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Título: Efecto del aditivo Rocamix sobre la capacidad resistente de un suelo arcilloso

empleado como material de subrasante.

TRABAJO DE DIPLOMA

INGENIERÍA CIVIL

Autor: Heidy Sotolongo Hernández.

Tutor: MSc. Ing Juan M. Junco.

MSc. Lic. Pedro Morales Quevedo.

Cotutor: Dr. MSc. Ing. Eduardo Tejeda.

Junio 15, 2012

“Año 51 de la Revolución”

I

“EL TRIUNFO ES DE LOS QUE SE SACRIFICAN” José Martí

Dedicatoria

II

“A mis padres Elsa y Ricardo y mi hermano Ricardito por su gran esfuerzo y dedicación para

que siguiera adelante a lo largo del camino, sin a veces poder, siempre me apoyaron en los

momentos mas difíciles de mi carrera y de la vida, los amo mucho.´´

´´ A mi esposo Alain por ser mi amigo, mi compañero, por su comprensión y dedicación en los

momentos en que mas lo necesito.´´

´´A mis abuelos por sus buenos consejos, su buena educación y el amor que me brindaron

siempre.´´

´´ A mi familia que ha sido mi apoyo incondicional en todos los momentos de mi vida y en donde

siempre he encontrado una mano de ayuda.´´

Agradecimientos

III

En la vida no estamos siempre diciendo a todas las personas que nos quieren cuanto se les

agradece el esfuerzo y el apoyo para uno salir adelante, por lo que creo que este es un momento

especial para decirle a todas y cada una de las personas que me han apoyado a lo largo de mi

vida

“GRACIAS”.

Le agradezco a mis padres por brindarme todo y mas ,confiando siempre en mí.

A mi esposo por su amor y darme su apoyo y confianza.

A mi hermano por ser siempre mi mano derecha a lo largo de mi vida.

Le agradezco a los trabajadores del Ranchón de la Cujae por ser tan buenos compañeros

y ayudarme cuando lo necesité.

A mi familia la cual es tan grande : a mis tías ,mis tíos ,primos ,sobrinos ,a los mas

lejanos ,a todos; mi agradecimiento enorme por quererme tanto y ayudarme en estos

momentos de mi vida.

A mis tutores Mario Junco, Pedro Morales y Eduardo Tejeda por su colaboración y

entrega en el transcurso del trabajo.

Agradezco a todos los profesores del departamento de Mecánica de Suelos de la Facultad

de Ingeniería Civil y al profesor Carlos del departamento de matemática por brindar su

apoyo incondicional a la realización de esta investigación.

A mis amigas Yenobis, Daymara, Maydelis, Lellanis, Mirelis, Verena por estar cuando

necesito de su ayuda.

A mis compañeros de aula porque ellos estuvieron ahí en el transcurso de este largo y

difícil camino.

Resumen

IV

RESUMEN

El trabajo trata sobre la estabilización química de un suelo arcilloso, utilizando el sistema

Rocamix, técnica utilizada internacionalmente para el mejoramiento de los suelos, que ofrece

ventajas económicas y un incremento significativo de la resistencia. Particularmente se aplicaron

dos proporciones diferentes de Rocamix, al 50% y al 100% de la dosis que usualmente se ha

aplicado en trabajos precedentes, estableciéndose una comparación entre los resultados obtenidos

con estas dos variantes, para tener una referencia para futuros trabajos de estabilización. Se

concluye sobre los efectos provocados en el suelo, en relación con el incremento de resistencia,

obtenidos con estas dos variantes en el mejoramiento de una subrasante.

SUMMARY

The work has to do with the chemical stabilization of clayey soils, utilizing the system

Rocamix, technique utilized internationally for the improvement of the soils, that offers cost-

reducing advantages and a significant increment of resistance. Particularly two different Roca

mix proportions, to the 50 % to 100 % of the dose that usually has been applicable in preceding

works and were applicable, becoming established a comparison between the results obtained with

these two variants, to have a reference for future works of stabilization. You come to an end on

the effects provoked in the soil, relating to the increment of resistance, obtained with these two

variants in the improvement of a subgrades.

Índice

V

INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................... 1

1.1 Introducción .................................................................................................................... 5

1.2 Definición de los suelos ................................................................................................... 5

1.3 Suelos estabilizados con el Sistema Rocamix para utilizarlo como material de

subrasante… .............................................................................................................................. 6

1.3.1 Dimensionamiento de la subrasante……………………………………………….9.

1.4 Las arcillas y sus propiedades físicas… ...................................................................... 10

1.5 Técnicas de estabilización de suelos… ........................................................................ 13

1.5.1 Estabilizadores de suelos…………………………………………………………..13

1.6 Establización con Sistema Rocamix… ........................................................................ 24

1.7 Conclusiones parciales ................................................................................................. 28

CAPÍTULO 2: CARACTERIZACIÓN DEL SUELO DE SUBRASANTE … ................ . 29.

2.1 Generalidades................................................................................................................ 30

2.2 Ensayos de granulometría del suelo natural .............................................................. 30

2.2.1 Análisis por cribado………………………………………………………………...31

2.2.2 Análisis hidrométrico……………………………………………………………….33

2.3 Ensayos de Limites de consistencia… ......................................................................... 37

2.4 Clasificación del suelo. ................................................................................................. 41

2.4.1 Método SUCS………………………………………………………………………41

2.4.2 Método AASHTO…………………………………………………………………...43

2.5 Determinación del peso especifíco… ........................................................................... 45

2.6 Ensayos de compactación .… ....................................................................................... 47

2.6.1 Proctor estándar…………………………………………………………………...47

2.4.2 Proctor Modificado…………………………………………………………………50

2.7 Ensayo de CBR .......................................................................................................... …52

Índice

VI

2.8 Ensayo de Absorción Capilar… .................................................................................. 54

2.9 Conclusiones parciales ................................................................................................. 57

CAPÍTULO 3: RESULTADOS DEL SUELO CON LA ESTABILIZACIÓN CON

SISTEMA ROCAMIX Y CÁCULO DEL ESPESOR DE SUBRASANTE… ..................... 59

3.1 Introducción .................................................................................................................. 60

3.2 Diferentes ensayos con el suelo estabilizado ............................................................... 61

3.3 Preparacion del suelo estabilizado en laboratorio para realizar CBR .................... 62

3.4 Ensayo de Absorción Capilar ...................................................................................... 66

3.5 Preparacion del suelo para ensayo de compresión axial ........................................... 69

3.6 Cálculo de espesor de subrasante mediante el programa ALIZE ............................ 78

3.7 Conclusiones Parciales ................................................................................................. 84

CONCLUSIONES GENERALES ........................................................................................... 86

RECOMENDACIONES ........................................................................................................... 87

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................... 88

BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................................................... 89

ANEXOS .................................................................................................................................... 91

Introducción

1

Introducción.

El tema de estabilización del suelo no es un tema nuevo para la ingeniería moderna. Pero con el

desarrollo de la ciencia y la tecnología del mundo, cada día se requiere un método de

estabilización del suelo más eficiente, más económico y más ecológico. El sistema ROCAMIX es

una solución de estabilización del suelo que se está confirmando su utilidad y eficiencia. El

siguiente trabajo de investigación es una demostración de este método en la estabilización del

suelo arcilloso para las subrasantes.

Para tratar esta situación se han ingeniado métodos de estabilización, los que se encargan de

mejorar algunas propiedades de los suelos. Estos métodos de estabilización se describen con

mayor precisión en el capítulo I, donde se hace referencia a la utilización del producto

ROCAMIX líquido y las propiedades que mejora en el suelo según el manual.

Se mostrarán todos los resultados de ensayos en laboratorios de acuerdo con las normas cubanas

para determinar características del suelo, los parámetros de compactación, capacidad portante,

absorción capilar, antes y después de ser estabilizado tanto con la variante del 50 % como con

100% de la dosis del sistema Rocamix.

Introducción

2

Situación Problemática:

El suelo a utilizar no reúne las características y propiedades exigidas como material de

subrasante, por lo que se requiere mejorar, la solución podría ser la utilización del sistema

ROCAMIX .

Problema científico:

¿Qué efecto tendrá el aditivo Rocamix sobre la capacidad resistente de un suelo arcilloso?

Objetivo general:

Demostrar que las características mecánicas del suelo se mejoran mediante su estabilización con

el sistema ROCAMIX.

Objetivos específicos:

1. Determinar las propiedades mecánicas (CBR) de un suelo arcilloso, estabilizado con sales

cuaternarias de amonio (Rocamix), en las condiciones de diseño de una subrasante de carretera, y

compararlas con las exigencias de proyecto para un determinado tráfico de diseño.

2. Demostrar que con el empleo del aditivo químico se pueden reducir los espesores de

mejoramiento de la subrasante y obtener resultados más económicos.

Hipótesis:

El sistema ROCAMIX mejora las propiedades de los suelos arcillosos, incrementando su

resistencia a CBR.

Se triplica el valor del CBR con la dosis de Rocamix al 100% con respecto a la del 50%

,empleándolo así como subrasante.

Objeto de estudio:

Estabilización química del suelo arcilloso.

Tareas a realizar:

Búsqueda bibliográfica sobre el tema de estabilización química de los suelos.

Introducción

3

Ensayos de caracterización al suelo natural: granulometría, hidrómetro, límites de

consistencia (límite líquido y límite plástico), y peso específico.

Ensayos Próctor (Estándar y Modificado) y ensayos de CBR.

Ensayos al suelo estabilizado, añadiendo mitad 50% de ROCAMIX.

Comparación de los resultados del 50% y del 100% de la dosis del sistema Rocamix.

Cálculos con el programa ALIZE para obtener espesor de subrasante.

Alcance de la investigación:

La mejora de las propiedades mecánicas del suelo al estabilizar con el Sistema Rocamix.

Métodos y Técnicas:

Para cumplir con los objetivos de la investigación, se efectuaron ensayos en el laboratorio según

indican las normas cubanas. Se compararon los resultados obtenidos con los que regulan las

mismas. Además, se utilizaron criterios de especialistas que trabajan usualmente con este sistema

de estabilización química.

Estructura de la Tesis:

Introducción. Diseño metodológico.

Capítulo # 1. Mejoramiento de los suelos arcillosos utilizados como subrasante de

carrteras mediante el empleo de aditivos químicos.

Capítulo #2. Caracterización del suelo de subrasante.

Capítulo #3. Resultados del suelo con la estabilización con el Sistema Rocamix y cálculo

del espesor de subrasante.

Conclusiones finales y recomendaciones.

Referencias bibliográficas y bibliografía.

Anexos

Capítulo 1 Mejoramiento de los suelos arcillosos utilizados como subrasantes de carreteras mediante el empleo de aditivos químicos..

4

CAPITULO 1

MEJORAMIENTO DE LOS SUELOS ARCILLOSOS UTILIZADOS COMO

SUBRASANTES DE CARRETERAS MEDIANTE EL EMPLEO DE ADITIVOS

QUIMICOS.


5

1.1 Introducción

En esta investigación, es fundamental el conocimiento de los suelos y su comportamiento bajo

condiciones diversas que dependen de su historia geológica y composición .Así, en suelos

arcillosos, son importantes sus características actuales y sus reacciones a la acción de soluciones

químicas, al contacto con otros minerales, en general el estudio de suelos incluye mineralogía y

comportamiento bajo condiciones diversas.

Se presenta la “Estabilización de suelos” como una de las técnicas utilizadas con mayor

frecuencia en la actualidad cuando, los suelos, en su estado natural, no cumplen los requisitos

indispensables para ser empleados en una obra de ingeniería civil. La “Estabilización del suelo”

consiste en modificar las características físicas, mecánicas y químicas de los suelos; mediante la

aplicación de energía y/o sustancias que hacen que este mejore sus propiedades, donde el suelo

una vez estabilizado, pueda ser aprovechado con nuevas propiedades para el diseño y

construcción de diversas obras.

1.2 Definición de suelos.

El suelo es un conjunto organizado, de espesor variable (fluctúa desde algunos centímetros hasta

algunos metros) que recubre las rocas. Esta capa es un ente vivo que está en relación directa con

la vida vegetal. Está constituido por elementos minerales, cristalinos o amorfos; por elementos

orgánicos y seres vivos; agua y aire. [1]

Las propiedades químicas de los suelos están relacionadas con las propiedades físicas de los

mismos y estas a su vez con las biológicas y minerales. Entre las propiedades físicas más

importantes se encuentran la textura, estructura, estabilidad, porosidad, densidad aparente y real,

infiltración y conductividad hidráulica.

La textura expresa la cantidad de partículas individuales de arena, limo y arcilla presentes en un

determinado suelo y su interacción refleja la clase textural que puede ser desde arenosas donde

predominan las partículas de arena, francas donde predomina el limo y arcillosas donde la arcilla

es más abundante. Cada una de estas clases texturales tiene variaciones y combinaciones que

pueden ser determinadas mediante el triángulo de texturas. [1]


6

La estructura es la forma como se encuentran organizados los agregados del suelo y por

consiguiente determina la porosidad, las concentraciones de oxígeno, el agua que se puede

almacenar y su conducción en el suelo. Estas propiedades están directamente relacionadas con la

cantidad de oxígeno, agua, nutrientes, resistencia y soporte que un suelo puede ofrecer a las

raíces de las plantas, contribuyendo a una óptima germinación, desarrollo, crecimiento y

producción de cultivos.[1]

La capacidad de almacenamiento y retención de agua de los suelos está condicionada tanto por su

textura como por su estructura debido a la cantidad y tamaño de poros existentes en los mismos

(macro, mezo y microporos). Entre más franco a arcilloso sea un suelo, su porosidad presentará

mayor cantidad de mezo y microporos que pueden almacenar y retener agua y oxígeno en un

suelo y a su vez, mayor es la capacidad de soporte de un suelo. [1]

1.3 Suelos estabilizados con el sistema Rocamix para su utilización como material de

subrasante.

Antes de comenzar cualquier estudio que abarque el tema de subrasante se necesita primero

conocer el concepto de esta para así identificarse con esta parte estructural tan importante para el

adecuado comportamiento y la vida de la vía.

Se conoce como subrasante al nivel superior del movimiento de tierras cuando éste ha sido

terminado de acuerdo a proyecto y sobre el cual se construye la estructura de pavimento

compuesta normalmente por subbase, base y carpeta de hormigón o asfalto.[2]

Otra definición que la describe es el suelo portante inmediatamente bajo el pavimento y que le

sirve de cimentación a este a tal profundidad que pueda tener influencia en el diseño estructural o

en la vida del pavimento; puede consistir de materiales en excavación o terraplenes.[2]


7

Los suelos a utilizar para la subrasante deben cumplir las exigencias del libro ´´ Diseño y

Construcción de explanadas´´ [3]

• No deben contener partículas de diámetro mayor que 10 cm.

• El por ciento que pasa por el tamiz No. 200 debe ser inferior al 35%.

• La capacidad portante debe ser CBR mayor que el 5%.

• El cambio de volumen posterior a la compactación producto de la inversión debe ser menor

que el 2%.

• El valor del límite liquido debe ser menor de 34% o cumplir simultáneamente las condiciones

de LL menor que 40 e IP mayor que 0.6.

• El peso específico del suelo debe ser mayor o igual que 1.75

El buen uso de los suelos para la subrasante implica menores espesores de pavimento producto de

la mayor resistencia de ellos. Además, el uso de una capa de suelo uniforme a lo largo de un

tramo de carretera, proveen sustentación uniforme y mayor calidad y seguridad en construcción,

así como un mejor comportamiento de la vía, ya que poseen una mayor resistencia, mayor

permeabilidad y bajos valores de incremento de volumen cuando estos se sobre-humedecen.

La capacidad portante del suelo es la carga crítica que aportada a un suelo produce en él una

deformación irreversible consistente, normalmente, en un deslizamiento de capas adyacentes.

Cuanto mayor sea la capacidad portante mayor es la carga crítica. La capacidad portante es el

límite de resistencia y se puede medir a través del CBR, de manera que a mayor CBR mayor es la

capacidad portante.

Un suelo es estable cuando presenta buena resistencia a la deformación y es poco sensible a la

presencia de agua y cuando tiene cierta cohesión y rozamiento entre partículas.

En un suelo de arcilla pura no hay rozamiento interno entre las partículas y, exclusivamente,

tendrá cohesión. La relación entre tensiones cortantes y normales será constante.


8

Siempre que se disponga de estudios de laboratorio o de campo sobre las características

resistentes del macizo de suelos encontrados en la trayectoria de la vía, se puede estimar

teóricamente el espesor de subrasante necesario para garantizar el CBR de diseño, considerando

la humedad de cálculo, según las normas vigentes en Cuba.

De acuerdo a la NC 334/2004 en cada tramo del trazado debe garantizarse la categoría de

subrasante que corresponde al tráfico de diseño, es decir, para tráfico ligero debe garantizarse

como mínimo una subrasante aceptable (SA), para tráfico medio una subrasante media (SM) y

para tráfico pesado una subrasante buena (SB).[19]

El CBR mínimo para la subrasante será de 5%. En caso de subrasante débil, con CBR < 5% se

debe interponer un suelo de préstamo seleccionado entre la subrasante natural y la subbase, o

estabilizarse, con algún aditivo, como cemento, cal, materiales asfálticos o mediante un aditivo

químico como el ROCAMIX.

El valor obtenido para el CBR de diseño, define la categoría de subrasante según los criterios de

la tabla 1[19]

Tabla 1 Categorías de subrasante

CLASIFICACION DE SUBRASANTE RESISTENCIA

ACEPTABLE 5% ≤ CBR < 10%

MEDIA 10% ≤ CBR < 15%

BUENA CBR ≥ 15%


9

1.3.1 Dimensionamiento de la subrasante:

Se definirán las capas que deben disponerse sobre el terraplén o el terreno natural subyacente

para que se consiga la capacidad de soporte mínima exigida en función del tráfico de proyecto.[4]

En los métodos analíticos, el dimensionamiento de los pavimentos se realiza mediante modelos

matemáticos de cálculo a partir de los cuales se obtienen los parámetros críticos en la estructura

(tensiones, deformaciones o deflexiones) debidos a las solicitaciones impuestas. Estos parámetros

se contrastan con los criterios de fallo para determinar la capacidad de soporte del cimiento o la

vida teórica de servicio del pavimento.

