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UNIVERSIDAD RICARDO PALMA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL

ENSAYO DE PROCTOR MODIFICADO CURSO

:

Pavimentos

PROFESOR

:

Ing. Fabiola Breña Silvera

ALUMNOS

:

Balvin Arauco Santiago

Kawabata Ponce, Andres Paz Foullman, María Refulio Lozano, Jackelyn Solis Jimenez, Eduardo

2016-II 1

I.

INTRODUCCIÓN En el presente informe se describe el ensayo de laboratorio: Proctor Modificado realizado en el Laboratorio de Suelos y Pavimentos de la Universidad Ricardo Palma. Mediante el cual se pretende obtener un dato teórico de la relación entre la humedad y el peso unitario de los suelos compactados en un molde, el cual ayudará a obtener un grado de compactación relacionado con lo anteriormente dicho respecto al terreno y realizar la Curva de Compactación.

II.

RESUMEN Para el ensayo Proctor Modificado se coloca una muestra de suelo con un contenido de agua seleccionado en cinco capas, en un molde de dimensiones dada y cada capa se compacta con 25 o 56 golpe de un martillo que se deja caer desde cierta altura, dándole al suelo un esfuerzo de compactación. Se determina el peso unitario seco resultante. El procedimiento se repite para un número suficiente de contenidos de agua para establecer una relación entre el contenido de agua para el suelo y el peso unitario seco. ABSTRAC In the modified proctor test is placed a soil sample with a selected water content in five layers, given a mold of dimensions, and each layer compacted with 25 or 56 blow of a hammer that is dropped from a height, giving the soil compaction effort. Determine the resulting dry unit weight .- The procedure is repeated for a sufficient number of water content to establish a relationship between water content and soil dry unit weight.

III.

OBJETIVO Determinar la relación entre el Contenido de Agua y Peso Unitario Seco de los suelos (curva de compactación) compactados en un molde de 10.160 ± 0.04 cm de diámetro con un pisón de 4.54 ± 0.01 Kg que cae de una altura de 45.72 ± 0.16 cm, produciendo una Energía de Compactación de 27.485 Kg.cm/cc.

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IV.

MARCO TEÓRICO El término compactación se utiliza en la descripción del proceso de densificación de un material mediante medios mecánicos. El incremento de la densidad se obtiene por medio de la disminución de la cantidad de aire que se encuentra en los espacios vacíos que se encuentra en el material, manteniendo el contenido de humedad relativamente constante. En la vida real, la compactación se realiza sobre materiales que serán utilizados para relleno en la construcción de terraplenes, pero también puede ser empleado el material in situ en proyectos de mejoramiento del terreno. El principal objetivo de la compactación es mejorar las propiedades ingenieriles del material en algunos aspectos:  Aumentar la resistencia al corte, y por consiguiente, mejorar la estabilidad, de terraplenes y la capacidad de carga de cimentaciones y pavimentos.  Disminuir la compresibilidad y, por consiguiente, reducir los asentamientos.  Disminuir la relación de vacíos y, por consiguiente, reducir la permeabilidad.  Reducir el potencial de expansión, contracción o expansión por congelamiento. Para medir el grado de compactación de material de un suelo o un relleno se debe establecer la densidad seca del material. En la obtención de la densidad seca se debe tener en cuenta los parámetros de la energía utilizada durante la compactación y también depende del contenido de humedad durante el mismo. Las relaciones entre la humedad seca, el contenido de humedad y la energía de compactación se obtienen a partir de ensayos de compactación en laboratorio. La compactación en laboratorio consiste en compactar una muestra que corresponda a la masa de suelo que se desea compactar, con la humedad calculada y en un molde cilíndrico de volumen conocido y con una energía de compactación especificada. En la actualidad se presentan diferentes tipos de ensayos los cuales determinan el grado de compactación del material, entre otros se pueden encontrar los ensayos de: Método del martillo de 2.5 Kg, método del martillo de 4.5 Kg, Proctor (estándar), Proctor modificado y el método del martillo vibratorio. Los primeros cuatro están basados en la compactación dinámica creada por el impacto de un martillo metálico de una masa específica que se deja caer libremente desde una altura determinada, el suelo se compacta en un número de capas iguales y cada capa recibe el mismo número de golpes. La compactación en el quinto ensayo está basado en la combinación de presión estática y la vibración. El suelo se compacta en tres capas iguales presionado fuertemente hacia abajo el compactador vibratorio durante 60 segundos en cada capa. Los resultados obtenidos a partir del ensayo proporcionan una curva, en la cual el pico más alto dicta el contenido de humedad óptima a la cual el suelo llega a la densidad seca máxima. Por medio de los ensayos sé a podido determinar que por lo general la compactación es más eficaz en los materiales bien gradados que 3

contienen una cantidad de finos que en los materiales de gradación uniforme que carecen de finos.

TABLA ENSAYO DE COMPACTACIÓN PROCTOR

GUÍA DE REEMPLAZO DE MATERIAL PARA EL ENSAYO PROCTOR ESTANDAR O MODIFICADO

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V.

MATERIALES 

Moldes cilíndricos de metal con collarines de extensión de aproximadamente 11.64 ± 0.05 de altura



Pistón de Compactación Modificado - ASTM D-1557-91



Balanza con sensibilidad de 0.01 gr. Para especímenes de hasta 200 gr. y con sensibilidad de 0.1 gr. para especímenes de más de 200gr.



Taras hechas de un material resistente a la corrosión y al cambio de peso debido al calentamiento repetitivo.



Horno con control termostático, capaz de mantener una temperatura de 110 ± 5ºC.



Tamices N°3, N°4 y 3/8”



Utensilios para mezclar, tales como: bandejas, badilejo, espátula, etc.

