práctica estabilizacion de suelos
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ENSAYO DE ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO PARA DISEÑO DE PAVIMENTOSTRANSCRIPT
PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE CIVIL
PAVIMENTOS
OCTAVO NIVEL
PRÁCTICA Nº 6
“Estabilización de suelos”
FECHA: HORA:
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GRUPO:
NOTA: ________
1. ESTABILIZACION DE SUELOS
A. INTRODUCCION
En la moderna construcción de carreteras, el ingeniero vial tiene como premisa
fundamental el producir mejores caminos a más bajos costos. Para ello ha ensayado
diversas soluciones con éxito variable, y entre ellas se encuentra la estabilización o
corrección de suelos.
La técnica de la estabilización de los suelos ha sufrido en estas últimas décadas
una impresionante evolución acumulando un extraordinario conocimiento de
experiencia práctica de obra y laboratorio de base empírica.
En algunas ocasiones, es muy difícil debido a una gran cantidad de factores, el
evitar que una carretera pase por un sector donde el suelo es de baja calidad para
fines de cimentación de pavimentos. Además, a veces es imposible cambiar el
material de subrasante o simplemente en carreteras de arcilla, se hace necesaria la
estabilización del suelo.
B. ALCANCE
Se entiende con los términos “estabilización de los suelos”, al conjunto de
procesos físicos, químicos y físico-químicos, tendientes a modificar las propiedades
de los suelos que interesan para un determinado uso en ingeniería, haciendo que el
material “suelo” sea adecuado para la utilización prevista reemplazando a otros
materiales no disponibles o más costosos.
Un suelo estabilizado puede utilizarse como un revestimiento que soporte
directamente los efectos del transito sobre su superficie; como base de tratamientos
bituminosos superficiales destinados a preservarlas de la humedad y del efecto
abrasivo de las ruedas neumáticas, o finalmente como una base para ser cubierta por
pavimentos espesos, que distribuirán las cargas y soportaran la acción de desgaste
de los vehículos.
C. METODOS
La técnica se ha orientado especialmente hacia algunos métodos de
estabilización que se destacan netamente de los otros: estabilización granulométrica,
bituminosa, con cemento y con cal.
Los siguientes tipos de estabilización y los resultados que producen se resumen
en el cuadro que se detalla a continuación:
TIPO ESTABILIZACIÓN PRODUCE
MecánicaProceso de
compactaciónDensificación
FísicaGranulometría Fricción y cohesiónSuelo - Asfalto cohesión e impermeabilización
Físico-Química o Química
Suelo - CalIntercambio iónico y
cimentación
D. MECANISMOS BASICOS DE LA ESTABILIZACION
Los procesos determinantes del cambio de propiedades del suelo original por
influencia del agente estabilizados pueden esencialmente clasificarse en tres grupos
a saber:
a) Cambios físico-químicos que modifican el suelo original, como por ejemplo
el intercambio de cationes que se produce en la fracción arcillosa. cal o bien por la
acción de la cal liberada por el cemento Pórtland al fraguar, (hierro, cobre,
aluminio, etc.) que modifica profundamente su plasticidad, retención de agua,
cambios de volumen por secado y humedecimiento y la adherencia frente a los
ligantes bituminosos.
b) Cambios químicos en el agente estabilizante(fraguado del cemento) o bien
entre el agente estabilizante y los minerales componentes del suelo (suelo-cemento)
el sílice activo del suelo, etc.) determinan una unión entre las partículas resistentes a
la acción del agua. Esta acción cementante da origen a una matriz o estructura
interna rígida o semi rigida que determina el comportamiento bajo cargas. Los poros
de esta matriz están ocupados por agua y aire, el material puede no ser impermeable
pero el hinchamiento esta limitado por la resistencia de la matriz
c) Cambios físicos que impermeabilizan en cierto grado al suelo tratado en
forma tal, que la succión de agua es reducida y el suelo se conserva con bajo
contenido de humedad en el cual su resistencia a la acción de las cargas es
adecuada. Corresponde a este tipo, la estabilización con asfaltos diluidos y
emulsiones asfálticas empleada con suelos cohesivos; la impermeabilización con
repelentes las siliconas ; la impermeabilización rodeando al suelo con membranas
asfálticas
E. CONTROL
La estabilización requiere muchos análisis experimentales para determinar el
producto, cantidad y condiciones que se requieren para obtener suelos de mejores
características.
El control significa la comparación de ciertas cantidades del suelo natural con
aquellas obtenidas al añadirle diferentes substancias estabilizadoras.
Siendo los límites de Atterberg, el CBR, densidad y esfuerzos, entre otros, los
parámetros más utilizados para determinar las cualidades del suelo, al añadir
secuencialmente ciertas proporciones de material estabilizador o utilizando algún
método puramente físico, podremos observar si el suelo mejora y cuales son las
condiciones más favorables de tratamiento.
F.PROCEDIMIENTO DE ENSAYO
Cualquiera que sea el método a utilizarse, siempre deben considerarse las
condiciones con las que se trabaja en el campo y las restricciones a las que están
sujetos los constructores. La mayoría de sistemas requerirán un curado del material,
pruebas de control y mantenimiento.
