INFORME No. 4 – PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS (INV E – 227)
GRUPO B2 CRISTIAN CAMILO GUTIERREZ VASQUEZ JULIAN DAVID HURTADO BONILLA JULIAN ANDRÉS MARTINEZ ROJAS JHONATAN BRAYAN MENESES SANCHEZ
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE TRANSPORTE Y VÍAS TUNJA 2014
INFORME No. 4 – PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS (INV E – 227)
GRUPO B2 CRISTIAN CAMILO GUTIÉRREZ VASQUEZ 201120242 JULIAN DAVID HURTADO BONILLA 201120202 JULIAN ANDRÉS MARTÍNEZ ROJAS 201120206 JHONATAN BRAYAN MENESES SANCHEZ 201120307
Presentado a: Ing. Msc. GONZALO PEREZ BUITRAGO
Monitores: BEIMAR EMILIO CASTELBLANCO MORALES Materia: MATERIALES PARA INGENIERÍA
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE TRANSPORTE Y VÍAS TUNJA 2014
CONTENIDO Pág.
1. OBJETIVOS.........................................................................................................7 1.1 GENERAL..........................................................................................................7 1.2 ESPECÍFICOS...................................................................................................7 2. ESPECIFICACIONES GENERALES PARA LA CONSTRUCCIÓN DE CARRETERAS ........................................................................................................8 3. EQUIPOS...........................................................................................................11 4. PROCEDIMIENTO.............................................................................................13 5. DATOS OBTENIDOS ........................................................................................14 5.1 DESCRIPCIÓN FÍSICA DE LOS MATERIALES ..............................................14 5.2 DATOS REGISTRADOS..................................................................................14 6. CÁLCULOS........................................................................................................15 6.1 PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS ..................................................15 7. ANÁLISIS DE RESULTADOS............................................................................16 7.1 COMPARACIÓN NORMAS (INV E – 227) 2007 Y 2013 .................................18 8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ....................................................19 BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................21 ANEXOS ................................................................................................................22
LISTA DE TABLAS Pág.
Tabla 1. Uso típico de las diferentes clases de base granular ……………………….8 Tabla 2. Requisitos de los agregados para bases granulares ……………………….9 Tabla 3. Franjas Granulométricas del material de la base granular ……………….10 Tabla 4. Datos obtenidos……………………………………………………………….14 Tabla 5. Comparativa entre valores requeridos y obtenidos del porcentaje de caras fracturadas………………………………………………………………………………..17
LISTA DE FIGURAS Pág.
Figura 1. Balanza………………………………………………………………………..11 Figura 2. Serie de tamices ……………………………………………………………..12 Figura 3. Espátula……………………………………………………………………….12 Figura 4. Proceso de Tamizado de la muestra ……………………………………….14
LISTA DE ANEXOS Pág.
Anexo A. Determinación del fracturamiento de las partículas ……………………..22 Anexo B. Separación de las partículas Fracturadas y no Fracturadas ……………22
1. OBJETIVOS
1.1 GENERAL Determinar el porcentaje de una muestra de agregado grueso, compuestas por partículas fracturadas.
1.2 ESPECÍFICOS
Realizar por medio de tamizado una separación de agregados gruesos y finos de la muestra seleccionada.
Determinar por medio de un conteo el porcentaje de caras fracturadas presentes en la muestra de material seleccionada.
Caracterizar la muestra de caras fracturadas, indicando cuál de estas en proporción contiene una o más caras fracturadas.
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2. ESPECIFICACIONES GENERALES PARA LA CONSTRUCCIÓN DE CARRETERAS
El ensayo de Proporciones de caras Fracturadas en los Agregados, se realiza entre muchas aplicaciones para conocer si el material tratado es apto para conformar la base granular de la estructura de pavimento a construir basándose a su vez del nivel del tránsito estimado una vez la carretera entre en operación. A partir de lo anterior se estable cual es la clase de base granular a utilizar, ya que esta está relacionada a su vez con el nivel de transito estimado, citado anteriormente.
Tabla 1. Uso típico de las diferentes clases de base granular
Fuente: Especificaciones Generales para la construcción de Carreteras. Capítulo 3. Afirmados, Subbases y Bases. Artículo 330.2.1. Clase de Base Granular.
Con base en lo anterior se deben realizar una serie de ensayos de laboratorio al material de la muestra para así garantizar la calidad de este y establecer si el material es apto para la tarea estimada, en este caso la construcción de la Base Granular de la estructura de Pavimento.
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Tabla 2. Requisitos de los agregados para bases granulares
Fuente: Especificaciones Generales para la construcción de Carreteras. Capítulo 3. Afirmados, Subbases y Bases. Artículo 330.2.2. Requisitos de los agregados para bases granulares.
