Modulo III Materiales Petreos

8/17/2019 Modulo III Materiales Petreos

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9 9® Dr. Carlos Humb erto Fon seca Rodr íguez

Ing. Xavier Alejandro Pérez Córdoba, MSc

Profesor Asistente

ITESM, Campus Monterrey

Módu lo 3

“ MATERIALES PÉTREOS

EMPLEADOS EN LAS CAPAS DEL

PAVIMENTO FLEXIBLE ”


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10 1® Dr. Carlos Humb erto Fon seca Rodríguez

Es te Módulo tiene como objetiv o es tudiar las

prin cip ales propiedades mecánic as de los materiales

empleados en las capa de su brasan te, su bb ase y base.As imismo, mencionar las no rmas de ensayes con las

cuales se puede evaluar los valores que d efinen la

calid ad de los materiales . Se pro po rc ionarán las no rm as

de calidad de esto s materiales editadas por la nueva

no rmatividad de la Secretaría de Comun icaciones y

Transporte, SCT, en México , y de igual form a las norm as

edit adas po r SUPERPAVE y TxDOT, de Estados Un idos ,y po r la ISSA.

Objet ivo


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11 1® Dr. Carlos Humb erto Fo nseca Ro dríguez

ContenidoMódu lo 3 : Materiales pétreos empleados en capas del pavimento

flexible. (12 horas).

M3.1 Explotación de bancos de materiales, clasificación SUCS.

M3.2 Granulometría, límites de consistencia, peso volumétrico seco suelto y humedadnatural.

M3.3 Peso volumétrico seco máximo, humedad óptima, método de compactación AASHTOestándar y modificada.

M3.4 Densidades Relativas y Absorción.

M3.5 Límites de Consistencia.

M3.6 Capacidad de soporte California, CBR, del suelo y expansión.

M3.7 Factor de abundamiento y coeficiente de variabilidad volumétrica.

M3.8 Materiales empleados en subrasantes (capa de coronación). Propiedades y calidad.

M3.9 Materiales para subbases y bases hidráulicas. Propiedades y calidad.

M3.10 Materiales para subbase y bases mejoradas con cemento Portland. Propiedades ycalidad.

M3.11 Materiales para subbase y bases con cal. Propiedades y calidad.

M3.12 Materiales para subbases y bases con cemento asfáltico. Propiedades y calidad.


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“MÓDULO 3”MATERIALES PÉTREOS EMPLEADOS ENLAS CAPAS DEL PAVIMENTO FLEXIBLE

Ing. Xavier Alejandro Pérez Córdoba, M.Sc.Profesor Asistente, Ingeniería Civil

ITESM, Campus Monterrey

1® Ing. Xavier A. Pérez C. MSc

Subrasante

t

Mezcla Base

Asfáltica Asfáltica

Base

Granular z

Mezcla

PorosaMezcla

Densa

• M3.1 Exploración y explotación de bancos de materiales

• M3.2 Propiedades físicas e índice

TEMARIO

.

• M3.4 Teoría de compactación

• M3.5 Densidades relativas y absorción

• M3.6 Valor relativo de soporte, CBR y expansión

• M3.7 Factor de abundamiento y coeficiente de variabilidad

volumétrica



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• M3.8

Materiales

empleados

en

subrasantes (capa

de

coronación)

•

TEMARIO

. .

• M3.10 Materiales para subbases y bases hidráulicas mejoradas

con cemento Portland.

• M3.11 Materiales para subbases y bases hidráulicas mejoradas

con cal.

• M3.12 Materiales para subbases y bases hidráulicas con


cemento as t co.

“ PARTE 1”EXPLOTACIÓN DE MATERIALES DE BANCO



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Es un término usado en la construcción e ingeniería civil paradescribir un área donde existe material (arena, grava, suelo) que se

extrae ara usarse en otro lu ar.

Bancos

de

materiales


• Cuando se exploran terrenos para encontrar un material

específico, por ejemplo grava o arena, se debe considerar la

eolo ía del lu ar.

Bancos

de

materiales

• Los habitantes de una región son una excelente referencia para

localizar bancos.

• Aún cuando se localice un banco, los permisos de explotación

ueden im edir su uso.



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• Tipos

de

exploración – Pozos a cielo abierto

Bancos

de

materiales

– Perforación con equipo rotatorio

• Objetivos de exploración

– Definir

volúmenes

de

materiales

– Definir

características

del

subsuelo


• Estratigrafía del lugar (variabilidad)

• Propiedades

mecánicas

(variabilidad)• Presencia de minerales (sal, gypsum, sulfatos, etc)

• Materia orgánica o contaminantes

Bancos

de

materiales

Registros de campo



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Bancos

de

materiales


• Muestreo en bancos de materiales

– Suficiente

para

determinar

características

Bancos

de

materiales

principales

y

variabilidad

de

resultados

– Muestras alteradas

– Muestras

inalteradas

– Pruebas en campo

•


obtener

muestras

inalteradas


10/129

• Es

posible

hacer

exploración

en

varias

etapas

según

necesidades

Bancos

de

materiales

,

mina a cielo abierto

• A diferencia de una mina, no se producen relaves (mezcla de

suelo, roca, agua y químicos) ni residuos


• Volumen requerido de bancos

Bancos

de

materiales

VB = Volumen requerido del banco

VR = Volumen del relleno


γB = Peso volumétrico en el bancoγR = Peso volumétrico del relleno

PP = Peso de pérdidas (sobrerrelleno, transp., etc.)


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• Se

deben

considerar

los

mismos

problemas

que

en

una

mina

a

cielo abierto como:

–

Bancos

de

materiales

– Posibilidad de inundación

– Deforestación

– Erosión de suelo

– Pérdida de biodiversidad

– Etc.


• Permisos

– Protección

de

flora

y

fauna

– Protección de aguas superficiales y subterráneas

– Protección

civil

• Requisitos típicos de para explotación

– Topografía

Bancos

de

materiales

– Accesos

– Control

de

erosión

– Zona de amortiguamiento

– Estudio de impacto ambiental


–

– Plan de reposición de tierra vegetal


12/129

• Métodos

de

medición – Se deben definir previo al inicio de los trabajos

Bancos

de

materiales

– Medida en el lugar (método de secciones)

– Camiones

extraídos

• Base de pago

– Definir previamente


– mp eza y espa me

–

Excavación

de

material

no

utilizado – Drenaje y estabilidad de taludes

– Imprevistos


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M DULO 3M DULO 3

PARTE 2PARTE 2“ PROPIEDADES FÍSICAS E ÍNDICE”“ PROPIEDADES FÍSICAS E ÍNDICE”


•• Propiedades físicas. Se refiere a cantidades o Propiedades físicas. Se refiere a cantidades o

valores

obtenidas

a

partir

de

mediciones

valores

obtenidas

a

partir

de

mediciones

Propiedades físicas e índicePropiedades físicas e índice

directas

de

las

características

físicas

del

suelo

directas

de

las

características

físicas

del

suelo

(ejemplo:

peso

volumétrico,

granulometría)(ejemplo:

peso

volumétrico,

granulometría)

•• Propiedades índice. Son valores obtenidos a Propiedades índice. Son valores obtenidos a


límites

de

consistencia,

CBR,

etc.)límites

de

consistencia,

CBR,

etc.)


