BASE GRANULAR La Base Granular es una capa de material selecto y procesado que se coloca entre la parte superior de la Subbase o de la Subrasante. Su función principal es sostener, distribuir y transmitir las cargas ocasionadas por el tránsito a la Subbase Granular para así reducir los esfuerzos inducidos. Esta capa será de material granular drenante (CBR ≥80%) o será tratada con asfalto, cal o cemento. Su principal empleo es en la estructuración de los pavimentos (flexibles (flexibles y rígidos)
Tipos de ensayos ensayos
Para materiales granulares que van a usarse en la Base Granular, los ensayos se deberán realizar sobre sobr e materiales procesados. procesado s. Bien sea en planta o en laboratorio según MTC: Material
Propiedades
Método
o
Características
Granulometría Límite Líquido Índice de plasticidad Abrasión Los Ángeles Equivalente de Arena Sales Solubles CBR Partículas Fracturadas Partículas Chatas y Alargadas Durabilidad al Sulfato de Magnesio Densidad y Humedad Compactación
de
Norma
Norma
Ensayo
ASTM
AASHTO
MTC E 204 MTC E 110 MTC E 111 MTC E 207 MTC E 114 MTC E 219 MTC E 132 MTC E 210 MTC E 221
C136 D 4318 D 4318 C 131 D 2419
T 27 T 89 T 90 T 96 T 176
D 1883 D 5821 D 4791
T 193
MTC E 209
C 88
MTC E 115 MTC E 117 MTC E 124
D 1557 D 4718 D 2922
Frecuencia
Lugar
Muestreo
Producto
Base Granular
de
7500 m³ 750 m³ 750 m³ 2000 m³ 2000 m³ 2000 m³ 2000 m³ 2000 m³ 2000 m³
Cantera Cantera Cantera Cantera Cantera Cantera Cantera Cantera Cantera
T 104
2000 m³
Cantera
T 180 T 191 T 238
750 m³ 250 m²
Pista Pista
1. Ensayo Granulométrico por tamizado Determina la distribución de partículas de agregados grueso y fino en una muestra seca de peso conocido. conocido. El método de ensayo a emplear será: “Cantidad de material fino que pasa el tamiz de 75 µm (N°200) por lavado”.
2. Ensayo del Limite Liquido Es el contenido de humedad de un suelo expresado en porcentaje, para el cual el suelo se halla en el límite entre los estados líquido y plástico.Se designa como el contenido de humedad al cual el surco separador de dos mitades de una pasta de suelo se cierra a lo largo de su fondo en una distancia de ½ pulg cuando se deja caer la copa 25 veces desde una altura de 1 cm a razón de 2 caídas por segundo.
3. Ensayo de Limite Plástico Se determina y calcula el índice de Plasticidad (I.P.), si se conoce el Límite de Líquido (L.L.) del mismo suelo. Se denomina limite plástico a la humedad más baja con la que pueden formarse barritas de suelo de unos 3.2mm (1/8”)
de diámetro, rodando dicho suelo entre la palma de la mano y una superficie lisa (vidrio esmerilado), sin que dichas barritas se desmoronen. 4. Ensayo de Abrasión en la máquina de los l os Ángeles Se refiere al procedimiento que se debe seguir para realizar el ensayo de desgaste de los agregados gruesos hasta 37.5mm (1 ½”) por medio de la
máquina de los Ángeles. El método se emplea para medir la resistencia al desgaste de agregados naturales o triturados, empleando la citada maquina con una carga abrasiva.
5. Ensayo de Equivalente de arena Determina la proporción relativa del contenido de polvo fino nocivo, o material arcilloso, en los suelos o agregados finos. Es un procedimiento rápido del campo.
6. Ensayo del Contenido de sales totales Establece el procedimiento analítico de cristalización cristalizac ión para determinar el contenido de cloruros y sulfatos, solubles en agua, en los agregados pétreos empleados en bases mezclas bituminosas. Este método sirve para efectuar controles en obra, debido a la rapidez de visualización y cuantificación de la existencia de sales.
1. Ensayo Granulométrico por tamizado Determina la distribución de partículas de agregados grueso y fino en una muestra seca de peso conocido. conocido. El método de ensayo a emplear será: “Cantidad de material fino que pasa el tamiz de 75 µm (N°200) por lavado”.
2. Ensayo del Limite Liquido Es el contenido de humedad de un suelo expresado en porcentaje, para el cual el suelo se halla en el límite entre los estados líquido y plástico.Se designa como el contenido de humedad al cual el surco separador de dos mitades de una pasta de suelo se cierra a lo largo de su fondo en una distancia de ½ pulg cuando se deja caer la copa 25 veces desde una altura de 1 cm a razón de 2 caídas por segundo.
3. Ensayo de Limite Plástico Se determina y calcula el índice de Plasticidad (I.P.), si se conoce el Límite de Líquido (L.L.) del mismo suelo. Se denomina limite plástico a la humedad más baja con la que pueden formarse barritas de suelo de unos 3.2mm (1/8”)
de diámetro, rodando dicho suelo entre la palma de la mano y una superficie lisa (vidrio esmerilado), sin que dichas barritas se desmoronen. 4. Ensayo de Abrasión en la máquina de los l os Ángeles Se refiere al procedimiento que se debe seguir para realizar el ensayo de desgaste de los agregados gruesos hasta 37.5mm (1 ½”) por medio de la
máquina de los Ángeles. El método se emplea para medir la resistencia al desgaste de agregados naturales o triturados, empleando la citada maquina con una carga abrasiva.
5. Ensayo de Equivalente de arena Determina la proporción relativa del contenido de polvo fino nocivo, o material arcilloso, en los suelos o agregados finos. Es un procedimiento rápido del campo.
6. Ensayo del Contenido de sales totales Establece el procedimiento analítico de cristalización cristalizac ión para determinar el contenido de cloruros y sulfatos, solubles en agua, en los agregados pétreos empleados en bases mezclas bituminosas. Este método sirve para efectuar controles en obra, debido a la rapidez de visualización y cuantificación de la existencia de sales.
7. Ensayo de CBR de muestras compactadas Describe el índice de resistencia de los suelos denominado valor de relación de soporte, que es muy conocido, como CBR (California Bearing Ratio). Este método se usa para evaluar la resistencia potencial de subrasante, subbase y material de base, incluyendo materiales materiale s reciclados para usar en pavimentos de vías y de campos de aterrizaje. 8. Ensayo de partículas fracturadas Describe el procedimient procedimiento o para determinar el porcentaje, en peso del material que presente una, dos o más caras fracturadas de las muestras de agregados pétreos. 9. Ensayo partículas chatas y alargadas de los agregados Se define como índice de aplanamiento el porcentaje en peso de las partículas que las forman cuya dimensión mínima (espesor) es inferior a 3/5 de la dimensión media de la fracción. Y también se define como índice de alargamiento de una fracción de agregado, el porcentaje en peso de las partículas que la forman cuya dimensión máxima (longitud) es superior a 9/5 de la dimensión media de la fracción. No es aplicable al agregado inferior a 6.3mm (1/4”) o mayores de 63mm (2 ½”).
10. Ensayo de Durabilidad en sulfato de sodio y en sulfato de Magnesio Determina la resistencia de los agregados a la desintegración, por la acción de soluciones saturadas de sulfatos de sodio o de magnesio. Este método es útil para juzgar la calidad de los agregados que han de estar sometidos a la acción de los agentes atmosféricos, sobre todo cuando no se dispone de datos sobre el comportamiento de los materiales que se van a emplear, en las condiciones climáticas de las obra.
11. Ensayo de relación Humedad-Densidad Humedad-Densidad Abarca los procedimientos procedimientos de compactación compactación usados en laboratorios, laboratorios, para determinar la relación entre el contenido de agua y peso unitario seco de los suelos compactados en un molde de 4 ó 6” de diámetro con un pisón de 10lbf (44.5N) que cae a una altura de 18” (457 mm ), produciendo una energía de compactación de 2700kN-m/m 3.
