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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN FACULTAD DE INGENIERIA
CIVIL
LABORATORIO DE PAVIMENTOS ING. HCTOR TINTAYA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTN DE AREQUIPA
FACULTAD DE INGENIERA CIVIL
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL
CURSO: PAVIMENTOS
JEFE DE PRCTICAS: ING. HCTOR TINTAYA
PRCTICA # 01 REF. MTC E107-2000
TEMA: GRANULOMETRA
NOMBRE: Herbert Daniel Flores Yancachajlla
CUI: 20084127
GRUPO: B
DA/ HORARIO: Jueves 2-4 pm
FECHA DE PRCTICA: Jueves, 08 de mayo del 2014
FECHA DE ENTREGA: Jueves, 15 de mayo del 2014
AREQUIPA-PER
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TEMA: ANLISIS GRANULOMETRICO
NORMA: MTC E 107-2000, ASTM D422, AASHTO T88.
1.-OBJETIVOS:
Realizar el anlisis granulomtrico del agregado en estudio.
Determinar las caractersticas necesarias para la clasificacin del
suelo: dimetros
representativos, % retenido, coeficientes, lmite lquido, lmite
plstico, etc.
Clasificar el suelo de acuerdo a los sistemas SUCS, AASHTO,
ETC.1.1. OBJETIVOS ESPECIFICOS
La determinacin cuantitativa de la distribucin de tamaos de
partculas dematerial.
Determinar los porcentajes de material que pasan por los
distintos tamices de laserie empleada en el ensayo, hasta el N
200.
2.-MARCO TERICO/EXPOSICIN GENERAL
GENERALIDADES
En la clasificacin de los suelos para usos de ingeniera es
universalmente acostumbrado
utilizar algn tipo de anlisis granulomtrico. Una parte
importante de los criterios de
aceptabilidad de suelos para carreteras, aeropistas, presas de
tierra, diques, y otro tipo
de terraplenes es el anlisis granulomtrico. La informacin
obtenida del anlisisgranulomtrico puede en ocasiones utilizarse
para predecir movimientos del agua a
travs del suelo, aun cuando los ensayos de permeabilidad se
utilizan ms comnmente.
La susceptibilidad de sufrir la accin de las heladas en suelo,
una consideracin de gran
importancia en climas muy frios, puede predecir a partir del
anlisis granulomtrico del
suelo.
El anlisis granulomtrico es un intento de determinar las
proporciones relativas de los
diferentes tamaos de grano presentes en una masa de suelo dada.
Obviamente para
obtener un resultado significativo la muestra debe ser
estadsticamente representativa de
la masa de suelo.
La naturaleza estadstica de la distribucin de tamaos de
partculas en un suelo hace que
aun las muestras representativas ms cuidadosas produzcan curvas
granulomtricas no
muy reproducibles. Se puede decir que se ha obtenido un anlisis
reproducible si el
porcentaje de finos se encuentra en el orden de ms o menos 1.5%
del material ms fino
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que el tamiz N 4 y aproximadamente ms o menos 2.5% para los
suelos granulares. Por
esta razn la escala utilizada en los grficos mostrados es
satisfactoria para uso general.
A partir de la curva de distribucin granulomtrica, se pueden
obtener dimetros
caractersticos tales como el D10, D30, D50, etc. El D se refiere
al tamao del grano o
dimetro aparente, de la particula de suelo y el subindice denota
el porcentaje dematerial mas fino. El dimetro D10 es tambin llamado
el tamao efectivo de un suelo.
ANLISIS Y PRESENTACIN DE DATOS
En el anlisis por tamices se obtienen los resultados de pesos
parciales retenido en cada
uno de ellos.
Despus se calcula los porcentajes retenidos parciales, los
porcentajes acumulativos, los
porcentajes que pasan por cada tamiz.
Adems es conveniente presentar resultados en forma grfica que
tabular.