Para el dimensionamiento de la subrasante se utilizará el modelo elástico multicapa, que permite

obtener la respuesta en tensiones y deformaciones, sometidas a las solicitaciones fijadas.

MODELO ELÁSTICO MULTICAPA

Para la revisión de la subrasante se utiliza un modelo matemático que permite obtener la

respuesta en tensiones y deformaciones en las capas de suelos que conforman el cimiento,

sometidas a las solicitaciones fijadas. Se emplea el modelo de respuesta elástico multicapa

basado en la teoría de Burmister, con las siguientes hipótesis:[4]

Las capas del cimiento están formados por capas horizontales, paralelas entre sí, de espesor

constante, indefinidas en su plano, y apoyadas en un macizo semiinfinito homogéneo.

Cada capa y el macizo semiinfinito son un medio elástico lineal, homogéneo, isótropo y

continuo. Se caracterizan mecánicamente por su módulo de Young, E, y su coeficiente de

Poisson

Existe un apoyo continuo entre capas con adherencia total, parcial o nula.

Las fuerzas de inercia y los efectos térmicos son despreciables..

Las deformaciones del sistema son suficientemente pequeñas como para no alterar las

hipótesis anteriores.

Los esfuerzos cortantes son despreciables en el contacto rueda pavimento.


10

No se considera el peso propio de los materiales.

La subrasante no se debe deformar excesivamente bajo acción de las cargas dinámicas ,su

tendencia a aumentar el volumen con el incremento del contenido de humedad debe ser

mantenido dentro de los límites razonables.

Es posible proteger la subrasante de la acción del agua con la construcción de estructuras

adecuadas de drenaje y de los esfuerzos con el incremento del espesor de pavimento, pero el

costo de tal protección es elevado y la función de la subrasante es tener una mayor estabilidad

con un bajo costo.

Adicionalmente a esto, se hace necesario en algunas ocasiones construir carreteras a través de

terrenos difíciles de trabajar y de áreas construidas por terrenos inestables. Afortunadamente el

conocimiento de la naturaleza y el uso de los suelos estabilizados como material de construcción

permiten obtener subrasantes adecuadas y económicas.

1.4 Las arcillas y sus propiedades físicas.

La Enciclopedia técnica la define como: [5]

Las arcillas son cualquier sedimento o depósito mineral que es plástico cuando se humedece y

que consiste de un material granuloso muy fino, formado por partículas muy pequeñas cuyo

tamaño es inferior a 4 micras, y que se componen principalmente de silicatos de aluminio

hidratados [¡1 micra es la diezmilésima parte de un centímetro! o sea la dimensión aproximada de

los microbios comunes].

Lo que normalmente se entiende por arcilla es, desde un punto de vista geológico:[5]

Una roca arcillosa que contiene cuarzo y varios filosilicatos del grupo de la arcilla, como ilita,

caolinita, clorita, esmécticas. Lo más frecuente es que sea de tipo ilítico o ilítico-caolinítico.

También puede contener feldespato, carbonatos (que actúan ambos como fundentes en la cocción

de la arcilla) y yeso. Como roca industrial, la propiedad más importante de la arcilla común, y la

que determina muchas veces su posible uso, es la plasticidad una vez amasada con agua. El


11

contenido en Hierro, Titanio y Manganeso determina el color de la arcilla cocida, distinguiéndose

dos grandes grupos: arcillas de cocción roja y arcillas de cocción blanca.

Sus propiedades más importantes son la resistencia mecánica en crudo, la temperatura de

sinterización y la contracción de secado y durante la cocción.[5]

Químicamente, los minerales arcillosos están constituidos por láminas de tetraedros de silicio

[SIO4] y de octaedros de aluminio [ALO6]. La combinación de estas láminas forma los

diferentes tipos de estructuras arcillosas que a su vez dan origen a paquetes de capas y que al

combinarse conforman una placa de mineral arcilloso visible (García Romero, E y Suárez

Barrios, M. 2005).

Existen muchas formas de clasificar las arcillas dependiendo del área de estudio. No existe una

sola clasificación que involucre todas las características de las arcillas, se puede decir que se

agrupan de acuerdo a su composición, génesis, utilización, etc.

Los suelos arcillosos pueden contener predominantemente montmorrillonita, hidrómica,

caolinita, haloisita o alófono. Se profundizó en el estudio de la montmorrillonita las cuales son de

plasticidad ,actividad e índice de liquidez elevado .Mas aun el conocimiento mineralógico

permite controlar sus propiedades aprovechando la facilidad de intercambio iónico ,de reacción a

productos químicos como el Rocamix ,etc.

Montmorillonita : [6]

Arcilla cuya capacidad de intercambio es de unos 120 me/100gr, lo que las hace muy

expansivas. Entre las dos láminas de sílice se encuentra una alumina, y este arreglo se repite

indefinidamente. La unión entre minerales individuales es débil, por lo cual el agua se inserta,

introduciendo n moléculas para producir el hinchamiento del suelo. Además de ser expansiva, la

montmorillonita es muy plástica y se contrae al secarse, mejorando su resistencia y haciéndose

impermeable. La actividad de la montmorillonita es de 7,2. Entre las montmorillonitas tenemos:

La MONTMORILLONITA (por definición), HECTORITA, SAPONITA, BEIDELLITA,

SAUCONITA, TALCO, PORFILITA y NONTRONITA.


12

De aquí que se hagan una serie de pruebas características entre las que se citan:

Plasticidad:[6]

Esta es posiblemente la propiedad más importante en el estudio de suelos .Depende de su

mineralogía ,distribución de partículas ,intercambio iónico, historia geológica .Se determina en

función del límite plástico o humedad mínima expresada como porcentaje de la correspondiente

a suelo seco que puede enrollarse en hilos de 0.319 cm de diámetro sin romperse ,correspondiente

al agua absorbida ,sobre la condición rígida , sin separación de partículas ; limite liquido o

humedad como porcentaje de suelo secado que fluye al agitarse ligeramente e índice de

plasticidad o diferencia entre limite líquido y plástico . Valores comunes para dichos límites:

Arcilla Limite plástico (Lp) Limite liquido (Ll)

Montmorrillonita 51.97 125.700

Actividad: [6]

Actividad: Este parámetro lo ha expresado Skempton (1953) como la pendiente de la línea que

relaciona el Índice Plástico de un suelo con su contenido de minerales de tamaño arcillas. Una

actividad normal es de 0,75 a 1,25. Más de 1,25 es alta y menos de 0,75 es baja. Actividad

supone cohesión, expansividad y plasticidad

Es la relación de índice de plasticidad a contenido de fracción (Fina) seca o porcentaje de tamaño

menor de 2 micrones. El valor de la actividad varía entre 0.5 y 7.0 para la montmorrillonita

Act. = IP ÷ (< 2µ)

Desde el punto de vista constructivo, son recomendables las arcillas poco plásticas, gruesas y de

baja calidad.

.

Absorción de agua:[6]

Es la propiedad de algunos suelos de absorber agua e incrementar su volumen .Normalmente se

debe esto a las montmorillonitas.


13

1.5 Técnicas de estabilización de suelos

Los procedimientos que se aplican consisten de forma general en hacer mezclas de diferentes

suelos, mezclas con diferentes aditivos, sustitución de suelos, compactación por medios

mecánicos, uso alterno de membranas impermeables, entre otros. En la actualidad los métodos y

técnicas de mejoramiento (algunas más utilizadas y conocidas que otras), han sido agrupados de

la siguiente manera:

• In situ: Incluye los métodos de mejoramiento de los suelos en el lugar de origen para

construir sobre ellos. Este tratamiento se realizara en las condiciones naturales de humedad,

consolidación y drenaje que presenten los suelos, sin ser trasladados o removidos. Entre estos

métodos se encuentran la densificación, la vibroflotación, la precarga, el drenaje, las inyecciones,

entre otros.

• Métodos mediante sustitución: El método consiste en retirar cierto espesor de suelo y

sustituirlo por otro suelo de características mejores. Este método depende del espesor de suelo

que se sustituya y del material utilizado para reemplazarlo. El espesor a sustituir dependerá de la

estratigrafía del lugar. El método es seguro, pero su aplicación puede ser costosa. Entre estos

métodos se encuentran la compactación, el uso de geotextiles y la estabilización de suelos (que

generalmente se combinan con la compactación).

1.5.1 Estabilizadores de suelos.

Estabilizador de suelos: producto químico, natural o sintético, que por su acción y/o combinación

con el suelo, mejora una o más de sus propiedades de comportamiento.[7]

La aplicación de un estabilizador químico tiene como objetivo principal transferir al suelo

tratado, en un espesor definido, ciertas propiedades tendientes a mejorar sus propiedades de

comportamiento ya sea en la etapa de construcción y/o de servicio.


14

Para lograr la corrección de las propiedades de los suelos a utilizar se recurre a tres tipos

fundamentales de estabilizaciones:[7]

• Estabilización Física:

• Estabilización Química:

• Estabilización Mecánica:

Estabilización Física:

Este se utiliza para mejorar el suelo produciendo cambios físicos en el mismo. Hay varios

métodos como lo son:

• Mezclas de Suelos: este tipo de estabilización es de amplio uso pero por si sola no logra

producir los efectos deseados, necesitándose siempre de por lo menos la compactación como

complemento.

Por ejemplo, los suelos de grano grueso como las grava-arenas tienen una alta fricción interna lo

que lo hacen soportar grandes esfuerzos, pero esta cualidad no hace que sea estable como para ser

firme de una carretera ya que al no tener cohesión sus partículas se mueven libremente y con el

paso de los vehículos se pueden separar e incluso salirse del camino.

Las arcillas, por lo contrario, tienen una gran cohesión y muy poca fricción lo que provoca que

pierdan estabilidad cuando hay mucha humedad. La mezcla adecuada de estos dos tipos de suelo

puede dar como resultado un material estable en el que se puede aprovechar la gran fricción

interna de uno y la cohesión del otro para que las partículas se mantengan unidas.

• Geotextiles

• Vibroflotación (Mecánica de Suelos)

• Consolidación Previa


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Estabilización Química:

La estabilización química de suelos es una tecnología que se basa en la aplicación de un producto

químico, genéricamente denominado estabilizador químico, el cual se debe mezclar íntima y

homogéneamente con el suelo a tratar y curar de acuerdo a especificaciones técnicas propias del

producto.

Se refiere principalmente a la utilización de ciertas sustancias químicas patentizadas y cuyo uso

involucra la sustitución de iones metálicos y cambios en la constitución de los suelos

involucrados en el proceso.

Los estabilizadores químicos consideran una amplia variedad de tipos, entre los cuales se

encuentran sales, productos enzimáticos, polímeros y subproductos del petróleo.

• Cal: disminuye la plasticidad de los suelos arcillosos y es muy económica.

• Cemento Portland: aumenta la resistencia de los suelos y se usa principalmente para

arenas o gravas finas.

• Productos Asfálticos: es una emulsión muy usada para material triturado sin cohesión.

• Cloruro de Sodio: impermeabilizan y disminuyen los polvos en el suelo, principalmente

para arcillas y limos.

• Cloruro de Calcio: impermeabilizan y disminuyen los polvos en el suelo, principalmente

para arcillas y limos.

• Escorias de Fundición: este se utiliza comúnmente en carpetas asfálticas para darle mayor

resistencia, impermeabilizarla y prolongar su vida útil.

• Polímeros: este se utiliza comúnmente en carpetas asfálticas para darle mayor resistencia,

impermeabilizarla y prolongar su vida útil.

• Hule de Neumáticos: este se utiliza comúnmente en carpetas asfálticas para darle mayor

resistencia, impermeabilizarla y prolongar su vida útil.


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Estabilización Mecánica:

Es aquella con la que se logra mejorar considerablemente un suelo sin que se produzcan

reacciones químicas de importancia.

Compactación: este mejoramiento generalmente se hace en la sub-base, base y en las carpetas

asfálticas.

Estabilización con Cal.[7]

La cal hidratada es el agente estabilizador que se ha usado más profusamente a través de la

historia, pero solo recientemente se han hecho estudios científicos relacionados a su empleo

como estabilizador de suelos y se han cuantificados sus magníficos resultados.

Este es un método económico para disminuir la plasticidad de los suelos y darle un aumento en la

resistencia. Los porcentajes por agregar varían del 2 al 6% con respecto al suelo seco del material

para estabilizar, con estos porcentajes se consigue estabilizar la actividad de las arcillas

obteniéndose un descenso en el índice plástico y un aumento en la resistencia.

Es recomendable no usar más del 6% ya que con esto se aumenta la resistencia pero también

tenemos un incremento en la plasticidad. Los estudios que se deben realizar a suelos estabilizados

con cal son: límites de Atterberg, granulometría, valor cementante, equivalente de arena, VRS,

compresión.

Se ha determinado que al mezclar la arcilla con cal apagada los iones de calcio sustituyen algunos

iones metálicos presentes en la película de agua que rodea a la partícula de arcilla y que son

responsables de los cambios volumétricos, además, si el suelo tratado contiene suficiente sílice y

alúmina estos pueden reaccionar formando silicatos de calcio y alúmina. Estos silicatos tienen un

gran poder cementante, lo que implica que al agregar cal también se logra aumentar la resistencia

del suelo.


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Como especificamos anteriormente, la dosificación dependerá del tipo de arcilla, se agregará de

1% al 6% de cal por peso seco. Este porcentaje debe determinarse en el laboratorio, pero lo más

común en la mayoría de los casos se requiere de un porcentaje cerca del 3%.

Procedimiento Constructivo:

La capa inferior a la que se va a estabilizar, deberá estar totalmente terminada, el mezclado puede

realizarse en una planta adecuada o en campo, obteniéndose mejores resultados en el primer caso,

la cual puede agregarse en forma de lechada, a granel o en sacada. Si se agrega en forma de

lechada, ésta se disuelve en el agua de compactación, la que se incrementa en un 5%.

Cuando se efectúa el mezclado en el campo, el material que se va a mejorar deberá estar

disgregado y acamellonado, se abre una parte y se le agrega el estabilizador distribuyéndolo en el

suelo para después hacer un mezclado en seco, se recomienda agregar una ligera cantidad de agua

para evitar los polvos. Después de esto se agrega el agua necesaria y se tiende la mezcla debiendo

darle un curado de hasta 48 horas de acuerdo con el tipo de arcilla de que se trate.

Se tiende la mezcla y se compacta a lo que marca el proyecto para después aplicarle un curado

final, el cual consiste en mantener la superficie húmeda por medio de un ligero rocío. Se

recomienda no estabilizar cuando amenace lluvia o cuando la temperatura ambiente sea menor a

5 ° C, además se recomienda que la superficie mejorada se abra al tránsito vehicular en un tiempo

de 24 a 48 horas.

Estabilización con Cemento.[7]

El cemento mezclado con el suelo mejora las propiedades de éste desde el punto de vista

mecánico.

Siendo los suelos por lo general un conjunto de partículas inertes granulares con otras activas de

diversos grados de plasticidad, la acción que en ellos produce el cemento es doble. Por una parte

actúa como conglomerante de las gravas, arenas y limos desempeñando el mismo papel que en el

hormigón. Por otra parte, el hidrato de calcio, que se forma al contacto del cemento con el agua,

libera iones de calcio que por su gran afinidad con el agua roban algunas de las moléculas de ésta

interpuestas entre cada dos laminillas de arcilla. El resultado de este proceso es la disminución de

la porosidad y de la plasticidad así como un aumento en la resistencia y en la durabilidad.


18

Se pueden utilizar todos los tipos de cementos, pero en general se emplean los de fraguado y

endurecimiento normales. En algunos casos, para contrarrestar los efectos de la materia orgánica

son recomendables los cementos de alta resistencia y si las temperaturas son bajas se puede

recurrir a cementos de fraguado rápido o al cloruro de calcio como aditivo.

Este tipo de estabilización es de uso cada vez más frecuente y consiste comúnmente en agregar

cemento Portland en proporción de un 7% a un 16% por volumen de mezcla.

Al mejorar un material con cemento Portland se piensa principalmente en aumentar su

resistencia, pero además de esto, también se disminuye la plasticidad, es muy importante para que

se logren estos efectos, que el material por mejorar tenga un porcentaje máximo de materia

orgánica del 34%.

Casi todos los tipos de suelo que encontramos pueden estabilizarse con cemento con excepción

de los que contienen altos porcentajes de materia orgánica. Por otra parte, los suelos de arcilla o

limo requerirán un mayor porcentaje de cemento para lograr los resultados esperados.

Por lo general, la capa que se estabiliza tiene un espesor de 10 a 15cms. y podrá coronarse con

una capa de rodadura de poco espesor (ya sea para tránsito ligero o medio); también podrá servir

de apoyo a un pavimento rígido o flexible de alta calidad.

Para la utilización del cemento, lo que tiene verdadera importancia es que el suelo no contenga

materias que perjudiquen el fraguado o la resistencia. Interesa también para la economía de la

obra limitar el porcentaje de cemento necesario y prever el comportamiento de las arcillas.

En este orden hay que tomar en cuenta las aptitudes intrínsecas del suelo para la estabilización

como son la Granulometría, lo que implica que los suelos a mejorarse no deben contener piedras

de tamaño superior a 60mm (es decir, que el porcentaje que pasa por el tamiz #200 sea menor del

50%); y la Plasticidad, lo que determinará la calidad de las arcillas, estableciendo un Límite

Líquido menor de 50% (<40%) y un Índice de Plasticidad menor de 25% (<18%).

El éxito de la estabilización con cemento depende de tres factores:

• Contenido apropiado de cemento

• Contenido apropiado de humedad


19

• Adecuada compactación

Por estos las mezclas deben ser sometidas a diversos ensayos como son el de compactación,

durabilidad y compresión que aparte de su objeto específico servirán para dosificar el cemento

que se empleará en la mezcla.

