Universidad Nacional "Pedro Ruiz Gallo" FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL, SISTEMAS Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL ENSAYO: DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD SECA EN CAMPO POR EL MÉTODO DEL CONO DE ARENA
ASIGNATURA
: PAVIMENTOS
DOCENTE
: ING. FERNÁNDEZ MUNDACA ABRAHAM
ALUMNO
: FERNÁNDEZ RUBIO ALEX SHAMIR LAMBAYEQUE, MAYO DEL 2016
Determinación de la densidad seca en campo por el método del cono de arena
ENSAYO: Determinación de la densidad seca en campo por el método del cono de arena 1. OBJETIVO.OBJETIVO GENERAL Determinar la densidad seca y el contenido de humedad del suelo en el campo mediante el método del cono de arena. OBJETIVOS ESPECIFICOS Conocer el funcionamiento correcto del equipo para realizar el ensayo del método del cono de arena. Calcular el porcentaje de compactación de una muestra de suelo de campo. Comparar la compactación obtenida por el ensayo del cono de arena con un valor referenciado del ensayo Proctor Modificado 2. FUNDAMENTO TEÓRICO DENSIDAD DE CAMPO Este ensayo sirve para ver la resistencia del suelo a un grado de compactación, por ejemplo, en una subrasante mínimo se debe tener un 95%, en una zona donde se ha colocado un afirmado, por ejemplo una carretera, debe dar el 100%, antes de colocar el asfalto, se debe sacar la densidad del campo, pero la densidad del campo no trabaja sola, necesita un dato, la densidad en laboratorio que se da por el Proctor modificado Este ensayo se usa también para obras hidráulicas o edificaciones, por ejemplo un tanque elevado, se puede sacar la densidad de cualquier suelo. COMPACTACIÓN DE LOS SUELOS La compactación es el procedimiento de aplicar energía al suelo suelto para eliminar espacios vacíos, aumentando así su densidad y en consecuencia, su capacidad de soporte y estabilidad entre otras propiedades. Su objetivo es el mejoramiento de las propiedades de ingeniería del suelo. MÉTODO DEL CONO DE ARENA El método del cono de arena fue utilizado primeramente por el cuerpo de ingenieros de U.S.A. y acogido por las normas A.S.T.M. y A.A.S.T.H.O., y adoptada por la Norma Peruana del M.T.C. E117. Un suelo natural o compactado requiere la determinación de la densidad in situ. En la mayoría de los proyectos, esta verificación se logra con el cono de arena o por el densímetro nuclear, este último es cancerígeno, por eso se recomienda no usarlo con frecuencia. El cono convencional utilizado en este ensayo es un aparato medidor de volumen, provisto de una válvula cilíndrica de 12,5 mm. de abertura, que controla el llenado de un cono de 6” de diámetro y 60º de ángulo basal. Un extremo termina en forma de embudo y su otro 2
Determinación de la densidad seca en campo por el método del cono de arena extremo se ajusta a la boca de un recipiente. La arena de Otawa puede ser una arena de ripio, una cantera, mina o rio, es una arena tratada, que permita fluir dentro del cono, está pasada por los tamices 10 y 20, retenida en la 30, se lava y se seca al aire libre. El aparato debe llevar una placa base para facilitar la ubicación del cono de densidad, permite reducir pérdidas al transferir el suelo desde la perforación al envase y proporciona una base más sólida en suelos blandos. CLASIFICACIÓN DE VIAS URBANAS VIAS EXPRESAS: Las vías expresas conducen el flujo vehicular rápido. Permiten, además, la comunicación del núcleo urbano con la red externa. En una ciudad las vías expresas se encargan de aliviar la congestión del tránsito que no va dirigido a la misma. Estas están localizadas donde existan poblaciones mayores que 500 mil habitantes. ARTERIAS PRINCIPALES: El sistema de arterias principales es el encargado de mover el tránsito que se dirige a las vías expresas y el que proviene de ellas. Estas vías se encuentran en ciudades con más de 100 000 habitantes. Aunque este sistema sirve principalmente para mover el tránsito que entra o sale del área urbana, así como los movimientos transversales que rodean el centro de la cuidad actúan normalmente dándole servicios secundarios a la zonas pobladas a los lados, en estas vías se concentran los viajes de paso. CALLE ARTERIAL MENOR: El sistema de calles arteriales menores interconecta con el sistema arterial principal urbano, aumentándolo y proporcionando servicio a viajes de longitud menor que 1,5 Km. Estas calles son las encargadas de comunicación de las zonas de viviendas o industrias entre sí y con los lugares de descanso; en zonas de viviendas son periféricas a los distritos CALLE COLECTORA: El sistema de calles colectoras difiere de los sistemas arteriales en que las vías de este sistema colector pueden penetrar en la vecindad distribuyendo viajes desde las arterias, a través de la superficie, hasta su último destino, que puede ser en una calle local o colectora. Proporciona tanto el servicio de acceso al uso del terreno, como los movimientos de tránsito local entre los micro distritos de viviendas, áreas comerciales o zonas industriales. Proporciona el uso del medio de transporte colectivo para conectar un destino específico más próximo en caso de zonas comerciales. CALLE LOCAL: El sistema de calles locales comprende todas las instalaciones que no se encuentran en los sistemas de mayor categoría. La función principal es prevenir el acceso inmediato a los lados de las zonas pobladas como sistemas de un orden superior. Ofrece el más bajo nivel de movilidad y no deben contener rutas de ómnibus.
