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NDICE

I. INTRODUCCIN ______________________________________________________ 2

1. GENERALIDADES: ________________________________________________________ 2 1.1. NOMBRE DEL INFORME DE LABORATORIO N 04 ___________________________________ 2

2. UBICACIN Y ACCESO DE LA MUESTRA _______________________________________ 2

3. DESCRIPCIN GENERAL DE LA PRCTICA _____________________________________ 3 3.1. ANTECEDENTES ______________________________________________________________ 3 3.2. DESCRIPCIN GENERAL ________________________________________________________ 3 3.3. SITUACIN A DESARROLLAR ____________________________________________________ 3

4. OBJETIVOS _____________________________________________________________ 4 4.1. OBJETIVO GENERAL ___________________________________________________________ 4 Determinar la relacin entre el Contenido Optimo de Humedad y la Densidad Seca Mxima de un suelo (curva de compactacin) _________________________________________________________ 4 4.2. OBJETIVOS ESPECFICOS _______________________________________________________ 4

II. MARCO TERICO _____________________________________________________ 4

1. ENSAYOS DE COMPACTACIN PROCTOR _____________________________________ 4

2. ENSAYO PROCTOR MODIFICADO ____________________________________________ 5 2.1. MTODO A __________________________________________________________________ 5 2.2. MTODO B __________________________________________________________________ 6 2.3. MTODO C __________________________________________________________________ 6

3. APARATOS _____________________________________________________________ 6

4. CLCULOS ______________________________________________________________ 8

III. DATOS OBTENIDOS ___________________________________________________ 9

1. MATERIALES ____________________________________________________________ 9

2. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS ________________________________________________ 9

3. PROCEDIMIENTO ________________________________________________________ 9

IV. PROCESAMIENTO DE DATOS _________________________________________ 10

1. DETERMINACIN DEL DENSIDAD SECA MXIMA Y EL CONTENIDO DE HUMEDAD PTIMA ___________________________________________________________________ 10

2. DETERMINACIN DE LA ECUACIN DE LA CURVA y RESULTADOS _________________ 11

V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES __________________________________ 13

1. CONCLUSIONES _________________________________________________________ 13

2. RECOMENDACIONES ____________________________________________________ 13

VI. ANEXOS _________________________________________________________ 14

1. PANEL FOTOGRFICO ____________________________________________________ 14

LABORATORIO DISEO MODERNO DE PAVIMENTOS

INFORME DE LABORATORIO N 04 ENSAYO PROCTOR MODIFICADO GRUPO A

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I. INTRODUCCIN:

La calidad durante un proceso de compactacin en campo se mide a partir de un parmetro conocido como grado de compactacin, el cual presenta un cierto porcentaje. Su evaluacin involucra la determinacin previa del peso especfico y de la humedad optima correspondiente a la capa de material ya compactado. Los ensayos de Compactacin en Laboratorio proporcionan las bases para determinar el porcentaje de compactacin y contenido de agua que se necesitan para obtener las propiedades de Ingeniera requeridas, y para el control de la construccin para asegurar la obtencin de la compactacin requerida y los contenidos de agua.

Para este laboratorio N 04, el ensayo se realiz con la muestra de suelo presentada en el primer laboratorio.

1. GENERALIDADES:

1.1. NOMBRE DEL INFORME DE LABORATORIO N 04

ENSAYO DE COMPATACIN, PROCTOR MODIFICADO (MTODO C)

2. UBICACIN Y ACCESO DE LA MUESTRA

La calicata ejecutada se realiz en la Universidad Alas Peruanas Filial Arequipa.

Departamento : Arequipa

Provincia : Arequipa

Distrito : Jos Luis Bustamante y Rivero

Altitud : 2350 m.s.n.m.

Referencia : Situado a 4 km desde la Plaza de Armas de

Arequipa



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3. DESCRIPCIN GENERAL DE LA PRCTICA

3.1. ANTECEDENTES

Con fines de realizar los ensayos respectivos en el laboratorio de mecnica de suelos de la Universidad Alas Peruanas para determinar la densidad seca mxima y el contenido ptimo de humedad de un suelo, se tiene la necesidad de aplicar el ensayo de proctor modificado usando el mtodo C. Se deber aplicar los conocimientos correctos para aplicar el mtodo.

