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1CURSO: PAVIMENTOS UNIVERSIDAD RICARDO PALMAAlumno: Munayco Pineda Hernando Luis

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“AÑO DE LA PROMOCIÓN DE LA INDUSTRIA RESPONSABLE Y COMPROMISO CLIMÁTICO”

UNIVERSIDAD RICARDO PALMA

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

CURSO

: PAVIMENTOS

DOCENTE : M.Sc. Ing. NÉSTOR HUAMÁN

ALUMNO : Munayco Pineda Hernando Luis

CÓDIGO : 201110438

GRUPO : 01

SUBGRUPO : 02

2015 - I

CURSO: PAVIMENTOS UNIVERSIDAD RICARDO PALMAAlumno: Munayco Pineda Hernando Luis

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DEDICATORIA:

Agradecer hoy y siempre a mi familia por el esfuerzo realizado por ellos. El apoyo en mis

estudios, de ser así no hubiese sido posible. A mis padres y demás familiares ya que me

brindan el apoyo, la alegría y me dan la fortaleza necesaria para seguir adelante.


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ÍNDICE

INTRODUCCIÓN

1 EXPLOTACIÓN Y EXPLORACIÓN DE CANTERAS

1.1 Canteras 6

1.1.1 Selección de canteras 6

1.1.2 Clasificación de canteras 7

1.2 Exploración de canteras 10

1.2.1 Identificación de posible zona 10

1.3 Explotación de canteras 15

1.3.1 Maquinarias 15

1.3.2 Como se explota una cantera 19

2 DEFINICIONES

2.1 Peso específico 21

2.2 Análisis granulométrico 21

2.3 Límites de consistencia 23

2.4 Permeabilidad 25

2.5 Capilaridad 26

2.6 Contenido de humedad 26

2.7 Óptimo contenido de humedad 27

2.8 Máxima densidad seca 27

3 ENSAYO DE COMPACTACIÓN PROCTOR

3.1 Ensayo Proctor standard 28

3.2 Ensayo Proctor Modificado 28

4 CONCLUSIONES 33

5 BIBLIOGRAFÍA 34


5

INTRODUCCIÓN

El estudio de la mecánica de suelos es muy importante para el diseño óptimo de

cualquier obra de ingeniería civil, así también la extracción de materiales pétreos para

la construcción, ya que de esta actividad depende el buen desarrollo de las obras de

infraestructura que impulsan el crecimiento de un país.

Podemos definir a una cantera, como el lugar geográfico de donde se extraen o

explotan agregados pétreos para la industria de la construcción o para toda obra civil,

utilizando diferentes procesos de extracción dependiendo del tipo y origen de los

materiales, donde se puede presentar desde extracción con dragas en lechos de ríos

hasta utilizar explosivos en laderas de montañas y cámaras de explotación.

Previamente a su explotación hay que realizar sondeos, pozos, análisis para

cerciorarse de las propiedades y disposiciones de los yacimientos y bancos para su

mejor extracción.

Los ensayos de laboratorio de mecánica de suelos; ensayo de compactación, ensayo de

contenido de humedad, ensayo granulométrico, ensayo de limites se consistencia, son

muy importantes para determinar las características y propiedades del suelo de

fundación.


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1.- EXPLOTACIÓN Y EXPLORACIÓN DE CANTERAS

1.1 CANTERA

Se define como el lugar geográfico de donde se extraen o explotan agregados pétreos

para la industria de la construcción o para toda obra civil, utilizando diferentes

procesos de extracción dependiendo del tipo y origen de los materiales, donde se

puede presentar desde extracción con dragas en lechos de ríos hasta utilizar explosivos

en laderas de montañas y cámaras de explotación. Previamente a su explotación hay

que realizar sondeos, pozos, análisis para cerciorarse de las propiedades y

disposiciones de los yacimientos y bancos para su mejor extracción.

Toda cantera tiene una vida útil, y una vez agotada, el abandono de la actividad suele

originar serios problemas de carácter ambiental principalmente con la destrucción del

paisaje.

1.1.1 SELECCIÓN DE CANTERAS

Ubicación: del empleo de fotografías

aérea, de métodos geofísicos, llamados

también de explosión indirecta, como

gravímetro, sísmico, magnético,

eléctrico, radioactivo obtenemos la

descripción petrográfica, morfológica,

grado de meteorización, etc. del material.

Exploración: Se recurre a planos de

estratigrafía, las diaclasas y los planos de

fractura.

Muestreo: Recolección del agregado de acuerdo a como se encuentra en la cantera.

La muestra a recolectar 100 – 120 kg.


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Análisis de perfiles estratigráficos: Se evalúa la potencia bruta (volumen), evaluar

potencia útil (volumen utilizable) y nivel freático.

