PRÁCTICA DE LABORATORIO DE PAVIMENTOS # 1

ESTABILIDAD GRANULAR

Presentado por:

Basilio Restrepo Betancur. C.C. 1035831424Camilo Arroyave Lopera. C.C. 1035830868

Ingeniera:

Vanessa Senior

Martes 2:00- 4:00 pm

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIAFACULTAD DE MINAS

INGENIERIA CIVIL16/08/11

OBJETIVOS

➢ Determinar la distribución de los tamaños de las partículas de un par de muestras secas de

agregado, por separación a través de tamices dispuestos sucesivamente de mayor a menor

abertura

➢ Comparar mediante la gráfica granulométrica, q el material trabajado en el laboratorio se

encuentren entre las especificaciones de distribución granulométrica que especifica la norma

para construcción de pavimentos del valle de aburra.

➢ Realizar una estabilización granulométrica, utilizando como herramienta el método gráfico.

➢ Analizar las características de dicho material y determinar si son adecuadas para el diseño de

una base o sub-base granular para un pavimento.

PROCEDIMIENTO

Se trabajara con un par de muestras granulares, el material A conformado por partículas gruesas y el material B conformado por partículas finas (Sabiéndose, que para el estudio de pavimentos la malla que separa finos de gruesos es la Nº 4).

El primer paso a realizar, es pesar cada material y realizar la correspondiente granulometría haciendo uso de los distintos tamices según sea las características del material; en el caso del material A se utilizaron los tamices de dimensiones 2”, 1 ½”, 1”, ¾”, ½”, 3/8” y n 4, señalando que el material de fondo se añadió al material B por lo cual este fue pesado nuevamente, y para el material B se utilizaron los tamices de dimensiones n 4, n 10, n 40, n 200. Dichos tamices se disponen en orden descendente. Luego para cada sección (gruesa y fina) se agita el material hasta que se logre una distribución en cada una de las mallas, luego se pesan el material retenido en cada tamiz.

El proceso anterior se realizó con la intención de recolectar datos para la elaboración de curvas granulométricas para el conjunto de ambos materiales y de esta forma hacer una comparación con las curvas granulométricas estandarizadas para bases y sub-bases granulares establecidas por la norma de construcción de carreteras en el valle de aburra.

Dicha norma ofrece curvas con límites superiores e inferiores por lo cual si todos los puntos de nuestra curva quedan entre los límites establecidos nuestro material será apto para ser utilizado como base o sub base respectivamente. Si ocurre lo contario se recurrirá a utilizar algún método de estabilización, en nuestro caso el método gráfico para estabilización granular y se determinará qué porcentaje de finos y gruesos hacen falta para estabilizar la curva y de este modo conseguir q el material sea apto para los fines mencionados.

CALCULOS

Los datos obtenidos mediante la realización del ensayo de laboratorio, se presentan a continuación:

• Peso del material A (grueso)= 4673.4 g• Peso del martirial B (fino)= 2603.3 g

Se obtuvieron los siguientes resultados para la distribución en los tamices:

MATERIAL ATAMIZ

PESO RETENIDO (g)

2" 01 1/2" 348,301" 6053/4" 7751/2" 1233,43/8" 896n 4 809,5

Tabla 1 y 2. Peso retenido material A y B

Se presenta, el cálculo de los porcentajes de error, correspondientes a la cantidad de material perdido durante el tamizado:

Porcentajes de error material A material B

w material 4673,4 2603,3

w material después de tamizaje

4667,2 2602,3

% error 0,13 0,04

Tabla 3. Porcentajes de error

Como puede observarse en ambos casos el porcentaje de error es mínimo, por lo cual podemos continuar con los cálculos satisfactoriamente.

Se prosigue presentando las tablas que muestran los rangos

MATERIAL BTAMIZ

PESO RETENIDO (g)

n 10 844,8n 40 1356,2n 100 301,3n 200 48,6fondo 51,4

correspondientes a la base y sub-base granular, que permite la norma para construcción de carreteras en el valle de aburra:

SUB-BASE GRANULARtamiz

abertura mm

% pasa sub

%pasa sub

3” 76,12 100 1002” 50,8 65 1001” 25,4 45 753/8” 9,52 30 60n 4 4,76 25 50n 10 2 20 40n 200 0,074 3 15Tabla 4. Sub-base granular

BASE GRANULARtamiz

abertura mm

% pasa base

% pasa base

1 1/2" 38,1 100 1001" 25,4 77 943/4" 19,05 62 833/8" 9,52 43 66n 4 4,76 33 53n 10 2 22 39n 40 0,42 12 25n 200 0,074 6 12Tabla 5. Base granular

Consecutivamente un análisis granulométrico del material A + B nos daría como resultado la siguiente tabla:

MATERIAL TOTAL

tamizabertura mm

w retenido

% w retenido

% pasa

2" 50,8 0 0,0 100,01 1/2" 38,1 348,3 4,8 95,21" 25,4 605 8,3 86,93/4" 19,05 775 10,7 76,21/2" 12,7 1233,4 17,0 59,33/8" 9,52 896 12,3 46,9n 4 4,76 809,5 11,1 35,8n 10 2 844,8 11,6 24,2n 40 0,42 1356,2 18,7 5,5n 100 0,15 301,3 4,1 1,4n 200 0,074 48,6 0,7 0,7fondo 51,4 0,7 0,0Tabla 6. Material total

Luego, nuestra curva granulométrica tendrá la siguiente forma:

Grafica 1. Curva granulométrica

Comparando nuestra curva granulométrica, con las curvas de aceptación para la realización de una base granulométrica especificada por la norma, se obtiene:

Grafica 2. Comparación curva granulométrica, estándares para base

Comparando nuestra curva granulométrica, con las curvas de aceptación para la realización de una sub-base granulométrica especificada por la norma, se obtiene:

Grafica 3. Comparación curva granulométrica, estándares para sub-base

Como se puede observar en las 2 graficas anteriores, nuestro material no se ajusta a las especificaciones dadas por la norma, por lo cual se debe proceder a realizar una estabilización granular, haciendo uso del método grafico referenciado en el laboratorio.

