ENSAYOS PARA EL CONTROL DE CALIDAD DE PAVIMENTOS AFIRMADOS

Anders Huaman H.1; Vanessa Miranda R.2; Keyla Melgarejo S.3; Carlos Mendoza A.4; Kevin Leiva S.5

RESUMEN:

En el presente trabajo, se mencionara la importancia del control de calidad de un afirmado. Como ya sabemos el afirmado se utiliza para la compactación, el cual se puede hacer de manera artificial o manual dependiendo del tipo de obra, sabemos que al compactar un material, este tiende a reducir su volumen, pero aumenta su densidad. Un buen control de calidad de un afirmado nos ayuda a obtener una compactación de alta resistencia al corte, disminuyendo la compresibilidad (reducción de los asentamientos) disminución de la relación de vacíos (reducción de la permeabilidad) y reduciendo la expansión, contracción de aglomerantes.

Para poder clasificar si nuestro afirmado a compactar es apto o no para ser utilizado como capa subrasante en vías de pavimentación, es importante realizar un control de calidad del material a compactar, para lo cual realizaremos los ensayos de granulometría, límites de attenberg, Humedad natural, Ensayo CBR, etc. y clasificaremos el material mediante AASHTO, para así determinar el tipo de afirmado, la capacidad que tiene dicho afirmado, si es capaz o no de soportar cargas de transito liviano, ya que nuestra área a desarrollar es de una avenida auxiliar, ubicada en el cruce de la avenida canta callao, y la avenida los alisos ubicado en el distrito de San Martin de Porres-Lima.

ABSTRACT:

In this paper , the importance of quality control of a confirmed was mentioned . As we know the stated used for compaction , which can be made from artificial or manually depending on the type of work , we know that the compacted material , this tends to reduce its volume , but increases its density. A good quality control of a confirmed helps us get a compaction of high shear strength , decreasing compressibility ( reduction of settlements )

decrease in void ratio ( permeability reduction ) and reducing expansion, contraction of binders .

To classify whether asserted our compact is suitable or not for use as a subgrade layer paving roads , it is important to perform a quality control material to be compacted , for which we will granulometry tests limits Attenberg , natural humidity , CBR test , etc. . and classify the material by AASHTO , to determine the type of said , the ability of that said , if you are able or not to support light traffic loads , since our goal is to develop an auxiliary avenue, located at the crossroads sings Callao avenue and avenue alders located in the district of San Martin de Porres , Lima.

PALABRAS CLAVE (KEY WORD):

I. INTRODUCCION:

En el siguiente trabajo se realizara una serie de ensayos en el laboratorio, para ver la importancia del control de calidad del afirmado. Para lo cual aremos una serie de ensayos para determinar las propiedades físicas y mecánicas del material con el cual se quiere compactar la vía auxiliar, ubicada en la Av. Canta Callao cuya finalidad es de soportar carga de transporte liviano. Sabemos que cada material tiene diferentes propiedades, por lo cual debemos de saber utilizar el material de acuerdo a la obra que se presente, en nuestro caso analizaremos si nuestra muestra de afirmado es apto o no para ser utilizado como subrasante en una vía de transito liviano.

Objetivo general

Nuestro objetivo, es realizar el control de calidad de una muestra de afirmado, con los ensayos ya realizados durante el ciclo. Y también clasificar el afirmado según la norma internacional AASHTO (clasificación de suelos con el propósito de diseñar estructuralmente pavimentos).

Objetivo especifico

Se definirá si la muestra de afirmado puede ser utilizada como capa subrasante en una vía de pavimentación.

Normas técnicas peruanas.