1.1.2 CLASIFICACIÓN DE CANTERAS

CANTERAS A CIELO ABIERTO

Método más usado en nuestro tiempos, comienza con la limpieza de la zona

donde se realizarán los trabajos es decir se eliminaran materias que son

distintas al material a extraer de la cantera.


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CANTERAS SUBTERRANEAS

El sistema de explotación que se llevó a cabo en la cantera fue el método de

sostenimiento natural con el uso de enormes pilares desbastados como sostén

del elemento horizontal y la explotación en caja de las fossae o galerías de la

cantera, para evitar derrumbes.

A estas canteras subterráneas se les conoce como del tipo fossae:

explotaciones en galerías con grandes salas para un mayor beneficio de la masa

rocosa. La recolección de datos y su adecuado estudio determinarán los

parámetros requeridos para definir los métodos de explotación; estos conceptos

deben incluir, entre otros:

Clasificación del suelo, roca o macizo rocoso.

Selección de la forma de la excavación (herradura, circular).

Análisis de estabilidad.

Selección de sistemas de sostenimiento.

Predicción del comportamiento del agua subterránea.

Requerimientos de recubrimientos.

Localización y configuración de portales.

Localización y adaptación del terreno para una planta de procesamiento

interna.

Definición y selección de equipos.


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CANTERAS ALUVIALES

Las de formación de aluvión,

llamadas también canteras

fluviales, en las cuales los ríos

como agentes naturales de

erosión, transportan durante

grandes recorridos las rocas

aprovechando su energía

cinética para depositarlas en

zonas de menor potencialidad formando grandes depósitos de estos materiales

entre los cuales se encuentran desde cantos rodados y gravas hasta arena, limos

y arcillas; la dinámica propia de las corrientes de agua permite que

aparentemente estas canteras tengan ciclos de autoabastecimiento, lo cual

implica una explotación económica, pero de gran afectación a los cuerpos de

agua y a su dinámica natural. Dentro del entorno ambiental una cantera de

aluvión tiene mayor aceptación en terrazas alejadas del área de influencia del

cauce que directamente sobre él.

En las canteras de río, los materiales granulares que se encuentran son muy

competentes en obras civiles, debido a que el continuo paso y transporte del

agua desgasta los materiales quedando al final aquellos que tiene mayor dureza

y además con características geométricas típicas como sus aristas redondeadas.

Estos materiales son extraídos con palas mecánicas y cargadores de las riberas

y cauces de los ríos.

CANTERAS DE ROCA

Otro tipo de canteras son las denominadas de roca, más conocidas como

canteras de peña, las cuales tienen su origen en la formación geológica de una

zona determinada, donde pueden ser sedimentarias, ígneas o metamórficas;

estas canteras por su condición estática, no presentan esa característica de

autoabastecimiento lo cual las hace fuentes limitadas de materiales.


10

Las canteras de peña, están ubicadas

en formaciones rocosas, montañas,

con materiales de menor dureza,

generalmente, que los materiales de

ríos debido a que no sufren ningún

proceso de clasificación; estas

canteras se explotan haciendo cortes

o excavaciones en los depósitos.

1.2 EXPLORACIÓN DE CANTERAS

La exploración de canteras estará orientada a ubicar la calidad, distancias y volumen

de los tipos de materiales necesarios como: suelos impermeables, suelos poco

permeables para zonas de recarga, arenas para filtros, suelos granulares para

transiciones y enrocamiento para protección. El consultor deberá ubicar y definir las

canteras más convenientes por cada tipo de material.

Se ejecutarán calicatas en las canteras

por cada tipo de material, como de

material impermeable y calicatas de

comprobación de las canteras existentes.

Además se ejecutará trincheras o

calicatas en las canteras de piedra para

examinar su calidad y tomar muestras


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para ensayos.

1.2.1 IDENTIFICAR POSIBLE ZONA

Documentación sobre posibles zonas.

Estudios geológicos.

Antiguas labores mineras.

Proximidad de otras canteras.

Zanjas y calicatas.

Sondeos con y sin recuperación de testigo.

En resumen consiste en la identificación de las posibles canteras a utilizarse para la

producción de agregados; una vez identificadas las canteras se procede a realizar las

exploraciones hasta una profundidad de 3.00 m describiendo el material encontrado en

cada una de ellas, las cuales se muestran en los registros de perforación.

Las muestras se deben de obtener como lo dicen las normas de la NTP y ASTM, y de

igual manera realizar las pruebas requeridas. Se tiene los siguientes datos:

NORMA TÉCNICA PERUANA 2001 NTP 400.010: AGREGADOS.

Extracción y preparación de las muestras.

