INFORME DE LABORATORIO PROCTOR ESTANDAR (ASTM D-1557), INV E – 141 o INV E-142
PRESENTADO POR: ANDRÉS RAÚL SARMIENTO MELO ID: 381308
PRESENTADO A: ING. NELSON VALBUENA
ASIGNATURA: CONSTRUCCIÓN DE VIAS
CORPORACIÓN UNIVERSITARIA MINUTO DE DIOS ZIPAQUIRÁ FACULTAD DE INGENIERIA PROGRAMA INGENIERIA CIVIL ZIPAQUIRÁ MARZO, 2017
INTRODUCCIÓN
En la construcción de vías es importante seleccionar materiales con características adecuadas para garantizar la vida útil de la vía a construir. Este trabajo muestra el procedimiento para realizar un ensayo de laboratorio que nos permitirá obtener un dato teórico de la relación entre la humedad y el peso unitario de los suelos compactados. Mediante el método desarrollado por el Dr. R. R. Proctor (1933) y es conocido como prueba de proctor estándar o A.A.S.H.O. Para este ensayo se utilizó un material base granular B-600, que es muy usado en la construcción de vías debido a su alta resistencia al corte cuando es sometido a esfuerzos de compresión.
OBJETIVOS
Objetivo General -
Determinar la relación entre la humedad y el peso unitario de los suelos compactados.
Objetivos específicos -
Aplicar los procedimientos adecuados para el ensayo de proctor estándar. Reconocer y utilizar los materiales y equipos necesarios para dicho ensayo. Obtener la humedad optima de compactación del suelo, con el cual se alcanzar la máxima capacidad. Analizar los resultados para sacar las debidas conclusiones.
MARCO TEORICO
En mecánica de suelos, el ensayo de compactación proctor es uno de los más importantes procedimientos de estudio y control de calidad de la compactación de un terreno. A través de él es posible determinar la compactación máxima de un terreno en relación con su grado de humedad, condición que optimiza el inicio de la obra con relación al costo y el desarrollo estructural e hidráulico. Existen dos tipos de ensayo proctor normalizados; el "ensayo proctor normal", y el "ensayo proctor modificado". La diferencia entre ambos estriba en la distinta energía utilizada, debido al mayor peso del pisón y mayor altura de caída en el proctor modificado. Ambos ensayos se deben al ingeniero que les da nombre, Ralph r. Proctor (1933), y determinan la máxima densidad que es posible alcanzar para suelos o áridos, en unas determinadas condiciones de humedad, con la condición de que no tengan excesivo porcentaje de finos, pues la prueba proctor está limitada a los suelos que pasen totalmente por la malla no 4, o que tengan un retenido máximo 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” deberá determinarse la humedad óptima y el peso volumétrico seco máximo con la prueba de proctor estándar. El ensayo consiste en compactar una porción de suelo en un cilindro con volumen conocido, haciéndose variar la humedad para obtener el punto de compactación máxima en el cual se obtiene la humedad óptima de compactación. El ensayo puede ser realizado en tres niveles de energía de compactación, conforme las especificaciones de la obra: normal, intermedia y modificada.
EQUIPO DE LABORATORIO -
Molde de 4”
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Tamices
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Pisón metálico, estándar y modificado.
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Espátula, cuchara, brocha.
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Balanza
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Horno de secado
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Recipientes
METODOLOGÍA Método “A” -
Molde de 4” de diámetro.
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Material, se emplea el que pasa por el tamiz número 4.
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Capas 3.
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Golpes por capa 25.
PROCEDIMIENTO 1. No usar material que ya haya sido compactado previamente en el laboratorio. 2. Se pesa el molde sin collarín. 3. Determinar el volumen del molde. 4. Pasar el material por el tamiz n° 4. 5. Se agrega agua necesaria para cada muestra (variando el porcentaje de humedad progresivo para cada muestra), y luego se homogeniza. 6. Se compacta la muestra en 3 capas (estándar) con 25 golpes por cada capa. 7. Al terminar de compactar se quita el collarín, se enraza, se retira todo el material que se encuentre fuera del molde y se pesa (se obtiene el peso húmedo compactado). 8. Extraer tres muestras del afirmado húmedo compactado, colocarlos en las taras y pesarlos. 9. Llevarlos al horno a 110 ºC y dejar secar por 24 horas y pesar (se obtiene el C.H.)