14/129

•• Se

dice

que

el

suelo

puede

tener

2

ó

3

fasesSe

dice

que

el

suelo

puede

tener

2

ó

3

fases – – Sólidos, Sólidos,


– – Líquidos (agua) yLíquidos (agua) y

– – Gases

(aire)Gases

(aire)


•• Peso volumétricoPeso volumétrico


•• Gravedad específicaGravedad específica

•• PorosidadPorosidad


•• Relación de vacíosRelación de vacíos


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•• Contenido de

humedadContenido

de

humedad


•• Grado de saturaciónGrado de saturación



Mineral Peso

específico,

Gs

Cuarzo 2.65

. ‐ .

Feldespato Na‐Ca 2.62 – 2.76

Calcita 2.72

Dolomita 2.85

Moscovita 2.7 ‐ 3.1

Clorita 2.6 ‐ 2.9

Pirofilita 2.84


Serpentina 2.2 ‐ 2.7

Caolinita 2.64

Ilita 2.6 ‐ 2.86

Montmorilonita 2.75 ‐ 2.78


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Suelo Rel.

de

vacíos

Grava 0.14 – 0.85

Arena limpia 0.2 – 0.95

Arcilla limosa 0.25 – 1.2

Arcilla inorgánica 0.5 – 2.4

Arcilla orgánica 0.7 – 4.4

Suelo eso vo . na .

(kg/m3)

Suelos húmedos 1,760

Arcillas firmes 1,920

Suelo saturado 2,100

Suelo sumergido 1,100

Arcillas suaves 1,600


•• Relaciones útilesRelaciones útiles



γw = 1 T/m3 = 62.4 lb/pie3 = 9.81 kN/m3γw = 1 T/m3 = 62.4 lb/pie3 = 9.81 kN/m3


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•• Muestras

alteradasMuestras

alteradas – – Se pierde humedad, estructura del suelo (relación de Se pierde humedad, estructura del suelo (relación de


vacíos, densidad, etc.)vacíos, densidad, etc.)

•• Muestras inalteradasMuestras inalteradas

– – Se intenta preservar humedad y estructura interna.Se intenta preservar humedad y estructura interna.


– –

•• Pozos a cielo abiertoPozos a cielo abierto

•• SondeosSondeos




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•• Normas ASTMNormas ASTM

– – D1452D1452 Practice for Soil Exploration and Sampling by Practice for Soil Exploration and Sampling by


Auger BoringsAuger Borings

D1586D1586 Test Method for Penetration Test (SPT) and Test Method for Penetration Test (SPT) and

SplitSplit‐‐Barrel Sampling of SoilsBarrel Sampling of Soils

– – D1587D1587 Practice for ThinPractice for Thin‐‐Walled Tube Sampling of Walled Tube Sampling of

Soils for Geotechnical PurposesSoils for Geotechnical Purposes


– – D2488D2488 Practice for

Description

and

Identification

of

Practice

for

Description

and

Identification

of

Soils (VisualSoils (Visual‐‐Manual Procedure)Manual Procedure)

D3550D3550 Practice for Thick Wall, RingPractice for Thick Wall, Ring‐‐Lined, Split Lined, Split

Barrel, Drive Sampling of SoilsBarrel, Drive Sampling of Soils

D4220D4220 Practices for Preserving and Transporting Soil Practices for Preserving and Transporting Soil


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•• El

suelo

está

formado

por

partículas

individuales

El

suelo

está

formado

por

partículas

individuales

sólidas,

así

como

agua

y

aire

en

los

huecos

o

sólidas,

así

como

agua

y

aire

en

los

huecos

o


vacíos.vacíos.

•• Las partículas no tienen una geometría regular, Las partículas no tienen una geometría regular,

por

lo

tanto

el

tamaño

depende

del

método

de

por

lo

tanto

el

tamaño

depende

del

método

de

medición:medición:


– –

– – SedimentaciónSedimentación

– – Métodos ópticosMétodos ópticos

•• Según su tamaño, las partículas se dividen en:Según su tamaño, las partículas se dividen en:

– – Boleos Boleos > 75 mm> 75 mm


– – GravaGrava 2

a

75

mm2

a

75

mm

– – ArenaArena 0.075 a 2.0 mm0.075 a 2.0 mm

– – LimoLimo 0.002 a 0.075 mm0.002 a 0.075 mm

– – ArcillaArcilla <

0.002

mm<

0.002

mm



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•• Preparación de muestras alteradasPreparación de muestras alteradas

– – SecadoSecado: Al aire libre. Precaución para evitar pérdida de finos.: Al aire libre. Precaución para evitar pérdida de finos.


– – DisgregadoDisgregado: : Separación de partículas Separación de partículas mediante acción mediante acción

mecánica evitando romperlas.mecánica evitando romperlas.

– – CuarteoCuarteo: Obtención de muestra representativa: Obtención de muestra representativa

•• Separador de muestrasSeparador de muestras

•• Método tradicionalMétodo tradicional



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•• Separador de

muestras/cuarteoSeparador

de

muestras/cuarteo



•• Normas:Normas:

– – AASHTO T 87 AASHTO T 87 Standard Method of Test for Dry Preparation of Standard Method of Test for Dry Preparation of


stur e o an o ggregate amp es or eststur e o an o ggregate amp es or est

– – AASHTO T 146 AASHTO T 146 Standard Method of Test for Wet Preparation Standard Method of Test for Wet Preparation

of Disturbed Soil Samples for Testof Disturbed Soil Samples for Test

– – ASTM ASTM D 421 Practice for Dry Preparation of Soil Samples for D 421 Practice for Dry Preparation of Soil Samples for

ParticleParticle‐‐Size Analysis and Determination of Soil ConstantsSize Analysis and Determination of Soil Constants



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•• GranulometríaGranulometría:

Determinar

la

distribución

de

:

Determinar

la

distribución

de

tamaños

de

partículas

de

una

muestra

de

suelo.

tamaños

de

partículas

de

una

muestra

de

suelo.


No se considera la forma.No se considera la forma.

