PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE CIVIL

PAVIMENTOS

OCTAVO NIVEL

PRÁCTICA Nº 6

“Estabilización de suelos”

FECHA: HORA:

NOMBRE:

GRUPO:

NOTA: ________

1. ESTABILIZACION DE SUELOS

A. INTRODUCCION

En la moderna construcción de carreteras, el ingeniero vial tiene como premisa

fundamental el producir mejores caminos a más bajos costos. Para ello ha ensayado

diversas soluciones con éxito variable, y entre ellas se encuentra la estabilización o

corrección de suelos.

La técnica de la estabilización de los suelos ha sufrido en estas últimas décadas

una impresionante evolución acumulando un extraordinario conocimiento de

experiencia práctica de obra y laboratorio de base empírica.

En algunas ocasiones, es muy difícil debido a una gran cantidad de factores, el

evitar que una carretera pase por un sector donde el suelo es de baja calidad para

fines de cimentación de pavimentos. Además, a veces es imposible cambiar el

material de subrasante o simplemente en carreteras de arcilla, se hace necesaria la

estabilización del suelo.

B. ALCANCE

Se entiende con los términos “estabilización de los suelos”, al conjunto de

procesos físicos, químicos y físico-químicos, tendientes a modificar las propiedades

de los suelos que interesan para un determinado uso en ingeniería, haciendo que el

material “suelo” sea adecuado para la utilización prevista reemplazando a otros

materiales no disponibles o más costosos.

Un suelo estabilizado puede utilizarse como un revestimiento que soporte

directamente los efectos del transito sobre su superficie; como base de tratamientos

bituminosos superficiales destinados a preservarlas de la humedad y del efecto

abrasivo de las ruedas neumáticas, o finalmente como una base para ser cubierta por

pavimentos espesos, que distribuirán las cargas y soportaran la acción de desgaste

de los vehículos.

C. METODOS

La técnica se ha orientado especialmente hacia algunos métodos de

estabilización que se destacan netamente de los otros: estabilización granulométrica,

bituminosa, con cemento y con cal.

Los siguientes tipos de estabilización y los resultados que producen se resumen

en el cuadro que se detalla a continuación:

TIPO ESTABILIZACIÓN PRODUCE     

MecánicaProceso de

compactaciónDensificación

FísicaGranulometría Fricción y cohesiónSuelo - Asfalto cohesión e impermeabilización

Físico-Química o Química

Suelo - CalIntercambio iónico y

cimentación

D. MECANISMOS BASICOS DE LA ESTABILIZACION

Los procesos determinantes del cambio de propiedades del suelo original por

influencia del agente estabilizados pueden esencialmente clasificarse en tres grupos

a saber:

a) Cambios físico-químicos que modifican el suelo original, como por ejemplo

el intercambio de cationes que se produce en la fracción arcillosa. cal o bien por la

acción de la cal liberada por el cemento Pórtland al fraguar, (hierro, cobre,

aluminio, etc.) que modifica profundamente su plasticidad, retención de agua,

cambios de volumen por secado y humedecimiento y la adherencia frente a los

ligantes bituminosos.

b) Cambios químicos en el agente estabilizante(fraguado del cemento) o bien

entre el agente estabilizante y los minerales componentes del suelo (suelo-cemento)

el sílice activo del suelo, etc.) determinan una unión entre las partículas resistentes a

la acción del agua. Esta acción cementante da origen a una matriz o estructura

interna rígida o semi rigida que determina el comportamiento bajo cargas. Los poros

de esta matriz están ocupados por agua y aire, el material puede no ser impermeable

pero el hinchamiento esta limitado por la resistencia de la matriz

c) Cambios físicos que impermeabilizan en cierto grado al suelo tratado en

forma tal, que la succión de agua es reducida y el suelo se conserva con bajo

contenido de humedad en el cual su resistencia a la acción de las cargas es

adecuada. Corresponde a este tipo, la estabilización con asfaltos diluidos y

emulsiones asfálticas empleada con suelos cohesivos; la impermeabilización con

repelentes las siliconas ; la impermeabilización rodeando al suelo con membranas

asfálticas

E. CONTROL

La estabilización requiere muchos análisis experimentales para determinar el

producto, cantidad y condiciones que se requieren para obtener suelos de mejores

características.

El control significa la comparación de ciertas cantidades del suelo natural con

aquellas obtenidas al añadirle diferentes substancias estabilizadoras.

Siendo los límites de Atterberg, el CBR, densidad y esfuerzos, entre otros, los

parámetros más utilizados para determinar las cualidades del suelo, al añadir

secuencialmente ciertas proporciones de material estabilizador o utilizando algún

método puramente físico, podremos observar si el suelo mejora y cuales son las

condiciones más favorables de tratamiento.

F.PROCEDIMIENTO DE ENSAYO

Cualquiera que sea el método a utilizarse, siempre deben considerarse las

condiciones con las que se trabaja en el campo y las restricciones a las que están

sujetos los constructores. La mayoría de sistemas requerirán un curado del material,

pruebas de control y mantenimiento.