12. Ensayo de Compactación Determina la densidad y peso unitario del suelo in situ mediante el método del cono de arena.
R esumen de los ens ayos
Ensayo Granulométrico de agregados finos y gruesos
1.
Objetivos: Determinar los tamaños de las partículas de los agregados que formaran la base granular, por medio de tamices normalizados.
Materiales y equipos: Balanza con aproximación de 0.1 g Tamices normalizados Horno capaz de mantener una temperatura de uniforme de 110º C + 5º.
Muestra: Las muestras para el ensayo se obtendrán por medio de cuarteo, manual o mecánico. El agregado debe estar completamente mezclado y tener suficiente humedad para evitar pérdida de finos. No está permitido seleccionar la muestra a un peso determinado.
Procedimiento: Secar la muestra a temperatura de 110 ± hasta obtener un peso constante. Echar la muestra al grupo de tamices. Efectuar el proceso de tamizado, ya sea por medio de un tamizado a mano o mecánico. Se debe cuidar de que todo el material en un tamiz tenga contacto con las aberturas durante el tiempo que dure el tamizado, además el peso de la muestra en cada tamiz no debe causar deformación en ésta. El tamizado se debe realizar con la mano en una posición ligeramente inclinada, golpear un lado del tamiz, con un movimiento hacia arriba contra la palma de la otra mano, a razón de 150 veces por minuto, girando el tamiz aproximadamente 1/6 de vuelta en cada intervalo de 25 golpes. En el caso de mezclas de agregados finos y gruesos, la porción de muestra más fina que el tamiz de 4.75 mm (N°4) puede distribuirse entre dos o más tamices, para prevenir sobrecarga de los tamices individuales. Determinar el peso retenido de la muestra en cada tamiz con la balanza.
Interpretación de resultados:
La interpretación de resultados se hace a través del cálculo del porcentaje que pasa, porcentaje total retenido, o porcentaje sobre cada tamiz con aproximación de 0.1% sobre la base del peso total de la muestra inicial seca. Dependiendo de las especificaciones para uso del material que está siendo ensayado, el informe debe incluir: -Porcentaje total del material que pasa cada tamiz.
-Porcentaje total del material retenido en cada tamiz. -Porcentaje del material retenido entre dos tamices consecutivos. Reportar los porcentajes en números enteros, excepto si el porcentaje que pasa tamiz de 74 µm (N°200) es menor del 10%, que se aproximará al 0.1% más cercano.
Conclusiones:
El ensayo de granulometría es uno de los ensayos que se utilizan para clasificar suelos. En el caso particular de la base granular, servirá para determinar la gradación de los agregados de una determinada muestra. Si resulta que los agregados presentan una gradación que cumple con los parámetros de aceptación de resultados, entonces pueden ser considerados para ser utilizados en el diseño y construcción de bases granulares para pavimentos. Este ensayo es fundamental en el control de calidad de agregados, no solo por los resultados que se pueden obtener de este, sino también porque es un ensayo previo para realizar los demás ensayos necesarios en el estudio de materiales para base granular.
2. Ensayo del Límite Líquido
Objetivo: Determinar el límite líquido del suelo.
Materiales y Equipos: Copa de Casagrande Acanalador Balanza Espátula Agua Destilada Recipientes Horno de 110 ± 5°C
Método Multipunto: Muestra
Tomar una muestra que pese 150-200g, que se encuentre totalmente mezclado y pase el tamiz de 425 µm (N°40).
Procedimiento:
Colocar La muestra de suelo en un recipiente y mezclar con 15 a 20 ml de agua, agitándola, amasándola y tajándola con una espátula en forma alternada y repetida. Cuando haya sido mezclada lo suficiente con agua, colocar una porción de la mezcla en la copa de bronce, y extenderla, cuidando de que no se forme demasiadas burbujas de aire. Nivelar la muestra del suelo, con la ayuda de la espátula, hasta conseguir una altura de 1cm en el punto de espesor máximo. El exceso de muestra debe ser devuelta a la vasija de porcelana. Dividir la muestra con el acanalador por la mitad, de modo que se forme una ranura limpia y de dimensiones apropiadas. Elevar y golpear la copa de bronce, girando la manija a una velocidad de 1,9 a 2,1 golpes por segundo, hasta que las dos mitades de la muestra, estén en contacto en la base de la ranura, una longitud de 13mm aproximadamente. Anotar el número de golpes para lograr esto. Sacar una tajada de suelo del ancho de la espátula aproximadamente y colocarlo en un recipiente apropiado. Pesar, colocar en una pesa filtro, y colocarlo en un horno a la temperatura de 110° C, hasta obtener peso constante.
Cálculos:
Calcular el contenido de humedad, con la siguiente fórmula:
Trace una curva de fluidez, que represente la relación entre el contenido de humedad y el correspondiente número de puntos.
El límite líquido corresponde a la intersección de la curva de fluidez con la ordenada de 25 golpes.
3. Ensayo de Limite Plástico
Objetivo: Determinar el límite plástico de un suelo y el cálculo del índice de plasticidad (I.P), si se conoce el límite líquido (L.L).
Materiales y equipos: Espátula de hoja flexible. Balanza Horno
Tamiz N° 40 Agua destilada Superficie de rodadura
Muestra: Se toma 20 g de la muestra que pase el tamiz N° 40. Se amasa con agua destilada hasta que pueda formarse una esfera de masa de suelo con facilidad. Se toma una porción de 1,5 g a 2 g como muestra.
Procedimiento:
Se moldea la mitad de la muestra formando cilindros de un diámetro de 3.2 mm, esto se hace rodando con los dedos de la mano la muestra, sobre la superficie de rodadura. Si antes de llegar al diámetro indicado, se desmorona la muestra, se vuelve a repetir el proceso, cuantas veces sea necesario, hasta que se desmorone aproximadamente con ese diámetro. La porción obtenida se coloca en pesa filtros, se repite el proceso hasta conseguir unos 6g de suelo, y se determina la humedad. Se repite con la otra mitad de la muestra los procesos anteriores.
Cálculos:
Calcular el promedio de dos contenidos de humedad. Repetir el ensayo si la diferencia entre los dos contenidos de humedad es mayor que el rango admisible.
El límite plástico es el promedio de las humedades de ambas determinaciones. Se expresa como:
INDICE DE PLASTICIDAD:
Se puede definir matemáticamente al índice de plasticidad de un suelo como la diferencia entre su límite líquido y su límite plástico. El índice Plástico se calcula con la siguiente ecuación: I.P=LL-L.P
Donde: L.L=límite líquido L.P= límite plástico
Observaciones:
4.
Cuando el límite líquido o plástico no puedan determinarse, el índice de plasticidad se informará con la abreviatura N.P (no plástico). Cuando el limite plástico resulte igual o mayor que el limite líquido, se informará como N.P.
Especificaciones Técnicas:
Ensayo
Norma MTC
INDICE DE PLASTICIDAD
MTC E 111
Requerimientos Altitud de 3000 msnm 4 % máx.
2% máx.
ENSAYO DE ABRASIÓN EN LA MÁQUINA DE LOS ÁNGELES
Este ensayo pretende determinar la resistencia al desgaste de los gruesos que conforman un suelo, brindándonos un indicador de la calidad de los agregados menores de 37.5 mm (1 ½) y mayores de 19 mm (3/4”) que se emplearan en la construcción de la base granular.
RESISTENCIA AL DESGASTE PARA AGREGADOS MENORES DE 1 ½ “DE DIAMETRO
Objetivos: Determinar la resistencia al desgaste de los agregados naturales o triturados, empleando la máquina de los Ángeles.
Materiales: Balanza con aproximación de 1g. Horno Tamices Máquina de los Ángeles
Nota: La carga abrasiva consistirá en esferas de acero o fundición de un diámetro entre 46.38mm y 47.63 mm, y un peso comprendido entre 390 g y 445 g. La carga abrasiva dependerá de la granulometría de ensayo A, B, C o D, según se indica : Granulometría Ensayo A B C D
de Número de Esferas 12 11 8 6
Peso Total (g) 5000 +25 4584+25 3330 +20 2500+-15
Muestra: La muestra consiste en un agregado limpio por lavado y secado en horno a una temperatura constante comprendida entre 105ºC y 110°C, separados y recombinados con una de las granulometrías indicadas en la tabla. La muestra antes de ser ensayada debe ser pesada con aproximación a 1 g. Cuando se triture la muestra en el laboratorio debe ser colocado en el informe.