3.2. DESCRIPCIN GENERAL

El suelo en exploracin de donde se realiz el ensayo es un suelo que tiene un perfil poco desarrollado formado de materiales transportados por corrientes de agua, anteriormente sobre esta superficie se ha acumulado algo de materia orgnica, siendo antiguamente esta zona reas de cultivo. Este tipo de suelo tiene mala filtracin y son de color marrn oscuro. El ensayo consiste en compactar una porcin de suelo en un cilindro con volumen conocido, hacindose variar la humedad para obtener el punto de compactacin mxima en el cual se obtiene la humedad ptima de compactacin.

3.3. SITUACIN A DESARROLLAR

En primera instancia se tomaron cerca de 25 kilogramos de muestra de suelo, estos 25 kg fueron divididos en cuatro partes de 6 kg. Para este mtodo se trabaja con el material pasante por el tamiz de tamao de pulgada, como s estable en la norma. Del material tamizado se pesaron y se le hallo el contenido de humedad, cada muestra de 6 kg es introducido dentro del recipiente del Proctor modificado en cinco capas, cada una de las capas fue compactada por medio del martillo compactador, el cual al levantarse se le provee de una energa potencial, la cual es transmitida al suelo cuando se suelta el martillo. De acuerdo con la norma se debe aplicar 56 golpes a cada capa de material. Al terminar las cinco capas el recipiente debe ser enrazado y pesado, una pequea porcin de material se utiliza para la determinacin de la humedad del material. El mismo procedimiento se repite para las humedades del material de 6%, 8% 10%, 12%. Se registraran los datos obtenido de los cuatro puntos que se deben de obtener para poder trazar la curva de compactacin.



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4. OBJETIVOS

4.1. OBJETIVO GENERAL

Determinar la relacin entre el Contenido Optimo de Humedad y la Densidad Seca Mxima de un suelo (curva de compactacin)

4.2. OBJETIVOS ESPECFICOS

1. Determinar el contenido ptimo de humedad del suelo 2. Determinar la densidad seca mxima del suelo 3. Dibujar la curva de compactacin

II. MARCO TERICO

1. ENSAYOS DE COMPACTACIN PROCTOR

En mecnica de suelos, el ensayo de compactacin Proctor es uno de los ms importantes procedimientos de estudio y control de calidad de la compactacin de un terreno. A travs de l es posible determinar la compactacin mxima de un terreno en relacin con su grado de humedad, condicin que optimiza el inicio de la obra con relacin al costo y el desarrollo estructural e hidrulico. Existen dos tipos de ensayo Proctor normalizados; el "Ensayo Proctor Normal (Estandar)", y el "Ensayo Proctor Modificado". La diferencia entre ambos estriba en la distinta energa utilizada, debido al mayor peso del pisn y mayor altura de cada en el Proctor modificado. Ambos ensayos se deben al ingeniero que les da nombre, Ralph R. Proctor (1933), y determinan la mxima densidad que es posible alcanzar para suelos o ridos, en unas determinadas condiciones de humedad, con la condicin de que no tengan excesivo porcentaje de finos, pues la prueba Proctor est limitada a los suelos que pasen totalmente por la malla No 4, o que tengan un retenido mximo del 10 % en esta malla, pero que pase (dicho retenido) totalmente por la malla 3/8. Cuando el material tenga retenido en la malla 3/8 deber determinarse la humedad ptima y el peso volumtrico seco mximo con la prueba de Proctor estndar. El ensayo consiste en compactar una porcin de suelo en un cilindro con volumen conocido, hacindose variar la humedad para obtener el punto de compactacin mxima en el cual se obtiene la humedad ptima de compactacin. El ensayo puede ser realizado en tres niveles de energa de compactacin, conforme las especificaciones de la obra: normal, intermedia y modificada. La energa de compactacin viene dada por la ecuacin:



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Dnde: Y = Energa a aplicar en la muestra de suelo; n = Nmero de capas a ser compactadas en el cilindro de moldeado; N = Nmero de golpes aplicados por capa; P = Peso del pisn; H = Altura de cada del pisn; y V = Volumen del cilindro