Después de realizar el proceso de estabilización granular para la base, siguiendo los estándares de la norma y utilizando el método gráfico de estabilización, se obtienen los siguientes datos y la posterior gráfica:

tamizabertura mm

w retenido

% w retenido % pasa

% pasa corregido

2" 50,8 1298,4 22,8 77,2 1001 1/2" 38,1 395,6 7,0 70,2 98,51" 25,4 689,4 12,1 58,1 963/4" 19,05 531,9 9,4 48,7 93,51/2" 12,7 785,9 13,8 34,9 893/8" 9,52 419,7 7,4 27,5 85,5n 4 4,76 368 6,5 21,1 82,5n 10 2 557 9,8 11,3 18n 40 0,42 411,2 7,2 4,0 4n 100 0,15 301,3 4,1 -0,1 1n 200 0,074 215 3,8 0,3 0,5fondo 15,3 0,3 0,0 Tabla 7. Datos material corregido

Grafica 4. Comparación curva granulométrica corregida, estándares para baseANALISIS DE RESULTADOS

✔ La importancia que tiene el ajustar la granulometría de los materiales usados en el diseño de

pavimentos, reside en que toda obra debe cumplir con unas normas (en nuestro caso INVIAS

o las Normas de Construcción de Pavimentos en el Valle de Aburrá) y especificaciones

usadas para garantizar calidades mínimas en la construcción, esto tiene implicaciones tanto

económicos como logísticas a la hora de realizar cualquier proyecto.

✔ Después de realizar el proceso de estabilización de la muestra, los resultados nos indican que

para el caso de la base, el porcentaje de gruesos que debe usarse es del 27% del total de la

muestra y el porcentaje de finos es 73%. A pesar de esto, no siempre el método de

estabilización granular es eficaz, obsérvese que nuestro suelo no puede ser material de base ni

haciendo tal corrección, como se observa en la gráfica 4.

Sin embargo, no es vago rescatar que el método da un indicio del factor económico del

trabajo a realizar; en nuestro caso habría que invertir más en finos que en gruesos; esta

situación es positiva ya que los finos son más económicos. Además una estabilización supone

una mejor opción que la búsqueda de fuentes para conseguir otro material.

✔ Debe contarse con una muestra representativa adecuada ya que podría modelarse mal la situación del material disponible para utilizar.

✔ En nuestro caso se debe buscar otra fuente de material o un material diferente para elaborar la base granular.

✔ Del buen desarrollo del trabajo depende la utilidad de la utilización del método; un alto porcentaje de error nos habría dejado insatisfechos y se repetiría el ensayo para verificar que no puede estabilizarse el material para conformar la base granular, asumiendo así todas las consecuencias que esto implique (pérdida de dinero y tiempo).

ERROR

✔ Se puede cometer errores durante el proceso del tamizado al perder material por un mal uso y

al quedar fracciones de la muestra en las mallas. Estos factores influyen en los pesos

registrados.

✔ El mal estado de los tamices al tener agujeros más grandes de lo estipulado.

✔ Descalibración de la báscula usada para el pesaje del material.

BIBLIOGRAFIA

✔ Norma de construcción de pavimentos en el Valle de Aburrá.

✔ Norma INVÍAS 2-13

✔ Motejo Fonseca, Alfonso. Ingeniería de pavimentos para carreteras.

ENSAYO

Después de realizar todos los procedimientos que conciernen a este ensayo de laboratorio, nos damos cuenta de la importancia que tiene una correcta realización de los mismos, donde el laboratorista y el interventor deben ceñirse rígidamente a las normas estipuladas por los organismos de control de diseño de pavimentos, en nuestro caso referentes a la base y a la sub-base granular de estos, ya sean las normas del INVIAS, las del manual de construcción de carreteras para el valle de aburra o la norma vigente y correspondiente para el lugar y el tipo de obra que estemos realizando. Resaltando que la función del laboratorista es realizar correctamente los procedimientos y arrojar resultados de los mismos, los cuales deben ser analizados por el interventor de la obra, en aras de desarrollar un diseño efectivo para la ejecución de la misma.

Lo anterior surge, de la necesidad que tiene el país de potencializar su infraestructura vial, donde los sujetos delegados para llevar a cabo estas funciones, desvían sus miradas del beneficio público al beneficio personal, llevando a cabo construcción de obras, pavimentos en nuestro caso con especificaciones técnicas desligadas totalmente de la normatividad, buscando de este modo una reducción en los gastos de operación y un aumento económico personal. Quizá desconociendo que las normas, buscan realizar una labor ingenieril que cumplan con las necesidades para las cuales fue desarrollada, cumpliendo con las especificaciones de seguridad y

al más bajo precio. Por consiguiente, si estas normas son desconocidas, en nuestro caso en particular, la base o la sub-base granular no son diseñadas correctamente, pueden fallar en sus funciones básicas, acortando la vida útil del pavimento, encareciendo las labores de mantenimiento, cotizando la circulación de los vehículos y poniendo en peligro la vida de los usuarios de la vía.