Practica de Pavimentos

7/25/2019 Practica de Pavimentos

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PRACTICA 1: GRANULOMETRA DEL SUELO.

MATERIAL

a).- 1 Juego de mallas granulomtricas de 4 a la 200b).-1 Balanzac)1 Cepillo de cerdas suaves

PROCEDIMIENTO

a) Se ordenan las mallas en forma descendente y al final se le agrega la charola.b) Despus se le va vertiendo la arena y se va agitando verticalmente teniendocuidado de no tirar material.c) El material retenido en cada malla despus de agitarla vigorosamente se pesa

una por una.d) Al ltimo se pesa lo que se obtuvo en la charola.Ya terminada la prueba s deber limpiar cada malla cuidadosamente

Resultados:Peso de la muestra a cribar: 200gr

MallaRetenido en

g% en

Retenido% en Ret.

Entero% Ret.

Acumulado% quepasa

4 1.6 0.8 1 0.8 99

10 3 1.5 2 2 9820 5.6 2.8 3 5 95

40 12.8 6.4 6 12 89

60 31.4 15.7 16 27 73

100 40.8 20.4 20 48 52

200 37.5 18.8 19 66 34pasa#200 67.3 33.7 34 100 0

200.0 100.0 100


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Clasificacin del suelo segn AASTHO

Malla % que pasa de 100%

Nm. 10 97.7Nm. 40 88.5Nm. 200 33.65

Segn la clasificacin AASTHO el suelo es uno tipo A-2-5.

Por lo tanto como ndice de grupo es negativo el ndice es igual a cero.

30

40

50

60

70

80

90

100

1 10 100

%q

uepasa

Numero de malla

Granulometria de la muestra de suelo


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PRCTICA 2 DETERMINACIN DE LOS LIMITES DEPLASTICIDAD: LL Y LP.

Los lmites de plasticidad deben determinarse en la fraccin de suelo menor que la

malla N 40. Si el espcimen es arcilloso, es preciso que nunca haya sido secadoa humedades menores que su lmite plstico aproximadamente.

EQUIPO NECESARIO

El equipo necesario para la determinacin comprende:

1. Una copa de Casagrande con ranurador laminar.2. Una balanza con sensibilidad de 0.01 g.

3. Un horno de temperatura constante, comprendida entre 105 y 110C.4. Vidrios de reloj.5. Capsulas de porcelana.6. Esptulas y dems equipo obligado.

Procedimiento de la prueba de lmite lquido.

Se ajustara a lo siguiente:

1. Tmense unos 100 g de suelo hmedo y mzclense con una esptula,aadiendo agua destilada si es preciso, hasta que adopten una

consistencia suave y uniforme.2. Colquese una porcin de esa pasta en la copa de Casagrande con un

espesor mximo de 1 cm y hgase con el ranurador apropiado la ranuracorrespondiente; el ranurador deber mantenerse en todo el recorridonormal a la superficie interior de la copa.

3. Accinese la copa a razn de dos golpes por segundo, contando el nmerode golpes necesarios para que la parte inferior del talud la ranura se cierre1.27 cm (0.5). la ranura deber cerrarse por flujo del suelo y no

deslizamiento del mismo respecto a la copa.4. Remezclese el suelo en la copa, con la esptula, repitiendo las etapas (2) y

(3) dos veces ms, si el nmero de golpes necesario para el cierre de laranura es consistentemente el mismo en las tres ocasiones. Si alguno deesos nmeros resulta muy diferente de los otros, reptanse una cuarta vezlas etapas (2) y (3). As se tiene un nmero de golpes correspondiente a uncierto contenido de agua del suelo. Entre dos determinaciones, el nmerode golpes no debe diferir en ms de un golpe.


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5. Cuando se ha obtenido un valor consistente del nmero de golpes,comprendido entre 6 y 35 golpes, tmense 10 g de suelo,aproximadamente, de la zona prxima a la ranura cerrada y determnese sucontenido de agua de inmediato.

6. Reptanse las etapas (2) a (5) teniendo el suelo otros contenidos de agua.

Para humedecer el suelo, sese un gotero, remoldeando la pasta hasta queel agua aadida quede uniformemente incorporada. Para secar el suelo,sese la esptula, remezclndolo de modo que se produzca evaporacin;en ningn caso se secara la muestra en un horno o sometindola a ningnproceso de evaporacin violenta. De esta manera debern tenerse, comomnimo, cuatro valores del nmero de golpes correspondientes a cuatrodiferentes contenidos de agua, comprendidos entre los 6 y los 35 golpes.Cada valor estar obtenido, como se dijo en (4) de, por lo menos, tresdeterminaciones sucesivas.