•• Mallas o tamicesMallas o tamices

– – Estándar americanoEstándar americano

– – Estándar

europeoEstándar

europeo


•• e men ac ne men ac n

– –

Método

de

la

pipetaMétodo

de

la

pipeta – – Método

del

hidrómetroMétodo

del

hidrómetro

•• Métodos ópticos Métodos ópticos

– –


CURVA GRANULOMÉTRICA

30

40

50

60

70

80

90

% q

u e p a s a

Muestra 1


0

10

20

0.010.101.0010.00

Diámetro (mm)


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•• NormasNormas

– – AASHTO T27 AASHTO T27 Standard Method of Test for Sieve Analysis of Standard Method of Test for Sieve Analysis of


Fine and Coarse AggregatesFine and Coarse Aggregates

– – ASTM D422 Standard Test Method for ParticleASTM D422 Standard Test Method for Particle‐‐Size Analysis of Size Analysis of

SoilsSoils

– – ASTM C136 Standard Test ASTM C136 Standard Test MethodMethod forfor SieveSieve AnalysisAnalysis of Fine of Fine

and and CoarseCoarse A re atesA re ates



Granulometría

100

40

50

60

70

80

90

Textura

Cerrada

Zona 3

Textura

Media

Zona 2

Textura

Abierta

Zona 1


0

10

20

30

Malla, mm

1 "

1 / 2 "

3 / 4 "

3 / 8 "

1 / 4 "

# 4

# 8

# 2 0

# 4 0

# 5 0

# 1 0 0

# 2 0 0

# 6 0

# 3 0

# 1 6 1

. 5 "

2 "


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•• Gravas

y

arenasGravas

y

arenas – – Granulares Granulares


– – FriccionantesFriccionantes

– – No

cohesivosNo

cohesivos

– – Forma Forma equidimensionalequidimensional

•• Limos y arcillasLimos y arcillas


– – nosnos

– –

CohesivosCohesivos – – Forma

aplanadaForma

aplanada




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•• El

elemento

más

abundante

en

las

rocas

de

la

El

elemento

más

abundante

en

las

rocas

de

la

corteza

terrestre

(y

en

los

suelos)

es

el

oxígeno

corteza

terrestre

(y

en

los

suelos)

es

el

oxígeno


seguido del silicio.seguido del silicio.

•• Esta abundancia se explica por las estructuras Esta abundancia se explica por las estructuras

básicas

más

abundantesbásicas

más

abundantes

•• El tetraedro de silicio está El tetraedro de silicio está


oxígeno y 1 de silicio.oxígeno y 1 de silicio.

•• El octaedro de aluminio está formado por 6 El octaedro de aluminio está formado por 6

átomos

de

oxígeno

y

1

de

aluminio

átomos

de

oxígeno

y

1

de

aluminio




28/129

•• Si

se

combinan

los

tetraedros

de

silicio

se

forma

Si

se

combinan

los

tetraedros

de

silicio

se

forma

una

láminas

o

capa

de

síliceuna

láminas

o

capa

de

sílice


•• Combinando los octaedros de aluminio se Combinando los octaedros de aluminio se

obtiene

la

obtiene

la

gibbsitagibbsita

•• Los octaedros de magnesio forman la brucitaLos octaedros de magnesio forman la brucita

•• Los tetraedros y octaedros no son Los tetraedros y octaedros no son


eléctricamente

neutros

pero

la

eléctricamente

neutros

pero

la

gibbsitagibbsita y

brucita

y

brucita

sí

lo

son.sí

lo

son.

•• Estructuras de dos capasEstructuras de dos capas

– – Al combinar estructuras básicas se forman otros Al combinar estructuras básicas se forman otros


mineralesminerales

– – Una

capa

de

brucita

sobre

una

de

sílice

forma

la

Una

capa

de

brucita

sobre

una

de

sílice

forma

la

serpentinaserpentina

– – La combinación de La combinación de gibbsitagibbsita y sílice forman caolinitay sílice forman caolinita

– – Una

artícula

de

caolinita

está

formada

or

Una

artícula

de

caolinita

está

formada

or


aproximadamente

100

unidades

aproximadamente

100

unidades

bicapabicapaB

B Estructura de la serpentina


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•• Estructura de suelos finosEstructura de suelos finos

– – floculada floculada


– – dispersadispersa



30/129

•• De

acuerdo

a

la

forma

es

que

se

colocaron

se

De

acuerdo

a

la

forma

es

que

se

colocaron

se

pueden

clasificar

como:pueden

clasificar

como:


– – ResidualesResiduales

– – TransportadosTransportados

– – Artificiales (rellenos)Artificiales (rellenos)

•• Agentes de transporte de suelos transportados:Agentes de transporte de suelos transportados:


– – rere

– –

AguaAgua – – HieloHielo

– – GravedadGravedad

– – Seres

vivosSeres

vivos

•• PlasticidadPlasticidad

– – Capacidad que tienen los suelos para deformarse sin Capacidad que tienen los suelos para deformarse sin


romperseromperse

– – Consistencia

de

suelos

finos

depende

del

contenido

Consistencia

de

suelos

finos

depende

del

contenido

de

humedadde

humedad

– – Límites de consistencia propuestos por Albert Límites de consistencia propuestos por Albert

Atterberg y refinados por Arthur CasagrandeAtterberg y refinados por Arthur Casagrande



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•• PlasticidadPlasticidad


Límites de

Límite de contracción, LC

Límite plástico, LP

Límite líquido, LLmayor

Atterberg o de

consistencia

finos

Estado sólido

Estado semi-sólido

Estado plástico


sta o qu o


Límite líquido: AASHTO T89, ASTM D4318


Copa de Casagrande


32/129




Límite plástico: AASHTO T90, ASTM D4318


Rollo debe romperse cuando tenga 3 mm de diámetro


33/129


Límite de contracción: ASTM 427 (retirada)


Normalmente no se realiza y se sustituye por la contracción lineal


Contracción lineal

CL= %

Li - Lf

Li



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•• Otras definicionesOtras definiciones


– – Índice plástico = IP = LL Índice plástico = IP = LL – – LPLP

– – Índice de liquidez = IL = (wÍndice de liquidez = IL = (w‐‐LP) / IPLP) / IP

– – Consistencia relativa = CR = (LLConsistencia relativa = CR = (LL‐‐w) / IPw) / IP


– – Actividad = A

= IP

/ %

de

arcillasActividad

= A

= IP

/ %

de

arcillas

•• A


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hhDilatanciaDilatancia o

reacción

al

sacudimientoo

reacción

al

sacudimientohh Consiste en hacer una pastilla con suelo y aguaConsiste en hacer una pastilla con suelo y agua


hh Secar a super c e con papeSecar a super c e con pape

hh Agitar o golpear con la palma de la manoAgitar o golpear con la palma de la mano

hh Si la superficie se pone brillosa indica pocas arcillasSi la superficie se pone brillosa indica pocas arcillas

hhSedimentaciónSedimentación

hh Colocar un poco de suelo en un recipiente transparente con Colocar un poco de suelo en un recipiente transparente con


hh Agitar

vigorosamenteAgitar

vigorosamente

hhDejar

reposar

1

ó

2

horasDejar

reposar

1

ó

2

horas

hh Los limos se sedimentan en 1 hora aprox.Los limos se sedimentan en 1 hora aprox.

•• Resistencia en estado secoResistencia en estado seco

– – Hacer una bolita mezclando suelo con aguaHacer una bolita mezclando suelo con agua


– – Dejar

secar

una

nocheDejar

secar

una

noche

– – Apretar la bolita con los dedos índice y pulgarApretar la bolita con los dedos índice y pulgar

– – Los suelos limosos se rompen fácilmenteLos suelos limosos se rompen fácilmente

– – Suelos

arcillosos

tendrán

más

resistenciaSuelos

arcillosos

tendrán

más

resistencia


•• ons s enc a

en

m e

p s coons s enc a

en

m e

p s co – – Hacer

la

prueba

de

límite

plástico

en

campoHacer

la

prueba

de

límite

plástico

en

campo

– – Amasar

los

pedazos

de

rollo

para

hacer

una

bolitaAmasar

los

pedazos

de

rollo

para

hacer

una

bolita

– – Consistencia firme indica alta plasticidadConsistencia firme indica alta plasticidad

– – Consistencia

débil

indica

ba a

lasticidadConsistencia

débil

indica

ba a

lasticidad


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M DULO 3M DULO 3

PARTE 3PARTE 3CLASIFICACICLASIFICACIÓN SUCS Y AASHTOÓN SUCS Y AASHTO


•• El objetivo de los sistemas de clasificación de El objetivo de los sistemas de clasificación de suelos es agrupar a los suelos según sus suelos es agrupar a los suelos según sus

Clasificación

de

suelosClasificación

de

suelos

mecánico.mecánico.

