INFORME DE GRANULOMETRIA DE UNA BASE GRANULAR. LAB DE PAVIMENTOS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

LABORATORIO DE PAVIMENTOS ING. HÉCTOR TINTAYA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DE AREQUIPA

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

CURSO: PAVIMENTOS

JEFE DE PRÁCTICAS: ING. HÉCTOR TINTAYA

PRÁCTICA # 01 REF. MTC E107-2000

TEMA: “GRANULOMETRÍA”

NOMBRE: Herbert Daniel Flores Yancachajlla

CUI: 20084127

GRUPO: B

DÍA/ HORARIO: Jueves 2-4 pm

FECHA DE PRÁCTICA: Jueves, 08 de mayo del 2014

FECHA DE ENTREGA: Jueves, 15 de mayo del 2014

AREQUIPA-PERÚ



TEMA: ANÁLISIS GRANULOMETRICO

NORMA: MTC E 107-2000, ASTM D422, AASHTO T88.

1.-OBJETIVOS:

Realizar el análisis granulométrico del agregado en estudio.

Determinar las características necesarias para la clasificación del suelo: diámetros

representativos, % retenido, coeficientes, límite líquido, límite plástico, etc.

Clasificar el suelo de acuerdo a los sistemas SUCS, AASHTO, ETC.

1.1. OBJETIVOS ESPECIFICOS

La determinación cuantitativa de la distribución de tamaños de partículas de

material.

Determinar los porcentajes de material que pasan por los distintos tamices de la

serie empleada en el ensayo, hasta el N° 200.

2.-MARCO TEÓRICO/EXPOSICIÓN GENERAL

GENERALIDADES

En la clasificación de los suelos para usos de ingeniería es universalmente acostumbrado

utilizar algún tipo de análisis granulométrico. Una parte importante de los criterios de

aceptabilidad de suelos para carreteras, aeropistas, presas de tierra, diques, y otro tipo

de terraplenes es el análisis granulométrico. La información obtenida del análisis

granulométrico puede en ocasiones utilizarse para predecir movimientos del agua a

través del suelo, aun cuando los ensayos de permeabilidad se utilizan más comúnmente.

La susceptibilidad de sufrir la acción de las heladas en suelo, una consideración de gran

importancia en climas muy frios, puede predecir a partir del análisis granulométrico del

suelo.

El análisis granulométrico es un intento de determinar las proporciones relativas de los

diferentes tamaños de grano presentes en una masa de suelo dada. Obviamente para

obtener un resultado significativo la muestra debe ser estadísticamente representativa de

la masa de suelo.

La naturaleza estadística de la distribución de tamaños de partículas en un suelo hace que

aun las muestras representativas más cuidadosas produzcan curvas granulométricas no

muy reproducibles. Se puede decir que se ha obtenido un análisis reproducible si el

porcentaje de finos se encuentra en el orden de más o menos 1.5% del material más fino

que el tamiz N° 4 y aproximadamente más o menos 2.5% para los suelos granulares. Por

esta razón la escala utilizada en los gráficos mostrados es satisfactoria para uso general.



A partir de la curva de distribución granulométrica, se pueden obtener diámetros

característicos tales como el D10, D30, D50, etc. El D se refiere al tamaño del grano o

diámetro aparente, de la particula de suelo y el subindice denota el porcentaje de

material mas fino. El diámetro D10 es también llamado el tamaño efectivo de un suelo.

ANÁLISIS Y PRESENTACIÓN DE DATOS

En el análisis por tamices se obtienen los resultados de pesos parciales retenido en cada

uno de ellos.

Después se calcula los porcentajes retenidos parciales, los porcentajes acumulativos, los

porcentajes que pasan por cada tamiz.

Además es conveniente presentar resultados en forma gráfica que tabular.

La presentación gráfica se efectúa por medio de la curva granulométrica, que es la curva

de los porcentajes que pasa por cada tamiz, esta curva se gráfica en papel

semilogaritmico. En la ordenadas (escala natural del papel) se anotan los porcentajes que

pasa y en las abscisas (escala logarítmica del papel) se anotan los diámetros de los tamices

en milímetros.

