54
Facultad de Ingenierías y Arquitectura Escuela Profesional de Ingeniería Civil CURSO: DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS TEMA: INFORME N° 1 ENSAYO DE COMPACTACION” SECCION: 01 GRUPO: “PROCTOR MODIFICADO” DOCENTE: INTEGRANTES: HUAMANI TACO GENRRI VENTURA VENTURA ALVARO SACSI RONDON, JUAN JOSE MAMANI LAURA, ROBHER MANUEL CORNEJO, GIAN PIERRE YUCRA SANTA CRUZ, GUILLERMO PUMACAJIA MENDOZA, GLADIZ T. MAMANI HOLANDA, DERLY YANA QUISPE, JOSE QUISOCCAPA GONZALES, LINO

Informe Compactacion Final 1

Embed Size (px)

DESCRIPTION

es un informe del ensayo de compactacion en laboratorio.

Citation preview

Page 1: Informe Compactacion Final 1

Facultad de Ingenierías y Arquitectura

Escuela Profesional de Ingeniería CivilCURSO:

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOSTEMA:

INFORME N° 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

SECCION: 01GRUPO: “PROCTOR MODIFICADO”

DOCENTE:

INTEGRANTES:

HUAMANI TACO GENRRIVENTURA VENTURA ALVARO

SACSI RONDON, JUAN JOSEMAMANI LAURA, ROBHER

MANUEL CORNEJO, GIAN PIERREYUCRA SANTA CRUZ, GUILLERMOPUMACAJIA MENDOZA, GLADIZ T.

MAMANI HOLANDA, DERLYYANA QUISPE, JOSE

QUISOCCAPA GONZALES, LINO

TURNO: TARDESEMESTRE: IX

AREQUIPA – PERÚ

Page 2: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

2015

ENSAYO DE COMPACTACION

CONTENIDO

ENSAYO DE COMPACTACION 5I. INTRODUCCION 5II. OBJETIVOS 62.1. OBJETIVO GENERAL 62.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS 7III. MARCO TEORICO 73.1. HISTORIA DE COMPACTACION 73.2. COMPACTACION DE SUELOS 9a) COMPACTACIÓN ESTÁTICA O POR PRESIÓN: 11b) COMPACTACIÓN POR IMPACTO: 11c) COMPACTACIÓN POR VIBRACIÓN: 12d) COMPACTACIÓN POR AMASADO: 123.3. METODO MAS ADECUADO DE COMPACTACIÓN PARA LOS DIFERENTES TIPOS DE SUELOS 13a. SUELOS GRANULARES: 13b. SUELOS COHESIVOS: 133.3.1. VARIABLES DE COMPACTACION 143.4. METODOS DE ENSAYO DE COMPACTACION 143.4.1. Método A 153.4.2. Método B 153.4.3. Método C utiliza 153.5. MATERIALES Y PROCEDIMIENTO: 153.5.1. Preparación de muestras: 153.6. OTROS METODOS 19

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 2

Page 3: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

3.6.1. Método del Cono de Arena 193.6.2. Método del Densímetro Nuclear. 203.7. RECOMENDACIONES GENERALES SOBRE USO DE EQUIPOS USO DE EQUIPOS COMPACTADORES 203.8. ÁREAS DE EJECUCIÓN 21IV. DATOS OBTENIDOS 224.1. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS UTILIZADOS 224.2. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO 234.3. OBTENCION DE DATOS 24V. PROCESAMIENTO DE DATOS 275.1. CALCULOS REALIZADOS 275.2. GRAFICAS OBTENIDAS 315.3. INTERPRETACION DE RESULTADOS 33CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 36BIBLIOGRAFIA 37PANEL FOTOGRAFICO 39

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 3

Page 4: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

I. INTRODUCCION

En cada una de las obras de construcción, es de gran importancia tener

bien definidas las propiedades que tiene el suelo ya que este es la base

sobre la cual se realizara el proyecto. En muchos casos dichas propiedades

no cumplen con lo que buscamos en ellas, sin embargo, se pueden realizar

alteraciones en estas para poder obtener las propiedades satisfactorias.

Una opción que nos permite tener características de suelo que nos sirvan

para nuestra construcción es la de la sustitución de terreno por uno de

propiedades ideales. Sin embargo este es un procedimiento de alto costo,

por lo que en muchos casos se deben buscar otras soluciones con el suelo

que tenemos.

