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PRÓCTOR ESTÁNDAR Y MODIFICADO DEL MATERIAL DE BASE

INTEGRANTES: Campos Guerra Carlos Jimenez Gonzales Margarita Sanchez Neglia Denis Terrones López Yesenia Torres Lara María Victoria Zavaleta Burgos Percy

DOCENTE: Ing. Julio Cesar Rivasplata Diaz

ASIGNATURA: Mecánica de Suelos II.

LABORATORIO:

Universidad Nacional del Santa

Facultad de Ingeniería

Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil

ÍNDICE

- CARÁTULA ……………………………………………….…………………………………..………… 01

- ÍNDICE ……………………………………………….………………..…………………………….. 02

- INTRODUCCIÓN …………………………………….…………………..………………………… 03

- OBJETIVOS ….……………………………………………………………………………... 03

- FUNDAMENTO TEÓRICO …………………………………….………………………… 04

- MATERIALES Y MÉTODO …………………………………………..……………………... 07

- RESULTADOS …………………………………………………………………...………………….…. 11

- RECOMENDACIONES .…………………………………………………………………………….... 16

- CONCLUSIONES ………………………………………..……………………………….……… 16

- REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA ……………………..………………………………... 17

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I. INTRODUCCIÓN

n la actualidad existen distintos métodos para reproducir en laboratorio las condiciones de compactación en obra. Todos ellos pensados para estudiar, además, los distintos factores que

gobiernan la compactación de los suelos. Históricamente, el primer método, en el sentido de la técnica actual, es el debido al Dr. R. R. Proctor (1933) y es conocido como Prueba Proctor Estándar o A.A.S.H.O. (American Association of State Highway Officials) Estándar.

E

II. OBJETIVOS

OBJETIVOS GENERALES: Hallar la máxima densidad y el óptimo contenido de humedad

del material de base.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS: Hallar el Contenido de Humedad Óptima del material de base

para energía estándar y modificada. Hallar la Densidad Seca del material de base para energía

estándar y modificada.

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III. FUNDAMENTO TEÓRICO

COMPACTACIÓN DE LOS SUELOSLa compactación es el procedimiento de aplicar energía al suelo suelto para eliminar espacios vacíos, aumentando así su densidad y en consecuencia , su capacidad de soporte y estabilidad entre otras propiedades.

Su objetivo es el mejoramiento de las propiedades de ingeniería del suelo.

PRÓCTOR ESTÁNDARLa prueba consiste en compactar el suelo a emplear en tres capas dentro de un molde de forma y dimensiones normalizadas, por medio de 25 golpes en cada una de ellas (56 para el Método C) con un pisón de 2,5 [kg] de peso, que se deja caer libremente desde una altura de 30,5 [cm].

Con este procedimiento Proctor observó que para un suelo dado, a contenido de humedad creciente incorporado a la masa del mismo, se obtenían densidades secas sucesivamente más altas (mejor grado de compactación). Asimismo, notó que esa tendencia no se mantenía indefinidamente si no que, al superar un cierto valor la humedad agregada, las densidades secas disminuían, con lo cual las condiciones empeoraban. Es decir, puso en evidencia que, para un suelo dado y a

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determinada energía de compactación, existe un valor de “Humedad Óptima” con la cual puede alcanzarse la “Máxima Densidad Seca”. El Ensayo Proctor Estándar también es conocido como Ensayo AASHTO T–99 (American Association of State Higway and Transportation Officials – Asociación Americana de Agencias Estatales de Carreteras y Transportes).

PRÓCTOR MODIFICADO

La prueba consiste en compactar el suelo a emplear en cinco capas dentro de un molde de forma y dimensiones normalizadas, por medio de 25 golpes en cada una de ellas (56 para el Método C) con un pisón de 4,5 [kg] de peso, que se deja caer libremente desde una

altura de 45,7 [cm].

Todo método de compactación, sea por impacto, como es el caso del Ensayo Proctor, o bien por amasado, vibración o compresión estática o dinámica, produce estabilización del suelo al transferirle energía al mismo.Ciertamente, no existe equipo de compactación aplicable al terreno que sea contraparte o comparable al ensayo de impacto en el Laboratorio (a diferencia de lo que ocurre en el caso de ensayos de amasado, vibración o compresión de laboratorio que encuentran su contraparte en los rodillos pata de cabra, vibro-compactadores, de rueda lisa, etc.).No obstante ello, es tanta la experiencia que se ha acumulado sobre la prueba patrón Proctor, así como la gran cantidad de información que da indicio de su eficacia, que desde el comienzo de su implementación

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hasta el presente es un método aceptado y referenciado en un sinnúmero de pliegos de obras.

