INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA UNIDAD ZACATENCO
ACADEMIA: VÍAS TERRESTRES UNIDAD DE APRENDIZAJE: PAVIMENTOS Y TERRACERÍAS
REPORTE DE ENSAYO COMPACTACIÓN (P RUEBA PORTER). EXPANSIÓN. VALOR RELATIVO DE SOPORTE. (VRS) EQUIVALENTE DE ARENA
GRUPO: 7CM9 PROFESOR : ING . ANTONIO ESCOBEDO MACIEL RAMÍREZ RUÍZ ZAHID ALEJANDRO
Practica #2 - Compactación (Prueba Porter). Objetivo: Obtener el peso volumétrico seco máximo y la humedad optima de compactación cuando al material se le aplica una carga de 140.6kg/cm² en un tiempo de 5 min. Se realiza en suelos que carecen de cementación y que pasan la malla de 2.54cm. (1”) el contenido de
humedad y el obtener el peso volumétrico seco máximo se efectuara por tanteos, al agregar o disminuir la cantidad de agua de la muestra
Materiales y herramientas.
Molde de 7.120 kg, con base y extensión de 15. 68 cm de diámetro y 19.02 cm. de altura aproximadamente.
Varilla con punta de bala.
Cápsula de aluminio.
Malla de 2.54 cm. (1”) de abertura
Probeta de 500 ml.
Cápsula de aluminio.
Vernier.
Procedimiento: Previo a la prueba: I. II. III.
Cribar por la malla de 1” (2.54 cm.) de material seco, del cual se tomará una muestra con un peso de 4.0kg. Medir el diámetro y altura del cilindro obtener su área, pesarlo calcular la carga total que se le aplicara en la maquina en el tiempo de 5 min. y obtener la carga que se le deberá aplicar por cada minuto. Pesar la cápsula (Wc) y anotar su número, registrar ambos.
Prueba: i. ii.
iii.
Colocar la muestra de suelo en la charola. Rociar agua de manera homogénea la cual se medirá. (La forma aproximada de conocer que el material tiene la humedad adecuada o se está cercano a esta, consiste en tomar con la mano seca, una parte de la muestra y apretarlo fuertemente, si queda un pequeño roció en la palma de la mano o en el guante es indicio de que se está cercano a la humedad buscada). Tomar un testigo de humedad de 80-120gr de peso colocarlo en la cápsula, pesarlo y anotar peso de la cápsula con suelo húmedo (Wc+sh),
iv.
v.
El resto de la muestra se coloca en el molde con base y extensión, en tres capas y a cada una de estas se le acomoda con la varilla punta de bala, dando 25 varillados repartidos de manera uniforme, comenzando en la orilla y terminando en el centro. Se coloca en la máquina para aplicar presión, aplicando la carga lentamente, en el tiempo y valor calculados anteriormente, en nuestro caso (90.52 kg/cm² por minuto) los 5 min en el momento que saca comienza a escurrir gotas de agua por la parte inferior del molde es indicio de que se encontró la humedad óptima y por consecuencia su peso volumétrico seco máximo (si las gotas comienzan a aparecer antes de aplicar la carga máxima, indica que nos excedimos de agua).
Resultados y Conclusiones
Peso del cilindro con base y extensión= 7720 gr Área del cilindro= 193.03 cm² 193.03 140.60 5 = ∗ = 90.47 60
193.03cm² * 140.6 Kg =27140.02 Kg/cm² Peso del molde con base y extensión más suelo húmedo compactado: Wm+b+ext.+suelo húmedo= 11800 gr Hc=8.43 cm Volumen compactado= 193.03*8.43 =1627.24 cm 3 Wm= 11800-7720=4080 gr 8
Peso volumétrico húmedo= . = 2.51 /
Peso volumétrico húmedo= 2507.31 kg/m 3
Contenido de humedad ( ω ) Peso de la capsula = 26.5 gr Peso de capsula +suelo húmedo= 138.4 gr Peso de capsula +suelo seco= 115.5 gr. Peso del agua=138.4 gr-115.5 gr= 22.9 gr. Peso del suelo seco= 115.5-26.5 gr.= 89 gr ω = 22.9/89 *100= 25.73 %
Peso volumétrico seco máximo ( ϒmax.) ϒmáx.= 2507.31 kg/m 3 / (1+0.2573) = 1994.20 kg/m³
Después de agregar agua a nuestro material y someterlo a una carga constante de 90.49 kg por minuto, pudimos observar cual fue el contenido de humedad optima en estado de compactación…
Practica #3 - Expansión M-MMP-1-11/08 Objetivo: Conocer el porcentaje que se hincha o expande el material en forma vertical, al encontrarse saturado de agua y con sobrepesos, esto provocado por la reacción química entre las arcillas y el agua, este es un factor de gran importancia en pavimentos para evitar deformaciones, ya que cuando el suelo pierde dicha agua se contrae, provocando fallas funcionales y estructurales.
Equipo y Materiales. Molde de 7.72 kg, 19.23 cm de diámetro y 15.69 cm de altura 4.000 kg de material (Tepetate).