•• Existen varios sistemas con diferentes Existen varios sistemas con diferentes aplicacionesaplicaciones

– – Sistema

unificado

de

clasificación

de

suelosSistema

unificado

de

clasificación

de

suelos


– – Clasificación

AASHTOClasificación

AASHTO – – Método

USDA

(Departamento

de

agricultura

de

EU)Método

USDA

(Departamento

de

agricultura

de

EU)

– – Método FAA (Administración federal de aviación)Método FAA (Administración federal de aviación)


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•• Sistema

Unificado

de

Clasificación

de

SuelosSistema

Unificado

de

Clasificación

de

Suelos – – Divide

los

suelos

en

15

gruposDivide

los

suelos

en

15

grupos

Clasificación de suelosClasificación de suelos

– – Se basa en propiedades físicas y mecánicasSe basa en propiedades físicas y mecánicas

– – Requiere conocer granulometría y plasticidadRequiere conocer granulometría y plasticidad

– – Propuesto

por

Casagrande

en

Propuesto

por

Casagrande

en

1948

y

usado

1948

y

usado

en

todo

en

todo

el

mundoel

mundo

•• PublicacionesPublicaciones


– – ASTM

D

2487ASTM

D

2487

– –

NAVFAC

DM7_01NAVFAC

DM7_01 – – Cualquier libro de texto de mecánica de suelosCualquier libro de texto de mecánica de suelos




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Primera

letra Segunda

letra

G Gravel W Well graded

S Sand P Poorly graded

M Silt L Low plasticity

C Clay H High plasticity

O Organic





39/129






40/129

•• Ejemplo: Clasificar

según

SUCS

un

suelo

que

presentó

LL=30.0%

Ejemplo:

Clasificar

según

SUCS

un

suelo

que

presentó

LL=30.0%

y LP=17.5%. La granulometría es:y LP=17.5%. La granulometría es:



•• Solución:Solución:

– – Suelo granular porque menos del 50% pasa la malla #200Suelo granular porque menos del 50% pasa la malla #200


– – Arena porque menos del 50% se retiene en la malla #4Arena porque menos del 50% se retiene en la malla #4

– – Arena con finos (doble símbolo) porque se pasa entre el Arena con finos (doble símbolo) porque se pasa entre el

5 y 12% la malla #2005 y 12% la malla #200

– – Cu=0.5/0.1=5 y Cu=0.5/0.1=5 y CcCc=0.23^2/(0.5x0.1)=1.05=0.23^2/(0.5x0.1)=1.05

– – No cumple requisitos para SW: SPNo cumple requisitos para SW: SP


– – Arriba de

la

línea

A:

SCArriba

de

la

línea

A:

SC

•• SPSP‐‐SC Arena mal graduada con arcillaSC Arena mal graduada con arcilla


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•• Sistema

AASHTOSistema

AASHTO – – Propuesto en 1929Propuesto en 1929


– – Enfocado a diseño de pavimentosEnfocado a diseño de pavimentos

– – Usado

en

América

principalmenteUsado

en

América

principalmente

– – Requiere granulometría y plasticidadRequiere granulometría y plasticidad

– – Siete

grupos

principales

ordenados

de

mejor

a

peor

Siete

grupos

principales

ordenados

de

mejor

a

peor


– – Normas AASHTO M 145, ASTM D3282Normas AASHTO M 145, ASTM D3282




42/129

•• Índice de

grupo,

GI

Índice

de

grupo,

GI

GIGI= (f = (f ‐‐35)[0.2+0.005(LL35)[0.2+0.005(LL‐‐40)]+0.01(f 40)]+0.01(f ‐‐15)(PI15)(PI‐‐10) 10)

•• ==


. .

•• Redondear al entero superiorRedondear al entero superior

•• Si el índice de grupo es negativo, se reportará cero (0)Si el índice de grupo es negativo, se reportará cero (0)

•• El resultado de la clasificación incluye el grupo seguido del índice El resultado de la clasificación incluye el grupo seguido del índice de grupo entre paréntesis, por ejemplo Ade grupo entre paréntesis, por ejemplo A‐‐4 (10)4 (10)





43/129

•• Grupo AGrupo A

‐‐1:1: Mezclas

bien

graduadas

de

roca

triturada

o

Mezclas bien

graduadas

de

roca

triturada

o

grava de gruesa a fina con un ligante no plástico o grava de gruesa a fina con un ligante no plástico o


. .

incluye suelos gruesos sin ligante.incluye suelos gruesos sin ligante.

– – Subgrupo ASubgrupo A‐‐11‐‐a: Materiales que consisten principalmente de a: Materiales que consisten principalmente de

fragmentos de roca o grava, con o sin un ligante de suelo.fragmentos de roca o grava, con o sin un ligante de suelo.

– – Subgroup ASubgroup A‐‐11‐‐b: Materiales que consisten principalmente de b: Materiales que consisten principalmente de

arena gruesa, con o sin un ligante de suelo.arena gruesa, con o sin un ligante de suelo.


•• Grupo AGrupo A‐‐3:3: Material que consiste en arenas sin partículas Material que consiste en arenas sin partículas

gruesas ni gruesas ni liganteligante. Es típica la arena fina de playa o de desierto, . Es típica la arena fina de playa o de desierto,

sin finos o con una e ueña cantidad de limo no lástico. sin finos o con una e ueña cantidad de limo no lástico.


También incluye mezclas de depósitos aluviales de arena También incluye mezclas de depósitos aluviales de arena

pobremente graduada y un poco de arena gruesa y grava. Son pobremente graduada y un poco de arena gruesa y grava. Son

buenos materiales para buenos materiales para subrasantessubrasantes para cualquier tipo de para cualquier tipo de

pavimento cuando son confinados y húmedos. Pueden sufrir pavimento cuando son confinados y húmedos. Pueden sufrir

erosión y bombeo bajo pavimentos rígidos. (Pueden ser erosión y bombeo bajo pavimentos rígidos. (Pueden ser

compactados con rodillos vibratorios, neumáticos, y tambores compactados con rodillos vibratorios, neumáticos, y tambores


lisos pero

no

con

patas

de

cabra.)lisos

pero

no

con

patas

de

cabra.)


44/129

•• Grupo AGrupo

A

‐‐22:

Incluye

una

gran

variedad

de

materiales

: Incluye

una

gran

variedad

de

materiales

“granulares” en el límite entre los grupos A“granulares” en el límite entre los grupos A‐‐1 y A1 y A‐‐3 y 3 y


‐‐ , , ‐‐ , , ‐‐ ‐‐ . .

