PAVIMENTOS ESTUDIOS DE SUELOS

ESTUDIOS DE SUELO

1.1.-ESTUDIO DE SUELOS DE LA SUB-RASANTE.El estudio de suelos es muy importante dentro del diseo de cualquier tipo de estructura, la importancia principal en nuestro caso radica en determinar las propiedades de la sub-rasante.

6.2.-ESTRATIGRAFIA DEL SUELO DE SUB-RASANTE.

TRAMO: Abs. 0 + 000: Perforacin N0 01: Encontramos arcilla de baja compresibilidad, color cafe oscuro.Abs. 0 + 150: Perforacin N0 02: Encontramos arcilla de baja compresibilidad, color caf claro. 1.3.-ENSAYOS DE LABORATORIOS: METODOLOGIA - TOMA DE MUESTRAS. Los ensayos de laboratorio tiene como objeto principal el analizar las caractersticas de los diferentes tipos de suelos en funcin de factores como tiempo y carga con el fin de suministrar al Ingeniero los medio para evaluar el comportamiento y as asegurar la estabilidad de las estructura, ya que el suelo ha sido y ser un factor importante.METODOLOGIA.-En nuestra investigacin se adopt el mtodo directo con pozos a cielo abierto con muestreo alterado, porque nos permite tener parmetros reales lo cual nos da a conocer las condiciones del subsuelo. Consiste en excavar un pozo de dimensiones suficientes para poder bajar y examinar los diferentes estratos de suelo en su estado natural, as como darse cuenta de las condiciones precisas referentes al agua contenida en el suelo.TOMA DE MUESTRAS.-Para determinar las propiedades de un suelo en el laboratorio, es preciso contar con muestras representativas de dicho suelo. Un muestreo adecuado y representativo es de primordial importancia.Siguiendo la norma para sub-rasantes se tomaron muestras a cada 500 metros de longitud aproximadamente, de preferencia en los puntos que interceptan el proyecto longitudinal de la va con el perfil natural del terreno.Las perforaciones se realizaron a cielo abierto, aproximadamente en una seccin de 1.00 m2, para esto retiramos la capa vegetal y tomamos muestras a 0.50 m hasta 1.00 m, 1.50 m de profundidad; las colocamos en bolsas de plstico con su respectiva tarjeta de identificacin previo a su sellado.Se tomaron cantidades aproximadas de 2 a 5 kg a muestras de 0.40, 0.90 m y 1.50 m de profundidad, y de 40 a 60 kg a muestras de profundidad de 0.10 m1.3.1.- ENSAYOS A MATERIALES DE SUB-RASANTE.1.3.1.1.- Contenido de humedad.1.3.1.2.- Limites de consistencia (Lquido y plstico).1.3.1.3.- Granulometra.1.3.1.4.- Compactacin.1.3.1.5.- C.B.R.

1.3.2.- ENSAYOS A MATERIALES DE CANTERA.1.3.2.1.- Contenido de humedad.1.3.2.2.- Granulometra.1.3.2.3.- Compactacin.1.3.2.4.- Capacidad de soporte C.B.R. 1.3.2.5.- Desgaste de los materiales (Abrasin).

Posteriormente detallaremos todos los procedimientos a seguir para cada unos de los ensayos de laboratorio.Estos ensayos fueron realizados en el laboratorio de suelos de la Facultad de ingeniera civil de la Universidad Tcnica de Machala.

1.4.-CONTENIDO DE HUMEDAD.El contenido de agua de una muestra de suelo se define como la relacin entre el peso del agua contenida en los poros de una masa de suelo y el peso de las partculas slidas de dicha masa.CONTENIDO DE HUMEDAD (%)=Peso del Agua (Ww)x100

Peso de solidos (Ws)

1.4.1.- EQUIPO A EMPLEARSE. Horno a temperatura constante (110o C 5o C) Una balanza con sensibilidad de 0.10 g Recipientes metlicos Regla Esptula

1.4.2.- REALIZACION DEL ENSAYO. Una vez obtenida la muestra tomamos 2 recipientes limpios y previamente pesados por cada muestra. Colocamos un poco de suelo en cada recipiente para posteriormente pesar y anotamos el valor como peso de la muestra hmeda ms recipiente. Colocamos los recipientes con las muestras en el horno por 24 horas para luego sacar las muestras y proceder a pesarlas anotando los valores como peso del material seco mas recipiente. Una vez realizados los clculos de contenido de humedad, sumamos los resultados de estos y tomamos el promedio.

1.4.3.- CALCULOS.

El Contenido de Humedad del suelo se calcula expresndolo en porcentaje y viene dado por la siguiente frmula:

w%=P1 - P2x100

P2 - P3

De donde:

% = Contenido de humedad en porcentaje.P1 = Peso del suelo hmedo + recipiente (Gr).P2 = Peso del suelo seco + recipiente (Gr).P3 = Peso del recipiente (Gr).

1.5.-ANALISIS GRANULOMETRICO.Es el proceso de separar una muestra de un suelo en sus diferentes fracciones de tamaos distintos.Un suelo puede estar constituido por partculas de tamaos semejantes (Suelo uniforme o mal graduado), o bien puede tener una gran variedad de tamaos, que pueden ir desde partculas que no se pueden ver ni con microscopio hasta partculas de 3 a 4 pulgadas de dimetro (Suelo poco uniforme pero bien graduado).

