MVS-012 (PROCTOR) Compactación Modificado ASTM D 1557

MINISTERIO DE INFRAESTRUCTURA FUNDACION DE LABORATORIO NACIONAL DE VIALIDAD FUNDALANAVIAL

FLNV- MVS-012

MANUAL VISUALIZADO VERSION 2

COMPACTACION (PROCTOR)

NOVIEMBRE 2003

FLNV -MVS-012

MINISTERIO DE INFRAESTRUCTURA FUNDACION LABORATORIO NACIONAL DE VIALIDAD FUNDALANAVIAL Fecha: 28/11/2003

VERSION 2 MANUAL VISUALIZADO Pg.

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METODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR LA COMPACTACION DE LOS SUELOS (PROCTOR)

NORMA A.S.T.M. D 1557 / I.N.V.E 142 / N.L.T- 108-91

1 OBJETO El objeto de este ensayo es determinar en un suelo la relac in entre la densidad seca y densidad humedad, y definir la densidad seca mxima y la humedad ptima, que alcanza un suelo a una energa de compactacin determinada.

2 DURACIN Para realizar el ensayo se estima un mximo de 24 horas.

4 EQUIPOS REQUERIDOS

Figura 1 Equipos requeridos ? Balanza de 20 kg de capacidad y

sensibilidad de 1 g. ? Horno elctrico con control de

temperatura regulable a 105 C 110 C. ? Gato hidrulico

? Escudillas cpsulas de 200 g de

capacidad.

? Cucharones, esptulas, martillo con mazo de goma, guantes de goma.

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? Tamices N 4, 3/8 (9,5 mm), (19

mm). ? Moldes cilndricos de metal de 4 y 6,

con base y collar. ? Martillos metlicos para compactar el

suelo de 18 de altura y 10 lbs de peso.

? Recipientes (poncheras) de capacidad suficiente para mezclar.

? Escudillas cpsulas para la determinacin de la humedad.

? Cilindro graduado de 1000 ml.

? Frasco lavador

3 DEFINICIONES

Humedad ptima (%Wopt): es la cantidad de agua conveniente que debe agregarse al suelo para obtener un grado de densificacin satisfactorio. Densidad Seca Mxima (D.S.M.): es el valor mximo definido por la curva de compactacin, para una prueba de compactacin modificada.

5 CONDICIONES PARA LA SELECCIN DEL METODO METODO A: Cuando el material a usar retiene el 20% del material menos en el tamiz N 4.

METODO B: Si mas del 20% del peso del material se retiene en el tamiz N 4 y el 20% menos se retiene en 3/8 . METODO C: Si mas del 20% del material es retenido en 3/8 (9,5 mm) y menos del 30% del material es retenido en (19 mm).

5.1 Preparacin de la muestra para el

ensayo

El peso de la muestra requerida para los

procedimientos A y B es aproximadamente

16 Kg (35 lbm) y para el procedimiento C

aproximadamente 29 Kg (65 lbm) de suelo

seco. Por consiguiente la muestra de campo

debe tener una masa hmeda de por lo

menos 23 Kg (50 lbm) y 45 Kg (100 lbm)

respectivamente. Determinar el porcentaje

de material retenido en los tamices N4, 3/8

.

Si el material recibido est excesivamente

hmedo, se extiende y se deja secar al aire

o por cualquier otro mtodo de secado,

como por ejemplo el secado por cocina,

tomando la precaucin de que la

temperatura no exceda los 60 C. Una vez

conseguido que la muestra esta

completamente seca, se procede a

desmenuzar el material, deshaciendo

terrones por medio del mazo de goma.

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El material ser separado en las fracciones

comprendidas entre los tamices segn el

procedimiento de ensayo (A, B C) que

corresponda. Una vez preparado el material,

se pesan cinco (5) porciones de 3 Kg para los

procedimientos A y B, y seis (6) Kg para el

procedimiento C.

6 PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO

6.1 Se pesa el molde con la base como se

aprecia en la figura 2 y se anota en la hoja de

registros.

