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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS

ESCUELA DE INGIENERÍA CIVIL

TRABAJO DE TITULACIÓN

PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE

INGENIERO CIVIL

GENERALES DE INGENIERÍA

TEMA:

“ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE LA SUBRASANTE

MEDIANTE LA ESTABILIZACIÓN QUÍMICA CON ENZIMAS

ORGÁNICAS EN EL PROYECTO MI LOTE”

AUTOR:

DARWIN PATRICIO CUSME CHOEZ

TUTOR:

ING. GINO FLOR CHAVEZ

Año

2018

GUAYAQUIL-ECUADOR

ii

DEDICATORIA

A DIOS.

Por haberme dado sabiduría, guiar mi vida por el camino del bien, por darme la

oportunidad de prestarme vida y poder alcanzar uno de mis objetivos propuesto en

mi persona.

A MIS PADRES.

Por saber educarme, enseñarme las cosas buenas y malas que se presentan en

mi camino, y darme el empuje, motivación y tener esa perseverancia para alcanzar

mis metas.

A mamá por día a día esforzándose y sacrificarse, dedicándome tiempo y estar

presente cuando más la necesito, a la vez que es un ejemplo a seguir.

A papá por adiestrarme a trabajar, obtener, y saber el verdadero valor de las cosas

cuando estas se consiguen con esfuerzos y sacrificios.

iii

AGRADECIMIENTO

Agradezco a todas las personas que fueron parte de mi etapa universitaria, a mis

padres, a mi hermana, compañeros y docentes.

Agradezco por las experiencias vividas que me han dado una lección para mejorar

en el día a día de mi persona a la vez de trasmitir mis conocimientos a quien lo

requiera.

iv

DECLARACIONES EXPRESAS

Articulo XI.- del Reglamento Interno de graduación de la Facultad Ciencias

Matemáticas y Físicas de la Universidad de Guayaquil.

La responsabilidad de los hechos, ideas y doctrinas expuesta en este trabajo de

Titulación corresponde exclusivamente al autor y al patrimonio intelectual de la

Universidad de Guayaquil.

_____________________________

Darwin Patricio Cusme Choez CI: 0930607031

v

TRIBUNAL DE GRADUACIÓN

________________________________

Ing. Eduardo Santos Baquerizo, M Sc Decano

_____________________________

Ing. Carlos Cusme Vera, M Sc Revisor

_____________________________

Miembro Tribunal

viii

RESUMEN

La presente investigación tiene como finalidad dar a conocer uno de los métodos

de diversos procesos de estabilización de suelos como son las enzimas orgánicas

(Permazyme 11 X), el cual fue suministrado a una arcilla inorgánica a nivel de la

subrasante. La muestra de suelo ensayada se obtuvo en la Ciudad de Guayaquil,

Provincia del Guayas, en el Proyecto Mi Lote ubicado en el Km 16 ½ de la Vía a

Daule; la calle analizada tiene acceso a una de las etapas y conecta directamente con

la vía principal de este proyecto, la cual cuenta con una longitud de 500 metros

aproximadamente.

Se extrajo el material de una excavación (calicata) a 1,50 metros de profundidad

trasladando la cantidad suficiente al laboratorio para la realización de los ensayos

implementados en la caracterización de suelos en una subrasante como Contenido

de Humedad, Granulometría, Límites de Atterberg respectivamente para clasificar el

tipo de suelo por medio de los métodos SUCS y AASHTO. Adicionalmente para

obtener la densidad seca máxima y humedad óptima del suelo se ejecutó el ensayo

Proctor Modificado tipo C, parámetros que sirven para determinar la capacidad

portante del suelo por medio de su CBR (Relación de Soporte California); todo esto

con el fin de obtener las características del suelo en estado natural.

Una vez analizado el suelo en su forma natural, para modificar sus propiedades

iniciales se estableció diferentes dosificaciones en porcentaje de enzimas orgánicas

(0,00075 %; 0,0015 %; 0,0030 %; 0,0060 %; 0,0090%) mezclada en una cantidad de

agua establecida, esparciéndola de manera uniforme sobre una muestra de suelo

ix

determinada y dejando curar a temperatura ambiente en un lapso de 72 horas con el

propósito de obtener mejoras en sus propiedades.

Luego de realizar dicho proceso se analizó el comportamiento de las enzimas

orgánicas sobre el suelo arcilloso inorgánico, se realizó la respectiva comparación de

resultados los cuales fueron favorables. Por medio de un ejemplo de Diseño de

Pavimento Flexible usando la dosificación óptima alcanzada durante la ejecución de

los ensayos de laboratorio de los distintos porcentajes de enzima, se analizó la

relación costo – beneficio de este agente estabilizador en el proyecto Mi Lote.

Palabras Claves: Enzimas orgánicas – excavación – calicata – arcilloso – ensayos

– dosificación – estabilización.

x

ABSTRACT

The purpose of this research is to make known one of the methods of so many soil

stabilization processes such as organic enzymes (Permazyme 11 X), which was

supplied to an inorganic clay at the subgrade level. The soil sample tested was

obtained in the City of Guayaquil, Province of Guayas, in the Mi Lote Project located

at Km 16 ½ of the Via a Daule; the street analyzed has access to one of the stages

and connects directly with the main road of this project, which has a length of

approximately 500 meters.

The material was extracted from an excavation (pit) at a depth of 1,50 meters,

transferring enough to the laboratory for carrying out the tests implemented in the

characterization of soils in a subgrade such as Humidity Content, Granulometry,

Atterberg Limits respectively. Classify the soil type by means of the SUCS and

AASHTO methods. Additionally, to obtain the maximum dry density and optimum soil

moisture, the Modified Proctor Type C test was executed, parameters that serve to

determine the bearing capacity of the soil through its CBR (California Support Ratio);

all this in order to obtain the characteristics of the ground in its natural state.

Once the soil was analyzed in its natural form, to modify its initial properties,

different dosages were established in percentage of organic enzymes (0,00075 %;

0,0015 %; 0,0030 %; 0,0060 %; 0,0090 %) mixed in an established amount of water,

spreading it in a manner uniform on a sample of determined soil and leaving to cure

xi

at room temperature in a period of 72 hours with the purpose of obtaining

improvements in its properties.

After carrying out this process, the behavior of the organic enzymes on the inorganic

clay soil was analyzed, the respective comparison of results was carried out, which

were favorable. By means of an example of Flexible Pavement Design using the

optimum dosage achieved during the execution of the laboratory tests of the different

percentages of enzyme, the cost - benefit ratio of this stabilizing agent in the Mi Lote

project was analyzed.

Keywords: Organic enzymes - excavation - pits - clayey - tests - dosage -

stabilization.

xii

INDICE

DEDICATORIA ..................................................................................................................................... ii

AGRADECIMIENTO ........................................................................................................................... iii

DECLARACIONES EXPRESAS ...................................................................................................... iv

TRIBUNAL DE GRADUACIÓN ......................................................................................................... v

RESUMEN............................................................................................................................................ vi

ABSTRACT........................................................................................................................................... x

CAPITULO I ...................................................................................................................................... 1

GENERALIDADES ........................................................................................................................... 1

1.1. Introducción ........................................................................................................................... 1

1.2. Ubicación del proyecto ........................................................................................................ 3

1.3. Planteamiento del problema ............................................................................................... 4

1.4. Delimitación del tema .......................................................................................................... 4

1.5. Objetivos Generales y Específicos .................................................................................... 5

1.5.1. Objetivo General............................................................................................................... 5

1.5.2. Objetivos Específicos. ..................................................................................................... 5

1.6. Justificación ........................................................................................................................... 5

CAPITULO II ..................................................................................................................................... 7

MARCO TEÓRICO .......................................................................................................................... 7

2.1. Definición de suelo ............................................................................................................... 7

2.2. Estabilización de Suelos ..................................................................................................... 8

2.2.1. Propiedades de los suelos estabilizados. .................................................................... 8

2.2.1.1. Estabilidad volumétrica. .............................................................................................. 8

2.2.1.2. Resistencia. ................................................................................................................... 8

2.2.1.3. Permeabilidad. .............................................................................................................. 9

2.2.1.4. Comprensibilidad. ......................................................................................................... 9

2.2.1.5. Durabilidad. ................................................................................................................... 9

2.3. Tipos de Estabilización ...................................................................................................... 10

2.3.1. Estabilización mecánica. ............................................................................................... 10

2.3.1.1. Estabilización granulométrica. .................................................................................. 10

2.3.2. Estabilización química. .................................................................................................. 10

2.4. Estabilización con Enzimas Orgánicas ........................................................................... 11

xiii

2.4.1. Definición de enzimas. .................................................................................................. 11

2.4.2. Acción de la enzima como agente estabilizador del suelo. ..................................... 12

2.4.3. Utilización de la enzima en la construcción de carreteras. ...................................... 12

2.4.4. Beneficios del empleo de las enzimas orgánicas. .................................................... 13

2.5. Ensayos de laboratorio empleados ................................................................................. 14

2.5.1. Granulometría. ................................................................................................................ 14

2.5.1.1. Análisis granulométrico mecánico por tamizado. .................................................. 16

2.5.1.2. Análisis granulométrico por vía húmeda. ............................................................... 17

2.5.2. Límites de Atterberg....................................................................................................... 18

2.5.3. Clasificación de Suelos. ................................................................................................ 20

2.5.3.1. Clasificación de suelos por el método SUCS. ....................................................... 21

2.5.3.2. Clasificación de suelos por método AASHTO. ...................................................... 27

2.5.4. Proctor Modificado. ........................................................................................................ 30

2.5.5. California Bearing Ratio (CBR) .................................................................................... 31

2.5.6. Compresión Simple ........................................................................................................ 32

CAPITULO III .................................................................................................................................. 33

DESARROLLO DEL TEMA .......................................................................................................... 33

3.1. Propiedades del Suelo en Estado Natural ..................................................................... 33

3.1.1. Toma de muestra. .......................................................................................................... 33

3.1.2. Granulometría (ASTM D-854; AASHTO T 93-86). .................................................... 35

3.1.3. Límites de Atterberg (ASTM D 4318; AASHTO T 89-90 Y T 90-87). ..................... 36

3.1.3.1. Límite Líquido. ............................................................................................................ 36

3.1.3.2. Límite plástico. ............................................................................................................ 38

3.1.3.3. Índice plástico. ............................................................................................................ 39

3.1.3.4. Límite de contracción................................................................................................. 39

3.1.4. Proctor Modificado Tipo C (ASTM D-698-1). ............................................................. 41

3.1.5. C.B.R. (ASTM D-1883, AASHTO T-193). ................................................................. 42

3.1.6. Compresión simple (ASTM D-2166; AASHTO T 208-70). ....................................... 45

3.2. Propiedades de Subrasante estabilizada con enzimas Permazyme 11x. ................ 47

3.2.1. Dosificación de enzimas orgánicas para estabilización de subrasante. ................ 47



3.2.4. Proctor Modificado Tipo C (ASTM D 698-1). ............................................................. 51

xiv

3.2.5. California Bearing Ratio (C.B.R.) (ASTM D-1883, AASHTO T-193). ..................... 52

3.2.6. Compresión Simple (ASTM D-2166, AASHTO T 208-70). ...................................... 53

3.2.7. Porcentaje óptimo alcanzado con Permazyme 11x. ................................................. 54

3.3. Discusión de resultados del Suelo en Estado Natural vs Suelo con Enzimas. ........ 54



3.3.3. Clasificación del Material. ............................................................................................. 55

3.3.4. Proctor Modificado Tipo C. (ASTM D 698-1). ............................................................ 56

3.3.5. California Bearing Ratio (C.B.R.) (ASTM D-1883, AASHTO T-193). ..................... 57

3.3.6. Compresión Simple (ASTM D-2166, AASHTO T 208-70). ...................................... 58

CAPITULO IV ..................................................................................................................................... 59

DISEÑO DE PAVIMENTO ................................................................................................................ 59

4.1. Ejemplo de Diseño de Pavimento Flexible. .................................................................... 59

4.2. Análisis del tráfico .............................................................................................................. 60

4.2.1. Tránsito. ........................................................................................................................... 60

4.2.2. Factor Camión. ............................................................................................................... 61

4.2.3. Factor de Distribución por Carril. ................................................................................. 61

4.2.4. Factor de Distribución Direccional. .............................................................................. 62

4.2.5. Tasa de crecimiento....................................................................................................... 62

4.2.6. Determinación de ejes equivalentes Esal's. ............................................................... 63

4.3. Periodo de diseño .............................................................................................................. 64

4.4. Desviación Estándar Combinado (So) ............................................................................ 64

4.5. Confiablidad ........................................................................................................................ 65

4.6. Serviciabilidad ..................................................................................................................... 65

4.7. Coeficientes de drenaje (m).............................................................................................. 66

4.8. Valores de C.B.R. ............................................................................................................... 67

4.9. Determinación del Módulo de Resiliencia ...................................................................... 68

4.9.1. Determinación del Módulo de Resiliencia de la Subrasante. .................................. 68

4.9.2. Determinación del Módulo de Resiliencia de la Base. ............................................. 69

4.9.3. Determinación del Módulo de Resiliencia de la Sub Base y Mejoramiento. ......... 69

4.10. Diseño de Pavimento en Estado Natural .................................................................... 71

4.10.1. Número Estructural (SN). .......................................................................................... 71

4.10.2. Calculo de los espesores del Pavimento Flexible. ................................................ 74

4.10.2.1. Carpeta asfáltica......................................................................................................... 74

xv

4.10.2.2. Base. ............................................................................................................................ 75

4.10.2.3. Sub-Base. .................................................................................................................... 76

4.10.2.4. Mejoramiento. ............................................................................................................. 76

4.11. Diseño de Pavimento aplicado Permazyme 11x. ...................................................... 79

4.11.1. Número Estructural (SN). .......................................................................................... 79

4.11.2. Calculo de los espesores del Pavimento Flexible. ................................................ 80

4.11.2.1. Carpeta asfáltica......................................................................................................... 80

4.11.2.2. Base. ............................................................................................................................ 80

4.11.2.3. Mejoramiento. ............................................................................................................. 81

4.12. Resumen de Resultados ............................................................................................... 83

4.13. Parámetros considerados en el Presupuesto ............................................................ 83

4.13.1. Características del diseño. ........................................................................................ 83

4.13.2. Costos Directos. ......................................................................................................... 84

4.13.3. Costos Indirectos. ....................................................................................................... 84

4.14. Análisis de precios para el Diseño del Pavimento sin estabilizar subrasante ...... 85

4.14.1. Cantidades de Obra. .................................................................................................. 85

4.14.2. Análisis de Precios Unitarios para Estructura de Pavimento Sin Estabilizar

Subrasante. ..................................................................................................................................... 86

4.14.3. Precio del paquete estructural sin estabilizar subrasante. .................................. 97

4.15. Análisis de precios para el diseño del pavimento con subrasante estabilizada con

enzima Permazyme 11x. ............................................................................................................... 97

4.15.1. Cantidades de Obra. .................................................................................................. 97

4.15.2. Análisis de precios unitarios del paquete estructural con subrasante

estabilizada con enzimas orgánicas Permazyme 11x.............................................................. 99

4.15.3. Presupuesto del paquete estructural de subrasante estabilizada con enzimas.

108

4.16. Análisis Comparativo de precios (Estado Natural vs Permazyme 11X) .............. 108

CAPITULO VI ................................................................................................................................... 109

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .............................................................................. 109

5.1. Conclusiones. ................................................................................................................... 109

5.2. Recomendaciones. .......................................................................................................... 110

REFERENCIAS .................................................................................................................................... 1

ANEXOS ................................................................................................................................................ 1

FICHA DE REGISTRO DE TESIS .................................................. ¡Error! Marcador no definido.

xvi

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1: Ubicación del Proyecto Mi Lote. .............................................................................. 3

Ilustración 2. Capa superficial de suelo. ......................................................................................... 7

Ilustración 3: Enzima Orgánica Permazyme 11 X. ..................................................................... 13

Ilustración 4: Tamices empleados para ensayo de Granulometría. ......................................... 17

Ilustración 5: Material pasante del tamiz # 40 para realizar Límites de Atterberg. ................ 19

Ilustración 6: Carta de plasticidad. ................................................................................................ 25

Ilustración 7: Máquina para la realización de ensayo de Compresión Simple. ...................... 32

Ilustración 8: Lugar del reconocimiento y extración de la muestra de suelo. ......................... 33

Ilustración 9: Recolección de la muestra de suelo. .................................................................... 34

Ilustración 10: Gráfica de Curva Granulométrica. ....................................................................... 36

Ilustración 11: Instrumentos y aparato de Casa Grande para ensayo de Límite Liquido. .... 37

Ilustración 12: Muestras de ensayo para Límite Plástico. ......................................................... 38

Ilustración 13: Curva Humedad – Densidad. Ensayo de Proctor en Estado Natural. ........... 42

Ilustración 14: Probetas colocadas en la piscina para ser sumergidas, durante 96 horas. . 43

Ilustración 15: Muestras fuera de la piscina para su posterior penetración. .......................... 44

Ilustración 16: Especimenes para la realización del ensayo Compresión Simple. ............... 45

Ilustración 17: Resultado del ensayo de Compresión Simple. ................................................. 46

Ilustración 18: Riego de Permazyme 11X en 30 kg de material. ............................................ 49

Ilustración 19: Curado del material en un lapso de 72 horas a temperatura ambiente. ....... 49

Ilustración 20: Representación gráfica de los Límites de Atterberg ......................................... 50

Ilustración 21: Representacion grafica de los valores de Densidades Secas Máximas, ...... 51

Ilustración 22: Gráfica de los valores del Contenido de Humedad Óptimo ............................ 51

Ilustración 23: Gráfica de valores del ensayo CBR aplicado con distinto porcentaje de

enzima. ................................................................................................................................................ 52

Ilustración 24: Resultados del Hinchamiento aplicado con distinto porcentaje de enzima.

.............................................................................................................................................................. 52

Ilustración 25: Resultados del ensayo de Compresión Simple .............................................. 53

Ilustración 26: Comparación de resultados de Límites de Atterberg ....................................... 55

Ilustración 27: Comparación de resultados de Ensayo Proctor ................................................ 56

Ilustración 28: Comparación de Resultados de CBR ................................................................. 57

Ilustración 29: Comparación de resultados de ensayo de Compresión Simple ..................... 58

Ilustración 30: Ecuación para cálculo de la Tasa de Crecimiento Vehicular. ......................... 63

Ilustración 31: Ecuación para cálculo de ESAL's. ....................................................................... 63

Ilustración 32: Ecuación para calcular la pérdida de serviciabilidad en el diseño de un

pavimento. ........................................................................................................................................... 66

Ilustración 33: Ecuaciones para determinar Módulo Resiliente de la Subrasante. ............... 68

Ilustración 34: Valor del Módulo Resiliente de la Subrasante del suelo en su Estado

Natural. ................................................................................................................................................ 68

Ilustración 35: Ábaco para determinar el número estructural de la capa base “a₂” .............. 69

xvii

Ilustración 36: Ábaco para determinar el número estructural de la capa sub-base “a₃” ....... 70

Ilustración 37: Cálculo del número estructural SN de la Subrasante. ..................................... 72

Ilustración 38: Cálculo del número estructural del Mejoramiento. ........................................... 72

Ilustración 39: Cálculo del número estructural de la Sub - Base. ............................................. 73

Ilustración 40: Cálculo del número estructural de la Base. ....................................................... 73

Ilustración 41: Ecuación general para el cálculo de los espesores de las capas. ................. 74

Ilustración 42: Esquema de los espesores de capas sin estabilizar subrasante. .................. 78

Ilustración 43: Cálculo del número estructural SN de la Subrasante estabilizada con

enzimas. .............................................................................................................................................. 79

Ilustración 44: Esquema de los espesores de capas estabilizadas con enzima. .................. 82

Ilustración 45: Ecuación para determinar costo total de la obra. ............................................. 84

Ilustración 46: Comparación de costos. ..................................................................................... 108

xviii

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1: Ubicación del Proyecto Mi Lote por medio de coordenadas. ........................................ 3

Tabla 2: Numeración y abertura de tamices. ................................................................................ 16

Tabla 3: Tipos de Suelos Gruesos – Método SUCS.................................................................... 22

Tabla 4: Tipos de Suelos Finos – Método SUCS. ........................................................................ 24

Tabla 5: Sistema Unificado de Clasificación de Suelos. ............................................................. 26

Tabla 6: Clasificación de suelos por el método AASHTO. .......................................................... 29

Tabla 7: Variantes para ejecutar ensayo Proctor Modificado. .................................................... 30

Tabla 8: Usos de los distintos tipos de suelos respecto a su CBR. .......................................... 31

Tabla 9: Tamices con sus respectivos resultados de .................................................................. 35

Tabla 10: Resultados del ensayo de Límites de Atterberg en Estado Natural. ....................... 39

Tabla 11: Resultados del ensayo de Límites de Contracción. ................................................... 40

Tabla 12: Resultados del ensayo CBR del suelo en Estado Natural. ....................................... 45

Tabla 13: Resultado considerado óptimo, con la aplicación de ................................................. 54

Tabla 14: Clasificación del suelo por los sistemas SUCS y AASHTO. ..................................... 56

Tabla 15: Datos del conteo de tráfico............................................................................................. 60

Tabla 16: Cálculo del Factor Camión. ............................................................................................ 61

Tabla 17: Factores por Distribución de Carriles. .......................................................................... 62

Tabla 18: Tasas de Crecimiento de Tráfico. ................................................................................. 62

Tabla 19: Cálculo del Factor de Crecimiento. ............................................................................... 63

Tabla 20: Cálculo de ESAL's. .......................................................................................................... 64

Tabla 21: Niveles de Confiabilidad sugeridos para diferentes carreteras. ............................... 65

Tabla 22: Coeficientes de drenaje. ................................................................................................. 66

Tabla 23: Especificación técnica requerida para capas que conforman la estructura de

pavimentos .......................................................................................................................................... 67

Tabla 24: Valores de CBR para cada capa. .................................................................................. 67

Tabla 25: Parámetros para cálculo del SN de cada una de las capas. .................................... 71

Tabla 26 : Espesores de las capas del Pavimento Flexible con Subrasante sin estabilizar. 77

Tabla 27 : Espesores de las capas rediseñadas del ................................................................... 78

Tabla 28 : Espesores de las capas del Pavimento Flexible con ................................................ 82

Tabla 29 : Espesores de capa rediseñadas para ......................................................................... 82

Tabla 30: Resumen de resultados de espesores (Estado Natural vs Permazyme 11X). .... 83

Tabla 31: Datos para presupuesto del Proyecto. ......................................................................... 85

Tabla 32: Cantidades de Obra para diseño de Pavimento, sin estabilizar subrasante. ......... 85

Tabla 33: Presupuesto del paquete estructural para subrasante sin estabilizar. .................... 97

Tabla 34: Datos para presupuesto del Proyecto. ......................................................................... 97

Tabla 35: Cantidades de Obra para diseño de Pavimento, subrasante estabilizada con

enzimas. .............................................................................................................................................. 98

Tabla 36: Presupuesto del paquete estructural para subrasante estabilizada con enzimas.

............................................................................................................................................................ 108

CAPITULO I

GENERALIDADES

1.1. Introducción

Se puede decir que un suelo es estable cuando este tiene la capacidad de resistir,

soportar deformaciones y desgastes admisibles por la acción del uso o agentes

atmosféricos además de conservar sus propiedades bajo los efectos de las

condiciones climáticas.

El suelo en su estado natural en ciertas ocasiones presenta composición

granulométrica y plasticidad como también contenido de humedad, lo que permite que

un suelo suelto una vez que se le aplica energía (compactación) este elimine espacios

de vacíos, incrementando su densidad y por ende capacidad de soporte, mejor

estabilidad entre otras propiedades; para ser considerado como suelo idóneo y

consistente para una vía.

En la antigüedad los métodos que se aplicaban a los suelos en construcción eran

empíricos y estos a través del tiempo se difundían de generación en generación. Hoy

en día los conceptos sobre este tema se fundamentan en estudios científicos que se

han dado a través de la experimentación.

Por lo general o en la mayoría de los casos los suelos pueden ser sometidos a un

proceso de estabilización, ya sea este por el aporte de otros suelos o por otro tipo de

agentes entre ellos se puede citar: cal, cemento, emulsión asfáltica,

enzimas orgánicas, entre otros. Este tipo de aplicaciones se emplean tanto para

2

mejora de suelos susceptibles a heladas como también a suelos arcillosos y/o limosos

para aminorar la variación de volumen.