REPRESENTACION DEL ANALISIS GRANULOMETRICO.-Los resultados del anlisis granulomtrico pueden representarse de dos maneras: Mediante una tabla en la cual se expresan los porcentajes de la muestra total que han pasado un tamiz cualquiera, seleccionado de antemano. Mediante un grfico, en donde el eje de las abscisas representa el dimetro de las partculas y las ordenadas el porcentaje de las muestras que pasa dicho dimetro.Para realizar este grafico se acostumbra usar una escala logartmica en el eje de las abscisas para obtener una mayor amplitud en la fraccin fina y en el eje de las ordenadas una escala natural; esta grfica se la denomina Curva Granulomtrica.

COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD.-De la forma de la curva granulomtrica obtenemos una idea de la distribucin de tamaos de las partculas que constituyen el suelo; por lo tanto, un suelo es uniforme cuando las partculas son de un solo tamao y estarn representados por una lnea vertical.Si el suelo est constituido por una gran variedad de tamaos su representacin ser una curva; por lo cual se considerara un suelo bien graduado.Para determinar el grado de uniformidad de un suelo se emplea el Coeficiente de Uniformidad, que viene expresado por la siguiente relacin:Cu=D 60

D 10

De donde:D60 = Tamao de las partculas que corresponde al 60% de las partculas menores, es decir el 60% son ms finas que D60 y el 40% son mas gruesa que dicho dimetro.D10 = Tamao de las partculas que corresponde al 10% de las partculas menores, es decir el 10% son ms finas que D10 y el 90% son mas gruesa que dicho dimetro.Los suelos con Cu < 3 se consideran muy uniformes, por lo tanto mal graduados.Los suelos con Cu > 4 se consideran pocos uniformes, por lo tanto bien graduados.

COEFICIENTE DE CURVATURA.-Otro coeficiente empleado para determinar la buena o mala graduacin de un material es el llamado Coeficiente de Curvatura, que se lo expresa por la siguiente relacin:

Cc=(D 30 ) 2

D 10 x D 60

De donde:

D30 = Tamao de las partculas que corresponde al 30% de las partculas menores, es decir el 30% son ms finas que D30 y el 40% son mas gruesa que dicho dimetro.Para realizar el ensayo del anlisis granulomtrico de nuestras muestras aplicaremos el mtodo va seca por lavado.

1.5.1.- METODOS PARA REALIZAR UN ANALISIS GRANULOMETRICO.

1.5.1.1.- METODO POR VIA SECA

Para este mtodo tenemos dos alternativas: Mtodo va seca por lavado. Mtodo va seca sin lavado.

1.5.1.2.- METODO POR VIA HUMEDA

1.5.2.- EQUIPO A EMPLEARSE Juego de tamices. Balanza. Recipientes rectangulares. Recipientes metlicos par secado de la muestra. Horno a temperatura constante (110o C 5o C).

1.5.3.- REALIZACION DEL ENSAYOEste ensayo se lo realiz para todas las perforaciones o calicatas. Cabe indicar que la mayora de estos suelos son finos y su granulometra se la determin por lavado. El procedimiento seguido es el siguiente:

Una vez extradas las muestras, las secamos al medio ambiente y despus de un proceso de cuarteo pesamos (su peso depende del tipo de material que se encuentre en cada calicata o perforacin, si es material fino tomamos de 100 a 200 gramos y si es material grueso se pone de 4 a 15 Kilogramos). Si el suelo tiene un alto contenido de agregado grueso, a ste se lo debe pasar por los tamices de 4, 3, 2, 1 , 1, , , 3/8, # 4 y fondo; para posteriormente pesar cada fraccin y calcular los porcentajes correspondientes. A la parte fina de este suelo como a los dems suelos finos extrados de sus respectivas calicatas se les realiza granulometra por lavado; se recoge una cierta cantidad del mismo con un peso antes mencionado, y procedemos a saturarla durante 24 horas. Despus de su saturacin, tomamos la muestra y empezamos a hacer el lavado, la muestra la lavamos por los tamices #10, #40, #200, y las muestras retenidas en cada tamiz la colocamos en el horno por un lapso de tiempo que oscile entre 18 y 24 horas. Despus de haber estado en el horno, pasamos la muestra por los tamices #4, #10, #40, #200, pesamos estas fracciones, para realizar los clculos correspondientes. Con estos valores de suelo retenido calculamos los porcentajes retenidos y pasantes con los cuales vamos a graficar la curva granulomtrica.PAVIMENTOS ESTUDIOS DE SUELOS

VICTOR CHUCHUCA CURSO: SEXTO BPgina 2

1.6.-LIMITES DE CONSISTENCIA (LIMITES DE ATTERBERG).Los lmites de consistencia, se usan a menudo en especificaciones para el control del suelo que se va usar en relleno, la principal aplicacin est en la clasificacin e identificacin de los suelos con granos finos. Segn su contenido de agua un suelo plstico puede estar en cualquiera de los siguientes estados de consistencia.