Si además de suelo nativo se utiliza suelo de aportación, éste deberá esparcirse sobre la superficie

en cantidad suficiente para lograr la proporción adecuada de la mezcla, posteriormente se procede

a escarificar y mezclar los materiales, procurando una mezcla homogénea.

Si solo se usa suelo nativo se procede a cortar el material a la profundidad de la capa a estabilizar,

para esto se pasa varias veces el escarificador o discos de arado rotatorio.

Si el suelo es arcilloso, presentará resistencia a pulverizarse, por lo que será necesario romper los

terrones antes de pulverizarlo; si está muy húmeda formará una masa pastosa difícil de mezclar lo

que encarecerá el proceso; y si es arenoso conviene humedecerlo antes de echarle el cemento para

que éste no pase por los huecos a la parte inferior en detrimento de la dosificación en el resto de

la capa.

En todo caso, el material se reducirá al mínimo tamaño sin romper las partículas ya que los

grumos o terrones no tendrán cemento y se convertirán en elementos débiles del firme ya

estabilizado.

Una vez pulverizado el suelo se reconstruye el perfil para que quede con las dimensiones dadas

antes de la operación.

• Distribución del Cemento:

La distribución del cemento se puede hacer mecánicamente, pero la forma más adecuada para

lograr una distribución uniforme es haciéndolo manualmente y utilizando el cemento en fundas

no a granel.

Conviene comenzar la distribución del cemento a una hora del día en que la temperatura no sea

inferior a los 5ºC y se espere que vaya en aumento; se hará de tal modo que la cantidad de

cemento por unidad de superficie responda aproximadamente a la dosificación establecida.


20

Si se hacen por sacos, éstos se colocarán en hileras y filas regulares con la separación necesaria

para la dosificación. Luego se abren los sacos o fundas y se deposita el cemento en el lugar en

que se hallan formando pequeños montones.

La distribución del agua debe ser uniforme en toda la extensión de la zona cuidándose de que no

quede depositada en huecos. Después de esto, se hará una pasada de las herramientas o máquinas

de que se disponga para que la mezcla quede removida hasta lograr que sea homogénea

comprobándose el contenido de agua para que por defecto o por exceso no difiera de la humedad

óptima en más del 10%. Tras esta operación, como después de cada una de las operaciones

parciales se restituye el perfil a las dimensiones previstas.

• Compactación:

Inmediatamente se comienza la consolidación de la capa formada hasta lograr una densidad igual

cuando menos a la Proctor. La compactación se realiza partiendo de los bordes hacia el centro

excepto en las curvas con peralte

.

• Terminación:

Una vez completada la compactación se procede a perfilar la superficie dejando la pendiente

transversal o bombeo deseada, luego se da un par de pasadas de un rodillo liso de 3 a 12 ton.,

dependiendo del tipo de suelo.

• Curado:

El agua es muy importante en el proceso de endurecimiento del cemento; por lo tanto, debemos

preservarla evitando su evaporación, para ello, se debe hacer un riego asfáltico en proporción de

0.15 a 0.30gls/m2, el cual se puede hacer con RC-2 o emulsión de rompimiento rápido.

Si la capa estabilizadora va a servir a un tránsito ligero o medio entonces se colocará la capa de

rodadura que puede consistir en un doble tratamiento superficial. SI va a servir de apoyo a un

pavimento de alta calidad se aconseja que el mismo se construya después de que el cemento haya

alcanzado un alto grado de resistencia.


21

Estabilización con Cloruro de Sodio.[7]

El principal uso de la sal es como matapolvo en bases y superficies de rodamiento para tránsito

ligero. También se utiliza en zonas muy secas para evitar la rápida evaporación del agua de

compactación.

La sal común es un producto higroscópico; es decir, es capaz de absorber la humedad del aire y

de los materiales que le rodean, de ahí que sea un efectivo matapolvo al mantener la capa con un

alto contenido de humedad.

Se puede utilizar en forma de salmuera o triturada. La dosificación es de 150grs/m2 por cada

centímetro de espesor de la capa estabilizada contando con un máximo de 8cms.

Para mezclar es más adecuado el uso de rastras con discos rotatorios. La compactación se puede

iniciar en cualquier momento luego de perfilada la superficie con el equipo adecuado al tipo de

suelo. Cuando se observe que se ha perdido la sal por efecto del tránsito o las lluvias, la

superficie debe rociarse con 450grs de sal por cada metro cuadrado.

Estabilización con Cloruro de Calcio.[7]

Este producto trabaja de forma similar a la sal común, su costo es mayor, pero se prefiere debido

al efecto oxidante del cloruro de sodio. En todo caso, el cloruro de calcio ayuda al proceso de

compactación y contribuye con la resistencia del suelo, previene el desmoronamiento de la

superficie y reduce el polvo.

Se puede utilizar de dos formas:

• En granos regulares o Tipo I

• En hojuelas o pelotillas o Tipo II

La dosificación es de 7 a 10 libras del tipo I o de 5.6 a 8 libras del Tipo II por tonelada de suelo.

El mezclado, compactación y terminación son es similares a los de la estabilización con cloruro

de sodio.


22

Estabilización o Mejoramiento con Productos Asfálticos.[7]

El material asfáltico que se emplea para mejorar un suelo puede ser el cemento asfáltico o bien

las emulsiones asfálticas, el primero es el residuo último de la destilación del petróleo. Para

eliminarle los solventes volátiles y los aceites y para ser mezclado con material pétreo deberá

calentarse a temperaturas que varían de 140 a 160° C, el más común que se emplea en la

actualidad es el AC-20. Este tipo de producto tiene la desventaja de que resulta un poco más

costoso y que no puede mezclarse con pétreos húmedos.

En las estabilizaciones, las emulsiones asfálticas son las más usadas ya que este tipo de productos

si pueden emplearse con pétreos húmedos y no se necesitan altas temperaturas para hacerlo

maniobrable, en este tipo de productos se encuentra en suspensión con el agua, además se emplea

un emulsificante que puede ser el sodio o el cloro, para darle una cierta carga a las partículas y

con ello evitar que se unan dentro de la emulsión; cuando se emplea sodio, se tiene lo que se

conoce como emulsión aniónica con carga negativa y las que tienen cloro son las emulsiones

catiónicas que presentan una carga positiva, siendo estas últimas las que presentan una mejor

resistencia a la humedad que contienen los pétreos.

Este tipo de aglutinantes puede usarse casi con cualquier tipo de material aunque por economía se

recomienda que se emplee en suelos gruesos o en materiales triturados que no presenten un alto

índice de plasticidad, puede usarse también con las arcillas pero solo le procura impermeabilidad,

resultando un método muy costoso, además con otros productos se logra mayor eficiencia y

menor costo para los suelos plásticos.

Es importante que el material pétreo que se va a mejorar, presente cierta rugosidad para que

exista un anclaje adecuado con la película asfáltica, situación que se agrava si el material pétreo

no es afín con el producto asfáltico. Algunos productos asfálticos contienen agua y si esto no se

toma en cuenta se pueden presentar problemas muy serios al momento de compactar, la prueba

que más comúnmente se emplea en el laboratorio para determinar el porcentaje adecuado de

asfalto a utilizar se conoce como "prueba de valor soporte florida modificada" y el procedimiento


23

consiste en elaborar especímenes de pétreos que presentan cierta humedad usando diferentes

porcentajes de asfalto, se compactan con carga estática de 11.340 Kg. (140 Kg/cm²).

Después de esto se pesan y se meten a curar al horno a una temperatura de 60° C, se sacan y se

penetran hasta la falla o bien hasta que tengan una profundidad de 6.35mm registrándose la carga

máxima en Kg., se efectúa una gráfica para obtener el porcentaje óptimo de emulsión y se

recomienda que el material por mejorar presente un equivalente de arena mayor de 40% y el

porcentaje de emulsión varíe en un porcentaje de 1.

El procedimiento constructivo se desarrolla de la manera siguiente: la capa a mejorar ya tiene que

estar completamente terminada. No se debe hacer la estabilización cuando hay mucho viento,

menos de 5° C o lluvia. También se puede estabilizar con ácido fosfórico y fosfatos; fosfato de

calcio (yeso), resinas y polímeros.

Estabilización grava-cemento[7]

Tiene un alto coste y es poco usada.

La mezcla se ha de hacer en planta y se usa grava que se mezcla con cemento.

El cemento no debe ser superior al 5%.


24

1.6 Estabilización con el sistema ROCAMIX:

En nuestro caso, ofrecemos el "Sistema ROCAMIX" para la "estabilización por medios

químicos".[8]

Las principales propiedades de un suelo tratado con el Estabilizador empleado; son las siguientes:

Costo

Durabilidad

Permeabilidad

Resistencia mecánica

Estabilidad volumétrica

Compresibilidad

Facilidad de aplicación y ejecución

Solución para todo tipo de suelo

Aumento del CBR.

El producto ROCAMIX consiste en una solución acuosa de (Sales Cuaternarias de Amonio), que

al incorporarse al mismo suelo del lugar produce en él cambios fundamentales, químico físico de

estructura, condicionándolo para alcanzar elevados índices CBR y compactaciones superiores al

110% del Próctor, aumentando la capacidad portante y la resistencia al esfuerzo cortante.

Estos cambios afectan principalmente a la fracción coloidal de las arcillas y al agua contenida en

el suelo, en particular al agua higroscópica distribuida sobre las superficies de las partículas del

suelo, al agua retenida por tensión superficial en los puntos de contacto de las partículas y al agua

capilar infiltrada en los poros entre ellas.

Los efectos físicos otorgan al suelo un óptimo de condiciones para una alta compactación con

medios mecánicos, siendo irreversibles y permanentes, por cuanto la función catalítica del

Sistema Rocamix continúa indefinidamente cuando se encuentra en presencia del agua.


25

Por lo tanto, la estabilización es definitiva y mejora con el tiempo, aumentando la compactación

en proporción directa al peso del tráfico en el camino (la capa estabilizada constituye una barrera

que impide la filtración de agua de lluvia en la superficie, o desde el subsuelo).

ROCAMIX no es contaminante del medio ambiente; los productos que lo contienen no son

tóxicos sino un preparado orgánico que genera una reacción iónica el cual no constituye

amenaza para las fuentes de agua, la flora o la fauna.

Los efectos técnicos del sistema.

El Sistema Rocamix es un sistema de estabilización y de impermeabilización de suelo de alta

tecnología que se diferencia de los métodos tradicionales porque torna la compactación del suelo

en estado totalmente irreversible.

Economía y resistencia.[8]

• El Sistema Rocamix permite una mejora de los valores de sustentación de cualquier tipo

de suelo ligante o débilmente ligante entre 3 y 5 veces, en un 50% de los casos incluso muy por

encima. Se pueden lograr los valores de sustentación deseados con un 75% hasta un 100% del

suelo disponible a pie de obra y se ahorra la extracción y el transporte a vertederos controlados y

la aportación de material comprado. El ahorro es muy importante.

• La mejora de las propiedades así como de los valores de sustentación del suelo es

permanente y mejora en tiempo corto el efecto del tráfico. La firmeza y la estabilidad creciente

del suelo tratado llevan a una mejor durabilidad y por eso también a ahorros aún mayores debido

a un menor mantenimiento.

• El Sistema Rocamix trabaja igual con cualquier tipo de suelos, activa las fuerzas

cohesivas propias del suelo y reduce la influencia del agua de forma importante y duradera. El

Sistema Rocamix modifica los suelos en sí mismos de forma permanente y puede ser utilizado

por eso tanto en el lugar de su aplicación como en un procedimiento de mezcla previa en planta.

Una vez añadido al suelo, éste mantiene el efecto del sistema.

Simplicidad y Ecología.[8]


26

• Ya que el suelo interviene con el papel de actor principal, la aplicación del Sistema

Rocamix es muy sencilla; se precisa en casi todos los suelos la misma cantidad de aditivos para

conseguir el resultado deseado. Los otros puntos fuertes del Sistema Rocamix son:

• Simplicidad en la aplicación que se realiza con el parque de maquinaria disponible

• Resultado asegurado que se conoce de antemano, ya que se han hecho visibles con

ensayos previos de laboratorio

• Inocuidad para el medio ambiente.

Estudios previos de laboratorio

Para estudiar los suelos a tratar con el sistema ROCAMIX , se debe de ejecutar los siguientes:

Ensayos previos de caracterización y compactación del suelo:

1. Ensayo de humedad según NC 67:2000.

2. Ensayo de límites de consistencia según NC 58:2000.

3. Ensayo de peso específico según NC 19:1999.

4. Ensayo de granulometría según NC 20:1999.

5. Ensayo de hidrómetro según NC 20:1999.

Empleando cualquiera de los sistemas de clasificación de suelos (AASHO, SUCS) se

identifica el tipo de suelo con el cual se va a acometer la estabilización con los aditivos del

Sistema Rocamix.

Según la ASTM D 1557:2002 se realizan los ensayos de compactación del suelo para las energías

estándar y modificado, determinándose la densidad máxima y la humedad óptima de

compactación.


27

Una vez establecidos los parámetros básicos del suelo a tratar se procede a determinar las

características geomecánicas del suelo estabilizado con el sistema CONSOLID a partir de

los siguientes ensayos:

1. Ensayo de ascensión capilar para establecer la impermeabilidad del suelo.

2. Ensayo de compresión por carga simple axial según la norma ASTM D 1633:2007

3. Ensayo de CBR para establecer las características resistentes del suelo según la NC 54-

150:1983.

DOSIS para la aplicación del producto liquido ROCAMIX .El suelo clasificado como R4 es el

que utilizamos por tanto las dosis a emplear de Rocamix y cemento son las mencionadas : [9]

Con la misma tierra del lugar se riega el producto Rocamix concentrado según la clasificación

propia y exclusiva de Rocamix llamada R1, R2, R3 y R4.

Suelo clasificado R1 0,30 Litro de Rocamix concentrado por m³de la misma tierra del lugar.

Suelo clasificado R2 0,40 Litro de Rocamix concentrado por m³ de la misma tierra del lugar.



DOSIS para su aplicación del producto sólido aditivo CEMENTO

En una proporción de:

Suelo clasificado R1 7,5 Kg. de Cemento por m³ de la misma tierra del lugar.

Suelo clasificado R2 10/15 Kg. de Cemento por m³ de la misma tierra del lugar. ³

Suelo clasificado R3 20 Kg. de Cemento por m³ de la misma tierra del lugar.

Suelo clasificado R4 25 Kg. de Cemento por m³ de la misma tierra del lugar.


28

1.7 Conclusiones Parciales:

El suelo es el material mas deseado para la mayoría de las construcciones civiles, aunque en

ocasiones en estado natural sus propiedades físicas y mecánicas no son adecuadas para su

utilización y se necesita estabilizar .

Capítulo 2 Caracterización del suelo utilizado en la investigación...

29

CAPÍTULO 2: CARACTERIZACIÓN DEL SUELO DE SUBRASANTE.


30

2.1 Generalidades.

En este capítulo se describe el suelo , teniendo en cuenta sus propiedades físicas y mecánicas en

estado natural.

Se presenta inicialmente una descripción general de las principales propiedades geotécnicas de la

arcilla estudiada, lo cual incluye su ubicación en un contexto geológico ,ensayos convencionales

de clasificación ,composición mineralógica .Posteriormente se describen y analizan los ensayos

que se realizaron para determinar las curvas de retención de la arcilla, y finalmente se muestran

los resultados de resistencia sobre muestras que incluyen ensayos de Proctor y CBR , para de

esta manera verificar si este suelo natural cumple con las exigencias de las normas de geotecnia

vigentes en Cuba para su utilización como material de subrasante.

2.2 Ensayos de granulometría del suelo.

El análisis mecánico del suelo es la determinación del rango del tamaño de las partículas

presentes en un suelo, considerado como porcentaje del peso seco total. Se usan por lo general

dos métodos para encontrar la distribución del tamaño de las partículas del suelo. [10]

Como se ha explicado anteriormente, los suelos en general están formados por una mezcla de

suelos gruesos y finos ,y es por esto que para poder evaluar el comportamiento ingenieril de un

suelo se requiere el uso de ambos parámetros de ensayo.

Para el análisis realizado se siguieron las orientaciones de la norma NC20.1999 con el nombre

de: “Geotecnia. Determinación de la granulometría de los suelos”.

Análisis por cribado: para tamaños de partículas mayores que 0.074mm (Tamiz No. 200)

de diámetro.

Análisis hidrométrico: para tamaños de partículas menores de 0.074m (Tamiz No. 200) de

diámetro.


31

2.2.1 Análisis por cribado.

El ensayo de Granulometría consiste en la determinación de los porcentajes de piedras, grava,

arena, limo y arcilla existente en una cierta masa de suelo la cual es preparada de acuerdo a la

norma “NC 10 1998 Geotecnia. Preparación de muestras de suelos”. Después de cuarteado el

suelo, se toma una muestra y se coloca en la estufa durante 24 horas. Así se obtiene el peso del

suelo antes de ser lavado. El mismo se coloca en una bandeja, cubriéndola de agua para separar

las partículas más finas del resto de la muestra. Luego se pasa en agua por el tamiz #200 y se

pone a secar. Se determina el peso seco. La muestra que queda se pasa por el juego de tamices y

así se determinan los % retenidos en cada tamiz: con estos valores se puede trazar la curva de

Granulometría, la cual representa los porcentajes acumulativos de partículas más finas que los

distintos tamaños equivalentes, en función de estos tamaños estando estos últimos situados en

una escala logarítmica. [9].

Este ensayo se llevó a cabo cumpliendo lo establecido en la norma “N.C 20:1999. Geotecnia.

Determinación de la Granulometría de los Suelos”

Los resultados aparecen en el Anexo 1.1 y se presenta además, en la tabla 2.1 un promedio del

análisis por cribado .

Figura 2.1 Juego de Tamices.


32

Tabla 2.1: Granulometría del suelo natural.

Análisis granulométrico promedio.

Tamiz

No.

