrasante OH,CH,MH,OL A4,A5,A6,A7

7 - 20 Regular Sub – base OL,CL,ML,SC,

SM,SP

A2,A4,A6,A7

20 - 50 Bueno Base,

Sub – base

GM,GC,SW,SM,

SP,GP

A1b,A2-5,A3,

A2-6

> 50 Excelente Base GW,GM A1a,A2-4,A3 Tabla 2.1: Número de C. B. R. para Suelos Clasificados según USCS y AASHTO.

Fuente: Joseph E. Bowles (1981), Manual de Laboratorio de Suelos en Ingeniería Civil.

15

2.3- Condiciones del Ensayo

El C.B.R. de un suelo varía con su compactación, su contenido de

humedad al compactar y el contenido de humedad cuando se ensaya. Por

consiguiente, para repetir las condiciones de la obra, estos factores deben

ser cuidadosamente controlados al preparar las muestras.

A menos que sea seguro que el suelo no acumulará humedad después de

la construcción, los ensayos C.B.R. se llevan a cabo sobre muestras

saturadas.

Fotografía 2.1: Tipos de Ensayos.

Fuente: Crespo Villalaz, Mecánica de Suelos y Cimentaciones. 2.4- Tipos de Ensayos

Debido a que el comportamiento del suelo varía con su grado de

alteración, normalmente se distinguen los siguientes ensayos C.B.R.:

16

a) Determinación del C.B.R. de Suelos Perturbados y Remoldados.

Estos ensayos son ejecutados en laboratorio se pueden hacer sobre

muestras de suelo inalteradas o compactadas en laboratorio. Este método de

ensayo de C.B.R. se describe en Nch 1852.Of81.

1. C.B.R. de Suelos No Cohesivos.

2. C.B.R. de Suelos Cohesivos de Baja Plasticidad y Poco o Nada

Expansivos.

3. C.B.R. de Suelos Cohesivos y Expansivos.

Fotografía 2.2: Procediendo a Compactar Suelo para Ensayo C. B. R. en Laboratorio.

Fuente: ELE International, Soil Testing, Compaction and C. B. R.

b) Determinación del C.B.R. de Suelos Inalterados.

Mediante este método, se determina el C.B.R. de un suelo cohesivo en

estado natural. Se diferencia del anterior sólo en la toma de muestras, ya que

los pasos para determinar las propiedades expansivas y la resistencia a la

penetración son similares.

Se tomarán tres muestras inalteradas, empleando para ello moldes C.B.R.

armados en los extremos de su respectivo collarín. Para facilitar el

17

hinchamiento del molde, el collarín que se apoya sobre la superficie del

terreno tendrá sus bordes cortantes.

El procedimiento consiste en ir comprimiendo o hincando el molde contra

la superficie del terreno y al mismo tiempo retirando el suelo de alrededor del

molde, hasta que la muestra de suelo entre en el collarín superior por lo

menos 25 mm., cuidando reducir al mínimo las perturbaciones de la muestra.

Finalmente, se retira el molde realizando un movimiento como cortando el

suelo, se retira el collarín superior, se enrasan ambas caras de la muestra y

se les vierte parafina sólida derretida con el fin de evitar pérdidas de

humedad en el traslado al laboratorio. El peso unitario y la humedad deberán

ser determinados por medio del ensayo de densidad “in situ”, eligiendo un

lugar próximo a aquel desde donde se obtuvieron las muestras.

Fotografía 2.3: Molde para Muestra de Suelo Inalterada.

Fuente: ELE International, Soil Testing, In – Situ Sampling and Preparation.

c) Determinación del C.B.R. “In Situ”.

Es un método adecuado para determinar la capacidad de soporte de un

material en el lugar donde será sometido a las solicitaciones de la estructura

que soportará. Debería realizarse cuando se presenten materiales dudosos y

18

en movimientos de tierra importantes. Básicamente la fase de penetración de

este ensayo es similar a la descrita anteriormente.

Lo usual es determinar primero la densidad “in situ” del material en el lugar

de ensayo, el cual puede ser usado bajo cualquiera de las siguientes

condiciones:

Cuando “in situ” la densidad y el contenido de agua son tal que el

grado de saturación es de un 80% o superior,

Cuando el material es de granos gruesos y su cohesión es tal que no

se vea afectado por cambios en la humedad o

Cuando el material ha estado en el lugar por varios años. En estos

casos La humedad no es constante pero fluctúa dentro de rangos

estrechos y el ensayo C.B.R. “in situ” se considera como un indicador

satisfactorio de la capacidad de soporte del suelo.

Por lo general, se elige un lugar donde no haya piedras mayores a 3/4",

deberá removerse el material suelto y nivelar la superficie, luego se coloca un

sistema de reacción montando “un gato”, con anillo dinamométrico y pistón,

en forma vertical, aplicando la reacción con un vehículo cargado u otro

sistema. En caso de que el pistón sea colocado en forma horizontal, la

reacción será dada por la pared contraria del pozo construido para este

efecto.

Se colocan los anillos de sobrecarga directamente al suelo y se carga el

pistón al suelo con una fuerza menor que 4,54 Kg. Se debe instalar un dial

comparador para registrar las lecturas de deformaciones, en un punto que

permanezca constante e inmóvil (por ejemplo una viga empotrada al suelo en

poyos de hormigón).

La penetración se realiza en forma similar al ensayo tradicional y el

ensayo se repite en otros dos puntos escogidos con anterioridad. La forma

de expresar los resultados también es idéntica al método de laboratorio, es

decir, trazando la curva tensión contra penetración, corrigiendo la curva si

19

fuese necesario y calculando el C.B.R. “in situ”, usando los valores de

penetración de 0,1" y 0,2".

Fotografía 2.4: Ensayo de C. B. R. In - Situ.

Fuente: ELE International, Soil Testing, Compaction and C.B.R.

En resumen, los ensayos C.B.R. pueden ser hechos en la obra o en

laboratorio, éstos últimos se llevarán a cabo tanto sobre muestras inalteradas

como en las compactadas en éste.

Los ensayos en el lugar se hacen solamente sobre el suelo con el

contenido de humedad existente, pero los ensayos de laboratorio se pueden

hacer sobre muestras saturadas o no saturadas. Siempre que sea posible, el

ensayo se hace en suelo inalterado. Cuando es con miras a proyectar, hay

que ensayar muestras compactadas en laboratorio, las cuales, pueden no

reproducir las condiciones de humedad y densidad obtenidas en la

compactación en obra. Por lo tanto, deben realizarse ensayos “in situ” o

ensayos sobre muestras inalteradas de suelos compactados en obra,

durante el período de construcción. Si los resultados no concordasen con los

datos preliminares que se usaron para proyectar, el proyecto debe ser

20

modificado o el procedimiento de compactación en obra cambiado, para

producir el C.B.R. requerido.

2.5- Preparación de Muestras

Han sido ideados distintos procedimientos para preparar muestras de

laboratorio de diferentes clases de suelos, con el fin de reproducir las

condiciones que verosímilmente se producirán durante y después de la

construcción.

Estos procedimientos se aplican cuando el contenido de humedad durante

la construcción va a ser el óptimo para obtener la máxima densidad seca

compactada (obtenida del Proctor Modificado) y además el suelo va a ser

compactado al menos al 95% de ésta. Si se usaran otros medios de controlar

la compactación, los procedimientos deberían ser modificados de acuerdo

con ellos.

a) C.B.R. de Suelos No Cohesivos

Estos suelos en la clasificación unificada, corresponden a los

siguientes grupos: GW, GP, SW y SP.

Son suelos generalmente de IP<2 y de compactación rápida en el

campo.

En general, el C.B.R. casi no varía apreciablemente con los cambios

de humedad.

El C.B.R. se puede determinar sin saturar la muestra.

El C.B.R. que se adopte podrá ser el que corresponde a su máxima

densidad o si se sigue un criterio mas conservador, el menor de los

C.B.R. obtenidos.

El C.B.R. de estos suelos granulares es generalmente mayor de 20%.

21

b) C.B.R. de Suelos Cohesivos, de Baja Plasticidad y Poco o Nada

Expansivos.

Estos suelos son los más comunes y pertenecen a los siguientes

grupos de la clasificación unificada: GM, GC, SM, SC, CL, ML y OL.

Les afecta considerablemente la humedad de compactación y la

densidad obtenida tanto si están saturados como si no lo están. Para

estos suelos, se compactan tres muestras a diferentes densidades con

el contenido de humedad óptimo, que se determina previamente por el

método Proctor Modificado. Se ensaya cada muestra después de

saturada y los resultados se trasladan a un gráfico donde se

determina el C.B.R. en el 95% de la máxima densidad seca.

c) C.B.R. de Suelos Cohesivos y Expansivos

Estos suelos en la clasificación unificada, corresponden a los

siguientes grupos: MH, CH y OH.

Se requieren estudios particulares para determinar el contenido de

humedad más satisfactorio, así como su método de compactación.

Una vez que estos factores están determinados, el ensayo se realiza

sobre una muestra que se compacta.

No siempre la humedad óptima y la densidad máxima es la más

adecuada.

Muchas veces el hinchamiento de estos suelos es menor cuando se

compacta a densidades y con humedades distintas a la densidad

máxima y humedad óptima.

El C.B.R. a usar es aquel en que el suelo presente menor

hinchamiento.

Para facilitar la selección del C.B.R. de diseño, es recomendable

representar gráficamente los % de hinchamiento vs. los contenidos de

humedad en los diferentes estados de compactación.

22

La comparación de las curvas que relacionan los hinchamientos,

C.B.R. y densidades con las humedades de compactación, permitirá

establecer los límites de humedad y densidad apropiados, facilitando

así la selección del C.B.R. de diseño.

2.6- Curva de Tensión – Penetración Calcular las tensiones de penetración en Mega Pascales (Kgf/cm2) y trazar

la curva en un gráfico de tensión-penetración. En algunos casos esta curva

puede tomar, inicialmente, la forma cóncava hacia arriba debido a

irregularidades de la superficie u otras causas. En dichos casos el punto cero

debe corregirse trazando una recta tangente a la mayor pendiente de la

curva y trasladando el origen al punto en que esta tangente corta a la

abscisa. (Nch 1852.Of81)

Gráfico 2.1: Corrección de Curvas Tensión – Penetración.

Fuente: NCh 1852.Of81.

23

2.7- Razón de Soporte

Empleando los valores de tensión corregidos tomados de la curva tensión-

penetración para 2,54 mm. y 5, 08 mm. de penetración, calcular las razones

de soporte para cada una de ellas, dividiendo las tensiones corregidas por

las tensiones normales 6,9 MPa (≈70 Kgf/cm2) y 10,3 MPa ( ≈ 105 Kgf/cm2).

Calcular también la razón de soporte para la carga máxima si la penetración

es menor que 5,08 mm., interpolando la tensión normal.

La razón de soporte es, normalmente, la correspondiente a 2,54 mm de

penetración.

Cuando la razón correspondiente a 5,08 mm. es mayor, confirmar el

resultado a través de la información obtenida en ensayos previos o, en su

defecto, repetir el ensayo. Si los ensayos previos o el ensayo de chequeo

entregan un resultado similar, emplear la razón de soporte correspondiente a

5,08 mm de penetración.

NOTA: Si se desea obtener los valores de la razón de soporte a

penetraciones de 7,62 mm., 10,16 mm. y 12,7 mm., los valores de tensión

corregidos para estas penetraciones deben dividirse por tensiones normales

de 13,1 MPa (≈133 Kgf/cm2), 15,8 MPa (≈162 Kgf/cm2) y 17,9 MPa ( ≈ 183

Kgf/cm2) respectivamente. (Nch 1852.Of81)

Penetración Tensiones Normalizadas

MPa Kgf./cm2

2.54 6.9 70

5.08 10.3 105

7.62 13.1 133

10.16 15.8 162

12.7 17.9 183 Tabla 2.2: Penetración – Tensiones Normalizadas.

Fuente: Elaboración Propia.

24

Para los suelos del tipo A – 1; A – 2 – 4 y A – 2 – 6, se calcula la razón

de soporte sólo para 5 mm. de penetración.

Para suelos del tipo A – 4; A – 5; A – 6 y A – 7, cuando el C. B. R. en

5 mm. de penetración es mayor que en 2,5 mm. de penetración, se

debe confirmar con información obtenida con ensayos previos, o bien

repetir el ensayo. Si los ensayos previos o el ensayo de chequeo

entregan un resultado similar, emplear la razón de soporte

corresponderá a 5 mm. de penetración.

Para suelos del tipo A – 3; A – 2 – 5 y A – 2 – 7, el procedimiento a

aplicar (inmersión o no) debe quedar al criterio del ingeniero

responsable del estudio.

Con el resultado del C.B.R. se puede clasificar el suelo usando la tabla

siguiente:

C.B.R. Clasificación

0 – 5 Subrasante muy mala

5 – 10 Subrasante mala

10 – 20 Subrasante regular a buena

20 – 30 Subrasante muy buena

30 – 50 Sub - base buena

50 – 80 Base buena

80 – 100 Base muy buena Tabla 2.3: Clasificación del Suelo de acuerdo al C.B.R.

Fuente: Crespo Villalaz, Mecánica de Suelos y Cimentaciones.

Cuando se requiere conocer los efectos de preconsolidación natural,

estructura de suelo, cementación natural, estratificación, que son aspectos

que no pueden producirse con muestras remoldeadas de suelo, ni con

muestras supuestamente inalteradas que se ensayen en laboratorio, se

recomienda efectuar el ensayo C.B.R. en la obra, siempre que el terreno

natural esté en las condiciones mas criticas en le momento de efectuar la

25

prueba. El procedimiento que se sigue en esta prueba es similar al

establecido en los ítems anteriores, con la diferencia que en este caso, la

muestra no esta confinada en un molde.

Es condición que en el lugar que se realice el ensayo no existan partículas

superiores al tamiz 20 mm (3/4”). La preparación del terreno requiere enrasar

y nivelar un área de 30 cm de diámetro, para posteriormente colocar las

sobrecargas estipuladas.

26

Capítulo 3:

Evaluación de la Relación 80% de la Densidad Relativa equivalente al 95% del Proctor Modificado.

27

3.1- Muestreo de Suelo.

Las muestras fueron extraídas de los acopios de material del pozo “Los

Pinos” de propiedad de la Empresa Constructora Vilicic, donde se

identificaron dos acopios los cuales poseían un porcentaje de fino entre 5% y

12%. Con esta información se procedió a realizar un muestreo en dichos

acopios para averiguar con exactitud el material bajo malla N° 200.

Las muestras fueron extraídas sin importar su perturbación, es decir, son

muestras que retienen la composición integra del suelo, no así su estructura,

de esta manera los suelos extraídos fueron sometidos a ensayos de

granulometría, límites líquidos y plásticos, densidad de partículas sólidas,

densidad relativa, Proctor Modificado y C.B.R..

La primera etapa del muestreo consistió en extraer 8 sacos con material

representativo de ambos acopios, correspondiendo 4 muestras al

denominado acopio 1, donde se identificaron las muestras con datos como el

nombre del muestreador, tipo de material, procedencia de material y fecha de

obtención de la muestra, asimismo se identificó las 4 muestras del acopio 2.

Cada muestra extraída tenía un tamaño aproximadamente a unos 50 kg.

que se extraen tres o más puntos diferentes del acopio, que otorguen

representatividad al material, ésta se efectuó con pala, previo rebaje de los

primeros 20 cm. de material de una superficie estimada de 1 m2

aproximadamente, y se procedió a llenar los sacos, para posteriormente ser

trasportado al laboratorio Austro – Umag para realizar los ensayos ya

descritos.

A continuación se presenta un esquema de la extracción de muestras

realizadas en la zona.

28

Esquema 3.1: Extracción de Muestras. Fuente: Elaboración Propia.

Suelos

Pozo “Los Pinos”

Cantera de Áridos

“Concremag”

Material Integral

(Acopio 1)

Material Integral

(Acopio 2)

Gravas Rodadas

Lavadas

Arenas Lavadas

Muestra 1 (5,7% Finos)

Muestra 2 (8,6% Finos)

Muestra 3 Material Lavado

(1,8% Finos)

Muestra 4 (Gravas y Arenas

Lavadas) (1,3% Finos)

Muestra 5 (2,4% Finos)

29

3.2- Cuarteo de las Muestra.

Para poder realizar los diferentes ensayos, en primer lugar al recibir una

muestra, es efectuar el cuarteo, que consiste en reducir el material a un

tamaño conveniente de acuerdo al ensayo que se va a realizar, esto se debe

efectuar de manera que otorgue validez a los ensayos ejecutados, las

diferentes proporciones de muestra que tomaremos para ensayar han de ser

representativa de la muestra original, es decir, estas deben poseer los

mismos rangos y proporciones granulométricos, ya que es de vital

importancia realizar un cuarteo correcto, sino el comportamiento sería

diferente en cada uno de los ensayos, y los resultados no serian coherentes

entre sí, cabe señalar que el material se cuarteo en estado húmedo.

Las muestras se agruparon de acuerdo a dos acopios distintos, donde se

identificó la muestra 1 y la muestra 2, a las cuales se les realizó los

siguientes ensayos: granulometría, límites de Atterberg o de consistencia,

densidad de partículas sólidas, Proctor modificado, densidad relativa y C.B.R.

3.3- Determinación de la Granulometría.

La granulometría de un suelo, es el estudio de las proporciones

porcentuales en peso en que se encuentran distribuidos los tamaños de las

partículas que componen un suelo, lo que se determina mediante tamizado a

través de varias mallas o tamices de diferentes aberturas, de esta forma se

puede determinar la curva granulométrica del material, con ella se puede

observar si el material esta bien o mal graduado y que tamaños son los que

predominan al interior de la muestra. Las curvas granulométricas se

acostumbra a dibujarlas en gráficos, en que las abcisas indican las aberturas

de los tamices y en las ordenadas se indican los porcentajes

correspondientes a cada tamaño.

30

Los tamices que se emplean en la granulometría de suelos van desde los

0,08 mm. a los 80 mm..

Tamaño Nominales de Abertura

(mm.) ASTM

80 3”

63 2 ½”

50 2”

40 1 ½”

25 1

20 ¾”

10 3/8”

5 N° 4

2 N° 10

0,5 N° 40

0,08 N° 200 Tabla 3.1: Serie de Tamices Elegidos.

Fuente: Manual de Carreteras, Volumen N° 8.

El análisis granulométrico del suelo ensayado fue realizado según el

Manual de Carreteras, Volumen N° 8, sección 8.102.1.

A continuación, se pueden observar las curvas granulométricas

correspondientes a las muestras 1 y 2, respectivamente.

De ambas curvas se puede observar que son materiales pétreos bien

graduados y que presentan una granulometría continua, pues poseen una

buena distribución de partículas, constando con todos los tamaños.

31

Granulometría

0

20

40

60

80

100

120

0,01 0,1 1 10 100

Abertura del Tamiz (mm.)

% Q

ue P

asa

Gráfico 3.1: Curva Granulométrica, Muestra 1.

Fuente: Elaboración Propia.

Granulometría

0

20

40

60

80

100

120

0,01 0,1 1 10 100

Abertura del Tamiz (mm.)

% Q

ue P

asa

Gráfico 3.2: Curva Granulométrica, Muestra 2.

Fuente: Elaboración Propia.

32

3.4- Límites de Atterberg o de Consistencia.

El método usado para medir estos límites se conoce como el método de

Atterberg se basan en el concepto de que los suelos finos, presentes en la

naturaleza, pueden encontrarse en diferentes estados, dependiendo del

contenido de agua. Así un suelo se puede encontrar en un estado sólido,

semisólido, plástico, semilíquido y líquido.

Los límites de Atterberg entregan información sobre el estado de

consistencia o coherencia de las partículas de un suelo.

Para la determinación de éstos, se utiliza solamente la porción de suelo

que pasa por el tamiz de 0,5 mm. (N° 40 ASTM).

El límite líquido, se determina mediante el aparato de Casagrande. En el

fondo de la taza de bronce se pone una porción de suelo amasado con una

cierta cantidad de agua, formando un casquete esférico de 1 cm. de altura en

el punto de máximo espesor, que se divide en dos partes iguales con un

acanalador normalizado, formando un surco. Colocado el aparato sobre una

base firme, se gira la manivela levantando y dejando caer la taza a razón de

dos golpes por segundo, hasta que los bordes del surco en el fondo de la

cuchara se unan, y se cuenta el número de golpes para cada diferente

porcentaje de humedad. El porcentaje de humedad que corresponde a 25

golpes, es el límite líquido.

El límite plástico, corresponde a la menor humedad de un suelo que

permite realizar con él pequeños cilindros de 3 mm. de diámetro. Si los

cilindros se rompen con un diámetro superior a 3 mm, la humedad es inferior

al límite plástico y si se rompen con un diámetro inferior, la humedad del

suelo supera al límite plástico y si el cilindro pierde su estructura antes de

alcanzar los 3 mm. de diámetro, se dice que estamos en presencia de un

material no plástico.

33

Muestra 1

Límite Plástico Límite Líquido

Ensaye N° 1 2 3 1 2 3 4

Cápsula N° - - - - - - -

N° Golpes - - - 1 2 2 3

No se puede

Determinar.

Tiende a ≈ 0

Índice Plástico No Plástico Tabla 3.2: Límites de Atterberg o de Consistencia.

Fuente: Elaboración Propia.

Muestra 1

Límite Plástico Límite Líquido

Ensaye N° 1 2 3 1 2 3 4

Cápsula N° - - - - - - -

N° Golpes - - - 2 2 3 3

No se puede

Determinar.

Tiende a ≈ 0

Índice Plástico No Plástico Tabla 3.3: Límites de Atterberg o de Consistencia.

Fuente: Elaboración Propia.

Después de obtener el índice de plasticidad del suelo ensayado, podemos

encasillarlo según el sistema AASHTO y USCS, cuya clasificación resulto ser

A1 – b y SW – SM, respectivamente, para las muestras 1 y 2 de suelos.