La compactación es un procedimiento que nos permite mejorar el

funcionamiento del suelo que tenemos en nuestro terreno. Este mejora

propiedades como la resistencia al esfuerzo cortante, densifica el suelo y

reduce los asentamientos al igual que la permeabilidad. Este es de menor

costo, sin embargo, no en todos los casos es factible el uso de esta técnica

de mejoramiento del suelo.

Es importante obtener la curva de compactación, y por medio de esta una

humedad optima, para lograr alcanzar el máximo grado de compactación.

Las pruebas que se realizan en los laboratorios nos generan una idea muy

cercana de la humedad optima de nuestro terreno, esto en el caso de que

se realicen correctamente los procedimientos de obtención y preparación

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 4

Page 5: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

de la muestra con el objetivo de que se obtenga lo más representativa

posible.

II. OBJETIVOS

2.1. OBJETIVO GENERALDeterminar el peso volumétrico seco máximo (γd máx) que pueda

alcanzar un material, así como la humedad óptima (W ópt.) a que

deberá hacerse la compactación.

2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS Preparar la muestras necesarias para el ensayo a realizar

Obtener la curva de compactación del suelo

Determinar la curva de cero vacíos de aire

III. MARCO TEORICO

En este informe se busca expresar el estudio de compactación que se le

realizo a una muestra de un suelo obtenido por el grupo 1. Dicho estudio

se realizó por medio del ensayo basado en las normas ASTM, el ensayo de

compactación Proctor modificado (ASTM D1557).

Basándonos en los procedimientos de reducción claramente establecidos

en la norma, se obtuvieron muestras de 6000 grs, las cuales fueron

utilizadas en la prueba Proctor con el fin de compactar el suelo en estudio a

diferentes porcentajes de humedad.

3.1. HISTORIA DE COMPACTACION

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 5

Page 6: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

La fascinación de Proctor con la ingeniería geotécnica comenzó al

tomar sus estudios de pregrado en la Universidad de California,

Berkeley. Él estaba interesado en las publicaciones de Sir Alec

Skempton y sus ideas sobre un comportamiento in situ de arcillas

naturales. Skempton formula conceptos y coeficientes de agua

porosa que aún se utilizan ampliamente en la actualidad. Fue

procuradores idea tomar este concepto un paso más allá y formular

sus propias conclusiones experimentales para determinar una

solución para el comportamiento en situ de suelos de arcilla y tierra

que hacen que sea adecuado para la construcción. Su idea, que

luego fue adoptada y expuso sobre por Skempton, consistió en la

compactación del suelo para determinar la densidad máxima

alcanzable prácticamente-de los suelos y agregados.

A principios de la década de 1930, finalmente se creó una solución

para la determinación de la densidad máxima de los suelos. Se

encontró que en un ambiente controlado, el suelo podría ser

compactado hasta el punto donde el aire podría ser completamente

eliminado, la simulación de los efectos de un suelo en condiciones in

situ. A partir de esto, la densidad en seco puede ser determinada

midiendo simplemente el peso de la tierra antes y después de la

compactación, el cálculo del contenido de humedad, y, además, el

cálculo de la densidad en seco. Ralph R. Proctor pasó a enseñar en

la Universidad de Arkansas.

En 1958, el ensayo de compactación Proctor modificado se

desarrolló como un estándar ASTM. Era necesaria una norma

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 6

Page 7: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

compactación mayor y más relevante. No eran más grandes y

equipos de compactación pesada, como grandes compactadores

vibratorios y apisonadoras pesadas. Este equipo puede producir

densidades en seco más altas en los suelos a lo largo con una mayor

estabilidad. Estas propiedades mejoradas permitidas para el

transporte de cargas muy pesadas de camiones por caminos y

carreteras. Durante la década de 1970 y principios de 1980 la prueba

Proctor modificado se hizo más ampliamente utilizado como un

sustituto de los sistemas de ensayo Proctor estándar.

3.2. COMPACTACION DE SUELOS

Se entiende por compactación la aplicación mecánica de cierta energía, o

cantidad de trabajo por unidad de volumen, para lograr una reducción de

los espacios entre las partículas sólidas de un suelo, con el objeto de

mejorar sus características mecánicas.

Al obtenerse un mejor acomodo de las partículas sólidas y la expulsión de

aire que contiene el suelo, se produce un aumento de su peso volumétrico

o específico.

Los objetivos de la compactación son los siguientes:

Aumentar la resistencia al corte y mejorar la estabilidad de

terraplenes y la capacidad de carga de cimentaciones y pavimentos.

Disminuir la compresibilidad y reducir los asentamientos.

Disminuir la relación de vacíos y reducir la permeabilidad.