% Pasado del total

Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3 Muestra 4 Muestra 5 Promedi

o

1/2’ 100,00% 100,00% 100,00% 100,00% 100,00% 100,00

3/8" 92,92% 93,28% 96,25% 97,58% 97,26% 95.46

T-N° 4 88,90% 89,45% 91,94% 93,79% 93,88% 91.59

T-N° 10 85,40% 85,59% 88,04% 90,13% 89,95% 87.82

T-N° 20 82,85% 82,78% 85,18% 87,35% 86,90% 85.01

T-N° 40 80,54% 80,24% 82,56% 84,51% 84,01% 82.37

T-N° 60 78,75% 78,18% 80,52% 82,53% 81,72% 80.34

T-N°

100

76,46% 75,89% 78,23% 79,89% 79,14% 77.92

T-N°

200

71,76% 70,70% 72,89% 74,97% 74,24% 72.91

FONDO 71,56% 70,40% 72,66% 74,82% 74,21% 72.73


33

2.2.2 Análisis hidrométrico.

Este análisis se fundamenta en el principio de la sedimentación de granos de suelo en agua.

Cuando un espécimen de suelo se dispersa en agua, las partículas se asientan a diferentes

velocidades, dependiendo de sus tamaños, formas y pesos.[11]

Para la elaboración de este ensayo se toman 50 g de una muestra tamizada por la malla No 10

previamente secada en el horno por no menos de 18 horas y se vierte en un beaker de 250 ml,

agregándole 125 ml de una disolución des floculante dejándolo reposar por 24 horas. Se bate con

la batidora y luego se pone en suspensión con un volumen de suelo disperso que se lleva hasta

los 1000 ml añadiendo agua destilada (Figura 2.2). El agente disipador usado en este ensayo es

un floculante (hexametafosfato de sodio). Luego se coloca un hidrómetro (Figura 2.3) dentro del

agua con el suelo disperso y se toman lecturas como lo indica la norma NC20.1999 con el

nombre de: “Geotecnia. Determinación de la granulometría de los suelos”. Este instrumento se

utiliza para medir la densidad de los sólidos alrededor de su bulbo a cierta profundidad. A partir

de 30 segundos se comienzan a obtener valores de lecturas con ayuda del cronometro y

temperaturas con el termómetro. Se debe realizar una corrección por lectura y temperatura y

después determinar los % pasados.Los resultados se encuentran en los Anexos 1.2


34

Tabla 2.2: Resultados del análisis granulométrico promedio del hidrómetro.

Diámetro % de Finos real

D(mm) Muestra1 Muestra 2 Muestra 3 Promedio

0,061 50,94% 48,63% 48,63% 49,40%

0,044 48,01% 44,46% 44,46% 45,65%

0,026 42,16% 38,90% 40,29% 40,45%

0,020 39,23% 37,51% 38,90% 38,55%

0,015 36,30% 34,74% 37,51% 36,18%

0,012 36,01% 33,35% 34,74% 34,70%

0,009 33,08% 30,57% 31,96% 31,87%

0,006 27,23% 26,40% 27,79% 27,14%

0,004 21,37% 23,62% 22,23% 22,41%

0,003 19,91% 18,06% 19,45% 19,14%

0,002 14,05% 13,89% 13,89% 13,95%

0,001 8,93 9,45 9,45 9,28%


35

Figura 2.2 Utensilios para ensayo Hidrómetro.

Figura 2.3 Hidrómetro.


36

Figura 2.4 Curva hidrométrica.

Figura 2.5 Curva de ensayo de granulometría promedio de las muestras del suelo.

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

0,0010,0100,100

Po

rce

nta

je p

as

ad

o

Tamaño de partículas

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,0010,0100,1001,00010,000100,000

Po

rce

nta

je p

as

ad

o

Tamaño de partículas


37

2.3 Ensayos de Límites de consistencia.

Los minerales de arcilla en un suelo de grano fino, pueden ser conformados en presencia de

alguna humedad sin desmoronarse. En el año de 1900, un científico llamado, Albert Mauritz

Atterberg, desarrolló un método en el cual explicaba la consistencia de los suelos de grano fino

con contenidos de agua variables. A muy bajo contenido de agua, el suelo se comporta como un

sólido quebradizo. Cuando el contenido de agua es muy alto, el suelo y agua fluyen como un

líquido. Por tanto, en dependencia del contenido de agua, la naturaleza del comportamiento del

suelo se clasifica arbitrariamente en cuatro estados básicos, denominados sólido, semisólido,

plástico y líquido, .[12]

El contenido de agua, en porcentaje, en el que la transición de estado sólido a semisólido tiene

lugar, se define como límite de contracción. El contenido de agua en el punto de transición de

estado semisólido a plástico es el límite plástico, y estado plástico a líquido es el límite líquido.

Estos límites se conocen también como límites de Atterberg.

Límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad.

Para determinar la plasticidad del suelo objeto de estudio, se tomó como base la norma cubana

NC58.2000 correspondiente a: “Geotecnia. Determinación del límite líquido, límite plástico e

índice de plasticidad de los suelos”.

El límite líquido LL. [13] Es el contenido de humedad requerido para que la muestra, en el

aparato de Casagrande cierre una ranura de ½’’ de amplitud, a los 25 golpes generados a la

cápsula de bronce, con un ritmo de dos golpes por minuto. Los valores corrientes son: para

arcillas 40 a 60%, para limos 25 a 50%; en arenas no se obtienen resultados.

El límite plástico LP. [13] Es el menor contenido de humedad para el cual el suelo se deja

moldear. Esto se dice cuándo, tomando bolas de suelo húmedo, se pueden formar rollitos de 1/8’’

sobre una superficie plana, lisa y no absorbente. Sin agrietarse el suelo, no hay LP, y con muchas

tampoco se tiene el LP. Los valores típicos entre arenas y arcillas se encuentran entre 5 y 30%.

En arenas la prueba no es posible.


38

Determinación del índice de plasticidad.

El índice de plasticidad IP se obtiene por la siguiente expresión: [13]

IP = LL – LP

Donde: LL: es el límite líquido en números enteros, en porcentaje.

LP: es el límite plástico en números enteros, en porcentaje.

El ensayo se efectúa con una porción de suelo de alrededor de 1 kg que se desmenuza en un

mortero de porcelana y posteriormente se zarandea por el tamiz # 40. A continuación se colocan

cinco muestras de suelo en recipientes metálicos y se mezclan con agua para proporcionarle

humedad al suelo, estas se ubican a reposar en un humedífero durante un lapso de tiempo de no

menor a 18 h. Se ubica una fracción en la copa del equipo de Casagrande para luego ocasionar

una cisura con el ranurador por el centro, de esta forma quedan dos taludes. Seguidamente se le

dará vuelta a la manivela del equipo a razón de 2 golpes por segundo lo que producirá una caída

de la copa sobre la base de goma del equipo y consecuentemente que se vayan cerrando los

taludes con estos, las vueltas se detendrán al cerrarse dicha abertura longitudinalmente por un

largo de alrededor de 10 mm; al efectuarse esto se anota la cantidad de vueltas con la

manivela(entre 10 y 40) y se recoge una porción de la zona donde se han interceptado los taludes.

La muestra recogida se ubica en un pesafiltro y se pesa; se coloca este en la estufa destapado

durante 18h como mínimo. Con el valor de peso seco y peso húmedo se calcula el porciento de

humedad de la porción extraída como lo establece la NC 67:2000. Este procedimiento se

reanudará añadiendo agua o removiendo esta lo que varía la humedad durante cinco veces, lo que

define 5 puntos. Posteriormente se confecciona una gráfica de número de golpes contra humedad,

se traza una recta de ajuste entre los puntos y se entra por las abscisas con 25 a interceptar la

recta; se busca en las ordenadas el porciento de humedad correspondiente y se define este como

el límite líquido de la muestra. Esto se elaborara con cada una de las cinco muestras para de esta

obtener la tabla resumen que se mostrará después.

Para el caso de la determinación del límite plástico se ocupa una porción de cada muestra

anteriormente preparada para el limite líquido y se procede a manipular estas de forma tal que


39

pierda la mayor cantidad de agua posible la porción pero que permita hacer con mucha dificultad

unos tabaquitos con las manos de aproximadamente 3,2 mm de diámetro y largo deseado. Estos

se colocan en 2 pesafiltros y se pesan, la muestra recogida se ubica en un pesafiltro y se pesa, se

coloca este en la estufa destapado durante 18h como mínimo. Con el valor de peso seco y peso

húmedo se calcula el porciento de humedad de la porción extraída como lo establece la NC

67:2000. Después de calculado los porcientos de humedad se promedian y este es el valor de

límite plástico de la muestra. Esto se realiza con cada una de las muestras, como se muestra en la

tabla resumen a continuación. Los datos obtenidos de todas las muestras están en el Anexo 2. El

índice de plasticidades la diferencia entre el límite líquido y el límite plástico.

Tabla 2.3: Resultados de los promedios de los limites consistencias.

SUELO

NATURAL

Límite líquido

(%).

Límite plástico

(%).

Índice Plástico

(%).

muestra 1 52,42 21,32 31,10

muestra 2 52,36 21,87 30,49

muestra 3 50.28 21,34 28.94

muestra 4 51,98 20,51 31,47

muestra 5 51,80 20,74 31,06

PROMEDIO 51.77 21,15 30,61


40

Figura 2.6 Aparatos de ensayo Limites Consistencias.

2.4 Clasificación del suelo.

Los suelos con propiedades similares se clasifican en grupos y subgrupos basados en su

comportamiento ingenieril. Los sistemas de clasificación proporcionan un lenguaje común para

expresar en forma concisa las características generales de los suelos, que son infinitamente

variadas sin una descripción detallada. Actualmente, dos sistemas de clasificación que usan la

distribución por tamaño de grano y plasticidad de los suelos son usados comúnmente por los

ingenieros de suelos. Éstos son el Sistema de Clasificación AASHTO y el Sistema Unificado de

Clasificación de Suelos. El Sistema AASHTO lo usan principalmente los departamentos de

caminos estatales y de condados, mientras que los ingenieros geotécnicos usualmente prefieren el

Sistema Unificado.


41

2.4.1 Clasificación del suelo con el método de SUCS.

Sistema Unificado de Clasificación de Suelos

La forma original de este sistema fue propuesto por Casagrande en 1942 para usarse en la

construcción de aeropuertos emprendida por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército durante la

Segunda Guerra Mundial. En cooperación con la Oficina de Restauración de Estados Unidos, el

sistema fue revisado en 1952. Hoy en día, es ampliamente usado por los ingenieros (Prueba D-

2487 de la ASTM). El Sistema Unificado de Clasificación clasifica los suelos en dos amplias

categorías:[13]

1. Suelos de grano grueso que son de naturaleza tipo grava y arenosa con menos del 50%

pasando por la malla No. 200. Los símbolos de grupo comienzan con un prefijo G o S. G

significa grava o suelo gravoso y S significa arena o suelo arenoso.

2. Los suelos de grano fino con 50% o más pasando por la malla No. 200. Los símbolos de

grupo comienzan con un prefijo M, que significa limo inorgánico, C para arcilla inorgánica u O

para limos y arcillas orgánicos. El símbolo Pt se usa para turbas, lodos y otros suelos altamente

orgánicos.

Otros símbolos son también usados para la clasificación:

• L: baja plasticidad (límite líquido menor que 50)

• H: alta plasticidad (límite líquido mayor que 50)

La tabla 2.4 representa las características necesarias para poder seguir los pasos de clasificar el

suelo según el método SUCS.


42

Tabla 2.4 Clasificación con el Método SUCS.

Porcentaje que pasa por el

tamiz

Límite

Líquido

Índice

Plasticidad

No.10 No.60 No.200

87.82 80.34 72.91 51.77 30.61

El suelo es de grano fino por pasar el 72.91% en peso pasado por tamiz de 75 µm

(No.200)

El suelo es de tipo de compresibilidad alta por tener LL=51.77 ≥50%.

El suelo tiene IP = 30.61, está por arriba de la Línea A de la gráfica de plasticidad,

pertenece a la zona de CH

Figura 2.7 Gráfica de plasticidad.[13]


43

Entonces, el suelo se clasificó como CH: Arcilla de alta plasticidad.

2.4.2 Clasificación del suelo con el método de AASHTO.

Sistema de clasificación AASHTO

Este sistema de clasificación fue desarrollado en 1929 como el Public Road Admi-nistration

Classification System (Sistema de Clasificación de la Oficina de Caminos Públicos). Ha sufrido

varias revisiones, con la versión actual propuesta por el Committee on Classification of Materials

for Subgrades and Granular Type Roads of the Highway Research Board (Comité para la

Clasificación de Materiales para Subrasantes y Caminos Tipo Granulares del Consejo de

Investigaciones Carreteras) en 1945 (Prueba D-3282 de la ASTM; método AASHTO M145).

El Sistema de Clasificación AASHTO actualmente en uso. De acuerdo con éste, el suelo se

clasifica en siete grupos mayores: A-1 al A-7. Los suelos clasificados en los grupos A-1, A-2 y

A-3 son materiales granulares, donde 35% o menos de las partículas pasan por la criba No. 200.

Los suelos de los que más del 35% pasan por la criba No. 200 son clasificados en los grupos A-4,

A-5, A-6 y A-7. La mayoría están formados por materiales tipo limo y arcilla. [13]

Los criterios para clasificar también se basan en las propiedades físicas del suelo. A través de

esta tabla se puede clasificar:

Tabla 2.5 Clasificación con el Método AASHTO.

Porcentaje que pasa por el

tamiz

Límite

Líquido

Índice

Plasticidad

Índice de

grupo.

No.10 No.60 No.200

87.82 80.34 72.91 51.77 30.61 22


44

El suelo es de grupo de A-4 hasta A-7 por tener 72.91 % > 35 % en peso pasado por tamiz

No.200.

El suelo pertenece al grupo A-4 a grupo A-7 por tener LL =51.77 >41.

El suelo es de grupo A-7-6 debido a que su IP = 21.75> 11.

Índice de grupo se calcula con la siguiente fórmula:

IG = (F – 35) (0, 2 + 0,005 (WI – 40)) + 0, 01 (F – 15) (IP – 10).

IG =21,752≈22

F= 72,91 (por ciento que pasa la malla No.200)

Wl= 51,77 (límite líquido.)

IP= 30.61 (Índice de plasticidad)

El suelo se clasificó como A-7-6 (22): Arcilla de alta compresibilidad.

En general, la calidad del comportamiento de un suelo como material para subrasantes es

inversamente proporcional al índice de grupo.


45

2.5 Determinación del Peso específico.

Peso específico: Es el cociente entre el peso de un cuerpo y su volumen.[14]

El procedimiento a utilizar para este ensayo.

Se tamiza la arcilla por el tamiz #10 y se coloca en la estufa dentro de una bandeja por un periodo

no inferior a 18 h, Se toman 3 muestras, cada una de 40 g y se coloca en un matraz ya calibrado,

luego se vierte al agua destila de forma tal que el suelo quede sumergido en esta y se deja reposar

por un periodo no inferior a 12h. Posteriormente se coloca en Baño de María, para de esta forma

conseguir que el aire en las partículas de suelo sea expulsado. Después de un tiempo, al remover

el frasco y no se observen burbujas de aire saliendo de su interior entonces se deja reposar a

temperatura ambiente. Posteriormente con mucho esmero se rellena el matraz con agua destilada

hasta la marca de aforo, se pesa y se le mide la temperatura.Este ensayo se realiza teniendo en

cuenta la norma NC 19: 1999 correspondiente a: “Geotecnia. Determinación del peso específico

de los suelos”. Mientras más pesado sea el material que ha dado lugar a la formación del suelo,

mayor será el peso específico de sus partículas y para su determinación, se ha empleado el

método húmedo o de inmersión, sometiendo el contenido a un proceso de ebullición. Este ensayo

es de gran importancia debido a que nos permite completar las curvas de saturación obtenidas en

el ensayo de compactación y para su determinación se utilizaron 3 muestras de suelo.se encuentra

en el Anexo 3.


46

Tabla 2.6: Resultados del ensayo de peso específico.

Figura 2.8 Baño de María.

MUESTRA Peso específico (Gs)

Muestra 1 2,70

Muestra 2 2,72

Muestra 3 2.72

PROMEDIO 2,72


47

2.6 Ensayos de compactación. Ensayo Próctor Estándar y Modificado.

La compactación es el procedimiento de aplicar energía al suelo suelto para eliminar espacios

vacíos, aumentando así su densidad y en consecuencia, su capacidad de soporte y estabilidad

entre otras propiedades mecánicas. Su objetivo es el mejoramiento de las propiedades ingenieriles

del suelo.[15]

2.6.1 Ensayo Próctor Estándar.

Este ensayo consiste en la selección de una porción de suelo con un contenido de humedad

seleccionado se coloca en tres capas dentro de un molde de unas dimensiones determinadas,

compactándose cada capa mediante 25 golpes de un martillo dejado caer libremente desde una altura

establecida para someter el suelo a un esfuerzo de compactación y determinar el peso específico

seco resultante. El procedimiento se repite para un número suficiente de contenidos de humedad

con el fin de establecer una relación entre el peso específico seco y el contenido de humedad del

suelo. Estos datos, cuando se trazan, representan una relación curvilínea conocida como la curva de

compactación. Los valores del contenido de humedad óptimo y el peso específico seco máximo se

determinan a partir de la curva de compactación.

En este ensayo se utilizó un molde que tiene un volumen de 956,04 cm³. El diámetro del molde es

de 10.2 cm. Durante la prueba de laboratorio, el molde se une con una placa de base en el fondo y

una extensión en la parte superior (Figura 2.9). El suelo se mezcla con cantidades variables de

agua y luego se compacta en 3 capas iguales por medio de un martillo que transmite 25 golpes a

cada capa. El martillo (pisón) pesa 5.5 lb. (24.4 N) y tiene una altura de caída de 1 pie. (304.8

mm).Se encuentra en el Anexo 4.1


48

Figura 2.9 Aparatos para ensayo Proctor Estándar y Proctor Modificado.