34

3.5 Densidad de Partículas Sólidas.

Este ensayo establecido por la NCh1532.Of80, es un procedimiento para

determinar la densidad de partículas sólidas de suelos que se componen de

partículas menores que 5 mm, mediante un picnómetro.

Dado que las muestras de suelo 1 y 2 están compuestas por partículas

mayores a 5 mm. se deberá determinar la densidad neta de las gravas,

según NCh1117.Of77.

Por tanto, las partículas de ambos suelos, se separaron mediante el tamiz

5 mm. ensayándose las dos fracciones resultantes por separado, de manera

de obtener un resultado ponderado.

Muestra 1

Densidad de Partículas Sólidas Ponderada

Porcentaje de Partículas Menores a

5 mm.: 0,7319 %

Porcentaje de Partículas Mayores a

5 mm.: 0,2681 %

Densidad de Partículas Sólidas: 2770,22 Kg./m³

Densidad Neta: 2774,18 Kg./m³

Densidad Ponderada: 2771,28 Kg./m³ Tabla 3.4: Densidad de Partículas Sólidas.

Fuente: Elaboración Propia.

35

Muestra 2

Densidad de Partículas Sólidas Ponderada

Porcentaje de Partículas Menores a

5 mm.: 0,6849 %

Porcentaje de Partículas Mayores a

5 mm.: 0,3151 %

Densidad de Partículas Sólidas: 2645,87 Kg./m³

Densidad Neta: 2737,46 Kg./m³

Densidad Ponderada: 2674,73Kg./m³ Tabla 3.5: Densidad de Partículas Sólidas.

Fuente: Elaboración Propia.

3.6- Relación de Humedad – Densidad. (Proctor Modificado)

La compactación es un proceso mecánico cuyo objetivo es reordenar las

partículas del suelo para disminuir el volumen de poros y aumentar la

densidad. Consecuentemente se consigue mayor resistencia o capacidad de

soporte y menor permeabilidad. Es un proceso fundamental en la ejecución

de obras para terraplenes de caminos o carreteras, porque si los materiales

no se compactan adecuadamente la resistencia disminuye y existe mayor

probabilidad que se produzcan fallas.

En la actualidad, el método más conocido y utilizado para compactar en

laboratorio es el Proctor Modificado, el cual consiste básicamente en aplicar

un contenido de humedad creciente y una determinada energía de

compactación.

El agua actúa como lubricante entre las partículas de suelo, incrementado

la densidad del mismo, hasta cierto punto en el cual al seguir añadiendo

agua, la densidad empieza a decrecer, el agua ha dejado de desplazar aire y

como es incompresible, empieza a desplazar las partículas de suelo,

incrementando el volumen y disminuyendo la densidad. Para cada suelo

36

existe una humedad que proporciona la densidad máxima compactada seca.

Este contenido de humedad es conocido como el óptimo que se debe utilizar

en obra, cuando se va a compactar un suelo.

Los ensayos fueron realizados según NCh1534/2.Of79 y los resultados

obtenidos, se grafican a continuación en una curva densidad seca vs.

humedad, del cual se obtiene la humedad óptima para alcanzar la densidad

seca máxima en la compactación del suelo.

Curva Proctor

2,060

2,070

2,080

2,090

2,100

2,110

2,120

2,130

2,140

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0

w %

yd

Gráfico 3.3: Curva Proctor Modificado, Muestra 1.

Fuente: Elaboración Propia.

A través del gráfico, se puede interpretar que la Densidad Seca Máxima es

2,131 grs./cm3 con una Humedad Óptima de 7,7%.

37

Curva Proctor

2,0802,0902,1002,1102,1202,1302,1402,1502,1602,1702,1802,1902,2002,210

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0

w %

yd

Gráfico 3.4: Curva Proctor Modificado, Muestra 2.

Fuente: Elaboración Propia.

A través del gráfico, se puede interpretar que la Densidad Seca Máxima es

2,197 grs./cm3 con una Humedad Óptima de 7,3%.

3.7- Determinación de las Densidades Máxima y Mínima.

Este ensayo se realizó según la ASTM D 4253 para obtener el Índice de

Densidad Máxima de Suelos usando una Mesa Vibratoria y según la ASTM D

4254 para obtener el Índice de Densidad Mínima de Suelos.

La densidad relativa, es el grado de compacidad de un suelo con respecto

al estado más suelto y más denso obtenido mediante los procedimientos de

laboratorio.

Ésta propiedad índice de los suelos, se utiliza normalmente en grava y

arena, es decir, en suelos que contienen casi exclusivamente partículas

mayores que 0,08 mm..

38

Hay que hacer notar que los suelos granulares, actualmente no permiten

la obtención de muestras inalteradas, por lo que algunas propiedades ingenie

riles de estos suelos resultan difíciles de determinar.

Es aplicable a cuyos suelos la compactación por impacto, no genera una

curva Proctor bien definida y en los cuales la densidad máxima por impacto

resulta, por lo general menor que la obtenida por métodos vibratorios.

)()(.R.D

mínmáxd

míndmáx

γγγγγγ

−×−×

=

Fórmula 3.1: Determinación de la Densidad Relativa.

3.7.1- Densidad Mínima.

Esta densidad se obtiene colocando el material lo más suelto posible en

un molde normalizado.

Muestra 1

N° Densidad Mínima (gr./cm³)

1 1,675

2 1,689

3 1,699

4 1,696

5 1,697 Tabla 3.6: Densidad Minina. Fuente: Elaboración Propia.

39

Muestra 2

N° Densidad Mínima (gr./cm³)

1 1,660

2 1,654

3 1,663

4 1,657

5 1,654 Tabla 3.7: Densidad Minina. Fuente: Elaboración Propia.

3.7.2- Densidad Máxima.

Esta densidad se obtiene colocando el material lo más denso posible en

un molde normalizado.

Cabe destacar que para obtener la densidad máxima existen dos métodos

uno seco y otro húmedo.

En los ensayos ejecutados en laboratorio se realizaron ambos métodos,

de manera de determinar con cuál de los dos, se logra la mayor densidad,

para ello efectuaremos tres densidades máximas con el método seco y una

con el método húmedo.

Muestra 1

N° Método Densidad Máxima (gr./cm³)

1 Seco 2,236

2 Seco 2,224

3 Seco 2,240

4 Húmedo 2,256 Tabla 3.8: Densidad Máxima. Fuente: Elaboración Propia.

40

Muestra 2

N° Método Densidad Máxima (gr./cm³)

1 Seco 2,164

2 Seco 2,222

3 Seco 2,212

4 Húmedo 2,229 Tabla 3.9: Densidad Máxima. Fuente: Elaboración Propia.

Ahora se puede evaluar la densidad relativa mediante la siguiente fórmula

para la muestra 1 de suelo:

100×−×−×

=)()(.R.D

mínmáxd

míndmáx

γγγγγγ

Donde:

.R.D = Índice de densidad, %.

maxγ = Densidad seca máxima, gr./cm3.

minγ = Densidad seca mínima, gr./cm3.

dγ = Densidad del suelo en el terreno, gr./cm3.

Reemplazando con los valores conseguidos mediante ensayo:

41

)()(,

d

d

169122561691225680

−×−×

=γ

γ

Finalmente, despejando la dγ al 80% se obtiene que:

32115mkg

d =γ

Esta densidad se puede comparar con la obtenida en el Proctor

Modificado, la cual arrojó un valor al 95% de la D.M.C.S. de 2025 kg/m2.

Luego, se ingresa con el 95% D.M.C.S. en la dγ , para comparar el

porcentaje de Densidad Relativa con el Proctor Modificado.

)()(.R.D

169122562025169120252256

−×−×

=

Resolviendo la fórmula anterior de densidad relativa, se obtiene que:

660,.R.D =

Mediante este ejercicio, podemos señalar que para el suelo estudiado no

sería equivalente decir una densidad relativa al 80% es igual al 95% de la

D.M.S.C., ya que encontramos una variación del 4% a favor de la densidad

relativa en este caso.

Del mismo modo, se analizó el comportamiento de la muestra 2 de suelo.

Reemplazando con los valores conseguidos mediante ensayo:

42

)()(,

d

d

165822291658222980

−×−×

=γ

γ

Despejando la dγ al 80% se obtiene que:

32085mkg

d =γ

Esta densidad se puede comparar con la obtenida en el Proctor

Modificado, la cual arrojó un valor al 95% de la D.M.C.S. de 2087 kg/m2.

Luego, se ingresa con el 95% D.M.C.S. en la dγ , para comparar el

porcentaje de Densidad Relativa con el Proctor Modificado.

)()(.R.D

165822292087165820872229

−×−×

=

Resolviendo la fórmula anterior de densidad relativa, se obtiene que:

800,.R.D =

Mediante este ejercicio, nuevamente podemos indicar que para el suelo

estudiado no sería equivalente decir una densidad relativa al 80% es igual al

95% de la D.M.S.C., ya que hallamos una variación del 0,4%, esta vez a

favor del Proctor Modificado.

43

3.8 Determinación del Índice de Vacío de las Muestras.

El suelo es un sistema multifásico con sólidos, líquidos y gases. Si el

suelo, se encuentra seco sólo tendrá dos fases, sólida y gaseosa,

respectivamente.

El índice de vacío, es la relación entre el volumen de vacíos y de sólidos

en la masa de un suelo y su valor oscila entre 0 y 1, cuya fórmula se expresa

de la siguiente manera:

S

V

VVe =

Fórmula 3.2: Determinación de Índices de Huecos en el Terreno.

Una vez obtenido el valor de densidad de partículas sólidas mediante

ensayo, junto a las densidades máximas secas del Proctor modificado y a la

densidad relativa, cuyos valores fueron señalados en los puntos anteriores,

se procedió a calcular el índice de vacío de las muestras 1 y 2 de suelos.

44

3.8.1 Índice de Vacío de la Muestra 1 de Suelo.

Conociendo el valor de la densidad de partículas sólidas se calculó el valor

del índice de vacíos del suelo, del siguiente modo:

Figura 3.1: Diagrama de Bloques de Masas y Volúmenes.

Fuente: Elaboración Propia.

0γ×=

S

SS V

WG

Fórmula 3.3: Determinación de Densidad de Partículas Sólidas.

Donde Vs = 1 m3 y °γ = 1 ton/m3, por lo tanto:

WG SS =

VVV VST +=

Por lo tanto:

AIRE

AGUA

SÓLIDO

Va

Vw

Vs

Wa

Ww

Ws = Gs = 2,77

e

1 + e

45

eVT +=1

Luego, la densidad total es:

T

S

VW

d=γ

Finalmente, podemos obtener el índice de vacío despejando e, donde dγ

corresponde D.M.S.C. al 95% del Proctor Modificado.

370

17720252

1

,e

e,,

eW S

d

=

+=⇒

+=γ

De la misma forma, conseguimos obtener el índice de vacío despejando e,

donde dγ corresponde a la densidad relativa al 80%.

310

17721152

1

,e

e,,

eW S

d

=

+=⇒

+=γ

46

3.8.2 Índice de Vacío de la Muestra 2 de Suelo.

Figura 3.2: Diagrama de Bloques de Masas y Volúmenes.

Fuente: Elaboración Propia.

Finalmente, podemos obtener el índice de vacío despejando e, donde dγ

corresponde D.M.S.C. al 95% del Proctor Modificado.

280

16720872

1

,e

e,,

eW S

d

=

+=⇒

+=γ

De la misma forma, conseguimos obtener el índice de vacío despejando e,

donde dγ corresponde a la densidad relativa al 80%.

AIRE

AGUA

SÓLIDO

Va

Vw

Vs

Wa

Ww

Ws = Gs = 2,67

e

1 + e

47

280

16720852

1

,e

e,,

eW S

d

=

+=⇒

+=γ

Podemos observar que en un suelo con partículas de características y de

forma granulométrica similar, con distintos índices de vacío implica

necesariamente diferentes compacidades. Debido a esto, la única forma de

obtener igual compacidad a distinto índice de vacío, es con materiales con

partículas de características granulométricas diferentes.

48

3.9- Razón de Soporte California.

Este ensayo se realiza principalmente para evaluar la calidad relativa de

suelos de subrasante, pero también es aplicable a materiales de sub – base

y algunos de base y se relaciona directamente con el diseño de pavimentos.

El método C.B.R., esta definido como la fuerza necesaria para hacer

penetrar un pistón normalizado penetre a una profundidad determinada.

En seguida, se presentan los gráficos obtenidos a partir de los ensayos

ejecutados, cabe señalar que los éstos en primera instancia fueron

graficados a mano, para de este modo corregir por pendiente los gráficos de

tensión – penetración, según correspondiese.

La variación existente entre las curvas y valores de C.B.R., se origina

dado que el material pétreo que fue ensayado es grueso, lo que implica que

en gran medida dichos valores dependan del acomodamiento de las

partículas, debido a que si un material grueso queda en la línea del pistón

nos arrojará un mayor valor de C.B.R..

49

Penetración (Pulgadas)

Tensión (Mpa)

56 Golpes 25 Golpes 10 Golpes

0,025 0,2 0,3 0,1

0,050 0,4 0,8 0,4

0,075 0,7 1,5 0,9

0,100 1,2 2,3 1,3

0,125 1,8 3,1 1,8

0,150 2,5 3,7 2,2

0,175 3,4 3,9 2,7

0,200 4,5 4,7 3,1

0,225 5,4 5,1 3,5

0,250 6,3 5,5 3,9

0,275 7,2 5,8 4,2 Tabla 3.10: Curva Tensión – Penetración, Muestra 1.

Fuente: Elaboración Propia.

Tensión - Penetración

0

7,2

0

5,8

00,4

0,91,3

1,82,2

2,73,1

3,53,9

4,2

0,20,4

0,71,2

1,8

2,5

3,4

4,5

5,4

6,3

0,30,8

1,5

2,3

3,1

3,7 3,9

4,75,1

5,5

0,10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Penetración (Plg.)

Tens

ión

(Mpa

) Tensión M pa 56 G

Tensión M pa 25 G

Tensión M pa 10 G

Polinómica (TensiónM pa 56 G)

Polinómica (TensiónM pa 25 G)

Polinómica (TensiónM pa 10 G)

Gráfico 3.5: Curva Tensión – Penetración, Muestra 1.

Fuente: Elaboración Propia.

50

N° de Golpes Densidad Seca (Kg./m3)

C.B.R. (%)

10 2020 34

25 2052 50

56 2121 70 Tabla 3.11: C.B.R. – Densidad Seca, Muestra 1.

Fuente: Elaboración Propia.

C.B.R. - Densidad Seca

70,0

50,0

34,0

0

36

0

67

0

10

20

30

40

50

60

70

80

2000 2020 2040 2060 2080 2100 2120 2140

Densidad Seca (Kg./m³)

C.B

.R. (

%) CBR %

95%D.M.S.C.

80% D.R.

Gráfico 3.6: Curva C.B.R – Densidad Seca, Muestra 1.

Fuente: Elaboración Propia.

Al observar el gráfico 3.6, podemos señalar que al ser intersectado la

“Curva C.B.R. – Densidad Seca” mediante la Densidad Máxima Seca

Compactada al 95% obtenemos un C.B.R. del 36%, mientras que al ser

intersectado por la Densidad Relativa al 80% logramos un C.B.R. del 67%.

51

Penetración (Pulgadas)

Tensión (Mpa)

56 Golpes 25 Golpes 10 Golpes

0,025 0,6 0,2 0,2

0,050 2,0 0,8 0,5

0,075 3,8 1,7 0,9

0,100 5,7 2,7 1,5

0,125 7,5 3,6 2,0

0,150 7,5 4,5 2,4

0,175 7,5 5,3 2,7

0,200 7,5 6,0 3,1

0,225 7,5 6,0 3,1

0,250 7,5 6,0 3,1

0,275 7,5 6,0 3,1 Tabla 3.12: Curva Tensión – Penetración, Muestra 2.

Fuente: Elaboración Propia.

Tensión - Penetración

0

7,5

0

6,0

00,5

0,91,5

2,02,4

2,73,1 3,1 3,1 3,1

0,6

2,0

3,8

5,7

7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5

0,20,8

1,7

2,7

3,6

4,5

5,3

6,0 6,0 6,0

0,20

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Penetración (Plg.)

Tens

ión

(Mpa

) Tensión M pa 56 G

Tensión M pa 25 G

Tensión M pa 10 G

Polinómica (TensiónM pa 56 G)

Polinómica (TensiónM pa 25 G)

Polinómica (TensiónM pa 10 G)

Gráfico 3.7: Curva Tensión – Penetración, Muestra 2.

Fuente: Elaboración Propia.

52

N° de Golpes Densidad Seca (Kg./m3)

C.B.R. (%)

10 1976 34

25 2049 59

56 2140 105 Tabla 3.13: C.B.R. – Densidad Seca, Muestra 2.

Fuente: Elaboración Propia.

C.B.R. - Densidad Seca

105,0

59,0

34,0

0

78

0

75

0102030405060708090

100110120

1960 1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100 2120 2140 2160

Densidad Seca (Kg./m³)

C.B

.R. (

%)

CBR %

95%D.M.S.C.80% D.R.

Gráfico 3.8: Curva C.B.R – Densidad Seca, Muestra 2.

Fuente: Elaboración Propia.

Al observar el gráfico 3.8, podemos señalar que al ser intersectado la

“Curva C.B.R. – Densidad Seca” mediante la Densidad Máxima Seca

Compactada al 95% obtenemos un C.B.R. del 78%, mientras que al ser

intersectado por la Densidad Relativa al 80% logramos un C.B.R. del 75%.

53

Capítulo 4:

Metodología Particular Propuesta para obtener el C. B. R. a partir de la Densidad Relativa

54

4.1- Resumen

Este capítulo, trata acerca de los equipos y aparatos empleados, sumado

al procedimiento que se constituyó, y que posteriormente realizó para

obtener el C.B.R. a partir de la Densidad Relativa.

Para ello, se modificó la placa base metálica del C.B.R. con el fin de que

ésta se adaptase a la mesa vibradora para la determinación de las

densidades a 4 y 8 minutos, respectivamente, en estado seco.

Cabe señalar que el procedimiento creado es una adaptación que se

basa en las normas chilenas 1726.Of80 y 1852.Of81.

4.2- Generalidades

4.2.1- Este ensayo propondrá un procedimiento para determinar la razón de

soporte de suelos granulares, compactados y ensayados en laboratorio,

comparando la carga de penetración en el suelo con la correspondiente a un

material normalizado.

4.2.2- Este procedimiento se aplica a la evaluación de la calidad relativa de

suelos de subrasante, pero también es aplicable a materiales de sub – base

y a algunos materiales de base.

4.2.3- Es aplicable a cuyos suelos contengan un porcentaje de fino inferior al

5%.

4.2.4- Su eficacia se probará en esta investigación.

4.3. Equipos y Aparatos Empleados

4.3.1- Mesa vibradora

De acero, con cubierta vibradora de aproximadamente 750 x 750 mm.,

apoyada sobre amortiguadores y accionada por un vibrador

electromagnético. El vibrador debe ser semisilencioso y con una masa igual o

55

mayor que 45 kg. Debe tener una frecuencia de 3660 vibraciones/min. y una

amplitud de vibrado vertical entre 0,05 y 0,64 mm. bajo una carga de 1 112 N

(≈ 111,2 kgf).

4.3.2- Molde C.B.R.

Metálico, cilíndrico con un diámetro interno de 152, 4 ± 0,7 mm. y una altura

de 177, 8 ± 0,1 mm. Debe tener un collar de extensión metálico de 50,8 mm.

de altura y una placa base metálica de 9,5 mm. de espesor con

perforaciones de un diámetro igual o menor que 1,60 mm., junto a 4 orificios

en sus cuatros esquinas para fijarlo sobre la mesa vibradora.

4.3.3- Tubo guía

Metálico, ajustable al molde. Con un sistema de ajuste consistente en tres

juegos de tornillos, dos de los cuales deben tener tuercas de fijación.

4.3.4- Disco espaciador

Metálico, cilíndrico, con un diámetro de 150,8 mm. y una altura de 61,4 mm. y

otro de cartón con similares características.

4.3.5- Sobrecargas

La masa total de la sobrecarga debe ser equivalente a 14 kPa para el molde

en uso.

4.3.6- Manilla

Metálica, una para sobrecarga.

4.3.7- Aparatos de vaciado

Dependiendo del tamaño máximo nominal de las partículas pétreas, una

poruña o embudos de 12,5 mm. y 25 mm. de diámetro por 150 mm. de largo,

con descarga cilíndrica. La boca de carga debe tener los bordes pestañados

56

y contar con tarros de metal ajustables, de 150 mm. de diámetro por 300 mm.

de altura.

4.3.8- Balanzas

Una de 20 kg. de capacidad con una precisión de 1 g. y otra de 2 kg. de

capacidad con una precisión de 0,01 g

4.3.9- Prensa de ensayo

Con una capacidad mínima de 44 KN ( ≈4 400 Kgf), equipada con un cabezal

o base movible que se desplace a una velocidad uniforme y sin pulsaciones

de 1,25 mm./min. ( ≈0,05 pulgadas. Ver nota al párrafo 9.3), para presionar el

pisón de penetración en la probeta. El aparato debe estar equipado con un

dispositivo indicador de carga con lecturas de 50 N ( ≈5 Kgf) o menos.

4.3.10- Aparato para medir la expansión, compuesto por:

a) una placa metálica provista de un vástago ajustable de metal, con

perforaciones de un diámetro igual o menor que 1,6 mm.; y

b) un trípode metálico para sujetar el calibre comparador con indicador de

dial.

4.3.11- Cargas

Una carga metálica anular, y varias cargas metálicas ranuradas con una

masa de 2,27 Kg. cada una, de 149,2 mm. de diámetro, con una perforación

central de 54 mm. de diámetro.

4.3.12- Pistón de penetración, metálico, de 49,5 mm. de diámetro (19,35 cm2

de área) y no menor que 101 mm. de largo. Si desde un punto de vista

operacional resultara más ventajoso utilizar un pistón de mayor longitud, se

puede usar el pistón más largo.

57

4.3.13- Calibre

Dos deformómetros, comparadores con indicador de dial, con graduaciones

de 0,01 mm.

