UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES

ENSAYOS A REALIZAR EN OBRAS AEROPORTUARIAS

1.- ANLISIS GRANULOMTRICO POR TAMIZADO. Su finalidad es obtener la distribucin por tamao de las partculas presentes en una muestra de suelo. As es posible tambin su clasificacin mediante sistemas como AASHTO o USCS. El ensayo es importante, y a que gran parte de los criterios de aceptacin de suelos para ser utilizados en bases o sub - bases de carreteras, presas de tierra o diques, drenajes, etc . , depende de este anlisis.

Para obtener la distribucin de tamaos, se emplean tamices normalizados y numerados, dispuestos en orden decreciente.

Para suelos con tamao de partculas mayor a 0,074 mm. (7 4 micrones) se Utiliza el mtodo de anlisis mecnico mediante tamices de abertura y numeracin. Para suelos de tamao inferior, se utiliza el mtodo del hidrmetro, basado en la ley de Stokes.

En el proyecto de ejecucin de una carretera, un edificio, o cualquier otra obra relacionada con la construccin, tiene gran importancia el conocimiento delterrenosobre el que vamos acimentar. En primer lugar debemos identificar eltipo de suelo. Aunque un simple examen visual nos permita determinarlo con cierta aproximacin, se debe completar la descripcin con un examen granulomtrico y una determinacin de los lmites de Atterberg.El suelo est compuesto de partculas de dimensiones variables.El anlisis granulomtrico nos permite estudiar el tamao de estas partculas y medir la importancia que tendrn segn la fraccin de suelo que representen. Este tipo de anlisis se realiza por tamizado, o por sedimentacin cuando el tamao de las partculas es muy pequeo (por debajo de los 0.08 mm, tamiz N 200 segn la serie A.S.T.M.), segn esto nos podemos encontrar con elementos gruesos, gravas, arenas, limos yarcillastal y como se indica en la Figura 1. Si bien un anlisis granulomtrico es suficiente paragravasyarenas, cuando se trata de arcillas y limos, turbas y margas se debe completar el estudio con ensayos que definan laplasticidaddel material.

2.-PESO ESPECIFICOASTMD854-58

OBJETIVO:

El objetivo de esta experiencia es de determinar el peso especfico absoluto del suelo,de cualquier material compuesto por partculas pequeas cuyo gravedad especfica sea mayor que 1. Esta prctica es aplicable especficamente a suelos y agregados finos (o arenas) como los utilizados en mezclas de concreto y asfalto.

La gravedad especfica de un suelo se toma como el valor promedio para granos del suelo. Si en desarrollo de una discusin no se aclara adecuadamente a que gravedad especfica se refieren algunos valores numricos dados, la magnitud de dichos valores pueden indicar el uso correcto, pues la gravedad especfica de los suelos es siempre bastante mayor a la gravedad especfica volumtrica determinada incluyendo los vacos de los suelos en le clculo.

El valor de la gravedad especfica es necesario para calcular la relacin de vacos de un suelo, se utiliza tambin en el anlisis del hidrmetra y es til para predecir el peso unitario del suelo. Ocasionalmente el valor de la gravedad especfica puede utilizarse en la clasificacin de los minerales del suelo, algunos minerales de hierro tienen un valor de gravedad especfica mayor que los provenientes de slica

3.-HUMEDAD NATURAL

INTRODUCCIN.

La humedad natural es una relacin gravimtrica definida como la relacin existente entre el peso del agua y el peso de los slidos en un volumen dado de suelo.

En la mayora de los casos, la humedad natural es expresada en porcentaje.La humedad natural es una propiedad fsica del suelo es de gran utilidad en la construccin civil y se obtiene de una manera sencilla, pues el comportamiento y la resistencia de los sueles en la construccin estn regidos, por la cantidad de agua que contienen.

OBJETIVO.

Determinar la humedad natural de una muestra de suelo.

MUESTRA.

La muestra de suelo estudiada est caracterizada por la presencia de caliza fragmentada obtenida a una profundidad entre 0.3m y 0.8m.

MATERIALES Y EQUIPOS.

Portamuestras. Estufa elctrica. Balanza. Recipientes para secar la muestra. Panolas.

PROCEDIMIENTO.

Se pesaron los portamuestras sin muestra en su interior.Se homogeneiz la muestra obtenida y se extrajeron dos porciones que fueron depositadas en los portamuestras.Se pesaron nuevamente cada uno de los portamuestras con una cantidad de suelo determinada (en estado hmedo).Se sometieron las muestras pesadas a un secado directo por medio de una estufa elctrica durante un periodo aproximado de quince minutos a media hora.Se pesaron los portamuestras junto con el suelo ya seco y se tabularon los datos.