Reducir el potencial de expansión, contracción, o expansión por

congelamiento.

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 7

Page 8: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

Si a un suelo cuya humedad es baja se le van dando ciertos incrementos a

su contenido de agua y se le aplica cada vez la misma energía de

compactación, su peso volumétrico va aumentando, propiciado por la

acción lubricante del agua, hasta que llega un momento en el que el peso

volumétrico del material seco, calculado a partir del peso volumétrico del

material húmedo y de la humedad, alcanza un valor máximo.

Al contenido de agua con el que se obtiene el mejor acomodo de partículas

y el mayor peso volumétrico o especifico del material seco, para una

determinada energía de compactación, se le denomina humedad óptima y

al peso volumétrico correspondiente se le designa como peso volumétrico o

peso específico seco máximo.

Cuando a partir de esta condición de humedad óptima y peso volumétrico

seco máximo, se incrementa el agua para un mismo volumen, el agua con

el aire remanente ocuparían el lugar de algunas partículas de suelo,

obteniéndose en consecuencia pesos volumétricos que van siendo

menores a medida que el agua aumenta. Si en un sistema de ejes

coordenados se sitúan los puntos correspondientes a cada peso

volumétrico seco con su respectiva humedad y se unen con una curva,

quedará representada la variación del peso volumétrico de un material para

diferentes contenidos de agua y una misma energía de compactación; esta

curva adopta aproximadamente la forma de una parábola, siendo más pronunciada su curvatura en el caso de suelos arenosos que en los suelos arcillosos.

El contenido de agua óptimo y el peso volumétrico seco máximo de un

suelo, también varían con la energía de compactación; cuando ésta se

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 8

Page 9: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

aumenta, se obtienen mayores pesos volumétricos secos máximos con

humedades óptimas menores. A su vez, la humedad óptima y el peso

volumétrico seco máximo son función del tipo de suelo; los suelos gruesos,

para una misma energía de compactación, tienen en general mayores

pesos volumétricos y menores contenidos de agua que los suelos finos.

De acuerdo con la naturaleza de los materiales y con el uso que se les

pretenda dar, se han establecido procedimientos de prueba para llevar a

cabo la compactación de los suelos en el laboratorio, con objeto de

referenciar y evaluar la compactación que se alcanza con los

procedimientos aplicados en el campo, para determinar el grado de

compactación del material. Tomando en cuenta la forma de aplicar la

energía al material, las pruebas de compactación que generalmente se

emplean son de los siguientes tipos:

a) COMPACTACIÓN ESTÁTICA O POR PRESIÓN:

La compactación se logra utilizando una máquina pesada,

cuyo peso comprime las partículas del suelo, sin necesidad de

movimiento vibratorio.

Por ejemplo: Rodillo Estático o Rodillo Liso

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 9

Page 10: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

b) COMPACTACIÓN POR IMPACTO:

La compactación es producida por una placa apisonadora que

golpea y se separa del suelo a alta velocidad.

Por ejemplo: Un apisonador

c) COMPACTACIÓN POR VIBRACIÓN:

La compactación se logra aplicando al suelo vibraciones de

alta frecuencia.

Por ejemplo: Placa o rodillos vibratorios.

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 10

Page 11: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

d) COMPACTACIÓN POR AMASADO:

La compactación se logra aplicando al suelo altas presiones

distribuidas en áreas más pequeñas que los rodillos lisos.

Por ejemplo: Un rodillo “Pata de Cabra”

3.3. METODO MAS ADECUADO DE COMPACTACIÓN PARA LOS DIFERENTES TIPOS DE SUELOS

La elección del método de compactación (equipo), depende de:

Tipo de Suelo

Variaciones del suelo dentro de la obra

Tamaño e importancia de la obra a ejecutar

Especificaciones de compactación del proyecto: Densidad, humedad óptima, Tamaño del sitio, Nº de pasadas.

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 11

Page 12: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

Tiempo disponible para ejecutar el trabajo

Equipo que ya se posea antes de comenzar los trabajos

Economía

a) SUELOS GRANULARES:

Se compactan mejor por vibración.

La vibración reduce las fuerzas de fricción, dejando que las partículas caigan libremente por su propio peso.

Pisones

Rodillo Pata de Cabra y Neumático

Circulación adecuada del equipo de transporte

b) SUELOS COHESIVOS:

Se compactan mejor por amasado e impacto.

La fuerza de impacto produce un esfuerzo de cizalle que junta las laminaciones, oprimiendo las bolsas de aire hacia la superficie.