MTC E 108 – 2000Basado en la norma ASTM D 2216(Contenido de humedad)

NTP 339.090:1998SUELOS. Preparación en seco de muestras de análisis granulométrico y determinación de las constantes del suelo

Normas técnicas de asociación:

ASTM D 1557Método de ensayo estándar para determinar la relación humedad-densidad de suelos y mezclas de suelo-agregado usando un martillo de 4,54 kg y una caída de 457mm

ASTM D1883-07e Standard Test Method for CBR (California Bearing Ratio) of Laboratory-Compacted Soils

II. MATERIAL Y METODOS:

Para la elaboración del control de calidad del afirmado, obtenido en la avenida canta callao, para la realización de una pista de transito liviano (pista auxiliar), se realizó los siguientes ensayos:

1. ENSAYOS DE IDENTIFICACIÓN DE SUELOS1.1. Análisis granulométrico por tamizado y sedimentación:Este ensayo tiene por objeto determinar los diferentes tamaños de las partículas de un suelo y obtener la cantidad, expresada en tanto por ciento de éstas, que pasan por los distintos tamices de la serie empleada en el ensayo, desde el tamiz de 2” hasta el tamiz N° 200.Cuando se quiera conocer la distribución de tamaños de las partículas inferiores a dicho tamiz (Nº 200), se debe completar este procedimiento con el de sedimentación.De este ensayo obtenemos:- Distribución granulométrica del suelo analizado.- Clasificación de los suelos granulares.- Se pueden obtener parámetros como el coeficiente de uniformidad, y coeficiente de curvatura.

1.2. Determinación de los Límites de AtterbergEs junto con la granulometría uno de los ensayos más comunes, debido a la información que se obtiene del mismo y la posibilidad de clasificar un suelo a partir de los datos obtenidos. El contenido de agua o humedad límite al que se produce el cambio de estado varía de un suelo a otroEl método usado para medir estos límites se conoce como método de Atterberg y los contenidos de agua o humedad con los cuales se producen los cambios de estados, se denominan límites de Atterberg (LL, LP, IP).

1.3. Contenido en humedad.Es junto con el contenido de vacíos, una de las características fundamentales para explicar el comportamiento del suelo (especialmente en aquellos de textura más fina), como por ejemplo cambios de volumen, cohesión, estabilidad mecánica.El método tradicional de determinación de la humedad del suelo en laboratorio, es por medio del secado a horno, la relación (%) entre el peso agua / partículas sólidas.Otros métodos para determinar el contenido de humedad: método del alcohol metílico, método del Speedy, y método nuclear.

1.4. Densidad de un sueloExisten diferentes normas para determinar las diferentes densidades de un suelo, dependiendo el uso que se le vaya a dar a las mismas. Así podemos distinguir entre densidad aparente, densidad seca, densidad relativa, densidad máxima y densidad mínima de suelos granulares.

2. ENSAYOS DE RESISTENCIA

2.1. Ensayo PróctorEl ensayo Próctor es un ensayo de compactación de suelo que tiene como finalidad obtener la humedad óptima de compactación de un suelo para una determinada energía de compactación.La humedad óptima de compactación es aquella humedad (%de agua) para la cual la densidad del suelo es máxima, es decir la cantidad de agua que hemos de añadir a un suelo para poderlo compactar al máximo con una energía concreta.Existen dos tipos de ensayo próctor. La realización de un tipo u otro deberá estar de acorde con el material y el equipo de compactación que se utilizará en obra.

2.2. Determinación de la capacidad de soporte CBR del sueloEl ensayo CBR mide la carga necesaria para penetrar un pistón de dimensiones determinadas a una velocidad previamente fijada en una muestra de suelo, compactada según su próctor, formada por tres probetas (generalmente compactada a 12, 25 y 56 golpes/capa).

3. CONTROL DE COMPACTACIÓN3.1. Determinación de la densidad “in situ”Método del cono de arena: Es un método en desuso, pero que debe utilizarse como calibración de otros métodos. Representa una forma indirecta de obtener el volumen del agujero utilizando para ello, una arena estandarizada compuesta por arena silícea normalizada.Método con densímetro nuclear: La determinación de la densidad y humedad a través de este método, está basada en la interacción de los rayos gamma provenientes de una fuente radiactiva y los electrones de las órbitas exteriores de los átomos del suelo, la cual es captada por un detector gamma situado a corta distancia de la fuente emisora, sobre, dentro o adyacente al material a medir.

III. RESULTADO

Después de haber desarrollado estos ensayos de, obtuvimos los siguientes resultados.