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A demás se debe conocer la distribución granulométrica de la muestra, indicando en porcentaje la cantidad de material retenido en cada tamiz y comprobar que estos resultados cumplan con los requisitos establecidos en la siguiente tabla:
Tabla 3. Franjas Granulométricas del material de la base granular
Fuente: Especificaciones Generales para la construcción de Carreteras. Capítulo 3. Afirmados, Subbases y Bases. Artículo 330.2.2. Requisitos de los agregados para bases granulares.
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3. EQUIPOS
3.1 BALANZA 5000g de capacidad y aproximación de 1g.
Figura 1. Balanza
Fuente: Elaboración propia.
3.2 TAMICES De los siguientes tamaños de abertura:
37.5 mm (1 ½ “)
25 mm (1”)
19 mm (3/4 “)
12.5 mm (1/2 “)
9.5 mm (3/8 “)
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Figura 2. Serie de tamices
Fuente: Elaboración propia.
ESPÁTULA Figura 3. Espátula
Fuente: Elaboración propia.
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4. PROCEDIMIENTO
Se tomó una muestra del material, se tamizo obteniendo que en los tamices de 3½”, 3”, 2 ½”, 2”, 1 ½”, 1”, ¾”, ½” y 3/8” quedara retenido material.
Figura 4. Proceso de Tamizado de la muestra
Fuente: Elaboración propia.
Se sacó el material y se clasifico como fracturado o no fracturado se pesó el material fracturado y el que no está fracturado se registraron los datos, se realizó este procedimiento para cada uno de los tamices donde queda retenido material
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5. DATOS OBTENIDOS
Los datos registrados para el desarrollo de esta práctica de laboratorio, fueron obtenidos de manera directa mediante el desarrollo del procedimiento definido por la norma (INV E – 227 – 13).
5.1 DESCRIPCIÓN FÍSICA DE LOS MATERIALES La muestra representativa para la realización de esta prueba, fue definida a partir de las normas (I.N.V. E – 213) e (I.N.V. E – 202); mediante las cuales se separan los agregados gruesos y posteriormente se escoge el tamaño de la muestra apropiada. La muestra representativa presentaba un grado de fracturamiento apropiado, el cual facilito el desarrollo eficaz del procedimiento aplicado.
5.2 DATOS REGISTRADOS Tabla 4. Datos obtenidos TAMIZ - RETIENE
FRACTURADO (g)
NO FRACTURADO (g)
2"
247.20
N/A
1 1/2 "
10943.00
394.87
4494.00
897.36
3/4 "
973.71
646.41
1/2 "
489.04
496.94
3/8 "
17.47
11.27
SUMATORIA
17164.42
2446.85
1"
19611.27
PESO TOTAL (g)
Fuente: Elaboración propia. 14
6. CÁLCULOS
6.1 PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS El porcentaje calculado de caras fracturadas se obtuvo mediante la fórmula definida por la norma (I.N.V. E – 227 – 13 ), en la cual se relaciona la cantidad de caras fracturadas, no fracturadas y la cantidad total de la muestra utilizada para el desarrollo de la práctica.
Dónde:
Ejemplo 1. Mediante la aplicación de la formula estandarizada, se calcula el porcentaje de partículas con el número especificado de caras fracturadas
Es debido resaltar que el porcentaje de partículas fracturadas, se obtuvo por medio de la determinación de la masa de cada tipo de partícula, y teniendo como referencia el número de tamiz en la cual es retenido el material.
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7. ANÁLISIS DE RESULTADOS
Se obtuvo porcentaje de caras fracturadas de 87.5%, el cual al ser comparado con los requisitos de calidad presentados en la tabla 330 – 2. De las especificaciones generales de construcción de carreteras 2013 del INVÍAS, en lo que respecta a Geometría de las partículas (F), se determina que el material ensayado cumple con los requisitos de calidad para ser utilizado como agregado de Base granular tanto de clase A, B y C, correspondientes a cada nivel de tránsito. De igual manera el material puede usarse como agregado de Base tratada con cemento ya que su porcentaje de caras fracturadas cumple los requisitos de calidad propuesto en la tabla 351 – 2. De las especificaciones generales de construcción de carreteras 2013 del INVÍAS, en lo que respecta a Geometría de las partículas (F), siendo este adecuado tanto para clase B como A. En la siguiente tabla se puede observar el resumen de los valores requeridos del porcentaje de caras fracturadas, se determina que el material en todos los casos no es apto dependiendo del nivel de tránsito y del uso al que se pueda asignar. Cabe resaltar que este análisis solo se realiza teniendo en cuenta la Geometría de las partículas (F) y específicamente el porcentaje de caras fracturadas.