Placas y rodillos vibratorios

Masas desde altura ( comp. dinámica )3.3.1. VARIABLES DE COMPACTACION

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 12

Page 13: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

Proctor (1933) definió cuatro variables que afectan a la compactación en suelos con cohesión:

Peso unitario seco

Contenido de agua

Tipo de suelo

Energía de Compactación

Otras variables que afectan al proceso de compactación:

Método de compactación

Humedad original del suelo

Sentido que recorre la escala de humedades

Temperatura

Recompactación

Número y espesor de capas, número de pasadas etc.3.4. METODOS DE ENSAYO DE COMPACTACION

El principal objetivo que se busca con estos ensayos es el de obtener

diferentes contenidos de humedad y diferentes pesos específicos

secos para generar la curva de compactación y con esta el contenido

de humedad optimo y el peso específico seco máximo.

Según ASTM existen 3 métodos de compactación:

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 13

Page 14: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

Método A Método B Método C

3.4.1. Método A utiliza como material de compactación el suelo que

pasa por el tamiz Nº 4. Es aplicado a suelos con un porcentaje

menor al 20 % de material retenido en el tamiz Nº 4.

3.4.2.  Método B utiliza como material de compactación el suelo que

pasa por el tamiz 3/8 plg. Es aplicado a muestras de suelo con

un valor mayor al 20 % de material retenido en el tamiz Nº 4 y

con un valor menor al 20 % de material retenido en el tamiz

3/8 plg.

3.4.3. Método C utiliza como material de compactación el suelo que

pasa por el tamiz 3/4 plg. Es aplicado a muestras de suelo con

un valor mayor al 20 % de material retenido en el tamiz 3/8 plg

y con un valor menor al 30 % del material retenido en el tamiz

3/4 plg.

MATERIALES Y PROCEDIMIENTO:

Preparación de muestras:

Equipo:

• Pala

• Carretillo

• Lona

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 14

Page 15: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

• Mallas 2 in, N° 4

• Bandejas metálicas

• Balanzas

P r o c edi m i e n t o :

Se debe realizar el cuarteo de alrededor de tres

carretillas de material y reducir la muestra hasta

asegurar unos 75 kg de material pasando la malla de

2 pulgadas, luego se tamiza.

Se seca previamente el material a compactar (15 - 25

kg.), en el cual el diámetro de las partículas sea

menor de 3/4”.

Se separa el material seco en cinco porciones

iguales; cada una de ellas representa un punto la

curva humedad vs densidad

Compactación:

Equipo:

• Mazo Proctor modificado

• Molde metálico

• Bandeja metálica

• Balanzas

• Cucharas

• Probeta

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 15

Page 16: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

• Cuchillos

• Horno

• Gato hidraulico

Procedimiento:

Se debe agregar agua a la primera muestra hasta

tener una consistencia donde los terrenos se

mantengan con textura uniforme, se debe llenar el

molde en 5 capas aplicando 56 golpes por capa,

luego se debe enrasar y determinar el peso del

material, se extrae una pequeña parte de la muestra.

La cual se coloca en el horno para determinar el

respectivo contenido de humedad. Para las otras

muestras se varía los contenidos de agua para

obtener diversos valores de humedad, se recomienda

obtener cinco puntos para graficar con mayor

facilidad. (Acorde con la ASTM D-698 y ASTM D-

1557).

CALCULOS

la Densidad Húmeda del suelo, mediante la

siguiente expresión, ya conocida:

γh= PV

el Contenido de Humedad de la muestra:

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 16

Page 17: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

%h=PaPs x 100

Finalmente, la Densidad Seca del suelo la

obtenemos mediante la siguiente expresión:

γd= γh1+h

Donde:

γd=¿ Densidad Seca en el Campo.

γh=¿ Densidad Húmeda.

h=¿ Contenido de humedad.

Con los datos obtenidos en un ensayo de Densidad

de Campo, calcular la Densidad de Campo del suelo

ensayado.

GRAFICA DE COMPACTACION

Con los valores de Contenido de Humedad y Peso

Específico Seco de cada muestra, se traza la Curva de

Compactación, como se muestra a continuación:

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 17

Page 18: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

3.5. OTROS METODOS

3.5.1. Método del Cono de Arena

Se excava un hueco de 15 cm de ancho por 15

cm de profundidad en el suelo compactado.

Se pesa el suelo extraído.

Se seca y se vuelve a pesar. Se obtiene el porcentaje (%) de humedad.

