1.- GRANULOMETRIA (pavimentos)

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Universidad Nacional de San Agustín Facultad de Ingeniería Civil Escuela de Ingeniería Civil  Asignatura : Pavimentos Ensayo de Laboratorio : 1.- Granulometría de Material Base Granular Docente : Calixtro Yanqui Murillo Jefe de Prácticas : Héctor Tintaya Turpo  Alumno : Kevin Reinoso Reinoso Neyra Semestre : I - 2014  Arequipa - Perú

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ÍNDICE

PAG.

1.- CARATULA

01

2.- INDICE

02

3.- INTRODUCCIÓN INTRODUCC IÓN

03

4.- OBJETIVOS

04

5.- ALCANCE

05

6.- MARCO TEÓRICO y NORMAS TECNICAS

07

7.- HERRAMIENTAS Y MATERIALES

13

8.- PROCEDIMIENTO DE ENSAYO

15

9.- MEMORIA DE CALCULO

17

10.- CONCLUSIONES y RECOMENDACIONES RECOMENDACIONES

19

11.- BIBLIOGRAFÍA

20

3

01. INTRODUCCIÓN Esoportunoseñalarlaimportanciaquetieneelestudio,evaluacióny entendimiento de las características físicas y el comportamiento mecánico de los suelos y materiales en un proyecto de pavimentación. Por ello, la compresibilidad, resistencia cortante, conductividadhidráulicaylasrelacionesvolumétricasygravimétricas constituyen los fundamentos de diseño de las estructuras de pavimentoymezclasasfálticas.  Losensayosdelaboratorio,enesesentido,permitenmedir,evaluary entender el comportamiento mencionado. Son los resultados experimentales los que van a permitir desarrollar, perfeccionar, verificar,validaryseñalarlaslimitacionesdelasteoríasymodelos físico-matemáticos, para finalmente ser resumidos en manuales de diseñodeusoingenieril. Losanálisisgranulométricodesuelosportamizadoparabasesysud bases granulares, es de vital importancia como actividad preliminar paraeldiseñodeunpavimento;elensayotienecomofindesarrollar yencontrarunoptimodespenodeldiseñodepavimento,dependiendo del tipo de carretera o vía para el que se va utilizar; arrojando comoresultadolagranulometríadeunmaterial,ylosmásimportante sicumpleconlasespecificacionesparabasesysudbasegranulares.

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02. OBJETIVOS 

El

análisis

granulométrico

tiene

por

objeto

la

determinación

cuantitativadeladistribucióndetamañosdepartículasdesuelo.



Determinarlosporcentajesdesueloquepasanporlosseriesde tamicesempleadasenelensayo.



Aprender acerca del manejo de las mallas de gradación que empleamosenelensayo.



Determinarsielmaterialenestudio(basegranular) es adecuado paraundiseñodepavimentoóptimo.

5

03. ALCANCE El material en estudio es extraído de la cantera de agregados EMPRESADEAGREGADOSHUARANGALS.A.lacualestáubicada enlascoordenadas: SUR:16°24'24'' OESTE:71°22'35'' ALTITUD:3100m.s.n.m. Este suelo viene siendo empleado en la construcción de las vías anexascorrespondientesalProyectoPuenteChilina.

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Semuestraelrecorridoquedeberáhacerseparalocalizarlacantera desdelaplazadearmasdeArequipa,encontrándoseaunadistancia de27.2Kmyconuntiempopromediode38min.deviaje aproximadamente

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04. MARCO TEÓRICO y NORMAS TECNICAS MATERIALES