La presentacin grfica se efecta por medio de la curva
granulomtrica, que es la curva
de los porcentajes que pasa por cada tamiz, esta curva se grfica
en papel
semilogaritmico. En la ordenadas (escala natural del papel) se
anotan los porcentajes que
pasa y en las abscisas (escala logartmica del papel) se anotan
los dimetros de los tamices
en milmetros.
A partir de la curva granulomtrica se puede deducir en primera
instancia el tipo de sueloprincipal y los componentes eventuales.Se
puede encontrar el dimetro efectivo de los granos (D10); que es el
tamao
correspondiente al 10% en la curva granulomtrica y se designa
como D10.
Otros tamaos definidos estadsticamente que son tiles incluyen
D60; D30.
La uniformidad del suelo se puede definir estadsticamente de
varias maneras, un ndice
antiguo pero til, es el coeficiente de Uniformidad Cu que se
define.
10
60
D
DCu
- Las Gravas bien graduadas tienen Cu> 4
- Las Arenas bien graduadas tienen Cu> 6
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Para clasificacin de suelos es til definir un dato
complementario de uniformidad como
es el coeficiente de curvatura (Cc) definido como:
D10x60)30(2
D
DCc
Los suelos bien graduados; CC entre 1 y 3.
3.-PROCEDIMIENTO
a) APARATOS
Dos balanzas. Una con sensiblidad de 0.01g para pesar material
que pase el tamizN 4. Otra con sensibilidad 0.1% del peso de la
muestra para el retenido tambinde esta malla.
Tamices de malla cuadrada, se uso tamices de : 2, 1, 3/4, , 3/8,
N4, N 8, N10, N 40, N 100, N 200.
Envases, adecuados para el manejo y secado de las muestras.
Cepillo y brocha, para limpiar las mallas de los tamices.
b) MUESTRA
1) Segn sean las caractersticas de los materiales finos de la
muestra, el anlisis contamices se hace, bien con la muestra entera,
o bien con parte de ella despus deseparar los finos por lavado
2) Preparese una muestra para el ensayo como se describe en la
preparacin demuestras para anlisis granulomtrico (MTC E 106), la
cual estar constituida por
dos fracciones: una retenida sobre el tamiz N 4 y otra que pasa
dicho tamiz.
Ambas fracciones se ensayaran por separado.
3) El peso del suelo secado al aire y seleccionado para el
ensayo, como se indica en elmodo operativo MTC E 106. Ser
suficiente para las cantidades requeridas para el
anlisis mecanico: tenemos un dimetro nominal de 2peso minimo de
la porcin
es 4000 gr, por lo que se trabajo adecuadamente.
*Para la porcin de muestra retenida en el tamiz de 4,760 mm (N4)
el peso dependerdel tamao mximo de las partculas de acuerdo con la
Tabla 1.
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c)
ANALISIS POR MEDIO DE TAMIZADO DE LA FRACCION RETENIDA EN EL
TAMIZ N 4.
Separese la porcin de muestra retenida en el tamiz N 4 en una
serie de
fracciones usando los tamices de: : 2, 1, 3/4, , 3/8, N4.
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 de un lado a
otro y
recorriendo circunferencias de forma que la muestra se mantenga
en
movimiento sobre la malla. Debe comprobarse al desmontar los
tamices que la
operacin esta terminada; esto se sabe cuando no pasa mas del 1%
de la parte
retenida al tamizar durante un minuto, operando cada tamiz
individualmente.
Si quedan partculas apresadas em la malla, deben separarse con
un pincel o
cepillo y y reunirlas con lo retenido en el tamiz.
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 mas de 1%.
d) ANALISIS GRANULOMETRICO DE LA FRACCION FINA
El anlisis granulomtrico de la fraccin que pasa el tamiz N 4 se
hara portamizado y/o sedimentacin segn las caractersticas de la
muestra y segn la
informacin requerida.
Los materiales arenosos que contengan muy poco limo y arcilla,
cuyos terrones en
estado seco se desintegren con facilidad, se podrn tamizar en
seco.