CALCULOS Y RESULTADOS
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Masa unitaria húmeda 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎 = (𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎 ) ∗
-
Humedad ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 =
-
1 𝑣𝑜𝑙. 𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒
𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑡𝑎 + 𝑡𝑎𝑟𝑎 − 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎 + 𝑡𝑎𝑟𝑎 ∗ 100% 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎 + 𝑡𝑎𝑟𝑎 − 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑡𝑎𝑟𝑎
Masa unitaria seca 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎 =
Masa molde = 3,69kg Volumen molde = 𝟗, 𝟒𝟗𝒙𝟏𝟎−𝟒 𝒎𝟑
𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎 ∗ 100% ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 + 100
Muestra N°1 -
Masa molde + muestra húmeda= 5,48kg Masa muestra húmeda= 1,79kg 𝑘𝑔 Masa unitaria húmeda = 1886.2 ⁄𝑚3 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎 = (𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎 ) ∗
1 𝑣𝑜𝑙. 𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒
Sacar humedad -
Masa tara= 0.0431kg Masa tara + muestra húmeda= 0,3622kg Masa tara + muestra seca= 0,3368kg Humedad= 8,65% 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎 + 𝑡𝑎𝑟𝑎 − 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎 + 𝑡𝑎𝑟𝑎 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 = ∗ 100% 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎 + 𝑡𝑎𝑟𝑎 − 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑡𝑎𝑟𝑎
-
Masa unitaria seca = 1870
𝒌𝒈⁄ 𝒎𝟑
𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎 =
𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎 ∗ 100% ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 + 100
Repetir el mismo procedimiento para las tres muestras y tabular en la siguiente tabla:
ENSAYO NÚMERO 1, PROCTOR ESTÁNDAR. Muestra 1 2 9,49𝑥10−4 9,49𝑥10−4 Volumen molde (𝒎𝟑 ) Peso molde (kg) 3,69 3,69 Peso molde + muestra 5,48 5,54 húmeda (kg) Peso muestra húmeda (kg) Masa unitaria húmeda 𝒌𝒈 ( ⁄ 𝟑) 𝒎 Contenido de humedad Masa unitaria seca(
𝒌𝒈⁄ ) 𝒎𝟑
3 9,49𝑥10−4 3,69 5,62
1,79
1.85
1.93
1886,2
1949.4
2033.7
8,65%
9.22%
10.74%
1870
1931.6
2012,1
GRAFICA DENSIDAD-HUMEDAD
Grafico Densidad-Humedad Densidad seca 𝑘𝑔⁄𝑚^3
2020 2000 1980 1960 1940 1920 1900 1880 1860 7
7.5
8
8.5
9
9.5
10
porcentaje de humedad %
10.5
11
11.5
12
CONCLUSIONES
La prueba de compactación Proctor Estándar es muy sencilla y rápida de realizar, lo único que puede retrasar un poco dicha prueba es la obtención del contenido de humedad. En lo que se refiere al procedimiento no presenta mayor problema debido a que es repetitiva además de que no requiere equipo de gran tamaño o difícil de maniobrar. Es importante conocer muy bien el tipo de material que estamos utilizando y la masa unitaria seca para saber qué cantidad de agua debemos agregarle o disminuir según el resultado de la humedad. En la muestra N°3 encontramos una masa unitaria seca máxima equivalente a 2012,1 Kg/m3 con un porcentaje de humedad de 10,74% representando este valor en la gráfica (Densidad-humedad). Con esta prueba se obtiene la humedad óptima de compactación, así como, el peso específico seco máximo, con la finalidad de obtener una muy buena compactación en campo si se reproducen las condiciones en las que se realiza la práctica en el laboratorio; ofrece resultados confiables que si realmente se cumplen en campo se pueden obtener resultados satisfactorios.