2. ENSAYO PROCTOR MODIFICADO

Este ensayo abarca los procedimientos de compactacin usados en Laboratorio, para determinar la relacin entre el Contenido de Agua y Peso Unitario Seco de los suelos (curva de compactacin) compactados en un molde de 4 6 pulgadas (101,6 152,4 mm) de dimetro con un pisn de 10 lbf (44,5 N) que cae de una altura de 18 pulgadas (457 mm), produciendo una Energa de Compactacin de 56 000 lb-pie/pie3 (2 700 kN-m/m3). Este ensayo se aplica slo para suelos que tienen 30% menos en peso de sus partculas retenidas en el tamiz de 3/4 pulg (19,0 mm). En forma de resumen del ensayo un suelo con un contenido de Humedad determinado es colocado en 5 capas dentro de un molde de ciertas dimensiones, cada una de las capas es compactada en 25 56 golpes con un pisn de 10 lbf (44.5 N) desde una altura de cada de 18 pulgadas (457 mm), sometiendo al suelo a un esfuerzo de compactacin total de aproximadamente de 56 000 pie-lbf/pie3 (2 700 kN-m/m3). Se determina el Peso Unitario Seco resultante. El procedimiento se repite con un nmero suficiente de contenidos de agua para establecer una relacin entre el Peso Unitario Seco y el Contenido de Agua del Suelo. Estos datos, cuando son ploteados, representan una relacin curvilineal conocida como curva de Compactacin. Los valores de Optimo Contenido de Agua y Mximo Peso Unitario Seco Modificado son determinados de la Curva de Compactacin.

2.1. MTODO A

Este mtodo es usado cuando el 20% menos del peso del material es retenido en el tamiz N 4 (4,75 mm). Si el mtodo no es especificado; los materiales que cumplen stos requerimientos de gradacin pueden ser ensayados usando Mtodo B C. Para el mtodo A se debe de tener las siguientes consideraciones Molde.- 4 pulg. de dimetro (101,6mm) Material.- Se emplea el que pasa por el tamiz N 4 (4,75 mm). Capas.- 5 Golpes por capa.- 25



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2.2. MTODO B

Este mtodo es usado cuando ms del 20% del peso del material es retenido en el tamiz N 4 (4,75mm) y 20% menos de peso del material es retenido en el tamiz 3/8 pulg (9,5 mm). Si el mtodo no es especificado, y los materiales entran en los requerimientos de gradacin pueden ser ensayados usando Mtodo C. Para el mtodo B se debe de tener las siguientes consideraciones Molde.- 4 pulg. (101,6 mm) de dimetro. Materiales.- Se emplea el que pasa por el tamiz de 3/8 pulg (9,5 mm). Capas.- 5 Golpes por capa.- 25

2.3. MTODO C

Cuando ms del 20% en peso del material se retiene en el tamiz 3/8 pulg (9,53 mm) y menos de 30% en peso es retenido en el tamiz pulg (19,0 mm). 1.3.4. El molde de 6 pulgadas (152,4 mm) de dimetro no ser usado con los mtodos A B Para el mtodo C se debe de tener las siguientes consideraciones Molde.- 6 pulg. (152,4mm) de dimetro. Materiales.- Se emplea el que pasa por el tamiz pulg (19,0 mm). Capas.- 5 Golpes por Capa.- 56

3. APARATOS

Ensamblaje del Molde.- Los moldes deben de ser cilndricos hechos de materiales rgidos y con capacidad que se indican en 5.1.1 5.1.2 y Figuras 1 y 2. Las paredes del molde debern ser slidas, partidas o ahusadas. El tipo partido deber tener dos medias secciones circulares, o una seccin de tubo dividido a lo largo de un elemento que se pueda cerrar en forma segura formando un cilindro que rena los requisitos de esta seccin. El tipo ahusado debe tener un dimetro interno tipo tapa que sea uniforme y no mida ms de 0,200 pulg/pie (16,7 mm/m) de la altura del molde. Cada molde tiene un plato base y un collar de extensin ensamblado, ambos de metal rgido y construidos de modo que puedan adherir de forma segura y fcil de desmoldar. El ensamblaje collar de extensin debe tener una altura que sobrepase la parte ms alta del molde por lo menos 2,0 pulg (50,8 mm) con una seccin superior que sobrepasa para formar un tubo con una seccin cilndrica recta de por lo menos 0,75 pulg. (19,0 mm), por debajo de sta. El collar de extensin debe de alinearse con el interior del molde, la parte inferior del plato base y del rea central ahuecada que acepta el molde cilndrico debe ser plana.



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Molde de 6 pulgadas.- Un molde que tenga en promedio 6,000 0,026 pulg (152,4 0,7 mm) de dimetro interior, una altura de: 4,584 0,018 pulg (116,4 0,5mm) y un volumen de 0,075 0,0009 pie3 (2 124 25 cm3).

