Tarea 1 - Obras de Transporte

Tarea 1 Obras de Transporte. Tarea 1 Obras de Transporte.UNIVERSIDAD CENTROAMERICANA JOS SIMEN CAASDepartamento de Mecnica Estructural

Materia: Obras de transporteGrupo: Viernes en la maanaIntegrantes: Alberto Serrano, David Fernando00053209Portan Pea, David Eduardo00068010Portillo Machuca, Jos Amadeo00016211Recinos Garca, Rodrigo Benjamn00040810

Profesor: Ing. Rafael Alejandro GonzlezInstructor: Ing. Nstor EspaaTema: Ejercicios de clasificacin por AASHTO y ASTM Unificacin de granulometras por mtodo graficoFecha de entrega: lunes 20 de abril de 2015

Nota: _____________

ndice.Introduccin.3Desarrollo.4Programa para clasificacin.4Clasificaciones.5Mtodo grfico para el diseo de mezcla de dos suelos.11Combinacin de ms de 2 agregados12Conclusiones.14Recomendaciones.14Bibliografa.15

Introduccin.En el presente documento se realizan las tareas e investigaciones correspondientes a la prctica 1 de laboratorio de la materia obras de trasporte. Las tareas correspondientes a esta prctica son: Realizacin de un programa: Este programa deba permitirnos clasificar un suelo segn las normas AASHTO, tomando como datos de entrada los porcentajes retenidos en ciertas mallas al realizar granulometra, limite lquido y limite plstico. Este programa se presentara y probara el da de entrega del reporte.

Clasificacin segn AASHTO y ASTM: Para un listado de suelos, de los cuales conocamos su respectivo limite lquido, limite plstico y granulometra; Se deba realizar ambas clasificaciones.

Unificacin de muestras con curva granulomtrica (Mtodo grfico): Esto consista en investigar cmo se pueden combinar dos o ms muestras de suelo por medio de sus graficas de curva granulomtricas; tomando en consideracin rangos de granulometra deseados por parte de la mezcla de las muestras.

Desarrollo.Programa para clasificacin.Para la presente tarea se desarroll una aplicacin llamada ClassASTM para la clasificacin de suelos segn la norma ASTM para SUCS (D-2487) y AASHTO (D-3282). La aplicacin fue programada con el lenguaje VisualBasic.NET en el entorno de desarrollo integrado Microsoft Visual Studio 2013. A continuacin se presenta una captura de pantalla del programa:

Figura 1: Captura de pantalla de la aplicacin ClassASTM.

Clasificaciones.A continuacin se presentan las 10 granulometras a las que se les realiz la clasificacin AASHTO:POZO 1:Designacin de tamizDimetro de abertura (mm)% Retenido Parcial% Retenido acumulado% Acumulado que pasa

1/2 plg12.710.010.090.0

3/8 plg9.5225.035.065.0

#44.7515.050.050.0

#10210.060.040.0

#200.855.065.035.0

#400.4255.070.030.0

#600.2510.080.020.0

#1000.155.085.015.0

#2000.0755.090.010.0

Fondo10.0100.0

Tabla 1: Granulometra del pozo 1. Se determin que el suelo es No Plstico.Con los resultados de la tabla 1 se grafic la curva granulomtrica (figura 2) para determinar los dimetros efectivos D60, D30 y D10.

Figura 2: Curva granulomtrica del pozo 1.En la tabla 2 se presentan los dimetros efectivos de la granulometra del suelo del pozo 1:D10:0.075

D30:0.425

D60:7.551

Tabla 2: dimetros efectivos.Luego se calcula los coeficientes granulomtricos, es decir, el coeficiente de uniformidad y el coeficiente de curvatura, con las siguientes ecuaciones:(Ecu. 1)(Ecu. 2)Para la clasificacin SUCS se deben determinar los porcentajes de grava, arena y finos de la siguiente manera:(Ecu. 3)

(Ecu. 4)

(Ecu. 5)

Con todos estos resultados se sigue el proceso de eliminacin indicado en la norma D-2487 y se obtiene la siguiente clasificacin:SIMBOLO DE GRUPONOMBRE DE GRUPOSIMBOLO ABREVIADO

GP-GMGrava Mal Graduada con Limo y Arena(GP-GM)s

Para la clasificacin AASTHO es necesario determinar los porcentajes que pasan las mallas de 3 in, malla #10, malla #40 y malla #200. Estos porcentajes se muestran resaltados en la tabla 1. Para acompaar el smbolo de grupo se debe especificar el ndice de grupo que se calcula con la siguiente ecuacin: (Ecu. 6)En el caso del pozo 1, por ser un suelo no plstico, el ndice de grupo debe reportarse como cero. De esta manera la clasificacin AASTHO queda como sigue:SIMBOLO DE GRUPONDICE DE GRUPODESCRIPCIN

A-1-a0Excelente a Bueno

POZO 2:Designacin de tamizDimetro de abertura (mm)% Retenido Parcial% Retenido acumulado% Acumulado que pasa

#1029.09.091.0

#200.852.011.089.0

#400.4255.016.084.0

#600.259.025.075.0

#1000.152.027.073.0

#2000.0753.030.070.0

Fondo70.0100.0

Tabla 2: Granulometra del pozo 2. Se determin que el suelo tiene un LL=80 y un LP=35.