Incluye todos los materiales con 35% o menos pasando Incluye todos los materiales con 35% o menos pasando

la malla 200 (75la malla 200 (75‐‐μμm) que no pueden ser clasificados m) que no pueden ser clasificados

como Acomo A‐‐1 o A1 o A‐‐3.3.


•• Subgrupos ASubgrupos A‐‐22‐‐4 y A4 y A‐‐22‐‐5: Incluyen materiales granulares con 35 5: Incluyen materiales granulares con 35

% o menos pasando la malla 200 y con la porción que pasa la % o menos pasando la malla 200 y con la porción que pasa la

malla 40 con características de los ru os Amalla 40 con características de los ru os A‐‐4 A4 A‐‐5. Inclu e 5. Inclu e


materiales con limo o IP en exceso de los límites del grupo Amateriales con limo o IP en exceso de los límites del grupo A‐‐1, y 1, y

arena fina con limo no plástico en exceso de los límites del grupo arena fina con limo no plástico en exceso de los límites del grupo

AA‐‐3.3.

•• Subgrupos ASubgrupos A‐‐22‐‐6 y A6 y A‐‐22‐‐7: Incluye materiales similares a los de los 7: Incluye materiales similares a los de los

subgrupos Asubgrupos A‐‐22‐‐4 y A4 y A‐‐22‐‐5, excepto que la porción fina contiene 5, excepto que la porción fina contiene

arcilla plástica de las características de los grupos Aarcilla plástica de las características de los grupos A‐‐6 o A6 o A‐‐7.7.



45/129

•• Los suelos

del

grupo

ALos

suelos

del

grupo

A

‐‐2

tienen

una

calificación

más

2

tienen

una

calificación

más

baja que los Abaja que los A‐‐1 por el 1 por el liganteligante de menor calidad, de menor calidad,


, ., .

•• Dependiendo de la calidad y cantidad de Dependiendo de la calidad y cantidad de liganteligante, los , los

suelos Asuelos A‐‐2 pueden ser blandos en clima húmedo o 2 pueden ser blandos en clima húmedo o

sueltos y polvosos en clima seco cuando son usados sueltos y polvosos en clima seco cuando son usados

como superficie de rodamiento. Pero si son protegidos como superficie de rodamiento. Pero si son protegidos


, ,

estables.estables.

•• Los suelos ALos suelos A‐‐22‐‐4 y A4 y A‐‐22‐‐5 son adecuados como 5 son adecuados como

materiales de base cuando son compactados y materiales de base cuando son compactados y


. . ‐‐ ‐‐ ‐‐ ‐‐

bajo porcentaje de finos (


46/129

•• MATERIALS LIMOMATERIALS LIMO

‐‐ARCILLOSOS:ARCILLOSOS:

•• Grupo AGrupo A‐‐44: El material típico de este grupo es un limo : El material típico de este grupo es un limo


no plástico o de moderada plasticidad con 75% o más no plástico o de moderada plasticidad con 75% o más

pasando la malla No 200. El grupo incluyes mezclas de pasando la malla No 200. El grupo incluyes mezclas de

limo fino y hasta 64 % de arena y grava retenida en la limo fino y hasta 64 % de arena y grava retenida en la

malla No. 200.malla No. 200.

Estos suelos predominantemente limosos son muy Estos suelos predominantemente limosos son muy


. .

limolimo‐‐arcillosa.arcillosa.

•• Con una humedad adecuada, pueden comportarse bien Con una humedad adecuada, pueden comportarse bien

como un componente del pavimento. Sin embargo, como un componente del pavimento. Sin embargo,


perdiendo estabilidad a menos de que sean bien perdiendo estabilidad a menos de que sean bien

compactados y drenados. Estos suelos no drenan compactados y drenados. Estos suelos no drenan

fácilmente y pueden absorber agua por capilaridad, lo que fácilmente y pueden absorber agua por capilaridad, lo que

resulta en pérdida de resistencia. Los suelos limosos son resulta en pérdida de resistencia. Los suelos limosos son

difíciles de compactar bien. Se debe controlar el contenido difíciles de compactar bien. Se debe controlar el contenido


neumáticos para obtener buenos resultados.neumáticos para obtener buenos resultados.


47/129

•• Grupo AGrupo A

‐‐55:

El

material

típico

de

este

grupo

es

similar

al

: El

material

típico

de

este

grupo

es

similar

al

grupo Agrupo A‐‐4, excepto que usualmente es de origen micáceo o 4, excepto que usualmente es de origen micáceo o


como alto límite líquido. Estos suelos no son tan comunes como alto límite líquido. Estos suelos no son tan comunes

como los Acomo los A‐‐4. Normalmente son elásticos o 4. Normalmente son elásticos o resilentesresilentes en en

condiciones húmedas y secas. Son susceptibles a erosión, condiciones húmedas y secas. Son susceptibles a erosión,

congelamiento y pérdida de estabilidad si no se drenan congelamiento y pérdida de estabilidad si no se drenan

correctamente. Pueden absorber agua por capilaridad, lo correctamente. Pueden absorber agua por capilaridad, lo


que resu a en p r a e res s enc a. e e e con ro ar e que resu a en p r a e res s enc a. e e e con ro ar e

contenido de humedad de compactación para obtener contenido de humedad de compactación para obtener

buenos resultado.

buenos

resultado.

•• Grupo AGrupo A‐‐66: El material típico de este grupo es arcilla plástica : El material típico de este grupo es arcilla plástica

con 75% o más pasando la malla No 200. El grupo incluye con 75% o más pasando la malla No 200. El grupo incluye


retenida en la malla No. 200. Los materiales de este grupo retenida en la malla No. 200. Los materiales de este grupo

generalmente tienen alto cambio de volumen entre los generalmente tienen alto cambio de volumen entre los

estados seco y húmedo. Estos suelos son muy comunes y estados seco y húmedo. Estos suelos son muy comunes y

ampliamente usados como rellenos. Con la humedad ampliamente usados como rellenos. Con la humedad

adecuada se compactan fácilmente con patas de cabra o adecuada se compactan fácilmente con patas de cabra o


.

.

pero la pierden al absorber agua. pero la pierden al absorber agua.


48/129

•• Los suelos

ALos

suelos

A

‐‐6 son

compresibles

en

estado

húmedo

y

6 son

compresibles

en

estado

húmedo

y

se contraen y expanden con los cambios de humedad. se contraen y expanden con los cambios de humedad.


, ,

tienden a contraerse y alejarse del borde de la carpeta tienden a contraerse y alejarse del borde de la carpeta

abriendo una ruta de acceso al agua superficial. Los abriendo una ruta de acceso al agua superficial. Los

suelos Asuelos A‐‐6 no drenan fácilmente. Pueden absorber 6 no drenan fácilmente. Pueden absorber

agua por capilaridad, lo que resulta en pérdida de agua por capilaridad, lo que resulta en pérdida de

resistencia. resistencia.