7. Dibjese una grfica ( curva de fluidez) con los contenidos de agua y losnumero de golpes correspondientes, los primeros como ordenadas enescala natural y los segundos como abscisas, en escala logartmica. Estacurva debe considerarse como una recta entre los 6 y los 35 golpes. Laordenada correspondiente a los 25 golpes ser el lmite lquido del suelo.

Limite plstico

Se ajustara a lo siguiente:

1. Mzclense perfectamente alrededor de 15 g de suelo hmedo.

2. Rlese el suelo sobre una placa de vidrio o metal con la mano, hastaalcanzar un dimetro de 3 mm (1/8).

3. reptase la etapa (2) hasta que el cilindro presente seales dedesmoronamiento y agrietamiento al alcanzar el dimetro de 3 mm (1/8).

4. Al llegar al lmite sealado (3), determnese el contenido de agua de unaparte del cilindro correspondiente.

5. Reptanse las etapas (2) a (4) dos veces ms, para obtener tres valores. Ellmite plstico del suelo ser el promedio de las tres dimensiones.


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DATOS DE LA PRCTICA.

El lmite lquido y plstico se calcul a un golpe de manera que los resultados

fueron los siguientes:LIMITE LQUIDO

CAPSULA N

NUMERO DEGOLPES

PESOCAPSULA+SUELOHUMEDO

PESOCAPSULA+SUELOSECO

PESODEL

AGUA

PESODE LACAPSULA

PESODELSUELOSECO

CONTEDIDO DE

AGUA (W)

gr gr gr gr gr %69 25 27.99 26.83 1.16 22.40 4.43 26.18

LIMITE PLSTICO

CAPSULA N

NUMERO DEGOLPES

PESOCAPSULA+SUELOHUMEDO

PESOCAPSULA+SUELOSECO

PESODEL

AGUA

PESODE LACAPSULA

PESODELSUELOSECO

CONTEDIDO DE

AGUA (W)

gr gr gr gr gr %25 25 21.44 20.55 0.89 15.88 4.67 19.05

CLCULO DEL LMITE LQUIDO

LL: 28.18 %

LP: 19.05 %

Clasificacin del suelo segn la carta de plasticidad:como el lmite plstico esmenor al 50% y el ndice plstico menor a 20 entonces nuestra muestra es un OL,

es decir, una arcilla ligera y grava con arena.


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PRACTICA 3: PRUEBA DE COMPACTACIN POR CARGAESTTICA.

La prueba de compactacin por carga esttica sirve para determinar el peso especficomximo y la humedad optima, en suelos con partculas gruesas que se emplean en laconstruccin de terraceras, pudindose efectuarse tambin en arenas y finos cuyo ndiceplstico sea menor de seis. El mtodo consiste en preparar especmenes con materialque pasa la malla nmero 25.0, agregndoles diferentes cantidades de agua ycompactndolos con carga esttica. La principal aplicacin de este procedimiento es laelaboracin de especmenes de suelo para determinar el valor relativo de soporte(V.R.S.)y tambin se utilizan en la determinacin del grado de compactacin en los casosen que el proyecto as lo indique.

El equipo necesario para realizar esta prueba es el siguiente:

Molde cilndrico de compactacin de 157.5 mm de dimetro interior y 127.5 mm dealtura, provisto de collarn y una base con dispositivo para sujetar el cilindro.

Mquina de compresin con capacidad mnima de treinta toneladas yaproximacin de 100kg.

Varilla metlica de 19 milmetros de dimetro y 300 milmetros de longitud, conpunta de bala.

Placa circular para compactar, con dimetro de 154.5 mm, con dispositivo parasujetarla en la cabeza de aplicacin de la carga.

Malla nmero 25.0. Malla nmero 4.75.

Balanza con capacidad mnima 20 kg y de aproximacin de 5 gr. Calibrador con vernier tipo muser.

La preparacin de la muestra se efecta como se indica a continuacin:

1) De una muestra obtenida y preparada, teniendo cuidado de secar el materialnicamente lo necesario para facilitar su disgregacin, se toma y criba unacantidad suficiente para obtener una porcin de 16 kg de material que pasa lamalla nmero 25.

