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viernes, 12 de septiembre de 2014

¿Cómo se hace una prueba de Compactación AASHTO?

Geotecnia - Laboratorio de Vías Terrestres

¿Cómo se hace una prueba de Compactación AASHTO?


La compactación es el procedimiento de aplicar energía a los suelos o a los materiales suelto para eliminar espacios vacíos, aumentando así su densidad y en consecuencia, su capacidad de soporte y estabilidad entre otras propiedades. Fue desarrollada por Ralph Proctor en 1933, y estandarizada por AASHTO en las normas T-99 y T-180.

   Depende de 4 factores:
  • Peso unitario seco
  • Contenido de agua
  • Tipo de suelo
  • Energía de compactación
Para considerar que un suelo tiene 100% de compactación, la muestra de suelo debe tener un "Peso Volumétrico Seco Máximo" y haber alcanzado la "Humedad Óptima". La gráfica siguiente muestra esta condición.
Figura 1. Gráfica de Contenido de Agua vs Densidad Seca


La prueba consiste en compactar el suelo en varias capas, dentro de un molde de dimensiones y forma específicas, por medio de golpes de un pisón el cual se deja caer desde una altura prefijada. Las diferencias entre la prueba Proctor estándar y modificada radican principalmente en el proceso de compactación y la energía aplicada, los cuales se comparan en la siguiente tabla:

Tabla N° 1 Características de la prueba
Proctor
Capacidad del molde
Peso del Pisón
Altura de Pisón
N° de capas
Energía de compactación
Estándar
0.94 lts
2.5 kg
30.5 cm
3
6 kg/cm2
Modificada
0.94 lts
4.5 kg
45.7 cm
5
27.2 kg/cm2

En algunos laboratorios estas pruebas sufren modificaciones ya que se considera que ciertos equipos producen una compactación más grande, o más efectiva; por lo que se ha modificado la energía de compactación.

Equipo

  • 1 Molde estándar de compactación
  • 1 Extensión del molde
  • 1 Pisón estándar de 2.5 kg
  • 1 Guía metálica del pisón de 30.5 cm de altura de caída
  • 1 Regla recta metálica
  • 1 Balanza de 20 Kg
  • 1 Balanza de precisión de 0.01 g
  • 1 Malla N° 4
  • 1 Bandeja
  • 1 Gato hidráulico, placa y marco para desmoldar
  • Accesorios de laboratorio (probeta, piseta, espátulas, cápsulas, etc.)
Figura 2. Equipo necesario

Procedimiento

  • Preparar la muestra, primero se criba el material por la malla N° 4, de tal manera que se obtengan 3 Kg. Este material se deja secar extendiéndolo en el suelo o en una superficie libre de contaminación.
Figura 3. Preparación de la muestra
  • Se pesa una bandeja limpia y se le adicionan 3 Kg del material preparado, y se homogeniza.
  • Se determina y se registra el peso del molde estándar Proctor, y se corroboran las dimensiones del cilindro mediante un vernier u otro instrumento de precisión. Con esto obtenemos el peso y el volumen del molde.
  • Se le adiciona al material un porcentaje proporcional conocido del agua, hasta obtener una mezcla de suelo ligeramente húmeda que se desmorone cuando se aprieta con la mano. Homogeneizar la muestra y dividirla en porciones por cada capa que se utilizará en la prueba de compactación, en este caso 3.
Figura 4. Humedecimiento de la muestra
  • El molde se coloca en un soporte, en el cual se ajustará para evitar la pérdida o salida del material. Se le coloca una extensión, y se ajusta de la misma forma al soporte.
Figura 5. Molde con extensión
  • Una vez sujeto adecuadamente el molde, se le introduce una porción de material suficiente para formar una capa de material no compacto, de acuerdo con el número de capas que se van a introducir. Con el pisón y la guía, se le aplican 25 golpes buscando que se vaya aplicando alrededor de la muestra, de manera que se vaya compactando uniformemente. Finalmente escarificar la superficie compactada.
Figura 6. Compactación con pisón
  • Repetir esta operación otras dos veces, es decir, hasta que se obtengan las tres capas compactadas, de manera que rebasen ligeramente el límite del molde sin extensión.
  • Cuidadosamente se retira la extensión del molde, y con la regla metálica se enrasa la muestra en la parte superior del molde.
Figura 7. Enrasado de la muestra
  • Se retira el molde con la muestra compacta y se pesan ambas en la báscula de 20 Kg, se registra este peso.
Figura 8. Peso de la muestra
  • Con la ayuda de un gato hidráulico y una placa base, se retira la muestra del molde y se coloca en la bandeja, se toman dos testigos de la parte media del cilindro y se les determina el contenido de humedad.
  • Disgregar y homogeneizar la muestra de nuevo, para obtener una muestra uniforme a la cual se le adicionará otra porción proporcional de agua, y se repite esta prueba; probando en cada ocasión la compactación de la muestra con humedad mayor. Se obtienen 5 puntos de contenido de humedad diferentes.
Figura 9. Muestra disgregada y homogeneizada



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