Procedimiento: La muestra y carga abrasiva, se coloca en la máquina de Los Ángeles, y se hace girar el cilindro a una velocidad de 30 a 33 rpm. El número total de vueltas deberá ser 500. Se descarga el material del cilindro y se procede con una separación preliminar con el tamiz # 12. El material más grueso que el tamiz de 1.70 mm (#12), se seca en el horno, a una temperatura comprendida entre 105°C a 110°C, hasta conseguir un peso constante.
Cálculos: El resultado del ensayo(% desgaste) recibe el nombre de coeficiente de desgaste de los Ángeles, y se calcula así:
%Desgaste=100(P1-P2)/P1 P1=peso muestra seca antes del ensayo. P2=peso muestra seca después del ensayo, previo lavado sobre el tamiz N° 12.
5. ENSAYO DE EQUIVALENTE DE ARENA
Objetivos: Se pretende que esta prueba sirva como una prueba rápida de campo para investigar la presencia de materiales finos o de apariencia arcillosa, que sean perjudiciales para los suelos y para los agregados pétreos.
Materiales y equipos: Cilindro graduado de plástico. Tapón macizo de caucho o goma, que ajuste en el cilindro. Tubo flexible de caucho o plástico de 4,7 mm de diámetro y de 1, 20 m de largo. Dos botellas de 1 galón de capacidad. Recipiente metálico de 57 mm de diámetro con una capacidad de 85 +- 5 ml. Reloj o cronometro Agitador
Muestra: Obtener aproximadamente 1500 g del material que pasa el tamiz N°4.
Separar la muestra mediante el tamizado a mano o mecánico.
Desmenuzar todos los terrones de material fino.
Para determinar la cantidad de la muestra para el cuarteo, se pesara o se determinara el volumen de una porción de material igual a 4 moldes de medida.
Procedimiento:
Verter la solución de trabajo de cloruro de calcio en el cilindro de plástico con la ayuda de un sifón, hasta una altura de 101,6 mm. Con ayuda del embudo, verte la muestra de ensayo en el cilindro graduado. Golpear varias veces el fondo con la palma de la mano, y dejar reposar durante 10 minutos.
Al finalizar los 10 minutos, tapar el cilindro con un tampón e invertir su posición.
Agitar el cilindro con el agitador mecánico o manual.
Después de la agitación, colocar el cilindro verticalmente sobre la mesa y retirar el tapón.
Colocar el tubo irrigador en la parte superior del cilindro, aflojar la manguera y lavar el material de las paredes del cilindro, a medida que baja el irrigador. Cuando el cilindro este lleno a la altura de 381 mm, levantar el tubo irrigador suavemente sin que se pierda solución. Dejar el contenido reposando en el cilindro durante 20 minutos, luego de esto leer y anotar la lectura de la suspensión arcillosa. Este valor se denomina “lectura de Arcilla”.
Introducir dentro del cilindro, el conjunto del disco, la varilla y el sobrepeso, y bajar suavemente el conjunto hasta que llegue a la arena. Leer y anotar la lectura de arena. Si la lectura se hace con el disco indicador, restar 254 mm del nivel indicado por el borde superior del indicador. Cuando el nivel de las lecturas de arcilla o arena este entre líneas de graduación, se anotara la lectura correspondiente a la siguiente graduación. Después de tomar las lecturas, sacar el conjunto del cilindro, tapar este con su tampón, sacudir y vaciar el contenido. Luego enjuagar con agua dos veces el cilindro. El equivalente de arena se calcula con la siguiente ecuación:
Si el equivalente de arena no es un número entero, se aproxima al entero superior.
Especificaciones Técnicas: Ensayo
Norma MTC
Requerimientos Altitud de 3000 msnm
EQUIVALENTE DE ARENA
MTC E 114
35% min.
45% min.
6. ENSAYO DE SALES SOLUBLES Estableces el procedimiento analítico de cristalización para determinar el contenido de cloruros y sulfatos, solubles en agua, de los agregados pétreos usados en bases.
Materiales y equipos:
Balanza Mecheros Matraces aforados Vasos de precipitado Pipetas Agua destilada Horno Tubos de ensayo
Muestra:
La muestra se debe extraer y preparar previamente, según la tabla: A g reg ado Pétreo Grava 50-20 mm Grava 20-5 mm Arena 5 mm
Cantidad Mínima 1000 g 500 g 100 g
Aforo mínimo 500 500 500
Procedimiento:
Secar la muestra en el horno a una temperatura de 110°C, hasta peso constante, registrando esta masa como A. Colocar la muestra en un vaso de precipitado, agregar agua destilada hasta que alcance los 3 cm. y calentar hasta ebullición. Agitar durante un minuto, repetir la agitación, hasta completar cuatro agitaciones en un periodo de 10 minutos. Determinar en dos tubos de ensayo. Las sales solubles con los respectivos reactivos químicos. La presencia de cloruros se detecta con unas gotas de nitrato de plata y los sulfatos con unas gotas de cloruro de bario. Repetir los pasos anteriores, hasta que no se detecte la presencia de sales. Todos los líquidos sobrenadantes se vacían a un matraz aforado y se enrasa con agua destilada. Registrar el aforo como B. Tomar una alícuota de un volumen entre 50 y 100 ml. De la muestra previamente homogenizada en el matraz aforado, y registrar su volumen como C. Cristalizar la alícuota en el horno a una temperatura de 100°C y anotar la masa constante como D.
Cálculos: El porcentaje de sales solubles se calcula como:
Especificaciones Técnicas:
AGREGADO GRUESO Ensayo
Norma MTC
SALES SOLUBLES
MTC E 219
Requerimientos Altitud de 3000 msnm 0.55% máx. 0.5% máx.
AGREGADO FINO Ensayo
Norma MTC
SALES SOLUBLES
MTC E 219
Requerimientos Altitud de 3000 msnm 0.5% máx. 0.5% máx.
7. ENSAYO DE CBR DE MUESTRAS COMPACTADAS El Ensayo CBR mide la resistencia al esfuerzo cortante de un suelo y para poder evaluar la calidad del terreno. Se efectúa bajo condiciones controladas de humedad y densidad. Este es uno de los parámetros necesarios obtenidos en los estudios geotécnicos previos a la construcción. Materiales: Prensa similar a las usadas en ensayos de compresión Molde de metal cilíndrico Pisón de compactación Tanque con la capacidad necesaria para la inmersión de los moldes en agua. Horno Balanzas Tamices
Muestra:
Se utiliza para el ensayo, aquella muestra que representa más del 75 % de la muestra total y pasa por el tamiz ¾.De la muestra se extrae la cantidad necesar ia para el apisonado más unos 5 kg por cada molde de CBR. Se determina la humedad óptima y la densidad máxima por medio del ensayo de compactación elegido. Se compacta un número suficiente de especímenes con variación en su contenido de agua, con el fin de establecer definitivamente la humedad óptima y el peso unitario máximo. Dichos especímenes se preparan con diferentes energías de compactación. Se determina la humedad natural del suelo mediante secado en estufa, según la norma MTC E 108. Se le añade la cantidad de agua que le falte para alcanzar la humedad fijada para el ensayo.
Procedimiento: Elaboración de especímenes: 1) Se pesa el molde con su base, se coloca el collar y el disco espaciador y, sobre este, un disco de papel filtro grueso del mismo diámetro.
2) Se compacta el espécimen en su interior, aplicando un sistema dinámico de compactación, pero utilizando en cada molde la promoción de agua y la energía necesarias para que el suelo quede con la humedad y densidad deseadas. 3) Se quita el collar y se enrasa el espécimen por medio de un enrasador o cuchillo de hoja resistente y bien recta. 4) Se desmonta el molde y se vuelve a montar invertido, sin disco espaciador, colocando un papel filtro entre el molde y la base. Se pesa. Inmersión: 1) Se coloca sobre la superficie de la muestra invertida la placa perforada con vástago, y, sobre esta, los anillos necesarios para completar una sobrecarga.