2) Se divide mediante cuarteo la porcin que pasa por la malla nmero 25. En cuatropartes con pesos aproximadamente iguales.

La prueba se efectuara de la forma siguiente:

1) Se toma una de las cuatro partes del material y se le incorpora la cantidad de aguanecesaria, para que una vez repartida uniformemente, presente una consistenciatal que, al ser comprimido en la palma de la mano, la humedezca muy ligeramente.Para favorecer lo anterior, en algunos casos ser necesario dejar el materialhmedo un cierto tiempo en reposo, cubierto con una lona hmeda.


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2) Se coloca el material humedecido, dentro del molde con su collarn instalado, entres capas del mismo espesor aproximadamente y se le da a cada una de ellas 25golpes con la punta de la varilla, distribuyndolos uniformemente.

3) Al terminar la colocacin de la ltima capa, se toma el molde que contiene elmaterial, se coloca en la mquina de compresin y se compacta aplicando

lentamente carga uniforma, hasta alcanzar en un lapso de 5 minutos la presin de140.6 kg/m2, equivalente a una carga de 26.5 toneladas, aproximadamente; semantiene esta carga durante un minuto y se hace la descarga en el siguienteminuto. Al llegar a la carga mxima se observa la base del molde y si estligeramente humedecida, el material tiene la humedad ptima de compactacin yse ha alcanzado su peso especfico o volumtrico mximo.

4) Si al llegar a la carga mxima, no se humedece la base del molde, la humedad conque se prepar la muestra es inferior a la ptima y por lo tanto, se toma otraporcin representativa del material y se le adiciona una cantidad de agua igual a ladel espcimen anterior ms 80 cm3; se mezcla uniformemente y se repiten en estalos pasos descritos en los subprrafos 2) y 3) de este prrafo. Se preparan los

especmenes que sean necesarios siguiendo los pasos indicados en estesubprrafo, hasta lograr que en uno de ellos se observe el inicio delhumedecimiento de la base dl molde con la carga mxima, lo cual generalmentese consigue con menos de cuatro especmenes.

5) Si antes de llegar a la carga mxima se humedece la base del molde por haberseiniciado la expulsin de agua, la humedad con que se prepar la muestra essuperior a la ptima y en este caso se procede como se indica en el subprrafo 4)de este prrafo, con la diferencia de que en lugar de adicionar 80 cm3de agua, sedisminuyen en cada nueva porcin representativa del material, hasta lograr que enuna de ellas, con la carga mxima, se observe el inicio del humedecimiento de la

base del molde.6) Terminada la compactacin del espcimen preparado con la humedad optima, seretira el molde de la mquina de compresin y se determina la altura delespcimen, he, restando de la altura del molde, la altura entre la cara superior delespcimen y el borde superior del molde; se registra este valor en cm, conaproximacin de 0.1 mm

7) Se pesa el molde de compactacin que contiene el espcimen compactado y seanota dicho peso en w1 en kg con aproximacin de 5 gr.

8) Se saca el espcimen del cilindro, se corta longitudinalmente y de la parte centralse obtiene una muestra representativa y siguiendo el procedimiento descrito en laclusula 108-05, se le determina su contenido de agua Wo, el cual se anota en la

hoja de registro.

D) Los clculos y reportes de esta prueba son los siguientes

1) El volumen del espcimen compactado con la humedad optima se calcula pormedio de la siguiente formula:


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En donde:

V= es el volumen del espcimen, en decmetros cbicos.

Es el rea de la seccin transversal del cilindro de compactacin, en centmetroscuadrados.

Es la altura del espcimen, en centmetros.

2) El peso especfico hmedo se calcula por medio de la siguiente formula

En donde Es el peso especfico del espcimen hmedo, en kilogramos por metrocubico.

: Es el peso del espcimen hmedo ms el peso del molde de compactacin enkilogramos.

: es el peso del molde de compactacin, en kilogramos.

V: es el volumen del espcimen, en decmetros cbicos.

3) El peso especfico mximo se calcula mediante l siguiente formula:

En donde:: es el peso especfico mximo del espcimen en estado seco, enkilogramos por metro cubico.: es el peso especfico del espcimen hmedo, en kilogramos por metrocubico.


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: es la humedad ptima del espcimen, en %.

4) Se reporta el peso especfico seco mximo en kilogramos por m cubico yla humedad optima , en porciento, como valores correspondientes almaterial ensayado.