A partir de la curva granulométrica se puede deducir en primera instancia el tipo de suelo principal y los componentes eventuales. Se puede encontrar el diámetro efectivo de los granos (D10); que es el tamaño

correspondiente al 10% en la curva granulométrica y se designa como D10.

Otros tamaños definidos estadísticamente que son útiles incluyen D60; D30.

La uniformidad del suelo se puede definir estadísticamente de varias maneras, un índice

antiguo pero útil, es el coeficiente de Uniformidad Cu que se define.

10

60

D

DCu

- Las Gravas bien graduadas tienen Cu > 4

- Las Arenas bien graduadas tienen Cu

> 6



Para clasificación de suelos es útil definir un dato complementario de uniformidad como

es el coeficiente de curvatura (Cc) definido como:

D10 x 60

)30( 2

D

DCc

Los suelos bien graduados; CC entre 1 y 3.

3.-PROCEDIMIENTO

a) APARATOS

Dos balanzas. Una con sensiblidad de 0.01g para pesar material que pase el tamiz

N° 4. Otra con sensibilidad 0.1% del peso de la muestra para el retenido también

de esta malla.

Tamices de malla cuadrada, se uso tamices de : 2”, 1”, 3/4”, ½”, 3/8”, N°4, N° 8, N°

10, N° 40, N° 100, N° 200.

Envases, adecuados para el manejo y secado de las muestras.

Cepillo y brocha, para limpiar las mallas de los tamices.

b) MUESTRA

1) Según sean las características de los materiales finos de la muestra, el análisis con

tamices se hace, bien con la muestra entera, o bien con parte de ella después de

separar los finos por lavado

2) Preparese una muestra para el ensayo como se describe en la preparación de

muestras para análisis granulométrico (MTC E 106), la cual estará constituida por

dos fracciones: una retenida sobre el tamiz N° 4 y otra que pasa dicho tamiz.

Ambas fracciones se ensayaran por separado.

3) El peso del suelo secado al aire y seleccionado para el ensayo, como se indica en el

modo operativo MTC E 106. Será suficiente para las cantidades requeridas para el

análisis mecanico: tenemos un diámetro nominal de 2” peso minimo de la porción

es 4000 gr, por lo que se trabajo adecuadamente.

*Para la porción de muestra retenida en el tamiz de 4,760 mm (N°4) el peso dependerá del tamaño máximo de las partículas de acuerdo con la Tabla 1.



c)

ANALISIS POR MEDIO DE TAMIZADO DE LA FRACCION RETENIDA EN EL TAMIZ N° 4.

Separese la porción de muestra retenida en el tamiz N° 4 en una serie de

fracciones usando los tamices de: : 2”, 1”, 3/4”, ½”, 3/8”, N°4. Dependiendo

del tipo de muestra o de las especificaciones para el material que se ensaya.

En la operación de tamizado manual se mueve el tamiz de un lado a otro y

recorriendo circunferencias de forma que la muestra se mantenga en

movimiento sobre la malla. Debe comprobarse al desmontar los tamices que la

operación esta terminada; esto se sabe cuando no pasa mas del 1% de la parte

retenida al tamizar durante un minuto, operando cada tamiz individualmente.

Si quedan partículas apresadas em la malla, deben separarse con un pincel o

cepillo y y reunirlas con lo retenido en el tamiz.

Se determina el peso de cada fracción en una balanza con una sensibilidad de

0.1%. la suma de los pesos de todas las fracciones y el peso, inicial de la

muestra no debe diferir en mas de 1%.

d) ANALISIS GRANULOMETRICO DE LA FRACCION FINA

El análisis granulométrico de la fracción que pasa el tamiz N° 4 se hara por

tamizado y/o sedimentación según las características de la muestra y según la

información requerida.