Los materiales limo-arcillosos, cuyos terrones en estado seco no
rompan con facilidad,se procesarn por la va hmeda. Si se requiere
la curva granulomtrica completa incluyendo la fraccin de tamao
menor
que el tamiz de 0,074 mm (N 200), la gradacin de sta se
determinar porsedimentacin, utilizando el hidrmetro para obtener
los datos necesarios. Ver modooperativo MTC E 109. Se puede
utilizar procedimientos simplificados para la determinacin del
contenido de
partculas menores de un cierto tamao, segn se requiera.
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La fraccin de tamao mayor que el tamiz de 0,074 mm (N 200) se
analizar portamizado en seco, lavando la muestra previamente sobre
el tamiz de 0,074 mm (N 200)
CLASIFICACION DE SUELOS:Existen varios mtodos de clasificacin de
suelos- el conocido como Sistema Unificado de
Clasificacin de Suelos, el de la Asociacion Americana de
Agencias Oficiales de Carreterasy Transporte (AASHTO), el Sistema
del Departamento de la Agencia Federal de Aviacin(FAA), El Sistema
del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA),
ASTM,etc. Actualmente, los departamentos estatales de transporte
(antiguos departamentos decarretera) utilizan el sistema de
clasificacin de la AASHTO. El ingeniero de suelosacostumbra hacer
una inspeccin visual como base primaria de clasificaciones, pero
suterminologa, la cual no debe consuderarse aqu, es muy similar a
la del sistema unificadode clasificacin de suelos.Todos los
sistemas de clasificacin de inters primordial para el ingeniero
geotcnicoutilizan los limites de Atterberg (LL Y LP) con un anlisis
parcial o total de granulometra, yel proceso de eliminacin para la
clasificacin de un suelo.En todos los sistemas de clasificacin es
absolutamente esencial acompaar el smbolo declasificacin con la
descripcin del suelo, pues el smbolo particular de grupo
esdemasiado amplio y general como criterio de clasificacin para
suelos especficos.
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4.-MEMORIA DE CLCULO
4.1 Valores de anlisis de tamizado para la porcin retenida en el
tamiz de 4,760 mm (N
4).
Se calcula el porcentaje que pasa el tamiz de 4,760 mm (N 4)
dividiendo el peso quepasa dicho tamiz por el del suelo
originalmente tomado y se multiplica el resultado por100. Para
obtener el peso de la porcin retenida en el mismo tamiz, rstese del
pesooriginal, el peso del pasante por el tamiz de 4,760 mm (N4).
Para comprobar el material que pasa por el tamiz de 9,52 mm (3/8"),
se agrega al peso
total del suelo que pasa por el tamiz de 4,760 mm (N 4) el peso
de la fraccion que pasa eltamiz de 9,52 mm (3/8) y que queda
retenida en el de 4,760 mm (N4). Para los demstamices continese el
clculo de la misma manera. Para determinar el porcentaje total que
pasa por cada tamiz, se divide el peso total que
pasa entre el peso total de la muestra y se multiplica el
resultado por 100.4.2 Valores del anlisis por tamizado para la
porcin que pasa el tamiz de 4,760 mm (N4).*Se calcula el porcentaje
de material que pasa por el tamiz de 0,074 mm (N 200) de
lasiguiente forma:
*Se calcula el porcentaje retenido sobre cada tamiz en la
siguiente forma:
*Se calcula el porcentaje ms fino. Restando en forma acumulativa
de 100% losporcentajes retenidos sobre cada tamiz.
% Pasa = 100 - % Retenido acumulado
Los materiales para la construccin de la base granular debern
satisfacer los requisitosindicados en la Subseccin 400.02.Adems,
debern ajustarse a las siguientes especificaciones de calidad:a.
Granulometra
La composicin final de los materiales presentar una granulometra
continua, biengraduada y segn los requerimientos de una de las
franjas granulomtricas que se indican
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en la Tabla 403-01 Para las zonas con altitud iguales o mayores
a 3.000 msnm. se deberseleccionar la gradacin A.
De acuerdo a las condiciones del material granular,
seleccionamos la gradacin B. nuestra
curva granulomdtrica tendr que estar dentro de estos
limites.