Datos del ensayo:

- Volumen del cilindro (V): 956,04 cm3

- Tara del cilindro: 6070 g

- No. capas: 3

- No. golpes / capas: 25

- Peso del martillo: 24.4 N

- Caída libre: 304.8 mm

- Energía: 591.3 kN-m⁄m²

En la tabla 2.7 se muestran los valores promedios obtenidos en este ensayo. Los resultados

individuales de cada ensayo se pueden apreciar en el


49

Tabla 2.7 Compactación con Próctor Estándar

MUESTRA ω óptima Ƴd

Muestra 1 23,05% 14,517

Muestra 2 23,04% 14,829

PROMEDIO 23,05% 14,67

Figura 2.10 Las curvas del ensayo Próctor Estándar y curva de cero aire.

13

14

15

16

17

10% 15% 20% 25% 30% 35%


50

2.6.2 Ensayo Próctor Modificado.

Con el desarrollo de rodillos pesados y su uso en la compactación de campo, el ensayo de Proctor

Estándar fue modificado para representar mejor las condiciones de campo. A ésta se le llama

Prueba de Proctor Modificado (Prueba D-1557 de la ASTM y de la AASHTO). Para llevar a

cabo el ensayo Proctor Modificado se usa un molde, con un volumen de 2123,06 cm³. Sin

embargo, el suelo es compactado en 5 capas comprimiéndolas a cada una de ellas con 56 golpes,

se utiliza un pisón que pesa 10lb y con caída del martillo de 1.5 pie.[15], los resultados se

encuentran en el Anexo 4.2.

Datos del ensayo:

- Volumen del cilindro (V): 2123.06 cm3

- Tara del cilindro: 4047g

- No. capas: 5

- No. golpes / capas: 56

- Peso del martillo: 44.5 N

- Caída libre: 457.2 mm

- Energía: 2696 kN-m⁄m2

En la tabla 2.8 se muestran los valores promedios obtenidos en este ensayo. Los resultados

individuales de cada ensayo se pueden apreciar en el anexo 5.2


51

Tabla 2.8 Compactación con Próctor Modificado.

MUESTRA ω óptima Ƴd

Muestra 1 17,31% 16,58

Muestra 2 17,81% 16,53

Muestra 3 16,44% 16,44

PROMEDIO 17,19% 16,52

A continuación se presenta en la figura 2.12, las curvas de compactación del Proctor Modificado

obtenida para las tres muestras de suelo ensayadas.

Figura 2.11 Las curvas del ensayo Proctor Modificado y curva de cero aire.

Sería bueno comentar como en el Ensayo Próctor Modificado aumenta la densidad

máxima seca y se reduce la humedad óptima con respecto al Proctor estándar.

13

14

15

16

17

18

19

20

10% 15% 20% 25% 30%

De

ns

ida

d

Humedad


52

2.7 Ensayo de CBR.

El ensayo CBR (California Bearing Ratio): (Ensayo de Relación de Soporte de California)

evalúa la capacidad de soporte de los suelos de la subrasante, capa de subbase y base de

pavimentos.[16]

Se efectúa bajo condiciones controladas de humedad y densidad.

Este es uno de los parámetros necesarios obtenidos en los estudios geotécnicos previos a la

construcción, como también lo son el Ensayo Próctor y los análisis granulométricos del terreno.

Este método de ensayo se aplica principalmente a la evaluación de la resistencia de los

materiales con tamaño máximo de las partículas menores de

En este caso se tomaron 3 muestras de 5 kg de suelo y se realiza el mismo procedimiento

que se describió en el Próctor Modificado. La compactación se realiza en 5 capas con la energía

del martillo modificado aplicando 56 golpes por cada una de ellas. Después de enrazar la muestra

compactada con el material se determina la humedad de la muestra para cerciorarse que esta tiene

la humedad óptima. Posteriormente se coloca en la probeta una sobrecarga de aproximadamente

6 kg y se colocan en inmersión durante cuatro días, en los cuales se toman diariamente lecturas

de hinchamiento con un defómetro. Al cuarto día las muestras se extraen del agua y se ponen en

la prensa para su ensayo. Las lecturas que se toman son del peso que marca el reloj en distintos

intervalos de penetración del equipo en la muestra ya normados..

El espécimen de suelo con el que se realiza la prueba (CBR) está confinado en un molde de 15.2

cm de diámetro y de 20.3 cm de altura. La energía que se utilizó fue la modificada donde se

ejecutará el ensayo con un contenido de humedad constante (humedad óptima) y número de

golpes fijos (56).Anexo 5.

El ensayo realizado se siguieron las orientaciones de la norma ASTM D 1883:1999

correspondiente a: “Geotecnia. Determinación del CBR de los suelos en el laboratorio”.


53

Tabla 2.9 Resultados de C.B.R.

TABLA DE LOS RESULTADOS

ENSAYO 1 2 3 Promedio

% CBR 1,691 1,985 2,206 1,961

PESO UNITARIO 15,944 15,867 15,947 15,919

%

COMPACTACIÓN

96,511 96,046 96,529 96,362

Valor no recomendado(1.9) en la norma NC – 334-2004 para la utilización de las arcillas

como material de subrasante debido a que ese encuentra por debajo del 5 %.


54

Figura 2.12 Resultados de CBR del suelo natural.

Figura 2.13 Ensayo C.B.R

0

10

20

30

40

50

60

70

0 2 4 6 8 10 12

Fu

erz

a

Penetración

1

2

3


55

2.8 Absorción capilar.

El suelo contiene espacios vacíos que pueden comportarse en conjunto como tubos capilares con

secciones transversales diferentes estos vacíos continuos del suelo se comunican entre sí en toda

dirección, y así constituyen un enrejado de vacíos.[13]

El ensayo de Absorción Capilar tiene como objetivo determinar la porosidad de la muestra y el

tiempo que puede permanecer bajo la acción del agua sin destruirse, se distingue al resto de los

ensayos realizados por ser muy sencillo. Se tomaron muestras con edades de 28 días, 24 días, 14

días y de 7 días . su procedimiento es :

Se tamiza el suelo por el tamiz 4 y se prepara para que existan las características de humedad

óptima y densidad máxima obtenida mediante el ensayo de Próctor Modificado. En este caso se

toma 1 kg de suelo para confeccionar 1 probeta de minipróctor y se realiza el mismo

procedimiento que se describió en el Próctor Modificado. La compactación se realiza en 5 capas

con la energía del martillo modificado aplicando 21 golpes por cada una de ellas. Después de la

extracción de la probeta del molde se pesa y se coloca en un humedífero durante el tiempo que se

requiera. Detrás de haber transcurrido este se pesa la probeta para rectificar el peso al iniciar el

ensayo y comprobar que se mantiene con la humedad óptima. Se coloca la probeta en una

bandeja con una película de agua y pesa cada 1 hora durante las primeras 4 horas. El ensayo

termina con el pesado a las 24 horas, pero en este caso las muestras eran imposible pesar antes de

transcurrir la primera hora por haberse desmoronado. Anexo 6


56

Tabla 2.11 Resultados del ensayo de absorción capilar del suelo natural.

Suelo natural

Hora 7 días 14 días 21 días 28 días

Peso Porcentaje Peso Porcentaje Peso Porcentaje Peso Porcentaje

Inicial 195,25 0 197,23 0 194,66 0 195,36 0

1 hora No se

puede

pesar

No se

puede

pesar

No se

puede

pesar

No se

puede

pesar

2 hora

3 hora

4 hora

24

hora

Esta arcilla como hemos podido apreciar en este ensayo es altamente permeable por tanto no

cumple con las exigencias para subrasantes.


57

Figura 2.22 El ensayo de Absorción capilar.

Conclusiones parciales:

Se concluye que el suelo natural no es apto como material de subrasante ya que presenta bajos

valores de resistencia y es altamente permeable según la prueba de absorción capilar por lo tanto

se requiere estabilizar para su utilización como material de subrasante.


58

Capítulo 3 Resultados del suelo con la estabilización con Sistema Rocamix y cálculo del espesor de

subrasante.

59

CAPÍTULO 3 RESULTADOS DEL SUELO CON LA ESTABILIZACIÓN CON

SISTEMA ROCAMIX Y CÁLCULO DEL ESPESOR DE SUBRASANTE.


subrasante.

60

3.1 Introducción.

En el capítulo anterior se mostraron las propiedades físicas y mecánicas del suelo , a

continuación se presenta la estabilización con el Rocamix con una dosis del 50% y del 100% para

luego con los resultados comprobar y comparar en qué varían y si cumple con los requisitos de

las normas cubanas mencionadas anteriormente para subrasante.

Los resultados del ensayo de CBR del capítulo anterior, se toman y el menor CBR de cada uno

de las variantes utilizadas como son : al suelo natural , la dosis del 50 % y del 100% , para con el

programa el ALIZE obtener que espesor de subrasante logramos con estos resultados. El terreno a

tomar, a efectos de capacidad portante, se caracterizará en función del peor de los suelos

representativos encontrados en cada subtramo homogéneo definido, es decir, la capacidad de

soporte del espesor reconocido vendrá dada por el mínimo CBR de los suelos que lo constituyen

o que se consideren predominantes. Por debajo, el terreno no reconocido, se caracterizará como

un macizo semiinfinito formado por un único material cuyo CBR será función del definido para

la zona reconocida.


subrasante.

61

3.2 Diferentes ensayos con el suelo estabilizado.

Para verificar si las muestras de suelo se toman como material de subrasante se hacen los

diferentes ensayos de laboratorio para según las normas cubanas demostrar si cumple con las

exigencias requeridas para subrasantes.

Los ensayos que se realizan para cada variante son:

- El índice de C.B.R en laboratorio.

- El ensayo axial.

- Absorción capilar.

Preparación y dosificación de las muestras.

Dosificación para estabilizar el suelo para 1m³ suelo (aproximadamente 1400 kg) según

recomendación del sistema Rocamix.[8]

Tabla 3.1 La dosificación de 1 m³ del suelo.

Cantidad de suelo Cantidad del

cemento

Cantidad de

Rocamix

concentrado

1 m³

(1400kg)

25 kg 500 cm³

(= 0.5 litro)


subrasante.

62

Nota:

Para preparar 1m³ (1400kg.) de suelo con el Rocamix concentrado se necesita 0.5 l y se

necesita 25 Kg. de cemento.

Las variantes a comparar en este capítulo son las que se muestran a continuación:

Variante 1: Suelo natural + 100%dosis de Rocamix + 100%dosis de Cemento.

Variante 2: Suelo natural + 50%Rocamix + 50%Cemento.

3.3 Preparación del suelo estabilizado en laboratorio para realizar el C.B.R.

Primeramente se prepara 5 kg de suelo sin aditivos para cada probeta, después se utiliza la

proporción que tiene en la tabla 3.1, que sería la variante 1 y la proporción de la variante 2 se

calcula mediante la regla de tres cual es la fracción necesaria para esa cantidad de suelo, y el agua

a utilizar se calculó en el ensayo de Proctor Modificado ya explicado en el capítulo 2 y se echan

650 ml de agua destilada. [6]

Se utilizó un molde de diámetro de 15.1 cm y altura de 17.7 cm, el cual tiene un volumen de

3170 m³.el ensayo se realizó bajo las mismas condiciones del CBR del capítulo anterior.


subrasante.

63

Tabla 3.2 La cantidad de aditivos necesarios para el ensayo Próctor Modificado CBR.

Cantidad de suelo Cantidad del

cemento

Cantidad de

Rocamix

concentrada

Cantidad de agua

destilada

(Variante 1) 5kg 0,089 kg

(= 89g)

2.00 cm³

(= 2.00 ml)

650 ml

(Variante 2 ) 5kg 0,0445 kg

(= 44.5 g)

1.00 cm³

(= 1.00 ml)

650 ml

Nota: Después del proceso de mezclar el suelo con el cemento, se empieza añadir la cantidad de

agua requerida (incluyendo la cantidad de Rocamix concentrado), logrando una distribución

homogénea del agua en toda la superficie del suelo. Los resultados obtenidos se encuentran en la

figura 3.1 y en la tabla 3.3 y 3.4.Anexo 5.2

Tabla 3.3 Resultados de CBR para la variante 1.



% CBR 20,258 20,951 20,535 20,58

PESO UNITARIO 16,480 16,435 16,479 16,464

% COMPACTACIÓN 99,755 99,487 99,749 99,664


subrasante.

64

Tabla 3.4 Resultados de CBR para la variante 2.

El Sistema Rocamix permite que el suelo incremente la resistencia tanto, que la dosis

empleada con 100% del producto triplica la que se le añade el 50%.



% CBR 6,244 6,660 5,273 6.18

PESO UNITARIO 16,484 16,399 16,475 16,453

%

COMPACTACIÓN

99,779 99,270 99,726 99,592


subrasante.

65

Figura 3.0 Las curvas de CBR variante 1

Figura 3.1 Las curvas de CBR variante 2


subrasante.

66

Figura 3.1 Ensayo de CBR.

3.4 Ensayo de Absorción capilar.

El suelo contiene espacios vacíos que pueden comportarse en conjunto como tubos capilares con

secciones transversales diferentes estos vacíos continuos del suelo se comunican entre sí en toda

dirección, y así constituyen un enrejado de vacíos.[13]

El ensayo de Absorción Capilar tiene como objetivo determinar la porosidad de la muestra y el

tiempo que puede permanecer bajo la acción del agua sin destruirse, se distingue al resto de los

ensayos realizados por ser muy sencillo. Se tomaron muestras con edades de 28 días, de 24 días

de 14 días y de 7 días del suelo natural y se ubicaron en una pequeña lámina de agua y estas

muestras ya a la hora estaban saturadas a ¼ de su altura y no se podían mantener esbeltas. Anexo

6.


subrasante.

67

Se aplicó el mismo procedimiento para su preparación que en el capítulo anterior.

Tabla 3.4 Resultados del ensayo absorción capilar de la variante 1.

Tabla 3.5 Resultados del ensayo absorción capilar de la variante 2.

Se observa que la dosis del 100% es altamente impermeable con respecto a la del 50% debido a

que ya a las 3 horas ya se habían desmoronado y la variante 1 se mantuvo esbelta hasta llegar las

24 horas.

Absorción Capilar Probetas estabilizadas variante 2

Peso inicial

28 dias 21 dias 14 dias 7 dias 24 horas

% absorción 0 0 0 0 0

Peso inicial 199,24 203,79 201,86 195,85 207,94

1 hora 210,03 210,45 219,33 204,05 208,01

2 horas 215,84 216,11 223,14 207,82 207,78

3 horas fallo fallo fallo fallo fallo

4 horas x x x x x

24 horas

% absorción


subrasante.

68

Figura 3.2 Resultados del ensayo Absorción Capilar de la variante 1.

Figura 3.3 Resultados del ensayo Absorción Capilar de la variante 2.


subrasante.

69

Figura 3.4 Figura del ensayo de Absorción Capilar.

3.5 Preparación del suelo para el ensayo de compresión axial.

Este método de ensayo proporciona un valor aproximado de la resistencia de los suelos cohesivos

en términos de esfuerzos totales debido a la deformación o compactación.[17]

Se toma 1 kg de suelo para elaborar 5 probetas con el molde minipróctor. El ensayo se realiza de

forma análoga al ensayo anterior hasta el momento en que se extrae la probeta del molde y se

pesa. Esto incluye la obtención de las características de humedad óptima y densidad máxima del

suelo para el ensayo. El ensayo se realiza por etapas a los 7, 14, 21 y 28 días de confeccionadas

las probetas manteniéndose en un humedífero. Posterior a transcurrir el tiempo deseado se pesa la

probeta y se procede a ejecutar el ensayo. Este se realiza de forma similar al ensayo de CBR

aunque varían las lecturas de deformación para tomar la carga actuante aplicada, se debe hacer en

un local de humedad controlada. Se realiza todo lo posible para evitar cualquier cambio en el

contenido de humedad del suelo. Los especímenes tendrán una sección transversal circular

uniforme con los extremos perpendiculares al eje longitudinal. Cuando se labra la muestra se


subrasante.

70

elimina cualquier guijarro o concha que se encuentre. Se rellenan cuidadosamente los vacíos de la

superficie del espécimen con suelo obtenido de los recortes. Siempre cuidando la relación altura -

diámetro tendrá que estar entre 2 y 2,5.[17]

El ensayo se realiza por etapas a los 24 horas, 7, 14, 21 y 28 días de confeccionadas las

probetas, en el ensayo realizado se siguieron las orientaciones de la norma NC-18-1999

correspondiente a: Geotecnia. Determinación de la resistencia a la compresión axial no confinada

de suelos cohesivos”. Anexo 7.

Para llevar a la misma energía de compactación se calcula los números de golpes a utilizar

durante el ensayo:

Datos del ensayo:

W = 0.90 lb.

h = 0.82 pie

n = 3

V = 3.5 x

E = 12375 lb.pie/

Se calcula por la expresión: E =

Para calcular la N se despeja y queda así la expresión:

N = 21 golpes/capas.


subrasante.

71

Tabla 3.6 Dosis para las diferentes variantes para el ensayo de compresión axial

Cantidad de suelo Cantidad cemento Cantidad Rocamix

concentrada

Cantidad de agua

destilada

(Variante 1) 1kg 0,0178 kg

(= 17.8g)

0.4 cm³

(= 0.4 ml)

130 ml

(Variante 2 ) 1kg 0,089 kg

(= 8.9 g)

0.2 cm³

(= 0.2 ml)

130 ml

Tabla 3.6 Ensayo de Compresión Axial a los 7 días para la variante 1.

pulg. mm. LECT. Kg. LECT. Kg. LECT. Kg. LECT. Kg. LECT. Kg. Kg.

0,008 0,20 1 1,89 1 1,89 1 1,89 1 1,89 1 1,89 1,89

0,016 0,40 1,5 2,83 1,5 2,83 1,5 2,83 1,5 2,83 2 3,77 3,02

0,024 0,60 2 3,77 2 3,77 2 3,77 2 3,77 3,5 6,60 4,34

0,031 0,80 3 5,66 2,5 4,72 2,5 4,72 4 7,55 5 9,44 6,42

0,047 1,20 6 11,32 5 9,44 4 7,55 6,5 12,27 6 11,32 10,38

0,063 1,60 6 11,32 7 13,21 7 13,21 6,5 12,27 6 11,32 12,27

0,079 2,00 6 11,32 7 13,21 7 13,21 6,5 12,27 6 11,32 12,27

40

Suelo estabilizado variante 1

PENETRACIÓNMUESTRAS

Promedio36 37 38 39


subrasante.