Datos de campo. Altura del suelo compactado: 10.80 cm Lectura inicial: 2.14 mm Lectura final. 2.43 mm
Procedimiento: Previo a la prueba: 1. Colocar las hojas de papel filtro, una arriba y otra en la parte inferior de la muestra compactada (con esto evitamos la perdida de finos en el espécimen al entrar en contacto con el agua, ya que estos son los que pueden provocar la expansión). 2. Armar el molde con base y extensión, colocar sobre la muestra compactada la placa base perforada, (dicho elemento nos servirá para que exista circulación de agua dentro del espécimen, que es como realmente ocurre en el campo) sobre de ella colocamos los dos sobrepesos, (estos realizaran las veces de las capas superiores que pueden estar sobre la capa analizada). Durante la prueba: I.
En el tripié colocar el deformimetro, se apoyan las patas del primero sobre los bordes de la extensión del molde, centrar el vástago de la placa y del micrómetro
II.
III.
buscando que ambos entren en contacto (esto se conocerá por el movimiento de la manecilla grande del micrómetro) se aprieta la tuerca de la placa base (con esto evitamos que se mueva el vástago de su posición original) Se lleva al tanque de saturación, donde se coloca de tal manera el micrómetro que se puedan tomar lecturas en la misma posición (marcar en qué lugar se encuentran colocadas las patas del tripié para repetir esta posición cuando se venga a tomar otras lecturas) se lee la medida del micrómetro de la siguiente manera, se toma la lectura de la manecilla pequeña y después la de la manecilla grande y se anota como lectura inicial. Se toma otra lectura a las 24 horas, para saber cuánto se expandió nuestro material.
Resultados y Conclusiones.
% =
. − . .
% = .
Practica 4 - Valor Relativo de Soporte (VRS). (C aliforni a B eari ng R atio) M-MMP-1-11/08 Objetivo: Obtener la resistencia al esfuerzo cortante que presentan los suelos al ser penetrados por un vástago de 19.5 cm. de sección, tomando lecturas de carga al material saturado a diferentes profundidades establecidas de antemano (1.27, 2.54, 3.81, 5.08, 7.62, 10.16y 12.7mm). Con esta prueba de laboratorio se analiza la calidad de los materiales en cuanto a resistencia y se puede definir en qué capa del camino puede emplearse basados en la normatividad.
Equipo y materiales: Muestra de suelo en estado de saturación. Sobrepesos Equipo para aplicar carga (Versa-Tester) Micrómetro.
Procedimiento: I.
Sacar el espécimen compactado y saturado del tanque, colocarlo en una tarja para que se escurra durante tres minutos en forma horizontal.
II.
Después de este tiempo retirar la placa base perforada y la extensión del molde, dejar los sobrepesos y colocarlos sobre la muestra, llevarla a la máquina de penetración haciendo pasar entre las perforaciones de los sobrepesos el vástago del equipo, este lo bajamos hasta que entre en contacto con el material compacto, esto se verifica aplicándole una carga de 10Kg. (si tenemos un marco de carga y el micrómetro que mide este valor no es necesario colocarlo en ceros, lo que marque el deformimetro se anotara como lectura inicial li.) colocar el micrómetro para medir las penetraciones, poniendo su vástago ya sea sobre la base del cilindro o bien arriba de los sobrepesos (igual que en el caso anterior podemos colocar el micrómetro en cero ò bien anotar la lectura que presente como la lectura inicial y de ahí obtener las penetraciones subsecuentes a las cuales debemos anotar su carga y que son las mencionadas anteriormente).
Resultados y Conclusiones. Penetraciones mm
Cargas KN
0
0
1.27
0
2.54
0
3.81
0.22
5.08
2.47
7.62
12.20
10.08
16.79
12.7
19.60
Penetraciones mm
Cargas Kg
0
0
1.27
0
2.54
0
3.81
220
5.08
2470
7.62
12200
10.08
16790
12.7
19600
Grafico carga-penetración. CBR 25000
20000
15000 G K S A10000 G R A C
CBR
5000
0 0
2
4
6
8
10
12
14
-5000 PENETRACIONES MM
Consideraciones: Para esta prueba se tomaron las lecturas por medio de un video.
Practica 5 - Equivalente de arena Objetivo: Esta prueba permite el contenido y actividad de los materiales finos o arcillas de los materiales finos o arcillosos presentes en los materiales pétreos empleados en mezclas asfálticas. Consiste en agitar un cilindro, que contiene una muestra del material pétreo que pasa la malla no 4, mezclada con una solución que permite separar la arena de la arcilla. Solución de reserva Cloruro de calcio - Glicerina - Formaldehido -
Procedimiento: Se criba el material por la malla no. 4.
La probeta se llena de solución de trabajo hasta 4”. Sin que se pegue a la par ed de las probetas el material se debe verter dentro de ellas (100 gr de material por cada probeta).
Se deja reposar 10 minutos, posteriormente de agita 45 segundos en el agitador de probetas.
Después se llena hasta las 15“ cada probeta y se deja reposar 15 minutos.
Se toma la lectura de finos. Se toma el piso, este desplaza los finos y será posible tomar la lectura de arenas, por último, y se hace un promedio.
Probeta 2 3 A
FINOS (") 6.05 5.8 5.9
ARENA (") 1.5 1.49 1.4