Esta investigación se desarrolló con la finalidad de estudiar el comportamiento de

un suelo de poca resistencia, al ser tratado con enzimas orgánicas, ubicado en el

km 16 ½ de la vía a Daule, perteneciente a la ciudad Guayaquil provincia del Guayas,

abordando conceptos de Mecánica de Suelos y Tecnología de Materiales, para

determinar sus propiedades físico - mecánicas iniciales, como son:

Límites de Atterberg, Granulometría, Proctor, CBR (California Bearing Ratio) y

Compresión Simple.

Como agente estabilizador del suelo se empleó el uso de enzimas orgánicas

“Permazyme 11X” cuyo producto fue incorporado por vía húmeda para la realización

de los ensayos de laboratorios mediante una dosificación controlada y así obtener el

porcentaje óptimo de este estabilizante para mejorar su comportamiento.

Otro de los puntos a tomar en cuenta en esta investigación es la optimización de

recursos materiales como también económico, esto se pudo deducir a través de los

resultados obtenidos en este estudio; por medio de un ejemplo de Diseño de

Pavimento Flexible regido por las normas AASHTO, comparando si existe la

disminución de espesores o eliminación de las capas que conforma el pavimento

después de la estabilización.

3

1.2. Ubicación del proyecto

El proyecto Mi Lote, urbanización que está ubicada en el km 16 ½ de la vía a Daule,

en la ciudad de Guayaquil, Provincia del Guayas, cuenta con una extensión de 13

hectáreas aproximadamente, la calle analizada tiene acceso a una de las etapas y

conecta con la vía principal de este proyecto; la cual cuenta con una longitud de 500

m aproximadamente.

Ilustración 1: Ubicación del Proyecto Mi Lote.

Fuente: Google Maps, 2018. Elaborado: Darwin Cusme C.

Tabla 1: Ubicación del Proyecto Mi Lote por medio de coordenadas.

COORDENADAS

OESTE SUR

INICIO DE VÍA 79°59'41.18” 2°3'17.03”

FIN DE VÍA 79°59'47.61” 2°3'33.08”

Fuente: Propio. Elaborado: Darwin Cusme C.

4

1.3. Planteamiento del problema

Hoy en día el hombre tiene la necesidad de construir nuevas vías para ir de un

punto a otro, el Ingeniero Civil por lo general se topa con suelos que carecen de las

propiedades indispensable para la construcción de vías por lo que se ve obligado a

mejorar el suelo de fundación extrayendo material de cantera, para luego ser vertido

en donde se construirá la nueva obra. La ciudad de Guayaquil en ciertos sectores

presenta suelos arcillosos expansivos por lo que es necesario reducir el hinchamiento

y contar con métodos de estabilización más convenientes.

1.4. Delimitación del tema

La presente investigación tuvo como lugar el Proyecto Mi Lote ubicado en el

km 16 ½ vía a Daule, perteneciente a la ciudad de Guayaquil, Provincia del Guayas;

con la muestra extraída se realizó un análisis de las propiedades físicas - mecánicas

del suelo en su estado natural y su comportamiento con el estabilizador enzimático

en las distintas dosificaciones planteadas. Para obtener dichos datos, los ensayos de

suelo se efectuaron en: “Laboratorio Dr. Ing. Arnaldo Ruffilli” de la Facultad de

Ciencias Matemáticas y Físicas que se encuentra ubicado en el interior de la

Ciudadela Universitaria.

5

1.5. Objetivos Generales y Específicos

1.5.1. Objetivo General.

Determinar el comportamiento de la subrasante mediante la estabilización química

con enzimas orgánicas en el proyecto Mi Lote.

1.5.2. Objetivos Específicos.

✓ Realizar ensayos de laboratorio para encontrar las propiedades

físicas - mecánicas del suelo en su estado natural, para obtener las

condiciones iniciales del suelo.

✓ Realizar ensayos de laboratorio al suelo extraído y obtener las propiedades

mecánicas del suelo aplicando distintos porcentajes de enzimas orgánicas,

para determinar la dosificación óptima.

✓ Analizar la relación Costo – Beneficio de la estabilización del suelo con

enzimas orgánicas en el proyecto Mi Lote.

1.6. Justificación

Las vías hoy en día son un factor que influye directamente en el crecimiento

económico y social de una localidad, región o país, por lo que la generación de nuevas

estructuras viales debe prestar un servicio de comodidad y sobre todo a los usuarios

que transiten sobre ella.

6

Para el diseño de una carretera es importante conocer el tipo de suelo y sus

características, su drenaje así como también la calidad de los materiales que se

consideren en el diseño, los cuales deben estar acorde a los requerimientos dados

por la metodología.

La conformación de un pavimento efectivo depende fundamentalmente del suelo

en el que se lo realice, es así que nace el desarrollo de esta investigación sobre la

estabilización de un suelo con enzimas orgánicas aplicado a una subrasante. Los

suelos del cantón Guayaquil regularmente presentan propiedades mecánicas

deficientes. En ciertas ocasiones es imprescindible optimizar las propiedades y

características de los suelos, para que conformen las capas idóneas para el sustento

de las vías. La utilización de un estabilizador aplicado a una subrasante beneficia en

gran medida la calidad y firmeza del suelo.

Este estudio es de gran consideración, debido a que los precios de la estructura de

una calzada son muy elevados cuando en ella se usan espesores de capas grandes

lo que conlleva un mayor tiempo de operación, para ello es importante el uso de

agentes externos para estabilizar la subrasante y lograr una optimización de recursos.

En este caso para la estabilización de la subrasante se usó un agente químico,

“Permazyme 11X”, una enzima orgánica que se aplica vía húmeda.

7

CAPITULO II

MARCO TEÓRICO

2.1. Definición de suelo

Se puede definir al suelo como la capa superficial de la corteza terrestre en la cual

habitamos, principal para el desarrollo de la vida. Desde el punto de vista de la

Ingeniería Civil o de Carreteras, etc.; el suelo es cualquier tipo de material no

consolidado formado por partículas sólidas discretas con líquidos y gases que ocupan

espacios entre ellas.

Ilustración 2. Capa superficial de suelo.


8

2.2. Estabilización de Suelos

La estabilización de suelos de basa en mejorar un suelo en estado natural existente

sometiéndolo a tratamientos físicos o químicos. Entre las ventajas que se obtienen al

estabilizar un suelo son entre otras el aprovechamiento de suelos de baja calidad,

evitando así su excavación como el transporte del mismo. Es un proceso en la cual

se modifican las propiedades del suelo provocando aumento de la capacidad

portante, reducción de la permeabilidad y absorción, reducción de la plasticidad

logrando de esta manera una plataforma o calzada firme para cualquier obra civil.

2.2.1. Propiedades de los suelos estabilizados.

2.2.1.1. Estabilidad volumétrica.

Es la dispersión y/o reducción de los espacios de vacíos que sufren los suelos en

su mayoría, ocasionados por los cambios de contenidos de humedad; estas

variaciones se pueden presentar de una manera acelerada de acuerdo a las

condiciones climáticas o según la actividad del ingeniero.

2.2.1.2. Resistencia.

La resistencia al corte es una de las propiedades fundamentales respecto a la

consistencia de un suelo y se puede definir como la capacidad de soportar cargas

externas y mantener su estabilidad.

9

2.2.1.3. Permeabilidad.

La permeabilidad se define como la capacidad que tienen los suelos de permitir el

paso de un fluido en un determinado tiempo sin modificar su estructura interna, esto

depende de las características del material como son la porosidad, la viscosidad y

presión del fluido.

2.2.1.4. Comprensibilidad.

La comprensibilidad es la propiedad relacionada con la susceptibilidad vinculada

con la reducción de volumen de una masa de suelo cuando este se encuentra bajo el

efecto de una carga.

2.2.1.5. Durabilidad.

Se puede decir que es la capacidad que tiene un suelo de resistir y mantener sus

propiedades antes las adversidades del medio ambiente que lo rodea, meteorización

física o química, abrasión u proceso que produzca cualquier tipo de deterioro.

La vida útil de un suelo como elemento estructural y funcional principalmente se

encuentra amenazado por el intemperismo, la erosión y la abrasión.

10

2.3. Tipos de Estabilización

2.3.1. Estabilización mecánica.

La estabilización mecánica consiste en la conformación de mezclas de materiales

de distintas características formando uno nuevo, incrementado así la capacidad

portante y el equilibrio de la estructura, con el objeto de crear un suelo con firmeza

ante la acción de las futuras cargas del tránsito. Este tipo de estabilización es aplicada

a todas las capas que conforman la vía. (Fonseca Montejo, 2006).

2.3.1.1. Estabilización granulométrica.

Se designa así a la combinación de agregados pétreo bien graduado y suelos de

mejores propiedades, distribuidos adecuadamente por tamaño a la vez de una buena

compactación que le permita adquirir la suficiente resistencia para trabajar como

bases, sub – bases y mejoramientos. Esto se logra cuando los agregados gruesos

son de buena resistencia y las partes finas tienen un mínimo contenido de plasticidad.

(Fonseca Montejo, 2006).

2.3.2. Estabilización química.

La estabilización química es un procedimiento en el cual al suelo natural se impone

a cierta manipulación o tratamiento bajo la aplicación de un agente estabilizador para

cambiar las propiedades del suelo con la finalidad de mejorarlo, a continuación se

presenta varias de las formas de estabilizar de manera química:

11

✓ Suelo-cemento: Mejora la resistencia y se usa principalmente en arenas y

gravas finas.

✓ Suelo-cal: Presenta una reducción en el índice plástico de suelos arcillosos.

✓ Suelo-asfalto: Emulsión para material triturado sin cohesión.

✓ Cloruro de sodio: Impermeabiliza, aminora el polvo, se emplea en limos y

arcillas.

✓ Enzimas orgánicas: Incremento de propiedades físicas del suelo, empleado

en arcillas.

Adicionalmente, estos procedimientos pueden modificar la estructura por la

incorporación de agentes como cemento, cal, aglomerantes, etc.

2.4. Estabilización con Enzimas Orgánicas

2.4.1. Definición de enzimas.

Las enzimas son de origen orgánico, es decir compuestas por partículas de

proteínas de gran tamaño provenientes de los animales y plantas que aceleran las

acciones químicas. (SECSA, 2008).

Las enzimas son estabilizadores de suelo no tóxico, se emplea en suelos de baja

calidad como son los limos y las arcillas, permitiendo incrementar la humectación, la

disminución de espacios de vacíos, y una mayor duración de la compactación del

suelo; reduciendo de esta manera gastos de mantenimiento, además de ser amigable

con el ambiente.

12

Dichas enzimas son una formulación concentrada y liquida, esta sustancia se

encarga de catalizar una acción aglutinante ante las partículas plásticas que están

presente en la gran mayoría de caminos, logrando de esta manera una capa con

mayor capacidad de carga, mucho más impermeable maximizando la compactación

y como resultado mejorar las propiedades naturales de los suelos a niveles y

condiciones óptimas. (SECSA, 2008).

2.4.2. Acción de la enzima como agente estabilizador del suelo.

Las enzimas tienden a regular la fisiología y el metabolismo del suelo

manteniéndolo estable durante periodos prolongados. Como función principal de este

agente es prever o expulsar la absorción de agua y obtener valores de capacidad

portante (CBR) más altos, esto permite aumentar el proceso de humectación del suelo

provocando un efecto aglutinante, logrando una mejor compactación debido al

abatimiento superficial que produce la enzima sobre el agua, reduciendo la porosidad

del suelo. (Quiran Alfaro, 2015).

2.4.3. Utilización de la enzima en la construcción de carreteras.

Hoy en día en el Ecuador la utilización de enzimas como agente estabilizador, no

está sujeto a normas o especificación técnica, sus fundamentos se basan en datos

empíricos y en obras en las que se ha hecho el uso del agente enzimático, dando

como resultado positivo su eficacia. El nombre de esta enzima “Permazyme 11X” es

reconocido y usado en obras a nivel mundial; en Sudamérica se puede citar los

13

siguientes países como: Argentina, Brasil, Chile, Colombia, Perú; han hecho el uso

de este producto por su rentabilidad a largo plazo.

Ilustración 3: Enzima Orgánica Permazyme 11 X.


2.4.4. Beneficios del empleo de las enzimas orgánicas.

Beneficios físicos – mecánicos del suelo: Las enzimas posibilitan aumentar las

propiedades físicas y mecánicas de las capas que conforman la estructura del

pavimento como la base, sub-base y subrasante, a continuación se mencionan los

beneficios (Ravines Merino, 2010).

✓ Incremento de las densidades de compactación del suelo.

✓ Aumenta la capacidad portante del suelo, dependiendo del tipo de enzima que

se use.

✓ Poco mantenimiento y ahorro económico de la vía, ya que prolonga el tiempo

de vida esta.

✓ Reducción de costos durante el tiempo de operación y construcción.

14

Beneficios ambientales: Las enzimas son derivados ecológicos 100%

biodegradable, colaboran con el medio ambiente, a continuación, se citan algunos de

los beneficios que presenta el producto (SECSA, 2008):

✓ Reducción del polvo hasta un 80%.

✓ Es amigable con el medio ambiente.

✓ Ahorro de tiempos en el uso de maquinaria.

2.5. Ensayos de laboratorio empleados

2.5.1. Granulometría.

Por naturaleza el suelo está conformado por diversas partículas de distintos

tamaños. El análisis granulométrico tiene por objeto obtener la distribución de las

partículas por tamaño que se encuentran en una muestra de suelo, gracias a este

análisis junto con otras propiedades del suelo es posible clasificarlo mediante los

sistemas vigentes como son AAHSTO o SUCS, también que nos aporta para la

ejecución de otros ensayos de laboratorio.

Este ensayo es muy importante, ya que depende de los criterios de aceptación un

material puede ser admitido para diferentes obras civiles como bases y sub – bases

de vías, presas de tierras o diques, drenajes, etc. El análisis granulométrico se puede

expresar en dos formas:

15

✓ Analítica: Se expresa mediante tablas que muestran la dimensión de la

partícula contra el porcentaje de suelo menor de ese tamaño es decir el

porcentaje respecto al peso total de la muestra.

✓ Gráfica: Se expresa mediante una curva que se representa en un papel log

– normal en donde el eje de las abscisa representa el tamaño de la partícula

en escala logarítmica y el eje de las ordenadas representa el porcentaje de

suelo menor que ese tamaño, es decir el porcentaje respecto al peso total, a

esta grafica se le conoce también como curva granulométrica.

Cuando se realiza un análisis granulométrico se pueden discernir en el tamaño

de las partículas cuatro rangos:

✓ Grava: Formado por partículas de dimensiones mayor a 4,76 mm.

✓ Arena: Formado por partículas de dimensiones menor a 4,76 mm y mayor a

0,074 mm.

✓ Limo: Formado por partículas de dimensiones menor a 0,074 mm y mayor a

0,002 mm.

✓ Arcilla: Formado por partículas de dimensiones menor a 0,002 mm.

16

Tabla 2: Numeración y abertura de tamices.

TAMIZ (ASTM) TAMIZ (Nch) (mm.)

ABERTURA REAL (mm.)

3" 80,0 76,12

2 1/2 " 63,0 63,50

2" 50,0 50,80

1 1/2" 40,0 38,10

1" 25,0 25,40

3/4" 20,0 19,05

1/2" 12,5 12,70

3/8" 10,0 9,520

1/4" 6,30 6,350

N°. 4 5,00 4,760

N°. 8 2,50 2,380

N°. 10 2,00 2,000

N°. 20 0,90 0,843

N°. 30 0,63 0,590

N°. 40 0,50 0,420

N°. 60 0,30 0,250

N°. 80 0,20 0,177

N°. 100 0,15 0,149

N°. 140 0,10 0,105

N°. 200 0,08 0,074

Fuente: Espinace R., 1979. Elaborado: Darwin Cusme C.

En este ensayo se puede realizar de dos formas para definir el tamaño de las

partículas un suelo: el método mecánico por medio de tamices y el método por vía

húmeda.

2.5.1.1. Análisis granulométrico mecánico por tamizado.

En este método se emplean tamices que son instrumentos constituido por alambres

que se cruzan ortogonalmente formando aberturas cuadradas y por un marco

metálico, los cuales están normados por la ASTM en pulgadas y números que sirven

para separar por tamaño las partículas de suelo de una muestra a ensayar.

17

Ilustración 4: Tamices empleados para ensayo de Granulometría.

Fuente: Google imágenes. Elaborado: Darwin Cusme C.

2.5.1.2. Análisis granulométrico por vía húmeda.

El análisis granulométrico por vía húmeda es uno de los métodos más usados para

determinar de forma indirecta las partículas de suelo menores a 0,074 mm; es decir

que pasan el tamiz # 200.

Este procedimiento empieza secando la muestra de suelo, desmoronando los

grumos, por consiguiente pesar la porción necesaria, luego se coloca la muestra en

un recipiente con agua durante el lapso de tiempo de 8 a 12 horas. Este contenido se

pasa por el tamiz # 200; con la ayuda de agua se lava el suelo lo mejor posible que

se pueda.

18

El material pasante se puede conservar para realizar otro tipo de ensayos en caso

de que sea necesario, respecto al material retenido en el tamiz # 200 se procede al

lavado con agua destilada, consiguiente se lo seca y este material se pasa por las

mallas necesarias para el análisis granulométrico.

2.5.2. Límites de Atterberg.

Cuando los suelos presentan algo de cohesión, esto depende del contenido de

agua y de donde provienen; pueden presentar características que lo incluyan en el

estado sólido, semisólido, plástico o semilíquido. La cantidad de agua o límite de

humedad al que se produce el cambio de estado de consistencia varia de un suelo

respecto a otro.

Los límites de Atterberg son pruebas de laboratorio fundamentales realizados con

mayor frecuencia, vigentes y normados, los cuales permiten obtener una de las

propiedades del suelo como son los límites de rango tanto de humedad y límite

plástico, gracias a esto es posible identificar y clasificar el tipo de suelo al que nos

enfrentamos por medio de los dos sistemas reconocidos como son el sistema SUCS

y el sistema AASHTO.

El nombre de este ensayo originalmente se lo debe al sueco Albert Atterberg, un

químico especializado en agronomía, luego fueron redefinidos por

Arthur Casagrande, para fines de mecánica de suelo los que hoy en la actualidad se

conocen.

19

Este ensayo se lo realiza con el pasante del tamiz # 40 (0,42 mm), esto indica que

se trabaja con el material de la parte considerada como fina (< tamiz # 200) como

también incluye parte o fracción de arena fina.

✓ Límite líquido (LL): Contenido de humedad de una muestra de suelo, límite

entre los estados de consistencia líquido y plástico. Se expresa en

porcentaje (%).

✓ Límite plástico (LP): Contenido de humedad de una muestra de suelo, límite

entre los estados de consistencia semisólido y plástico. Se expresa en

porcentaje (%).

✓ Índice plástico (IP): Este se obtiene por medio de la diferencia entre el límite

líquido y plástico (IP = LL - LP). Se expresa en porcentaje (%).

✓ Límite de contracción: Contenido de humedad máximo de una muestra de

suelo el cual determina que una reducción de contenido de humedad no altera

el volumen de un suelo, expresado en porcentaje (%).

Ilustración 5: Material pasante del tamiz # 40 para realizar Límites de Atterberg.


20

2.5.3. Clasificación de Suelos.

Desde hace unas décadas atrás, la Ingeniería ha buscado formas de encontrar un

método universal y práctico con el fin de identificar y clasificar los suelos, tomando en

cuenta sus características físicas (forma, tamaño, uniformidad, densidad, etc.) para

determinar su comportamiento mecánico.

Una de las formas más antiguas para clasificar el suelo era por medio de la

granulometría y de este se tenía tres derivaciones arenas, arcillas y limos. Luego de

un tiempo se incluyó la plasticidad, además de la granulometría en la clasificación de

los suelos. Hace pocos años atrás se hizo hincapié en el criterio de la uniformidad de

la curva granulométrica en lo que respecta a materiales gruesos, dando a entender

que la uniformidad de las partículas incide mucho en el comportamiento mecánico de

los suelos.

Todas estas características han sido motivo evidente en dar a conocer conforme a

la razón las diversas calidades de suelos en relación a su conducta o comportamiento;

producto de esto hoy en día se cuenta con los sistemas de clasificación, donde los

autores y patrocinadores dan a conocer sus criterios y/o argumentos sensatos

respecto de su sistema de clasificación.

Estos sistemas de clasificaciones de suelos son aplicables en obras civiles como

aeropuertos, carreteras, cimentaciones, presas de tierra, etc.; donde la profesión que

más hace uso de dichos sistemas es la ingeniería en especial la Civil, donde las

muestras a ensayar son remoldeadas a humedades y densidades fijadas de

antemano, todo aquello depende de los requerimientos de un proyecto.

21

Entre los sistemas de clasificación de suelos que más destacan son el Sistema

Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS) y la Asociación Americana de Oficiales

de Carreteras Estatales y Transporte (AASHTO). El primer sistema mencionado fue

propuesto después de la Segunda Guerra Mundial por Arthur Casagrande, adoptado

por el Cuerpo de Ingenieros de Estados Unidos y luego por US Bereau of

Reclamation. En cambio el sistema AASHTO está conformado por los miembros del

Departamento de Transporte de todos los Estados que forman parte de USA, que no

solo es aplicable en carreteras sino que se implementa también para ferrocarril, agua,

transporte por aire, transporte público, etc.).

2.5.3.1. Clasificación de suelos por el método SUCS.

El método de clasificación SUCS comprende dos tipos: Suelos Gruesos y Suelos

Finos, esto se puede diferenciar el uno del otro por el tamaño de sus partículas.

Cuando el porcentaje de las partículas gruesas es mayor al 50 % de su peso total

este se le considera Suelo Grueso. Cuando el porcentaje de las partículas finas

supera más de la mitad de su peso total, es decía mayor al 50 % este se considera

como Suelo Fino.

Suelos Gruesos: Los Suelos Gruesos se dividen en dos grupos: Gravas y Arenas,

los cuales se representan por una letra mayúscula de sus iniciales en inglés (Gravel,

Sand).

22

Tabla 3: Tipos de Suelos Gruesos – Método SUCS.

Fuente: Mecánica de Suelos, Ing. Carmen Terreros, Ing. Víctor Moreno Lituma, 1995.

Elaborado: Darwin Cusme C.

Para identificar si un material es grava o arena estas se tamizan por la malla # 4,

si el material retenido es mayor al 50 % de su fracción se considera grava (G), caso

contrario si el material pasante es mayor al 50 % por la malla # 4 y más del 50 % sea

retenido por la malla # 200 este se considera como arena (S).

Las gravas y las arenas se subdividen en cuatros tipos:

✓ Material prácticamente limpio de finos, bien graduado, símbolo W. En

combinación se obtienen: GW y SW.

✓ Material prácticamente limpio de finos, mal graduado, símbolo P. En

combinación: GP y SP.

✓ Material con cantidad apreciable de finos no plásticos, símbolo M. Da lugar a

los grupos: GM y SM.

✓ Material con cantidad apreciable de finos plásticos símbolo C. En combinación

con los símbolos genéricos, tenemos los grupos: GC y SC.

Grupos GW y SW: Suelos bien graduados, con una aceptación máxima de finos

(<5 %). Por la poca presencia de finos estos grupos no deben presentar alteración

alguna en las propiedades de resistencia en la parte gruesa, mucho menos entorpecer

la capacidad de drenaje, se les reconoce como bien graduados por medio de sus

coeficientes de curvatura y uniformidad.

23

✓ Grava bien graduada: Cu: > 4; Cc: 1 y 3.

✓ Arena bien graduada: Cu: > 6; Cc: 1 y 3.

Grupo GP y SP: Suelos mal graduados, con una aceptación máxima de finos

(<5 %). Se consideran a estos grupos como tal porque la mayoría de sus partículas

predominan en un tamaño además que no satisfacen con los coeficientes de

curvatura y uniformidad (Cc y Cu).

Grupo GM y SM: Estos grupos contienen finos superior al 12 % de su peso total,

esto produce una alteración en la resistencia, esfuerzos – deformación y por ende su

capacidad de drenaje exceptuando la parte gruesa. Estos suelos respecto a su

plasticidad son relativamente nula a media. El índice de plasticidad debe ser

inferior a 4.