72


Figura 3.3 gráfico de las variantes para los 7 días.

pulg. mm. LECT. Kg. LECT. Kg. LECT. Kg. LECT. Kg. Kg.

0,008 0,20 0,5 0,94 0,5 0,94 0,5 0,94 0,5 0,94 0,94

0,016 0,40 1 1,89 1,5 2,83 1,5 2,83 1 1,89 2,36

0,024 0,60 1 1,89 2 3,77 3 5,66 1,5 2,83 3,54

0,031 0,80 2 3,77 4 7,55 4,5 8,49 2 3,77 7,08

0,047 1,20 3,5 6,60 4 7,55 4,5 8,49 4,5 8,49 7,78

0,063 1,60 3,5 6,60 4 7,55 4,5 8,49 4,5 8,49 7,78

0,079 2,00 3,5 6,60 4 7,55 4,5 8,49 4,5 8,49 7,78



Promedio7 8 9 10


subrasante.

73




0,008 0,20 1 1,89 1 1,89 0,5 0,94 1 1,89 1 1,89 1,70

0,016 0,40 1,5 2,83 1,5 2,83 1 1,89 1,5 2,83 2 3,77 2,83

0,024 0,60 3,5 6,60 2 3,77 1,5 2,83 2,5 4,72 2,5 4,72 4,53

0,031 0,80 6 11,32 4,5 8,49 4 7,55 5,5 10,38 5,5 10,38 9,62

0,047 1,20 6 11,32 7,5 14,15 9 16,98 8 15,10 9 16,98 14,91

0,063 1,60 6 11,32 7,5 14,15 9 16,98 8 15,10 9 16,98 14,91

0,079 2,00 6 11,32 7,5 14,15 9 16,98 8 15,10 9 16,98 14,91

30



Promedio26 27 28 29


0,008 0,20 1 1,89 1 1,89 1 1,89 1,5 2,83 2,12

0,016 0,40 1,5 2,83 1,5 1,50 1,5 2,83 2 3,77 2,73

0,024 0,60 2 3,77 2 2,50 2,5 4,72 2,5 4,72 3,93

0,031 0,80 2,5 4,72 3 4,72 3,5 6,60 5 9,44 5,43

0,047 1,20 4,5 8,49 4,5 8,49 4,5 8,49 5 9,44 8,73

0,063 1,60 4,5 8,49 4,5 8,49 4,5 8,49 5 9,44 8,73

0,079 2,00 4,5 8,49 4,5 8,49 4,5 8,49 5 9,44 8,73



Promedio11 12 13 14


subrasante.

74




0,008 0,20 1 1,89 1 1,89 1 1,89 1 1,89 1 1,89 1,89

0,016 0,40 2 3,77 2 3,77 1,5 2,83 2 3,77 2 3,77 3,59

0,024 0,60 2,5 4,72 3 5,66 2,5 4,72 2,5 4,72 2,5 4,72 4,91

0,031 0,80 4 7,55 5,5 10,38 5 9,44 4,5 8,49 5 9,44 9,06

0,047 1,20 8,5 16,04 7,5 14,15 7,5 14,15 8 15,10 9 16,98 15,28

0,063 1,60 8,5 16,04 7,5 14,15 7,5 14,15 8 15,10 9 16,98 15,28

0,079 2,00 8,5 16,04 7,5 14,15 7,5 14,15 8 15,10 9 16,98 15,28

20



Promedio16 17 18 19


subrasante.

75




0,008 0,20 1 1,89 1 1,89 1 1,89 1,5 2,83 2,12

0,016 0,40 1,5 2,83 1,5 1,50 1,5 2,83 2 3,77 2,73

0,024 0,60 2 3,77 2 2,50 2,5 4,72 2,5 4,72 3,93

0,031 0,80 4,5 8,49 4 7,55 5 9,44 5,5 10,38 8,96

0,047 1,20 6 11,32 6,5 12,27 7 13,21 5,5 10,38 11,79

0,063 1,60 6 11,32 6,5 12,27 7 13,21 5,5 10,38 11,79

0,079 2,00 6 11,32 6,5 12,27 7 13,21 5,5 10,38 11,79



Promedio6 7 8 9

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50

Ca

rga

Deformación

Suelo estabilizadovariante 2



subrasante.

76




0,008 0,20 1 1,89 1 1,89 1 1,89 1 1,89 1 1,89 1,89

0,016 0,40 1,5 2,83 1,5 2,83 1,5 2,83 1,5 2,83 2 3,77 3,02

0,024 0,60 3 5,66 3 5,66 2 3,77 3,5 6,60 3,5 6,60 5,66

0,031 0,80 4,5 8,49 4,5 8,49 4,5 8,49 5,5 10,38 5,5 10,38 9,25

0,047 1,20 9 16,98 8,5 16,04 8 15,10 8,5 16,04 9,5 17,93 16,42

0,063 1,60 9 16,98 8,5 16,04 8 15,10 8,5 16,04 9,5 17,93 16,42

0,079 2,00 9 16,98 8,5 16,04 8 15,10 8,5 16,04 9,5 17,93 16,42

39 40



Promedio36 37 38


0,008 0,20 1 0,94 1,5 2,83 1 0,94 1,5 0,94 1,42

0,016 0,40 3 1,89 2,5 4,72 2,5 2,83 3 1,89 2,83

0,024 0,60 3,5 1,89 3 5,66 4 5,66 4,5 2,83 4,01

0,031 0,80 5 9,44 6 11,32 6,5 12,27 7 3,77 9,20

0,047 1,20 8 15,10 7 13,21 6,5 12,27 7,5 14,15 13,68

0,063 1,60 8 15,10 7 13,21 6,5 12,27 7,5 14,15 13,68

0,079 2,00 8 15,10 7 13,21 6,5 12,27 7,5 14,15 13,68



Promedio1 2 3 4


subrasante.

77

Figura 3.6 Gráfico de las variantes para los 28 días.

Se puede apreciar como las muestras de la variante 2 el valor de la deformación contra la

carga se mantiene mucho menor con respecto a la de la otra variante, esto significa que la

resistencia a la compresión axial es baja con respecto una de otra y esto pasa en todos los

ensayos para cada día que se realizó.

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50

Ca

rga

Deformación




subrasante.

78

Figura 3.7 Figura del ensayo de Compresión Axial.

3.6 Cálculo del espesor de subrasante mediante el Programa del ALIZE.

Estas son las variantes a utilizar para el cálculo de CBR tanto para el suelo natural como el

estabilizado y asi calcular el espesor de subrasante mediante el programa de ALIZE .

Variante 1: Suelo natural de la formación Capdevila (suelo arcilloso clasificado como un A-7-

6(22).

Variante 2: Suelo estabilizado con 89 g de cemento + 2 ml de Rocamix + Humedad.

Variante 3: Suelo estabilizado con 44.5 g de cemento + 1 ml de Rocamix + Humedad.

Tabla 3.15 Resultados de los ensayos de CBR.

Tipo de suelo CBR (%)

Variante 1 1.27

Variante 2 20.58

Variante 3 6.18


subrasante.

79

Por la fórmula anterior se obtuvieron los datos de la siguiente tabla 3.16.

Tipo de suelo CBR (%) Mr(MPa) Módulo

proyecto

Variante 1 1.27 12.7 <50

Variante 2 20.58 205.8 ≥50

Variante 3 6.18 61.8 >50

Los valores obtenidos de Es los voy comparar con la mínima para un tráfico ligero para ver si

me cumple con 50 MPa.

Con todos estos resultados de CBR se introducen los datos en el programa ALIZE para buscar

así una estructura de suelos económica con una carga de 0,5MPa y 30cm de diámetro de placa.

Luego se corre el programa y me da el dato de la deflexión la cual la introduzco en la siguiente

fórmula y obtengo así el Es., el cual lo comparo con el Es de proyecto para así verificar si me es

factible o no el espesor de subrasante.


subrasante.

80

Fórmula 2.0[4]

P= Presión = 0.5 MPa

D= Diámetro =30 cm

µ= Coeficiente de Poisson = 0.35

S= Deflexión = dato del ALIZE

3.6.2 Para la variante 1


subrasante.

81

Se le aplica esta carga por encima del terreno la cual ejerce un diámetro con el valor apreciado

anteriormente esta prueba se le denomina ensayo de carga con placa y los resultados son los

siguientes:

Para este valor no me satisface la norma (ya desde que obtuve el resultado de CBR) debido a que

se encuentra por debajo del 5 %.


El valor de D=274,5 mm/100

Por la fórmula 1.0 el resultado obtenido es de 27.45<50 MPa no me cumple.


subrasante.

82


El valor de D=243.1 mm/100

Por la fórmula anterior el resultado obtenido es de 54.14Mpa>50 MPa me cumple


subrasante.

83


subrasante.

84

Conclusiones Parciales:

El suelo estabilizado cumple con el valor de CBR requerido tanto para una variante como

para la otra ,según la norma NC-334-2004, pero el valor del espesor de subrasante hay

que verificarlo , según el cálculo económico cuando se realice para ver que sucede .


subrasante.

85

Conclusiones Generales

86

1. Seguir trabajando en las diferentes dosis con vistas a buscar reservas que pudiesen

satisfacer los logros que se requieren.

2. Resultados de absorción capilar mas económicos y que logren mejores resultados .

3. Cuando se trabaje con el estabilizador Rocamix, identificar valores de la actividad

de la arcilla por la importancia de esto en los resultados.

4. Se aumentó el valor de CBR cumpliendo con las exigencias para subrasntes.

5. El espesor de subrasante disminuye con el suelo estabilizado.

Recomendaciones

87

- Se recomienda profundizar el mismo trabajo de investigación utilizando este producto

en otras formaciones de suelo.

- Se recomienda realizar otros ensayos al suelo estabilizado con ROCAMIX para que

brinde una información más detallada de las propiedades ingenieriles que esta le

puede aportar al suelo.

-

Referencias Bibliográficas

88

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3. Torres Vila, J.A., Diseño y construcción de explanaciones. Vol. tomo 2. 1986, La

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5. de Pablo, L., Las arcillas I,clasificación,identificación,usos y especificaciones

industriales. Bol.Soc.Geol.Mexicana, 1964.

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11. NC-20, “Geotecnia. Determinación de la granulometría de los suelos”. .

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13. Braja M., D., Fundamentos de Ingeniería Geotécnica. 1985, California State University,

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Bibliografía

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plasticidad de los suelos”. . 2000.

26. NC-59, “Geotecnia. Clasificación geotécnica de los suelos”. . 2000.

27. Das, B.M., “Fundamentos de Ingeniería Geotécnica”, ed. E.T. Learning. 2001, México.

28. NC-334:”Carreteras-Pavimentos Flexibles-Método del Calculo” . 2004.

29. Medina, E., Propiedades de los suelos. 2007

Anexos

90

Anexos

91

Anexos

92

Anexo 1: Ensayos granulométricos:

Anexo 1.1: Análisis por cribado:

ISPJAE LABORATORIO DE GEOTECNIA

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO

Peso Material Húmedo

Peso Material Seco (ws1) 953,03 g

(1/ws1)*100 0,001

Peso Seco (ws1) 270,04 g

OBRA: Suelo Formación Capdevila.

MUESTRA : 1

OBSERVACIONES: Suelo de color

amarillo.

Tamiz Tamiz

Retenido Pasado del

total (%) PARCIAL (g) Tanto por ciento

Parcial Total

12,70 1/2" 0,00 0,00% 0,00% 100,00%

9,52 3/8" 67,43 7,08% 7,08% 92,92%

4,75 N° 4 38,31 4,02% 11,10% 88,90%

2,00 N° 10 33,41 3,51% 14,60% 85,40%

0,850 N° 20 24,27 2,55% 17,15% 82,85%

0,425 N° 40 22,06 2,31% 19,46% 80,54%

0,250 N° 60 17,05 1,79% 21,25% 78,75%

0,149 N° 100 21,86 2,29% 23,54% 76,46%

0,074 N° 200 44,76 4,70% 28,24% 71,76%

0,00 Fondo 1,92 0,20% 28,44% 71,56%

Σ 271,07

Anexos

93

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,010,101,0010,00100,00

Po

rce

nta

je p

as

ad

o

Tamaño de particulas

ISPJAE

LABORATORIO DE GEOTECNIA FACULTAD DE INGENIERÍA

CIVIL



Peso Material Seco

(ws1) 861,70 g

(1/ws1)*100 0,001



MUESTRA : 2


amarillo.

Tamiz Tamiz

Retenido Pasado del


Parcial Total

12,70 1/2" 0,00 0,00% 0,00% 100,00%

9,52 3/8" 57,93 6,72% 6,72% 93,28%

4,75 N° 4 32,97 3,83% 10,55% 89,45%

2,00 N° 10 33,28 3,86% 14,41% 85,59%

0,850 N° 20 24,18 2,81% 17,22% 82,78%

Anexos

94

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,010,101,0010,00100,00

Po

rce

nta

je p

as

ad

o


0,425 N° 40 21,88 2,54% 19,76% 80,24%

0,250 N° 60 17,82 2,07% 21,82% 78,18%

0,149 N° 100 19,68 2,28% 24,11% 75,89%

0,074 N° 200 44,75 5,19% 29,30% 70,70%

0,00 Fondo 2,57 0,30% 29,60% 70,40%

Σ 255,06

Anexos

95

ISPJAE


CIVIL



Peso Material Seco

(ws1) 923,40 g

(1/ws1)*100 0,001



MUESTRA : 3


amarillo.

Tamiz Tamiz

Retenido Pasado del


Parcial Total

12,70 1/2" 0,00 0,00% 0,00% 100,00%

9,52 3/8" 34,59 3,75% 3,75% 96,25%

4,75 N° 4 39,84 4,31% 8,06% 91,94%

2,00 N° 10 35,98 3,90% 11,96% 88,04%

0,850 N° 20 26,47 2,87% 14,82% 85,18%

0,425 N° 40 24,17 2,62% 17,44% 82,56%

0,250 N° 60 18,81 2,04% 19,48% 80,52%

0,149 N° 100 21,15 2,29% 21,77% 78,23%

0,074 N° 200 49,30 5,34% 27,11% 72,89%

0,00 Fondo 2,18 0,24% 27,34% 72,66%

Σ 252,49

Anexos

96

ISPJAE


CIVIL



Peso Material Seco

(ws1) 694,32 g

(1/ws1)*100 0,001



MUESTRA : 4


amarillo.

Tamiz Tamiz

Retenido Pasado del


Parcial Total

12,70 1/2" 0,00 0,00% 0,00% 100,00%

9,52 3/8" 16,83 2,42% 2,42% 97,58%

4,75 N° 4 26,26 3,78% 6,21% 93,79%

2,00 N° 10 25,41 3,66% 9,87% 90,13%

0,850 N° 20 19,36 2,79% 12,65% 87,35%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,0100,1001,00010,000100,000

Po

rce

nta

je p

as

ad

o


Anexos

97

0,425 N° 40 19,71 2,84% 15,49% 84,51%

0,250 N° 60 13,73 1,98% 17,47% 82,53%

0,149 N° 100 18,33 2,64% 20,11% 79,89%

0,074 N° 200 34,13 4,92% 25,03% 74,97%

0,00 Fondo 1,06 0,15% 25,18% 74,82%

Σ 174,82

ISPJAE


CIVIL



Peso Material Seco

(ws1) 864,75 g

(1/ws1)*100 0,001



MUESTRA : 5


amarillo.

Tamiz Tamiz

Retenido Pasado del


Parcial Total

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,010,101,0010,00100,00

Po

rce

nta

je p

as

ad

o


Anexos

98

12,70 1/2" 0,00 0,00% 0,00% 100,00%

9,52 3/8" 23,68 2,74% 2,74% 97,26%

4,75 N° 4 29,21 3,38% 6,12% 93,88%

2,00 N° 10 34,03 3,94% 10,05% 89,95%

0,850 N° 20 26,32 3,04% 13,10% 86,90%

0,425 N° 40 25,04 2,90% 15,99% 84,01%

0,250 N° 60 19,78 2,29% 18,28% 81,72%

0,149 N° 100 22,35 2,58% 20,86% 79,14%

0,074 N° 200 42,31 4,89% 25,76% 74,24%

0,00 Fondo 0,26 0,03% 25,79% 74,21%

Σ 222,98

Anexo 1.2: Análisis hidrométrico:

ISPJAE Determinación de

humedad

Corrección por densidad: 0,5

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Corrección por menisco: 0,5

ANÁLISIS HIDROMÉTRICO

PF 18 125 Gs: 2,72

Wht 33,05 32,67 WH: 50

Wst 32,01 31,66 Ws: 47,44

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,010,101,0010,00100,00

Po

rce

nta

je p

as

ad

o


Anexos

99

T 12,57 13,15

OBRA: Suelo Formación Capdevila. 5,35% 5,46%

MUESTRA : 1

OBSERVACIONES: Suelo de color amarillo.

Fecha Hora Tiempo Lectura Temp. C.T. L.C. % Fino %Fino

Real

Prof.