4.3.14- Tamices

De 20, 10 y 5 mm. de abertura nominal.

4.3.15- Herramientas y accesorios. Otros aparatos de uso general, tales

como tres bandejas para mezclas, una regla metálica, horno, papel filtro,

recipientes metálicos, una brocha, un contador de tiempo o cronómetro que

indique minutos y segundos, y vaselina sólida.

Fotografía 4.1: Instrumentos y aparatos utilizados.

Fuente: Elaboración Propia.

4.4- Extracción de Muestras

4.4.1- Las muestras se deben obtener de acuerdo con lo indicado por la

especificación técnica correspondiente en el caso de controles de obra, o lo

indicado por el profesional responsable en el caso de una prospección.

58

4.5- Preparación de Muestras

4.5.1- Secar la muestra al aire o en horno a una temperatura menor que 60º

C hasta que se vuelva desmenuzable. Disgregar entonces los terrones

evitando reducir el tamaño natural de las partículas.

4.5.2- Pasar por el tamiz de 20 mm. para éste método. Descartar el material

retenido.

NOTA: En este método al utilizar el molde de 150 mm., es conveniente

mantener el porcentaje de material grueso (que pasa por el tamiz de 50 mm.

y retenido en el tamiz de 5 mm.) del material original, proceder como sigue:

- Determinar por tamizado el porcentaje de material que pasa por el tamiz de

50 mm. y retenido en el tamiz de 20 mm.

- Reemplazar dicho material por una masa igual de material que pasa por el

tamiz de 20 mm. y retenido en 5 mm., tomada de la porción no utilizada del

material original.

4.6- Tamaño de la Muestra de Ensayo

Del material preparado obtener una masa de muestra mínima de ensayo de

21 kg., con una masa de fracción de muestra para cada determinación de 7

kg.

4.7- Acondicionamiento de la Muestra de Ensayo

4.7.1- Homogeneizar el material de la muestra de ensayo y separar en tres

fracciones de acuerdo a reemplazo obtenido.

59

4.8- Determinación de la Densidad Mínima

4.8.1- Seleccionar el aparato de llenado según tabla 1, de acuerdo con el

tamaño máximo nominal de partículas.

Tamaño Máximo Nominal de

Partículas (mm.)

Aparato de Llenado para Densidad

Mínima

50 Poruña

20 Poruña

10 Embudo de 25 mm.

5 Embudo de 12,5 mm. Tabla 4.1: Aparato de llenado.

Fuente: Norma Chilena.

4.8.2- Colocar la placa base metálica junto al molde C.B.R. con su collar de

extensión, sobre una superficie firme, plana y horizontal, luego ubicar los

cartones circulares al interior de éste hasta alcanzar la altura del disco

espaciador y sobre su superficie situar un papel fieltro. Llenar el molde con

material de la muestra acondicionada y enrasar mediante uno de los

procedimientos siguientes, según el tamaño máximo nominal de partículas

del suelo en estudio, y evitando golpear y/o vibrar el molde.

60

Fotografía 4.2: Molde C.B.R., collar de Fotografía 4.3: Molde C.B.R. con extensión y dos placas base metálicas. cartones circulares en su interior de Fuente: Elaboración Propia. una altura análoga al disco espaciador. Fuente: Elaboración Propia.

4.8.2.1- Tamaño Máximo Nominal Igual o Menor que 10 mm.:

a) Colocar el material en el molde tan suelto como sea posible, vaciándolo en

un flujo constante y ajustando la altura de la descarga de modo que la caída

libre del suelo sea de 25 mm. Simultáneamente mover el embudo en espiral

desde la pared del molde hacia el centro, a fin de formar una capa de

espesor uniforme sin segregación. Llenar hasta aproximadamente 25 mm.

por sobre el borde del collar de extensión.

b) Enseguida retirar éste y enrasar el material excedente mediante una

pasada continua con la regla de acero procurando no compactar el material.

Si no se remueve todo el material excedente debe efectuarse una pasada

adicional.

4.8.2.2- Tamaño Máximo Nominal Mayor que 10 mm.:

a) Colocar el material en el molde de modo que se deslice, en lugar de caer,

sobre el fondo del molde o el material previamente colocado. Al efecto,

colocar el aparato de llenado tan cerca como sea posible y, si es necesario,

sujetar con la mano las partículas mayores para impedir que rueden fuera.

61

Llenar hasta aproximadamente 25 mm. por sobre el borde del collar de

extensión.

b) Enseguida retirar éste y enrasar el material excedente efectuando una

pasada continua con la regla de acero (y ayudándose con los dedos, cuando

sea necesario) de modo que cualquier leve proyección de las partículas

mayores por sobre el borde del molde compense aproximadamente los

huecos superficiales mayores.

Fotografía 4.4: Molde C.B.R. con Fotografía 4.5: Enrasado de suelo suelo, recién retirado el collar en molde C.B.R. con regla metálica.

de extensión. Fuente: Elaboración Propia. Fuente: Elaboración Propia.

c) Posteriormente colocar sobre la superficie enrasada un papel filtro,

instalando sobre el molde C.B.R. otra placa base a fin de invertir el molde,

para así retirar los cartones circulares previamente instalados.

62

Fotografía 4.6: Inversión del Fotografía 4.7: Extracción de molde C.B.R. cartones circulares.

Fuente: Elaboración Propia. Fuente: Elaboración Propia.

4.8.3- Pesar el molde con el suelo y la placa base, determinar y registrar la

masa seca del suelo que llena el molde (ms) aproximando a 1 g.

Determinar la densidad seca de la muestra dividiendo la masa del suelo

compactado por la capacidad volumétrica del molde:

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡=

VmS

Sρ

Fórmula 4.1: Determinación de la densidad seca de la muestra.

Registrar aproximando a 0,01 g/cm3 (0,01 Kg/l).

4.9- Determinación de la Densidad a 57 Hz. durante 4 y 8 Minutos, respectivamente. Obteniendo de este modo dos densidades más del suelo ensayado.

a) Mezclar el material de la muestra acondicionada para obtener una

distribución homogénea de las partículas con la menor segregación posible.

63

Fotografía 4.8: Homogeneización del reemplazo de suelo.

Fuente: Elaboración Propia.

b) Fijar la placa base acondicionada a través de 4 pernos a la mesa

vibradora y luego colocar el disco espaciador sobre ésta, rodeándolo con

vaselina sólida, de modo que ésta selle la luz que queda entre él y el molde

C.B.R., con el fin de que los finos se conserven al interior del molde y no

obstaculicen posteriormente la salida del disco espaciador, situando sobre

éste último un papel fieltro.

Fotografía 4.9: Colocando Fotografía 4.10: Ubicando papel

vaselina alrededor del disco filtro sobre disco espaciador. espaciador. Fuente: Elaboración Propia. Fuente: Elaboración Propia.

64

c) Ubicar el tubo guía sobre el borde del molde C.B.R. y ajustar el sistema de

fijación de modo que la pared interna del tubo quede alineada con la pared

interna del molde.

Fotografía 4.11: Ajustando Fotografía 4.12: Depositando el tubo guía sobre el molde C.B.R. suelo al interior del molde C.B.R. Fuente: Elaboración Propia. Fuente: Elaboración Propia.

d) Llenar el molde por el procedimiento establecido en 4.8.2.1 ó 4.8.2.2

según corresponda.

e) Dejar material 5 cm. por sobre los límites del borde del molde C.B.R., para

luego disponer de éste para enrasar, colocar la sobrecarga encima

empleando la manilla.

f) Colocar el control del vibrador a 57 Hz., y vibrar el molde cargado durante

un período de 8 y 4 minutos, respectivamente. Retirar la sobrecarga y el tubo

guía.

65

Fotografía 4.13: Molde C.B.R. con tubo guía y sobrecarga,

fijados a la mesa vibradora a través de la placa base. Fuente: Elaboración Propia.

g) Sacar el material excedente del molde C.B.R. efectuando una pasada

continua con la regla de acero y ayudándose con la malla N° 4 para rellenar

con material los huecos superficiales producto de ésta enrasada, luego

efectuar una pasada adicional.

h) Posteriormente colocar sobre la superficie enrasada un papel filtro,

instalando sobre el molde C.B.R. otra placa base a fin de invertir el molde,

para así retirar el disco espaciador previamente instalado, mediante una

manilla.

i) Pesar el molde con el suelo y la placa base, determinar y registrar la masa

seca del suelo que llena el molde (ms) aproximando a 1 g.

Determinar la densidad seca de la muestra dividiendo la masa del suelo

compactado por la capacidad volumétrica del molde.

Registrar aproximando a 0,01 g/cm3 (0,01 Kg/l).

66

Fotografía 4.14: Retirando disco Fotografía 4.15: Pesando el molde C.B.R.

espaciador. con la placa base metálica y el suelo Fuente: Elaboración Propia. Fuente: Elaboración Propia.

j) Colocar el vástago ajustable y la placa sobre la probeta de suelo

compactado y aplicar cargas hasta producir una sobrecarga igual a la

ejercida por el material de base y el pavimento, redondeando a los múltiplos

de 2,27 Kg, y en ningún caso debe ser menor que 4,54 Kg.

k) Como el estudio es dirigido a la región de Magallanes, la muestra debe ser

sometida a inmersión, colocar el molde con las cargas en agua, permitiendo

el libre acceso del agua a la parte superior e inferior de la probeta. Tomar

mediciones iniciales para el asentamiento o expansión y dejar la probeta en

remojo durante 48 horas, ya que absorben humedad fácilmente.

Mantener la muestra sumergida a un nivel de agua constante durante este

período.

67

Fotografía 4.16: Molde C.B.R. Fotografía 4.17: Molde C. B. R.

con el vástago ajustable y junto a aparato para medir las cargas. la expansión.

Fuente: Elaboración Propia. Fuente: Elaboración Propia.

l) Al término del período de inmersión tomar las mediciones finales del

asentamiento o expansión. Cabe señalar que las deformaciones fueron

despreciables.

m) Sacar el agua libre dejando drenar la probeta a través de las

perforaciones de la placa base durante 15 min. Cuidar de no alterar la

superficie de la probeta mientras se saca el agua. Puede ser necesario

inclinar la probeta para sacar el agua superficial.

n) Retirar las cargas. Pesar el molde con el suelo y la placa base metálica y

registrar aproximando a 1 g.

ñ) Determinar la densidad de la muestra después de la inmersión dividiendo

la masa del suelo compactado por la capacidad volumétrica del molde:

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡=Vmi

iρ

Fórmula 4.2: Determinación de la densidad después de la inmersión de la muestra.

68

Registrar aproximando a 0,01 g/cm3 (0,01 Kg/l).

4.10- Procedimiento de Penetración

4.10.1- Colocar sobre la probeta la cantidad suficiente de cargas para

producir una sobrecarga igual a la ejercida por el material de base y el

pavimento, redondeando a múltiplos de 2,27 Kg., y que en ningún caso debe

ser menor que 4,54 Kg. Como la probeta ha sido previamente sumergida, la

sobrecarga debe ser igual a la aplicada durante el período de inmersión.

Para evitar el solevantamiento del suelo en la cavidad de las cargas

ranuradas se coloca en primer lugar la carga anular sobre la superficie del

suelo, antes de apoyar el pistón de penetración, y después se colocan las

cargas restantes.

4.10.2- Apoyar el pistón de penetración con la carga más pequeña posible, la

cual no debe exceder en ningún caso de 45 N (≈ 4,5Kgf). Colocar los calibres

de tensión y deformación en cero. Esta carga inicial se necesita para

asegurar un apoyo satisfactorio del pistón y debe considerarse como carga

cero para la determinación de la relación carga – penetración.

NOTA: En el caso de emplear anillos deformables, el calibre medidor de

profundidad debe estar adosado directamente al pistón de penetración y

apoyado en el borde del cilindro. (Nch 1852.Of81)

69

Fotografía 4.18: Prensa de ensayo para C. B. R. con

los calibres de tensión y deformación en cero. Fuente: Elaboración Propia.

4.10.3- Aplicar la carga en el pistón de penetración de manera que la

velocidad de la penetración sea de 1,25 mm. por minuto.

NOTA: Se puede aplicar alternativamente, una velocidad de 1 mm./min. en

aquellos tipos de suelo en que se demuestre, a través de ensayos

comparativos, que el cambio de velocidad no altera los resultados del

ensayo, y dejando expresa constancia en el informe.

4.10.4- Anotar las lecturas de la carga a intervalos regulares de penetración.

Al aplicar la velocidad de 1,25 mm. por minuto, registrar la carga en

penetraciones de:

0,63 - 1,25 - 1,9 - 2,5 - 3,1 - 3,75 - 4,4 - 5 - 7,5 - 10,0 - 12,5 milímetros.

NOTAS:

1) Para equipos con diales en pulgadas estos intervalos corresponden

aproximadamente a:

0,025 - 0,050 - 0,075 - 0,100 - 0,125 - 0,150 - 0,175 - 0,200 - 0,300 - 0,400 y

0,500 pulgadas.

2) Al aplicar la velocidad de 1 mm./minuto, es recomendable registrar la

carga en penetraciones de:

0,5 - 1,0 - 1,5 - 2,0 - 2,5 - 3,0 - 3,5 - 4 - 4,5 - 5 - 7,5-10,0 y 12,0 milímetros.

70

3) Con dispositivos de carga operados manualmente puede ser necesario

tomar las lecturas de la carga a intervalos breves (por ejemplo cada 0,5 mm.)

a fin de controlar la velocidad de penetración.

4.10.5- Anota la carga y penetración máxima si esto se produce para una

penetración menor que 12,7 mm.

NOTA: Las lecturas de carga a penetraciones de 10,16 mm. y 12,7 mm.

pueden omitirse.

71

Capítulo 5:

Expresión de Resultados C.B.R. a partir de la Densidad Relativa

72

5.1- Resultados de los Suelos Granulares Ensayados

En este capítulo, se presenta un breve resumen de los resultados

obtenidos en la metodología propuesta anteriormente, adjuntándose los

gráficos de Tensión – Penetración y Razón de Soporte obtenidos en cada

una de las experiencias.

5.2- Propiedades Elementales de la Muestra 3 de Suelo

Este suelo de procedencia del pozo Los Pinos de Vilicic, presenta un 5,7%

de material fino bajo malla N° 200, tras ser lavado fue posible reducir esta

cantidad a un porcentaje de fino equivalente a un 1,8%, cuyo tamaño

máximo nominal correspondió a 50 mm..

Dicho suelo, en base a su granulometría, límite líquido y plástico, se

clasificó según el sistema de clasificación AASHTO, el cual está orientado en

particular a las carreteras, como un suelo A – 1a, mientras que en el sistema

USCS dirigido a aeropuertos correspondió a un SP. El gráfico 5.1, muestra la

curva granulométrica de este suelo.

73

Granulometría

0

20

40

60

80

100

120

0,01 0,1 1 10 100

Abertura del Tamiz (mm.)

% Q

ue P

asa

Gráfico 5.1: Curva Granulométrica, Muestra 3.

Fuente: Elaboración Propia.

Dado el bajo porcentaje de fino en la muestra previamente clasificada, no

fue posible determinar su curva Proctor la que se realizó en dos

oportunidades; que es lo que se esperaba producto del lavado de finos, de

esta forma no fue posible determinar la humedad óptima para encontrar la

densidad máxima seca de compactación del suelo. Los gráficos 5.2 y 5.3,

muestran las curvas densidad – humedad obtenidas en laboratorio.

74

Curva Proctor

2,040

2,050

2,060

2,070

2,080

2,090

2,100

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0

w %

yd

Gráfico 5.2: Proctor Modificado, Muestra 3 – 1.

Fuente: Elaboración Propia.

Curva Proctor

2,050

2,060

2,070

2,080

2,090

2,100

2,110

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0

w %

yd

Gráfico 5.3: Proctor Modificado, Muestra 3 – 2.

Fuente: Elaboración Propia.

75

Posteriormente al ensayo de granulometría y Proctor Modificado, se

procedió a llevar a cabo la metodología propuesta para determinar la

capacidad de soporte en suelos granulares.

Hay que hacer notar que cuando hablamos de suelos granulares, nos

referimos a suelos sin cohesión o permeables, condición que lo inhabilita

para retener el agua siendo un material libremente drenante.

5.2.1- Gráficos de Razón de Soporte

Los siguientes gráficos pertenecen a dos muestras del mismo suelo,

ensayadas en el laboratorio Austro – Umag con la metodología propuesta

para la obtención del C.B.R. a partir de la Densidad Relativa, donde a

diferencia de la determinación de la razón de soporte de suelos compactados

en laboratorio (Nch1852.Of81) la cual establece tres moldes con diferentes

energías de compactación correspondientes a 10, 25 y 56 golpes,

respectivamente, en este método se efectuarán tres mediciones, una

densidad suelta equivalente a la densidad mínima de la determinación de las

densidades máxima y mínima y cálculo de la densidad relativa en suelos no

cohesivos (Nch1726.Of80) y dos densidades en la mesa vibradora a 4 y 8

minutos, todas éstas al interior de moldes C.B.R. normalizados y adaptados

para este ensayo. Los gráficos 5.4, 5.5, 5.6 y 5.7, muestran las curvas

Tensión – Penetración y C.B.R. - Densidad Seca, derivados de la

metodología propuesta para obtener C.B.R. a partir de la Densidad Relativa.

Los resultados se analizarán y comentarán en el capítulo 6.

76

Penetración (Pulgadas)

Tensión (Mpa)

8 Minutos 4 Minutos 0 Minutos

0,025 0,1 0,3 0,1

0,050 0,3 1,0 0,2

0,075 0,6 1,8 0,3

0,100 1,3 3,0 0,4

0,125 2,3 4,3 0,6

0,150 3,4 5,6 0,8

0,175 4,4 6,8 1,0

0,200 5,8 8,2 1,3

0,225 6,9 9,5 1,4

0,250 7,7 9,5 1,7

0,275 7,7 9,5 1,8 Tabla 5.1: Curvas Tensión – Penetración, Muestra 3 – 1.

Fuente: Elaboración Propia.

Tensión - Penetración

0

7,7

0

9,5

0 0,2 0,3 0,4 0,6 0,8 1,01,3 1,4 1,7 1,8

0,1 0,30,6

1,3

2,3

3,4

4,4

5,8

6,9

7,7

0,3

1,0

1,8

3,0

4,3

5,6

6,8

8,2

9,5 9,5

0,10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Penetración (Plg.)

Tens

ión

(Mpa

) Tensión M pa 8 M IN

Tensión M pa 4 M IN

Tensión M pa 10 M IN

Polinómica (TensiónM pa 8 M IN)

Polinómica (TensiónM pa 4 M IN)

Polinómica (TensiónM pa 10 M IN)

Gráfico 5.4: Curvas Tensión – Penetración, Muestra 3 – 1.

Fuente: Elaboración Propia.

77

Tiempo (Minutos) Densidad Seca (Kg./m3)

C.B.R. (%)

0 1935 12

4 2115 80

8 2088 77 Tabla 5.2: C.B.R. – Densidad Seca, Muestra 3 – 1.

Fuente: Elaboración Propia.

C.B.R. - Densidad Seca

77,0 80,0

12,0

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1900 1950 2000 2050 2100 2150

Densidad Seca (Kg./m³)

C.B

.R. (

%)

CBR %

Gráfico 5.5: C.B.R. – Densidad Seca, Muestra 3 – 1.

Fuente: Elaboración Propia.

AB

78

Penetración (Pulgadas)

Tensión (Mpa)

8 Minutos 4 Minutos 0 Minutos

0,025 0,4 0,1 0,2

0,050 1,4 0,3 0,3

0,075 3,0 0,9 0,5

0,100 4,6 1,7 0,7

0,125 6,3 2,8 0,9

0,150 7,6 3,8 1,1

0,175 8,7 5,8 1,4

0,200 8,7 7,9 1,6

0,225 8,7 9,6 1,8

0,250 8,7 9,6 2,0

0,275 8,7 9,6 2,2 Tabla 5.3: Curvas Tensión – Penetración, Muestra 3 – 2.

Fuente: Elaboración Propia.

Tensión - Penetración

0

8,7

0

9,6

00,3 0,5 0,7 0,9 1,1

1,4 1,6 1,8 2,0 2,2

0,4

1,4

3,0

4,6

6,3

7,6

8,7 8,7 8,7 8,7

0,1 0,30,9

1,7

2,8

3,8

5,8

7,9

9,6 9,6

0,20

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Penetración (Plg.)

Tens

ión

(Mpa

) Tensión M pa 8 M IN

Tensión M pa 4 M IN

Tensión M pa 10 M IN

Polinómica (TensiónM pa 8 M IN)

Polinómica (TensiónM pa 4 M IN)

Polinómica (TensiónM pa 10 M IN)

Gráfico 5.6: Curvas Tensión – Penetración, Muestra 3 – 2.

Fuente: Elaboración Propia.

79

Tiempo (Minutos) Densidad Seca (Kg./m3)

C.B.R. (%)

0 1936 16

4 2076 99

8 2059 96 Tabla 5.4: C.B.R. – Densidad Seca, Muestra 3 – 2.

Fuente: Elaboración Propia.

C.B.R. - Densidad Seca

96,0 99,0

16,0

0102030405060708090

100110

1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100

Densidad Seca (Kg./m³)

C.B

.R. (

%)

CBR %

Gráfico 5.7: C.B.R. – Densidad Seca, Muestra 3 – 2.

Fuente: Elaboración Propia.

AB

80

5.3- Propiedades Elementales de la Muestra 4 de Suelo

Esta muestra de suelo se obtuvo de la cantera de áridos de Vilicic ubicada

en el conjunto de parcelas del Loteo Varillas II en el sector de Río Seco, en

este lugar se adquirieron arenas y gravas rodadas lavadas por separado.

En el laboratorio Austro – Umag se determinó la granulometría de esta

arena en la cual se pudo observar un porcentaje de fino igual al 2,4%, luego

se creó una nueva, en la cual se mezclaron el material antes mencionado y

grava rodada, debiendo ésta enmarcarse en una banda granulométrica

empleada en la región de Magallanes, seleccionándose la TM50 – b (Manual

de Carreteras, Volumen N° 8, sección 8.101). El gráfico 5.8, muestra la forma

de la curva granulométrica al interior de la banda previamente especificada.