•Los materiales arenosos que contengan muy poco limo y arcilla, cuyos terrones en estado seco se desintegren con facilidad, se podrán tamizar en seco. • Los materiales limo-arcillosos, cuyos terrones en estado seco no rompan con facilidad, se procesarán por la vía húmeda. • Si se requiere la curva granulométrica completa incluyendo la fracción de tamaño menor que el tamiz de 0,074 mm (N° 200), la gradación de ésta se determinará por sedimentación, utilizando el hidrómetro para obtener los datos necesarios. Ver modo operativo MTC E 109. • Se puede utilizar procedimientos simplificados para la determinación del contenido de partículas menores de un cierto tamaño, según se requiera.



• La fracción de tamaño mayor que el tamiz de 0,074 mm (N° 200) se analizará por tamizado en seco, lavando la muestra previamente sobre el tamiz de 0,074 mm (N° 200) CLASIFICACION DE SUELOS: Existen varios métodos de clasificación de suelos- el conocido como Sistema Unificado de Clasificación de Suelos, el de la Asociacion Americana de Agencias Oficiales de Carreteras y Transporte (AASHTO), el Sistema del Departamento de la Agencia Federal de Aviación (FAA), El Sistema del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA), ASTM, etc. Actualmente, los departamentos estatales de transporte (antiguos departamentos de carretera) utilizan el sistema de clasificación de la AASHTO. El ingeniero de suelos acostumbra hacer una inspección visual como base primaria de clasificaciones, pero su terminología, la cual no debe consuderarse aquí, es muy similar a la del sistema unificado de clasificación de suelos. Todos los sistemas de clasificación de interés primordial para el ingeniero geotécnico utilizan los limites de Atterberg (LL Y LP) con un análisis parcial o total de granulometría, y el proceso de eliminación para la clasificación de un suelo. En todos los sistemas de clasificación es absolutamente esencial acompañar el símbolo de clasificación con la descripción del suelo, pues el símbolo particular de grupo es demasiado amplio y general como criterio de clasificación para suelos específicos.



4.-MEMORIA DE CÁLCULO

4.1 Valores de análisis de tamizado para la porción retenida en el tamiz de 4,760 mm (N°

4).

• Se calcula el porcentaje que pasa el tamiz de 4,760 mm (N° 4) dividiendo el peso que pasa dicho tamiz por el del suelo originalmente tomado y se multiplica el resultado por 100. Para obtener el peso de la porción retenida en el mismo tamiz, réstese del peso original, el peso del pasante por el tamiz de 4,760 mm (N°4). • Para comprobar el material que pasa por el tamiz de 9,52 mm (3/8"), se agrega al peso total del suelo que pasa por el tamiz de 4,760 mm (Nº 4) el peso de la fraccion que pasa el tamiz de 9,52 mm (3/8”) y que queda retenida en el de 4,760 mm (N° 4). Para los demás tamices continúese el cálculo de la misma manera. • Para determinar el porcentaje total que pasa por cada tamiz, se divide el peso total que pasa entre el peso total de la muestra y se multiplica el resultado por 100. 4.2 Valores del análisis por tamizado para la porción que pasa el tamiz de 4,760 mm (N° 4). *Se calcula el porcentaje de material que pasa por el tamiz de 0,074 mm (N° 200) de la siguiente forma:

*Se calcula el porcentaje retenido sobre cada tamiz en la siguiente forma:

*Se calcula el porcentaje más fino. Restando en forma acumulativa de 100% los porcentajes retenidos sobre cada tamiz. % Pasa = 100 - % Retenido acumulado Los materiales para la construcción de la base granular deberán satisfacer los requisitos indicados en la Subsección 400.02. Además, deberán ajustarse a las siguientes especificaciones de calidad: a. Granulometría La composición final de los materiales presentará una granulometría continua, bien graduada y según los requerimientos de una de las franjas granulométricas que se indican



en la Tabla 403-01 Para las zonas con altitud iguales o mayores a 3.000 msnm. se deberá seleccionar la gradación “A”.

De acuerdo a las condiciones del material granular, seleccionamos la gradación B. nuestra

curva granulomdtrica tendrá que estar dentro de estos limites.