Pisn Martillo.- El pisn deber estar equipado con una gua que tenga suficiente espacio libre para que la cada del pisn y la cabeza no sea restringida. La gua deber tener al menos 4 orificios de ventilacin en cada extremo (8 orificios en total) localizados con centros de 1/16 pulg (19,0 1,6 mm) y espaciados a 90. Los dimetros mnimo de cada orificio de ventilacin deben ser 3/8 pulg (9,5 mm). Orificios adicionales ranuras pueden ser incorporados en el tubo gua. El pisn debe caer libremente a una distancia de 18 0,05 pulg (457,2 1,6 mm) de la superficie de espcimen. La masa del pisn ser 10 0,02 lb-m (4,54 0,01 kg), salvo que la masa pisn mecnico se ajuste al descrito en el Mtodo de Ensayo ASTM D2168. La cara golpeante del pisn deber ser plana y circular, excepto el nombrado en 5.2.2.3. con un dimetro de 2,000 0,005 pulg (50,80 0,13 mm). El pisn deber ser reemplazado si la cara golpeante se desgasta se deforma al punto que el dimetro sobrepase los 2,000 0,01 pulg (50,800 0,25 mm).



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4. CLCULOS

Calcular la densidad seca

En el clculo de los puntos para el ploteo de la curva de 100% de saturacin o curva de relacin de vacos cero del peso unitario seco, seleccione los valores correspondientes de contenido de agua a la condicin de 100% de saturacin como sigue:



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La gravedad especfica puede ser calculada para los especmenes de prueba en base de datos de ensayos de otras muestras de la misma clasificacin de suelo y origen. De otro modo sera necesario el ensayo de Gravedad Especfica

III. DATOS OBTENIDOS

1. MATERIALES

Para el presente laboratorio se us el siguiente material:

Muestra de suelo (30 kg)

Bolsas de plstico

2. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS

Las herramientas y equipos utilizados en el desarrollo del laboratorio fueron:

Molde Proctor Modificado (D=6) Pisn para ensayo de proctor modificado

Bandejas

Cucharones

Brochas

Escobillas

Tamiz # Balanza electrnica

Horno

Franelas

3. PROCEDIMIENTO

Preparar la muestra mediante el mtodo del cuarteo

Tamizar la muestra con la malla tamiz # Obtener cuatro muestras representativas de 6 kg cada uno para los cuatro

ensayos respectivos de cada punto

Obtener el contenido de humedad de la muestra de suelo

Calcular la cantidad de agua a aadir a la muestra de suelo en base al contenido de humedad del suelo y a su peso.

Se calcula la cantidad de agua a aadir para un contenido de humedad del 6%, 8%, 10% y 12% (segn experiencia del tcnico de laboratorio)



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0

Se aade la cantidad de agua calculada a la primera muestra del primer ensayo, se debe mezclar hasta obtener una mezcla humedecida homogneamente.

Registrar el peso del molde proctor modificado

Armar el molde de 6 del proctor modificado y llenar la muestra de suelo por capas (5 capas)

Por cada capa compactar con el pisn con 56 golpes repartidos en toda la superficie de la capa

Despus de llenar el molde con las 5 capas, enrazar y pesar el molde ms la muestra.

Calcular el contenido de humedad del primer ensayo, extraer una muestra representativa del suelo compactado en el molde

Repetir los pasos anteriores para cada ensayo para los distintos contenidos de humedad calculados.