Paralaconstruccióndesubbasesybasesgranulares,losmateriales serán agregados naturales procedentes de canteras seleccionadas, clasificadas y aprobados por el Supervisor o podrán provenir de la trituración de rocas y gravas, o podrán estar constituidos por una mezcla de productos de ambas procedencias. Los materiales para base granular solo provendrán de canteras autorizadas y será obligatorio el empleo de un agregado que contenga una fracción productodetrituraciónmecánica. Las partículas delos agregadosserán duras, resistentesy durables, sin exceso de partículas planas, blandas o desintegrables y sin materia orgánica, terrones de arcilla u otras sustancias perjudiciales. Suscondicionesdelimpiezadependerándelusoquesevayaadar almaterial.Losrequisitosdecalidadquedebencumplirlosdiferentes materiales y los requisitos granulométricos se presentan en la especificaciónrespectiva. Para el traslado del material para conformar subbases y bases al lugardeobra,sedeberáhumedeceradecuadamentelosmaterialesy cubrirlosconunalonaparaevitaremisionesdematerialparticulado,a findeevitarqueafectealostrabajadoresypoblacionesaledañasde males alérgicos, respiratorios y oculares. Los montículos de material almacenadostemporalmenteenlascanterasyplantassecubriráncon lonas impermeables, para evitar el arrastre de partículas a la atmósferayacuerposdeaguacercanosyprotegerlosdeexcesiva humedadcuandollueve.

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CALIDAD DE AGREGADOS

Los agregados empleados en la construcción de carreteras, deben cumplir con requisitos de granulometría y especificaciones técnicas, quegaranticenunbuencomportamientodurantesuperiododevida. Asullegadaallaboratorio,lasmuestrasdebenserpreparadaspara someterlas a diferentes ensayos de calidad de agregados. Dependiendo de la función que van a cumplir como parte de la estructuradelpavimentoselaspreparaparalossiguientesensayos: Ensayos de calidad de agregados 

ENSAYOS  Análisis Granulométrico por Tamizado

Sub base

Base  Afirmado Granular

✓

✓

✓

Límites de Consistencia

✓

✓

✓

Equivalente de Arena

✓

✓

✓

 Asfalto Piedra

Arena

✓

✓

Nº40 y 200 

✓

Peso específico y Absorción

✓

✓

Peso unitario suelto

✓

✓

Peso unitario varillado

✓

✓

✓



 Abrasión

✓

✓

✓

Proctor Modificado

✓

✓

✓

CBR

✓

✓

✓

Porcentaje de caras fracturadas

✓

✓



✓



✓

✓



✓



✓

✓

✓

✓

Porcentaje de partículas chatas y alargadas Contenido de impurezas orgánicas Contenido de sales solubles totales

✓

✓

✓

✓

9

 Adherencia (entre mallas Nº3/8" y 1/4") Riedel Weber (según norma a emplear)

✓

 ✓

Durabilidad

✓

✓

BASE GRANULAR Características de los Agregados Para verificar la calidad de un determinado banco de materiales, estosdebenser sometidos a ensayosdesuelos,debiendocumplir conlasespecificacionestécnicasespecificadasencadaproyecto.Los materiales para la construcción de la base granular  deberán ajustarsealassiguientesespecificacionesdecalidad:

a. Granulometría Lacomposiciónfinaldelosmaterialespresentaráunagranulometría continua,biengraduadaysegúnlosrequerimientosdeunadelas franjasgranulométricasqueseindicanenlaTabla403-01Paralas zonasconaltitudigualesomayoresa3.000msnm.sedeberá seleccionarlagradación“A”. Tabla 403-01 

Requerimientosgranulométricosparabasegranular

Tamiz

Porcentaje que pasa en peso Gradación A

Gradación B

100

100

50 mm. (2") 25 mm. (1")

Gradación C

Gradación D

75-95

100

100

9,5 mm.( 3/8 ")

30-65

40-75

50-85

60-100

4,75 mm. (N.º 4)

25-55

30-60

35-65

50-85

2,0 mm. (N.º 10)

15-40

20-45

25-50

40-70

425 μm. (N.º 40)

8-20

15-30

15-30

25-45

75 μm. (N.º 200)

2-8

5-15

5-15

8-15

Fuente: ASTM D 1241

10

El material de Base Granular deberá cumplir además con las siguientescaracterísticasfísico-mecánicasyquímicasqueseindicanen laTabla403-02.

