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INGENIERIA CIVILING. CARLOS MANUEL ARCIA FELIX

COMPACTACIÓN AASHTO

MANUAL DE PROCEDIMIENTODE CONTROL DE CALIDAD DELOS MATERIALES

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Objetivo:Las pruebas permiten determinar la curva de compactación delos materiales para terracerías y a partir de ésta inferir su masavolumétrica seca máxima y su contenido de agua óptimo.Consisten en determinar las masas volumétricas secas de unmaterial compactado con diferentes contenidos de agua,mediante la aplicación de una misma energía de compactaciónen prueba dinámica y, graficando los puntos correspondientes acada determinación, trazar la curva de compactación delmaterial.

AASHTO T 99-95AASHTO T 180-95

Normas:

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Materiales:El equipo para la ejecución de la prueba debe de estar encondiciones óptimas para su uso, calibrado, limpio,completo en todas sus partes y sin desgastarse. Todos losmateriales a emplear serán de primera calidad,considerando la fecha de caducidad, en su caso.

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Mallas ¾” y N°4

Cilindro de metal resistente a la corrosión, de diversos calibres, tejidos en formade cuadrícula, con abertura nominal de 19 y 4.75 mm respectivamente. El tejidoestará sostenido mediante un bastidor circulas metálico, de 206+ 2mm dediámetro interior y 68 + mm de altura, sujetando la malla rígida y firmementemediante un sistema de engargolado de metales, a una distancia de 500 mm deborde superior del bastidor. Para cribar las partículas mayores a de 4.75 mm(malla #4) también se podrán utilizar mallas con marco de 400 mm o más porlado, a fin de facilitar la operación.

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Regla

Metálica de aristas cortante, de aproximación de 25 cm de largo.

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Horno

Eléctrico de gas, provisto de termostato capaz de mantener unatemperatura de 105 + 5°c.

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Balanzas

Con capacidad mínima de 15 kg y aproximación a 5 g y otra conaproximación de 2kg y aproximación de 0.1g.

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Probetas

Una con capacidad de 500 cm3 y graduaciones a cada 10 cm3;otra con capacidad de 1000cm3 y graduaciones a cada 10 cm3.

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Cucharón

De 20 cm de largo, 11cm de ancho y 10cm de altura,formando un paralelepípedo rectangular con sólo cuatrocaras, cuya cara menor lleva acoplado un mango metálicode sección circular de 13 cm de largo.

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Base Cúbica

De concreto o de otro material similar con dimensiones mínimasde 40 cm por lado.

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Charolas

De lámina galvanizada, forma rectangular de 40 x 70 x 10 cm.

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Capsulas

Metálicas con tapa.

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Equipo de Seguridad:

• Son equipos llevados por el trabajador para protegerle de losriesgos que puedan producir daño físico o de salud.

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Casco

De alto impacto y dieléctrico con suspensión y ajustable.

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Lentes de Protección

De plástico resistente y con orificios laterales para laventilación.

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Cubreboca

Para filtrar el aire y evitar respirar los polvos finos dañinospara la salud.

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Botas de Seguridad

De cuero con casquillo de metal para proteger los dedosde los impactos.

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Variantes de las pruebasCada prueba según su tipo, se realizará compactando el materialcon el pisón y en número de capas que se indican en la tabla 2,con una de las cuatro variantes que se refieren a continuación ycuyas características se muestran en la Tabla 3 de este manual.

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1. Variante A, que se aplica a materiales que pasan la malla N°4 (4.75mm) y se compactan en el molde de 101,6mm de diámetro interior.

2. Variante B, que se plica a materiales que pasan la malla N°4 (4.75mm) y se compactan en el molde de 152,4mm de diámetro interior.

3. Variante C, que se aplica a materiales que pasan la malla ¾” (19mm) y se compactan en el molde de 101.6 mm de diámetro interior.

4. Variante D, que se aplica a materiales que pasan la malla ¾” (19mm) y se compactan en el molde de 152.4 mm de diámetro interior.

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Preparación de la Muestra

1. De acuerdo con lo indicado en las practicas de Secado,disgregado y cuarteo de Muestras, se separa por cuarteosuna porción representativa de aproximadamente 4 kg para lasvariantes A y C, de aproximadamente 7.5 kg, para lasvariantes B y D.

2. En el caso de las variantes A y B, el material se criba a travésde la malla N°4 (4.75 mm), mientras que para las variantes Cy D el material se criba a través de la malla ¾” (19 mm); enambos casos se efectúa el cribado en forma manual,colocando la fracción que pasa en una charola y desechandoel retenido.

3. Se homogeneiza perfectamente el material que constituye laporción de prueba.

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PROCEDIMIENTO

1.- A la porción preparada, se le agrega la cantidad de agua necesaria para queuna vez homogeneizada, tenga un contenido de agua inferior en 4 a 6% respecto alóptimo estimado.