G. EQUIPO REQUERIDO
1 Aparato para la determinación del límite liquido
1 Balanza de 0.05 gramos de sensibilidad
1 Capsula de evaporación de porcelana
1 Espátula
1 Mortero de porcelana
1 Tamiz # 40 ASTM
1 Par de guantes de asbesto
1 Horno con control de temperatura hasta 105 + 5 º C
1 Placa de vidrio sobre la que se pueda amasar la muestra para obtener el límite
plástico.
H. PREPARACION DE LA MUETRA
La muestra a ensayar deberá ser verdaderamente representativa del sitio en el
cual se desea mejorar mediante estabilización, del suelo de aquel sector.
Para efectos de ensayo, se tomaran aproximadamente de 100 a 150 gramos de
peso de la porción que pasa el Tamiz #40.
LIMITE LÍQUIDO
1. Se ajusta en el aparato de casa grande la elevación máxima de la taza
sobre la base a 1.0 cm.
2. Se coloca en la taza una porción de la muestra preparada en la capsula de
evaporación, teniendo cuidado de que la muestra haya sido secada antes
de empezar el ensayo. Esta muestra preparada debe estar saturada de
manera que se pueda nivelar y alisar dentro de la taza del aparato,
procurando obtener con la espátula 1.0 cm en el punto de máximo espesor.
3. Se abre una ranura en la muestra preparada, formando un canal limpio y
claro, de dimensiones estándar que al someterla al impacto de 25 golpes
bien definidos, se cierre sin resbalar en su apoyo.
4. Se da vuelta a la manivela para alzar y dejar caer la taza sobre la base a
una frecuencia de 2 veces por segundo, hasta que los labios de la ranura se
unan en una longitud de aproximadamente 1.0 cm.
5. Se anota el número de golpes y se toma una muestra representativa,
abarcando ambos labios de la ranura, para la determinación del contenido
de humedad.
6. Se repite las operaciones anteriores limpiando y secando previamente la
taza, variando el contenido de humedad de la muestra, hasta obtener tres
ensayos en los cuales el numero de golpes necesario para el cierre de la
ranura este en los rangos de 10 a 20, de 20 a 30 y entre 30 y 40
respectivamente.
7. Se calcula el contenido de humedad de cada una de las muestras
ensayadas y se representa gráficamente estos valores llevando sobre la
escala logarítmica el número de golpes y sobre la escala natural, los
respectivos contenidos de humedad. Se une los tres puntos por medio de
una recta y se reporta como limite líquido el contenido de humedad
correspondiente a 25 golpes.
LIMITE PLASTICO
1. Se toma de la muestra preparada según se indico anteriormente para límite
líquido, una cantidad aproximada de 10 gramos y se separa a conveniencia
en varios pedazos.
2. Se comprime cada pedazo formando una bolita que se la amasa entre la
mano y una placa de vidrio, formando con ello un pequeño cilindro que
alcance un diámetro uniforme de aproximadamente 3mm en toda su
longitud. El amasado deberá hacerse dando de 80 a 90 recorridos por un
minuto contando un recorrido como un movimiento completo de la mano
hacia delante y hacia atrás hasta la posición original. Se continúa este
proceso de comprimir y amasar, hasta que el cilindro se agriete durante el
proceso de amasado.
3. Se recoge en recipientes adecuados los pedazos de suelo desmoronado y se
obtiene su contenido de humedad.
4. Se calcula el contenido de humedad de la muestra de suelo y se representa el
promedio de por lo menos dos valores obtenidos como limite plástico.
INDICE PLASTICO
El índice de plasticidad es la diferencia de valores entre el límite líquido y el
límite plástico.
NOTA 1
Para efectos de estabilización, mezcle 100 gramos de suelo y 2 gramos de material
estabilizante (cal, arena, etc.) y se procede a realizar los ensayos de limites descritos
anteriormente y así sucesivamente con 4%, 6%, 8%, etc.
NOTA 2
La estabilización de bases y sub-bases es necesaria cuando sus materiales son pobres o
no cumplen especificaciones, por lo que se procede de manera similar a la
estabilización de suelos.
PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL ECUADORFACULTAD DE INGENIERÍA
LABORATORIO DE SUELOSOBRA:_____________________________________LOCALIZACIÓN:____________________________ENSAYO No.____________ SONDEO No.________MUESTRA No.___________PROFUNDIDAD_____DESCRIPCIÓN______________________________FECHA: _____________ OPERADOR: _________CÁLCULO: __________
LIMITES DE PLASTICIDAD Y HUMEDAD NATURAL
SUELO + %Prueba
#Capsula
#Numero de
GolpesPeso capsula +
s. húmedoPeso capsula
+ s. seco
Peso del
aguaPeso de la
capsulaPeso del
suelo secoContenido de agua
g g g g g % LIMITE PLASTICO HUMEDAD NATURAL
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1 10
Numero de golpes
Co
nte
nid
o d
e ag
ua
%
OBSERVACIONES:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
w = _________________%
LL=_________________%
LP=_________________%
IP=__________________%
CR= (LL - w)/IP=________
Fw=_________________%
Tw= Ip/Fw =____________
Clasif. SUCS :__________