I. Objetivo

La presente Norma Técnica Peruana establece los procedimientos

del muestreo del agregado grueso, fino y global, para los

propósitos siguientes:

Investigación preliminar de la fuente potencial de abastecimiento

Control en la fuente de abastecimiento.

Control de las operaciones en el sitio de su utilización.

Aceptación o rechazo de los materiales

II. Referencias normativas


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NORMAS TÉCNICAS PERUANAS

NTP 339.047:1979 HORMIGÓN (CONCRETO). Definiciones y

terminología relativas al hormigón

NTP 400.011:1976 AGREGADOS. Definiciones y clasificación de

agregados para uso en morteros y concretos

NTP 400.037:2000 AGREGADOS. Requisitos

NORMAS TÉCNICAS DE ASOCIACIÓN

ASTM C 702:1998 Standard Practices for Reducing Field Samples

of Aggregates to Testing Size.

ASTM D 2234:1999 Standard Practice for Test Method for

Collection of a Gross Sample of Coal.

ASTM D-3665:1999 Standard Practice for Random Sampling of

Construction Materials.

ASTM E 105-58:1996 Standard Practice for Probability Sampling

of Materials.

ASTM E 122:1999 Standard Practice for Choice of Sample Size to

Estimate the Average Quality of a Lot of Process.

ASTM E 141-91:1997 Standard Practice for Acceptance of

Evidence Based on the Results of Probability Sampling

III. Muestras confiables

Generalidades: De preferencia, las muestras para los ensayos de calidad

deberán ser obtenidas de productos acabados. La muestra de productos

acabados para ser ensayada por pérdida al desgaste de abrasión no estará sujeta

a chancado posterior o reducido manualmente, a menos que la medida del

producto acabado sea tal que requiera reducción posterior para los propósitos

del ensayo.

Inspección: El material será inspeccionado para determinar variaciones

perceptibles. El vendedor proveerá el equipo conveniente y necesario para la

inspección y el muestreo.

IV. Procedimiento


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Muestreo de carreteras (bases y

sub-bases): Seleccionar las

muestras al azar, tal como se

indica en la práctica normalizada

ASTM D 3665. Obtener por lo

menos tres incrementos iguales,

seleccionados al azar de la unidad

que está siendo muestreada y

combinarlos para formar una

muestra de campo, con una masa igual o mayor que la mínima recomendada en

el apartado 4.4.2. Tomar todos los incrementos de la profundidad total del

vagón, teniendo cuidado de excluir el material subyacente, marcar claramente

las áreas específicas de las que se tomó las muestras: un separador metálico

para delimitar el área podrá asegurar incrementos de masa iguales.

Número y masa de las muestras de campo: El número de las muestras de

campo (obtenidas por uno de los métodos descritos en el apartado requeridas

depende del estado y variación de

la propiedad a medirse. Designar

cada unidad de la que se obtuvo

la muestra de campo, previa al

muestreo. El número de muestras

de la producción deberá ser

suficiente como para otorgar la

confianza deseada en los

resultados de los ensayos.

Para agregado procesado, el

tamaño máximo nominal es la menor malla donde se produce el primer

retenido. Para agregado global (por ejemplo base o sub-base) la masa mínima

requerida será las muestras. Las masas de las muestras de campo citadas son

tentativas. Las masas deberán ser previstas para el tipo y cantidad de ensayos a

los cuales el material va a estar la mínima del agregado grueso más 10 kg.


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Sujeto y obtener material suficiente para ejecutar los mismos. La norma de

aceptación y ensayos de control están cubiertas por las NTP, donde se

especifica la porción de la muestra de campo requerida para cada ensayo.

V. Envío de las muestras

Transportar los agregados en bolsas u otros contenedores construidos como

para prevenir pérdidas o contaminación de alguna parte de la muestra; o daños

al contenido por el manipuleo durante el transporte. La identificación

individual de los contenedores de embarque para muestras de agregado estará

anexa o incluida tanto en el reporte de campo, en el parte de laboratorio y en el

reporte de ensayo.

De ellas se extraen muestras representativas para realizar los ensayos

respectivos verificando su calidad.

Con las muestras obtenidas de las perforaciones, se le realizaron los siguientes

ensayos de laboratorio:

Análisis Granulométrico por tamizado.

Contenido de Humedad

Límite Líquido y Límite Plástico.

Equivalente de Arena

Partículas chatas y alargadas.

Caras fracturadas.

Durabilidad con Sulfato de Sodio.

Ensayo Riedel Weber.

Adherencia del Agregado Grueso.

Sales solubles.

Abrasión.

Proctor.

C.B.R.

Los resultados de los ensayos efectuados tuvieron un carácter de verificación,

debido a que estas canteras han sido utilizadas anteriormente para la


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producción de agregados para mezcla asfáltica, base granular, tratamiento

superficial, relleno y concreto de cemento Portland; obteniéndose buenos

resultados durante la ejecución de la obra.

