Resistencia y deformacinObjetivo terico. El estudiante enunciar los conceptos de V.R.S. humedad ptima, peso volumtrico seco mximo y deformacin.Objetivo procedimental. Elaborar una grfica de resistencia vs. Penetracin de acuerdo a los resultados del laboratorio.Objetivo actitudinal. Valorar la importancia de emplear materiales que cumplan con la resistencia y deformacin para cada capa de pavimento.CompactacinLa compactacin consiste en el aumento rpido del peso volumtrico de un suelo mediante la aplicacin de cargas transitorias de corta duracin.Este aumento del peso volumtrico se debe a la extraccin del aire de la masa del suelo.Tipos de compactacinTipos De compactacin

Esttica. Cuando se compacta aplicando presin al suelo por medio de una placa que cubre al suelo en su totalidad.Prueba Porter.Dinmica. Cuando la compactacin se logra por medio de impactos en varias capas.Prueba Proctor.Equipo Porter

Compactacin estticaLa prueba porter representa en el laboratorio el tipo de compactacin aplicado por un rodillo liso, es decir una compactacin por presin que va de arriba hacia abajo.

Video compactador rodillo lisoCompactacin esttica

P

Compactacin por presin de arriba hacia abajo.Equipo Proctor

Compactacin dinmicaLa prueba Proctor representa la compactacin que proporciona un rodillo del tipo de pata de cabra. Es una compactacin que va de abajo hacia arriba.

Video compactador rodillo pata de cabraCompactacin dinmica

Compactacin que va de abajo hacia arribaEncarpetamientoSi se compacta un suelo de partculas finas con un rodillo liso, es posible que se produzca el encarpetamiento, es decir que se forme una costra muy rgida de aproximadamente 5 cms que impida que la compactacin llegue a toda la capaEncarpetamiento

P

Compactacin por presin de arriba hacia abajo.

Costra de suelo de 5 cms

Finalidades de la compactacinSe compacta al suelo buscando estos objetivos:Aumentar la resistencia del suelo.Reducir su deformabilidad.Aumentar su impermeabilidadVolverlo menos susceptible a ser erosionado por el agua.Resistencia y deformacinLa prueba Porter estndar permite determinar 4 parmetros de los suelos: valor relativo de soporte o V.R.S.,humedad ptima, peso volumtrico seco mximo y expansin.

Peso volumtrico seco mximoSe emplean 16 kilogramos de suelo que pasa por la malla de 1 y por medio de cuarteo se divide en 4 partes de 4 kgs cada una.Estas se colocan en 4 charolas.Agregar humedadA la primer charola con suelo se le agrega una cantidad de agua que permita que se forme un grumo y pueda sostenerse con dos dedos, a las charolas restantes se le agregan 80 ml adicionales a cada una.

Colocar el suelo en el moldePara colocar el suelo en el molde, se pesan 4 kg de suelo hmedo.Se coloca en tres capas y cada capa se compacta con 25 golpes de una varilla de punta de bala de 30 cm de longitud y 16 mm de dimetro.CompactarSe coloca el molde en la prensa Porter y se aplica una presin de 140.6 kg/cm2 en un lapso de 5 minutos, se sostiene la carga aplicada durante 1 minuto.

P.V.S.M. y Humedad ptimaSi al llegar al final de la aplicacin de carga, el molde se humedece en la parte inferior ligeramente y expulsa una gota de agua se dice que tiene la humedad ptima y el peso volumtrico corresponde al mximo.Esquema de la prueba

Gota de agua

Repetir la pruebaSi no aparece la gota de agua, es necesario repetir la prueba en el suelo restante hasta que aparezca.Determinar el peso volumtrico seco mximo y la humedad ptima.Peso volumtrico seco mximo.Altura del suelo compactado= h-d

H

d

hArea=pi*d24

Volumen=Area*HP.V.H=4 KG/VOLUMENP.V.S.M.=P.V.H/(1+Humedad ptima en decimales)Ejemploh = 20.32 cm d=10.5 cm H=9.85 cmA=pi*15.75*15.75/4=194.83 cm 2Volumen= 194.83*9.85=1919.05 cm 3P.V.H.=4/1919.05*1000000=2084 kg/m3Humedad ptima= 15.18%P.V.S.M.=2084/1+.1518=1809 kg/m3Humedad ptimaHumedad ptima=

Peso de la cpsula + suelo hmedo-Peso de la cpsula + suelo secoPeso de la cpsula + suelo seco Peso de la cpsula*100La humedad ptima es la que permite alcanzar el mximo peso volumtrico seco.Expansin% Expansin=Lectura inicial-lectura final

Espesor del espcimen sin saturar*100Datos para la expansinSobre el suelo compactado se colocan un papel filtro, una placa perforada con vstago, 2 placas de 3 kgs cada una, en este momento se toma la distancia del tripi hasta el vstago de la placa perforada y se coloca en saturacin durante 72 horas o hasta que cese la expansin. Tomar la lectura final.Expansin mximaLa expansin mxima recomendable para todas las capas es de 2%.Al finalizar la expansinRecostar el molde Porter a un lado de la tarja, quitndole las placas, durante 5 minutos para que salga el exceso de agua.Colocar las 2 placas de 3 kg cada una y efectuar el Valor relativo de soporte.Valor relativo de soporteEs la relacin entre la resistencia a la penetracin de una barra de 3 pulgadas cuadradas (19.35 cm2) de rea de un suelo en estudio con respecto a la resistencia a la penetracin de un suelo estndar que es la caliza triturada.V.R.S.Para realizar la prueba se aplica una precarga de 10 kg, para asegurar el contacto entre la barra y el suelo, colocar el micrmetro que medir la penetracin, se inicia la aplicacin de carga a una velocidad de penetracin de 1.25 mm por minuto, anotar las cargas correspondientes a las siguientes penetraciones.V.R.S.Penetracin (mm)Carga1.272.543.815.087.6210.1612.70Graficar carga vs. penetracin

Penetraciones en mm1.272.543.815.087.6210.1612.70

Cargakg

100500

1000V.R.S. para diferentes capas de pavimento.Tipo de capaV.R.S.Revestimiento30%Subbase50%Base100%CuestionarioDefina V.R.S.Qu significan las siglas de P.V.S.M.?Qu es la humedad ptima?Para obtener el V.R.S. que es lo que se grafica.Cul es la mxima expansin tolerable en materiales para emplearse en capas de pavimento?Cuntos tipos de compactacin existen en el laboratorio.Estas pruebas de compactacin Qu representan en el campo?Explique como ocurre la compactacin con rodillo liso y pata de cabra.