Granulometría TM50 - b

0

20

40

60

80

100

120

0,01 0,1 1 10 100

Abertura del Tamiz (mm.)

% Q

ue P

asa

Granulometría TM50 - bB. G. SuperiorB. G. Inferior

Gráfico 5.8: Curva Granulométrica, Muestra 4.

Fuente: Elaboración Propia.

81

El suelo se clasificó según el sistema de clasificación AASHTO como un

suelo A – 1a, mientras que en el sistema USCS correspondió a un suelo SP,

cuyo tamaño máximo nominal fue de 40 mm..

Posteriormente, se realizó el reemplazo del Proctor Modificado y no se

pudo definir su curva, dado la baja cohesión que presentaban las partículas

de dicho suelo, cuyo material bajo abertura 0,08 mm. fue de un 1,3% al ser

mezclado en la nueva granulometría junto a la grava rodada. El gráfico 5.9,

muestra la forma de la curva humedad – densidad, la cual no tiene una forma

definida.

Curva Proctor

1,970

1,980

1,990

2,000

2,010

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0

w %

yd

Gráfico 5.9: Proctor Modificado, Muestra 4.

Fuente: Elaboración Propia.

82

Ejecutados los ensayos previamente descritos, se procedió a llevar a cabo

la metodología propuesta para determinar la capacidad de soporte en suelos

granulares, cuyos resultados de las curvas Tensión – Penetración y C.B.R. -

Densidad Seca, se grafican en una serie de 3 ensayos con tres puntos y un

ensayo con 5 puntos, los cuales se presentan en los siguientes gráficos 5.10,

5.11, 5.12, 5.13, 5.14, 5.15, 5.16 y 5.17.

83

Penetración (Pulgadas)

Tensión (Mpa)

8 Minutos 4 Minutos 0 Minutos

0,025 0,4 0,1 0,1

0,050 0,9 0,3 0,3

0,075 1,5 0,8 0,5

0,100 2,1 1,4 0,7

0,125 2,8 2,3 0,9

0,150 3,5 3,2 1,2

0,175 4,2 4,2 1,4

0,200 4,7 5,1 1,6

0,225 5,4 5,8 1,9

0,250 6,0 6,4 2,1

0,275 6,6 7,0 2,3 Tabla 5.5: Curvas Tensión – Penetración, Muestra 4 – 1.

Fuente: Elaboración Propia.

Tensión - Penetración

0

6,6

0

7,0

00,3 0,5 0,7

0,9 1,2 1,4 1,61,9 2,1 2,3

0,40,9

1,5

2,1

2,8

3,5

4,24,7

5,46,0

0,1 0,30,8

1,4

2,3

3,2

4,2

5,1

5,8

6,4

0,10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Penetración (Plg.)

Tens

ión

(Mpa

) Tensión M pa 8 M IN

Tensión M pa 4 M IN

Tensión M pa 10 M IN

Polinómica (TensiónM pa 8 M IN)

Polinómica (TensiónM pa 4 M IN)

Polinómica (TensiónM pa 10 M IN)

Gráfico 5.10: Curvas Tensión – Penetración, Muestra 4 – 1.

Fuente: Elaboración Propia.

84

Tiempo (Minutos) Densidad Seca (Kg./m3)

C.B.R. (%)

0 1873 16

4 1977 68

8 1942 47 Tabla 5.6: C.B.R. – Densidad Seca, Muestra 4 – 1.

Fuente: Elaboración Propia.

C.B.R. - Densidad Seca

47,0

68,0

16,0

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1850 1900 1950 2000 2050 2100

Densidad Seca (Kg./m³)

C.B

.R. (

%)

CBR %

Gráfico 5.11: C.B.R. – Densidad Seca, Muestra 4 – 1.

Fuente: Elaboración Propia.

85

Penetración (Pulgadas)

Tensión (Mpa)

8 Minutos 4 Minutos 0 Minutos

0,025 0,1 0,1 0,1

0,050 0,1 0,5 0,2

0,075 0,3 1,2 0,3

0,100 0,4 2,3 0,5

0,125 0,7 3,7 0,7

0,150 1,0 5,1 0,9

0,175 1,4 6,3 1,2

0,200 1,8 7,3 1,5

0,225 2,3 8,3 1,8

0,250 2,5 8,3 2,0

0,275 2,9 8,3 2,2 Tabla 5.7: Curvas Tensión – Penetración, Muestra 4 – 2.

Fuente: Elaboración Propia.

Tensión - Penetración

0

2,9

0

8,3

0 0,2 0,3 0,5 0,7 0,91,2

1,5 1,8 2,0 2,2

0,1 0,1 0,3 0,40,7

1,01,4

1,82,3

2,5

0,10,5

1,2

2,3

3,7

5,1

6,3

7,3

8,3 8,3

0,10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Penetración (Plg.)

Tens

ión

(Mpa

) Tensión M pa 8 M IN

Tensión M pa 4 M IN

Tensión M pa 10 M IN

Polinómica (TensiónM pa 8 M IN)

Polinómica (TensiónM pa 4 M IN)

Polinómica (TensiónM pa 10 M IN)

Gráfico 5.12: Curvas Tensión – Penetración, Muestra 4 – 2.

Fuente: Elaboración Propia.

86

Tiempo (Minutos) Densidad Seca (Kg./m3)

C.B.R. (%)

0 1834 15

4 1999 91

8 1960 27 Tabla 5.8: C.B.R. – Densidad Seca, Muestra 4 – 2.

Fuente: Elaboración Propia.

C.B.R. - Densidad Seca

27,0

91,0

15,0

0102030405060708090

100

1800 1850 1900 1950 2000 2050 2100

Densidad Seca (Kg./cm³)

C.B

.R. (

%)

CBR %

Gráfico 5.13: C.B.R. – Densidad Seca, Muestra 4 – 2.

Fuente: Elaboración Propia.

87

Penetración (Pulgadas)

Tensión (Mpa)

8 Minutos 4 Minutos 0 Minutos

0,025 0,2 0,5 0,1

0,050 0,6 1,4 0,1

0,075 1,4 2,5 0,2

0,100 2,4 4,0 0,4

0,125 3,7 5,2 0,6

0,150 4,8 6,3 0,8

0,175 5,8 7,0 1,0

0,200 6,8 8,2 1,3

0,225 7,5 9,0 1,5

0,250 7,5 9,0 1,5

0,275 7,5 9,0 1,5 Tabla 5.9: Curvas Tensión – Penetración, Muestra 4 – 3.

Fuente: Elaboración Propia.

Tensión - Penetración

0

7,5

0

9,0

0 0,1 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,3 1,5 1,5 1,5

0,20,6

1,4

2,4

3,7

4,8

5,8

6,8

7,5 7,5

0,5

1,4

2,5

4,0

5,2

6,3

7,0

8,2

9,0 9,0

0,10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Penetración (Plg.)

Tens

ión

(Mpa

) Tensión M pa 8 M IN

Tensión M pa 4 M IN

Tensión M pa 10 M IN

Polinómica (TensiónM pa 8 M IN)

Polinómica (TensiónM pa 4 M IN)

Polinómica (TensiónM pa 10 M IN)

Gráfico 5.14: Curvas Tensión – Penetración, Muestra 4 – 3.

Fuente: Elaboración Propia.

88

Tiempo (Minutos) Densidad Seca (Kg./m3)

C.B.R. (%)

0 1897 12

4 2011 85

8 1991 75 Tabla 5.10: C.B.R. – Densidad Seca, Muestra 4 – 3.

Fuente: Elaboración Propia.

C.B.R. - Densidad Seca

75,085,0

12,0

0102030405060708090

100

1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020

Densidad Seca (Kg./cm³)

C.B

.R. (

%)

CBR %

Gráfico 5.15: C.B.R. – Densidad Seca, Muestra 4 – 3.

Fuente: Elaboración Propia.

89

Penetración (Pulgadas)

Tensión (Mpa)

8 Min 6 Min 4 Min 2 Min 0 Min

0,025 0,4 0,0 0,1 0,1 0,1

0,050 0,9 0,1 0,3 0,4 0,3

0,075 1,5 0,4 0,8 0,9 0,5

0,100 2,1 0,8 0,6 1,6 0,7

0,125 2,8 1,5 2,3 2,5 0,9

0,150 3,5 2,3 3,2 3,4 1,1

0,175 4,2 3,2 4,2 4,2 1,4

0,200 4,7 4,1 5,1 4,9 1,6

0,225 5,4 4,9 5,8 5,6 1,9

0,250 6,0 5,6 6,4 6,0 2,1

0,275 6,6 6,3 7,0 6,5 2,3 Tabla 5.11: Curvas Tensión – Penetración, Muestra 4 – 4.

Fuente: Elaboración Propia.

Tensión - Penetración

0

6,6

0,0 0,10,4

0,8

1,5

2,3

3,2

4,1

4,9

5,6

6,3 6,3

0

7,0

00,3 0,5 0,7

0,9 1,11,4 1,6

1,92,1 2,3

6,0

5,4

4,74,2

3,5

2,8

2,1

1,50,9

0,4

6,4

5,8

5,1

4,2

3,2

2,3

0,60,80,30,1

0,10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35

Penetración (Plg.)

Tens

ión

(Mpa

)

Tensión Mpa 8MIN

Tensión Mpa 6MIN

Tensión Mpa 4MIN

Tensión Mpa 2MIN

Tensión Mpa 0MIN

Gráfico 5.16: Curvas Tensión – Penetración, Muestra 4 – 4.

Fuente: Elaboración Propia.

90

Tiempo (Minutos) Densidad Seca (Kg./m3)

C.B.R. (%)

0 1873 16

2 1976 60

4 1977 68

6 1954 62

8 1942 47 Tabla 5.12: C.B.R. – Densidad Seca, Muestra 4 – 4.

Fuente: Elaboración Propia.

C.B.R. - Densidad Seca

47,0

62,068,060,0

16,0

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1850 1900 1950 2000 2050 2100

Densidad Seca (Kg./m³)

C.B

.R. (

%)

CBR %

Gráfico 5.17: C.B.R. – Densidad Seca, Muestra 4 – 4.

Fuente: Elaboración Propia.

91

En el gráfico 5.17, se muestra los resultados obtenidos a partir del mismo

ensayo propuesto en la metodología planteada en el capítulo anterior, pero

esta vez considerando dos puntos intermedios en 2 y 6 minutos,

respectivamente, los cuales permiten visualizar de manera más precisa el

comportamiento del suelo.

De este gráfico, se observa que a los 4 minutos se alcanza la mayor

densidad que corresponde a 1977 Kg./cm3, en tanto, en los minutos 6 y 8 la

curva comienza a decaer y el valor C.B.R. junto con las densidades secas

comienzan a disminuir, por lo que, se puede concluir que la densidad mayor

se puede alcanzar dentro de un rango entre 4 a 5 minutos.

92

5.4- Propiedades Elementales de la Muestra 5 de Suelo

Esta muestra de suelo es básicamente la misma arena que provino de la

cantera de áridos de Vilicic, cuyo tamaño varía entre 2 mm. y 0,08 mm.

Como se mencionó previamente en la granulometría de este material, se

determinó un porcentaje de fino igual al 2,4% y en base a ésta y tanto a su

límite líquido como plástico, se clasificó según el sistema de clasificación

AASHTO como un suelo A – 1b, mientras que en el sistema USCS

correspondió a un suelo SP. El gráfico 5.18, muestra la forma de la curva

granulométrica de la arena.

Granulometría de Arena

0

20

40

60

80

100

120

0,01 0,1 1 10

Abertura del Tamiz (mm.)

% Q

ue P

asa

Gráfico 5.18: Curva Granulométrica, Muestra 5.

Fuente: Elaboración Propia.

93

A continuación, se realizó en éste material bajo 5 mm. el ensayo del

Proctor Modificado, el cual no se pudo determinar dado la baja cohesión que

presentaban dichas partículas de suelo, esto se puede apreciar en el gráfico

5.19.

Curva Proctor

1,840

1,850

1,860

1,870

1,880

1,890

1,900

1,910

1,920

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0

w %

yd

Gráfico 5.19: Proctor Modificado, Muestra 5.

Fuente: Elaboración Propia.

Finalmente, se procedió a llevar a cabo la metodología propuesta para

determinar la capacidad de soporte en suelos granulares con una serie de

tres ensayos, gráficos 5.20, 5.21, 5.22, 5.23, 5.24 y 5.25, respectivamente.

Los resultados se analizarán y comentarán en el capítulo 6.

94

Penetración (Pulgadas)

Tensión (Mpa)

8 Minutos 4 Minutos 0 Minutos

0,025 0,2 0,1 0,1

0,050 0,5 0,4 0,1

0,075 0,9 1,0 0,2

0,100 1,4 1,8 0,4

0,125 1,9 2,7 0,5

0,150 2,5 3,5 0,7

0,175 3,0 4,2 0,8

0,200 3,6 4,9 0,9

0,225 4,1 5,6 1,0

0,250 4,5 6,1 1,0

0,275 4,9 6,1 1,1 Tabla 5.13: Curvas Tensión – Penetración, Muestra 5 – 1.

Fuente: Elaboración Propia.

Tensión - Penetración

0

4,9

0

6,1

0 0,1 0,2 0,4 0,5 0,7 0,8 0,9 1,0 1,0 1,1

0,20,5

0,91,4

1,92,5

3,03,6

4,14,5

0,10,4

1,0

1,8

2,7

3,5

4,2

4,9

5,66,1

0,10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Penetración (Plg.)

Tens

ión

(Mpa

) Tensión M pa 8 M IN

Tensión M pa 4 M IN

Tensión M pa 10 M IN

Polinómica (TensiónM pa 8 M IN)

Polinómica (TensiónM pa 4 M IN)

Polinómica (TensiónM pa 10 M IN)

Gráfico 5.20: Curvas Tensión – Penetración, Muestra 5 – 1.

Fuente: Elaboración Propia.

95

Tiempo (Minutos) Densidad Seca (Kg./m3)

C.B.R. (%)

0 1714 9

4 1890 59

8 1883 43 Tabla 5.14: C.B.R. – Densidad Seca, Muestra 5 – 1.

Fuente: Elaboración Propia.

C.B.R. - Densidad Seca

43,0

59,0

9,0

0

10

20

30

40

50

60

70

1650 1700 1750 1800 1850 1900 1950 2000 2050

Densidad Seca (Kg./cm³)

C.B

.R. (

%)

CBR %

Gráfico 5.21: C.B.R. – Densidad Seca, Muestra 5 – 1.

Fuente: Elaboración Propia.

A

B

96

Penetración (Pulgadas)

Tensión (Mpa)

8 Minutos 4 Minutos 0 Minutos

0,025 0,2 0,2 0,1

0,050 0,7 0,6 0,1

0,075 1,3 1,2 0,2

0,100 2,1 2,0 0,3

0,125 3,0 3,0 0,4

0,150 3,9 3,9 0,6

0,175 4,6 4,8 0,7

0,200 5,3 5,4 0,8

0,225 5,9 6,1 0,9

0,250 6,5 6,8 1,0

0,275 6,8 7,2 1,1 Tabla 5.15: Curvas Tensión – Penetración, Muestra 5 – 2.

Fuente: Elaboración Propia.

Tensión - Penetración

0

6,8

0

7,2

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1

0,20,7

1,3

2,1

3,0

3,9

4,6

5,35,9

6,5

0,20,6

1,2

2,0

3,0

3,9

4,8

5,4

6,1

6,8

0,10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Penetración (Plg.)

Tens

ión

(Mpa

) Tensión M pa 8 M IN

Tensión M pa 4 M IN

Tensión M pa 10 M IN

Polinómica (TensiónM pa 8 M IN)

Polinómica (TensiónM pa 4 M IN)

Polinómica (TensiónM pa 10 M IN)

Gráfico 5.22: Curvas Tensión – Penetración, Muestra 5 – 2.

Fuente: Elaboración Propia.

97

Tiempo (Minutos) Densidad Seca (Kg./m3)

C.B.R. (%)

0 1823 9

4 1897 64

8 1888 62 Tabla 5.16: C.B.R. – Densidad Seca, Muestra 5 – 2.

Fuente: Elaboración Propia.

C.B.R. - Densidad Seca

62,064,0

9,0

0

10

20

30

40

50

60

70

1800 1850 1900 1950 2000 2050

Densidad Seca (Kg./cm²)

C.B

.R. (

%)

CBR %

Gráfico 5.23: C.B.R. – Densidad Seca, Muestra 5 – 2.

Fuente: Elaboración Propia.

98

Penetración (Pulgadas)

Tensión (Mpa)

8 Minutos 4 Minutos 0 Minutos

0,025 0,1 0,2 0,1

0,050 0,3 0,6 0,2

0,075 0,7 1,3 0,3

0,100 1,3 2,4 0,5

0,125 2,1 3,1 0,6

0,150 2,9 4,0 0,8

0,175 3,7 4,9 0,9

0,200 4,4 5,6 1,1

0,225 5,1 6,3 1,2

0,250 5,7 7,0 1,3

0,275 5,7 7,0 1,3 Tabla 5.17: Curvas Tensión – Penetración, Muestra 5 – 3.

Fuente: Elaboración Propia.

Tensión - Penetración

0

5,7

0

7,0

0 0,2 0,3 0,5 0,6 0,8 0,9 1,1 1,2 1,3 1,3

0,1 0,30,7

1,3

2,1

2,9

3,7

4,4

5,15,7

0,20,6

1,3

2,4

3,1

4,0

4,9

5,6

6,3

7,0

0,10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Penetración (Plg.)

Tens

ión

(Mpa

) Tensión M pa 8 M IN

Tensión M pa 4 M IN

Tensión M pa 10 M IN

Polinómica (TensiónM pa 8 M IN)

Polinómica (TensiónM pa 4 M IN)

Polinómica (TensiónM pa 10 M IN)

Gráfico 5.24: Curvas Tensión – Penetración, Muestra 5 – 3.

Fuente: Elaboración Propia.

99

Tiempo (Minutos) Densidad Seca (Kg./m3)

C.B.R. (%)

0 1740 11

4 1899 57

8 1880 66 Tabla 5.18: C.B.R. – Densidad Seca, Muestra 5 – 3.

Fuente: Elaboración Propia.

C.B.R. - Densidad Seca

57,0

66,0

11,0

0

10

20

30

40

50

60

70

1700 1750 1800 1850 1900 1950 2000 2050

Densidad Seca (Kg./cm³)

C.B

.R. (

%)

CBR %

Gráfico 5.25: C.B.R. – Densidad Seca, Muestra 5 – 3.

Fuente: Elaboración Propia.

B

A

100

5.5- Determinar la Correlación de ambos Métodos.

Para verificar en cierta medida la correlación entre el método de

“determinación de las densidades máximas y mínimas y cálculo de la

Densidad Relativa en suelos no cohesivos” que establece la Nch1726.Of80 y

la “Metodología Particular propuesta para obtener el C.B.R. a partir de la

Densidad Relativa”, se ejecutaron ambos ensayos con el suelo de la muestra

2, de modo que el material tuviera un porcentaje de fino entre 5 y 12%.

De esta forma se obtuvieron los siguientes resultados:

Tiempo (min.)

Densidad Seca (gr./cm3)

Densidad Relativa (%)

0 1,657 0

4 2,168 93

6 2,190 96

8 2,216 100 Tabla 5.19: Densidad Relativa – Densidad Seca, Nch1726.Of80.

Fuente: Elaboración Propia.

101

Densidad Relativa - Densidad Seca

y = 180,1x - 298,36

0

20

40

60

80

100

120

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Densidad Seca (gr./m³)

D. R

. (%

)

Gráfico 5.26: Densidad Relativa – Densidad Seca, Nch1726.Of80.

Fuente: Elaboración Propia.

El gráfico 5.26, muestra densidades secas conseguidas a partir del molde

normalizado, vibradas a 4, 6, 8 minutos respectivamente, sumada a una

densidad mínima, la cual equivaldría a 0 minutos en la mesa de vibrado.

Tiempo (min.)

Densidad Seca (gr./cm3)

Densidad Relativa (%)

0 1,682 0

4 2,162 99

6 2,166 100 Tabla 5.20: Densidad Relativa – Densidad Seca, Metodología Particular propuesta para

obtener el C.B.R. a partir de la Densidad Relativa. Fuente: Elaboración Propia.

102

Densidad Relativa - Densidad Seca

y = 206,43x - 347,22

0

20

40

60

80

100

120

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Densidad Seca (gr./m³)

D. R

. (%

)

Gráfico 5.27: Densidad Relativa – Densidad Seca, Metodología Particular propuesta

para obtener el C.B.R. a partir de la Densidad Relativa. Fuente: Elaboración Propia.

El gráfico 5.27, muestra densidades secas conseguidas a partir del molde

refaccionado, vibradas a 4 y 6 minutos respectivamente, sumada a una

densidad mínima, la cual equivaldría a 0 minutos en la mesa de vibrado.

Respecto a los dos gráficos se puede deducir que a pesar de haber sido

vibrados con distintos métodos, logramos obtener una pendiente de recta

muy similar, dado que al calcular el arco tangente de ambas se obtienen

ángulos análogos. En las siguientes fórmulas se advierte su valor.

°==−

4789101081

,,)(tan

αα

Fórmula 5.1: Ángulo de Inclinación de la Pendiente de la Recta, Nch1726.Of80.

Fuente: Elaboración Propia.

103

°==−

7289432061

,,)(tan

αα

Fórmula 5.2: Ángulo de Inclinación de la Pendiente de la Recta, Metodología Particular

propuesta para obtener el C.B.R. a partir de la Densidad Relativa. Fuente: Elaboración Propia.

Por lo tanto, queda demostrado que el método de vibrado propuesto, es

válido para obtener densidades, cabe señalar que parar lograr una mayor

certeza debería ser mas estudiado este método particular propuesto.