2) Se toma la primera lectura para medir el hinchamiento colocando el trípode de medida con sus patas sobre los bordes del molde, haciendo coincidir el vástago del dial con el de la placa perforada. 3) Se anota su lectura, el día y la hora. 4) Se sumerge el molde en el tanque con la sobrecarga colocada dejando libre acceso al agua por la parte inferior y superior de la muestra. 5) Se mantiene la probeta en estas condiciones durante 96 horas (4dias). 6) Al final se vuelve a leer el deformímetro para medir el hinchamiento. La expansión se calcula como un porcentaje de la altura del espécimen. 7) Después del periodo de inmersión se deja escurrir el molde durante 15 minutos en su posición normal y a continuación se retira la sobrecarga y la placa perforada.
8) Se pesa y se procede al ensayo de penetración. Penetración 1) Se aplica una sobrecarga que sea suficiente, para producir una intensidad de carga igual al peso del pavimento (con ± 2.27 Kg. de aproximación), pero no menor de 4.54 Kg. (10 lb.).
2) Se monta el dial medidor de manera que se pueda medir la penetración del pistón y se aplica una carga de 50N (5 Kg.) para que el pistón asiente. 3) Se sitúan en cero las agujas de los diales medidores, el del anillo dinamometrito, u otro dispositivo para medir la carga, y el de control de la penetración. 4) Se aplica la carga sobre el pistón de penetración mediante el gato o mecanismo correspondiente de la prensa, con una velocidad de penetración uniforme de 1.27 mm. (0.05”) por minuto. Las prensas
manuales no preparadas para trabajar a esta velocidad de forma automática se controlaran mediante el deformímetro de penetración y un cronometro. Se anotan las lecturas de la carga para las siguientes penetraciones: * Estas lecturas se hacen si se desea definir la forma de la curva, pero no son indispensables. 5) Finalmente, se desmonta el molde y se toma de su parte superior, en la zona próxima a donde se hizo la penetración, una muestra para determinar su humedad.
Cálculos: Humedad de compactación: El tanto por ciento de agua que hay que añadir al suelo con su humedad natural para que alcance la humedad prefijada, se calcula como sigue:
% de agua a añadir =
H-h
x 100
100 + h
Donde: H = humedad prefijada h = humedad natural Densidad o peso unitario: La densidad se calcula a partir del peso del suelo antes de sumergirlo y de su humedad, de la misma forma que en los métodos de ensayo citados. Proctor normal o modificado, para obtener la densidad máxima y la humedad óptima. Agua absorbida: 1) Diferencia entre las humedades antes de la inmersión y después de ésta.
2) Utilizando la humedad de la muestra total contenida en el molde. Se calcula a partir del peso seco de la muestra (calculado) y el peso húmedo antes y después de la inmersión.
Presión de penetración: se calcula la presión aplicada por el penetró metro y se dibuja la curva para obtener las presiones reales de penetración a partir de los datos de prueba; el punto cero de la curva se ajusta para corregir las irregularidades de la superficie, que afectan la forma inicial de la curva. Expansión: la expansión se calcula por la diferencia entre las lecturas del deformímetro antes y después de la inmersión. Este valor se refiere en tanto por ciento con respecto a la altura de la muestra en el molde, que es de 127 mm. (5”).
Es decir: % Expansión = (L2 – L1) x (100/127) Siendo
L1 = lectura inicial en mm. L2 = lectura final en mm.
Valor de la relación de soporte (índice resistente CBR): Se llama valor de la relación de soporte (índice CBR), al tanto por ciento de la presión ejercida por el pistón sobre el suelo, para una penetración determinada, en relación con la presión correspondiente a la misma penetración en una muestra patrón. Las características de la muestra patrón son las siguientes:
8. ENSAYO DE PARTÍCULAS FRACTURADAS EN LOS AGREGADOS
Objetivos: Describir el procedimiento para determinar el porcentaje en peso, del material que presente una o más caras fracturadas.
Materiales y equipos:
Balanza de 5 Kg. de capacidad.
Tamices de 1”,1 ½ ,3/4, ½,·3/4
Cuarteador
Espátula
Muestra:
La muestra para el ensayo debe ser obtenida por cuarteo y sometida al ensayo
de granulometría. Separar la muestra comprendida entre 37.5mm (1 ½) y 9.5 mm (3/8), el resto
será descartado. El peso total de la muestra dependerá del tamaño del agregado: Tamaño del A g reg ado
Peso en g
37.5 a 25 mm (1 ½” a 1”)
2000
25.4 a 19 mm (1 ½” a 1”)
1500
19 a 12.5 mm (1 ½” a 1”)
1200
12.5 a 9.5 mm (1 ½” a 1”)
300
Procedimiento:
Extender la muestra sobre un área grande, e inspeccionar cada partícula.
Preparar tres recipientes: separar con una espátula, las partículas redondeadas y las que tengan una o más fracturas. Una partícula se considera fracturada cuando más del 25 % del área de la partícula aparece fracturada. Pesar los dos recipientes con las partículas fracturadas y anotar los valores.
Procedimiento:
Anotar en la columna el peso exacto de la muestra tomada para el ensayo.
En la columna B anotar el peso del material con una cara fracturada para cada tamaño.
La columna C representa el porcentaje del material con una cara fracturada para cada tamaño.
Registrar en la columna D los valores correspondientes del análisis granulométrico.
Calcular la columna E=CxD y sumar los valores de cada columna. El porcentaje de caras fracturadas se obtiene con la siguiente ecuación, con una aproximación de 1 %:
Especificaciones Técnicas:
9. ENSAYO DEL PARTÍCULAS CHATAS Y ALARGADAS Describe el procedimiento que debe seguirse para la determinación de los índices de aplanamiento y de alargamiento, de los agregados que se van a emplear en la construcción de carreteras.
Materiales y equipo: Tamices de 1/4”, 3/8”, ½”, 3/4”, 1”, 1 ½”, 2” y 2 ½” Balanza con una sensibilidad mínima de 0,1% Calibradores metálicos. Horno que mantenga la temperatura a 110 ± 5ºC. Cuarteador de agregados, bandejas, etc.
5.0 MUESTRA 5.1 Como se indica el numeral 6.1.1
6.0PROCEDIMIENTO 6.1 Preparación de la muestra 6.1.1 El material recibido en el laboratorio, se reduce por cuarteo hasta obtener una muestra representativa, en cantidad suficiente para la realización del
ensayo. Las cantidades requeridas de peso del agregado (previamente desechados los tamaños no comprendidos entre 63,0 mm (2 ½”) y 6,3 mm (1/4”)), en función del tamaño nominal de la muestra, se refieren en la Tabla 2.
6.1.2 Una vez así separada la muestra para ensayo, se seca en el horno a 110 ± 5ºC hasta peso constante y luego se procede a determinar su análisis granulométrico, de acuerdo con la norma MTC E 204, usando los tamices indicados en la Tabla 1. Se descarta todo el material que quede retenido en el tamiz 63 mm (2 ½”) y el que pase el tamiz 6,3mm (1/4”). Se determina el peso Pi, con aproximación del 0,1%, de cada fracción retenida y se ponen estas en bandejas separadas e identificadas con el tamaño definido de la fracción. 6.1.3 Al porcentaje del peso retenido entre cada dos tamices consecutivos de los utilizados en el ensayo se le denomina Ri, siendo la i la luz del tamiz de abertura menor. Las fracciones del agregado cuyo peso sea inferior al 10% de la muestra no se ensayan. 6.1.4 Ejecución del ensayo. 6.1.5 Para separar el material con forma aplanada de cada una de las fracciones de ensayo, preparado como se indica en el numeral 5.1, se hace pasar cada partícula por la ranura del calibrador de grosores, cuya abertura corresponda a la fracción que se ensaya, de acuerdo con la tabla 1. 6.1.6 La cantidad total de partículas de cada fracción que pasa por la ranura correspondiente, se pesa (Pi) con aproximación del 0,1% del peso total de la muestra en ensayo. 6.1.7 Para separar el material con forma alargada de cada una de las fracciones de ensayo, preparadas como se indica en el numeral 6.1, se hace pasar cada partícula en el calibrador de alargamiento por la separación entre barras correspondiente a la fracción que se ensaya, de acuerdo con la tabla 1. 6.1.8 La cantidad total de partículas de cada fracción retenida entre las dos barras correspondientes, se pesa (Pi) con aproximación del 0,1% del peso total de la muestra de ensayo.