Un cono con granos de arena uniformes se coloca sobre el agujero y éste se llena con arena

Se divide el peso seco extraído por el volumen de arena que se requiere para llenar el hueco y se obtiene la densidad del suelo compactado en kg/m3.

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 18

Page 19: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

La densidad obtenida se compara con la densidad máxima Proctor, obteniendo la densidad Proctor Relativa.

3.5.2. Método del Densímetro Nuclear.

Opera con el principio de que los suelos densos absorben más radiación que los suelos sueltos.

El densímetro se coloca sobre el suelo a probar y se conecta para que funcione.

Los rayos Gamma de una fuente radiactiva penetran en el suelo y, según sea el número de huecos que existan, un número de rayos se reflejan y vuelven a la superficie.

Esta densidad se compara con la máxima Proctor y se obtiene la densidad relativa.

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 19

Page 20: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

3.6. RECOMENDACIONES GENERALES SOBRE USO DE EQUIPOS USO DE EQUIPOS COMPACTADORES

La elección del equipo de compactación depende del tipo de suelo:

Rodillos lisos: se utilizan en gravas y arenas mecánicamente estables.

Rodillos neumáticos: se usa en arenas uniformes y suelos cohesivos, humedad cercana a límite plástico.

Rodillos “pata de cabra”: suelos finos, humedad entre 7 a 20 % por debajo del límite plástico debajo del límite plástico.

Rodillo vibratorio: se utiliza especialmente en suelos granulares.

La densidad de un suelo sometido a compactación disminuye con la profundidad al aumentar el espesor de la capa. Esta disminución no influye en capas de hasta 20 disminuciones.

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 20

Page 21: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

En general se tiene un aumento considerable de la densidad entre una y seis pasadas que se va haciendo más lento para las para las pasadas siguientes.

3.7. ÁREAS DE EJECUCIÓN Rellenos compactados.

Presas de tierra (durante la construcción).

Estructuras de pavimentos (sub rasante, sub-base, base).

Pista de aterrizaje (aeropuertos).

Terraplén para vías férreas.

Cimentaciones de canales.

3.8. NORMATIVA

ASSTHO T99-70 (estándar)

ASSTHO T180-70 (modificado)

ASTM D698-70

ASTM D1557-70

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 21

Page 22: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

IV. DATOS OBTENIDOS

4.1. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS UTILIZADOS

Molde de proctor

Balanza.

Regla metálica.

Brochas.

Cucharon

Agua

Tamiz ¾ plg.

Bandejas

Recipientes

Horno (en nuestro

caso cocina)

Pizon de 44.5 N.

Probeta

Cuchillos

4.2. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 22

Page 23: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

Es importante establecer que en este laboratorio se trabajó con

el Proctor modificado y con un peso total de 25 kilos,

trabajándose 6 kilos por proceso, es decir que el mismo

procedimiento se repite 4 veces con la misma proporción de

suelo y se empieza con agua en proporción Del 3% de agua, se

procedió de la siguiente manera:

Se tomó una muestra de suelo de 6 Kg para cada ensayo, la

misma que se colocó en los recipientes adecuados y se tamizo

por la malla ¾.

Una vez pesada esta muestra y colocada en un recipiente

adecuado, se procede a incorporar el agua del 2% que vendría

hacer 120 ml a una de las muestras. Una vez realizado esto, se

mezcla la muestra con el agua hasta formar una masa

homogénea.

Se realizó un tamizado de la muestra, quedándonos solo con el

retenido en la malla ¾ obteniendo solo grava, que con lo retenido

llegaremos hacer una compensación de 780 gramos a cada

muestra.

Luego como se separó la muestra en 4 partes, se toma cada una

de ellas y son vaciadas al Proctor capa por capa para ser

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 23

Page 24: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

golpeado por el apisonador por 56 veces en cada capa pero con

la salvedad de que el apisonador debe caer por su propio peso.

Este proceso se repite por 4 veces, desde la caída de 56 veces

modo que el Proctor queda totalmente lleno, se quita el collarín y

se enraza para luego ser pesado limpiando previamente los

bordes del Proctor para así poder obtener su peso real.(Acorde

con la ASTM D-698 y ASTM D-1557).