Además, independiente del método de vibrado y el tiempo empleado, si el

suelo tiene el mismo porcentaje de finos, la pendiente es única, o dicho de

otra manera, un suelo con la misma relación de tamaño de granos, no

importa como se ordene, su relación de densificación va a ser la misma, y

estará representada por una recta única.

104

Capítulo 6:

Conclusiones

105

6.1- Análisis de Resultados

Los resultados de los diferentes ensayos realizados en conjunto con la

información obtenida en los capítulos anteriores nos permiten realizar un

análisis de la respuesta de los suelos granulares debido al contenido de finos

cuando son sometidos a vibración y a compactación por impacto, y conocer

con un método particular experimental, la capacidad soportante como

material de subbase, base y subrasante.

A continuación daremos a conocer las conclusiones conseguidas a partir

de los resultados obtenidos.

6.1.1- Proponer un procedimiento metodológico particular que determine valores de C.B.R. para materiales con un porcentaje menor a 5% de finos o en aquellos que no tienen una curva de humedad - densidad definidas, realizar ensayos y analizar sus resultados.

Respecto a la capacidad de soporte de suelos granulares, se puede

señalar que si bien la metodología particular propuesta, no entregó

resultados certeros y categóricos, esta puede mejorarse y estar sometida a

algunas modificaciones, para que de esta forma se pueda determinar el

C.B.R. en suelos que no posean una curva Proctor definida con menor

dispersión.

Tras la ejecución de esta metodología, se obtuvo una densidad mayor

entre los 4 a 5 minutos de vibrado en comparación con la que se obtiene

vibrando por un período de 8 minutos. Esto no coincide con lo indicado en la

Nch1726.Of80 la cual señala que en un lapso de 8 minutos de vibrado a una

frecuencia de 3660 vibraciones/min (57 Hz. aprox.) se obtendrá la mayor

densidad del suelo. Esta dispersión puede tener explicación en los

implementos utilizados en ambos métodos, ya que la metodología planteada

en este ensayo ocupa moldes C.B.R. adaptados para la mesa vibradora,

106

teniendo incorporado un disco espaciador que ejercería una fuerza de

compactación por debajo del suelo transmitiendo a éste un movimiento

amplificado que acelera la densificación, el cual es necesario instalar, pues

permite posteriormente la colocación de la sobrecarga y la penetración.

Asimismo, pasado los 4 a 5 minutos de vibrado, el comportamiento del

suelo apreciado en la curva del gráfico razón de soporte pierde su linealidad,

por lo que, los primeros 5 minutos el material sigue una trayectoria que

representa la transición de un suelo suelto a uno denso, para luego a partir

de los 5 minutos pasa de ser un suelo denso a uno suelto tratando de

recuperar su C.B.R. original.

Al analizar los gráficos 5.5 y 5.7 se observa que el C.B.R. del material

vibrado durante 8 minutos disminuye con relación al C.B.R. del material

vibrado a 4 minutos, es decir, se pasa del punto A al B en los gráficos. Esto

se debe a que el sobrevibrado suelta el material llevando el C.B.R. a valores

similares a los obtenidos con material más suelto.

La degradación del C.B.R. producto del sobrevibrado es más acentuada

en los materiales con graduación más fina, debido a que se acercan más a

un comportamiento no drenado con carga rápida de un suelo suelto, ya que

el drenaje es más dificultoso. Esto se observa en los gráficos 5.21 y 5.25,

donde el punto B tiene un descenso de mayor magnitud que en los casos

anteriores. Además, se puede deducir a través de los gráficos previamente

mencionados que la curva tiende a seguir una trayectoria por debajo de la

misma, ya que al encontrarse saturada la resistencia al corte disminuye.

Cabe señalar que con la experiencia adquirida a causa de los múltiples

ensayos C.B.R. con materiales no heladizos ejecutados en el laboratorio

Austro – Umag, indicar que al revisar el ordenamiento interno de la estructura

granular de las partículas al interior del molde C.B.R., se observó que no

existe una distribución homogénea de las partículas pétreas luego de vibrado

el material, pues el suelo tendió a segregarse por tamaño de partículas al no

poseer material fino que le otorgara la cohesión necesaria para su unión.

107

Fotografía 6.1: Segregación Fotografía 6.2: Segregación del suelo, luego del vibrado. del suelo, luego de ser

8 minutos en estado seco. sometida a inmesión. Fuente: Elaboración Propia. Fuente: Elaboración Propia.

Esta distribución no homogénea de las partículas de suelo producto del

vibrado se incrementa a mayor tamaño de las partículas, lo que se traduce

en valores de C.B.R. con dispersiones de hasta un 25% para un mismo

suelo. Además, pudo apreciarse que probetas de un mismo suelo con menor

densidad obtenían valores de C.B.R. más elevados, producto del

ordenamiento irregular de las partículas, las que al coincidir con la trayectoria

del pistón aumentaban su capacidad de soporte.

Por lo tanto, se puede concluir que la metodología planteada para

determinar el valor C.B.R. en suelos granulares con curva Proctor no

definida, tiene validez con algunas limitancias que debieran abordarse en

futuras investigaciones. En términos generales, para la aplicación de este

método se debe tener en consideración los siguientes puntos:

1. Se requiere de un equipamiento especial acondicionado para este

método, que permita obtener la densidad máxima en la mesa vibradora y a la

vez permita la penetración posterior en la prensa C.B.R..

2. La curva C.B.R. debe confeccionarse a partir de 3 puntos: Densidad

mínima, Densidad a 1 minuto de vibrado y Densidad a 4 minutos.

108

3. El C.B.R. final, se obtiene interpolando en la curva C.B.R. – Densidad

Seca, el valor del 80% de la Densidad Relativa calculada con el método

normado.

4. Se requiere realizar un número mayor de ensayos para establecer con

mayor precisión el tiempo de vibrado necesario para lograr la densidad

máxima.

5. El método propuesto entrega resultados con menor variación en suelos

de menor tamaño.

Sin embargo, aún con todas estas limitantes y considerando la falta de

una metodología normada, este método puede tomarse a modo referencial y

tener en consideración que tiene un porcentaje de desviación aún por

determinar y que se requiere de un número mayor de ensayos para

conocerla.

Por último, es importante destacar que el valor C.B.R. es utilizado para

correlacionar parámetros de ingeniería, tales como la constante de balasto y

el módulo de resiliente, por lo que, se hacen necesarios ensayos adicionales

para verificar que estas correlaciones se siguen manteniendo.

6.1.1.1- Evaluar que una densidad al 95% del Proctor Modificado es equivalente a decir Densidad Relativa al 80%.

Podemos decir que efectivamente existe una relación entre densidades

obtenidas al 80% de la Densidad Relativa y al 95% del Proctor Modificado en

los suelos ensayados, pero presenta una dispersión que depende en gran

medida del porcentaje de finos del suelo, pues se pudo observar que cuando

la densidad de la muestra obtenida al 80% de la Densidad Relativa es mayor

que la densidad de una muestra similar al 95% del Proctor Modificado, se

trata de una muestra con granulometría más gruesa, es decir, con un

109

porcentaje de finos pequeño , a diferencia de lo que ocurre con porcentajes

de finos mayores, esta relación de densidades de las muestras se invierte.

Se pudo verificar a través del ejercicio que se plantea en el punto 3.7 del

capítulo 3, que para el suelo de la muestra 1, la variación entre la densidad

obtenida al 80% de la Densidad Relativa, y la densidad al 95% de la

D.M.S.C., es del 4% a favor de la primera, teniendo ambas un porcentaje de

finos de 5,7%. Sin embargo, en el ejercicio desarrollado para la muestra 2,

se pudo establecer que para dicho suelo la variación fue del 0,4% esta vez a

favor de la densidad obtenida al 95% de la D.M.S.C.. A través de ambos

ejercicios, se establece que para dicha muestra existe un “porcentaje de

finos de equilibrio” para el cual ambas densidades son iguales, cuyo valor es

2085 kg/m2. Este valor podría sufrir variaciones para otro suelos con

granulometrías diferentes, por lo que, lo más correcto es hablar de un “rango”

de humedad de equilibrio cuyo valor es posible determinar, a partir de

ensayos adicionales desarrollados en futuros trabajos.

6.1.1.2- Analizar a partir de los resultados obtenidos en suelos de entre 5 y 12% de finos, la influencia del porcentaje de finos en los métodos de compactación de suelos.

En el gráfico 6.1 a partir de las muestras 1 y 2, se muestran las tendencias

de las densidades obtenidas a un 80% de Densidad Relativa y al 95% de la

D.M.S.C. variando el porcentaje de finos. Se puede apreciar que a menor

porcentaje de finos, las densidades obtenidas al 80% de la Densidad

Relativa crecen, situación inversa en las densidades obtenidas al 95% de la

D.M.S.C..

El punto A representa la intersección de ambas rectas, y por lo tanto,

representa el porcentaje de finos con el cual se logra coincidir la densidad al

80% de Densidad Relativa con la densidad al 95% de la D.M.S.C..

110

80% D.R. y 95% D.M.C.S. - % Finosy = -0,0103x + 2,1736

y = 0,0212x + 1,904

2,02

2,04

2,06

2,08

2,1

2,12

4 5 6 7 8 9

% de Finos

80%

D.R

. y 9

5% D

.M.C

.S.

80% D.R.

95% D.M.C.S.

Lineal (80% D.R.)

Lineal (95%D.M.C.S.)

Gráfico 6.1: 80% D. R. y 95% D. M. S. C. – % de Finos.

Fuente: Elaboración Propia.

Por lo tanto, podemos concluir que para el suelo estudiado es posible

señalar que densidades al 80% de la Densidad Relativa coincide con

densidades al 95% de la D.M.S.C. sólo con un determinado valor de

porcentaje de finos, al cual hemos denominado, “porcentaje de finos de

equilibrio”.

Este gráfico, además puede explicar fenómenos que ocurren en ciertas

ocasiones en faenas de compactación en terreno, por ejemplo, cuando se

determina la densidad patrón a partir del valor Proctor Modificado obtenido

en el laboratorio con un suelo que posee un porcentaje de fino menor al de

equilibrio, se obtienen en obra densidades mayores al 100% de ésta, debido

a que el vibrado en el terreno que producen los equipos de compactación se

acerca más a la metodología de vibrado con la cual se determina el valor de

densidad máxima en laboratorio (Densidad Relativa). Su justificación es que

el porcentaje de equilibrio se encuentra más a la izquierda de la curva

Densidad Relativa – Proctor Modificado lo que lleva a pensar que sería

A

111

recomendable utilizar la Densidad Relativa para controlar en terreno este tipo

de casos.

Al variar este porcentaje de finos, las densidades al 80% Densidad

Relativa y 95% de la D.M.S.C. varían del orden del 3 al 5%.

Por último, podemos concluir en este caso en particular, a modo de

ejemplo, que para este tipo de suelo, el “porcentaje de finos de equilibrio” se

obtiene con un valor de 8,55% de finos, correspondiente al valor en el eje de

las abcisas del punto A, pero no es posible generalizar, no obstante, sería

importante establecer un rango de valores.

112

Bibliografía

1. Manual de Carreteras, Volumen N° 8, Diciembre 2003.

2. NCh1117.Of77 Áridos para morteros y hormigones – Determinación de las

densidades real y neta y la absorción de agua de las gravas.

3. NCh1517/1.Of79 Mecánica de Suelos – Límites de consistencia – Parte 1:

Determinación del límite líquido.

4. NCh1517/2.Of79 Mecánica de Suelos – Límites de consistencia – Parte 2:

Determinación del límite plástico.

5. NCh1532.Of80 Mecánica de suelos – Determinación de la densidad de

partículas sólidas.

6. NCh1534/2.Of79 Mecánica de suelos – Relaciones humedad/densidad –

Parte 2: Métodos de compactación con pisón de 4.5 kg y 460 mm de caída.

7. NCh1726.Of80 Mecánica de suelos – Determinación de las densidades

máxima y mínima y cálculo de la densidad relativa en suelos no cohesivos.

8. NCh1852.Of81 Mecánica de suelos – Determinación de la razón de

soporte de suelos compactados en laboratorio.

9. Ministerio de Obras Públicas, Laboratorio Nacional de Vialidad, “Curso

Laboratorista Vial, Volumen I, Geotecnia”, 1985.

10. ASTM D 4253 - 00 “Métodos de Ensayo para Índice de Densidad Máxima

y Unidades de Peso de Suelos Usando una Mesa Vibratoria”.

113

11. ASTM D 4254 - 00 “Métodos de Ensayo para Índice de Densidad Mínimo

y Unidades de Peso de Suelos y Cálculo de la Densidad Relativa”.

12. Manual de Laboratorio de Suelos en Ingeniería Civil, Joshep E. Bowles,

Editorial McGraw Hill Interamericana S.A., 1980.

13. Mecánica de Suelos y Cimentaciones, Carlos Crespo Villalaz.

14. Mecánica de Suelos y Estudios Geotécnicos en Obras de Ingeniería,

“Master en Ingeniería del Agua Sostenible”, José Javier Márquez, Mayo

2006.

15. Manual del Constructor, Grupo Polpaico.

114

Anexo I:

Clasificación de Suelos según AASHTO y USCS

115

Clasificación de Suelos

La clasificación nos proporciona información cualitativa de las propiedades

mecánicas y comportamiento de un suelo. Existen diversos sistemas de

clasificación pero nos centraremos en los dos siguientes:

AASHTO (Asociación Estadounidense de Carreteras Estatales y

Oficiales del Transporte).

USCS (Sistema Unificado de Clasificación de Suelos).

116

Sistema de Clasificación AASHTO.

Clasificación de los Suelos de Textura Fina. (ASTM D 3282 – 93)

117

Símbolo del Grupo Nombres Típicos

A – 1 – a

Principalmente gravas con o sin

partículas finas de granulometrías

bien definidas.

A – 1 – b Arena con o sin partículas finas de

granulometrías bien definidas.

A – 2 – 4 Materiales granulares con partículas

finas limosas.

A – 2 – 5 Intermedio.

A – 2 – 6 Materiales granulares con partículas

finas arcillosas.

A – 2 – 7 Intermedio.

A – 3

Arena de granulometría deficiente

que casi no contiene partículas finas,

ni gravas.

A – 4 Principalmente partículas finas

limosas.

A – 5

Tipos de suelos poco frecuentes que

contienen partículas finas limosas,

generalmente elásticos y difíciles de

compactar.

A – 6 Contienen partículas finas limosas o

arcillosas con un límite liquido bajo.

A – 7 – 5 Las arcillas y limos más plásticos.

A – 7 – 6 Las arcillas y limos más plásticos. Tabla A1.1: Nonbre de Suelo según Sistema de Clasificación AASHTO.

Fuente: José Javier Márquez, Mecánica de Suelos y Estudios Geotécnicos en Obras de Ingeniería.

118

Sistema de Clasificación USCS.

119

Carta de Plasticidad de Casagrande. (ASTM D 2487 – 00)

120

Símbolo del Grupo Nombres Típicos

GW

Gravas bien graduadas, mezcla de

grava y arena con pocos finos o sin

ellos.

GP

Gravas mal graduadas, mezcla de

arena y grava con pocos finos o sin

ellos.

GM Gravas limosas, mezclas mal

graduadas de grava, arena y limo.

GC Gravas arcillosas, mezclas mal

graduadas de grava, arena y arcilla.

SW Arenas bien graduadas, arenas con

gravas, con finos o sin ellos.

SP Arenas mal graduadas, arena con

grava, con pocos finos o sin ellos.

SM Arenas limosas, mezclas de arenas y

limos mal graduados.

SC Arenas arcillosas, mezclas mal

graduadas de arenas y arcillas

ML

Limos orgánicos y arenas muy finas,

polvo de roca, arenas finas limosas o

arcillosas con ligera plasticidad.

CL

Arcillas inorgánicas de plasticidad

baja a media, arcillas con grava,

arcillas arenosos, arcillas limosas,

arcillas.

121

OL Limos orgánicos y arcillas limosas

orgánicas de baja plasticidad.

MH

Limos orgánicos, suelos limosos o

arenosos finos micáceos o con

distoméas, limos elásticos.

CH Arcillas inorgánicas de plasticidad

elevada, arcillas grasas.

OH Arcillas orgánicas de plasticidad

media o alta.

Pt Turba y otros suelos altamente

orgánicos. Tabla A1.2: Nombre de Suelo según Sistema de Clasificación USCS.

Fuente: Manual del Constructor, Grupo Polpaico.

122

Anexo II:

Aparato C. B. R.

123

Fotografía: Aparato C. B. R.

Fuente: Manual de Carreteras, Volumen N° 8.

124

Anexo III:

Manual de Carreteras: Capítulo 8.100 – Suelos Sección 8.101 Especificaciones para Suelos

125

CAPÍTULO 8.100 – SUELOS SECCION 8.101 ESPECIFICACIONES PARA SUELOS.

8.101.1 SUELOS: ESPECIFICACIONES PARA SUBBASES, BASES Y CAPAS DE RODADURA (LNV 102) 1.- Alcances y Campo de Aplicación. Estas especificaciones definen las

calidades y graduaciones de mezclas de arena - arcillas; gravas o escorias

seleccionadas; arenas o material triturado proveniente de pétreos o escorias

o cualquier combinación de estos materiales, para ser utilizados como

subbases, bases y capas de rodadura. Estos requerimientos son aplicables

únicamente a materiales que tienen densidades netas entre 2.000 y 3.000

kg/m3 y absorciones y graduaciones características. 2.- Requerimientos Generales. 2.1 Los agregados gruesos, retenidos sobre tamiz 5 mm (N° 4), deben ser

partículas resistentes, durables, constituidas de fragmentos de roca, grava o

escorias. Materiales que se quiebran con los ciclos alternados de hielo -

deshielo y humedad – sequedad, no deben ser usados. 2.2 Los agregados finos, que pasan por tamiz 5 mm (N° 4), deben estar

constituidos por arenas naturales o trituradas y por partículas minerales que

pasan por tamiz 0,08 mm (N° 200). Las fracciones que pasan por tamiz 0,08 mm (N° 200) no deberán ser

mayores que los dos tercios de la fracción que pasa por tamiz 0,5 mm (N°

40). Los límites de consistencia de la fracción que pasa por tamiz 0,5 mm

estarán conformes a lo indicado en Tabla 8.101.1.A.

126

2.3 Todo el material deberá estar libre de materias orgánicas y terrones de

arcillas. La graduación de los materiales deberá estar conforme con los

requerimientos de la Tabla 8.101.1.B.

TABLA 8.101.1.A LIMITES DE CONSISTENCIA O DE ATTERBERG

Límite Líquido Índice de Plasticidad

Subbase

Base Estabilizada

Carpeta de Rodadura

- Regiones I a III

- Regiones IV a VI

- Regiones VII a X

- Regiones XI a XII

Máx. 35

Máx. 25

Máx. 35

Máx. 35

Máx. 35

Máx. 35

Máx. 8

Máx. 6 (Ver 4.1)

5 – 10

4 – 9

3 – 8

Máx. 7

3.- Materiales para Subbase. 3.1 Los materiales para subbase deberán cumplir con los requerimientos

estipulados en 2 y en 3.2 y con la graduación TM-50a de la Tabla 8.101.1.B.

3.2 En cuanto a las propiedades mecánicas, el material deberá tener un

soporte CBR mayor o igual a 40% y la fracción gruesa deberá tener una

resistencia al desgaste, medida por el ensaye de Los Ángeles, Método

8.202.11, de no más de 40%. Nota 1: En zonas heladas se deben reconsiderar los límites de Atterberg y el

material bajo 0,08 mm, previo estudio de las condiciones locales.

127

4.- Materiales para Base Granular. 4.1 Los materiales para base granular (estabilización hidráulica) cumplirán

con los requerimientos indicados en 2 y 4.2. Las granulometrías deberán

ajustarse a una de las siguientes bandas: TM 50b, TM-50c o TM-25 de la

Tabla 8.101.1.B; el porcentaje de chancado, determinado según Método

8.202.6, no deberá ser menor que 50%. Cuando el material se use como

base para tratamiento superficial doble el contenido mínimo de chancado

será de 70%, su tamaño máximo absoluto será de 40 mm. y su Indice de

Plasticidad máximo será de 4%, salvo que el proyecto estipule otro valor,

debidamente justificado, el que en ningún caso podrá exceder el 6 %.

4.2 En cuanto a las propiedades mecánicas, el material deberá tener un

soporte CBR ≥ 80%; la fracción gruesa deberá tener una resistencia al

desgaste, medida por el ensaye de Los Ángeles, de no más de 35%.

En caso de tratamiento superficial doble, el soporte deberá ser CBR ≥ 100%.

Ver Nota 1.

Nota 2: Cuando se emplea como subbase de pavimento de hormigón, el

soporte deberá ser CBR ≥ 50%.

5.- Materiales para Carpeta de Rodadura. 5.1 Cuando se prevea que la carpeta de rodadura va a quedar expuesta por

varios años, sin una protección asfáltica, el material deberá cumplir con los

requerimientos de 2 y 5.2, con un contenido mínimo de chancado de 50 % y

con una de las siguientes bandas granulométricas:

- Zona Norte. Desde la I a VI Regiones, ambas inclusive, se empleará la

banda TM-40c.

- Zona Sur. Desde la VII a XII Regiones, ambas inclusive, se empleará la

banda TM-40b.

128

Nota 3: De acuerdo a circunstancias locales, previo estudio, se podrán variar

el fino bajo 0,08 mm y los límites de consistencia.

5.2 En cuanto a propiedades mecánicas, el material deberá tener un soporte

CBR ≥ 60%. En zonas donde se permite efectuar el ensaye sin inmersión,

este valor deberá ser del 80%. La fracción gruesa deberá tener una

resistencia al desgaste, medida por el ensaye de Los Ángeles, de no más de

30%.

6.- Base Granular Tratada con Cemento (GTC). Los materiales para GTC

deberán cumplir con los requerimientos de 4 y con una de las siguientes

bandas granulométricas: TM-50c con tamaño máximo absoluto de 40 mm o

TM-25. Los materiales podrán ser sólo seleccionados, siempre que cumplan

con una resistencia característica a la compresión a 7 días de 2,5 MPa.