IV. PROCESAMIENTO DE DATOS

1. DETERMINACIN DEL DENSIDAD SECA MXIMA Y EL CONTENIDO DE HUMEDAD PTIMA

ENSAYO PROCTOR MODIFICADO

METODO DE COMPACTACION : PROCTOR MODIFICADO

ENSAYO DIA 1 VOLUMEN DEL MOLDE (cm3) 2151.09 PESO DEL MOLDE (g) : 6579.00

ENSAYO DIA 2 VOLUMEN DEL MOLDE (cm3) 2151.09 PESO DEL MOLDE (g) : 6679.00

ENSAYO DIA 1 ENSAYO DIA 2

6% 8% 10% 12%

NUMERO DE ENSAYOS 1 2 3 4

PESO SUELO + MOLDE 10865 11082 11153 11227

PESO SUELO HUMEDO COMPACTADO 4286 4503 4474 4548

DENSIDAD HUMEDA (g/cm3) 1.992 2.093 2.080 2.114

CAPSULA Nro. 1 2 3 4

PESO SUELO HUMEDO + CAPSULA 464.00 592.00 554.00 680.00

PESO SUELOS SECO + CAPSULA 443.00 555.00 514.00 616.00

PESO DE LA CAPSULA 75.00 75.00 82.00 84.00

PESO DE AGUA 21.00 37.00 40.00 64.00

PESO DE SUELO SECO 368.00 480.00 432.00 532.00

CONTENIDO DE AGUA (%) 5.71 7.71 9.26 12.03

DENSIDAD SECA (g/cm3) 1.885 1.944 1.904 1.887

DENSIDAD MAXIMA SECA: 1.944 g/cm3 CONTENIDO OPTIMA DE HUMEDAD: 7.80 %



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2. DETERMINACIN DE LA ECUACIN DE LA CURVA y RESULTADOS

Y = Ax3 + Bx2 + Cx + D

Puntos: (5.71 , 1.885) ; (7.71 , 1.944) ; (9.26 , 1.904) ; (12.03 , 1.887)

1.885 = 186.169 A + 32.604 B + 5.71 C + D

1.944 = 458.314 A + 59.444 B + 7.71 C + D

1.904 = 794.023 A + 85.748 B + 9.26 C + D

1.887 = 1740.992 A + 144.721 B + 12.03 C + D

RESULTADOS: ANALISIS MATRICIAL (RESUELTO POR CALCULADORA HP)

A = 0.00318

B = -0.08776

C = 0.77412

D = -0.26651

1.880

1.885

1.890

1.895

1.900

1.905

1.910

1.915

1.920

1.925

1.930

1.935

1.940

1.945

1.950

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0

DE

NS

IDA

D M

AX

. S

EC

A (

g/c

m3)

% DE CONTENIDO DE HUMEDAD



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2

Entonces calculamos los puntos crticos de la curva, tomamos una ecuacin:

Y = 0.00318 X3 + (-0.08776) X2 + 0.77412 X + (-0.26651) Derivando:

Y = 0.00954 X2 0.17552 X + 0.77412 Calculamos los puntos crticos por la formula general

Los puntos crticos son: 11.0646 y 7.3337 Aplicando la segunda derivada y reemplazando datos se tiene:

Y = 0.01908 X 0.17552

Y = 0.01908 (11.0646) 0.17552

Y = 0.03559 (mnimo)

Y = 0.01908 (7.3337) 0.17552

Y = - 0.03559 (mximo)

Por consiguiente, reemplazamos en la ecuacin de la curva:

Y = 0.00318 (7.3337) 3 + (-0.08776) (7.3337) 2 + 0.77412 (7.3337) + (-0.26651) Y = 1.9449 Interpretacin: Matemticamente

El contenido ptimo de humedad es = 7.3337 %

La densidad seca mxima es = 1.9449 g/cm3



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V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

1. CONCLUSIONES

La densidad seca mxima del suelo grficamente es 1.944 g/cm3

El contenido ptimo de humedad del suelo grficamente es 7.80 %

La densidad seca mxima del suelo analticamente es 1.9449 g/cm3

El contenido ptimo de humedad del suelo analticamente es 7.3337 %

La densidad seca de un suelo siempre ser menor que la densidad

hmeda del mismo suelo

La densidad hmeda o natural del suelo puede variar dependiendo del

contenido de humedad del suelo.

Los resultados grficos y analticos tiene mnima diferencia con respecto a

la densidad seca mxima, pero si se llega apreciar una diferencia a

considerar con respecto al contenido de humedad

Al momento de realizar el ensayo, se debe de verificar que la energa

transmitida por el pisn para realizar la compactacin debe ser lo ms

correcta cumpliendo con el procedimiento, caso contrario el ensayo seria

fallido.

2. RECOMENDACIONES

Se recomienda tener los equipos calibrados.

Se recomienda siempre realizar cuatro ensayos para poder graficar la

curva de compactacin

Este mtodo solo es recomendable para suelos que tienen 30% menos

en peso de sus partculas retenidas en el tamiz de 3/4 pulg (19,0 mm).



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VI. ANEXOS

1. PANEL FOTOGRFICO

PREPARACIN DE LA MUESTRA COMPACTACIN DE LA MUESTRA DE SUELO

REGISTRO DE PESO, MOLDE + MUESTRA REGISTRO DE PESO, PESO SECO MUESTRA