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IV. MATERIALES Y MÉTODO

A. Materiales:

Molde De 6” Horno de secado Pisones manuales Estándar y

Modificado

TAMICES Espátula, cuchara y brocha

Balanza Recipientes

Probeta (500ml)

3/4

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B. Metodología:

Descripción de muestra:El material base no presenta ningún tipo de residuo.Para realizarse la compactación en una zona de dimensiones 60x60x20 cm3, se toma la prueba de la obra ubicada en el P.j. Belén, al costado de la UNIVERSIDAD CESAR VALLEJO de nuevo Chimbote.Las características necesarias son:

ωnatural=0,36%

ρunitario suelto=1,71gr /cm3

Selección del Método A, B o C:De acuerdo a los datos granulométricos, se utiliza el método C que se usa cuando más del 20% en peso del material se retiene en el tamiz 3/8 pulg (9,53 mm) y menos de 30% en peso es retenido en el tamiz ¾ pulg (19,0 mm).

Datos del ensayo granulométrico:W inicial=5593 gr

W final=5553gr

% pérdida=0,72%<2%

TABLA DE DATOS

Diametro de la malla

(mm)N° de malla

Peso retenido

(g) Retenido

acumulado R.T (%) (%) que pasa

50 2" 0 0 0.00% 100.00%37.5 11/2" 100 100 1.80% 98.20%25.4 1" 331 431 7.76% 92.24%

19.05 3/4 203 634 11.42% 88.58%9.5 3/8 635 1269 22.85% 77.15%

4.75 4 671 1940 34.94% 65.06%2 10 890 2830 50.96% 49.04%

0.425 40 1007 3837 69.10% 30.90%0.074 200 1475 5312 95.66% 4.34%

cazoleta 241 5553 100.00% 0.00%Peso de muestra 5553

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ensayada

0.01 0.1 1 10 1000%

20%

40%

60%

80%

100%

Curva granulométricaAgregado grueso

Diámetro de la malla

% q

ue p

asa

Compactación:Como el contenido de humedad natural de la muestra es 0,36%, la cual es una cifra baja para el C.H.O. se usa el método de preparación húmeda.Se toma 5 muestras del afirmado a compactar, tanto para el próctor estándar como en el modificado, cada muestra de 6 kg.Dadas las 5 muestras se agrega una cierta cantidad de agua para cada una:

MUESTRA 1 = 3% = 180mlMUESTRA 2 = 5% = 300mlMUESTRA 3 = 7% = 420mlMUESTRA 4 = 9% = 540mlMUESTRA 5 = 11% = 660ml

Se pesó el molde sin el anillo, en seguida se vació el afirmado de cada muestra de tres kilos en un recipiente y se vertió el agua, removiéndolo hasta verlo homogenizado luego, en hechó una cierta cantidad en el molde (primera capa) compactándolo por medio de 56 golpes con el pisón, haciendo lo mismo en las otras dos capas.

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Una vez compactada esta muestra(en el molde) se retiró el anillo(del molde), y se enrazó con la espátula, llevándolo así a pesar; teniendo solo el molde(sin anillo y sin la parte de la base) se sacó tres muestras del afirmado compactado; una de la zona de arriba, la segunda de la zona de abajo y la tercera de la zona intermedia, se colocó cada pequeña muestra en una tara de peso conocido, y se llevó a pesar cada tara con la pequeña muestra del afirmado, luego pesado se colocó en el horno, pasado 24 horas se pesó cada tara que contenía las muestras pequeñas de afirmado y realizando operaciones(fórmulas) se determinó el contenido de humedad y densidad seca para cada muestra(1, 2, 3, 4, y 5), la razón de obtener 3 contendidos de humedad por muestra, es porque se quiere verificar la exactitud de el método de promedio del C.H. arriba y abajo y compararlo con el método del C.H. de la zona intermedia.

Procedimiento:Este procedimiento se realizara para los dos ensayos de próctor donde solo varía el número de capas (3 en estándar y 5 en modificado) y el tamaño del pistón.

Ensayo N° 1 y 21. Se pesa el molde sin el collarín.2. Se determina el volumen del molde.3. Se toma 3Kg de muestra de afirmado por recipiente para cada uno

de los cinco ensayos, se utiliza el material que pase el tamiz N° 4.4. Se agrega el agua necesaria para cada muestra (variando el

porcentaje de humedad de manera progresiva), y luego se homogeniza.

5. Se compacta la muestra en 3 capas (estándar) y 5 capas (modificado) con 25 golpes por cada capa.

6. Al terminar de compactar se quita el collarín, se enraza, se retira todo material que se encuentre fuera del molde y se pesa (se obtiene el peso húmedo compactado).