7.- Base Tratada con Cemento (BTC). Los materiales para BTC deberán

cumplir con lo establecido en 6, a excepción de las partículas chancadas,

cuyo porcentaje deberá ser mayor que 50% y de la resistencia a la

compresión, que debe ser de 4,5 MPa, con una dosis mínima de 5% de

cemento.

8.- Base Abierta Ligada (BAL). Los materiales deberán cumplir con los

requisitos del punto 2 y con la banda granulométrica TM-40a. Las partículas

deben ser 100% chancadas y tener una resistencia al desgaste, medida por

el ensaye de Los Ángeles, no mayor que 35%.

9.- Contenido de Humedad. Todos los materiales contendrán una humedad

igual o ligeramente mayor que la óptima, necesaria para asegurar la

densidad de diseño requerida.

129

TABLA 8.101.1.B BANDAS GRANULOMETRICAS PARA SUBBASE, BASES Y CAPAS DE

RODADURA

Tamiz (mm.)

TM-50a TM-50b TM-50c TM-40a TM-40b TM-40c TM-25

50 100 100 100

40 - 70–100 - 100 100 100

25 55–100 55–85 70–100 70–100 80–100 80-100 100

20 - 45 - 75 60 - 90 50 - 80 - - 70–100

10 30 - 75 35 - 65 40 - 75 25 - 50 50 - 80 50 - 80 50 - 80

5 20 - 65 25 - 55 30 - 60 10 - 30 35 - 65 35 - 65 35 - 65

2.5 - - - 5 - 15 - - -

2 10 - 50 15 - 45 15 - 45 - 25 - 50 25 - 50 25 - 50

0.5 5 - 30 5 - 25 10 - 30 0 - 5 10 - 30 15 - 30 10 - 30

0.08 0 - 20 0 - 10 0 - 15 0 - 3 5 - 15 5 - 20 0 - 15

137

Determinación de la C.B.R. (NCh1852.Of81)

Fecha: 3 de Octubre 2008. Muestra: 1. Preparación de Muestras (Reemplazo) Se llenarán 3 recipientes con 7 kgs. de material pétreo distribuidos de la siguiente manera:

647 grs. será de material que pasa 3/4" y queda retenido en 3/8". 1230 grs. será de material que pasa 3/8" y queda retenido en N° 4. 5123 grs. será de material que pasa N° 4.

1. Datos de Confección Tipo Proctor: Modificado. Método Proctor: D. Humedad Óptima: 7,7% Densidad Máxima Seca: 2,131 (gr./cm³) N° de Capas: 5. 2. Antes de Inmersión Molde N° 14 10 15 N° de Golpes 56 25 10 Peso Molde (gr.) 4771 4740 4630 Volumen Molde (cm³) 2123 2123 2123 Peso Molde y Suelo (gr.) 9630 9467 9243 Peso Suelo (gr.) 4859 4727 4613 Densidad Húmeda (gr./cm³) 2,289 2,227 2,173 Humedad Antes de Compactar (%) 8,53 8,29 8,03 Humedad Después de Compactar (%) 7,92 8,50 7,57 Densidad Seca (gr./cm³) 2,121 2,052 2,020 3. Después de Inmersión Peso Molde y Suelo (gr.) 9659 9500 9389 Peso Suelo (gr.) 4888 4760 4759 Humedad 25 mm. Superior (%) 8,51 8,58 7,71

138

4. Datos de Ensayo

Tiempo (seg.)

Penetración

(plg.)

Molde N°: 14 Molde N°: 10 Molde N°: 15 N° de Golpes: 56 N° de Golpes: 25 N° de Golpes: 10

Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

30 0,025 8 2 14 3 7 2 60 0,050 23 4 43 8 22 4 90 0,075 41 8 85 16 51 9

120 0,100 69 13 130 24 75 14 150 0,125 100 18 175 32 101 18 180 0,150 140 25 212 38 127 23 210 0,175 195 35 220 40 154 28 240 0,200 255 46 267 48 176 32 270 0,225 310 56 289 52 199 36 300 0,250 363 65 313 56 221 40 330 0,275 413 74 329 59 241 44 360 0,300 390 0,325 420 0,350

139

5.1. Humedad Antes de Compactación Molde N° 14 6 1 N° de Golpes 56 25 10 Peso Recipiente (gr.) 361,27 345,21 361,30 Peso Recipiente + Suelo Húmedo (gr.) 1091,11 1121,16 1250,80 Peso Recipiente + Suelo Seco (gr.) 1033,74 1061,77 1184,72 Peso Agua (gr.) 57,37 59,39 66,08 Peso Suelo Seco (gr.) 672,47 716,56 823,42 Contenido de Humedad (w%) 8,53 8,29 8,03 5.2. Humedad Después de Compactación Molde N° 5 13 7 N° de Golpes 56 25 10 Peso Recipiente (gr.) 334,49 358,84 355,35 Peso Recipiente + Suelo Húmedo (gr.) 1329,79 1169,07 1121,09 Peso Recipiente + Suelo Seco (gr.) 1256,77 1105,63 1067,23 Peso Agua (gr.) 73,02 63,44 53,86 Peso Suelo Seco (gr.) 922,28 746,79 711,88 Contenido de Humedad (w%) 7,92 8,50 7,57 5.3. Humedad Después de Inmersión Molde N° 8 15 14 N° de Golpes 56 25 10 Peso Recipiente (gr.) 358,67 352,52 361,27 Peso Recipiente + Suelo Húmedo (gr.) 1290,66 1429,10 1461,36 Peso Recipiente + Suelo Seco (gr.) 1217,58 1344,06 1382,57 Peso Agua (gr.) 73,08 85,04 78,79 Peso Suelo Seco (gr.) 858,91 991,54 1021,3 Contenido de Humedad (w%) 8,51 8,58 7,71

132

Determinación de la Densidad de Partículas Sólidas (NCh1532.Of80)

Fecha: 4 de Octubre 2008. Muestra: 1. A. Partículas Menores a 5 mm. 1. Calibración Picnómetro

N° Peso Picnómetro + Agua (grs.)

Temperatura Agua ti (°C)

1 704,18 16,2 2 704,11 15,9 3 704,30 15,7 4 704,18 15,7 5 704,11 15,6

2. Material Bajo Tamiz 5 mm.

Primera Determinación. Masa Picnómetro Vacío: 204,87 grs. Masa Picnómetro + Agua (Ma): 704,18 grs. Masa Muestra Seca (Ms): 42,61 grs. Muestra + Picnómetro + Agua (Mm): 731,67 grs. Temperatura Agua: 10,6 °C Densidad del Agua a T° especif. (ρw): 0,9997 grs./cm³ Densidad de Partículas Sólidas: 2,818 grs./cm³

Segunda Determinación. Masa Picnómetro Vacío: 204,87 grs. Masa Picnómetro + Agua (Ma): 704,18 grs. Masa Muestra Seca (Ms): 47,32 grs. Muestra + Picnómetro + Agua (Mm): 734,13 grs. Temperatura Agua: 15 °C Densidad del Agua a T° especif. (ρw): 0,9991 grs./cm³ Densidad de Partículas Sólidas: 2,722 grs./cm³

( ) ρρ ws MmMaMsMs

×⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−+

=

133

Áridos para Morteros y Hormigones – Determinación de las Densidades Real y Neta y la Absorción de Agua de las Gravas (NCh1117.Of77) B. Partículas Mayores a 5 mm. Masa del Pétreo Sumergido (A): 3,999 Kg. Masa del Pétreo Seco (C): 6,253 Kg. Densidad Neta (ρn): 2774,18 Kg./m³

( )31000 m/KgAC

Cn

×⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

−=ρ

C. Densidad de Partículas Sólidas Ponderada Porcentaje de Partículas Menores a 5 mm.: 0,7319 % Porcentaje de Partículas Mayores a 5 mm.: 0,2681 % Densidad de Partículas Sólidas: 2770,22 Kg./m³ Densidad Neta: 2774,18 Kg./m³ Densidad Ponderada: 2771,28 Kg./m³

134

Determinación de la Densidad Máxima y Mínima Seca (NCh1726.Of80)

Fecha: 2 de Octubre 2008. Muestra: 1. Volumen del Molde: 2830 cm³. Peso del Molde: 8319 gr. 1. Densidad Mínima

N° Peso Molde + Suelo (gr.) Peso Suelo (gr.) Densidad Mínima (gr./cm³) 1 13058 4739 1,675 2 13098 4779 1,689 3 13127 4808 1,699 4 13119 4800 1,696 5 13121 4802 1,697

2. Densidad Máxima Altura del Molde: 15,15 cm. Área de Molde: 181,45 cm². Espesor Placa: 1,24 cm.

N°

Método

Descenso de Placa (cm.)

Dh

Promedio (cm.)

Altura Final (cm.)

Volumen

Final (cm.)

Peso Seco

Final + Molde (gr.)

Peso Seco Final (gr.)

Densidad Máxima (gr./cm³)

Dh1

Dh2

Dh3

Dh4

1 Seco 2,35 2,35 2,38 2,36 2,36 11,55 2095,75 13006 4687 2,236 2 Seco 2,01 2,01 2,01 2,03 2,02 11,90 2158,35 13119 4800 2,224 3 Seco 1,51 1,41 1,42 1,51 1,46 12,45 2258,60 13378 5059 2,240 4 Húmedo 1,96 1,91 1,98 1,91 1,94 11,97 2172,08 - 4900 2,256

135

130

Anexo IV:

Tablas de Ensayos Realizados

131

Granulometría (Manual de Carreteras, Volumen N° 8, Sección 8.102.1)

Fecha: 26 de Septiembre 2008. Muestra: 1. Peso Total de la Muestra: 11.071 gr. Tamaño Máximo Absoluto de la Muestra: 50 mm. Peso Sobretamaño: No hay. Porcentaje Sobretamaño: No hay. Granulometría - Fracción Mayor Tamiz 5 mm. Porcentaje de diferencia aceptada para material mayor a 5 mm.: 0,5 % Peso Seco Inicial Retenido en 5 mm.: 3.003 Peso Seco Lavado Retenido en 5 mm.: 2.995 Peso Seco Lavado Retenido en 5 mm. (Tamizado): 2.994 Porcentaje de diferencia arrojada: 0,03%

Tamiz N° Abertura (mm.)

Peso Retenido (g. )

% Retenido % Que Pasa

3" 80 0 100 2 1/2" 63 0 100

2" 50 0 100 1 1/2" 40 230 2,08 98

1" 25 390 3,52 94 3/4" 20 276 2,49 92 3/8" 10 714 6,45 86 N° 4 5 1358 12,27 73

Residuos 26 0,23 Granulometría - Fracción Menor Tamiz 5 mm. Porcentaje de diferencia aceptada para material menor a 5 mm.: 3 % Peso Seco Inicial Pasa en 5 mm.: 8.068 Peso Seco Cuarteo Pasa en 5 mm.: 564,8 Peso Seco Cuarteo Lavado Pasa en 5 mm.: 525,3 Peso Seco Cuarteo Pasa en 5 mm. (Tamizado): 524,7 Factor de Corrección: 0,129 Porcentaje de diferencia arrojada: 0,10%

Tamiz N° Abertura (mm.)

Peso Retenido (g. )

% Retenido % Que Pasa

N° 10 2 142,1 18,34 54,9 N° 40 0,5 301,3 38,88 15,9

N° 200 0,08 79,6 10,27 5,7 Residuos 1,7 0,21

132

135

Determinación de la Compactación del Proctor Modificado (NCh1726.Of80)

Fecha: 1 de Octubre 2008. Muestra: 1. Preparación de Muestras (Reemplazo)

Tamiz N° Abertura (mm.) % Que Pasa 3" 80

2 1/2" 63 2" 50 100

1 1/2" 40 98 1" 25 94

3/4" 20 92 3/8" 10 85

4 5 73

Factor de Corrección 100% Que Pasa - % Que Pasa N° 4 = 26,81 3/4" - % Que Pasa N° 4 = 18,72 F.C. = 1,432 Se llenarán 5 recipientes con 6 kgs. de material pétreo distribuidos de la siguiente manera:

554 grs. será de material que pasa 3/4" y queda retenido en 3/8". 1054 grs. será de material que pasa 3/8" y queda retenido en N° 4. 4391 grs. será de material que pasa N° 4.

Determinación de la Densidad Húmeda del Suelo Compactado Peso de Muestra de Ensayo: 6 kgs. Peso de Molde Proctor: 2834 grs. Volumen de Molde Proctor: 2128 cm³

Molde (N°)

Humedad

Preparación (w%)

Cantidad de Agua

(cm³)

Peso Recip. +

Suelo Húmedo

(gr.)

Suelo

Húmedo (gr.)

Densidad Húmeda (gr./cm³)

1 4 240 7399 4565 2,145 1 6 360 7577 4743 2,229 1 8 480 7717 4883 2,295 1 10 600 7745 4911 2,308 1 12 720 7773 4939 2,321

136

Tabla Relación de Humedad / Densidad - Ensayo Proctor Modificado Recipiente

(N°)

Humedad

Preparación (w%)

Peso

Recipiente (gr.)

Peso Recipiente +

Suelo Húmedo(gr.)

Peso Recipiente

+ Suelo Seco (gr.)

Peso de Suelo

Húmedo (gr.)

Peso de

Suelo Seco (gr.)

Peso de

Agua (gr.)

w % Real

w % Real

Ponderada

Densidad Seca Real

(gr./cm³)

2 4 342,63 1176,53 1143,90 833,90 801,27 32,63 4,1 3,9 2,065 11 4 349,17 1082,30 1056,30 733,13 707,13 26,00 3,7 5 6 334,51 973,61 939,23 639,10 604,72 34,38 5,7 5,8 2,107

13 6 358,83 1230,52 1181,78 871,69 822,95 48,74 5,9 18 8 356,80 1241,16 1179,39 884,36 822,59 61,77 7,5 7,7 2,131 25 8 371,84 1033,71 985,28 661,87 613,44 48,43 7,9 17 10 348,75 1220,64 1151,63 871,89 802,88 69,01 8,6 8,6 2,124 6 10 344,98 1148,30 1084,26 803,32 739,28 64,04 8,7

20 12 355,73 1077,56 1019,35 721,83 663,62 58,21 8,8 9,7 2,117 10 12 348,21 1274,19 1185,90 925,98 837,69 88,29 10,5

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡=

VW

M

HHγ

( )⎥

⎥

⎦

⎤

⎢⎢

⎣

⎡

+=

%WH

D 1γγ

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡=

WW

S

W%W

γH: Densidad Suelo Húmeda. γD: Densidad Suelo Seca. WH: Peso Suelo Húmedo. WS: Peso Suelo Seco. WW: Peso de Agua. VM: Volumen de Molde Proctor. W%: Contenido de Agua o Humedad.

137

146

Determinación de la C.B.R. (NCh1852.Of81)

Fecha: 13 de Octubre 2008. Muestra: 2. Preparación de Muestras (Reemplazo) Se llenarán 3 recipientes con 7 kgs. de material pétreo distribuidos de la siguiente manera:

1035 grs. será de material que pasa 3/4" y queda retenido en 3/8". 1171 grs. será de material que pasa 3/8" y queda retenido en N° 4. 4794 grs. será de material que pasa N° 4.

1. Datos de Confección Tipo Proctor: Modificado. Método Proctor: D. Humedad Óptima: 7,3% Densidad Máxima Seca: 2,197 (gr./cm³) N° de Capas: 5. 2. Antes de Inmersión Molde N° 14 15 16 N° de Golpes 56 25 10 Peso Molde (gr.) 4771 4630 4745 Volumen Molde (cm³) 2123 2123 2118 Peso Molde y Suelo (gr.) 9667 9308 9264 Peso Suelo (gr.) 4896 4678 4519 Densidad Húmeda (gr./cm³) 2,306 2,203 2,134 Humedad Antes de Compactar (%) 8,03 7,41 8,00 Humedad Después de Compactar (%) 7,79 7,53 7,99 Densidad Seca (gr./cm³) 2,140 2,049 1,976 3. Después de Inmersión Peso Molde y Suelo (gr.) 9669 9324 13180 Peso Suelo (gr.) 4898 4694 8435 Humedad 25 mm. Superior (%) 7,86 8,16 9,00

147

4. Datos de Ensayo

Tiempo (seg.)

Penetración

(plg.)

Molde N°: 14 Molde N°: 15 Molde N°: 16 N° de Golpes: 56 N° de Golpes: 25 N° de Golpes: 10

Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

30 0,025 31 6 10 2 9 2 60 0,050 115 21 43 8 26 5 90 0,075 215 39 96 18 52 10

120 0,100 325 59 153 28 83 15 150 0,125 428 77 208 38 111 20 180 0,150 256 46 134 24 210 0,175 304 55 155 28 240 0,200 342 62 178 32 270 0,225 300 0,250 330 0,275 360 0,300 390 0,325 420 0,350

148

5.1. Humedad Antes de Compactación Molde N° 25 8 22 N° de Golpes 56 25 10 Peso Recipiente (gr.) 371,76 358,65 366,49 Peso Recipiente + Suelo Húmedo (gr.) 1108,03 1141,32 1032,23 Peso Recipiente + Suelo Seco (gr.) 1053,32 1086,34 982,93 Peso Agua (gr.) 54,71 53,98 49,3 Peso Suelo Seco (gr.) 681,56 728,69 616,44 Contenido de Humedad (w%) 8,03 7,41 8 5.2. Humedad Después de Compactación Molde N° 11 4 10 N° de Golpes 56 25 10 Peso Recipiente (gr.) 349,10 350,64 348,03 Peso Recipiente + Suelo Húmedo (gr.) 1040,70 1112,43 1164,87 Peso Recipiente + Suelo Seco (gr.) 990,73 1059,08 1104,44 Peso Agua (gr.) 49,97 53,35 60,43 Peso Suelo Seco (gr.) 641,63 708,44 756,41 Contenido de Humedad (w%) 7,79 7,53 7,99 5.3. Humedad Después de Inmersión Molde N° 22 4 11 N° de Golpes 56 25 10 Peso Recipiente (gr.) 366,41 350,61 349,07 Peso Recipiente + Suelo Húmedo (gr.) 1181,43 1135,22 1183,78 Peso Recipiente + Suelo Seco (gr.) 1122,07 1076,02 1114,83 Peso Agua (gr.) 59,36 59,2 68,95 Peso Suelo Seco (gr.) 755,66 725,41 765,76 Contenido de Humedad (w%) 7,86 8,16 9,00

141

Determinación de la Densidad de Partículas Sólidas (NCh1532.Of80)

Fecha: 11 de Octubre 2008. Muestra: 2. A. Partículas Menores a 5 mm. 1. Calibración Picnómetro

N° Peso Picnómetro + Agua (grs.)

Temperatura Agua ti (°C)

1 704,18 16,2 2 704,11 15,9 3 704,30 15,7 4 704,18 15,7 5 704,11 15,6

2. Material Bajo Tamiz 5 mm.

Primera Determinación. Masa Picnómetro Vacío: 204,87 grs. Masa Picnómetro + Agua (Ma): 704,18 grs. Masa Muestra Seca (Ms): 41,97 grs. Muestra + Picnómetro + Agua (Mm): 730,38 grs. Temperatura Agua: 16 °C Densidad del Agua a T° especif. (ρw): 0,99909 grs./cm³ Densidad de Partículas Sólidas: 2,6596 grs./cm³

Segunda Determinación. Masa Picnómetro Vacío: 204,87 grs. Masa Picnómetro + Agua (Ma): 704,18 grs. Masa Muestra Seca (Ms): 41,72 grs. Muestra + Picnómetro + Agua (Mm): 730,06 grs. Temperatura Agua: 15 ,8°C Densidad del Agua a T° especif. (ρw): 0,99909 grs./cm³ Densidad de Partículas Sólidas: 2,6321 grs./cm³

( ) ρρ ws MmMaMsMs

×⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−+

=

142

Áridos para Morteros y Hormigones – Determinación de las Densidades Real y Neta y la Absorción de Agua de las Gravas (NCh1117.Of77) B. Partículas Mayores a 5 mm. Masa del Pétreo Sumergido (A): 4573 Kg. Masa del Pétreo Seco (C): 7205 Kg. Densidad Neta (ρn): 2737,46 Kg./m³

( )31000 m/KgAC

Cn

×⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

−=ρ

C. Densidad de Partículas Sólidas Ponderada Porcentaje de Partículas Menores a 5 mm.: 0,6849 % Porcentaje de Partículas Mayores a 5 mm.: 0,3151 % Densidad de Partículas Sólidas: 2645,87 Kg./m³ Densidad Neta: 2737,46 Kg./m³ Densidad Ponderada: 2674,73 Kg./m³

143

Determinación de la Densidad Máxima y Mínima Seca (NCh1726.Of80)

Fecha: 26 de Septiembre 2008. Muestra: 2. Volumen del Molde: 2830 cm³. Peso del Molde: 8319 gr. 1. Densidad Mínima

N° Peso Molde + Suelo (gr.) Peso Suelo (gr.) Densidad Mínima (gr./cm³) 1 13017 4698 1,660 2 12999 4680 1,654 3 13024 4705 1,663 4 13007 4688 1,657 5 13000 4681 1,654

2. Densidad Máxima Altura del Molde: 15,15 cm. Área de Molde: 181,45 cm². Espesor Placa: 1,24 cm.

N°

Método

Descenso de Placa (cm.)

Dh

Promedio (cm.)

Altura Final (cm.)

Volumen

Final (cm.)

Peso Seco

Final + Molde (gr.)

Peso Seco Final (gr.)

