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
- 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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