1.3 EXPLOTACIÓN DE CANTERAS

Dentro de las actividades propias de la extracción de materia prima de una cantera,

hay que considerar que esta se realiza por medio de métodos mecánicos, con la ayuda

de cierto tipo de maquinaria diseñada para este fin.

Actualmente se cuenta con una diversidad de equipo de última tecnología, encargado

de realizar este tipo de labores, de las cuales describiremos a continuación y

brevemente algunas funciones de las mismas:


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1.3.1 MAQUINARIAS

Excavadora

Se cuenta con excavadoras de 20 - 22 toneladas con capacidades de cucharon de 1

mt3. Esta es una de las maquinas más versátiles que hay en el mercado, ya que con la

misma podemos realizar diversas actividades, como ser: Carga de material, Arranque

de material en banco y la utilización en un aspecto más especializado que es en el

acople de un martillo hidráulico para quebrar piedras de gran tamaño.

Es una máquina de alta eficiencia, la cual tiene como objetivo primordial el cargar

material suelto de la cantera o del centro de acopio a cada uno de los vehículos

destinados para trasladar este material.

Cargadora sobre Ruedas

Su objetivo es muy parecido al de

la excavadora, solo que esta se

encuentra enmarcada a realizar

labores de carga de material a los

vehículos y alimentación de

tolvas. En algunas oportunidades y

según sea el tipo de actividad a

desempeñar esta es utilizada para

colocar en un patio de acopio las

piedras sobre tamaño que resultan de las voladuras primarias realizadas en la cantera.

Las capacidades del cucharon de esta cargadora es de 1.8 - 1.9 mt3

Tractor sobre Orugas

Esta máquina se puede considerar

como la herramienta principal de


17

la operación de una cantera, ya que es la maquina encargada de arrancar por medio de

un desgarrador todo el material de la cantera, que luego con la ayuda de las otras

máquinas mencionadas anteriormente, será cargado y trasladado a los centros.

Luego de desgarrado el material se procede a acumularlo en un punto específico de la

cantera con el fin de apilarlo y compactarlo de manera que no se humedezca cuando

caen lluvias en la zona. Dependiendo del Plan de Explotación que se esté

desarrollando, esta máquina va definiendo los frentes de trabajo, con el objetivo de

dejar taludes estables y sin ningún riesgo de derrumbe.

Martillo Hidráulico

Esta es una herramienta que se

puede acoplar a una cargadora o en

su defecto a una excavadora, la cual

se utiliza primordialmente para

quebrar piedras cuyas dimensiones

no son las adecuadas para ser

alimentadas a una trituradora.

Con este martillo y mediante una

serie de golpes transmitidos a través de una punta se logra quebrar la piedra y

reducirla al tamaño que se desea o solicita.

Trailetas

Son las unidades encargadas de trasladar el material suelto de la cantera a los centros

de acopio de los diferentes clientes, cuyas capacidades están dentro de los rangos de

18 - 22 mt3, con pesos que oscilan y dependiendo de la densidad del material entre las

14 - 30 toneladas.

Estas unidades cuentan con pailas de grandes dimensiones las cuales son accionadas

por medio de una bomba hidráulica, que acciona un pistón de levante, que ayuda a


18

descargar el material donde nuestro cliente lo especifique. Se tiene el cuidado que la

zona en la cual se descargara deberá de estar firme y nivelado, evitando con esto

volcaduras del vehículo.

Perforadora Neumática (Dril)

Se utiliza exclusivamente en la perforación de agujeros en un área destinada a ser

volada con la ayuda de explosivos. La ubicación de estos agujeros sigue el patrón

estipulado por el diseño de la voladura, lo cual determina también la profundidad a la

cual deben llegar los mismos.

Este tipo de máquinas pueden perforar diámetros de 2 1/2" hasta las 5", los cuales

después de realizados son cargados con explosivos, que por medio de un iniciador de

alta potencia son activados, generando energías que dan como resultado que el

material se pulverice.

Camión Mielero

Esta es la unidad es la encargada de realizar todos los abastecimientos de combustible

y lubricantes que necesitan las máquinas para su correcto funcionamiento.

Periódicamente y como parte de sus actividades está el brindar mantenimientos

preventivos a cada uno de los equipos.

Plantas Móviles de Trituración

Plantas Móviles de Trituración ofrece

las nuevas oportunidades de negocio

para los contratistas, los operadores de

cantera, el reciclado y la minería etc. Se

ofrece un perfecto plan de proyecto sin

contaminar el medio ambiente con alta

eficiencia y bajo costo.