4.3. OBTENCION DE DATOS

Obtención de datos en laboratorio de la muestra total con bandeja

1 2 3 4W bandeja 929 601 551 690W bandeja + muestra 6929 6601 6551 6690

Obtención de datos en laboratorio de la muestra total para contenido de humedad inicial

MUESTRA 1.

gr

W molde + muestra 10235

W molde 5718

h(cm) D(cm)

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 24

Page 25: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

Dimensiones del proctor 11.60 15.25

MUESTRA 2

gr

W molde + muestra 10355

W molde 5819

h(cm) D(cm)

Dimensiones del proctor 11.60 15.25

MUESTRA 3

gr

W molde + muestra 10161

W molde 5819

h(cm) D(cm)

Dimensiones del proctor 11.60 15.25

MUESTRA 4

gr

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 25

Page 26: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

W molde + muestra 9915

W molde 5718

h(cm) D(cm)

Dimensiones del proctor 11.60 15.25

Obtención de datos en laboratorio de la muestra en horno

MUESTRA 1

Es la muestra natural adicionado con agua al 2%

W recipiente Gr. 69W muestra húmeda + recipiente Gr. 569W muestra seca + recipiente Gr. 520

MUESTRA 2

Es la muestra natural con una humedad aproximada de 8%

W muestra húmeda + recipiente Gr. 666W recipiente Gr. 166W muestra seca + recipiente Gr. 627

MUESTRA 3

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 26

Page 27: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

W muestra húmeda + recipiente Gr. 668W recipiente Gr. 168W muestra seca + recipiente Gr. 652

MUESTRA 4

W muestra húmeda + recipiente Gr. 668W recipiente Gr. 168W muestra seca + recipiente Gr. 663

V. PROCESAMIENTO DE DATOS

5.1. CALCULOS REALIZADOS

MUESTRA 1

Calculo de cantidad de agua para adicionar ala muestra

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 27

Page 28: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

Se adiciono agua de un 2% ya que la muestra se observó que estaba con una humedad aproxima de 8% con una humedad casi óptima.

Calculo de densidad húmeda

Wmuestra=Wmuestra h.+molde−Wmolde

Wmuestra humeda=10235−5718=4517.00 gr .

V molde=2118.78cm 3.

Y h= 42772118.78

=2.13 grcm 3

Calculo de humedad y densidad secaWmuestra h.=Wmuestrah .+recipiente−W recipiene

Wmuestra humeda=669−69=500gr .

Wmuestra seca=520−69=451gr .

Wagua=500−451=49 gr .

W (% )= 49451

×100 %=10.86 %

Y d= 2.13∗100100+10.86

=1.92 grcm3

MUESTRA 2

Calculo de cantidad de agua para adicionar ala muestraNo se calculó la cantidad de agua para adicionar ya que tiene una humedad óptima aproximadamente de 8%

Calculo de densidad húmedaWmuestra=Wmuestra h.+molde−Wmolde

Wmuestra humeda=10355−5819=4536 gr .

V molde=2118.78cm 3.

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 28

Page 29: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

Y h= 45362118.78

=2.14 grcm3

Calculo de humedad y densidad secaWmuestra h.=Wmuestrah .+recipiente−W recipiene

Wmuestra humeda=666−166=500 gr .

Wmuestra seca=627−166=461gr .

Wagua=500−461=39gr .

W (% )= 39461

×100 %=8.46 %

Y d=2.14∗100100+8.46

=1.97 grcm 3

MUESTRA 3

Calculo de cantidad de agua para adicionar ala muestraSe hizo secar la muestra al sol natural ya que el punto anterior está casi e aproximadamente en la humedad óptima.

Calculo de densidad húmeda

Wmuestra=Wmuestra h.+molde−Wmolde

Wmuestra humeda=10161−5819=4342gr .

V molde=2118.78m3.

Y h= 43422118.78

=2.05 grcm 3

Calculo de humedad y densidad seca

Wmuestra h.=Wmuestrah .+recipiente−W recipiene

Wmuestra humeda=668−168=500gr .

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 29

Page 30: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

Wmuestra seca=652−168=484 gr .

Wagua=500−484=16 gr .

W (% )= 16484

×100 %=3.31 %

Y d=2.05∗100100+3.31

=1.98 grcm 3

MUESTRA 4

Calculo de cantidad de agua para adicionar ala muestraSe hizo secar al horno la muestra q se hiso secar al ambiente natural, se realizó con el fin de que la gráfica descienda.

Calculo de densidad húmeda

Wmuestra=Wmuestra h.+molde−WmoldeW muestra humeda=9915−5718=4197 gr .V molde=2118.78cm 3.

Y h= 41972118.78

=1.98 grcm 3

Calculo de humedad y densidad seca

Wmuestra h.=Wmuestrah .+recipiente−W recipiene

Wmuestra humeda=668−168=500gr .

Wmuestra seca=663−168=495gr .

Wagua=500−495=5gr .