Grupos GC y SC: Estos grupos contienen finos mayor al 12 % de su peso total.

Estos suelos su plasticidad es media a alta. Su IP debe ser superior a 7.

Cuando un suelo contiene finos en un rango comprendido entre 5 % y 12 %, se

denominan suelos fronterizos y se les asigna doble simbología. Ejemplo: Una grava

mal graduada, cuyo contenido de finos plásticos (arcillosos) está entre el

(5 % y 12 %) se le asigna como GP-GC.

Cuando un suelo no tiene claro su grupo, se le estipula doble simbología. Ejemplo:

material bien graduado, contenido de finos inferior al 5 %, y su fracción gruesa (gravas

y arenas) en iguales proporciones se le asigna como GW-SW.

24

Suelos finos: Los Suelos Finos se dividen en tres grupos. Se representa por una

letra mayúscula por sus iniciales en inglés.

Tabla 4: Tipos de Suelos Finos – Método SUCS.

Fuente: Mecánica de Suelos, Ing. Carmen Terreros, Ing. Víctor Moreno Lituma, 1995.


A la vez estos suelos se subdividen en dos grupos, esto depende de sus límites

líquidos. Si el límite líquido es inferior al 50 % se considera de baja comprensibilidad

o media se le adiciona la letra L (ML, CL, OL). Si el límite líquido es superior al 50%

se considera de alta comprensibilidad, se le incorpora la letra H (MH, CH, OH).

Cuando los suelos son extremadamente orgánicos, fibrosos y comprensibles, se

les denomina como suelos pantanosos o turba, estos forman parte de un grupo

independiente al cual se le asigna la simbología de Pt por sus siglas en

inglés (peat, turba).

Grupos CL y CH: Arcillas inorgánicas; donde CL se encuentra sobre la línea A,

con un límite líquido inferior al 50 % e un índice de plasticidad superior al 7 %; mientras

CH se encuentra sobre la línea A pero con un límite líquido superior al 50 %.

Grupos ML y MH: ML, se encuentra por debajo de la línea A, con límite líquido

inferior al 50 % e índice de plasticidad inferior al 4 %. MH, se encuentra por debajo de

la línea A, con límite líquido superior al 50 %.

25

Cuando un suelo fino esta sobre la línea A y tiene un índice de plasticidad

comprendido entre 4 y 7, se considera como suelo fronterizo, donde se le otorga la

doble nomenclatura CL - ML.

Grupo OL y OH: Presentan las mismas cualidades de los grupos ML y MH, la

diferencia es que por ser orgánicos se encuentran próximos de la línea A.

Ilustración 6: Carta de plasticidad. Fuente: Google Imágenes.


26

Tabla 5: Sistema Unificado de Clasificación de Suelos.

Fuente: Google Imágenes. Elaborado: Darwin Cusme C.

27

2.5.3.2. Clasificación de suelos por método AASHTO.

Este método de clasificación fue acogido por la American Association of State

Highway Officials (AASHTO), por la Highway, Research Board (HRB), por la U.S.

Bureaus of Public Roads (BPR) y diferentes organismos viales de Estados Unidos.

Este método clasifica a los suelos en dos clases:

✓ Suelos granulares

✓ Suelos de granulometría fina.

Suelos Granulares: Este grupo se logra reconocer porque el material que pasa

por la malla # 200 es igual o inferior al 35 %. Los cuales constituyen los grupos

A-1, A-2, A-3.

Grupo A-1: Suelos bien definidos variados entre material ligante, arena, grava y

piedra con poca plasticidad. También se incorpora las mezclas que no presentan

material ligante y bien graduadas.

Subgrupo A-1a: Prevalecen las gravas y las piedras, con o sin presencia de

material ligante bien definido.

Subgrupo A-1b: Prevalecen las arenas gruesas, con o sin presencia de material

ligante bien definido.

Grupo A-2: Material granular cuyo contenido de finos inferior al 35 %.

28

Subgrupo A 2-4 y A-2-5: Estos tipos de suelos tienen un contenido de finos igual

o inferior al 35 %, y la fracción pasante por la malla # 40 presenta las mismas

condiciones respectivamente de los grupos A-4 y A-5.

Estos grupos también incorporan suelos con gravas y arenas que presentan

contenido de limos, o índices de grupos extremadamente elevados respecto a lo que

indican los suelos del grupo 1. También adiciona a las arenas que presentan

contenidos de limos sin plasticidad con un índice de grupo elevado respecto del

grupo A-3.

Subgrupos A-2-6, A-2-7: Estos suelos tienen las mismas condiciones que los

grupos mencionados anteriormente la diferencia está en que el material pasante por

la malla # 40 maneja las mismas condiciones respectivamente de los

suelos A-6 Y A-7.

Grupo A-3: Constituyen a este grupo las arenas finas por lo general de las playas

que presentan poca proporción de limo y carece de plasticidad. Este grupo no deja

de lado las arenas de rio con poco contenido de arena gruesa y grava.

Suelos finos: Este grupo se logra reconocer porque el material pasante de la

malla # 200 es superior al 35 %. Contienen más del 35 % del material fino que pasa

el tamiz # 200. Los cuales constituyen los grupos A-4, A-5, A-6, A-7.

Grupo A-4: En este grupo aparecen los suelos limosos que carecen o presentan

poca plasticidad, el material que pasa por la malla # 200 representa un 75 % o más

del material fino. También a este grupo se incorpora los limos con arena y grava en

un porcentaje aceptable del 64 %.

29

Grupo A-5: Este grupo presenta las mismas características del grupo mencionado

anteriormente, la diferencia es que son elásticos, y resaltan elevados límites líquidos.

Grupo A-6: Arcilla plástica, el material pasante de la malla # 200 debe representar

como mínimo el 75 % de su peso total, por otra lado incluye mezclas de arcillas con

grava y arena con un porcentaje inferior al 64 %. Una de las características notables

en este grupo son las grandes variaciones de volumen que sufren entre los estados

seco y húmedo.

Grupo A-7: Este grupo presenta las mismas características del grupo A-6, la

diferencia es que son elásticos, y resaltan elevados límites líquidos.

Subgrupo A-7-5: En este grupo el índice de plasticidad no son muy elevados en

comparación a sus límites líquidos (IP<LL-30).

Subgrupo A-7-6: En este grupo el índice de plasticidad es muy sobresaliente en

comparación a su límite líquido. Por otra parte presenta una variación de volumen

entre los estados seco y húmedo.

Tabla 6: Clasificación de suelos por el método AASHTO.

Fuente: Google imágenes.


30

2.5.4. Proctor Modificado.

El ensayo Proctor Modificado tiene como objetivo principal determinar la densidad

seca máxima como también su respectiva humedad óptima, denominado de esta

manera por las diferencias que tiene en comparación con el ensayo de Proctor

Estándar a la hora de ejecutarse, es decir el Proctor Modificado abarca una mayor

energía de compactación por unidad de volumen, logrando mejores resultados;

densidades secas máximas con valores más altos y humedades óptimas respecto al

ensayo de Proctor Estándar.

Otra de las normas indica que para realizar este tipo de ensayo se trabaja con

material pasante de tamiz # 4” y el tamiz ¾” de la cual se toman 2500 a 3000 gramos

dependiendo del tipo molde a usar; empleando un martillo 10 libras y una altura de

caída de 18 pulgadas.

Tabla 7: Variantes para ejecutar ensayo Proctor Modificado.

MÈTODO A B C D

Material Pasa tamiz no. 4 Pasa tamiz no. 3/4"

Molde usado 4" 6" 4" 6"

Nº de capas 5 5 5 5

Nº de golpes por capa 25 56 25 56

Energía de compactación (lb/pieᶟ) 56.250 55.986 56.250 55.986

Fuente: Mecánica de Suelos, Ing. Carmen Terreros, Ing. Víctor Moreno Lituma, 1995. Elaborado: Darwin Cusme C.

Para graficar la parábola Densidad Seca – Contenido de Humedad, se realiza entre

cuatro a cinco puntos. Durante la ejecución de este ensayo el primer punto empieza

con la humedad natural que contiene el suelo, en los siguientes puntos se le añade

agua la que se va incrementado a medida que se realizan los demás puntos con el

objeto de encontrar el puntos más alto donde se determina la Densidad Máxima Seca

con su porcentaje de humedad óptimo.

31

2.5.5. California Bearing Ratio (CBR)

El ensayo CBR (California Bearing Ratio) por sus siglas en inglés significa relación

de soporte California, permite determinar el estado en que se encuentra un suelo

respecto a su resistencia, ya sea este en laboratorio o en campo.

El CBR fue experimentado en 1925, pero comenzó a ser aceptado por la ASTM

(American Standards for Testing and Materials) en 1964; ASTM 1883 en su versión

para laboratorio y ASTM D4429 en su versión para campo. Se puede decir que es

uno de los ensayos más implementado a nivel mundial debido a su bajo costo a

comparación de los ensayos triaxiales, aparte que está ligado a varios factores de

correlaciones y tácticas en el diseño de pavimentos. Es un ensayo de carga en cual

se utiliza un pistón metálico con un área de 0,5 pulgadas cuadradas que se encarga

de penetrar desde la superficie de un suelo compactado que se encuentra en un

molde metálico. El porcentaje de CBR, está definido como la fuerza requerida para el

pistón normalizado atraviese a una profundidad determinada, expresada en

porcentaje de fuerza conveniente para que el pistón atraviese a una misma

profundidad y bajo la misma velocidad, en una probeta normada.

Tabla 8: Usos de los distintos tipos de suelos respecto a su CBR.

CLASIFICACIÒN CALIDAD CBR % USOS

SUCS AASHTO

OH, CH, MH, CL A5, A6, A7 Muy pobre 0 - 3 Sub-rasante

OH, CH, MH, OL A4, A5, A6, A7 Pobre a Regular

3 - 7 Sub-rasante

OL, CL, ML, SC, SM, SP A2, A4, A6, A7 Regular 7 - 20 Sub- base

GM, GC, SW, SM, SP, GP A-1b, A2-5, A3, A2-6 Bueno 20 - 50 Sub- base

GW, GM A-1a, A2-4, A3 Excelente > 50 Base

Fuente: Mecánica de suelos, Ing. Carmen Terreros, Ing. Víctor Moreno Lituma, 1995. Elaborado: Darwin Cusme C.

32

2.5.6. Compresión Simple

Esta prueba de laboratorio también denominada como ensayo de compresión no

confinada tiene como objeto determinar el esfuerzo último o resistencia de un suelo

cohesivo por medio de la aplicación de una carga axial con control de deformación

empleando una muestra de suelo en forma de cilindro. Este ensayo nos ayuda a

comprender el comportamiento de los suelos cuando estos son sometidos a cargas,

ya que en estos y sobre estos se fundan estructuras por ejemplo edificios, puentes, o

carreteras que es la aplicación de esta investigación, para lo cual se necesita una

base firme.

Ilustración 7: Máquina para la realización de ensayo de Compresión Simple.


33

CAPITULO III

DESARROLLO DEL TEMA

3.1. Propiedades del Suelo en Estado Natural

3.1.1. Toma de muestra.

Para la obtención de la muestra de suelo a analizar se procedió a reconocer el

lugar donde se implantará la vía, que está ubicada en la ciudad de Guayaquil,

provincia del Guayas, en el Proyecto Mi Lote específicamente en la vía de acceso a

una de sus etapas en construcción. Se procedió a recolectar el material de una

excavación a 1,50 metros de profundidad como lo indican las normas, solo se tomó

una muestra ya que en la excavación se evidenció que a lo largo de la vía en estudio

se manifestó un solo tipo de estrato a dicha profundidad, con ello se procedió a llenar

en sacos la cantidad de suelo aproximadamente requerida para el análisis del

comportamiento de este suelo en su estado natural y con la aplicación de enzimas

orgánicas por medio de la ejecución de ensayos de laboratorio.

Ilustración 8: Lugar del reconocimiento y extración de la muestra de suelo.


34

Ilustración 9: Recolección de la muestra de suelo.


Con la muestra obtenida se procedió al traslado del material al Laboratorio de

Suelos Arnaldo Ruffilli de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas para realizar

los respectivos ensayos los cuales están regido por normas internacionales y son los

siguientes:

✓ Análisis Granulométrico (ASTM D-854; AASHTO T 93-86).

✓ Límites de Atterberg (ASTM D 4318; AASHTO T 89-90 Y T 90-87).

✓ Clasificación de Suelos SUCS y AASHTO.

✓ Proctor Modificado tipo C (ASTM D 698-1).

✓ California Bearing Ratio (ASTM D-1883, AASHTO T-193)

✓ Compresión Simple (ASTM D-2166; AASHTO T 208-70).

Previo de realizar las pruebas antes mencionadas se procedió con la trituración del

material en fracciones pequeñas y al secado del mismo; ya que al momento de llegar

al laboratorio las muestras presentaban humedad.

35

3.1.2. Granulometría (ASTM D-854; AASHTO T 93-86).

Con el tipo de material obtenido se procedió al análisis granulométrico por vía

húmeda, puesto por la forma y textura que presentaba la muestra a simple vista.

Como primer paso sé tomó una muestra debidamente pesados de 2000 gramos; por

consiguiente al lavado del mismo con la ayuda del tamiz # 200 y posteriormente con

el material retenido por esta malla se procedió al secado con la ayuda de un horno a

una temperatura de 110° por un lapso de 24 horas. Pasado dicho tiempo se procedió

a tamizar por las respectivas mallas que se describen a continuación en la Tabla 9

con los respectivos resultados obtenidos:

Tabla 9: Tamices con sus respectivos resultados de

retenidos y pasantes de muestra de suelo.

Tamices Peso % Retenido % Retenido % Que

Ø (mm) Retenido Parcial Acumulado Pasa

Nº 4 4,760 21,60 1,08% 1,08% 98,92%

Nº 10 2,000 6,30 0,32% 1,40% 98,61%

Nº 20 0,840 5,10 0,26% 1,65% 98,35%

Nº 30 0,590 2,30 0,12% 1,77% 98,24%

Nº 40 0,426 1,10 0,06% 1,82% 98,18%

Nº 50 0,297 4,40 0,22% 2,04% 97,96%

Nº 100 0,149 2,60 0,13% 2,17% 97,83%

Nº 200 0,074 39,10 1,96% 4,13% 95,88%

Fondo 0,01 1917,50 95,88% 100,00% 0,00%

PESO INICIAL 2000,00

Fuente: Terzaghi K. y Peck R, 1980. Elaborado: Darwin Cusme C.

Luego de haber obtenido los resultados del material tanto retenido como pasante

de las respectivas mallas se procedió a elaborar la curva granulométrica, para

determinar el comportamiento del suelo.

36

Ilustración 10: Gráfica de Curva Granulométrica.


3.1.3. Límites de Atterberg (ASTM D 4318; AASHTO T 89-90 Y T 90-87).

3.1.3.1. Límite Líquido.

Se tomó una cantidad de material seco para luego tamizarlo por la malla # 40, de

este pasante se toma una muestra de 200 gramos, sé vierte una cantidad de agua y

con la ayuda de una espátula se mezcla uniformemente para obtener una pequeña

masa de consistencia dura para ser colocada en el aparato de Casagrande que debe

estar correctamente calibrado y en buen estado, es decir que debe estar a precisión

la altura de la copa con respecto a la base exactamente 1 centímetro.

Esta muestra una vez colocada en la copa de bronce se alisa y enraza retirando

el exceso, con la ayuda de un acanalador normado se divide la masa en dos partes,

esto se hace con el fin de que al girar la manivela del aparato al ritmo de dos

37

revoluciones por segundo la mezcla se una contabilizando el número de golpes

necesarios. Luego de haber realizado dicho procedimiento se toma una porción que

se coloca en un recipiente se lleva a una balanza para obtener el peso húmedo,

posteriormente se lleva al horno a una temperatura de 110° durante un lapso de 24

horas, luego de esto se reitera a pesar y así determinar la humedad de la muestra.

Este ensayo se lo realiza por lo menos tres veces con la diferencia de que a cada

muestra se le añada una mínima cantidad de agua para tener una masa cada vez

más suave. La finalidad de este ensayo es que la muestra por lo menos tenga una

consistencia dentro de los siguientes rangos: (25 – 35) golpes; (20 – 30) golpes;

(15 – 25) golpes.

Ilustración 11: Instrumentos y aparato de Casa Grande para ensayo de Límite Liquido.


38

3.1.3.2. Límite plástico.

Se tomó una cantidad de material seco para luego tamizarlo por la malla # 40, de

este pasante se toma una muestra de 10 gramos, luego se hidrata con agua y se

mezcla para obtener una masa plástica de manera que esta no se pegue en los dedos

al momento de ser aplastado.

Dicha muestra se la toma y sobre una superficie plana de vidrio se hace correr con

la palma de la mano para formar pequeños rollos que formen un diámetro aproximado

de 3mm y una longitud que varía entre los 2 cm a 3 cm. Luego de haber realizado

dicho procedimiento se toman los rollitos en forma de cilindros que se coloca en un

recipiente se lleva a una balanza para obtener el peso húmedo, posteriormente se

lleva al horno a una temperatura de 110° durante un lapso de 24 horas, luego de esto

se reitera a pesar y así determinar la humedad de la muestra.

Ilustración 12: Muestras de ensayo para Límite Plástico.


39

3.1.3.3. Índice plástico.

Este parámetro se logra determinar a través de la diferencia entre el límite líquido

y el límite plástico. Se puede decir que el Índice de Plasticidad es el rango de humedad

en la cual un suelo se mantiene plástico, en la siguiente tabla que se exhibe a

continuación se muestran los resultados obtenidos en el ensayo de los límites de

Atterberg.

Tabla 10: Resultados del ensayo de Límites de Atterberg en Estado Natural.

Muestra LL (%) LP (%) IP (%)

SUBRASANTE 73,60 20,93 52,67

Fuente: Propia. Elaborado: Darwin Cusme C.

3.1.3.4. Límite de contracción.

Cuando un suelo contiene una excesiva cantidad de agua este al secarse se

contrae, cuando se produce el secado este sufre una disminución de volumen en

función de la reducción de humedad. Este ensayo de laboratorio tiene como finalidad

determinar el contenido de humedad por debajo del cual no muestre cambio adicional

de volumen en una masa de suelo como también indicio cuantitativo del cambio total

que pueda ocurrir; este proceso arroja resultados necesarios para obtener los

siguientes parámetros de un suelo, como: límite de contracción, relación de

contracción, cambio volumétrico y contracción lineal.

Para obtener dichos parámetros se toma una cantidad suficiente de suelo que haya

pasado por el tamiz # 40, a la cual se le vierte suficiente agua logrando una mezcla

homogénea y pastosa sin espacios de vacíos. En suelos plásticos la cantidad de

40

agua puede exceder hasta un 10 % de límite líquido. Se toma un recipiente a la cual

se cubre con vaselina o grasa a fin de evitar que la muestra de suelo se adhiera a las

paredes del mismo. Se coloca un poco de la mezcla en el recipiente y se golpea sobre

una superficie suavemente al fin de ayudar a que la mezcla se extienda por los bordes,

uniformemente y todas las burbujas de aire sean llevadas hacia la superficie, esto se

hace en varias capas hasta que el recipiente usado este completamente lleno, luego

de este se enraza, el exceso de material de los borde debe ser retirado, se registra el

peso del recipiente con el suelo húmedo, previo a esto se debe tener aparte el peso

del recipiente usado. Se deja secar a temperatura ambiente por 24 horas, es decir

que haya un cambio de color en la masa, después de haber pasado dicho lapso de

tiempo se procede a colocar la muestra al horno a una temperatura de 110°

centígrados durante 24 horas más. Así mismo pasado el tiempo se registra el peso

del recipiente con el suelo seco. Por consiguiente se toma la pastilla de suelo y se la

cubre con parafina, se pesa para definir el peso de dicha parafina. El recubrimiento

de la pastilla de suelo con parafina se lo realiza con el fin de evitar que se introduzca

agua en la muestra ya que se requiere registrar los pesos de la pastilla en el aire

(suspendido) como también sumergido en agua. Otro punto a tomar en cuenta es

peso del mismo recipiente usado lleno completamente de agua. Después de este

proceso se procede a realizar los respectivos cálculos a fin de obtener los resultados

que requerimos.

Tabla 11: Resultados del ensayo de Límites de Contracción.

Muestra LC (%)

SUBRASANTE 10,55

Fuente: Propia Elaborado: Darwin Cusme C.

41

3.1.4. Proctor Modificado Tipo C (ASTM D-698-1).

Para este prueba se determinó por realizar el ensayo Proctor modificado tipo C, ya

que las especificaciones indican una mayor cantidad de golpes por ende este consta

de mayor energía de compactación. Como primer punto se procede a pasar material

seco por la malla # 3/8 hasta obtener 12500 gramos. Por consiguiente se divide en 5

porciones iguales es decir 2500 gramos que a su vez se divide en 5 capas de

aproximadamente 1 pulgada que serán compactadas con un número de 25 golpes

por cada capa usando un martillo de 10 libras de peso, se escoge un cilindro se toma

un cilindro y se procede a tomar su peso y volumen; después en este se vierte el

material a ser compactado.

Para representar cada punto con las porciones de material divididas en partes

iguales en la curva Humedad – Densidad se realiza uno en estado natural,

posteriormente se agrega agua respectivamente en este caso 100, 200, 300, 400

gramos; la cual a este material una vez compactado se enraza la superficie y se pesa

incluido el cilindro, se desmolda y se determina la densidad seca. De cada variante

se toma una porción del centro para realizar el ensayo de contenido de humedad el

cual determina la densidad seca a partir de la densidad húmeda. A continuación, se

exhibirá el resultado de la curva Humedad – Densidad obtenida a través del ensayo:

42

Ilustración 13: Curva Humedad – Densidad. Ensayo de Proctor en Estado Natural.

Fuente: Propio. Elaborado: Darwin cusme C..

3.1.5. C.B.R. (ASTM D-1883, AASHTO T-193).

Para este ensayo se tomó material seco, si el material muestra grumos se procede

a la trituración del mismo, luego se pasa por la malla # 3/4, el cual se toma 15000

gramos de material pasante el cual se divide en tres partes iguales es decir de 5000

gramos dividida en 5 capas para cada probeta a ensayar en el cual tendrá una fuerza

de compactación de un número de 12 golpes para la primera probeta, 25 golpes para

la segunda probeta; y 56 golpes para la última probeta; por cada capa se da el número

de golpes respectivamente especificado por las normas usando un martillo de 10

libras de peso. A cada porción de 5000 gramos se le agrega agua, la cantidad de

43

agua se determina a través de ensayo Proctor donde se obtiene la humedad optima

en este caso es 200 gramos de agua para las probetas en estado natural del suelo,

por lo tanto para este ensayo se le agrega el doble de agua, es decir 400 gramos; que

se mezcla con el material a fin de tener una mezcla homogénea. Luego de ser

compactado, se enraza la superficie de la muestra, se coloca un papel filtro y se monta

el plato vástago graduable y sobre este varias pesas de plomo, se procede a sumergir

en una piscina llena de agua en donde permanecerá en un lapso de 96 horas; se

entiende que durante ese periodo la muestra ensayada soportará su máxima fatiga.

Desde que se introduce la probeta al agua y cada 24 horas se toman lecturas con el

extensómetro hasta obtener la última lectura, con la finalidad de verificar el

hinchamiento del material cuando este está en contacto con el agua. A este material

también se le realiza el ensayo contenido de humedad.

Ilustración 14: Probetas colocadas en la piscina para ser sumergidas, durante 96 horas.


44

Después de que las probetas cumplieron las 96 horas sumergidas en el agua se

retiran los moldes, se retiran las pesas y el papel filtro; se deja drenar el exceso de

agua durante aproximadamente 30 minutos y se pesa para luego ser sometido a la

penetración, ya sea con pistón (recomendado para suelos duros) o con anillo (para

suelos blandos, para nuestro caso con anillos. Con las lecturas obtenidas en el dial

deben ser corregidas con la formula K recomendado por el fabricante.

Ilustración 15: Muestras fuera de la piscina para su posterior penetración.


Luego de la penetración en las respectivas muestras se realiza la conversión de la

carga a Esfuerzo de penetración; este valor se obtiene dividiendo el valor de la carga

para el área de contacto entre el pistón y la muestra. Se procede a la realización de

la curva carga unitaria – penetración para obtener los resultados de CBR para la

penetración de 0,1 y 0,2 pulgadas expresada en 1 % del respectivo valor standard. A

continuación de exhibe los resultados obtenidos:

45

Tabla 12: Resultados del ensayo CBR del suelo en Estado Natural.