Figura 2 Peso del molde con la base

6.2 Una vez colocada la muestra en el

recipiente de mezclado, se le agrega un cierto

volumen de agua, el cual se calcular con

respecto al peso total de la muestra.

Ejemplo 1: para un peso total de 3000 gr. y un

porcentaje de agua deseado al 6%, el volumen

de agua se calcular de la siguiente manera:

3000 X 0.06 = 180 ml

6.3 Determinado el volumen de agua a usar,

se le agrega al suelo y se distribuye

uniformemente como se muestra en la figura 3.

Figura 3 Adicin de agua a la muestra de suelo

6.4 Luego para mezclar el laboratorista debe

utilizar guantes de goma, para darle una

reparticin mas uniforme a la humedad como

se aprecia en la figura 4.

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Figura 4 Mezclado de la muestra de suelo

6.5 Una vez mezclada la muestra se coloca

una cierta de cantidad de suelo hmedo en el

molde (vase figura 5), de tal forma, que

despus de compactado, produzca una capa

cuyo espesor sea igual a la quinta parte de la

altura del molde s in collarn.

Figura 5 Colocacin de la muestra en el molde

6.6 El suelo restante en el recipiente deber

ser tapado con un pao hmedo, para evitar

perdida de humedad por evaporacin, como

se aprecia en la figura 6.

Figura 6 Tapado de la muestra de suelo

6.7 La capa de suelo se compacta, aplicando

con el martillo metlico, un nmero de golpes

previamente especificado (vase tabla N1),

segn el mtodo a usar (vase figura 7).

NOTA 1 Para la compactacin, debe asegurarse

de colocar el molde en una superficie rgida para

que no amortige los golpes.

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Figura 7 Compactacin de la capa de Suelo

NOTA 2 Antes de colocar las subsiguientes capas

de suelo para su compactacin, se debe escarificar

la capa anterior para que la unin entre capas sea

ms efectiva.

6.8 De igual forma se compactaran las capas

restantes.

6.9 El plano superior de la ltima capa ha de

estar situada 1.3 cm., por encima de la unin

del molde y el collarn, esto con el fin de que

pueda ser enrasado y medir el volumen del

molde exacto de suelo compactado (vase

figura 8).

Figura 8 Molde sin collarn

6.10 Retirado el collarn del cuerpo del molde,

se procede a enrasar con la regla metlica, el

material excedente sobre la parte superior del

molde (vase figura 9).

Figura 9 Enrase del suelo compactado

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6.11 Para lograr una superficie plana

horizontal, es conveniente colocar una porc in

de material pasante por el tamiz N 4 (vase

figura 10).

Figura 10 Material pasante por tamiz # 4

6.12 Sobre la superficie de suelo compactado,

se coloca la regla metlica y se le dan unos

golpes con el martillo de goma, pa ra integrar el

nuevo suelo a la capa compactada como se

aprecia en la figura 11.

Figura 11 Integracin de nuevo suelo a la capa

ya compactada

6.13 El molde y la base se limpian bien,

retirando todo el excedente de suelo enrasado

y se pesa en la balanza de 20 Kg. Se debe

anotar el peso, como peso del molde ms el

suelo hmedo compactado, en la hoja de

registro.

6.14 Luego con ayuda del sacamuestras (gato

hidrulico) se extrae del molde el suelo

compactado como se observa en la figura 12.

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Figura 12 Extraccin del suelo compactado

6.15 Se coloca el espcimen en un recipiente

limpio y se disgrega (vase figura 13). Se toma

una porcin representativa del suelo y se pesa

en la balanza de 0.01 gr. de apreciacin para

determinar el contenido de humedad del suelo

compactado. Estos datos se anotan en la hoja

de registros.

Figura 13 Disgregacin del material

6.16 La compactacin se prosigue,

adicionndole la humedad correspondiente a

las porciones restantes del material, siguiendo

el mismo procedimiento descrito

anteriormente. El incremento de agua ser del

2%.