W (% )= 5495

×100 %=1.01 %

Y d=1.98∗100100+1.01

=1.96 grcm3

Analíticamente el punto máximo será a la densidad seca mayor con ello se determina la humedad optima ya que luego desciende por ello se

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 30

Page 31: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

concluye que la humedad optima del suelo es de 7.71% y la densidad seca máxima es de 1.944 gr/cm3

5.2. GRAFICAS OBTENIDAS

RESUMEN DE LOS DATOS PARA LA GRÁFICA:

Punto Nº 4 3 2 1

PESO ESPECIFICOPeso de muestra húmeda + molde gr 9915 10161 10355 10235

Peso del molde gr 5718 5819 5819 5718Peso de la muestra húmeda gr 4197 4342 4536 4517Volúmen del molde cm3 2118.78 2118.78 2118.78 2118.78

Densidad húmeda gr/cm3. 1.981 2.049 2.141 2.132

CONTENIDO DE HUMEDAD

Recipiente Nº 1 2 3 4Peso muestra húmeda + recipiente gr 668.00 668.00 666.00 569.00Peso muestra seca + recipiente gr 663.00 652.00 627.00 520.00

Peso del agua gr 5.00 16.00 39.00 49.00Peso de recipiente gr 168 168 166 69Peso de la muestra seca gr 495 484 461 451

Contenido de humedad % 1.01 3.31 8.46 10.86

PESO ESPECIFICO SECODensidad seca gr/cm3. 1.961 1.984 1.974 1.923

GRAFICA 1 DE COMPACTACION METODO DE ECUACION POLINOMICA

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 31

Page 32: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.001.901.911.921.931.941.951.961.971.981.992.002.01

GRAFICA DE CURVA DE COMPACTACIONHUMEDAD-DENSIDAD

HUMEDAD ( %)

DEN

SID

AD S

ECA

gr./

cm3

COH=5.4O%

GRAFICA 2 DE COMPACTACION METODO DE REGRESIÓN NO LINEAL POLINOMICA

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 32

Page 33: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.001.90

1.91

1.92

1.93

1.94

1.95

1.96

1.97

1.98

1.99

2.00

GRAFICA DE CURVA DE COMPACTACIONHUMEDAD-DENSIDAD

HUMEDAD ( %)

DEN

SID

AD S

ECA

gr./

cm3

COH=5.20%

5.3. INTERPRETACION DE RESULTADOS

En este ensayo los resultados obtenidos son los siguientes:

CONTENIDO DE HUMEDAD INICIAL O NATURAL DEL SUELO.

W (%)= 8.00 %

A esta humedad inicial hemos aumentado 2% de agua iniciando de

un 1% hasta un contenido de humedad de 10%.

CONTENIDO DE HUMEDADES Y DENSIDADES SECAS:

MUESTA 1

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 33

Page 34: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

W (%)= 10.86 %

Ƴ húmedo = 2.13 (g/cm3)

Ƴ seca = 1.92 (g/cm3)

MUESTA 2

W (%)= 8.46 %

Ƴ húmedo = 2.14 (g/cm3)

Ƴ seca = 1.97 (g/cm3)

MUESTA 3

W (%)= 3.31 %

Ƴ húmedo = 2.05 (g/cm3)

Ƴ seca = 1.98 (g/cm3)

MUESTA 4

W (%)= 1.01 %

Ƴ húmedo = 1.98 (g/cm3)

Ƴ seca = 1.96 (g/cm3)

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 34

Page 35: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

CONTENIDO DE HUMEDAD ÓPTIMA Y DENSIDAD SECA MAXIMA SEGÚN GRAFICA:

Para ello es recomendable la primera grafica ya que la línea azul que

une los puntos pasa o une todo los puntos lo que nos da los datos

más próximos o más cercanos a la realidad.

W (%)= 5.40%

Ƴ seca máx. = 1.993 (g/cm3)

De la gráfica se obtuvo una humedad optima, lo que nos indica,

tomando en cuenta estudios previos del contenido de humedad

este mismo suelo, que no hace falta agregarle mucha cantidad de

agua al suelo para poder llegar a la compactación máxima que se

busca, además cabe indicar que el suelo debe perder cierta

humedad.

El agua en el material puede beneficiar la compactación hasta un

punto de equilibrio que es aproximadamente cuando el agua

ocupa todos los espacios vacíos dentro del suelo pero sin

presentar exceso, después de este punto, el agua comienza a ser

perjudicial afectando la densificación del material.