CALCULOS

Todos los cálculos fueron hechos en hojas de calculo Excel, asi:

DIAMETRO(mm) RETENIDO (gr)

%RETENIDO %ACUMULADO PASANTE

63 100.00% 50 515 5.04% 94.96% 25 1880 18.41% 76.55% 19 700 6.85% 69.70%

12.5 778 7.62% 62.08% 9.5 533 5.22% 56.86%

4.75 1258 12.32% 44.54% 4549 44.54% 0.00% 10213 100.00%



TAMICES DIAMETRO(mm) RETENIDO (gr)

RETENIDO CORREGIDO

(gr)

% RETENIDO %ACUMULADO PASANTE

44.54%

N° 8 2.36 89.73 816.657537 8.00% 36.55%

N° 10 2 26.31 239.454584 2.34% 34.20%

N° 40 0.425 187.17 1703.48591 16.68% 17.52%

N° 100 0.15 125.9 1145.85071 11.22% 6.30%

N° 200 0.075 60.35 549.262034 5.38% 0.92%

FONDO 0 10.36 94.2892241 0.92% 0.00%

SUMA= 499.82 4549 44.54% -44.54%

SERIE DE TAMICES ASTM

TAMIZ DIAMETRO(mm) %PASANTE 2 1/2" 63.5 100.00% 2" 50 94.96% 1" 25 76.55% 3/4" 19.1 69.70% 1/2" 12.7 62.08% 3/8" 9.5 56.86% n°4 4.75 44.54% N° 8 2.38 36.55% N° 10 2 34.20% N° 40 0.425 17.52% N° 100 0.149 6.30% N° 200 0.075 0.92% FONDO 0 0.00%

TAMIZ GRADACION B1

GRADACION B2

50 100.00% 100.00% 25 75.00% 95.00%

9.5 40.00% 75.00% 4.75 30.00% 60.00%

2 20.00% 45.00% 0.425 15.00% 30.00% 0.075 5.00% 15.00%



0.010.1110100

% P

ASA

NTE

DIÁMETRO (mm)

CURVA GRANULOMÉTRICA

GRANULOMETRIA



0.010.1110100

% P

ASA

NTE

AC

UM

ULA

DO

DIÁMETRO(mm)

GRADACIÓN B & CURVA GRANULOMÉTRICA

GRANULOMETRIA

GRADACION B INF.

GRADACION B SUP.



5.-CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

Los diámetros representativos de la base granular son: D10= D30= D50=

D60=

El coeficiente de uniformidad es Cu=

El coeficiente de curvatura es Cc=

La clasificación SUCS es=

La clasificación AASHTO es=

Las pequeñas diferencias resultantes en el empate de las curvas obtenidas por tamizado y por sedimento, respectivamente, se corregirán en forma gráfica.

Tamices sobrecargados. Este es el error más común y más serio asociado con el análisis por tamizado y tenderá a indicar que el material ensayado es más grueso de lo que en realidad es. Para evitar esto, las muestras muy grandes deben ser tamizadas en varias porciones y las porciones retenidas en cada tamiz se juntarán luego para realizar la pesada.

Los tamices han sido agitados por un período demasiado corto o con movimientos horizontales o rotacionales inadecuados. Los tamices deben agitarse de manera que las partículas sean expuestas a las aberturas del tamiz con varias orientaciones y así tengan mayor oportunidad de pasar a través de él.

Para la realización de este ensayo se debe seguir los procedimientos descritos en las especificaciones de EM E 105, 106.

6.-REFERENCIAS WEB Y BIBLIOGRAFIA:

MTC E 107-2000-ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DE SUELOS POR TAMIZADO

Especificaciones Técnicas Generales para la Construcción de Carreteras, EG 2013,

SECCION 403/BASES GRANULARES

Manual de laboratorio de suelos en Ingeniería Civil- J. Bowles.

Apuntes de clase curso: MECANICA DE SUELOS I.

Apuntes de clase curso: PAVIMENTOS, Ing. C. Yanqui.

Mecánica de Suelos- Crespo Villalaz.

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Engineering

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