ANLISIS DE RESULTADOS.

Despus de realizado el procedimiento experimental en su totalidad, se obtuvieron los siguientes datos:

MUESTRAPESO RECIPIENTE (gr)P. R + MUESTRA HUMEDA (gr)P.R + MUESTRA SECA (gr)

14.976.170.2

219.183.475.7

Tabla 1. Datos recolectados en el laboratorio.

Ahora se hace necesario calcular el peso del agua y el peso de los slidos, para esto se utilizan las siguientes frmulas:Peso Hmedo = (P.R + M.H) - P.RPeso Seco = (P.R + M.S) - P.RPeso Agua = Peso Hmedo - Peso Seco

Luego, para calcular la humedad natural se aplica la frmula dada anteriormente.

A partir de los datos recolectados y la aplicacin de las frmulas, se obtuvieron los siguientes valores:

MUESTRAP. HM (gr)P. SECO (gr)P. AGUA (gr)n(%)

171.265.35.99.04

264.356.67.713.60

TABLA 2. Humedad natural de cada una de las muestras.

De la tabla anterior, podemos afirmar que la humedad natural promedio del suelo estudiado es del 11.32%.

CONCLUSIONES.La muestra de suelo estudiada presenta una humedad natural relativamente baja, que permite trabajar con el suelo independientemente de su capacidad de carga, pues esa condicin debe ser determinada por otro tipo de estudio.

4.-CARAS FRACTURADAS

1.INTRODUCCIN

Los agregados empleados en la construccin y diseo de carreteras, deben cumplir con unas especificaciones y ensayos que garanticen su durabilidad y comportamiento, con el fin de saber qu porcentaje de agregados pueden ser utilizados como los componentes de la estructura de una va; ensayos como el de porcentaje de caras fracturadas e ndice de aplanamiento o alargamiento que son utilizados para sub-base, base, y en afirmados como piedras, son los ensayos que sern analizados en este informe.

Ambos ensayos de calidad del material y caracterizacin de los agregados me pueden definir qu cantidad de partculas me sirven para aumentar la friccin y resistencia, en este caso el de caras fracturadas o me pueden disminuir estas propiedades, adems de hacer al material difcil manejar puesto que las partculas planas y alargadas son problemticas debido a su poca durabilidad y a que dificultan la labor de compactacin por su entregamiento pobre, de aqu el ensayo de IL e IA.

2.OBJETIVOS

2.1 Objetivo general:

Determinar el porcentaje de caras fracturadas, el ndice de alargamiento e ndice de aplanamiento de una muestra de agregado.

2.2 Objetivos especficos:

Conocer en qu caso son utilizados estos ensayos. Determinar si el tipo de agregado manejado en las pruebas en de buena calidad y contiene buenas propiedades Conocer que significan los valores obtenidos en los respectivos ensayos realizados en el laboratorio. Interpretar los resultados finales arrojados en ambos ensayos realizados.

3.ENSAYO PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS

Este ensayo se hace con el fin de poder mirar que porcentaje de agregados cumplen con el propsito de maximizar la resistencia al esfuerzo cortante con el incremento de la friccin entre las partculas, teniendo en cuenta que tambin brinda estabilidad friccin y textura a los agregados utilizados.

5.- ENSAYO DE COMPACTACIN PROCTOR

Enmecnica de suelos, elensayo de compactacin Proctores uno de los ms importantes procedimientos de estudio ycontrol de calidadde la compactacin de un terreno. A travs de el 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", 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 alingenieroque les da nombre, Ralph R. Proctor (1933), y determinan la mxima densidad que es posible alcanzar parasuelosoridos, 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 lahumedadptima y el peso volumtrico seco mximo con la prueba de Proctor estndar.

El ensayo consiste en compactar una porcin de suelo en uncilindroconvolumenconocido, 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 deenerga de compactacin, conforme las especificaciones de laobra: normal, intermedia y modificada.

La energa de compactacin viene dada por la ecuacin:

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.V =Volumen del cilindro.El Grado de compactacin de un terreno se expresa en porcentaje respecto al ensayo Proctor; es decir, una compactacin del 85% de Proctor Normal quiere decir que se alcanza el 85% de la mxima densidad posible para ese terreno.Las principalesnormativasque definen estos ensayos son las normas americanasASTMD-698 (ASTM es la American Society for Testing Materials, Sociedad Americana para el Ensayo de Materiales) para el ensayo Proctor estndar y la ASTM D-1557 para el ensayo Proctor modificado. En Espaa existen las normasUNE103-500-94 que define el ensayo de compactacin Proctor normal y la UNE 103-501-94 que define el ensayo Proctor modificado.