LIMITE LIMITE LIMITE LIQUIDO PLASTICO CONTRACCION

ESTADO ESTADO ESTADO ESTADO ESTADO LIQUIDO SEMI-LIQUIDO PLASTICO SEMI-PLASTICO SOLIDO

1.6.1.- LIMITE LQUIDOEs la frontera convencional entre los estados semilquido y plstico de un suelo, se puede decir que es el contenido de agua en el cual el suelo tiene una resistencia al cortante tan pequea que fluye hasta cerrar un surco de ancho estndar, cuando es vibrado de una manera especfica.

DETERMINACION DEL LMITE LQUIDO.- Para este ensayo utilizamos LA COPA DE CASAGRANDE, que es un recipiente de bronce con latn; con un tacn slido del mismo material, el tacn y la copa giran en torno a un eje fijo unido a la base. Una excntrica hace que la copa caiga peridicamente, golpendose contra la base del dispositivo.La altura de cada de copa, es por especificacin de 1 cm, medido verticalmente desde el punto de la copa que toca la base al caer, hasta la base misma, estando la copa en su punto ms alto.La copa es esfrica, con radio interior de 54 mm, espesor de 2 mm y peso de (200 20) g, incluyendo el tacn.Sobre la copa se coloca el suelo y se procede a hacerle una ranura con las dimensiones mostradas en la siguiente figura.

DIMENSIONES DE LA RANURA EN LA COPA DE CASAGRANDE.- Para hacer la ranura debe usarse un ranurador laminar estndar. La copa se sostiene con la mano izquierda, con el tacn haca arriba y el ranurador se pasa a travs de la muestra, mantenindolo normal a la superficie, a lo largo del meridiano que pasa por el centro del tacn, con un movimiento de arriba hacia abajo. En una arcilla bien mezclada, sin partculas gruesas, es fcil de hacer la ranura.En muestras no uniformes o con partculas gruesas, los bordes de la ranura tienden a rasgarse, cuando esto sucede el suelo a devolver a remoldarse con la esptula, colocndolo de nuevo y formando otra vez la ranura. En los suelos con arena o con materia orgnica no se puede formar la ranura con el ranurador, debiendo usarse entonces la esptula, utilizando el ranurador slo para verificar las dimensiones.La tcnica de laboratorio consiste en colocarse el suelo remoldeado en la copa de Casagrande, formando en l como ya se dijo una ranura, procediendo a manipular la copa, contabilizando el nmero de golpes con el cual se logra cerrar la ranura.El grfico se lo obtiene conociendo tres o cuatro contenidos de agua con sus correspondientes nmeros de golpes y trazando de esta manera la lnea, contenido de agua nmero de golpes.Los resultados obtenidos en el laboratorio se proceden a graficarlos, colocando en el eje de las coordenadas en escala natural el contenido de agua (contenido de humedad), y en el eje de las abscisas se coloca el nmero de golpes en escala logartmica.La ordenada del grfico correspondiente a la abscisa de 25 golpes es el contenido de agua correspondiente al lmite lquido.

1.6.1.1.- EQUIPO A EMPLEARSE Copa de Casagrande. Plato de porcelana. Tamiz # 40. Esptula. Horno a temperatura constante (110o C 5o C). Pipeta plstica con agua. Ranurador Recipientes metlicos. Balanza.

1.6.1.2.- REALIZACION DEL ENSAYO Tomamos una muestra de aproximadamente 60 gr del material pasante del tamiz N 40, la colocamos en el plato de porcelana y se le agrega cierta cantidad de agua con la pipeta hasta que el suelo presente una mezcla uniforme. Cuando la mezcla se tiende a adherir entre s, con una consistencia ms o menos dura se toma una porcin y la colocamos en la copa que debe estar asentada en la base, la presionamos con la esptula hasta emparejar la superficie de tal forma que la parte central de la mezcla no debe tener ms de 1 cm. de espesor tomando en cuenta estos detalles pulimos la muestra. Con la ayuda del ranurador procedemos a dividir la muestra en dos partes iguales presionando el ranurador de atrs hacia delante, hecho esto se procede a rotar la palanca haciendo subir y bajar la copa a una velocidad de 2 r.p.s., hasta que la muestra se una en el fondo de la copa con una longitud de pulgada; cuando esto sucede se registra el nmero de golpes. De la parte que se uni la muestra tomamos una rebanada de un ancho similar al de la esptula, esta rebanada se la debe sacar en forma perpendicular a la ranura incluyendo la parte que se junta. A esta porcin la ponemos en un recipiente y lo pesamos registrando como peso de suelo hmedo ms recipiente, luego lo colocamos al horno. Al material sobrante de la copa lo volvemos a la escudilla, y limpiamos bien la copa de Casagrande. A la muestra restante se le agrega otra porcin de agua para que la muestra se una a menos golpes; el rango que se utilizara para el grfico de la curva de flujo es entre 10 y 40 golpes, los que se encuentren fuera de este rango deben ser descartados. Los puntos a utilizarse en el grfico de la curva de flujo deben tener un rango mnimo de 3 golpes, se debe realizar varias pruebas para una mejor grafica de la curva; se recomienda que esta curva debe pasar por lo menos por tres puntos del grfico. 1.6.2.- LIMITE PLSTICOPor plasticidad se entiende, la propiedad que tiene el suelo de deformarse sin romperse. El lmite plstico (LP), es el contenido de humedad que tiene un suelo en el momento de pasar del estado plstico al semislido.Se ha convenido en que esta humedad sea la que permita amasar un suelo, a mano, en rollitos de (3 mm. ) de dimetro, aproximadamente, sin que presente signo de ruptura. Por eso el lmite plstico (LP) est definido por el contenido de humedad que tiene un suelo, cuando empieza a resquebrajarse al amasarlo en rollitos de de dimetro (3 mm.), aproximadamente.Las arenas no tienen plasticidad; los limos la tienen, pero muy poca; en cambio, las arcillas son muy plsticas. Si se construyen terraplenes o sub-base, deber evitarse compactar el material cuando su contenido de humedad sea igual o mayor a su lmite plstico.1.6.2.1.- EQUIPO A EMPLEARSE Plato de porcelana. Esptula. Horno a temperatura constante (110o C 5o C). Pipeta plstica con agua. Recipientes metlicos. Balanza con sensibilidad de 0,01 gr.