PENETRACIÓN 0,10 plg 0,20 plg

N° de Golpes Densidad %CBR Densidad %CBR

12 1496 2,66 1496 2,51

25 1610 3,10 1610 2,71

56 1673 3,84 1673 3,69


3.1.6. Compresión simple (ASTM D-2166; AASHTO T 208-70).

Para determinar la resistencia última de la muestra de suelo se partió del

espécimen en forma de cilindro que se extraía del ensayo de Proctor Modificado de

la probeta que arrojaba la densidad seca más alta. Luego de obtener el espécimen

se lo guardaba en fundas a fin de evitar la pérdida de humedad. Después de las 24

horas se procede a colocar el espécimen en la máquina de compresión simple, por

deformación controlada es decir que nosotros proponemos los valores a la

deformación para obtener la carga. Este aparato tiene dos deformimetros (dial), el

primero indica la deformación impuesta y el segundo indica la carga. Con estos

valores va ayudar a dibujar la curva Esfuerzo de compresión – Deformación.

Ilustración 16: Especimenes para la realización del ensayo Compresión Simple.


46

Los espécimen que se trabajaron en este ensayo tenían las siguientes

dimensiones: 11 cm de alto y 9,6 cm de diámetro. La deformación en rotura depende

de la velocidad de la aplicación de la carga. Este ensayo no debe durar más allá de

10 minutos para evitar variaciones o fallos en el cálculo.

Para la muestra en Estado Natural se obtuvo un esfuerzo de compresión

de 1,42 kg/cm².

Ilustración 17: Resultado del ensayo de Compresión Simple.


47

3.2. Propiedades de Subrasante estabilizada con enzimas Permazyme 11x.

3.2.1. Dosificación de enzimas orgánicas para estabilización de subrasante.

Para la dosificación del uso de las enzimas orgánicas Permazyme 11x se toma

como indicador inicial lo recomendado por el proveedor y de acuerdo con la

recomendación de la Especificación Técnica proporcionada por el mismo indica que

para ensayos en laboratorio una muestra de 30 kilogramos de material a ensayar se

disuelve 1 mililitro de enzimas en 400 mililitros de agua que se esparce por toda la

muestra de forma uniforme y luego se deja curar la muestra durante 72 horas (3 días)

y para una mejor adherencia 120 horas (5 días) a temperatura ambiente, protegida

de humedad, lluvia, altas temperaturas, inclusive el sol o cualquier factor que altere.

Luego de este tiempo se puede someter a cualquier tipo de ensayo de resistencia en

este caso los Límites de Atterberg, Proctor y CBR.

Por dicha razón se procedió a formular dosificaciones para obtener un patrón

óptimo para la aplicación de la enzima orgánica. Para esta investigación se

plantearon 5 diseños variando el porcentaje de enzima los cuales se detallan de la

siguiente manera:

✓ Diseño con la dosificación recomendada por especificación técnica del

producto, que equivale al 0,003 %. (1 ml de enzima orgánica en 400 ml de

agua).

✓ Diseño con la cuarta parte de la dosificación recomendada por especificación

técnica del producto, que equivale al 0,00075 %. (¼ ml de enzima orgánica en

400 ml de agua).

48

✓ Diseño con la mitad de la dosificación recomendada por especificación técnica

del producto, que equivale al 0,0015 %. (½ ml de enzima orgánica en 400 ml

de agua).

✓ Diseño con la duplicación de la dosificación recomendada por especificación

técnica del producto, que equivale al 0,006 %. (2 ml de enzima orgánica en 400

ml de agua).

✓ Diseño con la triplicación de la dosificación recomendada por Especificación

Técnica del producto, que equivale al 0,009 %. (3 ml de enzima orgánica en

400 ml de agua).

Una vez determinada la formulación y las dosificaciones a aplicar se procedió a la

ejecución de los ensayos de laboratorio respectivamente, es decir, como ejemplo

inicial la recomendación del proveedor de la enzima que en 30 kilogramos de muestra

de suelo se suministra de manera uniforme 1 mililitro de enzima Permazyme disuelto

en 400 mililitro de agua, esto da a una equivalencia del 0,003 % con respecto al peso

seco del mismo, con dicha cantidad de material son suficiente para realizar los

ensayos mencionados como son: Limites de Atterberg, Proctor y CBR.

Así mismo para las demás diseños de dosificación se usó una balanza de precisión

para tasar la cantidad precisa de enzima ya que 1 miligramo de encima es igual a 1

gramo, y con ayuda de una jeringa se pudo realizar las demás dosificaciones de

manera correcta.

49

Ilustración 18: Riego de Permazyme 11X en 30 kg de material.


Ilustración 19: Curado del material en un lapso de 72 horas a temperatura ambiente.



Respecto a cada muestra de suelo de 30 kg con sus respectivas dosificaciones con

enzimas orgánicas, el ensayo de granulometría no sufre alteración debido a que el

suelo solo se le está adhiriendo enzima disuelto en agua.

50


En el ensayo de Límites de Atterberg se puede evidenciar que el Límite Líquido,

Límite Plástico e Índice Plástico respecto a cada porcentaje de enzima orgánica tiene

poca variación pero se puede observar un mejor comportamiento para la dosificación

que contiene 0,003 % de Permazyme 11X. A continuación se evidencian los

resultados en la Ilustración 20:

Ilustración 20: Representación gráfica de los Límites de Atterberg obtenidos aplicado con distintos porcentajes de enzimas orgánicas.


51

3.2.4. Proctor Modificado Tipo C (ASTM D 698-1).

Los resultados obtenidos en este ensayo son las densidades secas máximas con

distintos porcentajes de enzima, cuyos resultados se pueden apreciar que la

dosificación de 0,003 % es la que posee mayor densidad y bajo contenido de agua.

Ilustración 21: Representacion grafica de los valores de Densidades Secas Máximas,

aplicado con distintos porcentajes de enzima. Fuente: Propio.


Ilustración 22: Gráfica de los valores del Contenido de Humedad Óptimo

aplicado con distintos porcentajes de enzima. Fuente: Propio.


52

3.2.5. California Bearing Ratio (C.B.R.) (ASTM D-1883, AASHTO T-193).

En este ensayo se puede evidenciar como el comportamiento de la enzima ha

hecho efecto en este material incrementado su valor hasta un 6 % de su CBR así

como también la reducción del hinchamiento después de la inmersión.

Ilustración 23: Gráfica de valores del ensayo CBR aplicado con distinto porcentaje de enzima.


Ilustración 24: Resultados del Hinchamiento aplicado con distinto porcentaje de enzima.


53

3.2.6. Compresión Simple (ASTM D-2166, AASHTO T 208-70).

Como resultado de este ensayo se pudo observar que a medida que se aumenta

la dosificación incrementa su valor de Esfuerzo de Deformación hasta llegar a la

0,003 % de enzima recomendada por el fabricante, pasado de esta dosificación su

valor baja, tal como se muestra en la Ilustración 25.

Ilustración 25: Resultados del ensayo de Compresión Simple

aplicado distintos porcentaje de enzima. Fuente: Propia


54

3.2.7. Porcentaje óptimo alcanzado con Permazyme 11x.

Los valores aplicando la enzima orgánica Permazyme 11x a la muestra de suelo,

da como resultado usar lo recomendado por el fabricante 0,003 %, donde se evidencia

un CBR de 6,00 %. Se escogió esta dosificación como valor óptimo de enzimas para

el Diseño del Pavimento Flexible. A continuación, en la Tabla 13 se visualiza los

resultados generales de los ensayos donde se aplicó el 0,003 % de enzima orgánica:

Tabla 13: Resultado considerado óptimo, con la aplicación de enzima orgánica Permazyme 11x.

0,003% Permazyme 11x

LL LP IP

LC Proctor Kg/m³

Humedad óptima (%)

CBR (%)

Compresión Simple (qu)

60,30 19,97 40,33

8,22 1720 12,53 6,00

1,75


3.3. Discusión de resultados del Suelo en Estado Natural vs Suelo con

Enzimas.


Respecto a este ensayo la enzima orgánica “Permazyme 11 X” no provoca ningún

efecto en el tamaño de las partículas por lo que mantiene la misma granulometría con

respecto al del suelo en estado natural.

55


En los límites de Atterberg se evidencia lo siguiente:

✓ La enzima Permazyme 11X, tiene como efecto la reducción en sus valores en

un 20 % sus límites líquido, límite plástico, índice de plasticidad y contracción.

Ilustración 26: Comparación de resultados de Límites de Atterberg

(Estado Natural Vs Permazyme 11X). Fuente: Propia


3.3.3. Clasificación del Material.

Para la clasificación del material fue necesario tener los resultados obtenidos en

los ensayos de Límites de Atterberg como también el ensayo de Granulometría. Para

realizar este procedimiento se usaron los siguientes métodos: Sistema Unificado de

Clasificación de Suelos (SUCS) y Asociación Americana de Oficiales de Carreteras

Estatales y Transporte (AASHTO) verificando que no existe cambio en la tipología de

suelo.

56

Tabla 14: Clasificación del suelo por los sistemas SUCS y AASHTO.

Variantes Tipo Descripción

SU

CS

Terreno Natural CH Arcillas inorgánicas de alta

plasticidad.


CH Arcillas inorgánicas de alta

plasticidad.

AA

SH

TO

Terreno Natural A-7-6 Suelos arcillosos.


A-7-6 Suelos arcillosos.

Fuente: Manual de Laboratorio de Suelos en Ingeniería Civil, J. Bowles (1981). Elaborado: Darwin Cusme C.

3.3.4. Proctor Modificado Tipo C. (ASTM D 698-1).

Con este ensayo en los resultados se puede observar que hay un incremento en

la densidad seca máxima en comparación al terreno natural, este valor se enlaza

directamente para el procedimiento y cálculo del ensayo de CBR.

Ilustración 27: Comparación de resultados de Ensayo Proctor

(Estado Natural Vs Permazyme 11X). Fuente: Propia.


57

3.3.5. California Bearing Ratio (C.B.R.) (ASTM D-1883, AASHTO T-193).

El resultado del ensayo de CBR una vez aplicado la dosificación de enzima

orgánica al material fueron favorables, ya que presentó un crecimiento a la

Resistencia al Corte más allá de un 100 %, es decir de un 2,77 % a un 6 %; por otra

parte cabe notar con respecto a los hinchamientos este disminuyó poco a

comparación al terreno natural pero tomando en cuenta la normativa del MTOP- 2003

la cual menciona que para el empleo de materiales como capas de una estructura de

pavimento este no debe superar el 2% de hinchamiento. A continuación, estos datos

se reflejan en las siguientes imágenes:

Ilustración 28: Comparación de Resultados de CBR



58

3.3.6. Compresión Simple (ASTM D-2166, AASHTO T 208-70).

El esfuerzo de compresión en comparación con el terreno natural tuvo un

incremento en su valor.

Ilustración 29: Comparación de resultados de ensayo de Compresión Simple



59

CAPITULO IV

DISEÑO DE PAVIMENTO

4.1. Ejemplo de Diseño de Pavimento Flexible.

Este capítulo trata del diseño de pavimento flexible calculando los espesores

respectivos de cada capa que conforma una calzada para el tránsito vehicular,

tomando en cuenta los datos obtenidos en laboratorio descritos en el capítulo anterior

tanto en estado natural como los valores óptimos una vez aplicadas las enzimas

orgánicas para estabilizar el suelo a nivel de la subrasante, con la finalidad de obtener

la opción más favorable en relación costo beneficio. Para ello se tiene las siguientes

alternativas de diseño:

✓ Diseño del Pavimento Flexible con capa de subrasante sin tratar (terreno

natural).

✓ Diseño del Pavimento Flexible con capa de subrasante estabilizada con

enzima orgánica.

Para el cálculo de los espesores se tomara como referencia el método de diseño

de pavimentos flexibles por la AASHTO- 93.

60

4.2. Análisis del tráfico

4.2.1. Tránsito.

En el diseño de pavimentos en este caso flexible el propósito primordial es soportar

las cargas transmitidas de los vehículos que circulan sobre una calzada durante los

años de utilidad que la vía haya sido proyectada, esto depende también de las

características del proyecto en sí.

Uno de los requisitos indispensable para el cálculo en el diseño de un pavimento

es el número de vehículos que pasaran en la vía ya sean estos transportes (extra

pesados, pesados, buses, livianos, etc.); considerando los ejes de los mismos. Toda

esta agrupación de variables con necesarias para determinar los espesores de las

capas que conforman las estructuras de un pavimento.

Para el análisis de esta investigación se consideró la circulación vehicular que

existe actualmente en la carretera principal que tiene acceso directo con la vía que

está en análisis.

Tabla 15: Datos del conteo de tráfico.

VEHICULOS CANTIDAD SOLO

PESADOS %

Livianos 2063 80,55

Bus 273 273 10,66

3-A 225 225 8,79

TOTAL 2561 498 100,00


61

4.2.2. Factor Camión.

Para este procedimiento se lo realiza para determinar el factor de daño

provenientes de los ejes vehiculares que transitan por la calzada, el cual se calcula

por medio de las tablas dispuesta por la AASHTO 93, en donde se toma una

serviciabilidad, este valor depende de la importancia de la vía como también se toma

en cuenta el número estructural (SN).

Los valores que se escogieron para este diseño son los siguientes:

✓ Serviciabilidad final (pt) = 2,5

✓ Número estructural (SN) = 3

Tabla 16: Cálculo del Factor Camión.

FACTOR CAMIÓN - AASHTO 93

VEHICULOS ESRS ESRS ESRD ET Fce

Livianos

3,307 5,511

0,0031 1,5 2,5

0,00137 0,00168

Bus

15,432 24,250

4,1506 7 11,00

0,5394 3,6112

3-A

15 44,092

3,8011 7 20

0,5394 3,2617


4.2.3. Factor de Distribución por Carril.

El Factor de Distribución por carril es un valor que da una proporción de vehículos

que circula en un sentido, este valor se determina por el número de carriles que tiene

la vía, para esta carretera que tiene dos carriles, con un tránsito en ambos sentidos,

por lo tanto el valor para nuestro diseño es 1,00.

62

Tabla 17: Factores por Distribución de Carriles.

Fuente: AASHTO 93.


4.2.4. Factor de Distribución Direccional.

El Factor de Distribución Direccional es un valor expresado como una relación,

proporcional la cantidad de vehículos que circula en una dirección, por lo general es

la mitad de vehículos que transitan en ambos sentidos. Al momento del conteo de

tráfico se visualizó que dicha circulación casi similar por lo tanto este valor

es de 0,50.

4.2.5. Tasa de crecimiento.

En el cálculo del crecimiento vehicular el cual tendrá una vida útil de 15 años se

tomó como referencia las Tasas de Crecimiento de Tráfico proporcionadas por la

Coordinación de Factibilidad de la Dirección de Estudios del Transporte del MTOP y

que corresponden a las siguientes:

Tabla 18: Tasas de Crecimiento de Tráfico.

Tasas Livianos Bus Camión

2011 - 2015 3,66 2,11 1,97

2016 - 2020 3,19 1,90 1,78

2021 - 2030 2,81 1,73 1,61

Fuente: MTOP, 2013. Elaborado: Darwin Cusme C.

63

Para el cálculo de esta variable se plantea la siguiente formula:

Ilustración 30: Ecuación para cálculo de la Tasa de Crecimiento Vehicular.


Tabla 19: Cálculo del Factor de Crecimiento.

VEHICULOS r Tasa de

Crecimiento %

Livianos 2,81 18,60

Bus 1,83 17,24

3-A 1,61 16,95


4.2.6. Determinación de ejes equivalentes Esal's.

Para el cálculo del número total de ejes equivalentes se tiene la expresión:

Ilustración 31: Ecuación para cálculo de ESAL's.

Fuente: AASHTO 93. Elaborado: Darwin Cusme C.

Donde:

✓ TPDA = Tráfico inicial.

✓ GF = Factor de crecimiento (growth factor).

✓ FC = Factor por distribución de carril para camiones (en tanto por uno).

64

✓ FD = Factor por distribución de direccional para camiones (en tanto por

uno).

✓ Fce = Factor Camión (ESAL's/camiones).

✓ 365 = Días del año.

Con esta expresión determínanos en número de ejes equivalentes por cada tipo de

vehículo, a continuación se presenta los resultados en la siguiente imagen:

Tabla 20: Cálculo de ESAL's.

VEHICULOS TPDA Factor de

Crecimiento %

Factor de Carril

Factor Direccional

Fce Días ESAL's de

Diseño

Livianos 2063 18,60 1 0,5 0,00305 365 21359

Bus 273 17,24 1 0,5 4,1506 365 3564789

3-A 225 16,95 1 0,5 3,8011 365 2647178

TOTAL 6233326 Fuente: Propia.


4.3. Periodo de diseño

Para este estudio como comprende el análisis de un pavimento flexible se proyectó

una vida útil de 15 años.

4.4. Desviación Estándar Combinado (So)

Este es un valor que resulta de la desviación estándar media de los posibles errores

de la predicción del tránsito como también la conducta del pavimento durante el

tiempo de vida para la cual ha sido proyectada. AASHTO recomienda valores de (So)

65

para pavimentos flexibles comprendidos en un rango del 0,40 a 0,50. Por lo general

esta recomienda 0,45 por tratarse de una carretera nueva.

4.5. Confiablidad

La confiabilidad se define como la probabilidad en la que una estructura de

pavimento preste su funcionabilidad durante el tiempo de su vida útil en condiciones

adecuadas para el transito durante el tiempo de su vida.

Tabla 21: Niveles de Confiabilidad sugeridos para diferentes carreteras.

Fuente: AASHTO 93.


Para este diseño por ser una carretera local – urbana se toma una confiabilidad del

70 % con una desviación normal estándar (Zr) de - 0,524.

4.6. Serviciabilidad

La serviciabilidad en una carretera se puede decir que es el grado de confort de la

capa de rodadura para la circulación natural y normal de un vehículo. Para un

pavimento flexible los índices de servicios recomendado por la AASHTO 93, indica

una serviciabilidad inicial (Po) de 4,2 y una serviciabilidad final (Pt) de 2,0.

Urbana Rural

Autopistas interestatales y otras 85 - 99,9 80 - 99,9

Arterias principales 80 - 99 75 - 95

Colectoras de Tránsitos 80 - 95 75 - 95

Carreteras locales 50 - 80 50 - 80

Clasificación

Nivel de Confiabilidad

recomendado

66

Para obtener la pérdida de serviciabilidad ∆PSI, esta resulta de la siguiente

ecuación que se muestra a continuación:

Ilustración 32: Ecuación para calcular la pérdida de serviciabilidad

en el diseño de un pavimento. Fuente: AASHTO 93.


Para esta investigación realizamos la respectiva operación obteniendo como

resultado un ∆PSI de 2,2.

4.7. Coeficientes de drenaje (m)

El coeficiente de drenaje (m) se puede obtener por medio de las tablas que nos

facilita la AASHTO específicamente para el diseño del pavimento flexible ya que da

un valor para capa que conforma la estructura del mismo. Para determinar este valor

asumimos un drenaje de calidad buena, como también un 20% del tiempo en el cual

una estructura de pavimento es expuesta a niveles de humedad cerca a la saturación.

En la siguiente tabla de datos se muestran los para hallar dichas variables.

Tabla 22: Coeficientes de drenaje.

Calidad del Drenaje

Porcentaje del tiempo en que la estructura de pavimento está expuesta a niveles de humedad cercana a la saturación

< 1 % 1 - 5 % 5 - 25 % > 25 %

Excelente 1,40 - 1,35 1,35 - 1,30 1,30 - 1,20 1,20

Buena 1,35 - 1,25 1,25 - 1,15 1,15 -1,00 1,00

Regular 1,25 - 1,15 1,15 - 1,05 1,00 - 0,80 0,80

Pobre 1,15 - 1,05 1,05 - 0,80 0,80 -0,60 0,60

Deficiente 1,05 - 0,95 0,95 - 0,75 0,75 - 0,40 0,40

Fuente: AASHTO 93. Elaborado: Darwin Cusme C

67

4.8. Valores de C.B.R.

Para la ejecución del cálculo de los espesores de cada una de las capas que

conforman la estructura del pavimento se necesita el valor de CBR. A continuación se

muestra las especificaciones que indica según el MTOP.

Tabla 23: Especificación técnica requerida para capas que conforman la estructura de pavimentos

Especificaciones requeridas por el MTOP

Capa Ensayos

D.L.A LL IP CBR

Base < 40% < 25% < 6% ≥ 80 %

Sub-base < 50% < 25% < 6% ≥ 30 %

Mejoramiento - <35% < 9% > 20%

Fuente: MTOP, 2013. Elaborado: Darwin Cusme C.

Los valores de CBR para las capas de la base, sub base y mejoramiento se

tomaron los valores mínimos que aceptan las Especificaciones Técnicas. Respecto al

valor de CBR de la subrasante tomamos el resultado obtenido durante la ejecución

de los ensayos de laboratorio en la muestra de suelo en su estado natural el cual nos

arrojó un valor del 2,77 %, este resultado es demasiado bajo por lo que

necesariamente requiere una capa de mejoramiento.

Tabla 24: Valores de CBR para cada capa.

Capas de la Estructura de Pavimento

CBR

Base 80% Sub Base 30%

Mejoramiento 20%

Subrasante 2,77% Fuente: Propia.


68

4.9. Determinación del Módulo de Resiliencia

El cálculo del Módulo de Resiliencia se lo realizó para cada capa del paquete

estructural del pavimento por el Método AASHTO el cual requiere como requisito

principal los valores de CBR.

4.9.1. Determinación del Módulo de Resiliencia de la Subrasante.

Para la determinación del Módulo de Resiliencia de la subrasante se tiene tres

ecuaciones que plantea la AASHTO que se muestran a continuación:

Ilustración 33: Ecuaciones para determinar Módulo Resiliente de la Subrasante.

Fuente: AASHTO 93.


Como el valor arrojado en el ensayo de CBR para la muestra de suelo en su estado

natural el cual fue de 2,77 %, entonces se tomó la primera ecuación ya que nuestro

CBR es inferior a 7,20 %.

Ilustración 34: Valor del Módulo Resiliente de la Subrasante del suelo en su Estado Natural.


69

4.9.2. Determinación del Módulo de Resiliencia de la Base.

En este procedimiento se calcula dos variable; el Modulo de Resiliencia y por

consiguiente en coeficiente (a₂), por medio del ábaco que se presenta a continuación

tomando en cuenta el valor de CBR de la Base.

Ilustración 35: Ábaco para determinar el número estructural de la capa base “a₂”

Fuente: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures, 1993. Elaborado: Darwin Cusme C

La Ilustración 35 muestra claramente, con el valor del CBR de la base de un 80 %,

el Módulo de Resiliencia resultó 28000 psi, con un coeficiente estructural

de 0,13 plg⁻¹.

4.9.3. Determinación del Módulo de Resiliencia de la Sub Base y Mejoramiento.

Para este paso el ábaco que se muestra en la Ilustración 36, permite obtener los

módulos de resiliencia y los coeficientes estructurales de la sub base (a₃), como

70

también de la capa de Mejoramiento (a₄). Estos valores se obtienen de la misma

manera como en el paso anterior por medio de los valores de CBR de las capas

mencionadas.

Ilustración 36: Ábaco para determinar el número estructural de la capa sub-base “a₃”

Fuente: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures, 1993. Elaborado: Darwin Cusme C

La Ilustración 36 dio como resultado para la capa de la Sub-Base con CBR del

30 % su módulo de Resiliencia es de 15200 psi, con un coeficiente estructural de 0,11

plg⁻¹; y para la capa del Mejoramiento el cual su CBR es el 20 % resultó un Módulo

de Resiliencia de 13000 psi, con un coeficiente estructural de 0,09 plg⁻¹.

71

4.10. Diseño de Pavimento en Estado Natural

4.10.1. Número Estructural (SN).

Para encontrar el numero estructural (SN) de cada una de las capas que forman

parte de este pavimento flexible se necesitan las siguientes variables como la

Desviación estándar combinada, Confiabilidad, Serviciabilidad, Esal’s, y el respectivo

Módulo de Resiliencia. Todos estos valores se ingresaron en el programa " Cálculo

de las ecuaciones AASHTO-93. Vásquez 2004".