ANALISIS GRANULOMETRICO POR TAMIZADO

TAMIZ ABERTURA (mm) PESO RETENIDO (g)

PESO RETENIDO (g)

% RETENIDOPORCENTAJE ACUMULADO

RETENIDO QUE PASA3 pulg 75.000 0 0.00 100.002 pulg 50.800 0 0.00 100

1 1/2 pulg 38.100 0 893.40 2.93 2.98 97.021 pulg 25.400 0 1690.80 5.64 8.62 91.38

3/4 pulg 19.050 0 1805.20 6.02 14.64 85.363/8 pulg 9.500 0 3991.00 13.30 27.91 72.06

N° 4 4.760 1.5 4438.20 14.79 12.73 57.27N° 10 2.000 144.5 5198.60 17.33 60.06 39.94N° 20 0.840 125.8 4525.80 15.09 75.15 24.85N° 40 0.425 64.9 2334.90 7.78 82.93 17.07N°60 0.250 32.6 1172.80 3.91 86.94 13.06

N° 100 0.150 22.1 795.10 2.65 39.49 10.51N° 200 0.075 29 1043.30 3.48 92.97 7.03FONDO 0.000 58.67 2110.70 7.03 100 0TOTAL 479.07 29999.80 100

Después de haber realizado el análisis granulométrico por tamizado, obtuvimos la curva granulométrica, donde pudimos obtener los datos de Cu y Cc.

0.0100.1001.00010.000100.0000

102030405060708090

100

ABERTURA (mm)

PO

RCEN

TAJE

ACU

MUL

ADO

QUE

PAS

A (%

)CURVA GRANULOMÉTRICA

D10= 0.212 D30= 2.117 D60=9.042

Cu= D60D10

= 6.4

0.14 = 45.71

C c= D 302

D60 X D 10 = 0.952

6.4 X 0.14 = 1.01

DETERMINACIÓN DE LOS LÍMITES DE ATTERBERGLlegamos a determinar que nuestro afirmado, no tenía ni limite plástico, ni limite líquido, ya que a la hora de desarrollar el ensayo, se vio que era una arena.

LL: 0 LP:0 (NP)

CONTENIDO EN HUMEDAD

DENSIDAD DEL SUELO

ENSAYO PRÓCTOR

4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.01.95

2.00

2.05

2.10

2.15

2.20

2.25

f(x) = − 0.003449891019115 x³ + 0.0750533507237 x² − 0.4902351808208 x + 3.0638913145554

CONTENIDO DE HUMEDAD vs DENSIDAD SECA

Contenido de Humedad (%)

Dens

idad

Sec

a (g

/cm

3)

Máxima Densidad Seca: 2.226 gr/cm3

Optimo Contenido de Humedad: 9.68 %

ENSAYO CBR:

0.00 1.27 2.54 3.81 5.08 6.35 7.62 8.89 10.16 11.43 12.700.0

1000.0

2000.0

3000.0

4000.0

5000.0

6000.0

7000.0

Curva de Penetracion

Specimen A

Specimen B

Specimen C

Penetration (mm)

Forc

e on

Plu

nger

(Kpa

)

CBR ResultsResultado A = 12 B = 25 C = 56 D Promedio

2.54 mm Pen. 23.5 32.6 31.3 29.15.08 mm Pen. 20.9 29.7 36.7 29.1

Humedad (%) 11.18 11.18 11.18 11.18Dens (g/cm3) 1.85 1.95 2.04 1.95

DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD “IN SITU”

% Contenido de humedad 7%Densidad seca 1.97%

Max. Densidad seca(proctor modificado) 2.23%Grado de compactación 88.34

CLASIFICACION SUCS Y AASHTO

Al haber elaborado

IV. DISCUSIÓN

V. CONCLUSIONES

- La compactación es un método ideal para mejorar las propiedades Algunos suelos que se utilizan en obras de construcción.

- Todos los aspectos, como los reglamentos, las especificaciones técnicas, normas de ensayo y manuales técnicos, tienen por finalidad asegurar la calidad de las obras viales, es decir que cumplan el objetivo para el que fueron proyectados, al menor costo posible.

- La importancia de tener un control de calidad, es que pudimos observar que

VI. AGRADECIMIENTOVII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS