PROCTORAASHTO T180-01: Standard Method of Test for Moisture-Density Relations of

Soils Using a 4.54 kg (10 lb) Rammer and a 457 mm (18 in)ASTM D1557-07: Standard Test Methods for Laboratory Compaction

Characteristics of Soil Using Modified Effort (56,000 ft-lbf/ft3 (2,700 kN-m/m3))Se entiende por compactación todo proceso que aumente el peso volumétrico de un material granular. En general, es conveniente compactar un suelo para:

a) Aumentar la resistencia al corte y por consiguiente, mejorar la estabilidad y la capacidad de carga de cimentaciones y pavimentos.b) Disminuir la compresibilidad y así reducir los asentamientos.c) Disminuir la relación de vacíos y por consiguiente, reducir la permeabilidad.d) Reducir el potencial de expansión, contracción o expansión por congelamiento. Se refiere a la determinación del peso por unidad de volumen de un suelo que ha sido compactado por un procedimiento definido para diferentes contenidos de humedad.

OBJETIVOS:A) Determinar el peso volumétrico seco máximo que puede alcanzar un material, así como la humedad optima a que deberá hacerse la

compactación.B) Determinar el grado de compactación alcanzado por el material durante la construcción o cuando ya se encuentran construidos los caminos,

aeropuertos y calles, relacionando el peso volumétrico obtenido en el lugar con el peso volumétrico máximo Proctor.La prueba proctor está limitada a los suelos que pasen totalmente la malla No. 4, o que cuando mucho tenga un retenido de 10% en esta malla, pero que pase dicho retenido totalmente por la malla de 3/8 “. Cuando el material tenga retenido en la malla de 3/8” debe determinarse la humedad óptima y el peso volumétrico seco máximo con la prueba de Porter estándar.

• Método A: Molde de 4 pulgadas con material que pasa el tamiz No. 4. Compactar en 5 capas con 25 golpes cada una.• Método B: Molde de 6 pulgadas con material que pasa el tamiz No. 4. Compactar en 5 capas con 56 golpes cada una.• Método C: Molde de 4 pulgadas con material que pasa el tamiz ¾ de pulgada. Compactar en 5 capas con 25 golpes c/u.• Método D: Molde de 6 pulgadas con material que pasa el tamiz ¾ de pulgada. Compactar en 5 capas con 56 golpes c/u.

EQUIPO A UTILIZAR:• Cilindro Proctor de compactación de 4 ó 6 plg, dependiendo del método descrito anteriormente.• Martillo de compactación de 10 lb de peso y 18 plg de caída.• Tamiz de 2 plg, tamiz No. 4 y tamiz de ¾ plg • Balanza de 20 kg de capacidad y aproximación de 1 g o una de 35 lb de capacidad y aproximación de 0.01 lb• Balanza de 3 escalas de 0.01 g de aproximación.• Horno capaz de mantener una temperatura de 110 oC con aproximación de 5 oC • Tarros metálicos para determinación de humedad.• Espátula, cucharón para mezclar, rodillo, regla de acero de 12 plg • Extractor de muestra (opcional).

CBR (RELACION SOPORTE CALIFORNIA)AASHTO T193-99: Standard Method of Test for The California Bearing RatioASTM D1883-07: Standard Test Method for CBR (California Bearing Ratio) of

Laboratory-Compacted SoilsLa finalidad de este ensayo es determinar la capacidad de soporte de suelos y agregados compactados en laboratorio, con una humedad óptima y niveles de compactación variables. El ensayo mide la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controladas, permitiendo obtener un porcentaje de la relación de soporte. El porcentaje CBR está definido como la fuerza requerida para que un pistón normalizado penetre a una profundidad determinada, PROCEDIMIENTO:

Preparar tres probetas con 10, 30 y 65 golpes con 5 capas.Se obtienen los datos de PROCTOR, luego se observa la humedad actual sacando dos muestras pequeñas del material a usar.Luego se calcula el agua por agregar. Se utiliza el molde de 6 pulgadas.Luego de aplicada los golpes y se alistan para sumergirlo por 3 días.Calcular el % de expansión por la lectura dial y la expansión cada día a la misma horaSe calcula la penetración, luego e porcentaje de compactación.Luego dibujar grafica en eje y los % de compactación y en eje x los % CBR.

EL AGUA EN EL SUELOEl agua cae sobre el suelo parte escurre y parte se infiltra por acción de la gravedad hasta estratos impermeables más profundos, formando la llamada capa freática. El límite superior de este manto acuoso se llama nivel freático.