6.-LOS LMITES DE ATTERBERG

Loslmites de Atterbergdefinen los contenidos de agua caractersticos para los que una arcilla determinada, triturada, alcanza diferentes estados de consistencia relativa (Figura 2) y se expresan de la siguiente manera:

Lmite lquido, L.L: es el contenido de agua de una pasta arcillosa por encima del cual pasa del estado plstico al estado lquido.

Lmite plstico, L.P.: es el contenido de agua de una pasta amasada por debajo del cual pasa del estado plstico al estado semislido.

Lmite de retraccin, L.R.: representa el contenido de agua de una pasta amasada por debajo del cual pasa del estado semislido al slido.Es poco utilizado. El contenido de agua se expresa como el contenido de agua natural de la muestra inalterada en% del peso seco (w (%)).

ndice plstico, Ip: Es la diferencia entre los lmites lquido y plstico. Ip = wl - wp Segn una primera aproximacin a los lmites de Atterberg nos encontramos con la siguiente clasificacin

(TABLA 1)

FIGURA TABLA 1

EL APISONADOR PRCTOR

Elapisonado Prctores uno de ellos y consiste en apisonar el suelo en un molde, extendindolo en dos capas o tongadas y compactando cada una con una maza metlica. Si el ensayo se realiza varias veces y se trasladan los resultados calculados de la densidad seca y la humedad a un grfico, se aprecia en la curva obtenida que al aumentar la humedad de moldeo de la muestra, el peso especfico seco aumenta hasta un mximo disminuyendo despus. El peso especfico y el contenido de humedad para el mximo de la curva se denominan respectivamente peso especfico seco mximo y humedad ptima, para este tipo particular de compactacin y la energa correspondiente.Cuando la energa de compactacin que se utiliza es mayor el ensayo se conoce como ensayo de apisonado Prctor Modificado. La relacin humedad-peso especfico para un suelo determinado depende del grado y tipo de compactacin como se aprecia en la Figura 4, cuanto mayor es la energa de compactacin (curva 1), mayor es el peso especfico y menor la humedad ptima.Tras numerosos ensayos con diferentes clases de materiales, se ha podido observar lo siguiente:

Los suelos granulares no responden a las variaciones en la humedad y en la energa de compactacin en la forma que lo hacen los suelos de grano fin. En los suelos sin cohesin para humedades bajas se obtienen pesos especficos muy bajos, debido a que las fuerzas capilares se oponen a la reorganizacin de los granos de arena.

Aumentando la energa de compactacin y con una humedad dada se consigue que las partculas que forman la estructura de un suelo se reorganicen de una forma ms ordenada y con una distribucin aproximadamente paralela.

Los esfuerzos totales y las presiones intersticiales de un suelo pueden variar considerablemente por efecto de la compactacin.

Segn pruebas realizadas por Lambe, el aumento de la energa de compactacin en un suelo de grano fino reduce lapermeabilidad, al aumentar el peso especfico seco y disminuyendo as los vacos disponibles para el flujo del agua.

Cuando se ejecute un pavimento o estructura cualquiera se debera tener en cuenta no slo el comportamiento del suelo compactado, sino el comportamiento del suelo bajo el pavimento terminado.

EL NDICE CBR

FIGURA 5

FIGURA 6Otro factor importante, indicativo de la respuesta que puede dar un determinado tipo de suelo ante la colocacin de un pavimento de Euroadoquines y que nos va a permitir disearlo de acuerdo con los resultados que se obtengan, es el ndice CBR.ElIndice CBR(California Bearing Ratio) se utiliza para evaluar la capacidad portante de los suelos de explanaciones aunque, tambin es aplicable a capas de base y subbases de firmes y se define como: el tanto por ciento de la presin ejercida por un pistn sobre el suelo, para una penetracin determinada, con relacin a la presin correspondiente a la misma penetracin en una muestra tipo (NLT-111/87).Por otro lado se puede llegar a relacionar mdulos caractersticos del suelo, que nos permiten conocer sus propiedades de una manera ms concreta, como el mdulo elstico, E, o el mdulo de deformacin del suelo, K (Figura 5), con el ndice CBR. En la Figura 5 se puede observar el el valor del mdulo K aumenta considerablemente cuando el valor del ndice CBR es mayor de 20, es decir cuando la explanada tiende a ser poco deformable. De acuerdo con lo comentado se pueden relacionar el tipo de explanada, el ndice CBR, el ensayo Proctor y los lmites de Atterberg con los tipos de suelo, que segn el PG 3 (1975) se clasifican en: suelos inadecuados (SI), tolerables (ST), adecuados (SA) y seleccionados (SS), de la siguiente manera:

E1 (5