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Tabla 5. Comparativa entre valores requeridos y obtenidos del porcentaje de caras fracturadas. AGREGADO PARA
CARAS FRACTURADAS MÍNIMO REQUERIDO (%) CLASE A / CLASE B / CLASE C / NT3 NT2 / NT1
CARAS FRACTURADAS OBTENIDO (%)
REFERENCIA
Base granular
100
70
50
71.8
Especificaciones generales de Construcción de carreteras 2013 del INVIAS. Tabla 330 - 2.
Base tratada con cemento
60
50
-
71.8
Especificaciones generales de Construcción de carreteras 2013 del INVIAS. Tabla 351 - 2.
Tratamiento superficial simple
-
75
75
71.8
Especificaciones generales de Construcción de carreteras 2013 del INVIAS. Tabla 430 - 1.
Tratamiento superficial doble
-
75
75
71.8
Especificaciones generales de Construcción de carreteras 2013 del INVIAS. Tabla 431 - 1.
Mezclas asfálticas densas en frío
85
75
75
71.9
Especificaciones generales de Construcción de carreteras 2013 del INVIAS. Tabla 440 - 2.
Mezcla abierta en frío
85
75
75
71.10
Especificaciones generales de Construcción de carreteras 2013 del INVIAS. Tabla 441 - 1.
Mezclas asfalticas en caliente de gradación continua
85
75
75
71.11
Especificaciones generales de Construcción de carreteras 2013 del INVIAS. Tabla 450 - 3.
Mezcla abierta en caliente
75
75
60
71.12
Especificaciones generales de Construcción de carreteras 2013 del INVIAS. Tabla 451 - 1.
Mezclas discontinuas en caliente para capa de rodadura
100
100
-
71.13
Especificaciones generales de Construcción de carreteras 2013 del INVIAS. Tabla 452 - 1.
Mezclaa drenante
100
100
-
71.14
Especificaciones generales de Construcción de carreteras 2013 del INVIAS. Tabla 453 - 1.
Adición para el reciclado del pavimento existente
50
50
50
71.15
Especificaciones generales de Construcción de carreteras 2013 del INVIAS. Tabla 461 - 2.
Fuente: Elaboración propia.
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7.1 COMPARACIÓN NORMAS (INV E – 227) 2007 Y 2013 Realizando una comparación técnica entre la norma (INV E – 227) del año 2007 y la norma (INV E – 227) del año 2013; se determinó su principal diferencia en la cual la nueva norma solo tiene en cuenta las partículas fracturadas y no fracturadas escatimando la existencia de partículas dudosas a diferencia de la anterior en la cual se definen tres tipos de partículas: Fracturadas, No fracturadas y Dudosas.
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8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Es pertinente dejar en claro, que el material puede ser utilizado en una subbase granular o en un afirmado, si este cumple con los requisitos granulométricos y de características tales como Dureza, Durabilidad, Limpieza y Resistencia del material, indicados en los Artículos 311.2 y 320.2 respectivamente, lo anterior explica por qué no se profundizó en estas estructuras, ya que por el momento se deseaba profundizar en las funciones y beneficios del ensayo de Proporciones de caras Fracturadas en los Agregados. El material que se ha utilizado para el ensayo de porcentaje de caras fracturadas cumple con las especificaciones necesarias de geometría para ser utilizadas como agregado para base granular, en clase A, tratamiento superficial simple, en clase B, clase C, tratamiento superficial doble, en clase B y clase C, mezclas asfálticas densas en frio, en clase A, clase, clase C, mezcla abierta en frio, en clase A, clase, clase C, mezclas asfálticas en caliente de gradación continua, en clase A, clase, clase C, mezcla abierta en caliente, en clase A, clase B, mezclas discontinuas en caliente para capa de rodadura, en clase A, clase B, mezcla drenante, en clase A, clase B. El material no cumple las especificaciones geométricas para utilizarlas como agregados para base tratada con cemento y adición para el pavimento existente El porcentaje de material con caras fracturadas es alto en la muestra lo que indica que a la hora de hacer una base con este material se obtendrá una fricción alta en la mezcla lo que beneficiara la obra. Hacer un análisis adecuado para clasificar el material como fracturado o no fracturado.
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Tener buen criterio para decidir si la partícula se debe colocar en un lado o en el otro cuando no es muy claro si está o no fracturada Hacer una adecuada toma de datos para evitar en lo posible los errores humanos en el laboratorio
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BIBLIOGRAFÍA
INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. Especificaciones Generales de Construcción de Carreteras. Bogotá D.C.: El instituto, 2013. 1596 p. INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. Normas de Ensayo de Materiales. Bogotá D.C.: El instituto, 2013. 2862 p.
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ANEXOS
Anexo A. Determinación del fracturamiento de las partículas
Fuente: Elaboración propia.
Anexo B. Separación de las partículas Fracturadas y no Fracturadas
Fuente: Elaboración propia. 22
