Presentacin de PowerPoint

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDESFACULTAD DE INGENIERIACARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVILENSAYOS PARA EL DISEO DE PAVIMENTOSCTEDRA: PAVIMENTOSCATEDRTICO: ING. MARA GIRON URETA INTEGRANTES: APAZA RAFAEL KELLY AYLLON ALBIO EVELYN CHUPAYO RIVERA EFRAIN QUISPE MINAYA MARYLAND YACOLCA VILCAPOMA DEYVICICLO: VIII SECCIN: A1CICLO ACADEMICO: 2014 II HUANCAYO PER AO DE LA PROMOCIN DE LA INDUSTRIA RESPONSABLE Y DEL COMPROMISO CLIMATICO

Para la exploracin de suelos y rocas primero deber efectuarse un reconocimiento del terreno y como resultado de ello un programa de exploracin e investigacin de campo a lo largo de la va y en las zonas de prstamo, para de esta manera identificar los diferentes tipos de suelo que puedan presentarseEl programa de exploracin e investigacin de campo incluir la ejecucin de calicatas o pozos exploratorios, cuyo espaciamiento depender fundamentalmente de las caractersticas de los materiales subyacentes en el trazo de la va. Generalmente estn espaciadas entre 250 m y 2,000 m, pero pueden estar ms prximas dependiendo de puntos singulares, como en los casos de:cambio en la topografa de la zona en estudio;por la naturaleza de los suelos o cuando los suelos se presentan en forma errtica o irregulardelimitar las zonas en que se detecten suelos que se consideren pobres o inadecuados;zonas que soportarn terraplenes o rellenos de altura mayor a 5.0m;zonas donde la rasante se ubica muy prxima al terreno natural (h < 0.6 m);en zonas de corte, se ubicarn los puntos de cambio de corte a terrapln o de terrapln a corte, para conocer el material a nivel de subrasante.EXPLORACIN DE SUELOS Y ROCASCARACTERISTICAS

Con las muestras extradas de las calicatas efectuadas, se realizarn los siguientes ensayos de laboratorio:Anlisis Granulomtrico por Tamizado ASTM D-422, MTC E107Lmite Lquido ASTM D-4318, MTC E110Lmite Plstico ASTM D-4318, MTC E111Contenido de humedad ASTM D-2216, MTC E108Clasificacin SUCS ASTM D-2487Contenido Sulfatos ASTM D-516Contenido Cloruros ASTM D-512Contenido Sales Solubles Totales MTC - E219Clasificacin AASHTO M-145ENSAYOS DE LABORATORIO

ENSAYOS ESPECIALESCalifornia Bearing Ratio ASTM D-1883, MTC E132, Mdulo resiliente de suelos de subrasante AASHTO T 274, MTC E128Proctor Modificado ASTM D-1557, MTC E115Equivalente de Arena ASTM D-2419, MTC-E114Ensayo de Expansin Libre ASTM D-4546Colapsabilidad Potencial ASTM D-5333Consolidacin Uniaxial ASTM D-2435ANLISIS GRANULOMTRICO POR TAMIZADO (ASTM D-422)OBJETIVO DEL ENSAYO Determinar cuantitativamente la distribucin de tamaos de partculas de suelo. La norma ASTM D-422 describe el mtodo para determinar los porcentajes de suelo que pasan por los distintos tamices de la serie empleada en el ensayo, hasta la malla de 74 mm (N 200)

EQUIPOS Y HERRAMIENTAS Horno de secado Balanza de 0.1 g Bandejas, cepillo y brocha Serie de Tamices segn Tabla N 1 Pipeta, vasijas Tamiz N 200 3 in (75.0 mm) N 4 (4.75 mm) 2 in (50.0 mm) N 10 (2.00 mm) 1 in (37.5 mm) N 20 (0.850 mm) 1 in (25.0 mm) N 30 (0.600 mm) in (19.0 mm) N 40 (0.425 mm) in (12.5 mm) N 60 (0.250 mm) 3/8 in (9.5 mm) N 100 (0.150 mm) in (6.3 mm) N 200 (0.075 mm)

Despus de tener la muestra uniforme obtenida por cuarteo, pesar la muestra seleccionada y llevarla al horno durante 24 horas o hasta obtener una masa constante. Una vez secada la muestra y enfriada, se procede a tomar el peso de la muestra secada al horno. Tomar el peso del material requerido de acuerdo a la Tabla N 2, y lavarlo a travs del tamiz N 200, luego el material retenido debe secarse en el horno por 24 horas.