Tabla 25: Parámetros para cálculo del SN de cada una de las capas.

Parámetros Valor

ESAL’s 6233326

Desviación Estandar 0,45

Confiabilidad 70%

Serviciabilidad Inicial 4,2

Serviciabilidad Final 2,0

Módulo Resiliente Subrasante 4155 psi

Módulo Resiliente del Mejoramiento 13000 psi

Módulo Resiliente de la Sub - Base 15200 psi

Módulo Resiliente de la Base 28000 psi Fuente: Propia.


Para el cálculo del número estructural de la Subrasante se tomó los parámetros

que se muestran en la Tabla 23 y su respectivo Módulo Resiliente el cual es

4155 psi, de estas variables resultó un SN de 4,70; y se puede apreciar en la

Ilustración 37.

72

Ilustración 37: Cálculo del número estructural SN de la Subrasante.

Fuente: AASHTO 93, Vásquez 2004. Elaborado: Darwin Cusme C.

Para el cálculo del SN del mejoramiento se tomó los mismos parámetros de la

Tabla 23 con el respectivo Módulo de Resiliencia el cual resulta de 13000 psi. El valor

obtenido con el programa es un SN de 3,21; el cual se puede apreciar en la

Ilustración 38.

Ilustración 38: Cálculo del número estructural del Mejoramiento.


73

Se procede al cálculo del numero estructural de la Sub-Base donde su Módulo de

Resiliencia es de 15200 psi, llenando los parámetros que nos pide el programa nos

dio un valor de SN de 3,04. El cual se puede apreciar en la ilustración 39.

Ilustración 39: Cálculo del número estructural de la Sub - Base.

Fuente: AASHTO 93, Vásquez 2004 Elaborado: Darwin Cusme C.

De la misma manera como en las capas anteriores el número estructural que

obtuvo para la capa de la Base él cual tiene un módulo de resiliencia de 28000 psi

nos dio un valor de SN de 2,45. Esto se lo puede aprecia en la ilustración 40.

Ilustración 40: Cálculo del número estructural de la Base.

Fuente: AASHTO 93, Vásquez 2004 Elaborado: Darwin Cusme C.

74

4.10.2. Calculo de los espesores del Pavimento Flexible.

Mediante ecuación general del método AASHTO, se pueden determinar los valores

de los espesores del paquete estructural:

Ilustración 41: Ecuación general para el cálculo de los espesores de las capas.

Fuente: AASHTO 93. Elaborado: Darwin Cusme C.

Donde:

✓ 𝑎𝑖 = coeficientes de espesores.

✓ 𝐷𝑖 = espesores de capa.

✓ 𝑚𝑖 = coeficientes de drenaje.

4.10.2.1. Carpeta asfáltica.

Se procede al cálculo de los espesores, como primer punto se empiezó por la

carpeta asfáltica o también llamada capa de rodadura.

75

Luego de esto se procede a la debida corrección ya que cuando se trabaja en

campo no se puede implementar un valor con decimales (14,82 cm), por lo que se

adoptó un espesor de 15 cm que al convertir a la unidad correspondiente resultó 6,00

pulgadas:

4.10.2.2. Base.

Como segundo punto se procede a calcular el espesor de la Base, con la siguiente

ecuación que se muestra a continuación:

Este valor de la misma manera se corrige donde se tomó un espesor de 15 cm,

donde al convertir resultó 6,00 pulgadas:

76

4.10.2.3. Sub-Base.

Como tercer punto se realizó el cálculo del espesor de la Sub-Base, con la

siguiente ecuación que se muestra a continuación:

Así mismo se corrige este valor, tomando en cuenta que la norma indica el espesor

mínimo para una capa de Sub-Base es de 10,00 cm, aunque para este caso por tener

una base de 15 cm no puede tener una capa con un espesor inferior a ese valor por

lo que se le asignó 15 cm a esta capa, por ende al transformar a la unidad

correspondiente resultó un valor de 6,00 pulgadas, por consiguiente se procede a la

respectiva verificación:

4.10.2.4. Mejoramiento.

Por último, y cuarto punto se calcula el espesor de Mejoramiento con la siguiente

expresión que se muestra a continuación:

77

Se corrige a un valor aceptable, por lo tanto se tomó una capa de mejoramiento de

25 cm de espesor que al convertir resultó 10 pulgadas, verificando:

A continuación se presenta un resumen de los resultados obtenidos de cada una

de las capas en este diseño:

Tabla 26 : Espesores de las capas del Pavimento Flexible con Subrasante sin estabilizar.

Fuente: Propia.


Una vez obtenidos los resultados podemos observar en la tabla 24 que la capa de

rodadura tiene un espesor elevado para un numero de Esal’s de 6500000 ejes

equivalentes, lo que al momento de ejecutarse la obra tendría valores excesivos en

78

su construcción respecto a la estructura del pavimento, por lo que se rediseña los

espesores de las capas a la vez verificando lo aceptado por la norma vigente, lo cual

los resultados finales de diseño se presentan a continuación en la Tabla 27.

Tabla 27 : Espesores de las capas rediseñadas del Pavimento Flexible con Subrasante sin estabilizar.

.

Fuente: Propia.


Ilustración 42: Esquema de los espesores de capas sin estabilizar subrasante.


79

4.11. Diseño de Pavimento aplicado Permazyme 11x.

4.11.1. Número Estructural (SN).

Para el cálculo del número estructural de la subrasante una vez estabilizada con el

producto enzimático se necesita el Módulo de Resiliencia. El CBR que se obtuvo fue

6% por lo que el de Mr = 9000 psi, se procedió a ingresar los mismo parámetros que

se usaron en el terreno natural con excepción del nuevo resultado del Módulo

Resiliente en el programa " Cálculo de las ecuaciones AASHTO 93. Vásquez 2004",

donde se obtuvo un SN de 3,65. Este resultado se puede apreciar en la

Ilustración 43 que se presenta a continuación:

Ilustración 43: Cálculo del número estructural SN de la Subrasante estabilizada con enzimas.


Respecto al número estructural (SN) para el resto de las capas que conforman el

pavimento flexible; es decir la Base, Sub – Base y Mejoramiento se tomó los mismos

resultados que se le aplicaron en el diseño del suelo en su estado natural ya que se

diseña bajo los mismos parámetros.

80

4.11.2. Calculo de los espesores del Pavimento Flexible.

4.11.2.1. Carpeta asfáltica.

Se calcula el espesor de la carpeta asfáltica o capa de rodadura con la siguiente

expresión:

Se procedió a la corrección, donde se adoptó un espesor de 15 cm que al convertir

a la unidad correspondiente resultó 6,00 pulgadas:

4.11.2.2. Base.

Se calcula el espesor de la Base, con la siguiente ecuación que se muestra a

continuación:

81

Se realizó la debida y se tomó un valor de 15 cm, donde al convertir resultó 6,00

pulgadas:

4.11.2.3. Mejoramiento.

La capa de mejoramiento, se calculó con el nuevo SN una vez estabilizada la

subrasante el cual es de 3,65; mediante la siguiente expresión se calcula su espesor:

Se corrige el valor del espesor de la capa de mejoramiento a 15 cm; ya que el

espesor de esta capa no puede ser inferior a la capa de la base, dicho resulta al

transformar a la unidad correspondiente resultó 6,00 pulgada, se verifica mediante la

expresión:

82

A continuación, el resumen de los espesores de las capas, se puede apreciar una

reducción de la capa de mejoramiento como también la eliminación de la capa de

Sub - Base, con el uso de enzimas:

Tabla 28 : Espesores de las capas del Pavimento Flexible con

subrasante estabilizada con enzimas.

Fuente: Propia.


Se vuelve a rediseñar para reducir el espesor de la capa de rodadura:

Tabla 29 : Espesores de capa rediseñadas para subrasante estabilizada con enzimas.

Fuente: Propia.


Ilustración 44: Esquema de los espesores de capas estabilizadas con enzima.


83

4.12. Resumen de Resultados

En la siguiente tabla se puede apreciar la diferencia que hay de espesores entres

las capas que conforman la estructura de pavimento.

Tabla 30: Resumen de resultados de espesores (Estado Natural vs Permazyme 11X).

Fuente: Propia


4.13. Parámetros considerados en el Presupuesto

4.13.1. Características del diseño.

Las características que tiene en cuenta este diseño, una calzada conformada de

dos carriles de 3,65 metros cada uno con una longitud de 500 metros y espaldones

de 1 metro al costado de la vía, tomando en cuenta que los rubros a ser escogidos

serán iguales tanto para el suelo en su estado natural como también una vez

estabilizado con el producto Permazyme 11 X, presupuesto que lo diferencia el uno

del otro, respecto al espesor de las capas que conforman la estructura de pavimento

flexible.

84

4.13.2. Costos Directos.

Se puede decir que los gastos directos son los que se encuentran enlazados

directamente con la construcción de la obra tales como los materiales, maquinaria e

equipos y la mano de obra a emplear.

Estos aspectos mencionados tienen una gran importancia a la hora de ejecutarse

una obra ya que los valores que se presentan en los presupuestos varían

dependiendo de las condiciones donde se realice la obra ya sean estas climáticas,

ambientales, topográficas, mantenimiento de equipos, etc.

4.13.3. Costos Indirectos.

Los costos indirectos son aquellos se presentan de forma tangencial con las tareas

a ejecutarse entre ellos la administración de la obra y la oficina, garantías, imprevistos,

utilidades. Estos figuran un porcentaje de los costos Directos. Para este análisis de

precios estos representan un 25%. Es decir para tener el total del costo de la obra

este será de la suma de los Costos Directos y Costos Indirectos.

Ilustración 45: Ecuación para determinar costo total de la obra.


85

4.14. Análisis de precios para el Diseño del Pavimento sin estabilizar

subrasante

4.14.1. Cantidades de Obra.

Para estimar los precios de la obra partimos de los siguientes datos:

Tabla 31: Datos para presupuesto del Proyecto.

Fuente: Propia


A continuación se presenta los rubros a ser analizados para determinar un precio

estimado en el diseño de este pavimento que se visualizan en la tabla 32 donde se

pretende ejemplarizar las variaciones de las capas que tiene cada diseño.

Tabla 32: Cantidades de Obra para diseño de Pavimento, sin estabilizar subrasante.

Fuente: Propia


RUBRO DESCRIPCIÓN UND. CANTIDAD

1 Excavación mecánica de suelo sin clasificar mᶟ 3.952,50

2 Desalojo del material a máquina (D=15 KM) mᶟ 3.952,50

3 Conformación y compactación de la Subrasante m² 4.650,00

4 Relleno con material de Mejoramiento. e=35 cm mᶟ 1.627,50

5 Transporte de material de Mejoramiento mᶟ - km 24.412,50

6 Sub-Base clase 3. e=20cm mᶟ 930,00

7 Transporte de subbase mᶟ - km 13.950,00

8 Base clase 1. e=20 cm mᶟ 930,00

9 Transporte de Base mᶟ - km 13.950,00

10 Capa/Rodadura/H. Asfált. Mezc/Planta e=10cm (Inc. Imprimacion) mᶟ 465,00

11 Transporte de Carpeta Asfaltica mᶟ - km 6.975,00

86

4.14.2. Análisis de Precios Unitarios para Estructura de Pavimento Sin

Estabilizar Subrasante.

NOMBRE DEL PROPONENTE: FORMULARIO #

OBRA:

HOJA 1 DE 11

ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS

RUBRO: Excavación mecánica de suelo sin clasificar UNIDAD.: mᶟ

DETALLE.:

EQUIPOS

CANTIDAD TARIFA COSTO HORA RENDIMIENTO COSTO

A B C = A * B R D = C * R

1,00 $ 45,00 $ 45,00 0,0162 $ 0,73

SUBTOTAL M $ 0,73

MANO DE OBRA

CANTIDAD JORNAL/HR COSTO HORA RENDIMIENTO COSTO

A B C = A * B R D = C * R

1,00 $ 3,93 $ 3,93 0,0162 $ 0,06

2,00 $ 3,51 $ 7,02 0,0162 $ 0,11

SUBTOTAL N $ 0,17

MATERIALES

UNIDAD CANTIDAD PRECIO UNIT.

A B

SUBTOTAL O

TRANSPORTE

UNIDAD CANTIDAD TARIFA

A B

SUBTOTAL P

INDIRECTOS Y UTILIDADES 25,00%

OTROS COSTOS INDIRECTOS

COSTO TOTAL DEL RUBRO

VALOR OFERTADO

LUGAR Y FECHA

NOTA.: NO DEBERA CONSIDERAR EL IVA

Representante Legal

$ 0,23

$ 1,13

$ 1,13

..........................................................................................Guayaquil, 07-agosto-2018 Darwin Cusme C

TOTAL COSTOS DIRECTOS (M+N+O+P) $ 0,90

C = A * B

DESCRIPCION COSTO

DESCRIPCION COSTO

C = A * B

DESCRIPCION

Op. Equipos Grupo I

Peon

DESCRIPCION

Excavadora Cat 320

87


OBRA:

HOJA 2 DE 11


RUBRO: Desalojo del material a máquina (D=15 KM) UNIDAD.: mᶟ

DETALLE.:

EQUIPOS


A B C = A * B R D = C * R

4,00 $ 30,00 $ 120,00 0,0162 $ 1,94

SUBTOTAL M $ 1,94

MANO DE OBRA


A B C = A * B R D = C * R

4,00 $ 5,15 $ 20,60 0,0162 $ 0,33

SUBTOTAL N $ 0,33

MATERIALES


A B

SUBTOTAL O

TRANSPORTE


A B

SUBTOTAL P




VALOR OFERTADO

LUGAR Y FECHA


Representante Legal

$ 0,57

$ 2,84

$ 2,84



C = A * B

DESCRIPCION COSTO

DESCRIPCION COSTO

C = A * B

DESCRIPCION

Chofer E

DESCRIPCION

Volqueta 14 m3

88


OBRA:

HOJA 3 DE 11


RUBRO: Conformación y compactación de la Subrasante UNIDAD.: m²

DETALLE.:

EQUIPOS


A B C = A * B R D = C * R

1,00 $ 35,00 $ 35,00 0,0034 $ 0,12

1,00 $ 30,00 $ 30,00 0,0034 $ 0,10

1,00 $ 25,00 $ 25,00 0,0034 $ 0,09

SUBTOTAL M $ 0,31

MANO DE OBRA


A B C = A * B R D = C * R

1,00 $ 3,93 $ 3,93 0,0034 $ 0,01

1,00 $ 3,74 $ 3,74 0,0034 $ 0,01

1,00 $ 5,15 $ 5,15 0,0034 $ 0,02

2,00 $ 3,51 $ 7,02 0,0034 $ 0,02

SUBTOTAL N $ 0,06

MATERIALES


A B

Kg

SUBTOTAL O

TRANSPORTE


A B

SUBTOTAL P




VALOR OFERTADO

LUGAR Y FECHA


Representante Legal

$ 0,09

$ 0,46

$ 0,46



C = A * B

DESCRIPCION COSTO

Asfato RC-2

DESCRIPCION COSTO

C = A * B

Chofer E

Peon

DESCRIPCION

Op. Equipos Grupo I

Op. Equipos Grupo II

Tanquero 2000 galones

DESCRIPCION

Motoniveladora Cat 120

Rodillo Liso Vibratorio Cat CS54B

89


OBRA:

HOJA 4 DE 11


RUBRO: Relleno con material de Mejoramiento. e=35 cm UNIDAD.: mᶟ

DETALLE.:

EQUIPOS


A B C = A * B R D = C * R

1,00 $ 35,00 $ 35,00 0,0197 $ 0,69

1,00 $ 30,00 $ 30,00 0,0197 $ 0,59

1,00 $ 25,00 $ 25,00 0,0197 $ 0,49

SUBTOTAL M $ 1,77

MANO DE OBRA


A B C = A * B R D = C * R

1,00 $ 3,93 $ 3,93 0,0197 $ 0,08

1,00 $ 3,74 $ 3,74 0,0197 $ 0,07

1,00 $ 5,15 $ 5,15 0,0197 $ 0,10

2,00 $ 3,51 $ 7,02 0,0197 $ 0,14

SUBTOTAL N $ 0,39

MATERIALES


A B

m3 1,20 $ 5,00

m3 0,05 $ 0,50

SUBTOTAL O

TRANSPORTE


A B

SUBTOTAL P




VALOR OFERTADO

LUGAR Y FECHA


Representante Legal

$ 2,05

$ 10,24

$ 10,24



C = A * B

$ 6,03

DESCRIPCION COSTO

Material de Mejoramiento $ 6,00

Agua $ 0,03

DESCRIPCION COSTO

C = A * B

Chofer E

Peon

DESCRIPCION

Op. Equipos Grupo I



DESCRIPCION



90


OBRA:

HOJA 5 DE 11


RUBRO: Transporte de material de Mejoramiento UNIDAD.: mᶟ - km

DETALLE.:

EQUIPOS


A B C = A * B R D = C * R

5,00 $ 30,00 $ 150,00 0,0011 $ 0,17

SUBTOTAL M $ 0,17

MANO DE OBRA


A B C = A * B R D = C * R

5,00 $ 5,15 $ 25,75 0,0011 $ 0,03

SUBTOTAL N $ 0,03

MATERIALES


A B

SUBTOTAL O

TRANSPORTE


A B

SUBTOTAL P




VALOR OFERTADO

LUGAR Y FECHA


Representante Legal

$ 0,05

$ 0,25

$ 0,25



C = A * B

DESCRIPCION COSTO

DESCRIPCION COSTO

C = A * B

DESCRIPCION

Chofer E

DESCRIPCION

Volqueta 14 m3

91


OBRA:

HOJA 6 DE 11


RUBRO: Sub-Base clase 3. e=20cm UNIDAD.: mᶟ

DETALLE.:

EQUIPOS


A B C = A * B R D = C * R

1,00 $ 35,00 $ 35,00 0,0172 $ 0,60

1,00 $ 30,00 $ 30,00 0,0172 $ 0,52

1,00 $ 25,00 $ 25,00 0,0172 $ 0,43

SUBTOTAL M $ 1,55

MANO DE OBRA


A B C = A * B R D = C * R

1,00 $ 3,93 $ 3,93 0,0172 $ 0,07

1,00 $ 3,74 $ 3,74 0,0172 $ 0,06

1,00 $ 5,15 $ 5,15 0,0172 $ 0,09

3,00 $ 3,51 $ 10,53 0,0172 $ 0,18

SUBTOTAL N $ 0,40

MATERIALES


A B

m3 1,25 $ 6,50

m3 0,05 $ 0,50

SUBTOTAL O

TRANSPORTE


A B

SUBTOTAL P




VALOR OFERTADO

LUGAR Y FECHA


Representante Legal

$ 2,53

$ 12,64

$ 12,64



C = A * B

$ 8,16

DESCRIPCION COSTO

Material de Subbase Clase 3 $ 8,13

Agua $ 0,03

DESCRIPCION COSTO

C = A * B

Chofer E

Peon

DESCRIPCION

Op. Equipos Grupo I



DESCRIPCION



92


OBRA:

HOJA 7 DE 11


RUBRO: Transporte de subbase UNIDAD.: mᶟ - km

DETALLE.:

EQUIPOS


A B C = A * B R D = C * R

5,00 $ 30,00 $ 150,00 0,0011 $ 0,17

SUBTOTAL M $ 0,17

MANO DE OBRA


A B C = A * B R D = C * R

5,00 $ 5,15 $ 25,75 0,0011 $ 0,03

SUBTOTAL N $ 0,03

MATERIALES


A B

SUBTOTAL O

TRANSPORTE


A B

SUBTOTAL P




VALOR OFERTADO

LUGAR Y FECHA


Representante Legal

$ 0,05

$ 0,25

$ 0,25



C = A * B

DESCRIPCION COSTO

DESCRIPCION COSTO

C = A * B

DESCRIPCION

Chofer E

DESCRIPCION

Volqueta 14 m3

93


OBRA:

HOJA 8 DE 11


RUBRO: Base clase 1. e=20 cm UNIDAD.: mᶟ

DETALLE.:

EQUIPOS


A B C = A * B R D = C * R

1,00 $ 35,00 $ 35,00 0,0172 $ 0,60

1,00 $ 30,00 $ 30,00 0,0172 $ 0,52

1,00 $ 25,00 $ 25,00 0,0172 $ 0,43

SUBTOTAL M $ 1,55

MANO DE OBRA


A B C = A * B R D = C * R

1,00 $ 3,93 $ 3,93 0,0172 $ 0,07

1,00 $ 3,74 $ 3,74 0,0172 $ 0,06

1,00 $ 5,15 $ 5,15 0,0172 $ 0,09

3,00 $ 3,51 $ 10,53 0,0172 $ 0,18

SUBTOTAL N $ 0,40

MATERIALES


A B

m3 1,25 $ 8,00

m3 0,05 $ 0,50

SUBTOTAL O

TRANSPORTE


A B

SUBTOTAL P




VALOR OFERTADO

LUGAR Y FECHA


DESCRIPCION

DESCRIPCION




C = A * B

Op. Equipos Grupo I


Chofer E

Peon

DESCRIPCION COSTO

Material de Base Clase 1 $ 10,00

Agua $ 0,03

$ 10,03

DESCRIPCION COSTO

C = A * B

Guayaquil, 07-agosto-2018 Darwin Cusme C


Representante Legal

$ 3,00

$ 14,98

$ 14,98

..........................................................................................

94


OBRA:

HOJA 9 DE 11


RUBRO: Transporte de Base UNIDAD.: mᶟ - km

DETALLE.:

EQUIPOS


A B C = A * B R D = C * R

5,00 $ 30,00 $ 150,00 0,0011 $ 0,17

SUBTOTAL M $ 0,17

MANO DE OBRA


A B C = A * B R D = C * R

5,00 $ 5,15 $ 25,75 0,0011 $ 0,03

SUBTOTAL N $ 0,03

MATERIALES


A B

SUBTOTAL O

TRANSPORTE


A B

SUBTOTAL P




VALOR OFERTADO

LUGAR Y FECHA


DESCRIPCION

DESCRIPCION

Volqueta 14 m3

C = A * B

Chofer E

DESCRIPCION COSTO

DESCRIPCION COSTO

C = A * B



Representante Legal

$ 0,05

$ 0,25

$ 0,25

..........................................................................................

95


OBRA:

HOJA 10 DE 11


RUBRO: Capa/Rodadura/H. Asfált. Mezc/Planta e=10cm (Inc. Imprimacion) UNIDAD.: mᶟ

DETALLE.:

EQUIPOS


A B C = A * B R D = C * R

1,00 $ 1,00 $ 1,00 0,0172 $ 0,02

1,00 $ 60,00 $ 60,00 0,0172 $ 1,03

1,00 $ 35,00 $ 35,00 0,0172 $ 0,60

1,00 $ 35,00 $ 35,00 0,0172 $ 0,60

1,00 $ 35,00 $ 35,00 0,0172 $ 0,60

1,00 $ 18,00 $ 18,00 0,0172 $ 0,31

SUBTOTAL M $ 3,16

MANO DE OBRA


A B C = A * B R D = C * R

1,00 $ 3,93 $ 3,93 0,0172 $ 0,07

8,00 $ 3,51 $ 28,08 0,0172 $ 0,48

1,00 $ 3,93 $ 3,93 0,0172 $ 0,07

3,00 $ 3,74 $ 11,22 0,0172 $ 0,19

1,00 $ 5,15 $ 5,15 0,0172 $ 0,09

SUBTOTAL N $ 0,90

MATERIALES


A B

m3 0,10 $ 85,00

Kg 1,10 $ 0,29

SUBTOTAL O

TRANSPORTE


A B

SUBTOTAL P




VALOR OFERTADO

LUGAR Y FECHA


Representante Legal

$ 3,22

$ 16,10

$ 16,10



$ 8,82

DESCRIPCION COSTO

C = A * B

Mezcla Asfaltica $ 8,50

Asfato RC-2 $ 0,32

C = A * B

Maestro de Obra

Peon

Op. Equipos Grupo I


Chofer E

DESCRIPCION COSTO

DESCRIPCION

DESCRIPCION

Herramienta menor

Finisher

Rodillo Tandem

Rodillo Neumatico

Distribuidor de Asfalto

Escoba Mecanica

96


OBRA:

HOJA 11 DE 11


RUBRO: Transporte de Carpeta Asfaltica UNIDAD.: mᶟ - km

DETALLE.:

EQUIPOS


A B C = A * B R D = C * R

6,00 $ 30,00 $ 180,00 0,0011 $ 0,20

SUBTOTAL M $ 0,20

MANO DE OBRA


A B C = A * B R D = C * R

6,00 $ 5,15 $ 30,90 0,0011 $ 0,03

SUBTOTAL N $ 0,03

MATERIALES


A B

SUBTOTAL O

TRANSPORTE


A B

SUBTOTAL P




VALOR OFERTADO

LUGAR Y FECHA


Representante Legal

$ 0,06

$ 0,29

$ 0,29



DESCRIPCION COSTO

C = A * B

C = A * B

Chofer E

DESCRIPCION COSTO

DESCRIPCION

DESCRIPCION

Volqueta 14 m3

97

4.14.3. Precio del paquete estructural sin estabilizar subrasante.

Tabla 33: Presupuesto del paquete estructural para subrasante sin estabilizar.