Camiones Dumper

Se denomina Camión Dúmper al vehículo

autopropulsado sobre grandes ruedas, con caja abierta y muy resistente. Se utiliza para


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transporte de grandes volúmenes de acarreo de tierra o roca. A diferencia del Camión

Volquete, el bastidor, motor y caja de carga se diseñan conjuntamente y forman una

unidad completa e indivisible. Transporta en torno a 180 Tm. Supera importantes

pendientes y la carga se realiza por medios externos.

1.3.2 ¿CÓMO SE EXPLOTA UNA CANTERA?

Aprovechando de la pendiente, el depósito de material pétreo, se divide en capas

horizontales, con la finalidad de explotar varias capas (Bancos) simultáneamente. De

esta manera, la cantera va adquiriendo la forma escalonada.

FORMA DE EXPLOTACIÓN ESCALONADA.

Elementos de una Cantera

a) Altura de la cantera (H): Es la distancia vertical comprendida entre la

superficie de cobertura y el fondo de la misma.

b) Angulo de Extinción de la Cantera (β): Angulo formado por la línea de

borde de extinción respecto al plano horizontal. Toma en cuenta la

profundidad máxima de la cantera.

c) Borde Explotado (α1): Angulo de pendiente del terreno que queda

después del arranque del material. Debe mantener la armonía con la

naturaleza.

Elementos de un Banco


20

a) Plataforma de trabajo (1-2): Se denomina así a la superficie horizontal

limitada por la altura del banco.

b) Talud del Banco (3): Se denomina así a la superficie inclinada del banco

delimitada por un lado con el espacio explotado y por el otro por la

planta superior e inferior.

c) Angulo de talud del Banco (α): Es el ángulo que forma el talud del banco

con el plano horizontal.

d) Altura del Banco (h): Es la distancia vertical comprendida entre la

plataforma superior e inferior.

Dirección de Avance del Frente de Trabajo

Franja de explotación: Se denomina a “La parte del banco a cuyo ancho,

se explota sin cambiar de posición el transporte”.

Borde de Transporte: Sirve para z disponer en ellos vías de transporte,

sus dimensiones varían en dependencia del tipo de transporte rodante y el

número de vías.

Borde de Seguridad: Cumple con la misión de prevenir accidentes,

deteniéndose en ellas los trozos de roca que se desprenden del talud del

banco. El ancho de esta explanada nunca es inferior a 1/3 de la distancia

vertical entre ellas.


21

2.- DEFINICIONES

2.1 PESO ESPECÍFICO

Definición: El peso específico relativo de las

partículas sólidas de un suelo, G, es definido

como la relación entre el peso en el aire de un

volumen dado de partículas sólidas y el peso en

el aire de un volumen igual de agua destilada a

4° C y sometida a una atmósfera de presión.

Significado y uso:

El peso específico relativo de solidos es empleado en casi todas las

ecuaciones que relacionan las fases sólida, líquida y gaseosa presentes

en un volumen dado de material.

El término “partículas sólidas” utilizado en la ingeniería Geotécnica se

refiere a las partículas minerales que no son solubles en agua.

2.2 ANALISIS GRANOLUMETRICO


22

Definición: El análisis granulométrico

comprende la determinación cuantitativa del

tamaño de las partículas en los suelos. La

distribución de tamaños de partículas mayores

que 0.74 mm (74µm) (fracción retenida en la

malla N°200) es determinada por tamizado,

mientras que la distribución de tamaños de

partículas menores que 74 µm es determinada

mediante un proceso de sedimentación utilizando

un hidrómetro.

Significado y uso:

El análisis granulométrico consiste en separar y clasificar por tamaños las

partículas que conforman un suelo, para poder determinar las proporciones

relativas de los diferentes tamaños de partículas o granos. Es fundamental

para clasificar los suelos.

El análisis granulométrico por tamizado se realiza haciendo pasar una

muestra de suelo a través de una serie de mallas o tamices y pesando la

cantidad de material que queda retenida en cada tamiz.

La información obtenida del ensayo se presenta en forma de curva

semilogarítmica (curva granulométrica) donde las aberturas de las mallas

son las abscisas en escala logarítmica y el “porcentaje acumulado que

pasa” son las ordenadas en escala aritmética.

A partir de la curva granulométrica se puede determinar si el suelo

ensayado es un suelo bien graduado o si por el contrario se trata de un

suelo uniforme o pobremente graduado.

Errores posibles.


23

Estado defectuoso de las mallas. Es frecuente que las mallas presenten

deformaciones y roturas que las hace inadecuadas para la prueba, por lo

que deben revisarse antes de ser usadas.

Sobrecarga de las mallas. Éste es el error más común y serio en el análisis

por mallas; es la causa de que el material parezca más grueso de lo que

realmente es. Las muestras grandes deben cribarse en varias porciones.