CALCULOS
Todos los clculos fueron hechos en hojas de calculo Excel,
asi:
DIAMETRO(mm) RETENIDO(gr)
%RETENIDO %ACUMULADOPASANTE
63 100.00%50 515 5.04% 94.96%25 1880 18.41% 76.55%19 700 6.85%
69.70%
12.5 778 7.62% 62.08%9.5 533 5.22% 56.86%
4.75 1258 12.32% 44.54%
4549 44.54% 0.00%10213 100.00%
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TAMICES DIAMETRO(mm) RETENIDO
(gr)
RETENIDO
CORREGIDO(gr)
% RETENIDO %ACUMULA
PASANTE
44.5
N 8 2.36 89.73 816.657537 8.00% 36.5
N 10 2 26.31 239.454584 2.34% 34.2
N 40 0.425 187.17 1703.48591 16.68% 17.5
N 100 0.15 125.9 1145.85071 11.22% 6.3
N 200 0.075 60.35 549.262034 5.38% 0.9
FONDO 0 10.36 94.2892241 0.92% 0.0
SUMA= 499.82 4549 44.54% -44.5
SERIE DETAMICESASTM
TAMIZ DIAMETRO(mm) %PASANTE2 1/2" 63.5 100.00%2" 50 94.96%1" 25
76.55%3/4" 19.1 69.70%1/2" 12.7 62.08%3/8" 9.5 56.86%n4 4.75
44.54%N 8 2.38 36.55%N 10 2 34.20%N 40 0.425 17.52%N 100 0.149
6.30%N 200 0.075 0.92%FONDO 0 0.00%
TAMIZ GRADACIONB1
GRADACIONB2
50 100.00% 100.00%25 75.00% 95.00%
9.5 40.00% 75.00%4.75 30.00% 60.00%
2 20.00% 45.00%0.425 15.00% 30.00%
0.075 5.00% 15.00%
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0.010.1110100
%PASANTE
DIMETRO (mm)
CURVA GRANULOMTRICA
GRANULOMETRIA
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0.010.1110100
%PASANTEACUMULADO
DIMETRO(mm)
GRADACIN B & CURVA GRANULOMTRICA
GRANULOM
GRADACION
GRADACION
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5.-CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:
Los dimetros representativos de la base granular son: D10= D30=
D50=D60=
El coeficiente de uniformidad es Cu= El coeficiente de curvatura
es Cc= La clasificacin SUCS es= La clasificacin AASHTO es= Las
pequeas diferencias resultantes en el empate de las curvas
obtenidas por
tamizado y por sedimento, respectivamente, se corregirn en forma
grfica. Tamices sobrecargados. Este es el error ms comn y ms serio
asociado con el
anlisis por tamizado y tender a indicar que el material ensayado
es ms gruesode lo que en realidad es. Para evitar esto, las
muestras muy grandes deben sertamizadas en varias porciones y las
porciones retenidas en cada tamiz se juntarnluego para realizar la
pesada.
Los tamices han sido agitados por un perodo demasiado corto o
con movimientoshorizontales o rotacionales inadecuados. Los tamices
deben agitarse de maneraque las partculas sean expuestas a las
aberturas del tamiz con varias orientacionesy as tengan mayor
oportunidad de pasar a travs de l.
Para la realizacin de este ensayo se debe seguir los
procedimientos descritos enlas especificaciones de EM E 105,
106.
6.-REFERENCIAS WEB Y BIBLIOGRAFIA:
MTC E 107-2000-ANLISIS GRANULOMTRICO DE SUELOS POR TAMIZADO
Especificaciones Tcnicas Generales para la Construccin de
Carreteras, EG 2013,
SECCION 403/BASES GRANULARES
Manual de laboratorio de suelos en Ingeniera Civil- J. Bowles.
Apuntes de clase curso: MECANICA DE SUELOS I. Apuntes de clase
curso: PAVIMENTOS, Ing. C. Yanqui. Mecnica de Suelos- Crespo
Villalaz.