Fuente: Propia


4.15. Análisis de precios para el diseño del pavimento con subrasante

estabilizada con enzima Permazyme 11x.

4.15.1. Cantidades de Obra.

Para estimar los precios de la obra partimos de los siguientes datos:

Tabla 34: Datos para presupuesto del Proyecto.


RUBRO DESCRIPCIÓN UND. CANTIDADP.

UNITARIOP. TOTAL

1 Excavación mecánica de suelo sin clasificar mᶟ 3.952,50 1,13 4.466,33

2 Desalojo del material a máquina (D=15 KM) mᶟ 3.952,50 2,84 11.225,10

3 Conformación y compactación de la Subrasante m² 4.650,00 0,46 2.139,00

4 Relleno con material de Mejoramiento. e=35 cm mᶟ 1.627,50 10,24 16.665,60

5 Transporte de material de Mejoramiento mᶟ - km 24.412,50 0,25 6.103,13

6 Sub-Base clase 3. e=20cm mᶟ 930,00 12,64 11.755,20

7 Transporte de subbase mᶟ - km 13.950,00 0,25 3.487,50

8 Base clase 1. e=20 cm mᶟ 930,00 14,98 13.931,40

9 Transporte de Base mᶟ - km 13.950,00 0,25 3.487,50

10 Capa/Rodadura/H. Asfált. Mezc/Planta e=10cm (Inc. Imprimacion) mᶟ 465,00 16,10 7.486,50

11 Transporte de Carpeta Asfaltica mᶟ - km 6.975,00 0,29 2.022,75

82.770,00

98

Tabla 35: Cantidades de Obra para diseño de Pavimento, subrasante estabilizada con enzimas.


RUBRO DESCRIPCIÓN UND. CANTIDAD

1 Excavación mecánica de suelo sin clasificar mᶟ 2.790,00

2 Desalojo del material a máquina (D=15 KM) mᶟ 2.790,00

3 Conformación y compactación de la Subrasante m² 4.650,00

4 Relleno con material de Mejoramiento. e=30 cm mᶟ 1.395,00

5 Transporte de material de Mejoramiento mᶟ - km 20.925,00

6 Base clase 1. e=20 cm mᶟ 930,00

7 Transporte de Base mᶟ - km 13.950,00

8 Capa/Rodadura/H. Asfált. Mezc/Planta e=10cm (Inc. Imprimacion) mᶟ 465,00

9 Transporte de Carpeta Asfaltica mᶟ - km 6.975,00

99

4.15.2. Análisis de precios unitarios del paquete estructural con

subrasante estabilizada con enzimas orgánicas Permazyme 11x.


OBRA:

HOJA 1 DE 9


RUBRO: Excavación mecánica de suelo sin clasificar UNIDAD.: mᶟ

DETALLE.:

EQUIPOS


A B C = A * B R D = C * R

1,00 $ 45,00 $ 45,00 0,0172 $ 0,77

SUBTOTAL M $ 0,77

MANO DE OBRA


A B C = A * B R D = C * R

1,00 $ 3,93 $ 3,93 0,0172 $ 0,07

2,00 $ 3,51 $ 7,02 0,0172 $ 0,12

SUBTOTAL N $ 0,19

MATERIALES


A B

SUBTOTAL O

TRANSPORTE


A B

SUBTOTAL P




VALOR OFERTADO

LUGAR Y FECHA


DESCRIPCION

Excavadora Cat 320

DESCRIPCION

Op. Equipos Grupo I

Peon

DESCRIPCION COSTO

C = A * B

DESCRIPCION COSTO

C = A * B



Representante Legal

$ 0,24

$ 1,20

$ 1,20

..........................................................................................

100


OBRA:

HOJA 2 DE 9


RUBRO: Desalojo del material a máquina (D=15 KM) UNIDAD.: mᶟ

DETALLE.:

EQUIPOS


A B C = A * B R D = C * R

4,00 $ 30,00 $ 120,00 0,0172 $ 2,06

SUBTOTAL M $ 2,06

MANO DE OBRA


A B C = A * B R D = C * R

4,00 $ 5,15 $ 20,60 0,0172 $ 0,35

SUBTOTAL N $ 0,35

MATERIALES


A B

SUBTOTAL O

TRANSPORTE


A B

SUBTOTAL P




VALOR OFERTADO

LUGAR Y FECHA


DESCRIPCION

Volqueta 14 m3

DESCRIPCION

Chofer E

DESCRIPCION COSTO

C = A * B

DESCRIPCION COSTO

C = A * B



Representante Legal

$ 0,60

$ 3,01

$ 3,01

..........................................................................................

101


OBRA:

HOJA 3 DE 9


RUBRO: Conformación y compactación de la Subrasante UNIDAD.: m²

DETALLE.:

EQUIPOS


A B C = A * B R D = C * R

1,00 $ 35,00 $ 35,00 0,0034 $ 0,12

1,00 $ 30,00 $ 30,00 0,0034 $ 0,10

1,00 $ 25,00 $ 25,00 0,0034 $ 0,09

SUBTOTAL M $ 0,31

MANO DE OBRA


A B C = A * B R D = C * R

1,00 $ 3,93 $ 3,93 0,0034 $ 0,01

1,00 $ 3,74 $ 3,74 0,0034 $ 0,01

1,00 $ 5,15 $ 5,15 0,0034 $ 0,02

2,00 $ 3,51 $ 7,02 0,0034 $ 0,02

SUBTOTAL N $ 0,06

MATERIALES


A B

Kg

SUBTOTAL O

TRANSPORTE


A B

SUBTOTAL P




VALOR OFERTADO

LUGAR Y FECHA


DESCRIPCION




DESCRIPCION

Op. Equipos Grupo I


Chofer E

Peon

DESCRIPCION COSTO

C = A * B

Asfato RC-2

DESCRIPCION COSTO

C = A * B



Representante Legal

$ 0,09

$ 0,46

$ 0,46

..........................................................................................

102


OBRA:

HOJA 4 DE 9


RUBRO: Relleno con material de Mejoramiento. e=30 cm UNIDAD.: mᶟ

DETALLE.:

EQUIPOS


A B C = A * B R D = C * R

1,00 $ 35,00 $ 35,00 0,0172 $ 0,60

1,00 $ 30,00 $ 30,00 0,0172 $ 0,52

1,00 $ 25,00 $ 25,00 0,0172 $ 0,43

SUBTOTAL M $ 1,55

MANO DE OBRA


A B C = A * B R D = C * R

1,00 $ 3,93 $ 3,93 0,0172 $ 0,07

1,00 $ 3,74 $ 3,74 0,0172 $ 0,06

1,00 $ 5,15 $ 5,15 0,0172 $ 0,09

2,00 $ 3,51 $ 7,02 0,0172 $ 0,12

SUBTOTAL N $ 0,34

MATERIALES


A B

m3 1,20 $ 5,00

m3 0,05 $ 0,50

SUBTOTAL O

TRANSPORTE


A B

SUBTOTAL P




VALOR OFERTADO

LUGAR Y FECHA


DESCRIPCION




DESCRIPCION

Op. Equipos Grupo I


Chofer E

Peon

DESCRIPCION COSTO

C = A * B

Material de Mejoramiento $ 6,00

Agua $ 0,03

$ 6,03

DESCRIPCION COSTO

C = A * B



Representante Legal

$ 1,98

$ 9,90

$ 9,90

..........................................................................................

103


OBRA:

HOJA 5 DE 9


RUBRO: Transporte de material de Mejoramiento UNIDAD.: mᶟ - km

DETALLE.:

EQUIPOS


A B C = A * B R D = C * R

5,00 $ 30,00 $ 150,00 0,0011 $ 0,17

SUBTOTAL M $ 0,17

MANO DE OBRA


A B C = A * B R D = C * R

5,00 $ 5,15 $ 25,75 0,0011 $ 0,03

SUBTOTAL N $ 0,03

MATERIALES


A B

SUBTOTAL O

TRANSPORTE


A B

SUBTOTAL P




VALOR OFERTADO

LUGAR Y FECHA


DESCRIPCION

Volqueta 14 m3

DESCRIPCION

Chofer E

DESCRIPCION COSTO

C = A * B

DESCRIPCION COSTO

C = A * B



Representante Legal

$ 0,05

$ 0,25

$ 0,25

..........................................................................................

104


OBRA:

HOJA 6 DE 9


RUBRO: Base clase 1. e=20 cm UNIDAD.: mᶟ

DETALLE.:

EQUIPOS


A B C = A * B R D = C * R

1,00 $ 35,00 $ 35,00 0,0172 $ 0,60

1,00 $ 30,00 $ 30,00 0,0172 $ 0,52

1,00 $ 25,00 $ 25,00 0,0172 $ 0,43

SUBTOTAL M $ 1,55

MANO DE OBRA


A B C = A * B R D = C * R

1,00 $ 3,93 $ 3,93 0,0172 $ 0,07

1,00 $ 3,74 $ 3,74 0,0172 $ 0,06

1,00 $ 5,15 $ 5,15 0,0172 $ 0,09

3,00 $ 3,51 $ 10,53 0,0172 $ 0,18

SUBTOTAL N $ 0,40

MATERIALES


A B

m3 1,20 $ 8,00

m3 0,05 $ 0,50

SUBTOTAL O

TRANSPORTE


A B

SUBTOTAL P




VALOR OFERTADO

LUGAR Y FECHA


Representante Legal

$ 2,90

$ 14,48

$ 14,48



$ 9,63

DESCRIPCION COSTO

C = A * B

Material de Base Clase 1 $ 9,60

Agua $ 0,03

C = A * B

Op. Equipos Grupo I


Chofer E

Peon

DESCRIPCION COSTO

DESCRIPCION

DESCRIPCION




105


OBRA:

HOJA 7 DE 11


RUBRO: Transporte de Base UNIDAD.: mᶟ - km

DETALLE.:

EQUIPOS


A B C = A * B R D = C * R

5,00 $ 30,00 $ 150,00 0,0011 $ 0,17

SUBTOTAL M $ 0,17

MANO DE OBRA


A B C = A * B R D = C * R

5,00 $ 5,15 $ 25,75 0,0011 $ 0,03

SUBTOTAL N $ 0,03

MATERIALES


A B

SUBTOTAL O

TRANSPORTE


A B

SUBTOTAL P




VALOR OFERTADO

LUGAR Y FECHA


Representante Legal

$ 0,05

$ 0,25

$ 0,25



DESCRIPCION COSTO

C = A * B

C = A * B

Chofer E

DESCRIPCION COSTO

DESCRIPCION

DESCRIPCION

Volqueta 14 m3

106


OBRA:

HOJA 8 DE 9


RUBRO: Capa/Rodadura/H. Asfált. Mezc/Planta e=10cm (Inc. Imprimacion) UNIDAD.: mᶟ

DETALLE.:

EQUIPOS


A B C = A * B R D = C * R

1,00 $ 1,00 $ 1,00 0,0172 $ 0,02

1,00 $ 60,00 $ 60,00 0,0172 $ 1,03

1,00 $ 35,00 $ 35,00 0,0172 $ 0,60

1,00 $ 35,00 $ 35,00 0,0172 $ 0,60

1,00 $ 35,00 $ 35,00 0,0172 $ 0,60

1,00 $ 18,00 $ 18,00 0,0172 $ 0,31

SUBTOTAL M $ 3,16

MANO DE OBRA


A B C = A * B R D = C * R

1,00 $ 3,93 $ 3,93 0,0172 $ 0,07

8,00 $ 3,51 $ 28,08 0,0172 $ 0,48

1,00 $ 3,93 $ 3,93 0,0172 $ 0,07

3,00 $ 3,74 $ 11,22 0,0172 $ 0,19

1,00 $ 5,15 $ 5,15 0,0172 $ 0,09

SUBTOTAL N $ 0,90

MATERIALES


A B

m3 0,08 $ 75,00

Kg 1,10 $ 0,29

SUBTOTAL O

TRANSPORTE


A B

SUBTOTAL P




VALOR OFERTADO

LUGAR Y FECHA


DESCRIPCION

DESCRIPCION

Herramienta menor

Finisher

Rodillo Tandem

Rodillo Neumatico

Distribuidor de Asfalto

Escoba Mecanica

C = A * B

Maestro de Obra

Peon

Op. Equipos Grupo I


Chofer E

DESCRIPCION COSTO

Mezcla Asfaltica $ 6,00

Asfato RC-2 $ 0,32

$ 6,32

DESCRIPCION COSTO

C = A * B



Representante Legal

$ 2,60

$ 12,98

$ 12,98

..........................................................................................

107


OBRA:

HOJA 9 DE 9


RUBRO: Transporte de Carpeta Asfaltica UNIDAD.: mᶟ - km

DETALLE.:

EQUIPOS


A B C = A * B R D = C * R

6,00 $ 30,00 $ 180,00 0,0011 $ 0,20

SUBTOTAL M $ 0,20

MANO DE OBRA


A B C = A * B R D = C * R

6,00 $ 5,15 $ 30,90 0,0011 $ 0,03

SUBTOTAL N $ 0,03

MATERIALES


A B

SUBTOTAL O

TRANSPORTE


A B

SUBTOTAL P




VALOR OFERTADO

LUGAR Y FECHA


DESCRIPCION

DESCRIPCION

Volqueta 14 m3

C = A * B

Chofer E

DESCRIPCION COSTO

DESCRIPCION COSTO

C = A * B



Representante Legal

$ 0,06

$ 0,29

$ 0,29

..........................................................................................

108

4.15.3. Presupuesto del paquete estructural de subrasante estabilizada

con enzimas.

Tabla 36: Presupuesto del paquete estructural para subrasante estabilizada con enzimas.

Fuente: Propia.


4.16. Análisis Comparativo de precios (Estado Natural vs Permazyme 11X)

En la Ilustración 46 se visualiza los precios que tiene cada diseño, donde se

aprecia una reducción de costos en un 30 % en el diseño de la subrasante estabilizada

con el producto enzimático, lo que genera un ahorro y beneficios al momento de

presentar alguna oferta en este proyecto.

Ilustración 46: Comparación de costos.


RUBRO DESCRIPCIÓN UND. CANTIDADP.

UNITARIOP. TOTAL

1 Excavación mecánica de suelo sin clasificar mᶟ 2.790,00 1,20 3.348,00

2 Desalojo del material a máquina (D=15 KM) mᶟ 2.790,00 3,01 8.397,90

3 Conformación y compactación de la Subrasante m² 4.650,00 0,46 2.139,00

4 Relleno con material de Mejoramiento. e=30 cm mᶟ 1.395,00 9,90 13.810,50

5 Transporte de material de Mejoramiento mᶟ - km 20.925,00 0,25 5.231,25

6 Base clase 1. e=20 cm mᶟ 930,00 14,48 13.466,40

7 Transporte de Base mᶟ - km 13.950,00 0,25 3.487,50

8 Capa/Rodadura/H. Asfált. Mezc/Planta e=10cm (Inc. Imprimacion) mᶟ 465,00 12,98 6.035,70

9 Transporte de Carpeta Asfaltica mᶟ - km 6.975,00 0,29 2.022,75

57.939,00

109

CAPITULO VI

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1. Conclusiones.

En la investigación realizada es este proyecto de tesis bajo los resultados

alcanzados durante la ejecución de los ensayos de laboratorios como también durante

el proceso de cálculos se concluyó lo siguiente:

✓ Respecto a la muestra de suelo extraída, después de desarrollar los ensayos

de laboratorios respectivos, se logró determinar que el suelo era una arcilla

inorgánica; CH por medio de la clasificación SUCS; A-7-6 por medio de la

clasificación AASHTO.

✓ Se empleó el uso de distintos porcentajes del producto enzimático en la

muestra de suelo de la subrasante donde se pudo visualizar que la reducción

o incremento del agente estabilizador no reflejaban mayores cambios en el

comportamiento del suelo.

✓ Con la implementación de la enzima orgánica se determinó la dosificación

adecuada fue el 0,003 % del producto Permazyme 11X corroborando lo

recomendado por el fabricante; estos resultados arrojaron que el suelo

mantenía su misma clasificación, pero reflejo una reducción de los limistes

Líquido e Índice de Plasticidad en un 15 %, un aumento del 20 % en la densidad

y 100 % de su capacidad portante.

110

✓ La aplicación del producto enzimático en la capa de subrasante aumentó la

capacidad portante del suelo por lo que esto ayudó a la reducción de los

espesores o eliminación de las capas en el diseño de pavimento flexible.

✓ En el análisis de costo - beneficio del diseño de pavimento se efectuó la

comparación donde la muestra que el suelo que fue tratado con el estabilizador

enzimático respecto al suelo en su estado natural, evidenció un decrecimiento

en un 30% del presupuesto propuesto.

5.2. Recomendaciones.

✓ Para la realización de ensayos de laboratorio en una estabilización de

suelos, debe evitarse que la muestra a extraer no se contamine con

cualquier otro tipo de material, de esta manera se podrán obtener

resultados veraces.

✓ Se debe realizar un estudio del producto enzimático con los diferentes tipos

de suelos que existe en el país y poder cuantificar el porcentaje máximo

para cada zona.

✓ Al momento de hacer uso de un agente estabilizador químico de suelo tener

claro las Especificaciones y Normas para el uso de este agente, como

también realizar la correcta aplicación de dosificaciones acuerdo a la

cantidad de suelo a ser ensayada.

✓ Realizar mantenimiento regularmente del Laboratorio de la Facultad para

obtener resultados más confiables.

REFERENCIAS

Botía, W. Á. (05 de 2015). Manual de Procedimentos de ensayos de Suelos y memoria de

Cálculo. Manual de Procedimentos de ensayos de Suelos y memoria de Cálculo.

Bogotá, Colombia: Universidad Militar Nueva Granada.

Bowles, J. (1980). Manual de laboratorio de suelos en Ingeniería Civil. Mc Graw-Hill.

Fonseca Montejo, A. (2006). Ingeniería de Pavimentos (Fundamentos, estudios básicos y

diseño. Bogotá: Universidad Católica de colombia.

Lituma, I. C. (1995). Laboratorio de Mecánica de Suelos. Guayaquil.

Quiran Alfaro, W. E. (2015). Estabilización de suelos con productos enzimáticos, como

alternativa a la carencia de bancos de préstamo de material en el departamento de

Guatemala. Obtenido de http://www.repositorio.usac.edu.gt/1369/1

Ravines Merino, M. A. (2010). Pruebas con un producto enzimático como agente

estabilizador de suelos para carreteras. Obtenido de https://pirhua.udep.edu.pe

SECSA. (2008). Manual Técnico del Estabilizador de Suelos. Obtenido de

http://www.secsasa.com/Productos/PERMA_ZYME_11X

Terreros de Varela, C. &. (1995). MECÁNICA DE SUELOS. Guayaquil: Universidad de

Guayaquil.

ANEXOS

RESULTADOS DE LABORATORIO

TERRENO NATURAL

Anexo 1: Contenido de Humedad Natural.

Anexo 2: Porcentaje que pasa tamiz #200.

Anexo 3: Granulometría, vía húmeda recomendada para suelos finos.

1

CE

1043,6

804,7

238,9

82,7

722,01

33,09

Calicata No.1

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILFacultad de Ciencias Matemáticas y Físicas

ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

CONTENIDO DE HUMEDAD

Recipiente No.

Pes

o e

n g

r.

Recipiente + Peso Humedo

Reciente + Peso Seco

Agua (Ww)

Peso de Recipiente

Peso Seco (Ws)

Contenido de Agua (W%)

1

A

83,7

2083,7

166,2

2000,0

82,5

4,125

% PASA TAMIZ N° 200 = 100% - % RETENIDO 95,875

% RETENIDO =

Recipiente No.

Pes

o e

n g

r.

Peso de Recipiente

Peso Inicial + Recipiente

Peso Final + Recipiente

Peso Inicial

Peso Final

Calicata No.1



PORCENTAJE QUE PASA EL TAMIZ N° 200

Proyecto:

Localización: Guayaquil, Guayas

Muestra: Calicata No. 1 - Muestra 1 Perforación: Cielo Abierto

Fecha: 9 DE JUlIO DEL 2018 Profundidad de la Muestra: 1.20 - 1.50 m

% Retenido % Retenido % Que Recipiente: A

Ø (mm) Parcial Acumulado Pasa Peso de recipiente: 83,7 gr

5" 127,00

4" 101,60

3" 76,20

2" 50,80

1 1/2" 38,10

1" 25,40 AASHTO = A-7-6

3/4" 19,050 LL = 73,60 %

1/2" 12,700 LP = 20,93 %

3/8" 9,525 IP = 52,67 %

1/4" 6,350 IG=

Nº 4 4,760 1,08% 1,08% 98,92%Nº 8 2,380

Nº 10 2,000 0,32% 1,40% 98,61% D 60=

Nº 16 1,190 D 30= Cc =

Nº 20 0,840 0,26% 1,65% 98,35% D 10= Cu =

Nº 30 0,590 0,12% 1,77% 98,24%Nº 40 0,426 0,06% 1,82% 98,18%Nº 50 0,297 0,22% 2,04% 97,96%Nº 60 0,250

Nº 80 0,177

Nº 100 0,149 0,13% 2,17% 97,83%Nº 200 0,074 1,96% 4,13% 95,88%Fondo 0,01 95,88% 100,00% 0,00%

ANALISIS GRANULOMETRICO POR TAMIZADO ASTM D - 422

Análisis del Comportamiento de la Subrasante Mediante la Estabilización Química con Enzimas Orgánicas en el Proyecto Mi Lote

CH



Retenido

Tamices PesoEspecificaciones

2,60

39,10

1917,50PESO INICIAL 2000,00

Observaciones :

1,10

Arcilla inorgánica CH

4,40

2,30

6,30

5,10

21,60

SUCS =

Descripción Muestra:

Anexo 4: Límites de Atterberg.

Proyecto:


Muestra: Perforación: Cielo Abierto

Nivel Freatico: 1,00 m Profundidad de la Muestra: 1,20 - 1,50 m

Para Uso: Fecha:

PASO No.

Recipiente No.

Recipiente + Peso húmedo

Recipiente + Peso seco

Agua Ww

Recipiente

Ws

Contenido de Humedad ( % ) WNúmero de Golpes

PASO No.

Recipiente No. %

Recipiente + Peso húmedo %

Recipiente + Peso seco %

Agua Ww

Recipiente

Ws

Contenido de Humedad W

Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas


Análisis Del Comportamiento De La Subrasante Mediante La Estabilización Química Con Enzimas Orgánicas En El Proyecto Mi

Lote

Calicata No. 1 ESTADO NATURAL

Para diseño del pavimento de carretera Julio del 2018

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILPeso e

n g

rs. 12,90 13,30 12,70 12,9

ENSAYO DE LIMITE LIQUIDO Y LIMITE PLASTICO

LIMITE LIQUIDO

1 2 3 4

10,20 10,40 9,60 9,50

26 19 3 14

Peso Seco 4,00 4,10 4,10 4,30

2,70 2,90 3,10 3,4

6,20 6,30 5,50 5,20

67,50 70,73 75,61 79,0736 28 22 16

LIMITE PLASTICO

1 2 3

8 6 2 W L: 73,60

Peso e

n g

rs. 9,90 8,40 7,70 W P: 20,93

9,30 7,80 7,30 IP:

Peso Seco 3,20 2,40 2,10 Plasticidad

52,67

0,60 0,60 0,40

18,75 25,00 19,05

CH

6,10 5,40 5,20 Simbolo de la carta de

65,00

70,00

75,00

80,00

5

Co

nte

nid

o d

e H

um

ed

ad %

Número de Golpes

Anexo 5: Límite de Contracción.