•• Grupo AGrupo A‐‐77: El material y los problemas típicos de este grupo son : El material y los problemas típicos de este grupo son

similares a los del Asimilares a los del A‐‐6, excepto que tienen el alto LL del grupo A6, excepto que tienen el alto LL del grupo A‐‐

5 ueden sufrir randes cambios de volumen.5 ueden sufrir randes cambios de volumen.


•• Subgrupo ASubgrupo A‐‐77‐‐5: Incluye materiales con 5: Incluye materiales con IPsIPs moderados en moderados en

relación al LL. Pueden ser muy elásticos y susceptibles a grandes relación al LL. Pueden ser muy elásticos y susceptibles a grandes

cambios de vol.cambios de vol.

•• Subgrupo ASubgrupo A‐‐77‐‐6: Incluye materiales con altos 6: Incluye materiales con altos IPsIPs en relación al LL en relación al LL

y pueden sufrir extremadamente altos cambios de volumen. y pueden sufrir extremadamente altos cambios de volumen.

Suelos altamente or ánicos como la turba no se inclu en en estaSuelos altamente or ánicos como la turba no se inclu en en esta


clasificación. Debido

a sus

propiedades

indeseables,

clasificación.

Debido

a sus

propiedades

indeseables,

deben

ser

deben

ser

evitados, de ser posible, en todo tipo de construcciones.evitados, de ser posible, en todo tipo de construcciones.


49/129

M DULO 3M DULO 3

PARTE 4PARTE 4TEORÍA DE COMPACTACIÓNTEORÍA DE COMPACTACIÓN


•• En el sentido tradicional, la compactación es En el sentido tradicional, la compactación es aumentar la densidad de los suelos para mejorar aumentar la densidad de los suelos para mejorar

CompactaciónCompactación

.

.

•• Se puede:Se puede:

– – Disminuir asentamientosDisminuir asentamientos

– – Aumentar resistencia al corteAumentar resistencia al corte

– – Aumentar

capacidad

de

cargaAumentar

capacidad

de

carga


– – Aumentar

resistencia

a

licuefacciónAumentar

resistencia

a

licuefacción – – Reducir

permeabilidadReducir

permeabilidad

– – Etc.Etc.


50/129

•• EquipoEquipo de

de

compactacicompactaciónón



•• Equipo ligeroEquipo ligero




51/129

•• Rodillo

neumáticoRodillo

neumático



•• Rodillo pata de cabraRodillo pata de cabra




52/129

•• Rodillos

remolcadosRodillos

remolcados



•• AutopropulsadosAutopropulsados




53/129

•• Eficiencia

del

equipoEficiencia

del

equipo



•• Teoría de compactación desarrollada Teoría de compactación desarrollada principalmente por Ralph principalmente por Ralph ProctorProctor (1933)(1933)


•• Uti iza prue as e a oratorio para eterminar Uti iza prue as e a oratorio para eterminar la humedad óptima de compactaciónla humedad óptima de compactación

•• La humedad óptima de compactación produce La humedad óptima de compactación produce la máxima densidad seca para una energía de la máxima densidad seca para una energía de compactacióncompactación


•• Sin

embargo,

las

características

del

suelo

Sin

embargo,

las

características

del

suelo

compactado

varían

con

la

humedad

de

compactado

varían

con

la

humedad

de

compactacióncompactación


54/129

•• PruebaPrueba ProctorProctor



•• Prueba Prueba ProctorProctor estándar estándar

•• ASTM D698 / AASHTO T99ASTM D698 / AASHTO T99


– – Diámetro del molde: Diámetro del molde: 4 4 plgplg (10 cm)(10 cm)

– – Peso del martillo: Peso del martillo: 5.5 lb (2.5 kg)5.5 lb (2.5 kg)

– – Altura de caída: Altura de caída: 12 pies (30 cm)12 pies (30 cm)

– – Número de capas: Número de capas: 33


– –

•• Energía específica = Energía específica = 12,400 lb12,400 lb‐‐pie/piepie/pie33


55/129

•• Prueba

Prueba ProctorProctor modificadamodificada

•• ASTM D1557 / AASHTO T180ASTM D1557 / AASHTO T180


– – Diámetro del molde: Diámetro del molde: 4 4 plgplg (10 cm)(10 cm)

– – Peso del martillo: Peso del martillo: 10 lb (4.5 kg)10 lb (4.5 kg)

– – Altura de caída: Altura de caída: 18 pies (45 cm)18 pies (45 cm)

– – Número de capas: Número de capas: 55


– –

•• Energía específica = Energía específica = 56,000 lb56,000 lb‐‐pie/piepie/pie33




56/129

•• Curva

de

saturación

teóricaCurva

de

saturación

teórica – – En teoría, existe un peso volumétrico seco máximo En teoría, existe un peso volumétrico seco máximo


que se puede lograr para cada humedad de que se puede lograr para cada humedad de

compactacióncompactación

– – Se

utiliza

para

comprobar

resultados

de

la

prueba

Se

utiliza

para

comprobar

resultados

de

la

prueba

ProctorProctor


– – Donde

Donde

GGss =

gravedad

específica=

gravedad

específica

ww = contenido de humedad= contenido de humedad

γγww

= peso volumétrico del agua= peso volumétrico del agua




57/129





58/129




59/129

•• En

proyectos

especiales

puede

compactarse

con

En

proyectos

especiales

puede

compactarse

con

humedades mayores o menores a la óptima, para humedades mayores o menores a la óptima, para



•• Control de compactacionesControl de compactaciones

– – Debe ser realizado por un laboratorio externoDebe ser realizado por un laboratorio externo


– – Las mediciones deben ser representativos del Las mediciones deben ser representativos del

volumen

totalvolumen

total

•• Peso volumétrico en campoPeso volumétrico en campo

– – Cono con arena de OttawaCono con arena de Ottawa


– –

– – Densímetro nuclearDensímetro nuclear

– – Electric

Electric

densitydensity gaugegauge


60/129

•• Cono

con

arenaCono

con

arena – – Medición directaMedición directa


– – SencilloSencillo

– – EconómicoEconómico

– – Método más usadoMétodo más usado

– – Hay

que

reponer

arena

Hay

que

reponer

arena


– – Más lento que otros Más lento que otros

métodosmétodos

•• VolumeasureVolumeasure

– – Medición directaMedición directa


– – Fácil

operaciónFácil

operación

– – Poco utilizadoPoco utilizado

– – Método lento Método lento

– – Requiere

refaccionesRequiere

refacciones



61/129

•• Densímetro

nuclearDensímetro

nuclear – – RápidoRápido


– – Fácil de operarFácil de operar

– – Usa

una

fuente

Usa

una

fuente

radioactivaradioactiva

– – Mantenimiento caroMantenimiento caro

– –


personalpersonal

– – Altos

volúmenes

de

Altos

volúmenes

de

pruebaspruebas

• Electrical Density Gauge

(EDG)


– – MétodoMétodo no nuclearno nuclear

– – Determina densidad y Determina densidad y

humedadhumedad

– – RápidoRápido

– – Alta inversión inicialAlta inversión inicial


(9,000

USD)(9,000

USD)


62/129

•• GeoGaugeGeoGauge – – Medición de rigidez, no Medición de rigidez, no


densidaddensidad

– – No

mide

el

contenido

de

No

mide

el

contenido

de

humedadhumedad

– – Prueba rápida para detectar Prueba rápida para detectar

variaciones de rigidezvariaciones de rigidez


– – Puede

estimarse

el

módulo

Puede

estimarse

el

módulo

elástico

del

sueloelástico

del

suelo – – Normalmente

se

especifica

el

Normalmente

se

especifica

el

porcentaje

de

compactación,

porcentaje

de

compactación,

no

la

rigidezno

la

rigidez


63/129

M DULO 3M DULO 3

PARTE 5PARTE 5DENSIDADES RELATIVAS Y ABSORCIÓNDENSIDADES RELATIVAS Y ABSORCIÓN


•• DensidadDensidad

– – En física se denomina densidad a la relación entre la masa de En física se denomina densidad a la relación entre la masa de

Densidad relativa y absorciónDensidad relativa y absorción

. .