PROCEDIMIENTOSeprese la porcin de muestra retenida en el tamiz N 4 en una serie de fracciones usando los tamices mostrados en la Tabla N 1, o los que sean necesarios dependiendo del tipo de muestra, o de las especificaciones para el material que se ensaya. En la operacin de tamizado manual se mueve el tamiz o tamices de un lado aotro y recorriendo circunferencias de forma que la muestra se mantenga enmovimiento sobre la malla. Se determina el peso de cada fraccin en una balanza con una sensibilidad de 0.1 %. La suma de los pesos de todas las fracciones y el peso, inicial de la muestra no debe diferir en ms de 1%.

PROCEDIMIENTOSe separan mediante cuarteo, 115 g para suelos arenosos y 65 g para suelos arcillosos y limosos, pesndolos con exactitud de 0.1 g.

El anlisis granulomtrico de la fraccin que pasa el tamiz de 4,760 mm (N 4) se har por TAMIZADO Y/O SEDIMENTACIN segn las caractersticas de la muestra y segn la informacin requerida. Esta parte de la porcin se procede a analizar de la misma forma que la anterior para el material retenido en el tamiz N 200, con los tamices mostrados en la Tabla N 1. PROCEDIMIENTO

CALCULODETERMINACIN DEL LMITE LQUIDO DE LOS SUELOS (MTC E 110 2000)

OBJETIVOEl lmite lquido de un suelo es el contenido de humedad expresado en porcentaje del suelo secado en el horno, cuando ste se halla en el lmite entre el estado plstico y el estado lquido.

El valor calculado deber aproximarse al centsimo. APARATOS Recipiente para Almacenaje.

Una vasija de porcelana de 115 mm (4 ) de dimetro aproximadamente.

Esptula. De hoja flexible de unos 75 a 100 mm (3" 4) de longitud y 20 mm (") de ancho aproximadamente.

Aparato del lmite lquido (o de Casagrande).

Acanalador.

Calibrador.

Recipientes o Pesa Filtros.

Balanza. Una balanza con sensibilidad de 0.01 gr.

Estufa.

PROCEDIMIENTO Colquese la muestra de suelo en la vasija de porcelana y mzclese completamente con 15 a 20 ml de agua destilada, agitndola, amasndola y tajndola con una esptula en forma alternada y repetida.

Cuando haya sido mezclada suficiente agua completamente con el suelo y la consistencia producida requiera de 30 a 35 golpes de la cazuela de bronce para que se ocasione el cierre, colquese una porcin de la mezcla en la cazuela sobre el sitio en que sta reposa en la base, y comprmasela hacia abajo.

3. Divdase el suelo en la taza de bronce por pasadas firmes del acanalador a lo largo del dimetro y a travs de la lnea central de la masa del suelo de modo que se forme una ranura limpia y de dimensiones apropiadas.

4. Elvese y golpese la taza de bronce girando la manija, a una velocidad de 1,9 a 2,1 golpes por segundo, hasta que las dos mitades de la pasta de suelo se pongan en contacto en el fondo de la ranura.

5. Squese una tajada de suelo aproximadamente del ancho de la esptula, tomndola de uno y otro lado y en ngulo recto con la ranura e incluyendo la porcin de sta en la cual se hizo contacto, y colquese en un recipiente adecuado.

6. Transfirase el suelo sobrante en la taza de bronce a la cpsula de porcelana. Lvese y squese la taza de bronce y el ranurador y rmese de nuevo el aparato del lmite lquido para repetir el ensayo. 7. Reptase la operacin anterior por lo menos en dos ensayos adicionalesPROCEDIMIENTO

CLCULO Calclese el contenido de humedad del suelo, expresndolo como porcentaje del peso del suelo secado en el horno, como sigue:

DETERMINACIN DEL LMITE PLSTICO E INDICE DE PLASTICIDAD (MTC E 111 2000)

OBJETIVO Es la determinacin en el laboratorio del lmite plstico de un suelo y el clculo del ndice de plasticidad (I.P.) si se conoce el lmite lquido (L.L.) del mismo suelo.

Se denomina lmite plstico (L.P.) a la humedad ms baja con la que pueden formarse barritas de suelo de unos 3,2 mm (1/8") de dimetro, rodando dicho suelo entre la palma de la mano y una superficie lisa (vidrio esmerilado), sin que dichas barritas se desmoronen. APARATOSEsptula, de hoja flexible, de unos 75 a 100 mm (3" 4) de longitud por 20 mm (3/4") de ancho.

