ENSAYO DENSIDAD- MÉTODO CONO Y ARENA ASTM D 1556 – 07
AASHTO T 191.
A. GENERALIDADES: El método del cono de arena fue utilizado por primera vez por el cuerpo de ingenieros de U.S.A. y acogido por las normas ASTM y AASTHO. AASTHO. El método de compactación permite permite determinar la relación entre la humedad y el peso unitario seco de los suelos y cuyas condiciones deben ser adoptadas en el momento de llevar a cabo las estructuras de suelos. La determinación de la densidad seca in-situ, realizada por el método de cono y arena, se lleva a cabo para verificar que las condiciones de compactación que se han fijado como optimas, se estén cumpliendo en el terreno. Si bien existen otros métodos para lograr tal fin como el balón de densidad o el método nuclear, en la actualidad y en Colombia el método más usado es el de cono y arena. Como bien se conoce, el método se realiza en campo mediante una pequeña perforación de forma cilíndrica y cuya exactitud y dimensiones exactas dependen en gran medida del tipo de material. Gracias a la utilización del cono y arena, se puede conocer el volumen de dicha perforación y junto con el peso húmedo del material extraído es posible conocer la densidad húmeda del material. De esta manera y conociendo el contenido de humedad del material se puede determinar el valor de la densidad seca del material.
B. OBJETIVO:
Determinar la Densidad del Suelo Seco y el Contenido de Humedad del Suelo compactado en el campo, para luego poder determinar el Grado de Compactación que presenta el suelo en el campo por el Método de Cono de Arena.
Comprobar el grado de compactación del campo a partir de nuestro ensayo realizado
C. NORMA DE REFERENCIA:
NTP 339.143 (Método de ensayo estándar para la densidad y peso unitario del suelo in situ mediante el método del cono de arena)
MTC E 117 (Densidad en el sitio - Método del Cono)
ASTM D 1556 (Standard Test Method for Density and Unit Weight of Soil in Place by the Sand-Cone Method)
D. MATERIALES: Muestra de Suelo con humedad natural del suelo perteneciente “MEJORAMIENTO VIAL
DE LOS PASAJES: TUMI, CARRION Y PEREZ, DEL DISTRITO DE CHILCA, HUANCAYO – JUNIN”. E. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS: Aparato del cono de Arena.
Arena de Ottawa. Placa metálica hueca. Balanza con una calibración al gramo (gr). Cápsula. Cincel. Tamiz (3/4’’)
Cucharas. Brocha. Martillo. Horno. Depósito
F. PROCEDIMIENTO RECOMENDADO:
PASO N° 1:
Se selecciona el lugar para efectuar el ensayo, en
nuestro
caso
al
costado
del
laboratorio
de
pavimentos de una capa de suelo simulada como subrasante.
PASO N° 2:
Antes de iniciar el ensayo, se debe calibrar el equipo de densidad de campo, para de esta forma obtener el peso volumétrico de la arena calibrada y el peso de arena calibrada que queda en el cono después de ejecutar el ensayo; datos que nos sirven en la determinación de la Densidad de Campo.
PASO N° 3:
Seguidamente se nivela el suelo compactado en el campo y se retira el material suelto.
PASO N° 4:
A continuación se coloca la placa y se comienza a hacer una perforación (cavado con cincel), teniendo como guía el agujero interior de la placa, a una profundidad de 15 cm. Todo el material que se saque del agujero se coloca en una bolsa plástica o en un depósito y se pesa.
PASO N° 5:
Para
determinar
el
volumen
del
agujero,
utilizamos el equipo de densidad de campo de la siguiente forma:
Se determina el peso inicial del frasco con la arena calibrada. Luego se invierte y se coloca sobre la placa, la cual está colocada en la parte superior del agujero; se abre la llave del cono, permitiendo el paso de la arena.
PASO N° 6:
Cuando el agujero y el cono están llenos de arena, se cierra la llave y se procede a determinar el peso final del frasco y la arena contenida en él. Por la diferencia de los pesos del frasco más la arena inicial y del frasco más la arena final, obtenemos el peso de la arena contenida en el agujero y el cono. A este valor le restamos el peso de la arena que cabe en el cono, obteniendo de esta forma el peso de la arena contenida en el agujero.
PASO N° 7:
El peso de la arena dividida por su densidad, obtenida en el laboratorio mediante la calibración, nos da el volumen del agujero.
PASO N° 8:
Finalmente se debe determinar en el laboratorio, la densidad seca máxima y el contenido de humedad de la muestra recuperada del agujero, para de esta forma, determinar el Grado de Compactación.
G. METODOLOGIA DE CÁLCULO: Peso de arena en el agujero:
WAA = P inicial campo –P final campo – APC
Volumen del agujero:
VA=WAA/DA
Peso de suelo extraído:
WSE=(peso lata + suelo) – peso lata
Densidad húmeda:
DH=WSE/VA
Densidad seca:
DS=DH/ (1+%H/100)
% de compactación:
%C = Densidad seca en el sitio x 100/ Densidad seca en el laboratorio