En este caso, como el porcentaje de suelo fino es mayor a 12, ya no es necesario hacer la curva granulomtrica y determinar los dimetros efectivos y los coeficientes granulomtricos para clasificar segn SUCS. En cambio, en este caso es necesario calcular el ndice de plasticidad como sigue:(Ecu. 7)Luego se debe graficar el LL contra el IP en la carta de plasticidad para determinar si el suelo se clasificar como de alta plasticidad o de baja plasticidad.

Despus se sigue el mismo proceso de eliminacin como en el caso del pozo 1 y se determina la siguiente clasificacin:SIMBOLO DE GRUPONOMBRE DE GRUPOSIMBOLO ABREVIADO

CHArcilla Densa Gravosag(CH)

Para la clasificacin AASHTO se utilizan los porcentajes que pasan las mallas de 3 in, malla #10, malla #40 y malla #200 resaltados en la tabla 2. Tambin se calcula el ndice de grupo con la ecuacin 6, as:

Con estos datos la clasificacin AASHTO queda de la siguiente manera:SIMBOLO DE GRUPONDICE DE GRUPODESCRIPCIN

A-7-533Regular a Malo

POZO 3:SUCS:SIMBOLO DE GRUPONOMBRE DE GRUPOSIMBOLO ABREVIADO

MLLimo Arenosos(ML)

AASHTO:SIMBOLO DE GRUPONDICE DE GRUPODESCRIPCIN

A-40Regular a Malo


GPGrava Mal Graduada con Arena(GP)s




SP-SMArena Mal Graduada con Limo(SP-SM)


A-2-70Excelente a Bueno


SMArena Limosa(SM)




SMArena Limosa(SM)




GPGrava Bien Graduada con Arena(WG)s




GMGrava Limosa(GM)


A-40Regular a Malo


GP-GMGrava Mal Graduada con Limo y Arena(GP-GM)s



Mtodo grfico para el diseo de mezcla de dos suelos.

La preparacin de mezclas de dos suelos para producir un tercero que tanga una granulometra que garantice ciertas propiedades deseables. Digamos que tenemos un suelo dividido en varias fracciones, conocido el porcentaje que constituye cada fraccin y se desea variar uno o ms de esos porcentajes, por la adicin de alguna proporcin de otro suelo, de granulometra conocida. El porcentaje de la mezcla que pasara por una cierta malla est dado por la ecuacin:(Ecu. 8)Donde A, B, C, son los porcentajes que pasan una cierta malla de un conjunto de suelos 1, 2, 3, que se van a combinar para formar un suelo nico; si a, b, c, son los porcentajes en que los susodichos suelos 1, 2, 3, van a entrar en combinacin.Cuando se tienen una mezcla de solo dos suelos, se tiene: (Ecu. 9)Donde a y b dan los porcentajes en que los suelos 1 y 2 deben combinarse.Los problemas son diversos dependiendo de la granulometra de los suelos que se tienen para combinar y al que se desea llegar, a veces bastara con garantizar algunos porcentajes apropiados de algunos tamaos especficos hasta tener que realizar toda una nueva curva granulomtrica.Cuando no sea muy fcil visualizar cul de los suelos componentes debe contribuir ms a la formacin de diferentes fracciones de mezcla la solucin grafica parece la ms apropiada.

Figura 3: Mtodo grfico para diseo de mezclas de dos materiales.Para realizar el mtodo grfico se comienza por dibujar un cuadrado en cuyos lados se colocan escalas de porcentajes granulomtricos en la disposicin mostrada. En la escala vertical de la derecha se intercepta los puntos segn la granulometra del material 1, igual se hace para el material 2 en la escala vertical izquierda. Se unen estos dos puntos que representan el porcentaje de cada malla de los dos materiales; se tendr, entonces, una recta para cada malla. Sobre estas rectas, haciendo uso de las escalas verticales, se sealan los lmites a los que deseamos que se sujete la mezcla.Ahora, si se trazan dos lneas verticales interceptando los puntos ms prximos entre todos los que corresponden a lmites de especificacin de mezcla, se habr limitado tal que si los porcentajes en que se mezclan los suelos 1 y 2 quedan dentro de ella, se producir una mezcla que automticamente resulta dentro de todas las especificaciones sealadas.Combinacin de ms de 2 agregados