Densidad Máxima (gr./cm³)

Dh1

Dh2

Dh3

Dh4

1 Seco 2,38 2,06 2,14 2,14 2,18 11,73 2128,41 12925 4606 2,164 2 Seco 3,32 3,37 3,31 3,32 3,33 10,58 1919,74 12584 4265 2,222 3 Seco 3,15 3,12 3,21 3,21 3,17 10,74 1948,32 12628 4309 2,212 4 Húmedo 2,51 2,52 2,56 2,53 2,53 11,38 2065,01 - 4602 2,229

144

140

Granulometría (Manual de Carreteras, Volumen N° 8, Sección 8.102.1)

Fecha: 23 de Septiembre del 2008. Muestra: 2. Peso Total de la Muestra: 16.106 gr. Tamaño Máximo Absoluto de la Muestra: 40 mm. Peso Sobretamaño: No hay. Porcentaje Sobretamaño: No hay. Granulometría - Fracción Mayor Tamiz 5 mm. Porcentaje de diferencia aceptada para material mayor a 5 mm.: 0,5 % Peso Seco Inicial Retenido en 5 mm.: 5.061 Peso Seco Lavado Retenido en 5 mm.: 5.053 Peso Seco Lavado Retenido en 5 mm. (Tamizado): 5.052 Porcentaje de diferencia arrojada: 0,02%

Tamiz N° Abertura (mm.)

Peso Retenido (g. )

% Retenido % Que Pasa

3" 80 0 100 2 1/2" 63 0 100

2" 50 0 100 1 1/2" 40 0 100

1" 25 890 5,6 94 3/4" 20 555 3,5 91 3/8" 10 1680 10,5 80 N° 4 5 1901 11,9 69

Residuos 26 0,2 Granulometría - Fracción Menor Tamiz 5 mm. Porcentaje de diferencia aceptada para material menor a 5 mm.: 3 % Peso Seco Inicial Pasa en 5 mm.: 10.888 Peso Seco Cuarteo Pasa en 5 mm.: 542,0 Peso Seco Cuarteo Lavado Pasa en 5 mm.: 485,2 Peso Seco Cuarteo Pasa en 5 mm. (Tamizado): 485,1 Factor de Corrección: 0,125 Porcentaje de diferencia arrojada: 0,02%

Tamiz N° Abertura (mm.)

Peso Retenido (g. )

% Retenido % Que Pasa

N° 10 2 109,0 13,6 54,9 N° 40 0,5 251,8 31,4 23,5

N° 200 0,08 119,2 14,9 8,6 Residuos 5,0 0,63

141

144

Determinación de la Compactación del Proctor Modificado (NCh1726.Of80)

Fecha: 25 de Septiembre 2008. Muestra: 2. Preparación de Muestras (Reemplazo)

Tamiz N° Abertura (mm.) % Que Pasa 3" 80

2 1/2" 63 2" 50

1 1/2" 40 100 1" 25 94

3/4" 20 91 3/8" 10 80

4 5 69

Factor de Corrección 100% Que Pasa - % Que Pasa N° 4 = 31,51 3/4" - % Que Pasa N° 4 = 22,45 F.C. = 1,404 Se llenarán 5 recipientes con 6 kgs. de material pétreo distribuidos de la siguiente manera:

887 grs. será de material que pasa 3/4" y queda retenido en 3/8". 1004 grs. será de material que pasa 3/8" y queda retenido en N° 4. 4109 grs. será de material que pasa N° 4.

Determinación de la Densidad Húmeda del Suelo Compactado Peso de Muestra de Ensayo: 6 kgs. Peso de Molde Proctor: 2834 grs. Volumen de Molde Proctor: 2128 cm³

Molde (N°)

Humedad

Preparación (w%)

Cantidad de Agua

(cm³)

Peso Recip. +

Suelo Húmedo

(gr.)

Suelo

Húmedo (gr.)

Densidad Húmeda (gr./cm³)

1 4 240 7367 4533 2,130 1 6 360 7545 4711 2,214 1 8 480 7758 4924 2,314 1 10 600 7851 5017 2,358 1 12 720 7826 4992 2,346

145

Tabla Relación de Humedad / Densidad - Ensayo Proctor Modificado Recipiente

(N°)

Humedad

Preparación (w%)

Peso

Recipiente (gr.)

Peso Recipiente +

Suelo Húmedo(gr.)

Peso Recipiente

+ Suelo Seco (gr.)

Peso de Suelo

Húmedo (gr.)

Peso de

Suelo Seco (gr.)

Peso de

Agua (gr.)

w % Real

w % Real

Ponderada

Densidad Seca Real

(gr./cm³)

2 4 349,15 904,75 893,95 555,6 544,8 10,8 2,0 2,0 2,089 11 4 356,84 931,24 919,95 574,4 563,11 11,29 2,0 5 6 371,75 1063,48 1037,76 691,73 666,01 25,72 3,9 3,8 2,132

13 6 366,52 1025,54 1001,51 659,02 634,29 24,03 3,8 18 8 355,26 1040,00 1003,30 684,74 648,04 36,7 5,7 5,7 2,189 25 8 345,10 1058,44 1019,59 713,34 674,49 38,85 5,8 17 10 348,88 1073,97 1026,22 725,09 677,34 47,75 7,0 7,3 2,197 6 10 366,94 1035,56 988,66 668,62 621,72 46,9 7,5

20 12 342,64 1062,87 1006,47 720,24 663,84 56,4 8,5 8,5 2,161 10 12 326,23 1064,72 1006,33 738,49 680,1 58,39 8,6

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡=

VW

M

HHγ

( )⎥

⎥

⎦

⎤

⎢⎢

⎣

⎡

+=

%WH

D 1γγ

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡=

WW

S

W%W

γH: Densidad Suelo Húmeda. γD: Densidad Suelo Seca. WH: Peso Suelo Húmedo. WS: Peso Suelo Seco. WW: Peso de Agua. VM: Volumen de Molde Proctor. W%: Contenido de Agua o Humedad.

146

154

Metodología Propuesta para obtener el C. B. R. a partir de la Densidad Relativa Fecha: 18 de Octubre 2008. Muestra: 3 – 1. Preparación de Muestras (Reemplazo) Se llenarán 3 recipientes con 7 kgs. de material pétreo distribuidos de la siguiente manera:

1488 grs. será de material que pasa 3/4" y queda retenido en 3/8". 1549 grs. será de material que pasa 3/8" y queda retenido en N° 4. 3963 grs. será de material que pasa N° 4.

1. Antes de Inmersión Molde N° 16 13 12 Tiempo (Minutos) 8 4 0 Peso Molde (gr.) 4745 4707 4705 Volumen Molde (cm³) 2118 2123 2123 Peso Molde y Suelo Seco y Placa Base (gr.) 13047 13039 11593 Peso Suelo Seco (gr.) 4422 4447 4108 Peso Placa Base (gr.) 3880 3885 2780 Densidad Seca (gr./cm³) 2,088 2,115 1,935 Densidad Húmeda (gr./cm³) 2,28 2,29 2,13 2. Después de Inmersión Peso Molde y Suelo y Placa Base (gr.) 13444 13408 12005 Peso Suelo Húmedo (gr.) 4819 4816 4520

155

3. Datos de Ensayo Tiempo (seg.)

Penetración (plg.)

Molde N°: 16 Molde N°: 13 Molde N°: 12 Tiempo (min.): 8 Tiempo (min.): 4 Tiempo (min.): 0 Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

30 0,025 4 1 16 3 4 1 60 0,050 16 3 54 10 9 2 90 0,075 34 6 104 19 15 3

120 0,100 73 13 173 31 23 4 150 0,125 128 23 246 44 33 6 180 0,150 195 35 323 58 46 8 210 0,175 253 46 392 71 57 11 240 0,200 334 60 469 84 73 13 270 0,225 397 71 543 80 15 300 0,250 440 79 94 17 330 0,275 104 19 360 0,300 119 22 390 0,325 130 24 420 0,350

156

Metodología Propuesta para obtener el C. B. R. a partir de la Densidad Relativa Fecha: 19 de Octubre 2008. Muestra: 3 – 2. Preparación de Muestras (Reemplazo) Se llenarán 3 recipientes con 7 kgs. de material pétreo distribuidos de la siguiente manera:

1488 grs. será de material que pasa 3/4" y queda retenido en 3/8". 1549 grs. será de material que pasa 3/8" y queda retenido en N° 4. 3963 grs. será de material que pasa N° 4.

1. Antes de Inmersión Molde N° 11 17 10 Tiempo (Minutos) 8 4 0 Peso Molde (gr.) 4740 4746 4740 Volumen Molde (cm³) 2123 2123 2123 Peso Molde y Suelo Seco y Placa Base (gr.) 12988 12992 12696 Peso Suelo Seco (gr.) 4372 4408 4110 Peso Placa Base (gr.) 3876 3838 3846 Densidad Seca (gr./cm³) 2,059 2,076 1,936 Densidad Húmeda (gr./cm³) 2,26 2,26 2,14 2. Después de Inmersión Peso Molde y Suelo y Placa Base (gr.) 13408 13392 13122 Peso Suelo Húmedo (gr.) 4792 4808 4536

157

3. Datos de Ensayo Tiempo (seg.)

Penetración (plg.)

Molde N°: 11 Molde N°: 17 Molde N°: 10 Tiempo (min.): 8 Tiempo (min.): 4 Tiempo (min.): 0 Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

30 0,025 24 5 6 1 8 2 60 0,050 80 15 18 4 17 3 90 0,075 173 31 53 10 28 5

120 0,100 264 48 94 17 39 7 150 0,125 361 65 161 29 51 9 180 0,150 437 79 215 39 63 12 210 0,175 499 90 332 60 78 14 240 0,200 450 81 91 17 270 0,225 551 99 104 19 300 0,250 116 21 330 0,275 125 23 360 0,300 390 0,325 420 0,350

149

Granulometría (Manual de Carreteras, Volumen N° 8, Sección 8.102.1)

Fecha: 14 de Octubre del 2008. Muestra: 3. Peso Total de la Muestra: 13.459 gr. Tamaño Máximo Absoluto de la Muestra: 50 mm. Peso Sobretamaño: No hay. Porcentaje Sobretamaño: No hay. Granulometría - Fracción Mayor Tamiz 5 mm. Porcentaje de diferencia aceptada para material mayor a 5 mm.: 0,5 % Peso Seco Inicial Retenido en 5 mm.: 5.878 Peso Seco Lavado Retenido en 5 mm.: 5.874 Peso Seco Lavado Retenido en 5 mm. (Tamizado): 5.873 Porcentaje de diferencia arrojada: 0,01%

Tamiz N° Abertura (mm.)

Peso Retenido (g. )

% Retenido % Que Pasa

3" 80 0 100 2 1/2" 63 0 100

2" 50 0 100 1 1/2" 40 274,3 2 98

1" 25 402,6 3 95 3/4" 20 597,5 4,4 91 3/8" 10 2235 16,6 74 N° 4 5 2327,9 17,3 57

Residuos 35,9 0,27

Granulometría - Fracción Menor Tamiz 5 mm. Porcentaje de diferencia aceptada para material menor a 5 mm.: 3 % Peso Seco Inicial Pasa en 5 mm.: 7.575 Peso Seco Cuarteo Pasa en 5 mm.: 551,9 Peso Seco Cuarteo Lavado Pasa en 5 mm.: 539,1 Peso Seco Cuarteo Pasa en 5 mm. (Tamizado): 538,5 Factor de Corrección: 0,1 Porcentaje de diferencia arrojada: 0,12%

Tamiz N° Abertura (mm.)

Peso Retenido (g. )

% Retenido % Que Pasa

N° 10 2 107,8 10,9 45,6 N° 40 0,5 290,4 29,6 16,0

N° 200 0,08 139,4 14,2 1,8 Residuos 0,8 0,09

150

150

Determinación de la Compactación del Proctor Modificado (NCh1726.Of80)

Fecha: 16 de Octubre 2008. Muestra: 3. Preparación de Muestras (Reemplazo)

Tamiz N° Abertura (mm.) % Que Pasa 3" 80

2 1/2" 63 2" 50 100

1 1/2" 40 98 1" 25 95

3/4" 20 91 3/8" 10 74

4 5 57

Factor de Corrección 100% Que Pasa - % Que Pasa N° 4 = 43,39 3/4" - % Que Pasa N° 4 = 33,92 F.C. = 1,279 Se llenarán 5 recipientes con 6 kgs. de material pétreo distribuidos de la siguiente manera:

1276 grs. será de material que pasa 3/4" y queda retenido en 3/8". 1328 grs. será de material que pasa 3/8" y queda retenido en N° 4. 3397 grs. será de material que pasa N° 4.

Determinación de la Densidad Húmeda del Suelo Compactado Peso de Muestra de Ensayo: 6 kgs. Peso de Molde Proctor: 2834 grs. Volumen de Molde Proctor: 2128 cm³

Molde (N°)

Humedad

Preparación (w%)

Cantidad de Agua

(cm³)

Peso Recip. +

Suelo Húmedo

(gr.)

Suelo

Húmedo (gr.)

Densidad Húmeda (gr./cm³)

1 4 240 7385 4551 2,139 1 6 360 7484 4650 2,185 1 8 480 7565 4731 2,223 1 10 600 7622 4788 2,250 1 12 720 7517 4683 2,201

151

Tabla Relación de Humedad / Densidad - Ensayo Proctor Modificado Recipiente

(N°)

Humedad

Preparación (w%)

Peso

Recipiente (gr.)

Peso Recipiente +

Suelo Húmedo(gr.)

Peso Recipiente

+ Suelo Seco (gr.)

Peso de Suelo

Húmedo (gr.)

Peso de

Suelo Seco (gr.)

Peso de

Agua (gr.)

w % Real

w % Real

Ponderada

Densidad Seca Real

(gr./cm³)

5 4 334,36 992,97 970,50 658,61 636,14 22,47 3,5 3,5 2,067 17 4 348,67 1018,36 996,48 669,69 647,81 21,88 3,4 12 6 355,24 957,93 928,45 602,69 573,21 29,48 5,1 5,3 2,076 19 6 325,73 1119,92 1079,23 794,19 753,50 40,69 5,4 9 8 361,69 1177,58 1122,88 815,89 761,19 54,70 7,2 7,2 2,074

25 8 371,74 1134,01 1083,05 762,27 711,31 50,96 7,2 2 10 342,47 1136,72 1079,13 794,25 736,66 57,59 7,8 7,6 2,091

18 10 356,35 1350,74 1282,15 994,39 925,80 68,59 7,4 14 12 361,22 1243,61 1182,40 882,39 821,18 61,21 7,5 7,6 2,045 13 12 258,58 1007,05 953,14 748,47 694,56 53,91 7,8

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡=

VW

M

HHγ

( )⎥

⎥

⎦

⎤

⎢⎢

⎣

⎡

+=

%WH

D 1γγ

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡=

WW

S

W%W

γH: Densidad Suelo Húmeda. γD: Densidad Suelo Seca. WH: Peso Suelo Húmedo. WS: Peso Suelo Seco. WW: Peso de Agua. VM: Volumen de Molde Proctor. W%: Contenido de Agua o Humedad.

152

152

Determinación de la Compactación del Proctor Modificado (NCh1726.Of80)

Fecha: 17 de Octubre 2008. Muestra: 3. Preparación de Muestras (Reemplazo)

Tamiz N° Abertura (mm.) % Que Pasa 3" 80

2 1/2" 63 2" 50 100

1 1/2" 40 98 1" 25 95

3/4" 20 91 3/8" 10 74

4 5 57

Factor de Corrección 100% Que Pasa - % Que Pasa N° 4 = 43,39 3/4" - % Que Pasa N° 4 = 33,92 F.C. = 1,279 Se llenarán 5 recipientes con 6 kgs. de material pétreo distribuidos de la siguiente manera:

1276 grs. será de material que pasa 3/4" y queda retenido en 3/8". 1328 grs. será de material que pasa 3/8" y queda retenido en N° 4. 3397 grs. será de material que pasa N° 4.

Determinación de la Densidad Húmeda del Suelo Compactado Peso de Muestra de Ensayo: 6 kgs. Peso de Molde Proctor: 2834 grs. Volumen de Molde Proctor: 2128 cm³

Molde (N°)

Humedad

Preparación (w%)

Cantidad de Agua

(cm³)

Peso Recip. +

Suelo Húmedo

(gr.)

Suelo

Húmedo (gr.)

Densidad Húmeda (gr./cm³)

1 4 240 7396 4562 2,144 1 6 360 7488 4654 2,187 1 8 480 7615 4781 2,247 1 10 600 7642 4808 2,259 1 12 720 7660 4826 2,268

153

Tabla Relación de Humedad / Densidad - Ensayo Proctor Modificado Recipiente

(N°)

Humedad

Preparación (w%)

Peso

Recipiente (gr.)

Peso Recipiente +

Suelo Húmedo(gr.)

Peso Recipiente

+ Suelo Seco (gr.)

Peso de Suelo

Húmedo (gr.)

Peso de

Suelo Seco (gr.)

Peso de

Agua (gr.)

w % Real

w % Real

Ponderada

Densidad Seca Real

(gr./cm³)

6 4 344,8 1191,44 1160,85 846,64 816,05 30,59 3,7 3,7 2,067 20 4 355,37 1003,25 979,94 647,88 624,57 23,31 3,7 12 6 355,2 1162,80 1115,75 807,60 760,55 47,05 6,2 6,1 2,061 4 6 350,6 1344,93 1288,54 994,33 937,94 56,39 6,0

25 8 371,72 1319,49 1256,94 947,77 885,22 62,55 7,1 7,1 2,097 13 8 358,53 1144,65 1091,90 786,12 733,37 52,75 7,2 14 10 361,19 1128,49 1074,45 767,30 713,26 54,04 7,6 7,4 2,104 17 10 348,61 1326,29 1260,58 977,68 911,97 65,71 7,2 22 12 366,41 1170,49 1109,76 804,08 743,35 60,73 8,2 8,0 2,099 15 12 352,27 1172,40 1112,56 820,13 760,29 59,84 7,9

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡=

VW

M

HHγ

( )⎥

⎥

⎦

⎤

⎢⎢

⎣

⎡

+=

%WH

D 1γγ

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡=

WW

S

W%W

γH: Densidad Suelo Húmeda. γD: Densidad Suelo Seca. WH: Peso Suelo Húmedo. WS: Peso Suelo Seco. WW: Peso de Agua. VM: Volumen de Molde Proctor. W%: Contenido de Agua o Humedad.

154

161

Metodología Propuesta para obtener el C. B. R. a partir de la Densidad Relativa Fecha: 14 de Noviembre 2008. Muestra: 4 – 1. Preparación de Muestras (Reemplazo) Se llenarán 3 recipientes con 7 kgs. de material pétreo distribuidos de la siguiente manera:

1515 grs. será de material que pasa 3/4" y queda retenido en 3/8". 1705 grs. será de material que pasa 3/8" y queda retenido en N° 4. 3780 grs. será de material que pasa N° 4.

1. Antes de Inmersión Molde N° 17 16 12 Tiempo (Minutos) 8 4 0 Peso Molde (gr.) 4746 4745 4705 Volumen Molde (cm³) 2123 2118 2123 Peso Molde y Suelo Seco y Placa Base (gr.) 12706 12813 11459 Peso Suelo Seco (gr.) 4122 4188 3977 Peso Placa Base (gr.) 3838 3880 2777 Densidad Seca (gr./cm³) 1,942 1,977 1,873 Densidad Húmeda (gr./cm³) 2,10 2,15 2,03 2. Después de Inmersión Peso Molde y Suelo y Placa Base (gr.) 13041 13173 11799 Peso Suelo Húmedo (gr.) 4457 4548 4317

162

3. Datos de Ensayo Tiempo (seg.)

Penetración (plg.)

Molde N°: 17 Molde N°: 16 Molde N°: 12 Tiempo (min.): 8 Tiempo (min.): 4 Tiempo (min.): 0 Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

30 0,025 24 5 5 1 6 1 60 0,050 53 10 17 3 14 3 90 0,075 86 16 42 8 26 5

120 0,100 122 22 81 15 37 7 150 0,125 159 29 133 24 52 10 180 0,150 202 37 183 33 66 12 210 0,175 239 43 240 43 79 14 240 0,200 271 49 290 52 92 17 270 0,225 310 56 330 59 107 19 300 0,250 344 62 365 66 120 22 330 0,275 380 68 400 72 131 24 360 0,300 139 25 390 0,325 420 0,350

163

Metodología Propuesta para obtener el C. B. R. a partir de la Densidad Relativa Fecha: 14 de Noviembre 2008. Muestra: 4 – 2. Preparación de Muestras (Reemplazo) Se llenarán 3 recipientes con 7 kgs. de material pétreo distribuidos de la siguiente manera:

1515 grs. será de material que pasa 3/4" y queda retenido en 3/8". 1705 grs. será de material que pasa 3/8" y queda retenido en N° 4. 3780 grs. será de material que pasa N° 4.

1. Antes de Inmersión Molde N° 10 11 18 Tiempo (Minutos) 8 4 0 Peso Molde (gr.) 4740 4740 4735 Volumen Molde (cm³) 2123 2123 2128 Peso Molde y Suelo Seco y Placa Base (gr.) 12739 12860 12549 Peso Suelo Seco (gr.) 4161 4244 3903 Peso Placa Base (gr.) 3838 3876 3911 Densidad Seca (gr./cm³) 1,960 1,999 1,834 Densidad Húmeda (gr./cm³) 2,12 2,14 1,99 2. Después de Inmersión Peso Molde y Suelo y Placa Base (gr.) 13089 13164 12874 Peso Suelo Húmedo (gr.) 4511 4548 4228

164

3. Datos de Ensayo Tiempo (seg.)

Penetración (plg.)

Molde N°: 10 Molde N°: 11 Molde N°: 18 Tiempo (min.): 8 Tiempo (min.): 4 Tiempo (min.): 0 Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

30 0,025 2 1 7 2 4 1 60 0,050 7 2 28 5 9 2 90 0,075 14 3 67 12 15 3

120 0,100 23 4 133 24 26 5 150 0,125 38 7 214 39 39 7 180 0,150 57 11 292 53 53 10 210 0,175 79 14 358 64 69 13 240 0,200 102 19 418 75 87 16 270 0,225 128 23 477 86 100 18 300 0,250 145 26 111 20 330 0,275 168 30 125 23 360 0,300 190 34 139 25 390 0,325 213 38 420 0,350 236 43

165

Metodología Propuesta para obtener el C. B. R. a partir de la Densidad Relativa Fecha: 17 de Noviembre 2008. Muestra: 4 – 3. Preparación de Muestras (Reemplazo) Se llenarán 3 recipientes con 7 kgs. de material pétreo distribuidos de la siguiente manera:

1515 grs. será de material que pasa 3/4" y queda retenido en 3/8". 1705 grs. será de material que pasa 3/8" y queda retenido en N° 4. 3780 grs. será de material que pasa N° 4.