Agua Gravitacional: es el agua que pasa por los poros a través del suelo.Agua Freatica: es aquella que se encuentra por debajo del nivel freático.Agua Retenida: parte del agua que se queda retenida en los poros y sobre la superficie de las partículas debido a las fuerzas de tensión superficial y de absorción.

CLASIFICACION DEL AGUA RETENIDA:El Agua Químicamente Combinada: se considera como parte integrante de los sólidos del suelo, ya que forma parte de la estructura cristalina de los minerales del mismo y es una cantidad muy pequeña. Esta agua no puede ser eliminada del suelo si este se seca hasta 110 grados centígrados.El Agua Adherida o Higroscópica: es aquella que adquiere el suelo del aire que lo rodea. Si un suelo es secado en un horno a peso constante y se deja expuesto al aire mientras se enfría, dicho suelo absorberá agua de la humedad del aire que lo rodea. Esta agua higroscópica del suelo y la cantidad de ella que el suelo puede adquirir depende también del área superficial de las partículas.El Agua de Capilaridad: es aquella que se adhiere en los poros del suelo por el efecto de la tensión superficial.

METODO DEL PERMEAMETRO DE PRESION CONSTANTE:i=L/n K= V./Ait

Permeabilidad de las masas estratificas de suelos.Según la ley de Darcy la velocidad de aproximación es: v= K*i

PRESIONES TOTALES, NEUTRAS Y EFECTIVASPara suelos completamente saturados existen 2 tipos de presiones:

a) Los que se transmiten de grano en grano de suelo Presión intergranular o efectiva.

b) Los que actúan contra el agua que llena los espacios vacios (presiones neutras, presiones neutrales o presiones de poro)

DETERMINACION DEL CONTENIDO DE HUMEDAD Y PESO ESPECÍFICO MAXIMO EN CAMPOAASHTO T 19-161ASTM D 1556-64

Método de cono de arena y balón de densidadPrincipios:

• Obtener peso unitatio húmedo de una muestra excavada irregular.• γsmax = Ph • Volumen • Si es posible determinar el volumen de la excavación, la densidad seca o peso unitario seco se calcula como:• γs = ___γ h ____• 1+w • Se obtiene el contenido de humedad • Los métodos de cono de arena y balón, permiten hallar el volumen de la excavación.

Método de equivalente de arena:• Se utiliza en general arena que pasa el tamiz No 20 y queda retenida en el tamiz No 30.• Se debe conocer la densidad de la arena, por lo que el volumen de la excavación será:• Vh = Peso vaciado

Peso unitario arenaProcedimiento:

• Se pesa el recipiente del aparato del cono de arena lleno.• Excavar un agujero utilizando la placa base.• Colocar el material removido en un recipiente hermético.• Se pesa el recipiente parcialmente vacío.• Calcular el peso seco de la muestra (secada al horno luego determinar contenido de humedad) as).

Errores típicos:• Perdida de la muestra.• Uso de arena no calibrado.• Vibración en el área de ensayo.

• PROCTOR:

•

• CBR

•

• %CBR= carga unitaria del ensayo x 100• Carga unitaria patrón.

• La carga unitaria es la carga que aplicamos en la penetración• La carga unitaria patrón es la carga de penetración de 0.1“en muestra patrón 1360 kg. •

•

•

•• CALCULO DE PENETRACION.

•• CALCULO DE PORCENTAJE DE COMPACTACION

•

CBR CLASIFICACION0-5 Sub-rasante muy mala5-10 Sub-rasante mala10-20 Sub-rasante regular a buena20-30 Sub-rasante muy buena30-50 Sub-base buena50-80 Base buena80-100 Base buena

• Luego dibujar grafica en eje y los % de compactación y en eje x los % CBR.

• PERMEABILIDAD

• Permeabilidad Paralela:• K// = (∑Kihi)/H• Permeabilidad Perpendicular:• Kper= H/(∑ni/ki)•

Valores Promedio del Coeficiente K en (cm/seg)Gravas limpias 10-² _ 1.00Arenas limpias, mezclada de arena y grava limpias 1.00_ 1*10-³Arenas muy finas, limos, mezcla de arenas, deposito de arcilla estratificada

1*10-³_ 1*10-⁷

Suelos impermeables, arcillas homogéneas bajo la zona de meteorización

1*10-⁷ _ 1*10-⁹

Suelos impermeables alterados por vegetación y meteorización

1*10-²_ 1*10-⁹

• PRESIONES TOTALES, NEUTRAS E INTERGRANULARES

• u= ∂w * H que es la presión neutra ó de poro.

• Las presiones totales • P = ∂ h *H• Presión intergranular o presión• Pi = P – u• Esto es igual a la presión producida por el peso volumétrico sumergido por la altura de columna• Pi = ∂’ h