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7. Extraer tres muestras del afirmado húmedo compactado, colocarlos en las taras y pesarlas.

8. Llevarlos al horno a 110 ± 5 °C y dejar secar por 24 hrs y pesar (se obtiene el C.H.).

V. RESULTADOS

La densidad de la muestra húmeda se halla con la siguiente fórmula:

ρhumeda=W molde+muestra húmeda−W molde

V molde

El contenido de humedad de la muestra se obtiene de:

ω%=W agua

W seco∗100%

ω%=W muestra húmeda+ tara−W muestra seca+tara

W muestra seca+tara−W tara∗100%

Densidad seca:

ρ seco=ρseco

1+ω

Ensayo N°1 (Próctor estándar)

1. Wmolde = 6450 g

2. Vmolde = π (7,7 cm)2 (11,4 cm)Vmolde = 2123,4 cm3

DATOS Y RESULTADOS

ENSAYO N°1 PROCTOR ESTANDAR ( MTC E 115-2000 )MUESTRA I II III IV VVolumen del molde (cm3) 2123.4 2123.4 2123.4 2123.4 2123.4

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Peso del molde (gr) 6450.0 6450.0 6450.0 6450.0 6450.0

Peso del molde + muestra húmeda (gr) 11132.

011370.

511593.

011570.

011500.

0Peso de la muestra húmeda (gr) 4682.0 4920.5 5143.0 5120.0 5050.0Densidad húmeda de la muestra (gr/cm3) 2.205 2.317 2.422 2.411 2.378

Contenido de humedad 3.34% 5.06% 7.73% 8.95% 11.20%

Densidad húmeda de la muestra (gr/cm3) 2.134 2.206 2.248 2.213 2.139

CONTENIDO DE HUMEDAD

Peso de la tara (gr)zona ↑ 24.516 23.518 24.155 24.752 23.988zona ↓ 25.002 24.392 24.978 24.920 24.595

zona media 24.153 25.150 24.347 24.449 24.585

Peso de la tara + afirmado húmedo (gr)

zona ↑104.02

6 99.005 105.983

147.588

144.661

zona ↓115.81

8110.15

1123.53

0134.03

7149.50

2

zona media101.07

8126.26

1126.78

3134.20

3147.94

5

Peso de la tara + afirmado seco (gr)

zona ↑101.45

9 95.015 99.953 137.204

132.600

zona ↓113.22

3106.49

5116.55

2125.74

2137.03

7

zona media 98.444 121.350

119.478

124.983

135.413

Peso del agua (gr)zona ↑ 2.567 3.990 6.030 10.384 12.061zona ↓ 2.595 3.656 6.978 8.295 12.465

zona media 2.634 4.911 7.305 9.220 12.532

Peso del afirmado seco (gr)

zona ↑ 76.943 71.497 75.798 112.452

108.612

zona ↓ 88.221 82.103 91.574 100.822

112.442

zona media 74.291 96.200 95.131 100.534

110.828

Contenido de humedad (%)

zona ↑ 3.34% 5.58% 7.96% 9.23% 11.10%zona ↓ 2.94% 4.45% 7.62% 8.23% 11.09%

zona media 3.55% 5.10% 7.68% 9.17% 11.31%PROM(↑,↓) 3.14% 5.02% 7.79% 8.73% 11.10%

PROMEDIO 3.34% 5.06% 7.73% 8.95% 11.20%

3.0% 4.0% 5.0% 6.0% 7.0% 8.0% 9.0% 10.0% 11.0% 12.0% 13.0%2.052.102.152.202.252.30

GRAFICO: DENSIDAD vs HUMEDAD

Contenido de Humedad (%)

Den

sida

d Se

ca (g

r/cm

3) 13




Máxima Densidad Seca 2,248 gr/cm3Contenido de Humedad 7,90 %

Ensayo N°2 (Próctor modificado)

1. Wmolde = 6450 g

2. Vmolde = π (7,7 cm)2 (11,4 cm)Vmolde = 2123,4 cm3

DATOS Y RESULTADOS

ENSAYO N°1 PROCTOR MODIFICADO ( MTC E 115-2000 )

MUESTRA I II III IV V

Volumen del molde (cm3) 2123.4 2123.4 2123.4 2123.4 2123.4Peso del molde (gr) 6450.0 6450.0 6450.0 6450.0 6450.0Peso del molde + muestra húmeda (gr) 11379.

011647.

011647.

011655.

011653.