Recipiente para Almacenaje, de porcelana o similar, de 115 mm (4 ) de dimetro.

Balanza, con aproximacin a 0.01 g.

Horno o Estufa, termostticamente controlado regulable a 110 5 C (230 9 F).

Tamiz, de 426 m (N 40).

Agua destilada.

Vidrios de reloj, o recipientes adecuados para determinacin de humedades.

Superficie de rodadura. Comnmente se utiliza un vidrio grueso esmerilado.

PROCEDIMIENTO Se moldea la mitad de la muestra en forma de elipsoide y, a continuacin, se rueda con los dedos de la mano sobre una superficie lisa, con la presin estrictamente necesaria para formar cilindros.

Si antes de llegar el cilindro a un dimetro de unos 3.2 mm (1/8") no se ha desmoronado, se vuelve a hacer una elipsoide y a repetir el proceso, cuantas veces sea necesario, hasta que se desmorone aproximadamente con dicho dimetro.

El desmoronamiento puede manifestarse de modo distinto, en los diversos tipos de suelo: En suelos muy plsticos, el cilindro queda dividido en trozos de unos 6 mm de longitud, mientras que en suelos plsticos los trozos son ms pequeos.

La porcin as obtenida se coloca en vidrios de reloj o pesa-filtros tarados, se contina el proceso hasta reunir unos 6 g de suelo y se determina la humedad de acuerdo con la norma MTC E 108.

Se repite, con la otra mitad de la masa, el proceso indicado.

CLCULOS

CLCULO DEL NDICE DE PLASTICIDAD LP = LL - PPDONDE:

LL = Lmite LiquidoLP = Lmite PlsticoCLASIFICACIN SUCS ASTM D-2487OBJETIVO:

Clasificar el suelo estudiado mediante la obtencin de la informacin requerida para desarrollar el Sistema de clasificacin SUCS.

PARA LA CLASIFICACIN ES NECESARIO:

Anlisis granulomtrico Lmite lquido Lmite plstico ndice de plasticidad

Clasifica al suelo en dos amplias categoras:Suelos de grano gruesoSuelos de grano finoSe designan por un smbolo de dos letras: El primero considera el principal componente de la tierra.La segunda describe informacin de la curva granulomtrica o caractersticas de plasticidad.

Para clasificar apropiadamente un suelo utilizando este sistema, deben conocerse el porcentaje de grava, el porcentaje de arena, el porcentaje de limo y arcilla.

CLASIFICACIN AASHTO M-105OBJETIVO:

Clasificar el suelo estudiado mediante el mtodo AASHTO M-105.

PARA LA CLASIFICACIN ES NECESARIO:

Su granulometra y plasticidad. Ms concretamente, en funcin del porcentaje que pasa por los tamices n 200, 40 y 10, y de los Limites de Atterberg de la fraccin que pasa por el tamiz n 40.

F: Porcentaje en peso que pasa por el tamiz n 200 del material inferior a 75 mm, expresado en nmero entero.

LL: Lmite lquido

IP: ndice de plasticidad.

CONTENIDO DE HUMEDAD ASTM D-2216, MTC E108OBJETIVO:

Establece el mtodo de ensayo para determinar el contenido de humedad de un suelo.

APARATOS:

Horno de secadoBalanzaRecipientesUtensilios para manipulacin de recipientesOtros utensilios

ESPECIMEN DE ENSAYO

Si no se toma la muestra total, ser de acuerdo a lo siguiente:

Si se usa toda la muestra, sta no tiene que cumplir los requisitos mnimos dados en la tabla anterior. En el reporte se indicar que se us la muestra completa.PROCEDIMIENTO

Determinar y registrar la masa de un contenedor limpio y seco (y su tapa si es usada).

Seleccionar especmenes de ensayo representativos.

Colocar el espcimen de ensayo hmedo en el contenedor y, si se usa, colocar la tapa asegurada en su posicin. Determinar el peso del contenedor y material hmedo usando una balanza.

PROCEDIMIENTO

4. Colocar el contenedor con material hmedo en el horno. Secar el material hasta alcanzar una masa constante. Mantener el secado en el horno a 110 5 C a menos que se especifique otra temperatura. El tiempo requerido para obtener peso constante variar dependiendo del tipo de material, tamao de espcimen, tipo de horno y capacidad, y otros factores.

PROCEDIMIENTO

5. Luego que el material se haya secado a peso constante, se remover el contenedor del horno. Se permitir el enfriamiento del material y del contenedor a temperatura ambiente o hasta que el contenedor pueda ser manipulado cmodamente con las manos.Determinar el peso del contenedor y el material secado al homo usando la misma balanza y registrar este valor.