11

Tabla 403-02 

ValorRelativodeSoporte,CBR(1)

Tráficoenejesequivalentes(<106) Mín.80% Tráficoenejesequivalentes( ≥106) Mín.100%

(1)Referidoal100%delaMáximaDensidadSecayunaPenetracióndeCargade0.1”(2.5mm)

b. Agregado Grueso SedenominaráasíalosmaterialesretenidosenlamallaNº4,que podrán provenir de fuentes naturales, procesados o combinación de ambos. Deberáncumplirlascaracterísticas,indicadasenlaTabla403-03. Tabla 403-03

Requerimientos agregado grueso

Ensayo Partículas con una cara fracturada Partículas con dos caras fracturadas Abrasión Los Ángeles

Norma ASTM

MTC E 210

D 5821

80% mín.

80% mín.

MTC E 210

D 5821

40% mín.

50% mín.

MTC E 207

C 131

40% máx.

40% máx.

D 4791

15% máx.

15% máx.

MTC E 219

D 1888

0,5% máx. 0,5

0,5% máx.

MTC E 209 C

C 88

Partículas chatas y alargadas (1) Sales solubles totales Durabilidad al sulfato de magnesio

Norma AASHTO

Requerimientos Altitud

Norma MTC

T 96

T 104

< 3.000 msnm

>= 3.000 msnm

18% máx.

c. Agregado Fino SedenominaráasíalosmaterialesquepasanlamallaNº4,que podrán provenir de fuentes naturales, procesados o combinación de ambos. Deberáncumplirlascaracterísticas,indicadasenlaTabla403-04.

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Tabla 403-04 

RequerimientosAgregadoFino

Requerimientos Altitud Ensayo

Norma

< 3.000 msnm

>= 3.000 msnm

Índice plástico

MTC E 210

4% máx.

2% mín.

Equivalente de arena

MTC E 210

35% mín.

45% mín.

Sales solubles

MTC E 207

0,5% máx.

0,5% máx.

-----

15%

Durabilidad al sulfato de magnesio

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04. HERRAMIENTAS Y MATERIALES

Para el desarrollo del ensayo vamos siguientesmaterialesyherramientas:

a

emplear

los

1.- Material Base Granular .-Queesaquelsueloenestudio quedeseamosanalizarparadeterminarsugranulometría.

2.- Series de Tamices.-Sonlosjuegosdetamicesparala serie gruesa y fina que están normados y nos permitirán determinarlascantidadesdematerialretenidoypasanteen cadaunadelasmallas.

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3.- Bandejas.-Paraasísepararlaslosretenidosporcada malla. 4.- Balanza.- Para poder determinar materialenpesoentrecadamalla.

las

cantidades

de

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05. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO

1.-Selección de la muestra.- Serealizaramedianteelcuarteo, seleccionandolascantidadesensentidodiagonalparapoder trabajarconunacantidadrepresentativadematerialparasu estudio que en nuestro caso serán 10 kilogramos aproximadamente.

2.- Tamizado mecánico.- Procedimiento que consiste en tamizar en material para disgregar el material grueso del fino, siendo la malla N°4 aquella que se encarga de discriminar. El primer tamizado será para obtener una cantidaddematerialpasantedelaN°4parapodertrabajar conlosdemásensayos.

16

3.- Tamizado mecánico.- El segundo tamizado consistirá en utilizar las series respectivas la serie gruesa y fina para asíconseguirlascantidadesgranulométricas.

4.- Cuantificación de pesos.- Parafinalizarsetomaralectura de los pesos de las cantidades de materiales retenidos entremallaymallaparaverificarelerrorquepuedaexistir porperdidadefinos.