1.6.2.2.- REALIZACION DEL ENSAYO Tomamos unos 10 gr del material que usamos para realizar el ensayo del lmite lquido y lo colocamos sobre una placa de vidrio Luego se hace correr esta masa entre la superficie de vidrio y la mano con presin suficiente para permitir que se vaya formando un rollo uniforme. Cuando al rollito comiencen a aparecerle fisuras, debe tener un dimetro de 3 mm. si as lo es, lo ponemos en un recipiente, lo pesamos y lo colocamos en el horno para su secado. Si el rollito se fisura antes de llegar al espesor de 3 mm., significa que le falta humedad entonces le agregamos agua hasta que al ser enrollado, sus fisuras aparezcan al espesor de 3 mm. En cambio si el rollito al fisurarse es menor de 3 mm., significa que tiene exceso de humedad; quebramos este rollito y lo juntamos formando una masa para luego volver a enrollarlo hasta que se fisure al espesor planteado. Se realiza por lo menos cuatro formaciones de rollitos de la misma muestra para sacar un promedio de su contenido de humedad y determinar el lmite plstico correcto, que no es otra cosa que el contenido de humedad del suelo al fisurarse a de dimetro (3 mm.), aproximadamente.1.6.3.- INDICE DE PLASTICIDADA las dos fronteras, lmite lquido y lmite plstico que definen el intervalo plstico del suelo, se las llama Lmites de Plasticidad y la diferencia entre ambos se denomina ndice de plasticidad (IP), que se puede definir como el rango de contenido de humedad en el cual un material est en estado plstico, o sea: IP = LL - LPI P = ndice de Plasticidad expresado en porcentaje %.LL = Lmite lquido.LP = Lmite plstico.Cuando un material no tiene plasticidad (arena por ejemplo) se considera el ndice plstico nulo IP = NP o sea un suelo no plstico.En los suelos arenosos que contenga un pequeo porcentaje de materia orgnica se eleva el valor de LP sin elevar simultneamente el LL tales suelos presentan bajos valores de IP.Se sabe todava ms que las arcillas son tanto ms comprensibles cuanto mayor es el IP, segn Jenkings los suelos pueden ser clasificados en:

Poco plstico 1% < IP < 7%.

Medianamente plstico 7% < IP < 15%.

Altamente plstico IP > 15%.

Existen algunos casos en que el ndice de plasticidad no puede determinarse, como por ejemplo: Cuando el LP es mayor que el LL. Cuando el suelo es muy arenoso. Cuando LP es igual al LL.Un suelo que tiene un pasante del tamiz N 200 menor que el 10%, por lo general es arenoso no plstico.1.6.7.-CLASIFICACION E IDENTIFICACION DE LOS SUELOS MEDIANTE EL SISTEMA AASHTO.En este sistema se requiere reconocer solamente la granulometra, y los lmites lquido y plstico. Un aspecto importante del sistema AASHTO es el "ndice de grupo" que es un numero emprico con el cual se ha correlacionado el comportamiento de muchos suelos como material de caminos. El ndice de grupo es una funcin del lmite lquido, del ndice de plasticidad y de la cantidad de material que pasa por el tamiz #200.Los materiales granulares con un 35% o menos que pasa el tamiz #200 y los materiales limo - arcilla con ms del 35% que pasa el tamiz #200. El suelo se evala por su ndice de Grupo, utilizando la siguiente expresin:

En Donde:IG = ndice de Grupo.F1= Porcentaje que pasa el tamiz # 200 mayor que 35% pero que no excede de 75%.F2 = Porcentaje que pasa el tamiz # 200 mayor que 15% pero que no excede de 55%.LL = Limite Liquido mayor que 40% pero que no excede de 60%.IP = ndice Plstico mayor que 10% pero que no excede de 30%..