Segn el mtodo de diagrama rectangular o mejor conocido como el mtodo grfico.En primer lugar se debe efectuar la mezcla de dos agregados, para el caso sera mezclar el agregado A con el agregado B con el mismo procedimiento explicado anteriormente, despus de obtener la nueva granulometra, sta se debe de mezclar con el agregado C.Como bien se mencion anteriormente, para mezclar los materiales A y B se siguen los pasos sealados anteriormente, para que esto quede mejor explicado, se har un ejercicio, tomando en cuenta el siguiente cuadro con las granulometras de diferentes suelos.AGREGADOSMallas

3/4"1/2"3/8"N 4N8N16N30N50N100N200

A927159.53092.60000

B10088.779685648.3403427.824.1

C10010010010061.53228.7300

Especifica-ciones80/10070/10061/9045/6934/5026/3818/2912/227/164/10

Tabla 3Puede observarse que la zona en que se cumplen todas las condiciones de ste problema resulta ser sumamente estrecha. La lnea media de esa zona se puede considerar como la mezcla ptima, cuyos valores se proyectan con lnea punteada al diagrama de la parte izquierda de la figura $$1, de manera que la mezcla de los suelos A y B se trata como un nuevo suelo que ha de ser mezclado con el suelo C. Es importante notar que en ste mtodo se mezclan dos agregados cada vez, repitiendo la operacin el nmero de veces que sea necesario.

Figura 4De la figura se puede obtener:Agregado C = 18%Agregado (A + B) = 82%Agregado B = 0.55 x 82 = 45%Agregado A = 0.45 x 82 = 37%Los coeficientes 0.55 y 0.45 se obtienen de la grfica de la derecha de la figura $$1 y representan las respectivas participaciones de los agregados B y A en la mezcla (A + B). Por lo tanto los porcentajes para constituir la mezcla total, as:A = 37%B = 45%C = 18%De acuerdo a los porcentajes obtenidos, la granulometra resultante se calculara como se indica en la siguiente tabla:

AGREGADOSMallas

3/4"1/2"3/8"N 4N8N16N30N50N100N200

0.37 A34.0426.2722.0211.103.330.960.000.000.000.00

0.45 B45.0039.9235.5530.6025.2021.7418.0015.3012.5110.85

0.18 C18.0018.0018.0018.0011.075.765.170.540.000.00

Total97.0484.1975.5759.7039.6028.4623.1715.8412.5110.85

Especifica-ciones80/10070/10061/9045/6934/5026/3818/2912/227/164/10

Tabla 4

Conclusiones.

De los resultados de la clasificacin del suelo, se puede observar que pueda variar considerablemente en una pequea distancia. Los pozos estn separados por una distancia de 500 metros y por ejemplo, las clasificaciones SUCS que se obtuvieron para el primero fue de una grava mal graduada con finos sin plasticidad y para el segundo una arcilla de alta plasticidad con mucha grava. Esto es una de las razones por las que es muy importante realizar los sondeos exploratorios para conocer lo mejor posible as propiedades de los suelos.

Respecto a la clasificacin AASHTO, tambin podemos ver una variacin en la valoracin como material de sub-base que la norma ofrece. Los suelos de los pozos 2, 3 y 9 se valoran como Regulares a malos y los dems como Excelente a bueno. De esto se concluye que la mayor parte de los suelos considerados presentan favorables condiciones para la construccin de carreteras.

El mtodo grafico de mezclas de dos tipos de suelo resulta ms prctico y eficiente que el mtodo analtico con la utilizacin de frmulas, ya que dicho mtodo grfico garantiza obtener buenos resultados con una buena esquematizacin del cuadro con escalas verticales y horizontales indicando porcentajes, tipos de mallas y rangos deseados en cada malla segn especificacin para un tercer suelo.Recomendaciones.

Se recomienda la implementacin de software, ya sea comercial, libre o propio para la realizacin de las clasificaciones y otros clculos que se deban realizar. Con esto se lograra optimizar los procesos involucrados, reduciendo el tiempo en que se realizan y eliminando los errores humanos que se puedan cometer durante el largo proceso de clculo. Por supuesto que esto no significa dejar de lado el anlisis de los datos con el criterio de quienes lo procesan, slo se buscara aportar una herramienta para ello. Si se trata de combinar dos tipos de suelos para realizar un tercero con caractersticas o porcentajes especficos en mallas podra ser de mucha utilidad el mtodo grafico de mezclas, una de las ventajas es que no es necesario de hacer uso de tanteos para lograr dichas especificaciones deseadas; sino que este mtodo arroja una zona, en el cuadro, tal que los porcentajes de la mezcla dentro de esta zona resulta automticamente dentro de todas las especificaciones deseadas.

Bibliografa. http://www.ingenierocivilinfo.com/2010/05/combinacion-de-agregados-proporcion-de.html http://www.anter.es/pdf/MANUAL-SUELOS.pdf?iframe=true http://www.bdigital.unal.edu.co/6167/8/9589322824_Parte2.pdf

2 Universidad Centroamericana Jos Simen Caas Universidad Centroamericana Jos Simen Caas 3

Tarea 1 - Obras de Transporte

Documents

Transcript of Tarea 1 - Obras de Transporte