practica pavimentos prueba porter vrs y expansión.docx

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESIA UZ

PAVIMENTOS Y TERRACERIAS

PRACTICAS: PORTER, EXPANSIÓN ,VRS

Julio Vásquez de León Collins

7CM1

PRUEBA PORTER

PAVIMENTOS Y TERRACERIAS 7CM1

OBJETIVO

Obtener el peso volumétrico seco máximo y la humedad optima de compactación, cuando al material se le aplica una carga de 140 Kg/cm2 en un tiempo de 5 min

MATERIALES UTILIZADOS

Charola metálica

Molde para prueba porter

Malla numero 4

Varilla punta de bala

Micrómetro

Circulo de papel filtro

2 taras por capsula

1 piceta de 500 ml

1 bascula

Balanza electrónica

Cuchara

Flexometro

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FUNDAMENTOS TEORICOS

En suelos friccionantes es muy común que las pruebas dinámicas produzcan una curva de compactación con una forma inadecuada para la determinación del peso volumétrico seco máximo y una humedad óptima. También, para este tipo de suelos existen otras pruebas de compactación en las que usualmente se define una curve de compactación de forma típica, adaptada para los fines que se persiguen.

Una de estas es la prueba de compactación estática, que introdujo O. J. Porter y que alcanzó su forma definitiva alrededor de 1935. En ella se compacta al suelo colocándolo dentro de un molde cilíndrico de unas 6" de diámetro, el suelo se dispone en tres capas y se acomoda con 25 golpes de una varilla con punta de bala, lo que no significa una compactación intensa, pues la varilla es ligera y la altura de caída, que no está especificada es la mínima utilizable por el operador para la manipulación cómoda.

La compactación propiamente dicha se logra al aplicar al conjunto de tres capas una presión de 140.6 Kg/cm², la cual se mantiene durante un minuto.

Este método de prueba sirve para determinar el peso volumétrico seco máximo y la humedad óptima en suelos con partículas gruesas que se emplean en la construcción de terracerías; también se puede emplear en arenas y en materiales finos cuyo índice plástico sea menor que 6. El método consiste en preparar especímenes con material que pasa la malla de una pulgada, a los que se le agregan diferentes cantidades de agua y se compactan con carga estática.

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DESCRIPCION DEL PROCESO

Cribar por la malla con 16 kg de material seco, el cual se cuarteara en porciones del mismo peso

Medir el diámetro y altura del cilindro y pesarlo calcular la carga total que se le aplicara en la maquina en el tiempo de 5 min y obtener la carga que se le deberá aplicar por cada minuto

Diámetro molde = 15.7 cm

Altura = 19 cm

Carga = Área * 140.6 = 193.57 * 140.57 = 27 219.1467 Kg/cm2

Pesar la capsula y registrar

W molde = 3.68 Kg

De la muestra de 16kg colocar cuatro en la charola, rociar agua de manera homogénea la cual se medirá. (La forma de conocer que el material tiene la humedad adecuada o se está acercando a esta, consiste en tomar con la mano seca o con guan te de hule, es tomar una porción de material húmedo y apretarlo fuertemente, si queda un pequeño rocio en la palma de la mano o en el guante es indicio de que se está acercando a la humedad buscada).

Tomar un testigo de humedad de 80-120 gr de peso colocarlo en la capsula, pesarlo y anotar peso de la capsula con suelo húmedo, el resto de la muestra se coloca en el molde con base y extensión, en tres capas y a cada una de estas se le acomoda con la varilla punta de bala, dando 25 varillados en forma de espiral, comenzando en la orilla y terminando en el centro

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Se coloca en la máquina para aplicar presión, aplicando la carga lentamente, en el tiempo y valor calculados anteriormente. Esto se hace con la finalidad de que el material se acomode poco a poco. Cuando se llega a los 5 min y por consecuencia a la carga máxima de 140.6 Kg/cm2 se deberá sostener la carga un minuto más dicha carga, en este momento saca unas cuantas gotas de agua por la parte inferior del molde, es indicio de que se encontró la humedad optima y por consecuencia su peso volumétrico seco máximo

Observadas las gotas de agua se retira el molde de la maquina, se le quita la base y la extensión y se pesa este con la muestra húmeda, por deferencia se obtiene el peso de esta ultima y se anota

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Medir le altura faltante que existe entre la parte superior del espécimen y el borde del molde esto se realiza en la orilla, en el centro y se obtiene el promedio y esto es la altura faltante, este valor se lo restamos a la altura del molde y con esto se obtiene la altura del espécimen

PESO VOLUMETRICO HUMEDO

δ m = (Wm) / (Vc)

Donde:

δ m = peso volumétrico húmedo

Wm = peso de la muestra = 4 kg

Vc = volumen compactado = área * espesor compactado = 193.59 * 10.775 = 2 085.93 cm3