MATERIALES GRANULARESLos mejores suelos para sub-rasantes de carreteras son clasificados como A1.Grupo A-1. El material tpico de ste grupo es una mezcla bien graduada de fragmento de piedra o grava, arena gruesa, arena fina y un aglomerante poco o nada plstico. No obstante, ste grupo incluye tambin fragmento de piedra, grava, arena gruesa, detritus volcnicos, etc.Grupo A-1-a. Incluye materiales que consta principalmente de fragmentos de piedra o grava con o sin un aglomerante bien graduado de material fino.Grupo A-1-b. Incluye aquellos materiales que consta principalmente de arena gruesa con aglomerante bien graduado o sin l.Grupo A-3. El material tpico de ste grupo es una arena fina de playa o arena de duna, sin material fino de tipo arcilloso o limoso, o con una cantidad muy pequea de limo no plstico. El grupo incluye tambin mezcla de arena fina mal graduada con pequeo cantidad de arena gruesa y grava de los depsitos fluviales.Grupo A-2. Este grupo incluye una amplia variedad de materiales granulares, que son los casos de transicin entre material incluido en el grupo A-1 y A-3 y los materiales limo- arcilloso del grupo A-4, A-5, A-6 y A-7. Incluye todos los materiales que contiene hasta un 35% que pasa por el tamiz N # 200, que no puede clasificarse como A-1 o A-3, por rebasar las limitaciones para esto grupo, debido a un exceso en la proporcin de fino, en la plasticidad o en ambas cosas. Los Subgrupos A-2-4 y A-2-5 incluyen diverso materiales granulares que contiene hasta un 35% que pasa el tamiz # 200, y en los que la fraccin que pasa el tamiz # 40 tiene la caracterstica de los grupos A-4 y A-5. Incluyen materiales, tales como grava y arena gruesa, con una proporcin de limo o un ndice de plasticidad de la fraccin superior a la limitacin del grupo A-1, y arenas finas que contiene limos no plstico en cantidad superior a las limitaciones del grupo A-3.Los subgrupos A-2-6 y A-2-5, con la diferencia de que el material fino contiene arcillas plsticas que tiene las caractersticas de los grupos A-6 y A-7. Los efectos combinados del aumento por encima de 10 del ndice plstico y del aumento por encima del 15% d la porcin que pasa el tamiz N # 200 se reflejan aproximadamente en los valores del ndice de grupo (desde 0 hasta 4).

MATERIAL LIMO ARCILLOSOGrupo A-4. El material tpico de ste grupo es un suelo limoso, poco plstico o sin plasticidad que tiene, por lo general, el 36% o ms de la fraccin que pasa el tamiz N # 200. El grupo incluye tambin mezcla de limo fino y hasta un 64% de arena y grava que carecen de la fraccin que pasa el tamiz # 200. El ndice de grupo vara desde 1 a 8 reflejando el aumento del porcentaje del material grueso en la disminucin de los valores del ndice de grupo.Grupo A-5. El material tpico de ste grupo es un suelo limoso, poco plstico o sin plasticidad que tiene, por lo general, el 36% o ms de la fraccin que pasa el tamiz N # 200. El ndice de grupo vara desde 1 a 12 reflejando el aumento del porcentaje del material grueso en la disminucin de los valores del ndice de grupo.Grupo A-6. El material tpico de ste grupo es un suelo arcilloso, muy plstico, que tiene por lo general, el 36% o ms de la fraccin que pasa el tamiz N # 200. El ndice de grupo vara desde 1 a 16 reflejando el aumento del porcentaje del material grueso en la disminucin de los valores del ndice de grupo.Grupo A-7. El material tpico de ste grupo es un suelo arcilloso, muy plstico, que tiene por lo general, el 36% o ms de la fraccin que pasa el tamiz N # 200. El ndice de grupo vara desde 1 a 20 reflejando el aumento del porcentaje del material grueso en la disminucin de los valores del ndice de grupo. Este a su vez se divide en sub-grupos A-7-5 y A-7-6.

1.7.-CLASIFICACION SUCS.La Clasificacin Unificada de Suelos (Unified Soil Classification System). Divide los suelos en dos grupos: granulares y finos.El material menor que el tamiz N 200, es limo si es no plstico, o el lmite liquido y el ndice de plasticidad se grafican por debajo de la lnea A en la carta de plasticidad y es arcilla si el limite liquido y el ndice de plasticidad se grafican por arriba de la lnea A. Esto es vlido para limos, arcillas inorgnicas y para limos orgnicos, pero no para arcillas orgnicas, puesto que estas son graficadas debajo de la lnea A. El SUCS cubre los suelos gruesos y finos, distinguindose ambos por el cribado a travs de la malla 200; las partculas gruesas son mayores que dicha malla y las finas menores. Un suelo se considera grueso si ms del 50% son gruesas, y fino, si ms de la mitad de sus partculas en peso son finas. Se describirn en primer lugar los diferentes grupos referentes a suelos gruesos.

SUELOS GRUESOS. El smbolo de cada grupo est formado por dos letras maysculas, que son las iniciales de los nombres ingleses de los suelos ms tpicos de este grupoa.)Gravas y suelos en que predominan estas. Smbolo genrico G (Gravel). b.)Arenas y suelos arenosos. Smbolo genrico S (Sand).Las gravas y las arenas se separan con la malla N 4, de manera que un suelo pertenece al grupo genrico G, si ms del 50% de su fraccin gruesa (retenida en la malla 200) no pasa la malla N 4, y es del grupo genrico S en caso contrario las gravas y las arenas se subdividen en cuatro tipos:1. Material prcticamente limpio de finos, bien graduado. Smbolo W (well gradel). En combinacin con los smbolos genricos se obtienen los grupos GW y SW.2. Material prcticamente limpio de finos, mal graduado. Smbolo P (Poorly gradel) y en combinacin con los smbolos genricos da lugar a los grupos GP y SP.3. Material con cantidad apreciable de finos no plsticos. Smbolo M.En combinacin con los smbolos genricos da lugar a los grupos GM y SM.4. Material con cantidad apreciable de finos plsticos. Smbolo C (Clay). En combinacin con los smbolos genricos da lugar a los grupos GC y SC.