7.1 CALCULOS 7.1.1 El índice de aplanamiento de cada fracción de ensayo se calcula, en tanto por ciento, mediante la relación entre el peso de las partículas, Pai, que pasa a través de la correspondiente ranura y el peso inicial, Pi, de dicha fracción. i Í ó () = i 7.1.2 El índice de alargamiento de cada fracción de ensayo se calcula, en tanto por ciento, mediante la relación entre el peso de las partículas, Pli, retenidas entre las correspondientes barras y el peso inicial, Pi, de dicha fracción. i Í ó () = i 7.1.3 El valor obtenido para cada fracción ensayada, tanto del porcentaje de aplanamiento como del porcentaje de alargamiento, se redondeará al número entero más próximo.
10.
ENSAYO DE DURABILIDAD EN SULFATO DE SODIO Y EN SULFATO DE MAGNESIO 1.0 OBJETO 1.1 Establecer un método de ensayo para determinar la resistencia de los agregados a la desintegración por medio de soluciones saturadas de sulfato de sodio o sulfato de magnesio. 2.0 FINALIDAD Y ALCANCE 2.1 Este Modo Operativo es una medida a la desintegración de los agregados grueso y fino por medio de soluciones saturadas de sulfato de sodio o sulfato de magnesio, durante no menos de 16 h ni más de 18 h, de una manera tal que la soluciones cubra toda la muestra. Después del período de inmersión se saca la muestra de agregado de la solución y se coloca en el horno de secar. Se repite el proceso alternado de inmersión y secado hasta que se obtenga el número de ciclos requeridos. 2.2 Suministra información útil para juzgar la alterabilidad de los agregados sometidos a la acción de la intemperie, particularmente cuando no se dispone de información adecuada sobre el comportamiento del material expuesto a condiciones atmosféricas reales. 2.3 Se advierte el hecho de que los resultados obtenidos por el uso de las dos sales, difieren considerablemente y se debe tener el cuidado en establecer los límites correctos en especificaciones que puedan incluir requerimientos para estos ensayos. 3.0 REFERENCIAS NORMATIVAS 3.1 NTP 400.016: AGREGADOS, Determinación de la inalterabilidad de agregados por medio de sulfato de sodio o sulfato de magnesio. 4.0 EQUIPOS, MATERIALES Y REACTIVOS 4.1 EQUIPOS 4.1.1 Tamices. Se usarán con aberturas cuadradas de los siguientes tamaños, que cumplan con la norma sobre tamices de ensayo normalizado según NTP 350.001. 4.1.2 Envases. Utilizados para sumergir las muestras de agregados en la solución de acuerdo con el procedimiento descrito en este método, tendrán perforaciones que permiten un libre acceso de la solución a la muestra y el drenaje sin pérdida de agregado. El volumen de la solución en la cual se sumergen las muestras, será por lo menos 5 veces el volumen de la muestra sumergida en una operación. 4.1.3 Regulación de la temperatura. Se proveerán medios adecuados para regular la temperatura de las muestras durante la inmersión en la solución de sulfato de sodio o sulfato de magnesio. 4.1.4 Balanzas. Se usará una balanza con capacidad no menos de 500 g y con sensibilidad de por lo menos 0,1 g para pesar el agregado fino. Se usará una
balanza con una capacidad no menor de 5 000 g y con una sensibilidad de por lo menos 1 g, para pesar el agregado grueso. 4.1.5 Horno de secado. El horno será tal, que se pueda calentar continuamente entre 105 a 110 ºC y la velocidad de evaporación alcance un promedio de por lo menos 25 g por hora, a esa temperatura, durante 4 h manteniendo las puertas cerradas. Esta velocidad se determinará por la pérdida de agua en vasos de precipitación; Griffin, llanos de un litro, conteniendo inicialmente cada uno 500 g de agua a una temperatura de 21 ± 2 ºC. Estos vasos irán colocados dentro del horno vacío, en cada esquina y en el centro de cada parrilla. 4.1.6 Medida del Peso Específico. Deberá disponerse de equipo adecuado para la medida del peso específico de las soluciones. 4.2 REACTIVOS 4.2.1 Solución de sulfato de sodio. Se prepara una solución saturada de sulfato de sodio químicamente puro disolviendo la sal en agua a una temperatura de 25 ºC a 30 ºC. Se agrega suficiente sal (Nota 1) de la forma anhidra (Na2SO4) o la forma cristalina (Na2SO4.10H20), para asegurar la saturación con la presencia de cristales en exceso cuando la solución esté lista para ser usada en los ensayos. Se agita la mezcla completamente durante la adición de la sal y se agita la solución a intervalos frecuentes hasta que se vaya a usar. Para evitar la evaporación y prevenir la contaminación, mantenga el recipiente que contiene la solución cubierto, mientras ésta no se utilice. Se enfría la solución hasta una temperatura de 21 ± 1 ºC y se mantiene a esta temperatura por lo menos durante 48 h antes de uso. Antes de cada uso, rompa la costa de sal, si la hay, en el envase, agite la solución completamente y determine su peso específico. Cuando va a ser usada la solución deberá tener un peso específico no menor de 1,151 ni mayor 1,174. Deseche cualquier solución cuyo color se haya alterado o fíltrela y revise el peso específico. 4.2.2 Solución de sulfato de magnesio. Se prepara una solución saturada de sulfato de magnesio químicamente puro disolviendo la sal en agua a una temperatura de 25 ºC a 30 ºC. Se agrega suficiente sal (Nota 2) de la forma anhidra (MgSO4) o la forma cristalina (MgSO4.7H2O), para asegurar la saturación con la presencia de cristales en exceso cuando la solución esté lista para ser usada en los ensayos. Se agita la mezcla completamente durante la adición de la sal y se agita la solución a intervalos frecuentes hasta que se vaya a usar. Para evitar la evaporación y prevenir la contaminación, mantenga el recipiente que contiene la solución cubierto, mientras ésta no se utilice. Se enfría la solución hasta una temperatura de 21 ± 1 ºC y se mantiene a esta temperatura por lo menos durante 48 h antes de su uso. Antes de cada uso, se rompe la costra de sal, si la hay, en el envase, se agita la solución completamente y se determina su peso específico. Cuando va a ser usada la solución deberá tener un peso específico no menor de 1,295 ni mayor de 1,308. Se desecha cualquier solución cuyo color se haya alterado o se filtra y se revisa el p eso específico.
5.0 MUESTRA 5.1 Agregado fino. El agregado fino para el ensayo se pasará por un tamiz normalizado 9,50 mm (3/8”). La muestra será de un peso tal, que una vez
tamizada queden por lo menos 100 g.