Proyecto:




Para Uso: Fecha:

Volumen del suelo seco: Vo = 23,50 cm³.

L ÍM ITE DE CON TRACCIÓN : w% - ((V-Vo)/W o)* 100

W c = 10,55 %

cm³ = V

96,90 g.

70,10 g.

ENSAYO DE LÍMITE DE CONTRACCIÓN

ESTADO NATURAL

2,- DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD

Peso de recipiente lleno de agua =

Peso de recipiente =

Peso de agua =

16,10 g.

54,00 g. = 54,00


1,- DETERMINACIÓN DE V = VÓLUMEN DEL SUELO HÚMEDO MOLDEADO


Análisis Del Comportamiento De La Subrasante Mediante La Estabilización Química Con Enzimas

Orgánicas En El Proyecto Mi Lote

Calicata No. 1



Peso suelo humedo + recipiente: Wh + r =

Peso suelo seco + recipiente: Wo + r = 61,60 g.

Peso de recipiente: r = 16,10 g.

Peso de agua: Ww = 35,30 g.

Peso de pastilla = Peso suelo seco: Wo = 45,50 g.

Peso de suelo seco: Wo = 45,50 g.

Contenido de humedad: w% = (Ww/Wo)*100 = 77,58 %

2,- DETERMINACIÓN DE Vo = VOLUMEN DEL SUELO SECO MOLDEADO

Volumen de la parafina: Vp = Wp/0,87 = 4,598 cm³.

Peso suelo seco cubierto de parafina (en el aire) = 69,30 g.

RECIPIENTE 20

Peso suelo seco cubierto de parafina (en el agua) = 41,20 g.

Volumen del suelo seco cubierto de parafina= 28,10 cm³.

Peso de Parafina: Wp = 4,00 g.

Volumen de la parafina: Vp = Wp/0,87 = 4,598 c. c.

ɣ Parafina = 0,87 gr/cm³

Peso de pastilla cubierta de parafina: Wo + Wp = 49,50 g.

Anexo 6: Proctor tipo C.

Proyecto:

Localización:

Calicata № C-01 Muestra: ESTADO NATURAL

Fecha: 04/07/2018

VOLUMEN DEL CILINDRO: = 0,000944 m3

PESO DEL CILINDRO: = 4,494 kg

Peso del martillo = 10,00 Lbs.

Altura de caída del martillo = 18,00 plgs.

Número de capas = 5,00

Número de golpes/capa = 25,00

Energía de compactación = 56251,17 lb-ft / ft3

PESO PESO PESO PESO PESO

TIERRA HÚ- TIERRA PESO PESO PESO w TIERRA TIERRA TIERRA DENSIDAD

MEDA + RE- SECA + RE- DE DE SECO HÚMEDA + HÚMEDA 1 + w/100 SECA SECA

CIPIENTE CIPIENTE RECIPIENTE AGUA CILINDRO Wh

cm3

Nº grs grs grs grs grs % kg kg kg kg/m3

E.N F 169,9 158,60 31,00 11,30 127,60 8,86 6,033 1,539 1,089 1,414 1498

100 4 143,8 130,20 22,10 13,60 108,10 12,58 6,154 1,660 1,126 1,474 1562

200 25 129,6 113,60 22,30 16,00 91,30 17,52 6,268 1,774 1,175 1,509 1599

300 R 145,6 123,90 22,40 21,70 101,50 21,38 6,290 1,796 1,214 1,480 1567

400 6 181,5 149,60 23,90 31,90 125,70 25,38 6,229 1,735 1,254 1,384 1466

1599 Kg/m3

1519,05 Kg/m3

17,52 %

Observaciones :

Normas de Referencia:

ASTM D-1557

AASHTO T-180

Realizado por:

Calculado por :

Verificado por:

RELACION DENSIDAD - HUMEDAD (PROCTOR MODIFICADO) ASTM D-1557

RESULTADOS

Densidad Seca Máxima

95% Densidad Seca Máxima

Humedad Optima

CANTIDAD

DE AGUARECIPIENTE




Localidad: Cantón.: Guayaquil / Prov.: Guayas / Reg.: Costa

Análisis Del Comportamiento De La Subrasante Mediante La Estabilización Química Con Enzimas Orgánicas En El Proyecto Mi Lote

1498

1562

1599

1567

1466

1400

1450

1500

1550

1600

1650

6 11 16 21 26

Pe

so v

olu

me

tric

o s

eco

(K

g/m

3)

Contenido de agua W (%)

Curva de compactación

DENSIDAD SECA MÁXIMA

Anexo 7: California Bearing Ratio (CBR - Densidades).

0,00232 FECHA:

ESTADO NATURAL 12 Golpes x capa 25 Golpes x capa 56 Golpes x capa

Recipiente N° 14 200 L

Wh + Recipiente. 187,00 211,30 209,60

Ws + Recipiente. 161,80 182,70 184,50

Ww 25,20 28,60 25,10

Wrecipiente 30,00 30,10 45,30

Wseco 131,80 152,60 139,20

W% (porcentaje de humedad) 19,12% 18,74% 18,03%

11.694,00 10.954,00 10.225,00

7.561,00 6.519,00 5.645,00

Wh 4.133,00 4.435,00 4.580,00

Ws 3.469,61 3.734,99 3.880,32

W% 19,12% 18,74% 18,03%

dh 1.781,47 1.911,64 1.974,14

ds 1.495,52 1.609,91 1.672,55

ESTADO NATURAL 12 Golpes x capa 25 Golpes x capa 56 Golpes x capa

Recipiente N° 2 TCE E

Wh + Recipiente. 338,20 257,40 319,20

Ws + Recipiente. 263,50 204,80 242,00

Ww 74,70 52,60 77,20

Wrecipiente 29,30 30,70 29,10

Wseco 234,20 174,10 212,90

W% (porcentaje de humedad) 31,90 30,21 36,26

12.130,00 11.269,00 10.501,00

7.561,00 6.519,00 5.645,00

Wh 4.569,00 4.750,00 4.856,00

Ws 3.464,10 3.647,88 3.563,74

W% 31,90 30,21 36,26

dh 1.969,40 2.047,41 2.093,10

ds 1.493,15 1.572,36 1.536,10

LECTURA INICIAL 0,010 0,015 0,015

24 Horas 0,278 0,205 0,212

48 ,, 0,375 0,314 0,305

72 ,, 0,412 0,355 0,345

96 ,, 0,448 0,375 0,368

HINCHAMIENTO % 10,950 9,000 8,825

C.B.R. % 12 GOLPES 25 GOLPES 56 GOLPES

Densidad Seca. ds 1496 1610 1673

% DE HINCHAMIENTO

Peso de Molde

Peso del Suelo Húmedo.

Peso del Suelo Seco.

Conetido de agua=Wh / 1+ 0,01W%

Densidad Húmeda= Wh/Volum.

Densidad Seca= Dh / 1+ 0,01W%.

Peso de Molde + Suelo Húmedo

ANTES DE LA INMERSIÓN

HU

ME

DA

D


Peso de Molde






DESPUES DE LA INMERSIÓN

HU

ME

DA

D

Vol.del Espec.(m3) Julio del 2018




C.B.R. - DENSIDADES

Anexo 8: California Bearing Ratio (CBR - Penetración).

5 10 Lbs.

No. DE ENSAYO 1 2 3 1 2 3

ESTADO NATURAL CARGA DE PENETRACION LBS CARGA DE PENETRACION Kg

1.27 mm (0.05") 44,0 66,0 88,0 20,0 30,0 40,0

2.54 mm (0.10") 79,2 92,4 114,4 36,0 42,0 52,0

3.81 mm (0.15") 94,6 107,8 149,6 43,0 49,0 68,0

5.08 mm (0.20") 112,2 121,0 165,0 51,0 55,0 75,0

7.62 mm (0.30") 136,4 143,0 173,8 62,0 65,0 79,0

10.16 mm (0.40") 154,0 162,8 187,0 70,0 74,0 85,0

12.70 mm (0.50") 167,2 180,4 206,8 76,0 82,0 94,0


CARGA DE UNITARIA LBS/plg2 CARGA UNITARIA Kg/cm2

0 mm (0,0") 0 0 0 0 0 0

1,27 mm (0.05") 14,67 22,00 29,33 1,03 1,55 2,07

2,54 mm (0.10") 26,40 30,80 38,13 1,86 2,17 2,69

3,81 mm (0.15") 31,53 35,93 49,87 2,22 2,53 3,51

5,08 mm (0.20") 37,40 40,33 55,00 2,64 2,84 3,88

7,62 mm (0.30") 45,47 47,67 57,93 3,20 3,36 4,08

10,16 mm (0.40") 51,33 54,27 62,33 3,62 3,82 4,39

12,7 mm (0.50") 55,73 60,13 68,93 3,93 4,24 4,86

No. Golpes

0,1 Pulg 0,2 Pulg

12 1,86 2,64

25 2,17 2,84

56 2,69 3,88

C.B.R.

12 2,66 2,51

25 3,10 2,71

56 3,84 3,69

No. DE CAPAS: PESO DEL MARTILLO: ALTURA DE CAIDA: 18 pulg.

Esfuerzo de Penetración

%

MOLDE No.: PESO DE MOLDE:

No. DE GOLPES POR CAPA: 12 VOLUMEN DEL MOLDE: 0,002316




CBR PENETRACION

0

1

2

3

4

5

6

0 2,54 5,08 7,62 10,16 12,7 15,24

Ca

rga

un

ita

ria K

g/c

m2

Penetración en mm.

FE

CH

A:

95%

=1

51

9,0

5

PR

OC

TO

R -

C.B

.R.

EST

AD

O N

AT

UR

AL

0,1

de P

en

etr

aci

ón

0,2

de P

en

etr

aci

ón

PR

OC

TO

R M

OD

IFIC

AD

OC

. B

. R

. = 2

,77

%C

. B

. R

. = 2

,56

%

UN

IVE

RSID

AD

DE

GU

AY

AQ

UIL

FA

CU

LT

AD

DE

CIE

NC

IAS

MA

TE

MÁ

TIC

AS

Y F

ÍSIC

AS

ES

CU

ELA

DE I

NG

EN

IER

IA C

IVIL

1400

1450

1500

1550

1600

1650

1700

1750

510

1520

2530

Peso volumetrico seco (Kg/m3)

Cont

enid

o de

agu

a W

(%)

1400

1450

1500

1550

1600

1650

1700

1750

2,00

3,00

4,0

0

Densidad Seca Kg/cm2

C. B

. R.

1400

1450

1500

1550

1600

1650

1700

1750

2,00

3,00

4,00

Densidad Seca kg/cm2.

C. B

. R.

95%

del

Pro

ctor

Mod

ifica

do

Resultados de laboratorio

Aplicando Permazyme 11X

Anexo 9: Límites de Atterberg aplicando 0,00075% de Permazyme 11X.

Proyecto:




Para Uso: Fecha:

PASO No.

Recipiente No.



Agua Ww

Recipiente

Ws


PASO No.

Recipiente No. %



Agua Ww

Recipiente

Ws

Contenido de Humedad W 21,74 19,57 16,33

CH


Peso e

n g

rs. 9,90 9,70 11,10 W P: 19,21

8,90 8,80 10,30 IP:


42,69

1,00 0,90 0,80

LIMITE PLASTICO

1 2 3

295 5 9 W L: 61,90

51,04 59,55 64,77 75,6138 28 20 11

23 76 DH 116

Peso Seco 9,60 8,90 8,80 8,20

4,90 5,30 5,70 6,2

11,70 11,30 12,00 11,60

Calicata No. 1 0,00075 % Permazyne 11X



n g

rs. 26,20 25,50 26,50 26


LIMITE LIQUIDO

1 2 3 4

21,30 20,20 20,80 19,80




Lote

50,00

55,00

60,00

65,00

70,00

75,00

80,00

5

Co

nte

nid

o d

e H

um

ed

ad %

Número de Golpes

Anexo 10: Límite de Contracción aplicando 0,00075% de Permazyme 11X.

Proyecto:




Para Uso: Fecha:



0,00075% PERMAZYNE 11X





Calicata No. 1


Peso de recipiente = 11,80 g.

Peso de recipiente lleno de agua = 55,80 g.


Peso de agua = 44,00 g. = 44,00 cm³ = V

C5RECIPIENTE

Peso suelo humedo + recipiente: Wh + r = 76,30 g.
















W c = 10,50 %



Anexo 11: Proctor tipo C aplicando 0,00075% de Permazyme 11X.

Proyecto:

Localización:

Calicata № C-01 Muestra: 0,00075 %PERMAZYNE X11

Fecha: 04/07/2018












cm3


E.N 1 196,5 182,10 23,30 14,40 158,80 9,07 6,120 1,626 1,091 1,491 1579

100 X1 183,4 165,20 22,70 18,20 142,50 12,77 6,223 1,729 1,128 1,533 1624

200 D 185,3 163,20 28,10 22,10 135,10 16,36 6,295 1,801 1,164 1,548 1640

300 14 152,0 130,10 25,20 21,90 104,90 20,88 6,330 1,836 1,209 1,519 1609

400 780 203,9 167,70 28,70 36,20 139,00 26,04 6,273 1,779 1,260 1,411 1495

1640 Kg/m3

1558 Kg/m3

16,36 %

Observaciones :


ASTM D-1557

AASHTO T-180

Realizado por:

Calculado por :

Verificado por:







RESULTADOS



Humedad Optima

CANTIDAD

DE AGUARECIPIENTE

1579

1624

1640

1609

1495

1450

1500

1550

1600

1650

1700

1750

5 10 15 20 25 30

Pe

so v

olu

me

tric

o s

eco

(K

g/m

3)




Anexo 12: California Bearing Ratio (CBR - Densidades) aplicando 0,00075% de

Permazyme 11X.

0,00232 FECHA:

0,00075% PERMAZYNE 11X 12 Golpes x capa 25 Golpes x capa 56 Golpes x capa

Recipiente N° MN 780 MWC1

Wh + Recipiente. 242,40 292,20 266,60

Ws + Recipiente. 210,50 250,70 231,40

Ww 31,90 41,50 35,20

Wrecipiente 30,00 28,70 30,00

Wseco 180,50 222,00 201,40


11.730,00 10.573,00 10.217,00

7.585,00 6.325,00 5.639,00

Wh 4.145,00 4.248,00 4.578,00

Ws 3.522,47 3.578,96 3.896,91

W% 17,67% 18,69% 17,48%

dh 1.786,64 1.831,03 1.973,28

ds 1.518,31 1.542,66 1.679,70


Recipiente N° 5 7 101

Wh + Recipiente. 267,40 241,50 341,80

Ws + Recipiente. 206,20 183,10 261,90

Ww 61,20 58,40 79,90

Wrecipiente 45,20 30,30 39,60

Wseco 161,00 152,80 222,30


12.161,00 10.846,00 10.460,00

7.585,00 6.325,00 5.639,00

Wh 4.576,00 4.521,00 4.821,00

Ws 3.315,64 3.270,88 3.546,35

W% 38,01 38,22 35,94

dh 1.972,41 1.948,71 2.078,02

ds 1.429,16 1.409,86 1.528,60


24 Horas 0,295 0,251 0,240

48 ,, 0,368 0,294 0,285

72 ,, 0,405 0,349 0,311

96 ,, 0,442 0,375 0,338

HINCHAMIENTO % 10,425 8,750 7,825







C.B.R. - DENSIDADES



HU

ME

DA

D


Peso de Molde







HU

ME

DA

D

% DE HINCHAMIENTO

Peso de Molde






Anexo 13: California Bearing Ratio (CBR - Penetración) aplicando 0,00075% de Permazyme 11X.

5 10 Lbs.


0,00075% PERMAZYNE 11X CARGA DE PENETRACION LBS CARGA DE PENETRACION Kg

1.27 mm (0.05") 50,6 68,2 88,0 23,0 31,0 40,0

2.54 mm (0.10") 61,6 96,8 107,8 28,0 44,0 49,0

3.81 mm (0.15") 79,2 107,8 125,4 36,0 49,0 57,0

5.08 mm (0.20") 96,8 123,2 140,8 44,0 56,0 64,0

7.62 mm (0.30") 121,0 132,0 160,6 55,0 60,0 73,0

10.16 mm (0.40") 136,4 147,4 176,0 62,0 67,0 80,0

12.70 mm (0.50") 145,2 165,0 195,8 66,0 75,0 89,0



0 mm (0,0") 0 0 0 0 0 0

1,27 mm (0.05") 16,87 22,73 29,33 1,19 1,60 2,07

2,54 mm (0.10") 20,53 32,27 35,93 1,45 2,27 2,53

3,81 mm (0.15") 26,40 35,93 41,80 1,86 2,53 2,95

5,08 mm (0.20") 32,27 41,07 46,93 2,27 2,89 3,31

7,62 mm (0.30") 40,33 44,00 53,53 2,84 3,10 3,77

10,16 mm (0.40") 45,47 49,13 58,67 3,20 3,46 4,13

12,7 mm (0.50") 48,40 55,00 65,27 3,41 3,88 4,60

No. Golpes

0,1 Pulg 0,2 Pulg

12 1,45 2,27

25 2,27 2,89

56 2,53 3,31

C.B.R.

12 2,07 2,17

25 3,25 2,76

56 3,62 3,15




CBR PENETRACION





%

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 2,54 5,08 7,62 10,16 12,7 15,24

Ca

rga

un

ita

ria K

g/c

m2

Penetración en mm.

FE

CH

A:

95%

=1

558

UN

IVE

RSID

AD

DE

GU

AY

AQ

UIL

FA

CU

LT

AD

DE

CIE

NC

IAS

MA

TE

MÁ

TIC

AS

Y F

ÍSIC

AS

ES

CU

ELA

DE I

NG

EN

IER

IA C

IVIL

PR

OC

TO

R -

C.B

.R.

0,0

0075 %

PE

RM

AZY

NE

11X

0,1

de P

en

etr

aci

ón

0,2

de P

en

etr

aci

ón

PR

OC

TO

R M

OD

IFIC

AD

OC

. B

. R

. = 3

,38

%C

. B

. R

. = 2

,83

%

1400

1450

1500

1550

1600

1650

1700

1750

510

1520

2530


Cont

enid

o de

agu

a W

(%)

1400

1450

1500

1550

1600

1650

1700

1750

2,00

3,00

4,00


C. B

. R.

1400

1450

1500

1550

1600

1650

1700

1750

2,00

3,00

4,00


C. B

. R.

95%

de

l P

roct

or M

odifi

cado


Proyecto:




Para Uso: Fecha:

PASO No.

Recipiente No.



Agua Ww

Recipiente

Ws


PASO No.

Recipiente No. %



Agua Ww

Recipiente

Ws


CH


Peso e

n g

rs. 12,60 12,40 13,90 W P: 19,91

11,80 11,80 12,80 IP:


40,19

0,80 0,60 1,10

LIMITE PLASTICO

1 2 3

10 7 X W L: 60,10

46,43 55,68 65,38 78,1637 28 20 11

95 F H 255

Peso Seco 8,40 8,80 7,80 8,70

3,90 4,90 5,10 6,8

11,70 11,30 11,60 11,30




n g

rs. 24,00 25,00 24,50 26,8


LIMITE LIQUIDO

1 2 3 4

20,10 20,10 19,40 20,00




Lote

45,00

50,00

55,00

60,00

65,00

70,00

75,00

80,00

5

Co

nte

nid

o d

e H

um

ed

ad %

Número de Golpes


Proyecto:




Para Uso: Fecha:








Calicata No. 1





Peso de agua = 43,90 g. = 43,90 cm³ = V

26RECIPIENTE

















W c = 7,23 %




Proyecto:

Localización:

Calicata № C-01 Muestra: 0,0015% PERMAZYNE X11

Fecha: 04/07/2018












cm3


E.N AB 141,6 132,20 29,70 9,40 102,50 9,17 6,091 1,597 1,092 1,463 1550

100 MN 164,2 148,70 30,90 15,50 117,80 13,16 6,244 1,750 1,132 1,547 1638

200 2 154,8 137,20 29,00 17,60 108,20 16,27 6,330 1,836 1,163 1,579 1673

300 R2 160,4 137,50 30,30 22,90 107,20 21,36 6,292 1,798 1,214 1,482 1569

400 5 183,7 151,40 28,30 32,30 123,10 26,24 6,227 1,733 1,262 1,373 1454

1673 Kg/m3

1589,35 Kg/m3

16,27 %

Observaciones :


ASTM D-1557

AASHTO T-180

Realizado por:

Calculado por :

Verificado por:


RESULTADOS



Humedad Optima

CANTIDAD

DE AGUARECIPIENTE






1550

1638

1673

1569

1454

1400

1450

1500

1550

1600

1650

1700

1750

5 10 15 20 25 30

Pe

so v

olu

me

tric

o s

eco

(K

g/m

3)





Permazyme 11X.

0,00232 FECHA:


Recipiente N° 3 5 ME

Wh + Recipiente. 254,10 268,10 267,20

Ws + Recipiente. 222,60 234,70 233,40

Ww 31,50 33,40 33,80

Wrecipiente 27,50 28,10 29,40

Wseco 195,10 206,60 204,00


10.979,00 12.291,00 11.022,00

7.015,00 7.763,00 6.434,00

Wh 3.964,00 4.528,00 4.588,00

Ws 3.412,96 3.897,85 3.935,88

W% 16,15% 16,17% 16,57%

dh 1.708,62 1.951,72 1.977,59

ds 1.471,10 1.680,11 1.696,50


Recipiente N° 2 60 V

Wh + Recipiente. 358,90 334,40 244,40

Ws + Recipiente. 271,00 255,50 189,30

Ww 87,90 78,90 55,10

Wrecipiente 30,80 30,90 29,10

Wseco 240,20 224,60 160,20


11.514,00 12.604,00 11.292,00

7.015,00 7.763,00 6.434,00

Wh 4.499,00 4.841,00 4.858,00

Ws 3.293,69 3.582,50 3.614,73

W% 36,59 35,13 34,39

dh 1.939,22 2.086,64 2.093,97

ds 1.419,69 1.544,18 1.558,07


24 Horas 0,263 0,218 0,182

48 ,, 0,295 0,316 0,271

72 ,, 0,321 0,332 0,297

96 ,, 0,363 0,358 0,326

HINCHAMIENTO % 8,450 8,325 7,525



% DE HINCHAMIENTO

Peso de Molde








HU

ME

DA

D


Peso de Molde







HU

ME

DA

D





C.B.R. - DENSIDADES


5 10 Lbs.


0,0015 PERMAZYNE 11X CARGA DE PENETRACION LBS CARGA DE PENETRACION Kg

1.27 mm (0.05") 85,8 88,0 136,4 39,0 40,0 62,0

2.54 mm (0.10") 99,0 114,4 162,8 45,0 52,0 74,0

3.81 mm (0.15") 116,6 138,6 187,0 53,0 63,0 85,0

5.08 mm (0.20") 132,0 158,4 206,8 60,0 72,0 94,0

7.62 mm (0.30") 149,6 189,2 237,6 68,0 86,0 108,0

10.16 mm (0.40") 167,2 204,6 264,0 76,0 93,0 120,0

12.70 mm (0.50") 187,0 231,0 290,4 85,0 105,0 132,0



0 mm (0,0") 0 0 0 0 0 0

1,27 mm (0.05") 28,60 29,33 45,47 2,02 2,07 3,20

2,54 mm (0.10") 33,00 38,13 54,27 2,33 2,69 3,82

3,81 mm (0.15") 38,87 46,20 62,33 2,74 3,26 4,39

5,08 mm (0.20") 44,00 52,80 68,93 3,10 3,72 4,86

7,62 mm (0.30") 49,87 63,07 79,20 3,51 4,44 5,58

10,16 mm (0.40") 55,73 68,20 88,00 3,93 4,81 6,20

12,7 mm (0.50") 62,33 77,00 96,80 4,39 5,43 6,82

No. Golpes

0,1 Pulg 0,2 Pulg

12 2,33 3,10

25 2,69 3,72

56 3,82 4,86

C.B.R.

12 3,32 2,95

25 3,84 3,54

56 5,46 4,63



%






CBR PENETRACION

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 2,54 5,08 7,62 10,16 12,7 15,24

Ca

rga

un

ita

ria K

g/c

m2

Penetración en mm.

FE

CH

A:

95%

=1

58

9,3

5

PR

OC

TO

R -

C.B

.R.