SUELOS FINOS. Tambin en este caso este sistema considera a los suelos agrupados, formndose el smbolo de cada grupo por dos letras maysculas, elegidas con un criterio similar al usado para los suelos gruesos, y dando lugar a las siguientes divisiones:a.)Limos inorgnicos, de smbolo genrico M b.)Arcillas inorgnicas, del smbolo genrico C (clay).c.)Limos y arcillas orgnicas, de smbolo genrico O (arganic).Cada uno de estos tres tipos de suelos se sub dividen, segn su lmite lquido, en dos grupos. Si este es menor de 50%, es decir, si son suelos de compresibilidad baja o media, se aade al smbolo genrico la letra L (Low compressibility), obtenindose por esta combinacin los grupos ML, CL y OL. Los suelos finos con lmite lquido mayor del 50%, o sea de alta compresibilidad, lleven como smbolo genrico la letra H (high compressibility), tenindose as los grupos MH, CH y OH.Ha de notarse que las letras L y H no se refieren a alta o baja plasticidad, pues esta propiedad del suelo, como se ha dicho, ha de expresarse en funcin de dos parmetros (LL e IP), mientras que en el caso actual solo el valor de lmite liquido interviene. Por otra parte, ya se hizo notar que la compresibilidad de un suelo es una funcin directa del lmite lquido, de modo que un suelo es ms compresible a mayor lmite lquido.Los suelos altamente orgnicos usualmente fibrosos, tales como turbas y suelos pantanosos, extremadamente compresible, forman un grupo independiente de smbolo Pt (del ingles peat; turba).CARTA DE PLASTICIDAD

FUENTE: TALLER DE SONDEO TERRITORIAL RAPIDO PARTICIPATIVO (DRTP)

1.8.-ENSAYO DE COMPACTACIONLa compactacin de los suelos es el proceso mecnico, destinado a mejorar las propiedades de un suelo, en lo que respecta a: Resistencia. Disminucin de capacidad de formacin. Impermeabilidad y susceptibilidad a la erosin.Al realizar la compactacin de un suelo es un proceso en el cual se aumenta el peso volumtrico del suelo por medio de aplicacin de energa (impacto o amasado), variando el contenido de humedad.El objetivo de la compactacin de un suelo es mejorar sus propiedades, y en particular, aumentar su resistencia y su capacidad de carga, reducir su compresibilidad y disminuir su aptitud para absorber agua.En ciertas obras viales la falta de una adecuada compactacin ocasiona fallas en el pavimento, entonces con la finalidad de darle una estabilidad a una obra civil se exige que los terraplenes y dems capas del pavimento se encuentren debidamente compactados.Existen dos mtodos de compactacin de suelos que son: compactacin ESTANDAR AASHTO T-99 y compactacin o proctor modificado AASHTO T-180.Para nuestro estudio aplicaremos el PROCTOR MODIFICADO NORMA AASHTO T 180.

1.8.1.- ENSAYO DE COMPACTACIN ESTANDAR MODIFICADO AASHTO T-180.Ensayo modificado de compactacin (PROCTOR MODIFICADO ASSHTO T-180), el ensayo estndar fue modificado aumentando la energa de compactacin, conservando el nmero de golpes por cada capa, adems se elev el nmero de stas de 3 a 5 capas aumentando al mismo tiempo el peso del pisn a 10 lb. (4.5 Kg) y la altura de la misma a 18 pulgadas (45.7 cm).

1.8.1.1.- EQUIPO UTILIZADO. Tamiz # 4 Bandeja metlica grande Moldes de compactacin de 6 y 4 de dimetro con extensin y base Martillo de compactacin de 4.5 Kg (10 lb) y de 2.5 kg (5.5 lb) Balanza (capacidad de 18 Kg aproximacin de 1 gr) Balanza (aproximacin de 0.01 gr) Regleta metlica Probeta graduada de 500 a 1000 cm 3 Capsulas metlicas Horno a temperatura constante Pistilo o martillo con cabeza de caucho.

1.8.1.2.- PREPARACION DE MUESTRAS. Se toma una muestra venida del campo en una cantidad no menor a 30 kg, se la disgrega con un pistilo o martillo con cabeza de caucho y se la deja airear por lo menos 12 horas en una bandeja grande. Se tamiza la muestra a travs de una malla o tamiz segn el tipo de ensayo. El material as preparado no debe estar completamente seco, de ser as aumentar una cierta cantidad de agua, generalmente del 2% al 3% del peso del suelo y se almacena la muestra para que la humedad se distribuya uniformemente. 1.8.1.3.- REALIZACION DEL ENSAYO.