5.2 Agregado grueso: El agregado grueso para el ensayo será el material retenido en el tamiz normalizado 4,75 mm (Nº 4). Este material se ensayará de acuerdo con el procedimiento descrito para agregado fino. La muestra será de un peso tal que una vez tamizada queden las siguientes cantidades de cada uno de los distintos tamaños (los pesos retenidos serán por lo menos el 5% de la muestra tamizada). 5.3 Cuando se ensaya un agregado que contiene apreciables cantidades de agregado fino y grueso, que tengan una graduación de más del 10% en peso mayor que el tamiz 9,5 mm (3/8) y más del 10% en peso menor de 4,75 mm (Nº 4) ensayar las muestras por separado de acuerdo con los procedimientos para agregados fino y grueso, respectivamente. Los resultados deberán ser repartidos separadamente para la fracción de agregado fino y grueso, dando los porcentajes de la fracción grueso y fino en la graduación inicial. 5.4 Preparación de la muestra de ensayo: 5.4.1 Agregado fino. Se lava completamente la muestra de agregado fino sobre un tamiz normalizado 300 μm m (Nº 50), se seca hasta peso constante a 105 ºC ó 110 ºC, y separa en diferentes tamaños, por tamizado, como sigue se efectuará una separación aproximada de la muestra gradada, por medio de un juego de los tamices especificados en la Sección 5.1. De las fracciones obtenidas en esta forma se selecciona muestras para disponer de 100 g después de efectuar un tamizado completo. (En general una muestra de 110 g será suficiente). No se usará el agregado fino que se adhiere a las mallas de los tamices al preparar las muestras. Se pesan las muestras de 100 ± 1 g de cada una de las fracciones después del tamizado final y se colocarán en envases individuales para el ensayo. 5.4.2 Agregado grueso. Se lava y seca completamente las muestras de agregado grueso hasta peso constante a 105ºC a 110ºC y se separará en los diferentes tamaños indicados en la Sección 5.2 mediante un tamizado completo cuando la porción de ensayo consiste en dos tamaños, pese por separado dentro de las tolerancias de 5.2 y combínelas al peso total designado. Registre el peso de la muestra de ensayo y sus fracciones componentes. Se obtendrá el peso adecuado de la muestra para cada fracción y se colocará en envases individuales para el ensayo. En el caso de fracciones más gruesas que el tamiz norma lizado 19,0 mm (3/4”), se contará el número de partículas.
6.0 PROCEDIMIENTO 6.1 Inmersión de las muestras en la solución: Se introducirán las muestras en la solución de sulfato de sodio o sulfato de magnesio, durante no menos de 16 h ni más de 18 h, de una manera tal, que la solución las cubra a una profundidad de por lo menos 1,5 cm (Nota 3). Se tapan los envases para disminuir la evaporación y evitar la adición accidental de sustancias extrañas. Las muestras sumergidas en la solución se mantendrán a una temperatura de 21 ± 1ºC durante el período de inmersión. 6.2 Secado de las muestras después de la inmersión. Después del periodo de inmersión se saca la muestra de agregado de la solución, se deja escurrir durante 15 min ± 5 min y se coloca en el horno de secar. Previamente, se llevará la temperatura del horno a 105ºC ó 110ºC. Se seca la muestra a la
temperatura especificada hasta obtener un peso constante. Durante el período de secado, se sacan las muestras del horno y se pesan, sin enfriamiento, a intervalos de 2 a 4 h Se puede considerar que se ha alcanzado el peso constante cuando dos pesadas sucesivas para cualquier muestra, realizadas como se describe arriba difieran en menos del 1% del peso de la muestra en 4 h de secado. Después de haber conseguido el peso constante, enfríe la muestra a la temperatura ambiente y luego se sumerge en la solución, tal como se describe en 6.1. Durante el lavado de la muestra, deberá prevenirse impacto o abrasión que puedan ocasionar el quebrantamiento de las partículas. 6.3 Número de ciclos: Se repite el proceso alternado de inmersión y secado hasta que se obtenga el número de ciclos requeridos.
7.0 CALCULOS E INFORME 7.1 CALCULOS 7.1.1 Examen cuantitativo: 7.1.1.1 Después de completar el ciclo final y enfriado la muestra a temperatura ambiente se lava cada fracción por separado para eliminar el sulfato de sodio o sulfato de magnesio. Los últimos lavados serán hechos con agua destilada y mediante la reacción con cloruro de bario (BaCl2) podrá comprobarse si el agua de lavado está libre de las sales anteriores. 7.1.1.2 Después que ha sido eliminado el sulfato de sodio o sulfato de magnesio, se seca cada fracción de la muestra hasta peso constante a 105ºC ó 110ºC y luego se anota. Se tamiza el agregado fino a través del mismo tamiz en el cual estaba retenido antes del ensayo. 7.1.1.3 El agregado grueso se tamizará para cada tamaño apropiado de partícula, a través del cedazo que se indica a continuación. 7.1.1.4 El método y duración del tamizado del agregado fino será el mismo de la preparación de la muestra. El tamizado del agregado grueso será realizado a mano, con una agitación suficiente solamente para asegurar que el material de menor medida pase la malla. No deberá emplearse manipulación extra para quebrar las partículas para hacerlas pasar por la malla. Pese el material retenido en cada malla y registre. La diferencia entre cada una de estas cantidades y el peso inicial de la fracción ensayada es la pérdida de peso y será expresada como porcentaje del peso inicial utilizado, tal como en la Tabla 1(tablas mencionadas en los resúmenes de ensayo referentes al Manual…).
7.1.2 Examen Cualitativo: Se realizará el examen cualitativo de las muestras mayores de 19,0 mm (3/4”) como sigue (Nota 4). Separe en grupos las partículas de cada muestra, de acuerdo a la acción producida por el ensayo. Registre el número de partículas que muestran cada tipo de acción.
7.2 INFORME 7.2.1 Reportar los siguientes datos: 7.2.1.1 Peso de cada fracción de cada muestra antes de ensayo. 7.2.1.2 Material de cada fracción de la muestra más fina que la malla indicada en 7.1.1.2 para tamizado después del ensayo expresado como porcentaje del peso original de la fracción.
7.2.1.3 Pesada promedio calculada de acuerdo con el Modo Operativo MTC E 204-2013 del porcentaje de pérdida de cada fracción, basada sobre la gradación de la muestra tal como se recibió, o preferiblemente, sobre la granulometría promedio del material de la porción de suministro del cual la muestra es representativa, excepto que: a) Para el agregado fino (con menos de 10% mayor de la malla 9,5 mm (3/8”), asuma 0% de pérdida para tamaños más finos que la malla de 300 μm (Nº 50) y para tamaños mayores que la malla de 9,5 mm (3/8”) tendrán la misma pérdida que la próxima malla más pequeña
de la que se dispone de los datos de ensayo. b) Para el agregado grueso (con menos del 10% más fino que la malla de 4,75 mm (Nº 4) la misma pérdida que la malla mayor más próxima de la que se dispone de datos. c) Para agregados que contengan apreciables cantidades de material fino y grueso, ensayado como dos muestras separadas de acuerdo con 5.3, calcular las pérdidas de peso separadamente de las fracciones menor y mayor que la malla Nº 4, basada sobre el recalculo de la granulometría considerando la fracción fina como 100% y la fracción gruesa como 100%. Registre los resultados separadamente dando los porcentajes de la menor y mayor que la malla Nº 4 de la granulometría inicial. d) Para el cálculo de los promedios, considerar los tamaños considerados en 5.1 y 5.2 que contengan menos del 5% de la muestra que tenga la misma pérdida que la próxima más pequeña y más grande, o si una de esas medidas está ausente, tengan la misma pérdida como la próxima más grande o más pequeña, cualquiera que esté presente. 7.2.1.4 Reporte los porcentajes de pérdida al entero más cercano. 7.2.1.5 En el caso de las partículas mayores de 19,0 mm (3/4”) antes del
ensayo: a) El número de partículas de cada fracción antes del ensayo, y b) El número de partículas afectadas, clasificadas según el tipo de efecto. 7.2.1.6 Clase de solución (Sulfato de Sodio o Magnesio) y si la solución empleada fue fresca o utilizada previamente.
11. ENSAYO DEL ÍNDICE DE APLANAMIENTO Y DE ALARGAMIENTO DE LOS AGREGADOS 1.1 Describe el procedimiento que debe seguirse para la determinación de los índices de aplanamiento y de alargamiento, de los agregados que se van a emplear en la construcción de carreteras.
2.0 FINALIDAD Y ALCANCE 2.1 Este modo operativo se aplica a los agregados de origen natural o artificial, incluyendo los agregados ligeros y no es aplicable a los tamaños de partículas menores de 6.3mm (1/4”) o mayores de 63mm (2 ½”). 2.2 Se define como
índice de aplanamiento de una fracción de agregado el porcentaje en peso, de las partículas que la forman, cuya dimensión mínima (espesor) es inferior a 3/5 de la dimensión media de la fracción.