Tiempo insuficiente de agitado de las mallas. Los materiales angulares

requieren de un tiempo de agitado largo que debe determinarse

experimentalmente.

Pérdida de agua de lavado con finos, por manipulación descuidada.

Arrastre de arena gruesa por el agua de lavado durante el proceso de

decantación sucesiva. Puede ser conveniente cribar el residuo de la prueba

del hidrómetro si se sospecha que esto ha ocurrido

Recomendaciones

Las muestras deben de estar completamente seca para su respectiva

granulometría

Las balanzas deben de estar bien calibradas al inicia la practica

El tamizado debe de realizarse por un lapso de 10min en forma individual

con movimientos circulares acenso ríales

No debe de exceder la muestra a cada tamiz por el método manual debido

a que daña el tamiz (sobre carga de la malla)

No se debe golpear los tamices con la mesa, se golpeara en forma suave

sobre un superficie blandas como periódicos

Las bandejas antes y después de la práctica han de estar limpias como

también los tamices (limpiar con la brochas)

2.3 LIMITES DE CONSISTENCIA


24

Definición: Los estados de consistencia son

fases generales por las que pasa el suelo al

irse secando y no existen criterios estrictos

para distinguir fronteras. El establecimiento

de éstas ha de hacerse en forma puramente

convencional, Atterberg estableció las

primeras convenciones para ello, y les dio el

nombre de límites de consistencia. Los

límites de consistencia propuestos por

Atterberg son los siguientes:

Límite líquido (LL): Es el contenido de humedad por debajo del cual el suelo se

comporta plásticamente. Es el límite entre el estado plástico y líquido.

Limite plástico (LP): Es el contenido de humedad por debajo del cual se puede

considerar al suelo como un material no plástico. Es el límite entre los estados

semi-sólido y plástico.

Límite de retracción o contracción: Cuando el suelo pasa de un estado

semisólido a un estado sólido y deja de contraerse al perder humedad.

Relacionados con estos límites, se definen los siguientes índices:

Errores posibles:

Límite líquido.

Dispositivo para determinar el límite mal construido ó mal ajustado

(Copa de Casagrande). Punto de percusión gastado. Restitución

dinámica de la base insuficiente.

Ranurador con punta gastada, lo que ocasiona que la ranura formada

en el suelo tenga más de dos milímetros de ancho en el fondo.

Corte incorrecto de la ranura. En suelos arenosos ocurre que el

material se desliza sobre la superficie de la copa al labrar la ranura. En

este caso, se subestima el límite líquido.

Pérdidas de agua durante la prueba. Para ciertos suelos, los resultados


25

obtenidos son muy variables, a menos que se realice la prueba en un

cuarto húmedo.

Límite plástico.

Rodado del cilindro con los dedos. Los dedos rompen el cilindro antes

de que el material llegue al límite plástico.

Diámetro final del cilindro incorrecto.

Detener la operación de rodado antes de tiempo. Si existe alguna duda

en cuanto a saber siya se ha llegado al límite plástico, es mejor volver

a rodar una vez más el cilindro que detener el proceso antes de lo

debido.

Límite de contracción.

Cápsula (ó anillo), no lubricada. Si el suelo se adhiere al recipiente,

la pastilla puede agrietarse durante el secado.

Pastilla sometida a secado demasiado intenso. La pastilla debe

secarse primero en el cuarto húmedo y después al aire en el

laboratorio, hasta observar un marcado cambio de color. Sólo

entonces puede meterse al horno.

Burbujas de aire entrampadas en el material.

Burbujas de aire entrampadas abajo de la pastilla del suelo o del

dispositivo para hundir la muestra en el mercurio.

2.4 PERMEABILIDAD

Definición: la permeabilidad es la capacidad que tiene un material de permitirle a

un flujo que lo atraviese sin alterar su estructura interna. Se afirma que un

material es permeable si deja pasar a través de él una cantidad apreciable de

fluido en un tiempo dado, e impermeable si la cantidad de fluido es despreciable.

La velocidad con la que el fluido atraviesa el material depende de tres factores

básicos:


26

la porosidad del material;

la densidad del fluido considerado,

afectada por su temperatura;

la presión a que está sometido el fluido.

Para ser permeable, un material debe ser

poroso, es decir, debe contener espacios

vacíos o poros que le permitan absorber

fluido. A su vez, tales espacios deben

estar interconectados para que el fluido

disponga de caminos para pasar a través

del material.

2.5 CAPILARIDAD

Definición: La capilaridad es un proceso de los fluidos que depende de

su tensión superficial la cual, a su vez, depende de la cohesión del líquido y que le

confiere la capacidad de subir o bajar por un tubo capilar.

Cuando un líquido sube por un tubo capilar, es debido a que la fuerza

intermolecular o cohesión intermolecular entre sus moléculas es menor que

la adhesión del líquido con el material del tubo; es decir, es un líquido que moja.