De la muestra preparada se pesan 3 Kg para el ensayo A y C con el molde de 4 o 5 Kg para el ensayo B y D con el molde de 6, colocndolo en la bandeja. Se pesa el molde proctor con su placa base pero sin el collarn de extensin, anotndose el numero del molde y su peso en la hoja de registro. Medimos un cierto porcentaje de agua y la derramamos sobre el suelo, friccionndolo entre las manos y contra el fondo de la bandeja hasta obtener una mezcla homognea. Dividimos esta mezcla en cinco porciones aproximadamente iguales, que colocamos en cada esquina y en el centro de la bandeja. Preparamos el molde que debe estar limpio y lubricado, colocamos la primera porcin de suelo, tomamos el martillo y le proporcionamos 56 golpes distribuyndolos en toda el rea del molde y con el martillo en la posicin vertical, dejndolo caer libremente. Colocamos otra porcin de suelo dentro del molde, propinndole otros 56 golpes y as sucesivamente hasta la quinta capa de suelo en el molde. Una vez compactadas las cinco capas, retiramos la extensin, enrasamos eliminando el exceso de suelo, limpiamos exteriormente y pesamos el molde con el material en su interior, este dato lo anotamos en el formato correspondiente a este ensayo y este ser el peso del suelo hmedo ms cilindro. Extraemos el material del cilindro y tomamos dos muestras para determinar la humedad, preferiblemente del centro. La porcin tomada debe ser de 50 a 150 gr. Se coloca las capsulas al horno a 110 o C durante 18 a 24 horas despus de lo cual se pesan y se anotan como peso de capsula con suelo seco. Repetimos el ensayo con diferentes contenidos de humedad para obtener por lo menos 5 determinaciones, dos de las cuales deben ser anteriores a la densidad mxima y dos posteriores a la misma.

FORMULAS:

%=(Peso capsula + Suelo Hmedo) - (Peso capsula + Suelo Seco)*100

(Peso capsula + Suelo Seco) - (Peso capsula)

Pd=Vm

%

Peso vm=W

V

De Donde:m = Peso volumtrico hmedo o densidad hmeda.W = Peso de la muestra hmeda = (Peso de la muestra hmeda + molde) (Peso molde).V = Volumen del molde o muestra.d = Peso volumtrico seco o densidad seca.% = Contenido de humedad en porcentaje.

1.8.1.3.- CALCULOS.Con los datos obtenidos en el ensayo se calcula en cada determinacin l: Peso volumtrico hmedo o densidad hmeda. Peso volumtrico seco o densidad seca. Contenido de humedad. La curva de compactacin se define por el contenido de humedad en las abscisas y la densidad seca en las ordenadas.

1.9.-ENSAYO DE CAPACIDAD DE SOPORTE C.B.R.El ndice de soporte de california (C.B.R) es un valor que determina la resistencia al esfuerzo cortante o capacidad de carga de un suelo, bajo determinadas condiciones de densidad y humedad del mismo. El C.B.R es la relacin (expresada en porcentaje) entre las cargas real que se requiere para producir una deformacin de 2.54 mm (0,1 pulg.) o de 5.08 mm (0,2 pulg.) y la que se requiere para producir la misma deformacin en cierta piedra triturada tpica.Para la mayora de los suelos la penetracin de 0,1 pulg. da mayor C.B.R.

De Donde:

PRESIN REAL = Presin ejercida en el suelo ensayadoPRESIN ESTANDAR = Presin ejercida en piedra trituradaEl ensayo de C.B.R en el laboratorio consta de tres partes: Determinacin de la densidad mxima y humedad optima. Determinacin del hinchamiento, absorcin y esponjamiento. Ensayo de penetracin.

1.9.1.- EQUIPO UTILIZADO. Bandeja metlica grande Moldes de compactacin de 6 de dimetro. Base perforada para asentar el molde y anillo de extensin. Disco espaciador. Disco perforado con vstago de cabeza regulable, Martillo de compactacin de 4.5 Kg (10 lb) y altura de cada de 46 cm. Trpode con deformometro de sensibilidad de 1x 10 -3 pulg. Rodelas de papel filtro. Pesas de plomo de forma anular de 5 lb de peso cada una. Balanza (capacidad de 18 Kg aproximacin de 1 gr) Balanza (sensibilidad de 0.01 gr) Regleta metlica Probeta graduada de 500 a 1000 cm 3 Capsulas metlicas Horno a temperatura constante

1.9.2.- REALIZACION DEL ENSAYO. Se coloca el molde sin extensin sobre la base perforada anotndose su nmero y peso, luego se introduce el disco espaciador y se coloca el collarn de extensin. Del material preparado se coloca una primera capa en el molde y se toma una porcin de la misma para una primera determinacin de la humedad. Se compacta esta capa con 56 golpes distribuidos en toda la superficie. El proceso se realiza con otras cuatro capas de tal forma que la quinta sobresalga dentro del collarn 1 0 2 cm. Se retira el collarn sin fracturar la muestra enrasando luego con la regla o cuchillo. De esta muestra sobrante se toma dos porciones para la determinacin de la humedad. Se afloja el molde de su base y se saca el disco espaciador, se da vuelta el molde con la muestra y se vuelve a sujetar a la base colocando entre esta y la car a inferior de la muestra una rodela de papel. Se pesa el conjunto de suelo compactado con base y sin extensin anotndose en el registro en la condicin antes de saturar. Se repite el proceso con otros dos moldes, compactando el segundo con 25 golpes y el tercero 12 golpes. Se coloca dentro de cada molde en el espacio dejado por el espaciador una rodela de papel, la placa perforada con vstago y a continuacin se pone el nmero requerido de pesas. Las pesas representan el peso del afirmado que descansara sobre el material, una pesa de 5 lbs. (2.25 Kg), representan 3pulg (7.62 cm) de material. La mnima sobre carga debe ser de 10 lbs. El trpode con el medidor de deformaciones se coloca en el filo del molde sobre las marcas de colocacin de las patas, luego se encera el deformometro con el vstago tomando esta lectura como inicial. Se sumerge el molde en un tanque con agua permitiendo que el agua se filtre por la parte inferior y superior del molde empapando la muestra durante 96 horas (4 das). La lectura del deformometro se toma cada da anotndose en el registro. Despus de cuatro das se saca el molde, se vierte exceso de agua de la superficie y se deja escurrir durante 15 min. Se quitan las pesas, la placa perforada y el anillo de extensin, pesndose el conjunto y anotndose el resultado en la condicin despus de saturar.