0,0

015 %

PE

RM

AZY

NE

11X

0,1

de P

en

etr

aci

ón

0,2

de P

en

etr

aci

ón

PR

OC

TO

R M

OD

IFIC

AD

OC

. B

. R

. = 3

,53

%C

. B

. R

. = 3

,22

%

UN

IVE

RSID

AD

DE

GU

AY

AQ

UIL

FA

CU

LT

AD

DE

CIE

NC

IAS

MA

TE

MÁ

TIC

AS

Y F

ÍSIC

AS

ES

CU

ELA

DE I

NG

EN

IER

IA C

IVIL

1400

1450

1500

1550

1600

1650

1700

1750

513

2129


Cont

enid

o de

agu

a W

(%)

1400

1450

1500

1550

1600

1650

1700

1750 3

,00

4,0

05,0

0


C. B

. R.

1400

1450

1500

1550

1600

1650

1700

1750 2

,00

3,0

04,0

05,0

0


C. B

. R.

95%

del

Pro

ctor

Mod

ifica

do

Anexo 19: Límites de Atterberg aplicando 0,0030 % de Permazyme 11X.

Proyecto:




Para Uso: Fecha:

PASO No.

Recipiente No.



Agua Ww

Recipiente

Ws


PASO No.

Recipiente No. %



Agua Ww

Recipiente

Ws


CH


Peso e

n g

rs. 14,60 14,90 13,50 W P: 19,97

13,50 13,70 12,60 IP:


40,33

1,10 1,20 0,90

LIMITE PLASTICO

1 2 3

A DZ H W L: 60,30

53,61 59,78 64,21 67,3935 27 20 12

92 63 189 T9

Peso Seco 9,70 9,20 9,50 9,20

5,20 5,50 6,10 6,2

11,60 11,40 11,70 11,30




n g

rs. 26,50 26,10 27,30 26,70


LIMITE LIQUIDO

1 2 3 4

21,30 20,60 21,20 20,50




Lote

50,00

55,00

60,00

65,00

70,00

75,00

5

Co

nte

nid

o d

e H

um

ed

ad %

Número de Golpes


Proyecto:




Para Uso: Fecha:








Calicata No. 1





Peso de agua = 43,40 g. = 43,40 cm³ = V

26RECIPIENTE

















W c = 8,22 %




Proyecto:

Localización:


Fecha: 04/07/2018












cm3


E.N F 217,2 202,80 29,40 14,40 173,40 8,30 6,108 1,614 1,083 1,490 1579

100 O 227,7 204,80 22,10 22,90 182,70 12,53 6,321 1,827 1,125 1,624 1720

200 3 149,2 131,30 27,80 17,90 103,50 17,29 6,342 1,848 1,173 1,576 1669

300 MW 173,9 149,60 30,90 24,30 118,70 20,47 6,308 1,814 1,205 1,506 1595

400 14 149,6 129,20 45,60 20,40 83,60 24,40 6,217 1,723 1,244 1,385 1467

1720 Kg/m3

1634 Kg/m3

12,53 %

Observaciones :


ASTM D-1557

AASHTO T-180

Realizado por:

Calculado por :

Verificado por:


RESULTADOS



Humedad Optima

CANTIDAD

DE AGUARECIPIENTE






1579

1720

1669

1595

1467

1450

1500

1550

1600

1650

1700

1750

5 10 15 20 25

Pe

so v

olu

me

tric

o s

eco

(K

g/m

3)





Permazyme 11X.

0,00232 FECHA:

0,003% PERMAZYNE X11 12 Golpes x capa 25 Golpes x capa 56 Golpes x capa

Recipiente N° 6 60 AB

Wh + Recipiente. 304,70 280,00 243,50

Ws + Recipiente. 271,30 252,80 221,00

Ww 33,40 27,20 22,50

Wrecipiente 31,00 30,00 29,70

Wseco 240,30 222,80 191,30


10.790,00 11.884,00 10.892,00

7.055,00 7.740,00 6.415,00

Wh 3.735,00 4.144,00 4.477,00

Ws 3.279,21 3.693,13 4.005,85

W% 13,90% 12,21% 11,76%

dh 1.609,91 1.786,21 1.929,74

ds 1.413,45 1.591,87 1.726,66


Recipiente N° R K10 Y

Wh + Recipiente. 313,70 412,70 358,20

Ws + Recipiente. 231,20 304,70 265,60

Ww 82,50 108,00 92,60

Wrecipiente 30,80 35,70 28,80

Wseco 200,40 269,00 236,80


11.539,10 12.544,00 11.360,00

7.055,00 7.740,00 6.415,00

Wh 4.484,10 4.804,00 4.945,00

Ws 3.176,44 3.427,79 3.554,88

W% 41,17 40,15 39,10

dh 1.932,80 2.070,69 2.131,47

ds 1.369,15 1.477,49 1.532,27


24 Horas 0,205 0,176 0,136

48 ,, 0,248 0,244 0,227

72 ,, 0,278 0,264 0,256

96 ,, 0,308 0,277 0,273

HINCHAMIENTO % 7,075 6,425 6,200



% DE HINCHAMIENTO

Peso de Molde








HU

ME

DA

D


Peso de Molde







HU

ME

DA

D





C.B.R. - DENSIDADES


5 10 Lbs.



1.27 mm (0.05") 105,6 132,0 143,0 48,0 60,0 65,0

2.54 mm (0.10") 125,4 169,4 198,0 57,0 77,0 90,0

3.81 mm (0.15") 143,0 182,6 231,0 65,0 83,0 105,0

5.08 mm (0.20") 160,6 202,4 246,4 73,0 92,0 112,0

7.62 mm (0.30") 184,8 231,0 275,0 84,0 105,0 125,0

10.16 mm (0.40") 209,0 264,0 303,6 95,0 120,0 138,0

12.70 mm (0.50") 242,0 292,6 330,0 110,0 133,0 150,0



0 mm (0,0") 0 0 0 0 0 0

1,27 mm (0.05") 35,20 44,00 47,67 2,48 3,10 3,36

2,54 mm (0.10") 41,80 56,47 66,00 2,95 3,98 4,65

3,81 mm (0.15") 47,67 60,87 77,00 3,36 4,29 5,43

5,08 mm (0.20") 53,53 67,47 82,13 3,77 4,75 5,79

7,62 mm (0.30") 61,60 77,00 91,67 4,34 5,43 6,46

10,16 mm (0.40") 69,67 88,00 101,20 4,91 6,20 7,13

12,7 mm (0.50") 80,67 97,53 110,00 5,68 6,87 7,75

No. Golpes

0,1 Pulg 0,2 Pulg

12 2,95 3,77

25 3,98 4,75

56 4,65 5,79

C.B.R.

12 4,21 3,59

25 5,68 4,53

56 6,64 5,51



%






CBR PENETRACION

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 2,54 5,08 7,62 10,16 12,7 15,24

Ca

rga

un

ita

ria K

g/c

m2

Penetración en mm.

FE

CH

A:

95%

=1

63

4

PR

OC

TO

R -

C.B

.R.

0,0

030%

PE

RM

AZY

NE

11X

0,1

de P

en

etr

aci

ón

0,2

de P

en

etr

aci

ón

PR

OC

TO

R M

OD

IFIC

AD

OC

. B

. R

. = 6

,00

%C

. B

. R

. = 4

,81 %

UN

IVE

RSID

AD

DE

GU

AY

AQ

UIL

FA

CU

LT

AD

DE

CIE

NC

IAS

MA

TE

MÁ

TIC

AS

Y F

ÍSIC

AS

ES

CU

ELA

DE I

NG

EN

IER

IA C

IVIL

1400

1450

1500

1550

1600

1650

1700

1750

08

1624


Cont

enid

o de

agu

a W

(%)

1400

1450

1500

1550

1600

1650

1700

1750

4,00

5,00

6,00

7,0

0


C. B

. R.

1400

1450

1500

1550

1600

1650

1700

1750

3,00

4,00

5,00

6,00


C. B

. R.

95%

del

Pro

ctor

Mod

ifica

do


Proyecto:




Para Uso: Fecha:

PASO No.

Recipiente No.



Agua Ww

Recipiente

Ws


PASO No.

Recipiente No. %



Agua Ww

Recipiente

Ws


CH


Peso e

n g

rs. 6,80 7,20 7,60 W P: 21,35

6,50 6,90 7,20 IP:


41,05

0,30 0,30 0,40

LIMITE PLASTICO

1 2 3

2 3 6 W L: 62,40

56,67 60,61 64,00 66,6739 27 22 17

8 9 14X 26

Peso Seco 3,00 3,30 2,50 3,30

1,70 2,00 1,60 2,2

6,20 11,50 6,30 6,20




n g

rs. 10,90 16,80 10,40 11,70


LIMITE LIQUIDO

1 2 3 4

9,20 14,80 8,80 9,50




Lote

55,00

60,00

65,00

70,00

75,00

5

Co

nte

nid

o d

e H

um

ed

ad %

Número de Golpes


Proyecto:




Para Uso: Fecha:








Calicata No. 1





Peso de agua = 40,80 g. = 40,80 cm³ = V

F1RECIPIENTE

















W c = 11,68 %




Proyecto:

Localización:


Fecha: 04/07/2018












cm3


E.N JR 205,1 191,20 30,30 13,90 160,90 8,64 6,076 1,582 1,086 1,456 1543

100 M 249,4 227,60 27,60 21,80 200,00 10,90 6,273 1,779 1,109 1,604 1699

200 ME 187,7 164,50 29,60 23,20 134,90 17,20 6,337 1,843 1,172 1,573 1666

300 XXX 266,5 231,20 67,80 35,30 163,40 21,60 6,291 1,797 1,216 1,478 1565

400 5 164,6 141,10 45,20 23,50 95,90 24,50 6,273 1,779 1,245 1,429 1514

1699 Kg/m3

1614,05 Kg/m3

10,9 %

Observaciones :


ASTM D-1557

AASHTO T-180

Realizado por:

Calculado por :

Verificado por:







RESULTADOS



Humedad Optima

CANTIDAD

DE AGUARECIPIENTE

1543

1699

1666

1565

1514

1500

1550

1600

1650

1700

1750

5 10 15 20 25

Pe

so v

olu

me

tric

o s

eco

(K

g/m

3)





Permazyme 11X.

0,00232 FECHA:


Recipiente N° P G1 5

Wh + Recipiente. 219,90 216,50 250,90

Ws + Recipiente. 200,50 194,60 226,10

Ww 19,40 21,90 24,80

Wrecipiente 40,50 29,60 45,40

Wseco 160,00 165,00 180,70


11.745,00 10.504,00 11.015,00

7.777,00 6.401,00 6.609,00

Wh 3.968,00 4.103,00 4.406,00

Ws 3.538,91 3.622,23 3.874,28

W% 12,13% 13,27% 13,72%

dh 1.710,34 1.768,53 1.899,14

ds 1.525,39 1.561,31 1.669,95


Recipiente N° XYZ-2 200 Z

Wh + Recipiente. 369,10 331,50 337,70

Ws + Recipiente. 279,30 248,90 262,20

Ww 89,80 82,60 75,50

Wrecipiente 47,50 30,10 29,00

Wseco 231,80 218,80 233,20


12.537,00 11.143,00 11.542,00

7.777,00 6.401,00 6.609,00

Wh 4.760,00 4.742,00 4.933,00

Ws 3.430,87 3.442,43 3.726,52

W% 38,74 37,75 32,38

dh 2.051,72 2.043,97 2.126,29

ds 1.478,82 1.483,81 1.606,26


24 Horas 0,240 0,210 0,205

48 ,, 0,269 0,258 0,263

72 ,, 0,285 0,275 0,274

96 ,, 0,306 0,302 0,292

HINCHAMIENTO % 7,650 7,550 7,175







C.B.R. - DENSIDADES



HU

ME

DA

D


Peso de Molde







HU

ME

DA

D

% DE HINCHAMIENTO

Peso de Molde







5 10 Lbs.



1.27 mm (0.05") 92,4 112,2 154,0 42,0 51,0 70,0

2.54 mm (0.10") 125,4 143,0 171,6 57,0 65,0 78,0

3.81 mm (0.15") 151,8 160,6 184,8 69,0 73,0 84,0

5.08 mm (0.20") 162,8 173,8 200,2 74,0 79,0 91,0

7.62 mm (0.30") 180,4 191,4 217,8 82,0 87,0 99,0

10.16 mm (0.40") 200,2 209,0 226,6 91,0 95,0 103,0

12.70 mm (0.50") 220,0 228,8 242,0 100,0 104,0 110,0



0 mm (0,0") 0 0 0 0 0 0

1,27 mm (0.05") 30,80 37,40 51,33 2,17 2,64 3,62

2,54 mm (0.10") 41,80 47,67 57,20 2,95 3,36 4,03

3,81 mm (0.15") 50,60 53,53 61,60 3,57 3,77 4,34

5,08 mm (0.20") 54,27 57,93 66,73 3,82 4,08 4,70

7,62 mm (0.30") 60,13 63,80 72,60 4,24 4,50 5,12

10,16 mm (0.40") 66,73 69,67 75,53 4,70 4,91 5,32

12,7 mm (0.50") 73,33 76,27 80,67 5,17 5,37 5,68

No. Golpes

0,1 Pulg 0,2 Pulg

12 2,95 3,82

25 3,36 4,08

56 4,03 4,70

C.B.R.

12 4,21 3,64

25 4,80 3,89

56 5,76 4,48




CBR PENETRACION





%

0

1

2

3

4

5

6

0 2,54 5,08 7,62 10,16 12,7 15,24

Ca

rga

un

ita

ria K

g/c

m2

Penetración en mm.

FE

CH

A:

95%

=1

61

4,0

5

UN

IVE

RSID

AD

DE

GU

AY

AQ

UIL

FA

CU

LT

AD

DE

CIE

NC

IAS

MA

TE

MÁ

TIC

AS

Y F

ÍSIC

AS

ES

CU

ELA

DE I

NG

EN

IER

IA C

IVIL

PR

OC

TO

R -

C.B

.R.

0,0

06 %

PE

RM

AZY

NE

11X

0,1

de P

en

etr

aci

ón

0,2

de P

en

etr

aci

ón

PR

OC

TO

R M

OD

IFIC

AD

OC

. B

. R

. = 5

,30

%C

. B

. R

. = 4

,19

%

1400

1450

1500

1550

1600

1650

1700

1750

08

1624


Cont

enid

o de

agu

a W

(%)

1400

1450

1500

1550

1600

1650

1700

1750 3

,00

4,0

05,0

06,0

0


C. B

. R.

1400

1450

1500

1550

1600

1650

1700

1750 3

,00

4,0

05,0

0


C. B

. R.

95%

del

Pro

ctor

Mod

ifica

do


Proyecto:




Para Uso: Fecha:

PASO No.

Recipiente No.



Agua Ww

Recipiente

Ws


PASO No.

Recipiente No. %



Agua Ww

Recipiente

Ws


CH


Peso e

n g

rs. 13,80 13,70 12,40 W P: 21,21

12,80 12,60 11,50 IP:


40,59

1,00 1,10 0,90

LIMITE PLASTICO

1 2 3

11 14 7 W L: 61,80

46,84 57,14 73,24 79,4136 27 18 13

R41 B28 8 21

Peso Seco 7,90 7,70 7,10 6,80

3,70 4,40 5,20 5,4

11,50 11,50 12,70 11,30




n g

rs. 23,10 23,60 25,00 23,50


LIMITE LIQUIDO

1 2 3 4

19,40 19,20 19,80 18,10




Lote

40,00

45,00

50,00

55,00

60,00

65,00

70,00

75,00

80,00

5

Co

nte

nid

o d

e H

um

ed

ad %

Número de Golpes


Proyecto:




Para Uso: Fecha:








Calicata No. 1





Peso de agua = 43,60 g. = 43,60 cm³ = V

20ARECIPIENTE

















W c = 12,34 %




Proyecto:

Localización:


Fecha: 04/07/2018












cm3


E.N 2 187,8 175,60 29,30 12,20 146,30 8,34 6,119 1,625 1,083 1,500 1589

100 XXX 255,2 228,80 36,50 26,40 192,30 13,73 6,309 1,815 1,137 1,596 1691

200 P 214,4 192,70 60,50 21,70 132,20 16,41 6,344 1,850 1,164 1,589 1683

300 A 272,4 234,00 53,70 38,40 180,30 21,30 6,300 1,806 1,213 1,489 1577

400 ADA 281,5 239,80 63,00 41,70 176,80 23,59 6,281 1,787 1,236 1,446 1532

1691 Kg/m3

1606,45 Kg/m3

13,73 %

Observaciones :


ASTM D-1557

AASHTO T-180

Realizado por:

Calculado por :

Verificado por:


RESULTADOS



Humedad Optima

CANTIDAD

DE AGUARECIPIENTE






1500

1520

1540

1560

1580

1600

1620

1640

1660

1680

1700

5 10 15 20 25

Pe

so v

olu

me

tric

o s

eco

(K

g/m

3)




Anexo 32: California Bearing Ratio (CBR - Densidades) aplicando 0.0090% de

Permazyme 11X.

0,00232 FECHA:


Recipiente N° P II I

Wh + Recipiente. 343,30 204,50 211,60

Ws + Recipiente. 307,20 182,50 189,70

Ww 36,10 22,00 21,90

Wrecipiente 40,80 29,90 28,80

Wseco 266,40 152,60 160,90


10.384,00 9.964,00 11.103,00

6.530,00 5.816,00 6.650,00

Wh 3.854,00 4.148,00 4.453,00

Ws 3.394,07 3.625,34 3.919,52

W% 13,55% 14,42% 13,61%

dh 1.661,21 1.787,93 1.919,40

ds 1.462,96 1.562,65 1.689,45


Recipiente N° F2 A P

Wh + Recipiente. 269,80 259,80 343,50

Ws + Recipiente. 204,60 195,10 259,40

Ww 65,20 64,70 84,10

Wrecipiente 28,10 28,30 40,80

Wseco 176,50 166,80 218,60


11.099,00 10.553,00 11.605,00

6.530,00 5.816,00 6.650,00

Wh 4.569,00 4.737,00 4.955,00

Ws 3.336,49 3.413,10 3.578,34

W% 36,94 38,79 38,47

dh 1.969,40 2.041,81 2.135,78

ds 1.438,14 1.471,16 1.542,39


24 Horas 0,174 0,203 0,215

48 ,, 0,241 0,234 0,275

72 ,, 0,304 0,286 0,313

96 ,, 0,325 0,322 0,319

HINCHAMIENTO % 7,500 7,425 7,350



% DE HINCHAMIENTO

Peso de Molde








HU

ME

DA

D


Peso de Molde







HU

ME

DA

D





C.B.R. - DENSIDADES


5 10 Lbs.



1.27 mm (0.05") 81,4 99,0 121,0 37,0 45,0 55,0

2.54 mm (0.10") 92,4 110,0 136,4 42,0 50,0 62,0

3.81 mm (0.15") 107,8 123,2 149,6 49,0 56,0 68,0

5.08 mm (0.20") 118,8 134,2 160,6 54,0 61,0 73,0

7.62 mm (0.30") 132,0 147,4 173,8 60,0 67,0 79,0

10.16 mm (0.40") 143,0 165,0 184,8 65,0 75,0 84,0

12.70 mm (0.50") 156,2 176,0 202,4 71,0 80,0 92,0



0 mm (0,0") 0 0 0 0 0 0

1,27 mm (0.05") 27,13 33,00 40,33 1,91 2,33 2,84

2,54 mm (0.10") 30,80 36,67 45,47 2,17 2,58 3,20

3,81 mm (0.15") 35,93 41,07 49,87 2,53 2,89 3,51

5,08 mm (0.20") 39,60 44,73 53,53 2,79 3,15 3,77

7,62 mm (0.30") 44,00 49,13 57,93 3,10 3,46 4,08

10,16 mm (0.40") 47,67 55,00 61,60 3,36 3,88 4,34

12,7 mm (0.50") 52,07 58,67 67,47 3,67 4,13 4,75

No. Golpes

0,1 Pulg 0,2 Pulg

12 2,17 2,79

25 2,58 3,15

56 3,20 3,77

C.B.R.

12 3,10 2,66

25 3,69 3,00

56 4,58 3,59



%






CBR PENETRACION

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 2,54 5,08 7,62 10,16 12,7 15,24

Ca

rga

un

ita

ria K

g/c

m2

Penetración en mm.

FE

CH

A:

95%

=1

60

6,4

5

PR

OC

TO

R -

C.B

.R.

0,0

090%

PE

RM

AZY

NE

11X

0,1

de P

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etr

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0,2

de P

en

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aci

ón

PR

OC

TO

R M

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IFIC

AD

OC

. B

. R

. = 4

,00

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. B

. R

. = 3

,20

%

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IER

IA C

IVIL

1400

1450

1500

1550

1600

1650

1700

1750

08

1624


Cont

enid

o de

agu

a W

(%)

1400

1450

1500

1550

1600

1650

1700

1750

2,00

3,00

4,00

5,0

0


C. B

. R.

1400

1450

1500

1550

1600

1650

1700

1750

2,00

3,00

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5,00


C. B

. R.

95%

del

Pro

ctor

Mod

ifica

do

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS ESCUELA/CARRERA INGENIERÍA CIVIL

UNIDAD DE TITULACIÓN GENERALES DE INGENIERÍA

REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA

FICHA DE REGISTRO DE TESIS/TRABAJO DE

GRADUACIÓN TÍTULO Y SUBTÍTULO: ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE LA SUBRASANTE

MEDIANTE LA ESTABILIZACIÓN QUÍMICA CON ENZIMAS

ORGÁNICAS EN EL PROYECTO MI LOTE

AUTOR(ES) (apellidos/nombres): CUSME CHOEZ DARWIN PATRICIO

REVISOR(ES)/TUTOR(ES) (apellidos/nombres):

TUTOR: ING. FLOR CHÁVEZ GINO. M.Sc.

REVISOR: ING. CUSME VERA CARLOS. M.Sc.

INSTITUCIÓN: UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL. UNIDAD/FACULTAD: CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS.

MAESTRÍA/ESPECIALIDAD: INGENIERÍA CIVIL GRADO OBTENIDO:

FECHA DE PUBLICACIÓN: No. DE PÁGINAS: 110

ÁREAS TEMÁTICAS: GENERALES DE INGENIERIA PALABRAS CLAVES/

KEYWORDS: <ANÁLISIS – COMPORTAMIENTO – SUBRASANTE -

ESTABILIZACIÓN – ENZIMAS>

RESUMEN/ABSTRACT (150-250 palabras): La presente investigación tiene como finalidad dar a conocer uno de los métodos de estabilización de suelos con enzimas orgánicas (Permazyme 11 X), el cual fue suministrado a una arcilla inorgánica a nivel de la subrasante. La muestra se obtuvo en la Ciudad de Guayaquil, en el Proyecto Mi Lote ubicado en el Km 16 ½ de la Vía a Daule; la calle analizada cuenta con una longitud de 500 metros aproximadamente. Se extrajo el material de una excavación (calicata) a 1,50 metros de profundidad trasladando al laboratorio para la realización de los ensayos como Contenido de Humedad, Granulometría, Límites de Atterberg respectivamente para clasificar el tipo de suelo por medio de los métodos SUCS y AASHTO. Adicionalmente se ejecutó el ensayo Proctor Modificado tipo C, y CBR; con el fin de obtener las características del suelo en estado natural. Una vez analizado el suelo en su forma natural, para modificar sus propiedades iniciales se estableció diferentes dosificaciones en porcentaje de enzimas mezclada en una cantidad de agua establecida, esparciéndola de manera uniforme sobre una muestra de suelo determinada y dejando curar durante 72 horas con el propósito de obtener mejoras en sus propiedades. Luego de realizar dicho proceso se analizó el comportamiento de las enzimas sobre el suelo arcilloso, se realizó la respectiva comparación de resultados los cuales fueron favorables. Por medio de un ejemplo de Diseño de Pavimento Flexible usando la dosificación óptima alcanzada durante la ejecución de los ensayos de laboratorio de los distintos porcentajes de enzima, se analizó la relación costo – beneficio de este agente estabilizador.

ADJUNTO PDF: SI NO

CONTACTO CON AUTOR/ES: Teléfono: 0992271811 - 042150226

E-mail: [email protected]

CONTACTO CON LA

INSTITUCIÓN:

Nombre: FACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAS

Teléfono: 04-228-3348

E-mail: [email protected]

ANEXO 10

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