1. Antes de Inmersión Molde N° 17 16 12 Tiempo (Minutos) 8 4 0 Peso Molde (gr.) 4746 4745 4705 Volumen Molde (cm³) 2123 2118 2123 Peso Molde y Suelo Seco y Placa Base (gr.) 12811 12885 12612 Peso Suelo Seco (gr.) 4227 4280 4027 Peso Placa Base (gr.) 3838 3860 3880 Densidad Seca (gr./cm³) 1,991 2,011 1,897 Densidad Húmeda (gr./cm³) 2,14 2,15 1,99 2. Después de Inmersión Peso Molde y Suelo y Placa Base (gr.) 13119 13176 12820 Peso Suelo Húmedo (gr.) 4535 4571 4235

166

3. Datos de Ensayo Tiempo (seg.)

Penetración (plg.)

Molde N°: 17 Molde N°: 16 Molde N°: 12 Tiempo (min.): 8 Tiempo (min.): 4 Tiempo (min.): 0 Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

30 0,025 10 2 29 5 2 1 60 0,050 34 6 77 14 5 1 90 0,075 77 14 140 25 13 3

120 0,100 139 25 228 41 23 4 150 0,125 209 38 298 54 35 7 180 0,150 273 49 361 65 46 9 210 0,175 333 60 403 73 57 11 240 0,200 387 70 467 84 71 13 270 0,225 427 77 514 92 84 15 300 0,250 330 0,275 360 0,300 390 0,325 420 0,350

167

Metodología Propuesta para obtener el C. B. R. a partir de la Densidad Relativa Fecha: 17 de noviembre 2008. Muestra: 4 – 4. Preparación de Muestras (Reemplazo) Se llenarán 3 recipientes con 7 kgs. de material pétreo distribuidos de la siguiente manera:

1515 grs. será de material que pasa 3/4" y queda retenido en 3/8". 1705 grs. será de material que pasa 3/8" y queda retenido en N° 4. 3780 grs. será de material que pasa N° 4.

1. Antes de Inmersión Molde N° 17 11 16 10 12 Tiempo (Minutos) 8 6 4 2 0 Peso Molde (gr.) 4746 4740 4745 4740 4705 Volumen Molde (cm³) 2123 2123 2118 2123 2123 Peso Molde y Suelo Seco y Placa Base (gr.)

12706 12765 12813 12774 11459

Peso Suelo Seco (gr.) 4122 4149 4188 4196 3977 Peso Placa Base (gr.) 3838 3876 3880 3838 2777 Densidad Seca (gr./cm³) 1,942 1,954 1,977 1,976 1,873 Densidad Húmeda (gr./cm³) 2,10 2,11 2,15 2,13 2,03 2. Después de Inmersión Peso Molde y Suelo y Placa Base (gr.)

13041 13091 13173 13091 11799

Peso Suelo Húmedo (gr.) 4457 4475 4548 4513 4317

168

3. Datos de Ensayo

Tiempo (seg.)

Penetración

(plg.)

Molde N°: 17 Molde N°: 11 Molde N°: 16 Molde N°: 10 Molde N°: 12 Tiempo (min.): 8 Tiempo (min.): 6 Tiempo (min.): 4 Tiempo (min.): 2 Tiempo (min.): 0

Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

30 0,025 24 5 1 1 5 1 6 1 6 1 60 0,050 53 10 7 2 17 3 20 4 14 3 90 0,075 86 16 21 4 42 8 49 9 26 5

120 0,100 122 22 46 9 81 15 89 16 37 7 150 0,125 159 29 83 15 133 24 144 26 52 10 180 0,150 202 37 132 24 183 33 195 35 66 12 210 0,175 239 43 183 33 240 43 240 43 79 14 240 0,200 271 49 233 42 290 52 281 51 92 17 270 0,225 310 56 279 50 330 59 320 58 107 19 300 0,250 344 62 321 58 365 65 345 62 120 22 330 0,275 380 68 358 64 400 72 370 67 131 24

158

Granulometría (Manual de Carreteras, Volumen N° 8, Sección 8.102.1)

Fecha: 12 de Noviembre del 2008. Muestra: 4. Peso Total de la Muestra: 16.000 gr. Tamaño Máximo Absoluto de la Muestra: 40 mm. Peso Sobretamaño: No hay. Porcentaje Sobretamaño: No hay. Granulometría - Fracción Mayor Tamiz 5 mm. Porcentaje de diferencia aceptada para material mayor a 5 mm.: 0,5 % Peso Seco Inicial Retenido en 5 mm.: 7.360 Peso Seco Lavado Retenido en 5 mm.: 7.360 Peso Seco Lavado Retenido en 5 mm. (Tamizado): 7.360 Porcentaje de diferencia arrojada: 0,01%

Tamiz N° Abertura (mm.)

Peso Retenido (g. )

% Retenido % Que Pasa

3" 80 0 100 2 1/2" 63 0 100

2" 50 0 100 1 1/2" 40 0 100

1" 25 2560 16 84 3/4" 20 2080 13 71 3/8" 10 1280 8 63 N° 4 5 1440 9 54

Residuos

Granulometría - Fracción Menor Tamiz 5 mm. Porcentaje de diferencia aceptada para material menor a 5 mm.: 3 % Peso Seco Inicial Pasa en 5 mm.: 8.640 Peso Seco Cuarteo Pasa en 5 mm.: 615,3 Peso Seco Cuarteo Lavado Pasa en 5 mm.: 604,2 Peso Seco Cuarteo Pasa en 5 mm. (Tamizado): 600 Factor de Corrección: 0,088 Porcentaje de diferencia arrojada: 0,7%

Tamiz N° Abertura (mm.)

Peso Retenido (g. )

% Retenido % Que Pasa

N° 10 2 231,3 20,3 33,7 N° 40 0,5 331,4 29,1 4,6

N° 200 0,08 38,2 3,4 1,3 Residuos

159

159

Determinación de la Compactación del Proctor Modificado (NCh1726.Of80) Fecha: 13 de Noviembre 2008. Muestra: 4. Preparación de Muestras (Reemplazo)

Tamiz N° Abertura (mm.) % Que Pasa 3" 80

2 1/2" 63 2" 50

1 1/2" 40 100 1" 25 84

3/4" 20 71 3/8" 10 63

4 5 54

Factor de Corrección 100% Que Pasa - % Que Pasa N° 4 = 46 3/4" - % Que Pasa N° 4 = 17 F.C. = 2,706 Se llenarán 5 recipientes con 6 kgs. de material pétreo distribuidos de la siguiente manera:

1299 grs. será de material que pasa 3/4" y queda retenido en 3/8". 1461 grs. será de material que pasa 3/8" y queda retenido en N° 4. 3240 grs. será de material que pasa N° 4.

Determinación de la Densidad Húmeda del Suelo Compactado Peso de Muestra de Ensayo: 6 kgs. Peso de Molde Proctor: 2834 grs. Volumen de Molde Proctor: 2128 cm³

Molde (N°)

Humedad

Preparación (w%)

Cantidad de Agua

(cm³)

Peso Recip. +

Suelo Húmedo

(gr.)

Suelo

Húmedo (gr.)

Densidad Húmeda (gr./cm³)

1 4 240 10959 4388 2,062 1 6 360 11007 4436 2,085 1 8 480 11095 4524 2,126 1 10 600 11080 4509 2,119 1 12 720 11108 4537 2,132

160

Tabla Relación de Humedad / Densidad - Ensayo Proctor Modificado Recipiente

(N°)

Humedad

Preparación (w%)

Peso

Recipiente (gr.)

Peso Recipiente +

Suelo Húmedo(gr.)

Peso Recipiente

+ Suelo Seco (gr.)

Peso de Suelo

Húmedo (gr.)

Peso de

Suelo Seco (gr.)

Peso de

Agua (gr.)

w % Real

w % Real

Ponderada

Densidad Seca Real

(gr./cm³)

22 4 366,38 1357,5 1321,19 991,12 954,81 36,31 3,8 3,7 1,988 23 4 366,25 1467,72 1429,07 1101,47 1062,82 38,65 3,6 8 6 358,5 1639,36 1573,65 1280,86 1215,15 65,71 5,4 5,7

1,972

4 6 350,46 1529,63 1463,05 1179,17 1112,59 66,58 6,0 24 8 376,1 1512,26 1439,07 1136,16 1062,97 73,19 6,9 6,2 2,001 12 8 354,79 1501,37 1440,85 1146,58 1086,06 60,52 5,6 15 10 351,87 1349,8 1297,49 997,93 945,62 52,31 5,5 6,5 1,989 17 10 348,62 1421,03 1345,97 1072,41 997,35 75,06 7,5 9 12 361,56 1639 1540,64 1277,44 1179,08 98,36 8,3 7,5 1,984

14 12 360,88 1672,21 1591,12 1311,33 1230,24 81,09 6,6

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡=

VW

M

HHγ

( )⎥

⎥

⎦

⎤

⎢⎢

⎣

⎡

+=

%WH

D 1γγ

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡=

WW

S

W%W

γH: Densidad Suelo Húmeda. γD: Densidad Suelo Seca. WH: Peso Suelo Húmedo. WS: Peso Suelo Seco. WW: Peso de Agua. VM: Volumen de Molde Proctor. W%: Contenido de Agua o Humedad.

161

172

Metodología Propuesta para obtener el C. B. R. a partir de la Densidad Relativa Fecha: 20 de Noviembre 2008. Muestra: 5 – 1. Preparación de Muestras (Reemplazo) Se llenarán 3 recipientes con 7 kgs. de material pétreo distribuidos de la siguiente manera:

0 grs. será de material que pasa 3/4" y queda retenido en 3/8". 0 grs. será de material que pasa 3/8" y queda retenido en N° 4. 7000 grs. será de material que pasa N° 4.

1. Antes de Inmersión Molde N° 16 17 12 Tiempo (Minutos) 8 4 0 Peso Molde (gr.) 4745 4746 4705 Volumen Molde (cm³) 2118 2123 2123 Peso Molde y Suelo Seco y Placa Base (gr.) 12613 12597 12203 Peso Suelo Seco (gr.) 3988 4013 3638 Peso Placa Base (gr.) 3880 3838 3860 Densidad Seca (gr./cm³) 1,883 1,890 1,714 Densidad Húmeda (gr./cm³) 2,106 2,098 1,94 2. Después de Inmersión Peso Molde y Suelo y Placa Base (gr.) 13086 13038 12684 Peso Suelo Húmedo (gr.) 4461 4454 4119

173

3. Datos de Ensayo Tiempo (seg.)

Penetración (plg.)

Molde N°: 16 Molde N°: 17 Molde N°: 12 Tiempo (min.): 8 Tiempo (min.): 4 Tiempo (min.): 0 Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

30 0,025 11 2 6 1 3 1 60 0,050 26 5 23 4 7 2 90 0,075 49 9 54 10 13 3

120 0,100 77 14 101 18 21 4 150 0,125 108 20 151 27 28 5 180 0,150 141 26 197 36 36 7 210 0,175 171 31 242 44 43 8 240 0,200 206 37 281 51 50 9 270 0,225 235 42 319 57 54 10 300 0,250 257 46 351 63 58 11 330 0,275 279 50 62 11 360 0,300 300 54 65 12 390 0,325 420 0,350

174

Metodología Propuesta para obtener el C. B. R. a partir de la Densidad Relativa Fecha: 20 de Noviembre 2008. Muestra: 5 – 2. Preparación de Muestras (Reemplazo) Se llenarán 3 recipientes con 7 kgs. de material pétreo distribuidos de la siguiente manera:

0 grs. será de material que pasa 3/4" y queda retenido en 3/8". 0 grs. será de material que pasa 3/8" y queda retenido en N° 4. 7000 grs. será de material que pasa N° 4.

1. Antes de Inmersión Molde N° 11 10 18 Tiempo (Minutos) 8 4 0 Peso Molde (gr.) 4740 4740 4735 Volumen Molde (cm³) 2123 2123 2118 Peso Molde y Suelo Seco y Placa Base (gr.) 12624 12606 11374 Peso Suelo Seco (gr.) 4008 4028 3862 Peso Placa Base (gr.) 3876 3838 2777 Densidad Seca (gr./cm³) 1,888 1,897 1,823 Densidad Húmeda (gr./cm³) 2,09 2,11 2,06 2. Después de Inmersión Peso Molde y Suelo y Placa Base (gr.) 13050 13060 11867 Peso Suelo Húmedo (gr.) 4434 4482 4355

175

3. Datos de Ensayo Tiempo (seg.)

Penetración (plg.)

Molde N°: 11 Molde N°: 10 Molde N°: 18 Tiempo (min.): 8 Tiempo (min.): 4 Tiempo (min.): 0 Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

30 0,025 10 2 10 2 2 1 60 0,050 37 7 33 6 6 1 90 0,075 72 13 69 13 12 2

120 0,100 118 21 116 21 18 4 150 0,125 171 31 169 31 24 5 180 0,150 221 40 223 40 31 6 210 0,175 263 47 272 49 38 7 240 0,200 305 55 311 56 44 8 270 0,225 340 61 349 63 50 9 300 0,250 373 67 387 70 55 10 330 0,275 392 71 413 74 59 11 360 0,300 410 74 441 79 64 12 390 0,325 420 0,350

176

Metodología Propuesta para obtener el C. B. R. a partir de la Densidad Relativa Fecha: 23 de Noviembre 2008. Muestra: 5 – 3. Preparación de Muestras (Reemplazo) Se llenarán 3 recipientes con 7 kgs. de material pétreo distribuidos de la siguiente manera:

0 grs. será de material que pasa 3/4" y queda retenido en 3/8". 0 grs. será de material que pasa 3/8" y queda retenido en N° 4. 7000 grs. será de material que pasa N° 4.

1. Antes de Inmersión Molde N° 11 18 10 Tiempo (Minutos) 8 4 0 Peso Molde (gr.) 4740 4735 4740 Volumen Molde (cm³) 2123 2118 2123 Peso Molde y Suelo Seco y Placa Base (gr.) 12608 12669 12271 Peso Suelo Seco (gr.) 3992 4023 3693 Peso Placa Base (gr.) 3876 3911 3838 Densidad Seca (gr./cm³) 1,88 1,899 1,74 Densidad Húmeda (gr./cm³) 2,09 2,10 1,95 2. Después de Inmersión Peso Molde y Suelo y Placa Base (gr.) 13045 13103 12723 Peso Suelo Húmedo (gr.) 4429 4457 4145

177

3. Datos de Ensayo Tiempo (seg.)

Penetración (plg.)

Molde N°: 11 Molde N°: 18 Molde N°: 10 Tiempo (min.): 8 Tiempo (min.): 4 Tiempo (min.): 0 Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

Lectura Dial

C. C. (kgf./cm²)

30 0,025 4 1 10 2 4 1 60 0,050 15 3 34 6 10 2 90 0,075 39 7 75 14 17 3

120 0,100 76 14 135 24 26 5 150 0,125 121 22 179 32 35 7 180 0,150 166 30 231 42 44 8 210 0,175 210 38 280 51 51 9 240 0,200 254 46 323 58 61 11 270 0,225 293 53 361 65 68 12 300 0,250 326 59 399 72 75 14 330 0,275 360 0,300 390 0,325 420 0,350

169

Granulometría (Manual de Carreteras, Volumen N° 8, Sección 8.102.1)

Fecha: 15 de Noviembre del 2008. Muestra: 5. Peso Total de la Muestra: 615 gr. Tamaño Máximo Absoluto de la Muestra: 5 mm. Peso Sobretamaño: No hay. Porcentaje Sobretamaño: No hay. Granulometría - Fracción Menor Tamiz 5 mm. Porcentaje de diferencia aceptada para material menor a 5 mm.: 3 % Peso Seco Inicial Pasa en 5 mm.: 615 Peso Seco Cuarteo Pasa en 5 mm.: 604 Peso Seco Cuarteo Lavado Pasa en 5 mm.: 600 Peso Seco Cuarteo Pasa en 5 mm. (Tamizado): 0,70 Porcentaje de diferencia arrojada: 0,7%

Tamiz N° Abertura (mm.)

Peso Retenido (g. )

% Retenido % Que Pasa

N°4 5 0 0 100 N° 10 2 231 37,6 62,4 N° 40 0,5 341 55,4 7,0

N° 200 0,08 28 4,6 2,4 Residuos

170

Determinación de la Compactación del Proctor Modificado (NCh1726.Of80) Fecha: 16 de Noviembre 2008. Muestra: 5. Preparación de Muestras (Reemplazo)

Tamiz N° Abertura (mm.) % Que Pasa 3" 80

2 1/2" 63 2" 50

1 1/2" 40 1" 25

3/4" 20 3/8" 10

4 5 100

Factor de Corrección 100% Que Pasa - % Que Pasa N° 4 = 0 3/4" - % Que Pasa N° 4 = 0 F.C. = 0 Se llenarán 5 recipientes con 6 kgs. de material pétreo distribuidos de la siguiente manera:

0 grs. será de material que pasa 3/4" y queda retenido en 3/8". 0 grs. será de material que pasa 3/8" y queda retenido en N° 4. 6000 grs. será de material que pasa N° 4.

Determinación de la Densidad Húmeda del Suelo Compactado Peso de Muestra de Ensayo: 6 kgs. Peso de Molde Proctor: 2834 grs. Volumen de Molde Proctor: 2128 cm³

Molde (N°)

Humedad

Preparación (w%)

Cantidad de Agua

(cm³)

Peso Recip. +

Suelo Húmedo

(gr.)

Suelo

Húmedo (gr.)

Densidad Húmeda (gr./cm³)

1 4 240 10672 4101 1,927 1 6 360 10726 4155 1,953 1 8 480 10793 4222 1,984 1 10 600 10905 4334 2,037 1 12 720 10927 4356 2,047

171

Tabla Relación de Humedad / Densidad - Ensayo Proctor Modificado Recipiente

(N°)

Humedad

Preparación (w%)

Peso

Recipiente (gr.)

Peso Recipiente +

Suelo Húmedo(gr.)

Peso Recipiente

+ Suelo Seco (gr.)

Peso de Suelo

Húmedo (gr.)

Peso de

Suelo Seco (gr.)

Peso de

Agua (gr.)

w % Real

w % Real

Ponderada

Densidad Seca Real

(gr./cm³)

9 4 361,41 1228,66 1197,88 867,25 836,47 30,78 3,7 3,7 1,858 12 4 354,54 1253,34 1221 898,8 866,46 32,34 3,7 17 6 348,66 1105,7 1062,38 757,04 713,72 43,32 6,1 5,8 1,845 14 6 360,67 1206,13 1161,74 845,46 801,07 44,39 5,5 3 8 347,07 1266,62 1215,24 919,55 868,17 51,38 5,9 6,3 1,866

21 8 373,08 1214,36 1161,13 841,28 788,05 53,23 6,8 23 10 366,37 1034,01 988,81 667,64 622,44 45,2 7,3 6,8 1,907 25 10 370,36 1152,95 1106,32 782,59 735,96 46,63 6,3 16 12 348,96 1266,69 1204,15 917,74 855,2 62,54 7,3 8 1,896 13 12 358,48 1160,8 1097,18 802,32 738,7 63,62 8,6

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡=

VW

M

HHγ

( )⎥

⎥

⎦

⎤

⎢⎢

⎣

⎡

+=

%WH

D 1γγ

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡=

WW

S

W%W

γH: Densidad Suelo Húmeda. γD: Densidad Suelo Seca. WH: Peso Suelo Húmedo. WS: Peso Suelo Seco. WW: Peso de Agua. VM: Volumen de Molde Proctor. W%: Contenido de Agua o Humedad.

172

178

Determinación de Correlación de Ambos Métodos Determinación de las Densidades Máximas y Mínimas y Cálculo de la Densidad Relativa en Suelos No Cohesivos. (NCh1726.Of80) Fecha: 27 de Noviembre 2008. Muestra: Comparación Volumen del Molde: 2830 cm³. Peso del Molde: 8.319 gr. 1. Densidad Mínima

N° Peso Molde + Suelo (gr.) Peso Suelo (gr.) Densidad Mínima (gr./cm³) 1 13020 4701 1,661 2 13018 4699 1,660 3 13007 4688 1,657 4 13012 4693 1,658 5 13016 4697 1,660

179

2. Densidad Máxima Altura del Molde: 15,15 cm. Área de Molde: 181,45 cm². Espesor Placa: 1,24 cm.

Tiempo (min.)

Método

Descenso de Placa (cm.)

Dh

Promedio (cm.)

Altura Final (cm.)

Volumen

Final (cm.)

Peso Seco

Final + Molde (gr.)

Peso Seco Final (gr.)

Densidad Máxima (gr./cm³)

Dh1

Dh2

Dh3

Dh4

4 Seco 1,91 2,08 1,91 1,98 1,97 11,94 2166,63 13064 4746 2,190 6 Seco 1,83 1,86 1,76 1,81 1,82 12,10 2194,76 13077 4758 2,168 8 Seco 1,72 1,65 1,78 1,73 1,72 12,19 2212,00 13221 4902 2,216

180

Determinación de las Densidades Máximas y Mínimas con Molde C.B.R. 1. Densidades Volumen del Molde: 2123 cm3

Peso del Molde: 4740 gr. Peso de D.E y P.B: 11076 gr.

Tiempo (min.)

Método Peso (suelo + D.E+P.B + Molde) gr.

Peso Seco Final (gr.) Densidad Máxima (gr./cm3)

0 Seco 19386 3570 1,682 4 Seco 20405 4589 2,162 6 Seco 20415 4599 2,166 8 Seco 20263 4447 2,095

181

Anexo V:

Certificados

182

183

184

185

186

187

188

189

190