δ m = 1.92 gr/cm3

CONTENIDO DE HUMEDAD

W = ( Ww / Ws ) * 100

Donde

Ww = peso del agua = peso total – peso seco = 21.77

Ws = peso sólidos = peso seco = 75.13 gr

W = 28.97 %

PESO VOLUMETRICO SECO MAXIMO

δ max = (δ m / (100 + W)) * 100

δ max = 1.48 gr/cm3

EXPANSIÓN

OBJETIVO

Conocer el porcentaje que se hincha o expande el material en forma vertical, al encontrarse saturado de agua, este es un factor de gran importancia en pavimentos para evitar deformaciones, ya que cuando el suelo pierde dicha agua se contrae, provocando fallas funcionales

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Dos sobrepesos con forma de dona

Placa base perforada con vástago central

Dos hojas de papel filtro

Micrómetro

Tanque de saturación


Malla numero 4


1 piceta de 500 ml

1 bascula


Flexometro


Se colocan las hojas de papel filtro, una arriba y otra en la parte inferior de la muestra, para evitar la pérdida de finos al entrar en contacto con el agua ya que estos son los que pueden provocar la expansión. Se arma el molde con base y extensión y colocar sobre la muestra compactada la placa base perforada, y sobre ella colocamos los dos sobrepesos, esto simula las capas superiores que puedan estar sobre el suelo

En el triple se coloca el deformimetro y apoyamos las patas del primero sobre los bordes de la extensión del molde, centramos el vástago de la placa y del micrómetro buscando que ambos entren en contacto (esto se conocerá por el movimiento de la manecilla grande del micrómetro) se aprieta la tuerca de la placa base para evitar que se mueva el vástago

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Se lleva al tanque de saturación, donde se coloca de tal manera el micrómetro se puedan tomar lecturas de la misma posición y se anota como lectura inicial

A las 24 horas se vuelve a leer en el micrómetro y se hace lo mismo al tercer día, si es muy semejante esta lectura con la del día anterior, esto nos indica que el material ya no se expandió y tomamos este dato como lectura final

Si a las 72 horas sigue variando se deja en el tanque cinco días más y si sigue variando es señal de que se presenta gran cantidad de finos plásticos y por consecuencia ese material no se puede emplear en un pavimento amenos que se realice un tratamiento de mejoramiento

Expansión = ((lectura final - lectura inicial) / altura compactada) * 100

= ((2.56 – 2.12) /10.775) * 100

Expansión = 4.08 %

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VALOR RELATIVO DE SOPORTE

OBJETIVO

Obtener la resistencia que presentan los suelos al ser penetrados por un vástago de 19.5 cm de sección, se obtendrá la carga que soporta el material a cierta profundidad establecidas de antemano. Con esta prueba de laboratorio se analiza la calidad de los materiales en cuanto resistencia y se puede definir en qué capa del pavimento puede emplearse


Penetrometro


Malla numero 4


Micrómetro

Circulo de papel filtro

2 taras por capsula

1 piceta de 500 ml

1 bascula

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Flexometro


Se saca el espécimen compactado y saturado del tanque de saturación y colocar en una tarja para que se escurra durante tres minutos en forma horizontal

Se retira la placa base perforada, se dejan los sobrepesos y se colocan sobre la muestra, se lleva a la máquina de penetración, se hace pasar entre las perforaciones de los sobrepesos el vástago de la maquina, este lo bajamos hasta que entre en contacto con el material compacto, esto lo verificamos aplicándole una carga de 10 Kg

Se comienza a penetrar el espécimen con una velocidad constante pero de tal manera que al primer minuto se llegue a la profundidad de 1.27 mm, al segundo a 2.54 mm, al tercero a 3.81 mm, al cuarto a 5.08 mm, en el seis a 7.62 mm, en el ocho al 10.16 mm, por último a 10.16 en el min diez anotando para cada una su valor de penetración

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DATOS OBTENIDOS

Penetración Carga Carga2 VRS(mm) KN Kg

1,27 0,43 43,85 3,222,54 1,3 132,56 9,753,81 2,88 293,67 21,595,08 5,1 520,05 38,247,62 10,67 1088,02 80,00

10,16 14,73 1502,02 110,4412,7 18,29 1865,03 137,13

De acuerdo a los resultados y graficándolos en la tabla, nos indica que el material se puede ocupar en una sub – base y es de una calidad buena

CONCLUSIONES

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Por mi parte creo que siempre es bueno hacer este tipo de prácticas para darnos una idea de manera didáctica de cómo se realizan este tipo de procedimientos y no nadamas investigando acerca de ellos.

Con respecto a los resultados creo que estas pruebas son muy importantes para la elaboración de un proyecto carretero y que tenga una vida util buena, ya que si no se hicieran los resultados del proyecto no serian por mucho tiempo

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