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VI.

PROCEDIMIENTO PREPARACIÓN DE LA MUESTRA  

La cantidad de muestra requerida es de aproximadamente 50 kg. Para preparar la muestra se debe determinar el porcentaje de material retenido en las mallas N°4, 3/8” y ¾”, con la finalidad de seleccionar el método adecuado.

Después de tamizar la muestra a utilizar en el Ensayo de Proctor Modificado realizado, seleccionamos el método a utilizar: METODO B y nos guiamos de la tabla proporcionada por la docente a cargo del curso para proseguir con el ensayo. PREPARACIÓN DEL EQUIPO  

Seleccionar el molde y martillo de compactación adecuado para el Método B Determinar el peso del molde y registrar su valor, redondeándolo al gramo. Ensamblar el molde y base.  Verificar que el martillo de compactación se encuentre limpio y en buen estado de funcionamiento. PROCEDIMIENTO  Tamizar la muestra por las mallas N°4 (4.76 mm), 3/8” (9.52 mm) y ¾” (19 mm), dependiendo del método que va a utilizar.

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 Preparar cuatro especímenes con cinco contenidos de humedad diferentes de 3 Kg aproximadamente. El contenido de humedad optimo estimado deberá estará comprendido dentro del rango de los cinco contenidos de humedad de los especímenes.

 Primero debe prepararse un espécimen con un contenido de humedad cercano al óptimo. Esto se consigue añadiendo repetidamente cantidades conocidas de agua y mezclando. Con la práctica es posible encontrar visualmente una humedad cercana a la óptima, ya que típicamente los suelos que se encuentran con su contenido de humedad optimo pueden ser amasados hasta formar un terrón que se mantiene unido cuando cesa la presión de la mano, pero que se quiebra limpiamente en dos secciones cuando se le quiere doblar.  Seleccionar contenidos de humedad para el resto de los especímenes de modo que se llegue a obtener valores por encima y por debajo del valor del contenido de humedad óptimo entre el 2% aproximadamente.

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Cuando el ensayo es realizado con suelos con contenido significativo de limos y arcillas, es recomendable preparar los especímenes con sus respectivos contenidos de humedad el día anterior y dejarlos reposando en un recipiente o bolsa sellada a fin de uniformizar la cantidad de agua en la muestra.

 Se pesa el molde y su base. Se coloca el collar ajustable sobre el molde.

 Con la ayuda de un vernier, medir varias veces la altura y el diámetro interior del molde a fin de determinar su volumen promedio, luego ensamblar y asegurar el molde a la base.  Compactar el espécimen en cinco capas según lo especificado en la tabla. Cada capa debe tener aproximadamente el mismo espesor. Antes de la compactación, colocar le suelos dentro del molde y acomodarlo hasta lograr un espesor uniforme. Aplastar el suelo ligeramente con la ayuda del martillo para que la superficie a compactar no se encuentre fofa ni suelta. Realizar la compactación empleando el martillo y el número de golpes correspondiente al método, en nuestro caso, 25 golpes.

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 Es importante hacer notar que luego de efectuadas las primeras dos o cuatro capas (en los ensayos Standard y modificado, respectivamente), todo el material que quede sin compactar, adherido a las paredes del molde, debe ser removido antes de añadir el suelo correspondiente a la capa siguiente  Para la última capa, colocar el collarín de extensión a fin de facilitar la compactación de la última capa. La cantidad de suelo utilizada debe ser tal que quede dentro del collarín, pero sin exceder ¼” (6 mm) por encima del molde.

 Una vez terminada la compactación, retirar el collarín y la base, remover el suelo excedente empleando un cuchillo, pesar el molde con el suelo compactado y registrar el valor correspondiente, aproximándolo al gramo.

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 Remover el material del molde y obtener un espécimen para determinar el contenido de humedad usando todo el suelo o una porción representativa extraída de la zona central del molde.

 Anotar el número y registrar el peso de una tara de secado y colocar el espécimen húmedo, luego determinar el peso del conjunto y registrar su valor.  Colocar la tara con el material en el horno y dejarlo secar durante 24 horas.  Transcurrido este tiempo retirar la tara del horno, dejarlo enfriar hasta que pueda ser fácilmente manipulable y determinar luego su peso conteniendo el suelo seco, registrando el valor correspondiente. Repetir el ensayo con las muestras restantes que poseen otros contenidos de humedad.

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VII.

CÁLCULOS Y RESULTADOS

VIII.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 11

IX.



Se verifica en el ensayo un óptimo contenido de humedad de compactación: 4.74%, así como la máxima densidad seca: 2.18 gr/cc, con la finalidad de obtener una muy buena compactación en campo. Si se reproducen las condiciones en la práctica, los resultados serían realmente confiables.



La curva de compactación fue obtenida a través de una hoja de cálculo de Excel proporcionada por la docente encargada del curso, la cual nos arroja inmediatamente un gráfico mostrando los valores para OCH y MDS.



Existen otros métodos para hallar el volumen del molde, en este caso, el volumen ya que hallado y entregado como dato en el laboratorio, pero, de lo contrario es importante hablar la temperatura del agua para clasificar su densidad según una tabla que hemos hallado en mayoría de libros de mecánica de suelos teniendo ya el peso del agua y su densidad, podemos hallar el volumen de la misma.



Se recomienda estratificar las capas compactadas antes de poner otra encima para una mejor adherencia entre dichas capas.



Se recomienda hacer un ensayo de plasticidad antes de agregar agua a la muestra para modificarla ya que puede estar opima para el primer ensayo.

BIBLIOGRAFÍA  

FUNDAMENTOS DE INGENIERIA GEOTECNICA – Brajam Das. MECANICA DE SUELOS - Juárez Badillo

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