CALCULOS:

Se calcula el contenido de humedad de la muestra, mediante la siguiente frmula:

PROCTOR MODIFICADO AST D - 1557, TCM E115Este ensayo abarca los procedimientos de compactacin usados en Laboratorio, para determinar la relacin entre el Contenido de Agua y Peso Unitario Seco de los suelos (curva de compactacin) compactados en un molde de 4 6 pulgadas (101,6 152,4 mm) de dimetro con un pisn de 10 lbf (44,5 N) que cae de una altura de 18 pulgadas (457 mm), produciendo una Energa de Compactacin de 56 000 lb-pie/pie3 (2 700 kN-m/m3).

Este ensayo se aplica slo para suelos que tienen 30% menos en peso de sus partculas retenidas en el tamiz de 3/4 pulg (19,0 mm).

Se proporciona 3 mtodos alternativos. El mtodo usado debe ser indicado en las especificaciones del material a ser ensayado. Si el mtodo no est especificado, la eleccin se basar en la gradacin del material.

METODOSMETODO "A"Molde.- 4 pulg. Material.- Se emplea el que pasa por el tamiz N 4 .Capas.- 5Golpes por capa.- 25Uso.- Cuando el 20% menos del peso del material es retenido en el tamiz N 4 .Otros Usos.- Si el mtodo no es especificado; los materiales que cumplen stos requerimientos de gradacin pueden ser ensayados usando Mtodo B C.

METODO "C"Molde.- 6 pulg. Materiales.- Se emplea el que pasa por el tamiz pulg Capas.- 5Golpes por Capa.- 56Uso.- Cuando ms del 20% en peso del material se retiene en el tamiz 3/8 pulg y menos de 30% en peso es retenido en el tamiz pulg.El molde de 6 pulgadas (152,4 mm) de dimetro no ser usado con los mtodos A B..

METODO "B"Molde.- 4 pulg.Materiales.- Se emplea el que pasa por el tamiz de 3/8 pulg .Capas.- 5Golpes por capa.- 25Usos.- Cuando ms del 20% del peso del material es retenido en el tamiz N 4 y 20% menos de peso del material es retenido en el tamiz 3/8 pulg .Otros Usos: Si el mtodo no es especificado, y los materiales entran en los requerimientos de gradacin pueden ser ensayados usando Mtodo C.

Ensamblaje del moldeMolde de 4 pulgadasPisn martilloPisn mecnico - cara seccionadaExtractor de muestras (opcional) BalanzaHorno de secadoReglaTamices mallasHerramientas de mezcla

APARATOS

ENSAYOS CBR: (ENSAYO MTC EM 132)Describe el procedimiento de ensayo para la determinacin de un ndice de resistencia de los suelos denominado valor de la relacin de soporte, que es muy conocido, como CBR (California Bearing Ratio). El ensayo se realiza normalmente sobre suelo preparado en el laboratorio en condiciones determinadas de humedad y densidad; pero tambin puede operarse en forma anloga sobre muestras inalteradas tomadas del terreno.

Este ndice se utiliza para evaluar la capacidad de soporte de los suelos de subrasante y de las capas de base, subbase y de afirmado. Este modo operativo hace referencia a los ensayos para determinacin de las relaciones de Peso Unitario - Humedad, usando un equipo modificado.

CONCLUSIONES Todos los ensayos mencionados se realizan a partir de las muestras extradas de las calicatas realizadas en el terreno donde se va a realizar el pavimento.

Los siguientes ensayos: granulometra por tamizado, limite lquido, limite plstico, clasificacin SUCS, clasificacin ASSTHO, contenido de humedad, CBR, proctor modificado, son esenciales y bsicos para el diseo de cualquier tipo de pavimento.

Existen varios ensayos para el diseo de pavimentos, de los cuales en el Per solo se utilizan los ensayos ya mencionados, debido a que son lo suficiente y necesario para disear un pavimento. RECOMENDACIONESSe recomienda cumplir el nmero de calicatas mencionada en el cuadro 4.1., para poder conocer las propiedades y caractersticas fsicas y mecnicas del suelo de todo el tramo del pavimento planteado.

Los ensayos deben ser ejecutados en laboratorios competentes que cuenten con personal calificado, equipos debidamente calibrados que garanticen la exactitud y valides de los resultados de los ensayos.

Se recomienda cumplir con los lmites mximos de los ensayos, presentados en la tabla de anexos para los agregados de la subbase y base.