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06. MEMORIA DE CALCULO Calculo previos:

Peso (gramos)

Datos: Peso Total Peso de fracción Peso de muestra lavada Cálculos: Peso de fracción (Fondo) Peso de fracción - Peso fracción (Fondo) Peso Total (2" - N°4) Peso Total (N°4 - Fondo) Peso Total (N°4 - N°200) Peso (2" - N°4) + Peso (N°4 - N°200)

9938 500 9683.21

23.1 476.9 4423.00 5515.00 5260.207 9683.21

Calculo de los porcentajes pasantes acumulados: % Especifique Tamiz mm. (gr) Parcial Acum. Pasa caciones 3" 76.200 100.0 100.0 Gradacion "B" 21/2" 63.500 0.0 0.0 0.0 100.0 2" 50.600 0.0 0.0 0.0 100.0 100 100 11/2" 38.100440.0 4.4 4.4 95.6 80 95 1" 25.400 842.0 8.5 12.9 87.1 75 3/4" 19.050483.0 4.9 17.8 82.2 85 1/2" 12.700832.0 8.4 26.2 73.8 50 75 3/8" 9.525 570.0 5.7 31.9 68.1 40 1/4" 6.350 814.0 8.2 40.1 59.9 60 No4 4.760 442.0 4.4 44.5 55.5 30 8 2.360 130.6 14.5 59.0 41.0 45 10 2.000 28.2 3.1 62.1 37.9 20 30 0.600 137.2 15.2 77.3 22.7 30 40 0.425 31.6 3.5 80.8 19.2 15 60 0.250 40.4 4.5 85.3 14.7 80 0.180 31.3 3.5 88.8 11.2 100 0.150 38.9 4.3 93.1 6.9 5 15 200 0.075 38.8 4.3 97.4 2.6 < 200 23.1 2.6 100.0 0.0 Malla

Peso % Ret % Ret

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Determinación de la curva granulométrica, con su respectiva gradación: CURVA GRANULOMETRICA 3" 21/2" 2"

11/2"

1"

3/4"

1/2"

3/8"

1/4"

Nº4

8

10

16

20

30

40

50 60

80 100

200

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0    0    0    0  .    0    0    1

   0    0    0    0    2    5  .  .    6    3    7    6

   0    0    6  .    0    5

   0    0    1  .    8    3

   0    0    4  .    5    2

   0    5    0  .    9    1

   0    0    7  .    2    1

   0    5    0    2    0  .    5    0 .    9    1

   0    5    3  .    6

   0    6    7  .    4

   0    0    8    0    3    0  .  .    2    2

   0    0   0    9   0    1  .  .    1    1

   0    4    8  .    0

   0    9    5  .    0

ABERTURA (mm)

   0    2    4  .    0

   0    0    0    5    3    2  .  .    0    0

   0    8    1  .    0

   9    4    1  .    0

   0    0    1  .    0

   4    7    0  .    0

   0    1    0  .    0

   A    S    A    P    E    U    Q    %

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07. CONCLUSIONES y RECOMENDACIONES 

Elanálisisgranulométricofuerealizadoporelmétododetamizado mecánico utilizando la malla N°4 como discriminante del material gruesoyfino.



SeDeterminolosporcentajesdesueloquepasanporlosseries de tamices que será tomado como cero por ser un valor muy ínfimo.



Empleamoselusodelassiguientesmallas: SerieGruesa:2", 1", 3/4", 1/2", 3/8", 1/4", No4 SerieFina:



 No4, 8, 10, 30, 40, 60, 80, 100, 200

Concluimos que según el análisis granulométrico, nuestro material esaptoparaelusodeestecomomaterialbasegranularpuesto quecumpleconlaGradaciónBlacualsevereflejadodentrode losrangosqueespecificalanorma.

20

08. BIBLIOGRAFÍA









MANUALDECARRETERAS-ESPECIFICACIONESTÉCNICAS GENERALESPARACONSTRUCCIÓN-EG-2013 MANUALDELABORATORIOENSAYOSPARAPAVIMENTOS- UNIVERSIDADNACIONALDEINGENIERÍA ANÁLISISMECÁNICOPORTAMIZADO-WIKIPEDIA ENSAYODEGRANULOMETRIAPARABASESYSUBBASES GRANULARES-INSTITUCIÓNUNIVERSITARIACOLEGIO MAYORDEANTIOQUIA