– – Se representa con la letra griega ro (Se representa con la letra griega ro (ρρ))

•• Peso volumétricoPeso volumétrico


– – eso

e

un

mater a

por

un a

e

vo umeneso

e

un

mater a

por

un a

e

vo umen – – En suelos se utiliza la letra griega gamma (En suelos se utiliza la letra griega gamma (γγ))


64/129

•• Si usamos

como

unidad

de

medición

de

fuerza

Si

usamos

como

unidad

de

medición

de

fuerza

los kilogramoslos kilogramos‐‐fuerza, la densidad y el peso fuerza, la densidad y el peso


volumétrico son equivalentesvolumétrico son equivalentes

•• En el sistema internacional (SI) las unidades son:En el sistema internacional (SI) las unidades son:

– – Densidad Densidad – – kg/mkg/m33

– – Peso volumétrico Peso volumétrico – – N/mN/m33


1 kgf

= 9.81

N1

kgf

= 9.81

N

•• Densidades típicasDensidades típicas


Material Densidad Material Densidad

(kg/m3)

Acero 7800

Agua dulce 1000

Aire 1.2

Aluminio 2700

(kg/m3)

Suelo seco y suelto 1200‐1300

Suelo seco y denso 1400‐1600

Suelo húmedo y denso 1670‐1800

Arena seca y suelta 1400‐1700


Concreto 2200

Madera 600‐900

Vidrio 2500

Arena y grava húmeda 1600‐1800

Grava apisonada 1450‐2300

Roca triturada 1300‐1950


65/129

•• Densidad

relativaDensidad

relativa – – Se

denomina

densidad

relativa

a

la

densidad

de

un

Se

denomina

densidad

relativa

a

la

densidad

de

un


– – Normalmente

se

utiliza

al

agua

como

referenciaNormalmente

se

utiliza

al

agua

como

referencia

– – También

conocida

como

gravedad

específicaTambién

conocida

como

gravedad

específica


– –

ρρww =

densidad

del

agua=

densidad

del

agua – – GsGs es

es

adimensionaladimensional

•• No confundir la densidad relativa con la No confundir la densidad relativa con la

compacidad relativacompacidad relativa


•• ompac a re a va es un n ca or e a ompac a re a va es un n ca or e a compactación de un suelo con respecto al máximo compactación de un suelo con respecto al máximo y mínimoy mínimo


e

=

relación

de

vacíose

=

relación

de

vacíos

Si Cr = 0 %, suelo muy sueltoSi Cr = 0 %, suelo muy suelto

Si Cr = 100%, suelo muy compactoSi Cr = 100%, suelo muy compacto


66/129

•• Densidad

absolutaDensidad

absoluta – – Densidad de un material poroso (como los suelos) sin Densidad de un material poroso (como los suelos) sin incluir el volumen de vacíos.incluir el volumen de vacíos.

Densidad

relativa

y

absorciónDensidad

relativa

y

absorción

– – También conocida como densidad de sólidosTambién conocida como densidad de sólidos

– – Se puede obtener en el laboratorio o de tablas si se Se puede obtener en el laboratorio o de tablas si se conoce el mineral que constituye el suelo conoce el mineral que constituye el suelo

•• Densidad aparenteDensidad aparente – –


ocupa (incluye poros)ocupa (incluye poros)

– –

Se

puede

medir

en

laboratorio

con

un

recipiente

de

Se

puede

medir

en

laboratorio

con

un

recipiente

de

volumen

conocidovolumen

conocido

•• AbsorciónAbsorción – – Prueba que se realza a los materiales pétreos para Prueba que se realza a los materiales pétreos para determinar la cantidad de agua que pueden retenerdeterminar la cantidad de agua que pueden retener

Densidad

relativa

y

absorciónDensidad

relativa

y

absorción

– – Generalmente se realiza a materiales retenidos en la Generalmente se realiza a materiales retenidos en la malla 3/8”malla 3/8”

– – Después de sumergir durante 24 horas se seca Después de sumergir durante 24 horas se seca superficialmente y se obtiene el peso húmedosuperficialmente y se obtiene el peso húmedo

– – El porcentaje de absorción es:El porcentaje de absorción es:


– – Las normas de diseño de pavimentos especifican valores Las normas de diseño de pavimentos especifican valores máximosmáximos


67/129

•• AbsorciónAbsorción – – NormasNormas


– – ASTM C127 ASTM C127 DeterminationDetermination of of DensityDensity, , RelativeRelative

DensityDensity,

and

,

and

AbsorptionAbsorption forfor CoarseCoarse AggregateAggregate

– – ASTM C128 ASTM C128 DeterminationDetermination of of DensityDensity, , RelativeRelative

DensityDensity, and , and AbsorptionAbsorption forfor fine fine AggregateAggregate



68/129

M DULO 3M DULO 3

PARTE 6PARTE 6VALOR RELATIVO DE SOPORTE,VALOR RELATIVO DE SOPORTE,

CBR Y EXPANSIÓNCBR Y EXPANSIÓN


•• Valor relativo de soporte o CBRValor relativo de soporte o CBR

– – Es una prueba de campo o de laboratorio para Es una prueba de campo o de laboratorio para

CBR y CBR y expansiónexpansión

. .