2.3 Se define como índice de alargamiento de una f racción de agregado el porcentaje en peso, de las partículas que la forman, cuya dimensión máxima (longitud) es superior a 9/5 de la dimensión media de la fracción. 2.4 Este modo operativo no intenta indicar todo lo concerniente acerca de la seguridad que se debe tener al momento de realizar la prueba. Es responsabilidad del usuario de este modo operativo establecer la seguridad apropiada y prácticas de salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones regulatorias antes de su uso.
3.0 REFERENCIAS NORMATIVAS 3.1 NTL - 354: Índice de lajas y agujas de los áridos para carreteras 4.0 EQUIPOS, MATERIALES E INSUMOS 4.1 EQUIPOS Y MATERIALES 4.1.1 Tamices. De los siguientes tamaños de abertura: 6,3 mm (1/4”); 9,5 mm (3/8”); 12,5mm (1/2”); 19 mm (3/4”); 25 mm (1”); 37,5 mm (1 ½”); 50 mm (2”) y 63 mm (2 ½”)
4.1.2 Balanza. Con una sensibilidad mínima de 0,1% del peso de la muestra del agregado a ensayar. 4.1.3 Calibradores metálicos. Dos juegos de calibradores metálicos, uno de ranuras (calibrador de espesores) y otro de barras (calibrador de longitudes), cuyas dimensiones estarán de acuerdo con lo especificado en las figuras 1 y 2. 4.1.4 Horno ventilado. Horno regulado por un termostato que mantenga la temperatura a 110 ± 5ºC. 4.1.5 Material auxiliar y general de laboratorio. Cuarteador de agregados, bandejas, etc.
5.0 MUESTRA 5.1 Como se indica el numeral 6.1.1
6.0PROCEDIMIENTO 6.1 Preparación de la muestra 6.1.1 El material recibido en el laboratorio, se reduce por cuarteo hasta obtener una muestra representativa, en cantidad suficiente para la realización del ensayo. Las cantidades requeridas de peso del agregado (previamente desechados los tamaños no comprendidos entre 63,0 mm (2 ½”) y 6,3 mm (1/4”)), en función del tamaño nominal de la muestra, se refieren en la Tabla 2.
6.1.2 Una vez así separada la muestra para ensayo, se seca en el horno a 110 ± 5ºC hasta peso constante y luego se procede a determinar su análisis granulométrico, de acuerdo con la norma MTC E 204, usando los tamices indicados en la Tabla 1. Se descarta todo el material que quede retenido en el tamiz 63 mm (2 ½”) y el que pase el tamiz 6,3mm (1/4”). Se determina el peso
Pi, con aproximación del 0,1%, de cada fracción retenida y se ponen estas en bandejas separadas e identificadas con el tamaño definido de la fracción. 6.1.3 Al porcentaje del peso retenido entre cada dos tamices consecutivos de los utilizados en el ensayo se le denomina Ri, siendo la i la luz del tamiz de abertura menor. Las fracciones del agregado cuyo peso sea inferior al 10% de
la muestra no se ensayan. 6.1.4 Ejecución del ensayo. 6.1.5 Para separar el material con forma aplanada de cada una de las fracciones de ensayo, preparado como se indica en el numeral 5.1, se hace pasar cada partícula por la ranura del calibrador de grosores, cuya abertura corresponda a la fracción que se ensaya, de acuerdo con la tabla 1. 6.1.6 La cantidad total de partículas de cada fracción que pasa por la ranura correspondiente, se pesa (Pi) con aproximación del 0,1% del peso total de la muestra en ensayo. 6.1.7 Para separar el material con forma alargada de cada una de las fracciones de ensayo, preparadas como se indica en el numeral 6.1, se hace pasar cada partícula en el calibrador de alargamiento por la separación entre barras correspondiente a la fracción que se ensaya, de acuerdo con la tabla 1. 6.1.8 La cantidad total de partículas de cada fracción retenida entre las dos barras correspondientes, se pesa (Pi) con aproximación del 0,1% del peso total de la muestra de ensayo.
7.0 CALCULOS E INFORME 7.1 CALCULOS 7.1.1 El índice de aplanamiento de cada fracción de ensayo se calcula, en tanto por ciento, mediante la relación entre el peso de las partículas, Pai, que pasa a través de la correspondiente ranura y el peso inicial, Pi, de dicha fracción. i Í ó () = i 7.1.2 El índice de alargamiento de cada fracción de ensayo se calcula, en tanto por ciento, mediante la relación entre el peso de las partículas, Pli, retenidas entre las correspondientes barras y el peso inicial, Pi, de dicha fracción. i Í ó () = i 7.1.3 El valor obtenido para cada fracción ensayada, tanto del porcentaje de aplanamiento como del porcentaje de alargamiento, se redondeará al número entero más próximo.
7.2 INFORME 7.2.1 Los resultados obtenidos mediante esta norma pueden expresarse para cada fracción ensayada o para el total de la muestra. 7.2.2 La expresión de los índices de aplanamiento y alargamiento de cada fracción serán los obtenidos directamente en el ensayo, según se indica en los numerales 7.1.1 y 7.1.2, indicando expresamente la fracción ensayada. 7.2.3 Para expresar los índices de aplanamiento y alargamiento totales, se calcula el promedio ponderado de los respectivos índices de todas las fracciones ensayadas, empleando como factores de ponderación los porcentajes retenidos, Ri, de acuerdo con las siguientes fórmulas. Ɛ(ai i ) Í ( ) = Ɛi
Í l=
Ɛ(li i ) Ɛi
Donde: Iai = Índice de aplanamiento de la fracción i Ili = Índice de alargamiento de la fracción i Ri = Porcentajes retenidos en cada fracción i
12. ENSAYO DEL CONTENIDO DE SALES TOTALES Estableces el procedimiento analítico de cristalización para determinar el contenido de cloruros y sulfatos, solubles en agua, de los agregados pétreos usados en bases.
Materiales y equipos:
Balanza Mecheros Matraces aforados Vasos de precipitado Pipetas Solución de nitrato de plata Solución de cloruro de bario Agua destilada Horno Tubos de ensayo
Muestra:
La muestra se debe extraer y preparar previamente, según la tabla: A g reg ado Pétreo Grava 50-20 mm Grava 20-5 mm Arena 5 mm
Cantidad Mínima 1000 g 500 g 100 g
Aforo mínimo 500 500 500
Procedimiento:
Secar la muestra en el horno a una temperatura de 110°C, hasta peso constante, registrando esta masa como A. Colocar la muestra en un vaso de precipitado, agregar agua destilada hasta que alcance los 3 cm. y calentar hasta ebullición. Agitar durante un minuto, repetir la agitación, hasta completar cuatro agitaciones en un periodo de 10 minutos. Decantar 10 minutos hasta que el líquido se aprecie transparente.
Determinar en dos tubos de ensayo. Las sales solubles con los respectivos reactivos químicos. La presencia de cloruros se detecta con unas gotas de nitrato de plata y los sulfatos con unas gotas de cloruro de bario. Repetir los pasos anteriores, hasta que no se detecte la presencia de sales. Todos los líquidos sobrenadantes se vacían a un matraz aforado y se enrasa con agua destilada. Registrar el aforo como B. Tomar una alícuota de un volumen entre 50 y 100 ml. De la muestra previamente homogenizada en el matraz aforado, y registrar su volumen como C. Cristalizar la alícuota en el horno a una temperatura de 100°C y anotar la masa constante como D.
Cálculos: El porcentaje de sales solubles se calcula como:
Especificaciones Técnicas:
AGREGADO GRUESO Ensayo
Norma MTC
Requerimientos Altitud de 3000 msnm
SALES SOLUBLES
MTC E 219
0.55% máx.
0.5% máx.
AGREGADO FINO Ensayo
Norma MTC
SALES SOLUBLES
MTC E 219
Requerimientos Altitud de 3000 msnm 0.5% máx.
0.5% máx.
13. Ensayo de relación Humedad-Densidad
Objetivo: Establecer el método de ensayo para la compactación del suelo en laboratorio utilizando una energía modificada. Este ensayo se aplica sólo para suelos que tienen 30% o menos en peso de sus partículas retenidas en el tamiz de 19 mm (3/4”).