G. EQUIPO REQUERIDO

1 Aparato para la determinación del límite liquido

1 Balanza de 0.05 gramos de sensibilidad

1 Capsula de evaporación de porcelana

1 Espátula

1 Mortero de porcelana

1 Tamiz # 40 ASTM

1 Par de guantes de asbesto

1 Horno con control de temperatura hasta 105 + 5 º C

1 Placa de vidrio sobre la que se pueda amasar la muestra para obtener el límite

plástico.

H. PREPARACION DE LA MUETRA

La muestra a ensayar deberá ser verdaderamente representativa del sitio en el

cual se desea mejorar mediante estabilización, del suelo de aquel sector.

Para efectos de ensayo, se tomaran aproximadamente de 100 a 150 gramos de

peso de la porción que pasa el Tamiz #40.

LIMITE LÍQUIDO

1. Se ajusta en el aparato de casa grande la elevación máxima de la taza

sobre la base a 1.0 cm.

2. Se coloca en la taza una porción de la muestra preparada en la capsula de

evaporación, teniendo cuidado de que la muestra haya sido secada antes

de empezar el ensayo. Esta muestra preparada debe estar saturada de

manera que se pueda nivelar y alisar dentro de la taza del aparato,

procurando obtener con la espátula 1.0 cm en el punto de máximo espesor.

3. Se abre una ranura en la muestra preparada, formando un canal limpio y

claro, de dimensiones estándar que al someterla al impacto de 25 golpes

bien definidos, se cierre sin resbalar en su apoyo.

4. Se da vuelta a la manivela para alzar y dejar caer la taza sobre la base a

una frecuencia de 2 veces por segundo, hasta que los labios de la ranura se

unan en una longitud de aproximadamente 1.0 cm.

5. Se anota el número de golpes y se toma una muestra representativa,

abarcando ambos labios de la ranura, para la determinación del contenido

de humedad.

6. Se repite las operaciones anteriores limpiando y secando previamente la

taza, variando el contenido de humedad de la muestra, hasta obtener tres

ensayos en los cuales el numero de golpes necesario para el cierre de la

ranura este en los rangos de 10 a 20, de 20 a 30 y entre 30 y 40

respectivamente.

7. Se calcula el contenido de humedad de cada una de las muestras

ensayadas y se representa gráficamente estos valores llevando sobre la

escala logarítmica el número de golpes y sobre la escala natural, los

respectivos contenidos de humedad. Se une los tres puntos por medio de

una recta y se reporta como limite líquido el contenido de humedad

correspondiente a 25 golpes.

LIMITE PLASTICO

1. Se toma de la muestra preparada según se indico anteriormente para límite

líquido, una cantidad aproximada de 10 gramos y se separa a conveniencia

en varios pedazos.

2. Se comprime cada pedazo formando una bolita que se la amasa entre la

mano y una placa de vidrio, formando con ello un pequeño cilindro que

alcance un diámetro uniforme de aproximadamente 3mm en toda su

longitud. El amasado deberá hacerse dando de 80 a 90 recorridos por un

minuto contando un recorrido como un movimiento completo de la mano

hacia delante y hacia atrás hasta la posición original. Se continúa este

proceso de comprimir y amasar, hasta que el cilindro se agriete durante el

proceso de amasado.

3. Se recoge en recipientes adecuados los pedazos de suelo desmoronado y se

obtiene su contenido de humedad.

4. Se calcula el contenido de humedad de la muestra de suelo y se representa el

promedio de por lo menos dos valores obtenidos como limite plástico.

INDICE PLASTICO

El índice de plasticidad es la diferencia de valores entre el límite líquido y el

límite plástico.

NOTA 1

Para efectos de estabilización, mezcle 100 gramos de suelo y 2 gramos de material

estabilizante (cal, arena, etc.) y se procede a realizar los ensayos de limites descritos

anteriormente y así sucesivamente con 4%, 6%, 8%, etc.

NOTA 2

La estabilización de bases y sub-bases es necesaria cuando sus materiales son pobres o

no cumplen especificaciones, por lo que se procede de manera similar a la

estabilización de suelos.

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL ECUADORFACULTAD DE INGENIERÍA

LABORATORIO DE SUELOSOBRA:_____________________________________LOCALIZACIÓN:____________________________ENSAYO No.____________ SONDEO No.________MUESTRA No.___________PROFUNDIDAD_____DESCRIPCIÓN______________________________FECHA: _____________ OPERADOR: _________CÁLCULO: __________

LIMITES DE PLASTICIDAD Y HUMEDAD NATURAL

SUELO + %Prueba

#Capsula

#Numero de

GolpesPeso capsula +

s. húmedoPeso capsula

+ s. seco

Peso del

aguaPeso de la

capsulaPeso del

suelo secoContenido de agua

      g g g g g %                                                                     LIMITE PLASTICO                                                    HUMEDAD NATURAL                                                   

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1 10

Numero de golpes

Co

nte

nid

o d

e ag

ua

%

OBSERVACIONES:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

w = _________________%

LL=_________________%

LP=_________________%

IP=__________________%

CR= (LL - w)/IP=________

Fw=_________________%

Tw= Ip/Fw =____________

Clasif. SUCS :__________