Especif. K D (mm)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

09/05/2012

8:47 0,5 16 26,5 1,4 17,4 58,01% 50,94% 12,2 0,01239 0,061

8:48 1 15 26,5 1,4 16,4 54,67% 48,01% 12,6 0,01239 0,044

8:50 3 13 26,5 1,4 14,4 48,01% 42,16% 13,3 0,01239 0,026

8:52 5 12 26,5 1,4 13,4 44,67% 39,23% 13,7 0,01239 0,021

8:57 10 11 26,5 1,4 12,4 41,34% 36,30% 14,1 0,01239 0,015

9:02 15 11 26 1,3 12,3 41,00% 36,01% 14,1 0,01246 0,012

9:17 30 10 26 1,3 11,3 37,67% 33,08% 14,5 0,01246 0,009

9:47 60 8 26 1,3 9,3 31,00% 27,23% 15,2 0,01246 0,006

10:47 120 6 26 1,3 7,3 24,34% 21,37% 15,9 0,01246 0,005

12:47 240 5,5 26 1,3 6,8 22,67% 19,91% 16,1 0,01246 0,003

4:47 480 3,5 26 1,3 4,8 16,00% 14,05% 16,9 0,01246 0,002

8:47 1440 2 25 1,05 3,05 10,17% 8,93% 17,5 0,01246 0,001


humedad




PF 24 36 Gs: 2,72

Wht 34,69 38,98 WH: 50

Wst 34,68 38,97 Ws: 49,98

T

15,15 14,5

Anexos

100


0,05% 0,04%

MUESTRA : 2


Fecha Hora Tiempo Lectura Temp. C.T. L.C. % Fino

%Fino

Real

Prof.

Especif. K D (mm)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

10/05/2012

8:54 0,5 16 27 1,5 17,5 55,37% 48,63% 12,2 0,01233 0,061

8:55 1 14,5 27 1,5 16 50,63% 44,46% 12,8 0,01233 0,044

8:57 3 12,5 27 1,5 14 44,30% 38,90% 13,5 0,01233 0,026

8:59 5 12 27 1,5 13,5 42,72% 37,51% 13,7 0,01233 0,020

9:04 10 11 27 1,5 12,5 39,55% 34,74% 14,1 0,01233 0,015

9:09 15 10,5 27 1,5 12 37,97% 33,35% 14,3 0,01233 0,012

9:39 30 9,5 27 1,5 11 34,81% 30,57% 14,6 0,01233 0,009

9:54 60 8 27 1,5 9,5 30,06% 26,40% 15,2 0,01233 0,006

10:54 120 7 27 1,5 8,5 26,90% 23,62% 15,6 0,01233 0,004

12:54 240 5 27 1,5 6,5 20,57% 18,06% 16,3 0,01233 0,003

4:54 480 3,5 27 1,5 5 15,82% 13,89% 16,9 0,01233 0,002

8:54 1440 2 26,5 1,4 3,4 10,76% 9,45% 17,5 0,01239 0,001


humedad




PF 24 36 Gs: 2,72

Wht 34,69 38,98 WH: 50

Wst 34,68 38,97 Ws: 49,98

T

15,15 14,5


0,05% 0,04%

Anexos

101

MUESTRA : 3


Fecha Hora Tiempo Lectura Temp. C.T. L.C. % Fino

%Fino

Real

Prof.

Especif. K D (mm)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

10/05/2012

9:06 0,5 16 27 1,5 17,5 55,37% 48,63% 12,2 0,01233 0,061

9:07 1 14,5 27 1,5 16 50,63% 44,46% 12,8 0,01233 0,044

9:09 3 13 27 1,5 14,5 45,88% 40,29% 13,3 0,01233 0,026

9:11 5 12,5 27 1,5 14 44,30% 38,90% 13,5 0,01233 0,020

9:16 10 12 27 1,5 13,5 42,72% 37,51% 13,7 0,01233 0,014

9:21 15 11 27 1,5 12,5 39,55% 34,74% 14,1 0,01233 0,012

9:36 30 10 27 1,5 11,5 36,39% 31,96% 14,5 0,01233 0,009

10:06 60 8,5 27 1,5 10 31,64% 27,79% 15 0,01233 0,006

11:06 120 6,5 27 1,5 8 25,31% 22,23% 15,75 0,01233 0,004

1:06 240 5,5 27 1,5 7 22,15% 19,45% 16,2 0,01233 0,003

5:06 480 3,5 27 1,5 5 15,82% 13,89% 16,9 0,01233 0,002

9:06 1440 2 26,5 1,4 3,4 10,76% 9,45% 17,1 0,01239 0,001

Anexos

102

Anexo 2: Ensayo de límites de consistencia:

ISPJAE LABORATORIO

DE

GEOTECNIA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

DETERMINACIÓN DEL LÍMITE LÍQUIDO, LÍMITE PLÁSTICO E

ÍNDICE DE PLASTICIDAD DEL SUELO

OBRA: Suelo Formación Capdevila FECHA: 5/3/2012

MUESTRA : 1

Límite Líquido Límite Plástico

N. DE GOLPES 38 30 24 21 17

PESAFILTRO 1 2 3 4 5 6 7

MASA HÚMEDA

(g) 24,18 23,10 22,02 22,18 22,86 15,94 16,54

MASA SECA (g) 20,90 20,20 19,27 19,30 19,84 15,53 16,14

TARA (g) 14,54 14,65 14,02 13,84 14,15 13,61 14,26

% HUMEDAD 51,57% 52,25% 52,38% 52,75% 53,08% 21,35% 21,28%

RESULTADOS FINALES

LL 52,42 Lp 21,32 IP 31,10

Anexos

103

ISPJAE LABORATORIO

DE





MUESTRA : 2


N. DE GOLPES 36 30 23 16 11


MASA HÚMEDA

(g) 26,29 23,98 27,07 25,55 23,85 14,52 13,92

MASA SECA (g) 22,32 20,81 22,66 21,69 20,36 13,87 13,27

TARA (g) 14,39 14,60 14,18 14,54 14,21 10,81 10,38

% HUMEDAD 50,06% 51,05% 52,00% 53,99% 56,75% 21,24% 22,49%

RESULTADOS FINALES

LL 52,36 Lp 21,87 IP 30,49

Anexos

104

ISPJAE LABORATORIO

DE





MUESTRA : 3


N. DE GOLPES 40 35 26 20 17


MASA HÚMEDA

(g) 24,10 25,40 24,55 25,51 23,38 13,66 13,04

MASA SECA (g) 20,89 21,73 21,18 21,79 20,23 13,18 12,60

TARA (g) 14,30 14,28 14,49 14,48 14,07 10,96 10,51

% HUMEDAD 48,71% 49,26% 50,37% 50,89% 51,14% 21,62% 21,05%

RESULTADOS FINALES

LL 50,28 Lp 21,34 IP 28,94

Anexos

105

Anexos

106

ISPJAE LABORATORIO

DE





MUESTRA : 4


N. DE GOLPES 38 34 27 23 19


MASA HÚMEDA

(g) 22,48 23,30 27,48 23,04 22,67 13,25 12,93

MASA SECA (g) 20,05 20,18 23,11 20,10 19,89 12,85 12,53

TARA (g) 15,11 13,98 14,56 14,46 14,72 10,91 10,57

% HUMEDAD 49,19% 50,32% 51,11% 52,13% 53,77% 20,62% 20,41%

RESULTADOS FINALES

LL 51,98 Lp 20,51 IP 31,47

Anexos

107

Anexo 3: Ensayo de peso específico:

ISPJAE MECÁNICA DE SUELO PESO ESPECÍFICO

Obra: Tesis

Muestra: 1 Profesor: Pedro Morales

Fecha: 12/4/2012 Operador: Antonio Blanco Hernández

TEMPERATURA (°C) 27,5 27 27,5

FRASCO 36 13 22

(a) PESO DEL SUELO SECADO EN ESTUFA 40 g 40 g 40 g

(b) PESO DEL FRASCO LLENO DE AGUA 374,61 g 333,38 g 326,95 g

(c) = (a) + (b) 414,61 g 373,38 g 366,95 g

(d) = PESO DEL FRASCO + AGUA + SUELO 399,82 g 358,69 g 352,26 g

(e) VOLUMEN DEL AGUA DESPLAZADA (c)– (d) 14,79 ml 14,69 ml 14,69 ml

γ= (a)/(e) 2,70 g/cm³ 2,72 g/cm³ 2,72 g/cm³

PESO ESPECIFICO PROMEDIO (γs) 2,72 g/cm³

DESCRIPCION:

Anexos

108

Anexo 4: Ensayos de compactación:

Anexo 4.1: Ensayo de Próctor Estándar:

Muestra 1 (Próctor estándar)

Paso 1 2 3 4 5 6

Peso Húmedo + Tara 7630 7700 7794 7870 7837 7769

Tara 6073 6070 6070 6070 6070 6070

Peso Húmedo 1557 1630 1724 1800 1767 1699

Densidad Húmeda 15,972 16,720 17,685 18,464 18,126 17,428

Pesafiltro 33 12 11 25 14 11 25 4 5 55 5 55

Agua 120 ml 240 ml 360 ml 480 ml 600 ml 720 ml

Peso Húmedo + Tara 122,73 116,41 120,42 113,10 99,35 100,04 122,36 106,21 99,38 106,13 97,30 94,94

Peso Seco + Tara 110,99 105,28 107,41 100,46 86,56 87,62 103,58 90,67 82,24 87,58 79,70 76,99

Tara 31,18 28,97 33,73 31,18 28,97 34,25 32,86 32,72 28,99 28,46 32,42 27,40

Peso Seco 79,81 76,31 73,68 69,28 57,59 53,37 70,72 57,95 53,25 59,12 47,28 49,59

% Humedad 14,71% 14,59% 17,66% 18,24% 22,21% 23,27% 26,56% 26,82% 32,19% 31,38% 37,23% 36,20%

Densidad Seca 13,92 13,94 14,21 14,14 14,47 14,35 14,59 14,56 13,71 13,80 12,70 12,80

Promedio de

humedad 14,65% 17,95% 22,74% 26,69% 31,78% 36,71%

Promedio de

densidad 13,93 14,18 14,41 14,57 13,75 12,75

Anexos

109

Muestra 2 (Próctor estándar)

Paso 1 2 3 4 6 7

Peso Húmedo + Tara 7586 7669 7781 7878 7815 7805

Tara 6070 6070 6070 6070 6070 6070

Peso Húmedo 1516 1599 1711 1808 1745 1735

Densidad Húmeda 15,551 16,402 17,551 18,546 17,900 17,798

Pesafiltro 33 12 11 25 14 11 25 4 70 6 78 29


Peso Húmedo + Tara 110,99 129,49 112,23 129,01 125,60 121,28 115,84 120,38 111,54 109,55 115,09 99,97

Peso Seco + Tara 104,13 121,02 102,96 117,76 111,52 108,31 99,84 104,03 94,17 91,61 94,50 81,92

Tara 29,00 28,98 32,71 32,89 34,26 36,09 32,44 33,63 36,09 31,65 34,49 29,55

Peso Seco 75,13 92,04 70,25 84,87 77,26 72,22 67,40 70,40 58,08 59,96 60,01 52,37

% Humedad 9,13% 9,20% 13,20% 13,26% 18,22% 17,96% 23,74% 23,22% 29,91% 29,92% 34,31% 34,47%

Densidad Seca 14,25 14,24 14,49 14,48 14,85 14,88 14,99 15,05 13,78 13,78 13,25 13,24

Promedio de

humedad 9,17% 13,23% 18,09% 23,48% 29,91% 34,39%

Promedio de

densidad 14,25 14,49 14,86 15,02 13,78 13,24

12

13

14

15

16

17

13% 18% 23% 28% 33% 38%

De

ns

ida

d

Humedad

Anexos

110

13

14

15

16

17

5% 10% 15% 20% 25% 30% 35%

De

ns

ida

d

Humedad

Anexos

111

Anexo 4.2: Ensayo de Próctor Modificado:

Muestra 1 (Próctor-CBR)

Paso 1 2 3 4 5 6

Peso Húmedo + Tara 10213 10573 10900 11010 10832 10714

Tara 6753 6755 6754 6755 6755 6755

Peso Húmedo 3460 3818 4146 4255 4077 3959

Densidad Húmeda 15,983 17,636 19,151 19,655 18,833 18,288

Pesafiltro 4 10 5 14 26 22 29 11 55 25 33 12

Agua 0 200 ml 400 ml 600 ml 800 ml 1000 ml

Peso Húmedo + Tara 112,15 106,52 114,38 130,82 95,07 134,21 112,12 116,27 99,71 115,96 132,58 98,56

Peso Seco + Tara 106,23 100,74 105,63 120,64 86,45 120,99 98,70 102,50 86,00 98,62 114,56 81,53

Tara 32,89 28,78 33,58 33,39 28,26 33,73 29,84 32,36 32,89 31,13 28,96 31,67

Peso Seco 73,34 71,96 72,05 87,25 58,19 87,26 68,86 70,14 53,11 67,49 85,60 49,86

% Humedad 8,07% 8,03% 12,14% 11,67% 14,81% 15,15% 19,49% 19,63% 25,81% 25,69% 21,05% 34,16%

Densidad Seca 14,79 14,79 15,73 15,79 16,68 16,63 16,45 16,43 14,97 14,98 15,11 13,63

Promedio de

humedad 8,05% 11,91% 14,98% 19,56% 25,75% 27,60%

Promedio de

densidad 14,79 15,76 16,66 16,44 14,98 14,37

14

15

16

17

18

19

5% 10% 15% 20% 25% 30%

De

ns

ida

d

Humedad

Anexos

112

Muestra 2 (Proctor-CBR)

Paso 1 2 3 4 5

Peso Húmedo + Tara 10420 10835 11010 10935 10770

Tara 6754 6754 6755 6754 6755

Peso Húmedo 3666 4081 4255 4181 4015

Densidad Húmeda 16,934 18,851 19,655 19,313 18,546

Pesafiltro 10 4 55 14 25 5 11 26 22 29

Agua 200 ml 400 ml 600 ml 800 ml 1000 ml

Peso Húmedo + Tara 120,81 117,83 117,25 116,40 113,87 96,71 133,54 94,24 101,28 102,12

Peso Seco + Tara 111,69 109,57 106,46 105,99 100,95 86,45 114,70 82,06 86,96 86,69

Tara 28,80 32,91 32,89 33,43 31,13 33,61 32,37 28,28 33,73 29,83

Peso Seco 82,89 76,66 73,57 72,56 69,82 52,84 82,33 53,78 53,23 56,86

% Humedad 11,00% 10,77% 14,67% 14,35% 18,50% 19,42% 22,88% 22,65% 26,90% 27,14%

Densidad Seca 15,26 15,29 16,44 16,49 16,59 16,46 15,72 15,75 14,61 14,59

Promedio de humedad 10,89% 14,51% 18,96% 22,77% 27,02%

Promedio de densidad 15,27 16,46 16,52 15,73 14,60

Anexos

113

14

15

16

17

18

19

10% 15% 20% 25% 30%

De

ns

ida

d

Humedad

Muestra 3 (Proctor-CBR)

Paso 1 2 3 4 5 6

Peso Húmedo + Tara 10446 10785 10978 10828 10750 10655

Tara 6690 6750 6750 6750 6750 6750

Peso Húmedo 3756 4035 4228 4078 4000 3905

Densidad Húmeda 17,350 18,639 19,530 18,837 18,477 18,038

Pesafiltro 33 12 4 14 11 25 14 11 25 4 5 55


Peso Húmedo + Tara 132,64 131,71 131,71 124,44 120,41 124,08 119,00 114,39 111,20 120,75 111,39 111,22

Peso Seco + Tara 122,98 121,89 120,25 114,14 107,41 109,91 102,07 98,42 93,27 101,94 92,92 92,42

Tara 28,96 31,67 33,92 33,56 33,09 27,94 33,40 33,24 27,95 33,91 31,72 28,97

Peso Seco 94,02 90,22 86,33 80,58 74,32 81,97 68,67 65,18 65,32 68,03 61,20 63,45

% Humedad 10,27% 10,88% 13,27% 12,78% 17,49% 17,29% 24,65% 24,50% 27,45% 27,65% 30,18% 29,63%

Densidad Seca 15,73 15,65 16,45 16,53 16,62 16,65 15,11 15,13 14,50 14,47 13,86 13,92

Promedio de

humedad 10,58% 13,03% 17,39% 24,58% 27,55% 29,90%

Promedio de

densidad 15,69 16,49 16,64 15,12 14,49 13,89

Anexos

114

13

14

15

16

17

18

19

20

10% 15% 20% 25% 30%

De

ns

ida

d

Humedad

Anexos

115

Anexo 5: Ensayo de CBR:

Anexo 5.1: Ensayo de CBR natural:

PRÓCTOR STANDARD

PRÓCTOR

MODIFICADO

wopt: 23,05 wopt: 17,19

gdmáx: 14,42 gdmáx: 16,52

Gs: 2,72 Gs: 2,72

whigroc 5,70% whigroc 5,70%

DATOS DE HUMEDAD

HUMEDAD INICIAL HUMEDAD FINAL

ENSAYO No. 1 2 3 1 2 3

P. F. No. 7 36 14 24 21 22

P. Hum + P.F. 29,63 31,42 31,74 32,93 35,81 33,22

P. Seco + P.F 27,01 28,77 28,96 29,31 32,13 29,89

TARA del P.F. 14,15 14,29 14,11 14,15 14,61 14,11

% w 20,37% 18,26% 18,73% 23,87% 21,00% 21,10%

DATOS DE HINCHAMIENTO

DEFORMACIÓN POR CIENTO

ENSAYO No. 1 2 3 1 2 3

1er DÍA 1,31 1,33 1,27 19,35% 19,79% 19,01%

2do DÍA 1,63 1,67 1,62 24,08% 24,85% 24,25%

3er DÍA 1,86 1,83 1,85 27,47% 27,23% 27,69%

4to DÍA 1,97 1,89 1,94 29,10% 28,13% 29,04%

Anexos

116

Molde 1 Molde 2 Molde 3

h 11,7 2095 cm³

h 11,7 2123 cm³

h 11,7 2095 cm³

d 15,1 d 15,2 d 15,1

DATOS DE COMPACTACIÓN (SOBRECARGA): 5700 (kg)