1.9.3.- RESISTENCIA A LA PENETRACION. En el molde conteniendo las muestras empapadas se vuelve a colocar las sobrecargas y luego se lo dispone en el plato base de la prensa, se ajusta de manera que el pistn este centrado con la muestra. Se levanta el plato base para que el pistn ejerza una ligera presin sobre la muestra encerando luego el dial de carga y el dial de deformacin cuyo vstago se coloca sobre el filo o base del molde. Se aplica la carga por medio de la prensa con una velocidad de penetracin del pistn de 0.5 pulg./mm y se realiza la lectura de la carga para los valores de penetracin: 0.025, 0.050, 0.075, 0.100, 0.200, 0.300, 0.400, 0.500 de pulg. Se retira el molde de la prensa y se toma dos muestras de suelo, una de la capa superior y otra de la capa inferior para determinar el contenido de humedad. Todos los procedimientos se los realiza con los tres moldes. Luego de 18 horas se retira todas las capsulas del horno y se pesan para realizar los clculos de humedad.1.9.4.- CALCULOS.Los clculos y grficos se los realizaran para cada uno de los moldes.

1.9.4.1.- CALCULO DE LA DENSIDAD HUMEDA.La densidad hmeda se calcula mediante la ecuacin:

Dm=W=Peso de muestra hmeda

VVolumen de muestra

De Donde:m = Densidad hmeda.W = Peso de la muestra hmeda = (Peso de la muestra hmeda + molde) (Peso molde).V = Volumen del molde o muestra.

1.9.4.2.- CALCULO DE LA DENSIDAD SECA.Previo a esto se calcula los contenidos de humedad antes y despus de saturar luego aplicamos la siguiente ecuacin:d=m

De Donde:d = Densidad seca.m = Densidad hmeda.% = Contenido de humedad en porcentaje.

1.9.4.3.- PORCENTAJE DE AGUA ABSORVIDA.Es la cantidad de agua que absorbe la muestra de suelo.

1.9.4.4.- ESPONJAMIENTO.

Cada lectura que obtuvimos en el dial la multiplicamos por la constante del dial (1 * 10-2).

De Donde:E % = Esponjamiento expresado en porcentajeEl cambio de longitud = (lectura del dial lectura inicial).Altura de la muestra = Hm

1.9.4.5.- CALCULO DE ESFUERZO.Se lo obtiene por la siguiente ecuacin:

El valor de la carga nos proporciona la mquina para ensayo de C.B.R. en pulgadas, el cual es necesario transformar en gramos para el clculo.

1.9.4.6.- DETERMINACION DEL CBR.Se dibuja la curva esfuerzo penetracin para cada muestra, con los esfuerzos calculados y las penetraciones correspondientes.Luego de haber corregido los valores de presin para los tres moldes (si fuera necesario); se calculan los valores de C.B.R. en relacin con los datos de las cargas tipo correspondiente a 0,1 y 0,2 pulg. de penetracin.

Para 0.1 pulg. de penetracin 1.000 lb./pulg2. (70 Kg./cm2) Para 0.2 pulg. de penetracin 1.500 lb./pulg2. (105 Kg./cm2)

Si los C.B.R. para 0.1 y 0.2 pulg. son semejantes, se recomienda usar el mayor para los clculos.Del ensayo de compactacin se tiene calculado d mx., de este valor se toma el 95%; este dato se lo registra en el grfico y se traza una horizontal interceptando de 0,1y 0,2 ; de estos puntos de interseccin se trazan perpendiculares al Eje de las x y as se encuentra el valor del C.B.R. de diseo.

1.10.- C.B.R. DE DISEO.Una vez determinada la resistencia de cada una de las muestras elegidas, se encuentra el CBR de diseo, el cual segn el criterio del Instituto del Asfalto se define como aquel valor que es igualado o superado por un determinado porcentaje de los valores de las pruebas efectuadas. Este C.B.R. de diseo se determina as:

Se ordena los valores de C.B.R. obtenidas de menor a mayor. Para cada valor numrico diferente de C.B.R., comenzando desde el menor, se calcula el nmero y el porcentaje de valor de C.B.R. que son mayores o iguales que l. Se dibujan los resultados obtenidos en un grfico, "CBR vs. % valores menores o iguales" y se unen con una curva los valores dibujados. El CBR de diseo es el que alcanza un valor en las ordenadas de entre 60, 70 a 80 % por ser un trfico de volumen considerable, con una clasificacin de va de III orden. En este proyecto obtenemos el CBR al 80 % en las ordenadas.