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2.- En el caso de que se hayan formado grumos durante la incorporación del agua,se revuelve el material hasta disgregarlo totalmente. Se mezcla cuidadosamente laporción para homogeneizarla y se divide en tres fracciones aproximadamenteiguales, en el caso de la prueba estándar y en cinco porciones para la pruebamodificada.

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3.- Se coloca una de las fracciones de material en el molde de pruebasseleccionado de acuerdo con las variantes de que se trate, con su respectivaextensión, el cual se apoya sobre el bloque de concreto para compactar el materialcon el pisón que corresponda, aplicando 25 golpes para el caso de las variantes Ay C ó 56 golpes para las variantes B y D, repartiendo uniformemente los golpes enla superficie de la capa, como se muestra en la Figura 2. Para el caso de la pruebaestándar se utiliza el pisón de 2.5 kg, con una altura de caída libre de 30.5 cm ypara el caso de la prueba modificada, la masa del pisón y la caída libre serán de4.54 kg y 45.7 cm, respectivamente. Se escarifica ligeramente la superficie de lacapa compactada y se repite el procedimiento descrito para las capassubsecuentes.

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4.- Terminada la compactación de todas las capas, se retira la extensión del moldey se verifica que el material no se sobresalga del cilindro en un espeso promediode 1.5 cm como máximo; de lo contrario la prueba se repetirá utilizando depreferencia una nueva porción de prueba con masa ligeramente menor que lainicial. En el caso de que no exceda dicho espesor, se enrasa cuidadosamente elespécimen con la regla metálica.

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5.- A continuación, se determina la masa del cilindro con el material de prueba y seregistra como Wi, en g, anotándola en una hoja de registro, como la mostrada en lasiguiente figura.

6.- Se saca el espécimen del cilindro, se corta longitudinalmente y de su partecentral se obtiene una porción representativa para determinar su contenido deagua w, de acuerdo con el procedimiento de contenido de agua; se registran losdatos correspondientes a esta determinación en la misma hoja de registro como lamostrada en la siguiente figura.

7.- Se incorporan las fracciones del espécimen al material que sobró al enrasarlo,en su caso, se disgregan los grumos, se agrega aproximadamente 2% de agua conrespecto a la masa inicial de la porción de prueba y se repiten los pasos descritosen las fracciones 2 y 3.

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8.- Con la misma porción de prueba se repite lo indicado en la fracción 7,incrementando sucesivamente su contenido de agua, hasta que dicho contenidosea tal que el último espécimen elaborado presente una disminución apreciable ensu masa con respecto al anterior. Para definir convenientemente la variación de lamasa volumétrica de los especímenes elaborados respecto a sus contenidos deagua, se requiere compactar cuatro o cinco especímenes, que en la segundadeterminación la masa del cilindro con el espécimen húmedo, sea mayor que en laprimera y que en la pen{ultima determinación sea mayo que en la última.En materiales degradables es conveniente preparar muestras de prueba diferentespara cada determinación.

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CÁLCULOS Y RESULTADOS•

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6. En la misma gráfica que contiene la curva de compactación, se dibujan yunen con una línea continua, los puntos correspondientes a las masasvolumétricas secas del material y los contenidos de agua para los cualesestaría teóricamente saturado, calculados como se indica en la fracciónanterior, obteniéndose la curva de saturación teórica; se verifica que lacurva de compactación no corte la curva de saturación teórica. En la figurasiguiente , se muestra las curvas de 100% de saturación teórica típicascorrespondientes a materiales cuyas densidades relativas varían de 2.4 a2.8. Es usual trazar también las curvas correspondientes a grados desaturación teórica de 90 y 95%, las que si pueden ser cortadas por la curvade compactación. Para simplificar los cálculos que definen la curva de 100%de saturación teórica, dependiendo de la densidad de sólidos del material,los datos pueden tomarse de la siguiente figura.

7. Todos los cálculos correspondientes a la curva de compactación a que serefiere está cláusula, se reportan en el formato mostrado anteriormente. Fu

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PRECAUCIONES PARA EVITAR ERRORES

Para evitar errores durante la ejecución de la prueba, se observarán lassiguientes precauciones:

• Que las pruebas se realicen en un lugar cerrado, con ventilación indirecta,limpio y libre de corrientes de aire que puedan provocar pérdida de partículasdel material.

• Que la muestra utilizada para la prueba de compactación, se seque solamentelo necesario para poder disgregarla.

• Que durante la compactación, los golpes del pisón se repartan uniformementeen toda la superficie del espécimen, aplicando los golpes sucesivos en puntosdiametrales opuestos, manteniendo la guía en posición vertical, cuidando quela caída del pisón sea libre y que la superficie del mismo se mantenga limpia.

• Que la curva de compactación de agua del primer espécimen sea inferior alóptimo y que cada una de las ramas de la curva mencionada se defina comomínimo con dos puntos.

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Fin de la Presentación

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