– – Se mide la carga necesaria para que penetre un cilindro Se mide la carga necesaria para que penetre un cilindro de acero de 2” de diámetro una profundidad de 0.1” de acero de 2” de diámetro una profundidad de 0.1” (2.54 mm)(2.54 mm)

•• CBR: California CBR: California BearingBearing RatioRatio

•• NormasNormas


– – AASHTO

T

193AASHTO

T

193

– – ASTM D1883 (laboratorio)ASTM D1883 (laboratorio)

– – ASTM D4429 (en campo)ASTM D4429 (en campo)


69/129

•• ProcedimientoProcedimiento – – Compactar el suelo en un molde de 6” de diámetroCompactar el suelo en un molde de 6” de diámetro


– – Sumergir para medir expansión (opcional)Sumergir para medir expansión (opcional)

– – Medir la resistencia a la penetración del cilindroMedir la resistencia a la penetración del cilindro

– – Calcular el CBR como el menor de:Calcular el CBR como el menor de:

yy


donde

donde

PPss =

carga

de

referencia

para

0.1”

(1360

kg)=

carga

de

referencia

para

0.1”

(1360

kg)PPss = carga de referencia para 0.2” (2040 kg)= carga de referencia para 0.2” (2040 kg)




70/129



CBR en campo y laboratorioCBR en campo y laboratorio

•• Desarrollada por Desarrollada por DeptoDepto del Transporte de California en del Transporte de California en

1940’s1940’s


•• Prue a muy senci a con resu ta os repeti esPrue a muy senci a con resu ta os repeti es

•• Se obtiene para cualquier porcentaje de compactaciónSe obtiene para cualquier porcentaje de compactación

•• Típicamente se satura el sueloTípicamente se satura el suelo

•• Depende de la resistencia al corte y el estado de Depende de la resistencia al corte y el estado de

esfuerzos del sueloesfuerzos del suelo


•• Parámetro

de

diseño

de

pavimentos

(diseño

empírico)Parámetro

de

diseño

de

pavimentos

(diseño

empírico)


71/129



•• Si la Si la subrasantesubrasante tiene baja resistencia se tiene baja resistencia se

emplean capas más resistentes de emplean capas más resistentes de


CBR Resistencia

de

Subrasante Recomendaciones


72/129

CBR Clasificación


0‐5 Subrasante mala

5‐10 Subrasante regular

10‐20 Subrasante buena

20‐30 Subrasante muy buena

‐


50‐80 Base buena

80‐100 Base muy buena

•• Otros métodos para determinar el CBROtros métodos para determinar el CBR

– – PenetrómetroPenetrómetro MexeMexe (CBR de 0 a 15%)(CBR de 0 a 15%)


– – PenetrómetroPenetrómetro dinámico (dinámico (fallingfalling weightweight))

– – Método sísmicoMétodo sísmico

•• Ecuaciones empíricas para obtener el CBR a partir de las Ecuaciones empíricas para obtener el CBR a partir de las

mediciones de los mediciones de los penetrómetrospenetrómetros

•• Muy prácticos para mediciones rápidas en campoMuy prácticos para mediciones rápidas en campo


•• No se

deben

usar

para

el

diseño

de

pavimentosNo

se

deben

usar

para

el

diseño

de

pavimentos

•• El CBR en campo y en laboratorio puede ser diferente por El CBR en campo y en laboratorio puede ser diferente por

variaciones en la humedadvariaciones en la humedad


73/129



Penetrómetro Mexe

Penetrómetro dinámico



Vs = velocidad de onda de corteVs = velocidad de onda de corte


74/129



G = Módulo elástico de corteG = Módulo elástico de corte

•• Otro parámetro útil para diseño es el módulo de Otro parámetro útil para diseño es el módulo de

reacción

del

suelo,

Kreacción

del

suelo,

K


s f u e r z o


e

deformaciónd=0.127 cm


75/129

•• Se

obtiene

por

medio

de

la

prueba

de

placaSe

obtiene

por

medio

de

la

prueba

de

placa

•• Se carga una placa circular sobre el terreno Se carga una placa circular sobre el terreno

CBR y CBR y expansiexpansiónón

compactado

y

se

traza

una

curva

esfuerzo

vs

compactado

y

se

traza

una

curva

esfuerzo

vs

deformacióndeformación

•• Relación entre K y ERelación entre K y E


E=

módulo

elásticoE=

módulo

elástico

μμ = relación de = relación de PoissonPoisson

•• CBR vs KCBR vs K




76/129

•• Relación

empírica

CBR

vs

plasticidad:Relación

empírica

CBR

vs

plasticidad:


•• En eneral ara suelos finosEn eneral ara suelos finos


– – si LL>50% … CBR de 2 a 5%si LL>50% … CBR de 2 a 5%

– – si

LL


77/129

•• Expansión:

prueba

para

materiales

de

Expansión:

prueba

para

materiales

de

terracerías,

bases

y

terracerías,

bases

y

subbasessubbases..


•• Se realiza con muestras compactadas con el Se realiza con muestras compactadas con el

método

método

ProctorProctor en

moldes

de

6”

con

base

en

moldes

de

6”

con

base

perforadaperforada

•• La expansión se reporta como un porcentaje de La expansión se reporta como un porcentaje de


E=E=ΔΔH/H %H/H %



Prueba de expansión


78/129

M DULO 3M DULO 3

PARTE 7PARTE 7FACTOR DE ABUNDAMIENTO YFACTOR DE ABUNDAMIENTO Y

COEFICIENTE DE VARIABILIDAD VOLUMETRICACOEFICIENTE DE VARIABILIDAD VOLUMETRICA


•• El factor de abundamiento es la relación entre el El factor de abundamiento es la relación entre el volumen de material extraído y el volumen en volumen de material extraído y el volumen en banco:banco:

Abundamiento y variabilidad vol.Abundamiento y variabilidad vol.

•• Esta relación se puede calcular fácilmente haciendo Esta relación se puede calcular fácilmente haciendo una excavación de volumen conocido (1.5 x 1.5 x una excavación de volumen conocido (1.5 x 1.5 x 1m) y midiendo el volumen que ocupa en un 1m) y midiendo el volumen que ocupa en un


..•• También se puede estimar con los pesos También se puede estimar con los pesos volumétricos volumétricos


79/129

•• Factor

de

reducción:Factor

de

reducción: – – Relación entre volumen compactado y el volumen Relación entre volumen compactado y el volumen

Abundamiento

y

variabilidad

vol.Abundamiento

y

variabilidad

vol.

sueltosuelto

– –


volumétricosvolumétricos

•• Ejemplo:Ejemplo:

– – Si 1 mSi 1 m33 en banco ocupa 1.7 men banco ocupa 1.7 m33 en el camión, el factor de en el camión, el factor de ==

Abundamiento

y

variabilidad

vol.Abundamiento

y

variabilidad

vol.

. .

– – Si el peso húmedo en el camión es de 1835 kg y tiene Si el peso húmedo en el camión es de 1835 kg y tiene una humedad del 20%, el peso seco es 1835/1.2 = 1530 una humedad del 20%, el peso seco es 1835/1.2 = 1530 kgkg

– – Suponiendo que el material se compactará hasta Suponiendo que el material se compactará hasta alcanzar 1575 kg/malcanzar 1575 kg/m33, el volumen en el terraplén es: , el volumen en el terraplén es: VV

tt==

== 3 3 33


cc tt

. .

– – Por lo que el FR del camión al terraplén es 0.975/1.7 = Por lo que el FR del camión al terraplén es 0.975/1.7 = 0.5620.562

– – Y el FR del banco al terraplén: 0.975/1.0 = 0.975Y el FR del banco al terraplén: 0.975/1.0 = 0.975


80/129

•• Para

calcular

volúmenes

de

material

se

debe

Para

calcular

volúmenes

de

material

se

debe

incluir:incluir:

Abundamiento y variabilidad vol.Abundamiento y variabilidad vol.

– – Pérdidas Pérdidas

– – SobrecompactaciónSobrecompactación


•• VariabilidadVariabilidad

– – Normalmente se especifican valores límite o valores nominales Normalmente se especifican valores límite o valores nominales

Abu

Modulo III Materiales Petreos

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