El líquido sigue subiendo hasta que la tensión superficial es equilibrada por el

peso del líquido que llena el tubo. Éste es el caso del agua, y esta propiedad es la

que regula parcialmente su ascenso dentro de las plantas, sin gastar energía para

vencer la gravedad.


27

2.6 CONTENIDO DE HUMEDAD

Definición: es la determinación de peso del agua contenida en los poros de una

muestra de suelo, mediante secado de ésta en un horno a una temperatura

constante de 110° C, hasta alcanzar el peso constante. El peso del agua evaporada

se considera como el peso del agua contenida en la muestra, y el peso del suelo

seco se considera como el peso de las partículas sólidas.

Significado y uso:

En muchos tipos de suelos, el contenido de humedad es una de las

propiedades índices más empleadas en la determinación del

comportamiento del suelo.

El contenido de humedad es usado en casi todas las ecuaciones que

expresan las relaciones entre las fases de aire, agua y sólidos presentes

en un volumen dado de un suelo. En los suelos cohesivos, su

consistencia depende del contenido de humedad que posean.

2.7 ÓPTIMO CONTENIDO DE HUMEDAD

Definición: cada suelo tiene un contenido de humedad con el cual alcanza su

densidad máxima bajo un esfuerzo de compactación dado. Este contenido de

humedad es el óptimo contenido de humedad (OCH).

Esta propiedad, que establece por primera vez R. PROCTOR en una serie de

artículos publicados en 1933, es la base de los procesos modernos de compactación

que se utilizan en la construcción de terraplenes, bases, presas de tierra, diques y

estructuras similares.

2.8 MÁXIMA DENSIDAD SECA Y ÓPTIMO CONTENIDO DE HUMEDAD

De la curva de compactación se obtiene la máxima densidad seca (M.D.S) y el

óptimo contenido de humedad (O.C.H). La máxima densidad seca es igual a la


28

máxima ordenada de la curva y el óptimo contenido de Humedad es igual a la

abscisa del punto de ordenada máxima.

Curva de compactación

3.

ENSAYO DE COMPACTACIÓN PROCTOR

La compactación de suelos es el proceso artificial por el cual las partículas de suelo

son obligadas a estar más en contacto las unas con las otras, mediante una

reducción del índice de vacíos, empleando medios mecánicos, lo cual se traduce en

un mejoramiento de sus propiedades ingenieriles.

La importancia de la compactación

de suelos estriba en el aumento de la

resistencia y disminución de la

capacidad de deformación que se

obtiene al someter el suelo a técnicas

convenientes, que aumentan el peso

específico seco, disminuyendo sus

vacíos. Por lo general, las técnicas de

compactación se aplican a rellenos


29

artificiales tales como cortinas de presas de tierra, diques, terraplenes para caminos

y ferrocarriles, bordes de defensas, muelles, pavimentos, etc.

Los métodos empleados para la compactación de suelos dependen del tipo de

materiales con que se trabaje en cada caso; en los materiales puramente

friccionantes como la arena, los métodos vibratorios son los más eficientes, en

tanto que en suelos plásticos el procedimiento de carga estática resulta el más

ventajoso. En la práctica, estas características se reflejan en el equipo disponible

para el trabajo, tales como: plataformas vibratorias, rodillos lisos, neumáticos o

patas de cabra.

3.1.- ENSAYO PROCTOR STANDARD

Es aplicable sólo a aquellos suelos que tienen un

30% o menos (en peso) de partículas retenidas en

la malla de ¾” (19 mm).

La compactación del suelo se realiza en tres capas,

empleando un martillo de 5.5 lbs. (2.49kg), que

cae a una altura de 12” (305 mm), siendo la

energía de compactación aplicada de 12400 lb-

pie/pie3 (61 ton-m/m3).

Método A

- Es aplicable al material que pasa la malla #4.

- Se puede emplear si más del 20% o menos (en

peso) del material es retenido en la malla #4

- Se utiliza molde de #4 (101.6mm) de diámetro.


30

- La compactación se realiza con 25 golpes por capa.

Método B

- Es aplicable al material que pasa la malla de 3/8”

(9.5mm). Debe emplearse si más del 20% en peso

del material es retenido en la malla #4 y 20% ó

menos es retenido en la malla de 3/8”.

- Se utiliza el molde de 4” de diámetro.

- se realiza con 25 golpes por capa.

Método C

- Es aplicable al material que pasa la malla de ¾”

(19.1 mm), Debe emplearse si más del 20% en peso del material es retenido en

la malla de 3/8” y menos del 30% es retenido en la malla de ¾”.

- Se emplea el molde de 6” (152.4 mm) de diámetro, La compactación se realiza

con 56 golpes por capa.