Materiales y equipos:
Ensamblaje del Molde (molde de 4” y 6”)
Pisón o martillo Extractor de muestras Balanza Horno de secado 110 ± 5°C Regla metálica
Tamices de 3/4”, 3/8” y N°4
Herramientas de mezcla (cucharas,espátulas)
Muestra:
La masa de la muestra dependiendo el método a escoger puede ser de 16 kg o 29 kg de suelo seco. Debido a esto, la muestra de campo debe tener un peso húmedo de al menos 23 kg y 45 kg respectivamente. Determinar el porcentaje de material retenido en la mal la N°4, 3/8” o 3/4” para escoger el método.
Procedimiento:
Seleccionar el molde de compactación de acuerdo con el método a ser usado. Determinar la masa del molde y el plato de la base. Ensamblar y asegurar el molde y el collar al plato base Compactar la muestra en cinco capas, después de la compactación cada capa debe tener el mismo espesor Compactar cada capa con 25 golpes para el molde de 4” o 56 golpes para el molde de 6 “. Aplicar los golpes en una relación de 25 golpes/minuto.
Después de la compactación de la última capa, remover el collar y el plato de la base y con el cuchillo, arreglar el suelo adyacente al collar. Con la regla, enrasar la muestra compactada a través de la parte superior e inferior del molde para formar una superficie plana. Determinar la masa de la muestra con aproximación al gramo. Remover el material del molde. Obtener una muestra para determinar el contenido de agua utilizando toda la muestra o una porción representativa.
Cálculos:
Calcular el peso unitario seco y contenido de agua para cada muestra compactada, plotee los valores y dibuje la curva de compactación como una curva suave a través de los puntos. Plotee el Peso Unitario seco con aproximación 0.2 KN/m3 y contenido de agua aproximado a 0.1% En base a la curva de compactación, determine el Óptimo contenido de agua y el Peso unitario seco máximo.
a) Peso unitario seco:
En el cálculo de los puntos para el ploteo de la curva de 100% de saturación, seleccione los valores correspondientes de contenido de agua a la condición de 100% de saturación:
14. ENSAYO DE COMPACTACION La compactación de suelos en general es el método más barato de estabilización disponible. La estabilización de suelos consiste en el mejoramiento de las propiedades físicas indeseables del suelo para obtener una estructura, resistencia al corte y relación de vacíos, deseables. Existen muchos métodos para estabilizar suelos utilizando materia química como cal, mezclas de cal y cenizas, cemento, y compuestos de ácido fosfórico, pero estos métodos usualmente son más costosos y pueden utilizar métodos de compactación adicionalmente a las mezclas, pues al incorporar el material químico en la masa de suelo se produce una gran perturbación de su estructura . Procedimiento:
Para realizar el ensayo de compactación se realiza los pasos siguientes:
Primero se desmenuza los terrones con ayuda del mortero y su mango.
Tamizamos la muestra en el tamiz Nº4
Teniendo ya la muestra se procede a determinar el porcentaje de humedad del suelo para lo cual se toma una muestra representativa y se lo hace secar con ayuda de un horno moviendo constantemente para que el secado sea uniforme.
Para ver si la muestra está seca o no se coloca un pedazo de vidrio sobre la muestra, si el vidrio se humedece con vapor querrá decir que aún hay humedad en el suelo se realizara este proceso hasta que el vidrio quede seco sin vapor alguno.
Cuando ya se tiene el porcentaje de humedad se procede a calcular el porcentaje de humedad a aumentar, mientras se prepara la muestra de 3 kilos en una
bandeja y re realiza un cráter si vale el término, para realizar una mezcla homogénea.
Ya determinada la cantidad de agua, se procede a adicionarla a la muestra uniformemente.
Se empieza a mezclar la muestra para llegar a humedad homogénea, Se desmenuzan los terrones formados por el suelo seco y el agua añadida, El laboratorista ya observara cuando la humedad este uniformemente distribuida, para proceder con el ensayo.
Teniendo ya la muestra de suelo con la humedad correspondiente se procede a preparar los equipos, Martillo pistón y molde a utilizarse en el ensayo de compactación, en nuestro caso se utilizara el molde de 4 pulgadas de diámetro. Se procede a hacer la división de la muestra para ir colocándola en el molde tratando uniformemente de colocar una capa y la otra. Con ayuda del martillo se lo va acomodando primeramente la muestra en el molde.
Se procede a compactar uniformemente las 5 capas del molde, tratando de realizar los golpes continuos.
Una vez compactada la última capa esta debe exceder ligeramente, el nivel del molde llegando hasta el anillo de extensión, el exceso no deberá ser mayor a 6 mm caso contrario descartar la muestra. Tomar el peso del molde más la muestra compactada lo más exacto posible.
Extraer suelo de la parte superior, media e inferior de la muestra compactada, con el propósito de determinar la humedad de compactación.
Se pesa primeramente la tara vacía y después con la muestra compactada, tomando los datos adecuadamente, para la determinación de la humedad.
Conclusiones y recomendaciones:
La capa base y subbase están principalmente relacionadas con los pavimentos flexibles de superficie asfáltica, de superficie adoquinada o empedrada. Constituyen un elemento estructural muy importante. Muchos de esos pavimentos deben su adecuado comportamiento y su larga vida, a la calidad y espesor de esas capas, principalmente de la base, que es el corazón de los pavimentos flexibles.
I.
PARAMETROS DE ACEPTACION DE LOS RESULTADOS:
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. La composición final de la mezcla de agregados presentará una granulometría continua y bien graduada (sin inflexiones notables) según una fórmula de trabajo de dosificación aprobada por el Supervisor y según uno de los requisitos granulométricos que se indican en la Tabla. Para las zonas con altitud de 3000 msnm se deberá seleccionar la gradación "A".
Requerimientos Granulométricos para Base Granular (ASTM D1241)
Tamiz
50 mm (2”) 25 mm (1”) 9.5 mm (3/8”)
4.75 mm (Nº 4) 2.0 mm (Nº 10)
Porcentaje que Pasa en Peso Gradación Gradación B A 100 100 --75 – 95 30 – 65 40 – 75 25 – 55 30 – 60 15 – 40 20 – 45
Gradación C
Gradación D
--100 50 – 85 35 – 65 25 – 50
--100 60 – 100 50 – 85 40 – 70
4.25 um (Nº 40) 75 um (Nº 200)
8 – 20 2 – 8
15 – 30 5 – 15
15 – 30 5 -15
25 – 45 8 – 15
El material de Base Granular deberá cumplir además con las siguientes características físico-mecánicas y químicas que a continuación se indican:
Valor Relativo de Soporte, CBR (1)
Tráfico Ligero y Medio
Mín 80%
Tráfico Pesado
Mín 100%
A g reg ado G rues o.
Se denominará así a los materiales retenidos en la Malla N° 4, los que consistirán de partículas pétreas durables y trituradas capaces de soportar los efectos de manipuleo, extendido y compactación sin producción de finos contaminantes. Deberán cumplir las siguientes características:
Requerimientos Agregado Grueso
Ensayo
Norma MTC
Norma ASTM
Partículas con una MTC 210 cara fracturada
E D 5821
Partículas con dos caras fracturadas Abrasión Los Ángeles Partículas Chatas y Alargadas (1) Sales Solubles Totales Pérdida con Sulfato de Sodio Pérdida con Sulfato de Magnesio
E D 5821
MTC 210 MTC 207 MTC 221 MTC 219 MTC 209 MTC 209
Norma Requerimientos AASHTO Altitud < Menor > 3000 de 3000 msnm msnm 80% min. 80% min.
40% min.
50% min.
40% máx.
40% máx.
E D 4791
15% máx.
15% máx.
E D 1888
0.5% máx.
0.5% máx.
E C 131
T 96
E C 88
T 104
-.-
12% máx.
E C 88
T 104
-.-
18% máx.
(1) La relación a emplearse para la determinación es: 1/3 (espesor/longitud)