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 35

Page 36: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

El contenido óptimo de humedad del suelo gráficamente es de 5.40 % según la ecuación polinómica el cual es el grafico recomendado.

La densidad seca máxima del suelo determinado gráficamente es de

1.993 (gr/cm3) según la ecuación polinómica el cual es el grafico

recomendado.

La grafica 2 nos da un contenido óptimo de humedad de 5.20 % y una

densidad seca máxima de 1.994 (gr/cm3) este grafica es por el método

de regresión no polinómica de 2do orden no es recomendado ya que

nos brinda una humedad optima con valor inferior al de la gráfica 1

además no une los puntos en forma adecuada.

El contenido de humedad inicial del suelo es de 8.46 %

La muestra utilizada fue de 25000 grs aproximadamente dividido en 4

puntos cada punto con peso de 6000 grs.

El molde utilizado tiene un peso de 5718 gr. Para los puntos 1 y 4 para

los 2 restantes tiene un peso de 5819 grs. Esta diferencia se debe que

para los 2 últimos puntos al proctor se le añadió una tuerca metálica

para asegurar el collarín.

Los moldes tienen un volumen de 2118.78 cm3.

La compactación es un método ideal para mejorar las propiedades de

algunos suelos que se utilizan en obras de construcción como en los

pavimentos.

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 36

Page 37: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

Conocer el contenido de humedad óptimo es de mucha importancia ya

que es de gran utilidad a la hora de buscar una solución para mejorar las

propiedades de resistencia al cortante, densidad y otras del suelo.

Se recomienda que los 56 golpes en cada capa tiene que ser uniforme

en el área interior del proctor.

Es importante la compactación de suelos ya que con ello corregimos o

mejoramos algunas propiedades del suelo. Tales como:

Aumenta la capacidad de soporte del suelo.

Reducir los asentamientos del terreno.

Reducir la permeabilidad del suelo, el escurrimiento y la

penetración del agua. El agua fluye y el drenaje puede

regularse.

Reducir el esponjamiento y la contracción del suelo, ya que si

hay vacíos, el agua penetra y habrá un esponjamiento en

invierno y contracción en verano.

Impide los daños de las heladas, puesto que el agua se

expande y aumenta de volumen al congelarse, haciendo que

pavimentos se hinchen y las losas y estructuras se agrieten.

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 37

Page 38: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

VII. BIBLIOGRAFIA

FUENTE INTERNET:

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

densidad_in_situ.pdf.

http://noticias.espe.edu.ec/hfbonifaz/files/2012/09/ENSAYO-DE-

COMPACTACI%C3%93N.pdf

http://es.wikipedia.org/wiki/Ensayo_de_compactaci%C3%B3n_Proctor.

http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/03_clases_catedra/

clases_catedra_ms2/ms2/compactacion_suelos.pdf.

https://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/Seminario2006/

Rivas.pdf.

http://www1.frm.utn.edu.ar/labvial/Normas%20de%20Ensayo.pdf.

http://apuntesingenierocivil.blogspot.com/2011/03/metodos-del-ensayo-de-

compactacion.html.

FUENTE LIBROS Ensayos Geotécnicos de Suelos y Rocas, Roberto Tomás, Juan Carlos

Santamarta y otros.

Braja M. D. (2001). Principios de ingeniería de cimentaciones.

California: International Thomson Editores.

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 38

Page 39: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

Fournier, R. Material del curso mecánica de suelos I

ASTM D-698. Características de compactación de suelo en laboratorio

usando esfuerzo normal.

ASTM D-1557. Características de compactación de suelo en laboratorio

usando esfuerzo modifica.

VIII. PANEL FOTOGRAFICO

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 39

Page 40: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

Fig. N°1 Alistando la muestra para realizar el Tamizado. Fig. N°2 Realizando el tamizado por la malla nº ¾

Fig. N°3 se efectuó el cuarteo de la muestra. Fig. N°4 separando dos partes la muestra después de haber realizado el cuarteo

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 40

Page 41: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

Fig. N°5 pesando la muestra para para realizar la compactación, muestra de 6kg. Fig. N°6 secando el material para efectuar la

compactación.

Fig. N°7 colocando el material en el molde en 5 capas de 56 golpes.

Fig. N°8 efectuando la compactación según la norma ASTM D 1557-14

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 41

Page 42: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

Fig. N°9 se enrasa con regla metálica y se pesa la muestra con el molde. Fig. N°10 se coloca la muestra en recipiente en la

cocina y se determina la humedad.

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 42

Page 43: Informe Compactacion Final 1

“ENSAYO DE COMPACTACION”

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS 43