0Peso de la muestra húmeda (gr) 4929.0 5197.0 5197.0 5205.0 5203.0Densidad húmeda de la muestra (gr/cm3) 2.321 2.447 2.447 2.451 2.450

Contenido de humedad 3.43% 5.14% 7.42% 9.25% 11.57%

Densidad húmeda de la muestra (gr/cm3) 2.244 2.328 2.278 2.244 2.196

CONTENIDO DE HUMEDAD

Peso de la tara (gr)zona ↑ 25.949 26.018 26.090 26.157 26.063zona ↓ 27.910 25.905 26.112 26.145 26.221

zona media 26.151 26.069 26.120 27.642 26.026

3.0% 4.0% 5.0% 6.0% 7.0% 8.0% 9.0% 10.0% 11.0% 12.0% 13.0%

2.052.102.152.202.252.30

GRAFICO: DENSIDAD vs HUMEDAD


Den

sida

d Se

ca (g

r/cm

3)

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Peso de la tara + afirmado húmedo (gr)

zona ↑ 86.715 104.424 98.420 132.29

2 96.153

zona ↓ 91.459 101.255

117.784

152.737

107.409

zona media 84.907 97.493 127.691

158.394 99.482

Peso de la tara + afirmado seco (gr)

zona ↑ 84.595 100.348 93.205 122.78

4 88.629

zona ↓ 89.347 97.858 111.676

142.321

100.620

zona media 83.009 93.983 120.707

147.492 91.280

Peso del agua (gr)zona ↑ 2.120 4.076 5.215 9.508 7.524zona ↓ 2.112 3.397 6.108 10.416 6.789

zona media 1.898 3.510 6.984 10.902 8.202

Peso del afirmado seco (gr)

zona ↑ 58.646 74.330 67.115 96.627 62.566zona ↓ 61.437 71.953 85.564 116.17

6 74.399

zona media 56.858 67.914 94.587 119.850 65.254

Contenido de humedad (%)

zona ↑ 3.61% 5.48% 7.77% 9.84% 12.03%zona ↓ 3.44% 4.72% 7.14% 8.97% 9.13%

zona media 3.34% 5.17% 7.38% 9.10% 12.57%PROM(↑,↓) 3.53% 5.10% 7.45% 9.40% 10.58%PROMEDIO 3.43% 5.14% 7.42% 9.25% 11.57

%

3.0% 4.0% 5.0% 6.0% 7.0% 8.0% 9.0% 10.0% 11.0% 12.0% 13.0%2.10

2.15

2.20

2.25

2.30

2.35GRAFICO: DENSIDAD vs HUMEDAD


Den

sida

d Se

ca (g

r/cm

3)

Máxima Densidad Seca 2,329 gr/cm3Contenido de Humedad 5,30 %

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VI. RECOMENDACIONES

Se debe calibrar la balanza antes de pesar. Cada recipiente donde se echa la muestra de 6kg. de material de

base, debe estar limpio y seco, para evitar polvo o un aumento de humedad (aparte del agua q se verterá) en nuestra muestra de afirmado.

La rapidez de la homogenización garantiza la estabilidad de la humedad deseada, pero esto no interviene en la mal elaboración del ensayo, puesto que luego se determina el contenido de humedad actual.

Al momento de compactar la guía del pisón debe mantenerse ligeramente sobre el afirmado que se compacta, puesto que si éste es soltado, remueve o taja el material.

Para sacar las muestras se saca el molde de su soporte y se golpea en la muestra compactada, hasta que esta se afloje y se retire en forma cilíndrica, luego se procede a abrirla por la mitad para obtener la muestra intermedia.

Cada muestra obtenida para la obtención del contenido de humedad real, debe llevarse rápidamente al laboratorio, puesto que éste pierde fácilmente su humedad cuando está expuesto al aire.

VII. CONCLUSIONES

El óptimo Contenido de Humedad del material de base para energía estándar es 7,90% lo cual indica que se debe agregar 7,54% debido a que el afirmado ya tiene un 0,36% de humedad.

El óptimo Contenido de Humedad del material de base para energía modificada es 5,30% lo cual indica que se debe agregar 4,94%.

La densidad máxima para energía estándar es de 2,248 gr/cm3. La densidad máxima para energía modificada es de 2,329 gr/cm3.

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VIII. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA

http://ntics.frra.utn.edu.ar/portal/PDFs/compactacion.pdf Mecánica de Suelos – Juárez Badillo Manual de ensayos de materiales para carreteras (EM 2000) http://suelosycimentaciones.blogspot.com/ http://www.ingenieracivil.com/2008/03/densidad-in-situ-metodo-del-

cono-de.html

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