NOTA 3 Hasta ahora no se ha determinado un

procedimiento analtico, que pueda predecir el

ptimo de humedad de un suelo, sin embargo esta

prediccin esta basada en la observacin visual

segn el tipo de suelo, lo cual se logra con la

experiencia, generalmente se deben hacer

compactaciones con 2 % de humedad por el lado

de la rama seca y 2 % por la rama hme da del

optimo de humedad predicha.

NOTA 4 Es posible la reutilizacin del

material, es decir, emplear el mismo suelo para

obtener varios puntos de la curva de

compactacin, excepto cuando las partculas

sean frgiles o si se trata de arcilla muy

plstica. De requerir emplear el mismo suelo

para varios puntos, se deber reportar en el

informe esta circunstancia.

NOTA 5 Generalmente, tres puntos en la rama

ascendente y otros dos en la descendente son

suficientes para definir la curva.

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NOTA 6 Se recomienda para la determinacin de

la humedad correspondiente, comenzar por la

humedad menor y continuar aumentando esta con

intervalos comprendidos entre 1% y 3% de

humedad, segn el tipo de suelos a ensayar.

7 CALCULOS

7.1 Contenido de humedad del suelo

compactado = W %

W% = (Ww / Ws) x 100 (1)

Donde

Ww = Peso del agua

Ws = Peso del suelo

7.2 Peso del suelo hmedo compactado = Wh

Wh = (Wh + Wm) Wm (2)

Donde:

Wm = peso del molde

Wh+Wm = peso del suelo hmedo + molde

7.3 Densidad hmeda = Dh

Dh = Wh / V (3)

Donde

Wh = Peso del suelo hmedo compactado

V = volumen del molde.

7.4 Densidad seca = Ds

Ds = Dh / (1 + w / 100) (4)

Donde

Dh = densidad hmeda

w = humedad de compactacin

8 PREPARACIN DE CURVAS

8.1 Preparacin de la curvas de

compactacin

En el papel aritmtico, se coloca en eje de las

ordenadas los valores de densidad seca en

Kg/m3 y en el eje de las abscisas los va lores

de humedad en (%) del suelo compactado.

Segn la tendencia de los puntos se traza la

curva de compactacin.

8.2 PREPARACION DE LA CURVA DE

SATURACION

Con los valores de humedad de saturacin y

densidad de saturacin se construye sobre la

rama hmeda de la curva de compactacin. La

curva de saturacin corresponde al 100%.

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( Ds) = Gs / (1+ e) (5)

e = Gs x (% w sat / 100 ) (6)

Donde

Ds= Densidad de saturacin

Gs = gravedad especifica

% w sat = humedad de saturacin

e = relacin de vacos

Como se puede observar en al grafico N 1

(vase ANEXO), se obtuvo la curva de

compactacin (lnea negra) y la curva de

saturacin (lnea fucsia), que nos sealan el

porcentaje de humedad optimo (punto rojo) de

la muestra y la densidad seca mxima que

alcanza un material determinado.

9 PRECISION

? Los valores de dos (2) resultados,

obtenidos por el mismo operador sobre la

misma muestra, en el mismo laboratorio,

empleando el mismo aparato, y en das

diferentes, deber considerarse dudoso si

difiere en mas del 10% en su contenido

medio ptimo de humedad y en 35.2

Kg./m3 la densidad mxima.

? Los valores de dos (2) resultados,

obtenidos por operadores diferentes, en

laboratorios diferentes, debern

considerarse dudosos si difieren en ms

del 15% de su valor medio ptimo para el

contenido de humedad y en 72 Kg./m3

para la densidad mxima.

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9 ANEXOS

Tabla 1 Caractersticas del ensayo de compactacin

METODO MOLDE N DE CAPAS

GOLPES POR

CAPAS

PESO DEL MARTILLO

CAIDA DEL MARTILLO

TAMAO DEL MATERIAL

A 4 5 25 10 lbs 18 Pasa N 4

B 4 5 25 10 lbs 18 Pasa 3/8

C 6 5 56 10 lbs 18 Pasa

Grafico 1. Densidad seca Vs. % W

2.000

2.020

2.040

2.060

2.080

2.100

2.120

2.140

2.160

2.180

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

% w

DE

NS

IDA

D S

EC

A (

kg/m

3)

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