ENSAYO MOLDE

TARA

DEL

MOLDE

P. NUM.

INICIAL +

TARA

P. NUM.

INICIAL

1 40 6720 10820 4100 19,191 15,944

2 41 6774 10836 4062 18,763 15,867

3 60 6923 10968 4045 18,933 15,947

0

0,5

1

1,5

2

0 1 2 3 4

Hin

ch

am

ien

to

Días en inmersión

1

2

3

Anexos

117

K constante del anillo = 1,887 TABLA DE PENETRACIÓN

TIEMPO PENETRACIÓN ENSAYO 1 ENSAYO 2 ENSAYO 3

Min PULG. mm. LECT. KG. CBR LECT. KG. CBR LECT. KG. CBR

1 0,02 0,67 5,5 11 7 14 10,5 21

2 0,05 1,27 8 16 9,5 19 12,7 25

3 0,1 2,54 11,5 23 1,691 13,5 27 1,985 15 30 2,206

4 0,15 3,81 14,8 30 16,6 33 17 34

6 0,2 5,08 17,2 34 1,686 20 40 1,961 19 38 1,863

8 0,3 7,62 21 42 26,7 53 23 46

10 0,4 10,16 23 46 32 64 27,2 54

0

10

20

30

40

50

60

70

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Fu

erz

a

Penetración

1

2

3

Anexos

118

Anexo 5.2: Ensayo de CBR estabilizado:

PRÓCTOR STANDARD

PRÓCTOR

MODIFICADO

wopt: 23,05 wopt: 17,19

gdmáx: 14,42 gdmáx: 16,52

Gs: 2,72 Gs: 2,72

whigroc 5,70% whigroc 5,70%

DATOS DE HUMEDAD

HUMEDAD INICIAL HUMEDAD FINAL

ENSAYO No. 1 2 3 1 2 3

P. F. No. 4 5 33 16 24 17

P. Hum + P.F. 116,50 77,80 113,60 108,20 93,93 106,79

P. Seco + P.F 114,85 76,04 111,92 107,85 90,52 105,60

TARA del P.F. 33,35 26,44 33,87 33,18 32,10 32,42

% w 2,03% 3,56% 2,19% 1,42% 1,37% 1,17%

DATOS DE HINCHAMIENTO

DEFORMACIÓN POR CIENTO

ENSAYO No. 1 2 3 1 2 3

1er DÍA 0,93 0,97 0,89 25,14% 25,33% 23,80%

2do DÍA 0,93 0,99 0,95 25,14% 25,85% 25,40%

3er DÍA 0,94 0,96 0,97 25,41% 25,07% 25,94%

4to DÍA 0,90 0,91 0,93 24,32% 23,76% 24,87%

Anexos

119

116,50 77,80 113,60 108,20 93,93 106,79

114,85 76,04 111,92 107,85 90,52 105,60

33,35 26,44 33,87 33,18 32,10 32,42

2,03% 3,56% 2,19% 1,42% 1,37% 1,17%

Molde 1 Molde 2 Molde 3

h 17,7 3212 cm³

h 16,98 3041 cm³³

h 17,7 3170 cm³

d 15,2 d 15,1 d 15,1

116,50 77,80 113,60 108,20 93,93 106,79

114,85 76,04 111,92 107,85 90,52 105,60

33,35 26,44 33,87 33,18 32,10 32,42

2,03% 3,56% 2,19% 1,42% 1,37% 1,17%

0

0,5

1

1,5

2

0 1 2 3 4

Hin

ch

am

ien

to

Días en inmersión

1

2

3

Anexos

120

DATOS DE COMPACTACIÓN (SOBRECARGA): 5700 (kg)

ENSAYO MOLDE

TARA

DEL

MOLDE

P. NUM.

INICIAL +

TARA

P. NUM.

INICIAL

1 21 6690 10724 4034 12,317 12,072

2 73 6795 10909 4114 13,268 12,812

3 55 6745 10806 4061 12,565 12,295

K constante del anillo = 1,887 TABLA DE PENETRACIÓN

TIEMP

O

PENETRACIÓ

N ENSAYO 1 ENSAYO 2 ENSAYO 3

Min PULG. mm. LECT

.

KG

. CBR

LECT

.

KG

. CBR

LECT

.

KG

. CBR

1 0,02 0,67 8 16 4 8 5 10

2 0,05 1,27 23 46 20 40 20 40

3 0,1 2,54 42 84 6,176

5 44 88

6,470

6 38 80

5,882

4

4 0,15 3,81 53 106 64 128 43 86

6 0,2 5,08 58 116 5,686

3 75 150

7,352

9 50 100

4,902

0

8 0,3 7,62 64 128 78 156 56 112

10 0,4 10,16 64 128 80 160 65 130

Anexos

121

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 2 4 6 8 10 12

Fu

erz

a

Penetración

1

2

3

Anexos

122

Anexo 6: Ensayo de Absorción Capilar:

Suelo natural

Hora

7 días 14 días 21 días 28 días

Peso

Porcentaj

e Peso

Porcentaj

e Peso

Porcentaj

e Peso

Porcentaj

e

Inicial 195,2

5 0

197,2

3 0

194,6

6 0

195,3

6 0

1 hora

No se

puede

pesar

No se

puede

pesar

No se

puede

pesar

No se

puede

pesar

2 horas

3 horas

4 horas

24

horas


Hora

7 días 14días 21 días 28 días

Peso

Porcentaj

e Peso

Porcentaj

e Peso

Porcentaj

e Peso

Porcentaj

e

Inicial 189,0

2 0,00%

193,7

2 0,00% 194,2 0,00%

197,3

7 0,00%

1 hora 197,9

6 4,73%

203,5

6 5,08%

202,5

5 4,30%

201,0

3 1,85%

2 horas 199,2

5 5,41%

207,1

1 6,91%

206,1

9 6,17%

202,1

8 2,44%

3 horas 199,4

5 5,52%

208,6

4 7,70%

207,4

8 6,84%

202,4

6 2,58%

4 horas 199,6

3 5,61%

209,3

2 8,05%

208,4

2 7,32%

203,0

8 2,89%

24 206,0 9,00% 211,1 9,01% 210,2 8,27% 209,1 5,97%

Anexos

123

horas 3 8 6 6


Hora

7 días 14días 21 días 28 días

Peso

Porcentaj

e Peso

Porcentaj

e Peso

Porcentaj

e Peso

Porcentaj

e

Inicial 195.8

5 0,00%

201.8

6 0,00%

203.7

9 0,00%

205.8

4 0,00%

1 hora 204.0

5 4,19%

219.3

3 10.54%

210.4

5 3.27%

210.0

3 2.04%

2 horas 207.8

2 6.11%

223.1

4 6,91%

216.1

1 6.04%

215.8

4 4.86%

3 horas Falló

Falló Falló Falló

4 horas X

X X X

24

horas x

x x x

Anexos

124

Anexo 7: Ensayo de Compresión Axial:

Anexo 7.1: Ensayo de Compresión Axial a los 7 días:

DATOS DE HUMEDAD

SUELO ESTABIZADO 1

P. F. No. 1 2 3 4 5

P. Hum +

P.F. 24,00 26,93 25,10 26,32 25,48

P. Seco +

P.F 21,86 24,32 22,78 23,84 23,15

TARA del

P.F. 10,21 10,55 10,62 10,69 10,58

18,37% 18,95% 19,08% 18,86% 18,54%


PENETRACI

ÓN

MUESTRAS Promed

io 36 37 38 39 40

pulg. mm. LEC

T. Kg.

LEC

T. Kg.

LEC

T. Kg.

LEC

T. Kg.

LEC

T. Kg. Kg.

0,008 0,20 1 1,89 1 1,89 1 1,89 1 1,89 1 1,89 1,89

0,016 0,40 1,5 2,83 1,5 2,83 1,5 2,83 1,5 2,83 2 3,77 3,02

0,024 0,60 2 3,77 2 3,77 2 3,77 2 3,77 3,5 6,60 4,34

0,031 0,80 3 5,66 2,5 4,72 2,5 4,72 4 7,55 5 9,44 6,42

0,047 1,20 6 11,3

2 5 9,44 4 7,55 6,5

12,2

7 6

11,3

2 10,38

0,063 1,60 6 11,3 7 13,2 7 13,2 6,5 12,2 6 11,3 12,27

Anexos

125

2 1 1 7 2

0,079 2,00 6 11,3

2 7

13,2

1 7

13,2

1 6,5

12,2

7 6

11,3

2 12,27

DATOS DE HUMEDAD

SUELO EST 2

P. F. No. 1 2 3 4 5

P. Hum +

P.F. 26,86 25,10 26,11 26,43 26,28

P. Seco +

P.F 24,36 22,86 23,68 23,98 23,88

TARA del

P.F. 11,07 10,91 10,72 11,02 10,85

18,81% 18,74% 18,75% 18,90% 18,42%


PENETRACIÓ

N

MUESTRAS Promedio

7 8 9 10

pulg. mm. LECT

. Kg.

LECT

. Kg.

LECT

. Kg.

LECT

. Kg. Kg.

0,008 0,20 0,5 0,94 0,5 0,94 0,5 0,94 0,5 0,94 0,94

0,016 0,40 1 1,89 1,5 2,83 1,5 2,83 1 1,89 2,36

0,024 0,60 1 1,89 2 3,77 3 5,66 1,5 2,83 3,54

0,031 0,80 2 3,77 4 7,55 4,5 8,49 2 3,77 7,08

0,047 1,20 3,5 6,60 4 7,55 4,5 8,49 4,5 8,49 7,78

0,063 1,60 3,5 6,60 4 7,55 4,5 8,49 4,5 8,49 7,78

0,079 2,00 3,5 6,60 4 7,55 4,5 8,49 4,5 8,49 7,78

Anexos

126


DATOS DE HUMEDAD

SUELO ESTABIZADO1

P. F. No. 1 2 3 4 5

P. Hum +

P.F. 29,50 29,68 29,81 29,53 28,98

P. Seco +

P.F 26,51 26,83 26,90 26,68 26,25

TARA del

P.F. 10,21 10,55 10,62 10,69 10,58

18,34% 17,51% 17,87% 17,82% 17,42%

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50

Carg

a

deformación



Anexos

127


PENETRACI

ÓN

MUESTRAS Promed

io 26 27 28 29 30

pulg. mm. LEC

T. Kg.

LEC

T. Kg.

LEC

T. Kg.

LEC

T. Kg.

LEC

T. Kg. Kg.

0,008 0,20 1 1,89 1 1,89 0,5 0,94 1 1,89 1 1,89 1,70

0,016 0,40 1,5 2,83 1,5 2,83 1 1,89 1,5 2,83 2 3,77 2,83

0,024 0,60 3,5 6,60 2 3,77 1,5 2,83 2,5 4,72 2,5 4,72 4,53

0,031 0,80 6 11,3

2 4,5 8,49 4 7,55 5,5

10,3

8 5,5

10,3

8 9,62

0,047 1,20 6 11,3

2 7,5

14,1

5 9

16,9

8 8

15,1

0 9

16,9

8 14,91

0,063 1,60 6 11,3

2 7,5

14,1

5 9

16,9

8 8

15,1

0 9

16,9

8 14,91

0,079 2,00 6 11,3

2 7,5

14,1

5 9

16,9

8 8

15,1

0 9

16,9

8 14,91

DATOS DE HUMEDAD

SUELO EST 2

P. F. No. 1 2 3 4 5

P. Hum +

P.F. 28,62 28,94 28,97 26,23 28,68

P. Seco +

P.F 26,06 26,22 26,18 23,95 25,98

TARA del

P.F. 11,07 10,91 10,72 11,02 10,85

17,08% 17,77% 18,05% 17,63% 17,85%

Anexos

128


PENETRACIÓ

N

MUESTRAS Promedio

11 12 13 14

pulg. mm. LECT

. Kg.

LECT

. Kg.

LECT

. Kg.

LECT

. Kg. Kg.

0,008 0,20 1 1,89 1 1,89 1 1,89 1,5 2,83 2,12

0,016 0,40 1,5 2,83 1,5 1,50 1,5 2,83 2 3,77 2,73

0,024 0,60 2 3,77 2 2,50 2,5 4,72 2,5 4,72 3,93

0,031 0,80 2,5 4,72 3 4,72 3,5 6,60 5 9,44 5,43

0,047 1,20 4,5 8,49 4,5 8,49 4,5 8,49 5 9,44 8,73

0,063 1,60 4,5 8,49 4,5 8,49 4,5 8,49 5 9,44 8,73

0,079 2,00 4,5 8,49 4,5 8,49 4,5 8,49 5 9,44 8,73

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50

Carg

a

Deformación



Anexos

129


DATOS DE HUMEDAD

SUELO ESTABIZADO 1

P. F. No. 1 2 3 4 5

P. Hum + P.F. 25,68 26,35 25,31 26,35 25,86

P. Seco + P.F 23,37 24,03 23,13 24,06 23,55

TARA del P.F. 10,21 10,55 10,62 10,69 10,58

17,55

% 17,21% 17,43%

17,13

% 17,81%


PENETRACI

ÓN

MUESTRAS Prome

dio 16 17 18 19 20

pulg. mm. LEC

T. Kg.

LEC

T. Kg.

LEC

T. Kg.

LEC

T. Kg.

LEC

T. Kg. Kg.

0,008 0,20 1 1,89 1 1,89 1 1,89 1 1,89 1 1,89 1,89

0,016 0,40 2 3,77 2 3,77 1,5 2,83 2 3,77 2 3,77 3,59

0,024 0,60 2,5 4,72 3 5,66 2,5 4,72 2,5 4,72 2,5 4,72 4,91

0,031 0,80 4 7,55 5,5 10,3

8 5 9,44 4,5 8,49 5 9,44 9,06

0,047 1,20 8,5 16,0

4 7,5

14,1

5 7,5

14,1

5 8

15,1

0 9

16,9

8 15,28

0,063 1,60 8,5 16,0

4 7,5

14,1

5 7,5

14,1

5 8

15,1

0 9

16,9

8 15,28

0,079 2,00 8,5 16,0

4 7,5

14,1

5 7,5

14,1

5 8

15,1

0 9

16,9

8 15,28

Anexos

130

DATOS DE HUMEDAD

SUELO EST 2

P. F. No. 1 2 3 4 5

P. Hum +

P.F. 26,96 26,45 26,23 26,83 26,52

P. Seco +

P.F 24,46 24,17 23,88 24,45 24,17

TARA del

P.F. 11,07 10,91 10,72 11,02 10,85

18,67% 17,19% 17,86% 17,72% 17,64%


PENETRACIÓ

N

MUESTRAS Promedi

o 6 7 8 9

pulg. mm. LECT

. Kg.

LECT

. Kg.

LECT

. Kg.

LECT

. Kg. Kg.

0,008 0,20 1 1,89 1 1,89 1 1,89 1,5 2,83 2,12

0,016 0,40 1,5 2,83 1,5 1,50 1,5 2,83 2 3,77 2,73

0,024 0,60 2 3,77 2 2,50 2,5 4,72 2,5 4,72 3,93

0,031 0,80 4,5 8,49 4 7,55 5 9,44 5,5 10,3

8 8,96

0,047 1,20 6 11,3

2 6,5

12,2

7 7

13,2

1 5,5

10,3

8 11,79

0,063 1,60 6 11,3

2 6,5

12,2

7 7

13,2

1 5,5

10,3

8 11,79

0,079 2,00 6 11,3

2 6,5

12,2

7 7

13,2

1 5,5

10,3

8 11,79

Anexos

131


DATOS DE HUMEDAD

SUELO ESTABIZADO 1

P. F. No. 1 2 3 4 5

P. Hum +

P.F. 24,00 26,93 25,10 26,32 25,48

P. Seco +

P.F 21,86 24,32 22,78 23,84 23,15

TARA del

P.F. 10,21 10,55 10,62 10,69 10,58

18,37% 18,95% 19,08% 18,86% 18,54%


PENETRACI

ÓN

MUESTRAS Promed

io 36 37 38 39 40

pulg. mm. LEC

T. Kg.

LEC

T. Kg.

LEC

T. Kg.

LEC

T. Kg.

LEC

T. Kg. Kg.

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50

Carg

a

Deformación



Anexos

132

0,008 0,20 1 1,89 1 1,89 1 1,89 1 1,89 1 1,89 1,89

0,016 0,40 1,5 2,83 1,5 2,83 1,5 2,83 1,5 2,83 2 3,77 3,02

0,024 0,60 3 5,66 3 5,66 2 3,77 3,5 6,60 3,5 6,60 5,66

0,031 0,80 4,5 8,49 4,5 8,49 4,5 8,49 5,5 10,3

8 5,5

10,3

8 9,25

0,047 1,20 9 16,9

8 8,5

16,0

4 8

15,1

0 8,5

16,0

4 9,5

17,9

3 16,42

0,063 1,60 9 16,9

8 8,5

16,0

4 8

15,1

0 8,5

16,0

4 9,5

17,9

3 16,42

0,079 2,00 9 16,9

8 8,5

16,0

4 8

15,1

0 8,5

16,0

4 9,5

17,9

3 16,42

DATOS DE HUMEDAD

SUELO ESTABILIZADO 2

P. F. No. 1 2 3 4 5

P. Hum +

P.F. 26,86 25,10 26,11 26,43 26,28

P. Seco +

P.F 24,36 22,86 23,68 23,98 23,88

TARA del

P.F. 11,07 10,91 10,72 11,02 10,85

18,81% 18,74% 18,75% 18,90% 18,42%

Anexos

133


PENETRACIÓ

N

MUESTRAS Promedi

o 1 2 3 4

pulg. mm. LECT

. Kg.

LECT

. Kg.

LECT

. Kg.

LECT

. Kg. Kg.

0,008 0,20 1 0,94 1,5 2,83 1 0,94 1,5 0,94 1,42

0,016 0,40 3 1,89 2,5 4,72 2,5 2,83 3 1,89 2,83

0,024 0,60 3,5 1,89 3 5,66 4 5,66 4,5 2,83 4,01

0,031 0,80 5 9,44 6 11,3

2 6,5

12,2

7 7 3,77 9,20

0,047 1,20 8 15,1

0 7

13,2

1 6,5

12,2

7 7,5

14,1

5 13,68

0,063 1,60 8 15,1

0 7

13,2

1 6,5

12,2

7 7,5

14,1

5 13,68

0,079 2,00 8 15,1

0 7

13,2

1 6,5

12,2

7 7,5

14,1

5 13,68

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50

Carg

a

Deformación



Anexos

134

Glosario de Términos

135

Título: Efecto del aditivo Rocamix sobre la capacidad ... · PDF filemejoramiento de la...

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