3.2.- ENSAYO PROCTOR MÓDIFICADO

Es aplicable sólo a aquello suelos que tienen

30% o menos (en peso) de partículas retenidas

en la malla de ¾” (19 mm).

La compactación del suelo se realiza en tres

capas, empleando un martillo de 10 lbs. (4.54

kg), que cae desde una altura de 18” (457 mm),

siendo la energía de compactación aplicada de

56000 lb-pie/pie3 (275 ton-m/m3).

Existen tres métodos diferentes para realizar el ensayo:

Método A

- Es aplicable al material que pasa la malla #4.


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- Se puede emplear si 20% o menos (en peso) del material es retenido en la malla

#4.

- Se utiliza el molde de 4” (101.6 mm) de diámetro.


Método B

- Es aplicable al material que pasa la malla de

3/8” (9.5mm).

- Debe emplearse si más del 20% en peso del

material es retenido en la malla #4 y 20% ó

menos es retenido en la malla de 3/8”

- Se utiliza el molde de 4” (101.6 mm) de

diámetro.


Método C

Es aplicable al material que pasa la malla de ¾” (19.1 mm).

Debe emplearse si más del 20% en peso del material es retenido en la malla

de 3/8” y menos del 30% es retenido en la malla de ¾”

Se emplea el molde de 6” (152.4 mm).

La compactación se realiza con 56 golpes por capa.

SIGNIFICADO Y USO

El suelo colocado como material de relleno en terraplenes, bases de carreteras,

etc. Se compacta para alcanzar un estado más denso, para mejorar sus

propiedades. Eventualmente los suelos de las cimentaciones pueden ser

compactados para mejorar sus propiedades, entonces depende mucho de su O.C.H

para así tener una densidad máxima.

Con la compactación de los suelos se logra:


32

Un incremento de la resistencia al corte, la cual es función de la densidad.

Un incremento del potencial de expansión.

Un aumento de la densidad.

Una disminución de la contracción

Una disminución de la permeabilidad.

Una disminución de la comprensibilidad.

De este listado se ve claramente que el problema de especificar la compactación

es algo más que el requerimiento simple de aumentar la densidad del suelo,

también es importante considerar los cambios colaterales, por lo que es muy

importante especificar el tipo de suelo al cual se aplican los criterios de

compactación en un proyecto determinado, con el fin de eliminar, por ejemplo,

problemas de cambio de volumen.

Los ensayos de compactación del laboratorio proporcionan las bases para

determinar el porcentaje de compactación y contenido de humedad necesario para

lograr las propiedades ingenieriles requeridas y para controlar la construcción a

fin de asegurar que se están alcanzando las especificaciones del proyecto.

Influencia de la energía de compactación

Curva de compactación


33

4. CONCLUSIONES

Son sumamente importantes los estudios de Geotecnia tanto en los laboratorios

como en el campo (insitu).

El material extraído de las canteras para el mejoramiento de la Subrasante,

base y sub-base del pavimento, debe ser cuidadosamente analizado y revisado,

debido a la importancia que tiene ésta para los esfuerzos compresionales que

se trasmiten en el pavimento.

De la explicación de los ensayos podemos tener un buen resultado siempre y

cuando se realice de manera correcta el procedimiento y así se evitara errores

en los cálculos.

Tener en cuenta el impacto ambiental al momento de explotar una zona, ya que

ocasiona alteraciones del suelo y modificación de sus propiedades.

De los ensayos de compactación podemos obtener la curva de compactación,

la cual nos permitirá determinar La máxima densidad seca y el óptimo

contenido de Humedad.


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5. BIBLIOGRAFÍA

1. Carla Insua Sharps (2009a). Guía de ensayo: Ensayo Proctor Modificado,

Ensayo Proctor Stantard. Lima: Laboratorio de Mecánica de Suelos,

Universidad Ricardo Palma (inédito).

2. Carla Insua Sharps (2009b). Guía de ensayo: Límite líquido, Límte plástico,

Limite de contracción. Lima: Laboratorio de Mecánica de Suelos, Universidad

Ricardo Palma (inédito).

3. Carla Insua Sharps (2009c). Guía de ensayo: Análisis granulométrico por

tamizado. Lima: Laboratorio de Mecánica de Suelos, Universidad Ricardo

Palma (inédito).

4. Braja, M. Das (2010). Fundamentos de Ingeniería Geotécnica. México:

Thomson editores.


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5. Wikipedia, explotación de canteras. Recuperado de

http://es.wikipedia.org/wiki/Cantera

6. Exploración y explotación de canteras, del Ing. Americo Montañez Tupayachi


http://es.wikipedia.org/wiki/Cantera

1ra pc pavimentpo.docx

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