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Determinación de la densidad seca en campo por el método del cono de arena CLASIFICACIÓN DE CARRETERAS EN EL PERÚ SEGÚN SU FUNCIÓN - VIA NACIONAL: o Interconectar al país longitudinalmente o transversalmente. o Soportar regularmente el Transito de larga distancia, nacional o internacional facilitando el intercambio comercial interno o Exterior. o Constituir el acceso a un puerto o aeropuerto de interés nacional o internacional. - VIA DEPARTAMENTAL: o Interconectar la capital de la Región con sus capitales de provincias. o Permitir la interconexión de los principales centros de producción y consumo a nivel regional. o Interconectar capitales de provincias de la región - VIA VECINAL: o Interconectar las capitales de Distritos y centros poblados de su jurisdicción. o Transporte de personas y el intercambio comercial a nivel local. o Permitir la conexión de las áreas internas de desarrollo y su interconexión con las otras redes de carreteras. o Unir los centros de producción a los centros de consumo a nivel local. SEGÚN A SU DEMANDA - AUTOPISTAS - CARRETERAS DE 1RA. CLASE - CARRETERAS DE 2DA. CLASE - CARRETERAS DE 3RA. CLASE - TROCHAS CARROZABLES SEGÚN CONDICIONES OROGRÁFICAS. - CARRETERAS TIPO 1: Permite a los vehículos pesados mantener aproximadamente la misma velocidad que la de los vehículos ligeros. La inclinación transversal del terreno, es menor o igual a 10%. - CARRETERAS TIPO 2: Es la combinación de alineamiento horizontal y vertical. Los vehículos pesados reducen sus velocidades significativamente por debajo de las de los vehículos de pasajeros, sin ocasionar que aquellos operen a velocidades sostenidas en rampa por un intervalo de tiempo largo. La inclinación transversal del terreno, varía entre 10 y 50%. - CARRETERAS TIPO 3: Es la combinación de alineamiento horizontal y vertical que obliga a los vehículos pesados a reducir a velocidad sostenida en rampa durante distancias considerables o a intervalos frecuentes. La inclinación transversal del terreno, varía entre 50 y 100% - CARRETERAS TIPO 4: Es la combinación de alineamiento horizontal y vertical que obliga a los vehículos pesados a operar a menores velocidades sostenidas en rampa que aquellas a las que operan en terreno montañoso, para distancias significativas o a 4
Determinación de la densidad seca en campo por el método del cono de arena intervalos muy frecuentes. La inclinación transversal del terreno, es mayor de 100% 3. EQUIPOS Y MATERIALES: a. Una balanza: Debe ser necesariamente con sensibilidad al gramo.
d. Cucharon
e. Brocha
b. Un cono y un depósito: Ambos se ensamblan.
f. Cincel
c. Depósito de aluminio
g. Cuchara
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Determinación de la densidad seca en campo por el método del cono de arena h. Compa
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Arena de Otawa
k. Equipos completos.
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Dos tarritos para calcular el contenido de Humedad.
4. PROCEDIMIENTO: - Primeramente se debe contar con un ensayo Proctor para así relacionar el óptimo contenido de humedad para obtener la mejor densidad. - Se hace un orificio en el suelo con el cincel, teniendo como molde la placa que tiene un orificio de 6 pulgadas. - El suelo obtenido del orificio, se recoge con la brocha y la cuchara, y se coloca en el depósito de aluminio - Una vez finalizado el orificio, se pesa el material obtenido del orificio, con el depósito, y se toma nota, luego se pesa solo el depósito y se anota. - Se pesa la arena con el frasco lleno de arena y se toma nota. - Se coloca el cono con la arena en el orificio, y luego se abre la válvula hasta que deje de fluir. - Se cierra la válvula y se pesa lo que queda en el frasco y se toma nota. - Si el suelo contiene piedras, entonces se lo tamiza por la ¾” y se halla su peso específico, en nuestro caso no hay piedra. - Se saca muestras en los tarros para hallar el contenido de humedad. 6
Determinación de la densidad seca en campo por el método del cono de arena 5. RESULTADOS DENSIDAD DE CAMPO 1.- Peso del Material + Depósito (gr) 2.- Peso del Depósito (gr) 3.- Peso de Material Neto (gr) 4.- Peso de la Arena + Frasco (gr) 5.- Peso de la Arena que queda + Frasco (gr) 6.- Peso de la Arena en el embudo (gr) 7.- Peso de la Arena en el Hueco (gr) 8.- Densidad de la Arena (gr/cm3) 9.- Volumen del Hueco (cm3) 10.- Densidad Humedad (gr/cm3) 11.- Contenido de humedad (%) 12.- Densidad seca (gr/cm3) 13.- Máxima Densidad determinada (gr/cm3) 14.- Porcentaje de Compactación Obtenido
5110,000 529,000 4581,000 6629,000 1560,000 1493,000 3576,000 1,330 2688,720 1,700 2,826 1,653 1,860 88,886
CONTROL DE HUMEDAD Nº de Cápsula PAV-A (1) PAV-A (2) 1.- Peso del Suelo + Cápsula 182,495 176,228 2.- Peso del Suelo Seco + Cápsula 178,090 172,014 3.- Peso del Agua 4,405 4,214 4.- Peso de la Cápsula 23,338 21,761 5.- Peso del Suelo Seco 154,752 150,253 2,846 2,805 6.- % de Humedad 2,826
El promedio de los contenidos de humedad del suelo es de 2.826 Podemos ver que el porcentaje de compactación obtenido es 88.886%
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Determinación de la densidad seca en campo por el método del cono de arena 6. ANEXOS:
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