E) Las causas ms frecuentes de error en esta prueba son las siguientes:1) Que distribucin de agua no sea uniforme.2) Que la carga de compactacin no se aplique en la forma especificada3) Que para fines de estimacin de la humedad optima se considere como

humedecimiento de la base del molde, un exceso de agua libre expulsada alaaplicar la carga de compactacin.

Resultados:


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PRCTICA No. 4: PRUEBA VALOR RELATIVO DE SOPORTE(VRS)

INTRODUCCINEsta prueba se lleva a cabo sobre la fraccin que pasa la malla de 25.4 mm, elaborandoun espcimen con la humedad ptima de material por estudiar, de acuerdo con elprocedimiento descrito en la prueba de compactacin por carga esttica, dicho espcimense somete a un perodo de saturacin antes de efectuar la determinacin del valor relativosoporte, y se obtiene como dato adicional la expansin del espcimen originada por lasaturacin.

El valor relativo soporte determinado en la prueba Porter estndar se utiliza como un datocomplementario de la calidad de los suelos.

Esta prueba se efecta a los suelos que se utilizan en la construccin de terraceras yconsiste en elaborar especmenes con diferentes procedimientos de compactacin, a loscuales se les mide la resistencia que presentan a la penetracin de un cilindro de acero, obien, en medir dicha resistencia directamente en la capa de suelo que se desea estudiar;la carga requerida para efectuar una penetracin, de dos punto cincuenta y cuatro (2.54)mm, referida a una carga estndar de 1 360 kilogramos, se denomina (V.R.S.), ValorRelativo Soporte y se expresa en por ciento. Esta es la caracterstica de resistencia quese utiliza principalmente para el diseo de espesores de pavimentos. Existen diferentesprocedimientos de prueba segn las condiciones del suelo, en cuanto al procedimiento decompactacin o acomodo de sus partculas y la humedad a que se necesita conocer suvalor relativo soporte. Dichas pruebas son las siguientes: PORTER ESTANDAR,PORTER MODIFICADA, V.R.S. EN EL LUGAR, En el caso de los mtodos basados en laprueba de Porter, los especmenes se elaboran compactando el suelo mediante diferentescargas estticas y se saturan o bien se les incrementa la humedad ptima para tomar encuenta las condiciones de precipitacin y drenaje que prevalecen en el lugar de la obra.

Es un ndice de resistencia al esfuerzo cortante en condiciones determinadas decompactacin y humedad, y se expresa como el tanto por ciento de la carga necesariapara introducir un pistn de seccin circular en una muestra de suelo, respecto a laprofundidad de penetracin del pistn en una piedra tipo triturada. Por lo tanto, si P2 es lacarga en kg necesaria para hacer penetrar el pistn en el suelo en estudio, y Px=1360kg, la precisa para penetrar la misma cantidad en la muestra tipo de piedra triturada.


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DESARROLLO DE LA PRCTICA

OBJETIVODeterminar si el suelo en estudio, tiene la calidad para ser empleado en las capas: sub-

yacente.Para sta prueba se utiliza un suelo compactado por medio de la prueba Porter.

DEFINICINPrueba que se aplica a materiales de bases, sub-bases y terraceras con el fin dedeterminar el espesor de las capas de un pavimento.

Esta es una prueba para determinar las caractersticas de resistencia de un suelo que seutiliza principalmente para el diseo de pavimentos.

La SCT especfica que el VRS debe cumplir con el 80 % mnimo. 22 Por lo tanto el

material no cumple con esta condicin. En la zona de recta, en los pozos a cielo abiertorealizados a lo largo de la recta se observ que el material de relleno tiene 1.0 m deespesor, tambin se tomaron muestras integrales realizndose pruebas de calidad,indicando el resultado de la prueba de VRS.

EQUIPO Y MATERIAL Todo el equipo y materiales utilizados en la prueba Porter Prensa con capacidad de 5, 000 Kg. Depsito con agua para saturar el suelo compactado Papel filtro de 15.2 cm de dimetro Placa circular perforada de 15.2 cm de dimetro 2 placas circulares de carga de 15.2 cm de dimetro y de 3 Kg. de peso cada una Un trpode metlico para referencia de mediciones Pistn de penetracin de 4.95 cm. de dimetro Extensmetro con carrera de 2.54 cm. y una aproximacin de 0.01 mm. Cronmetro o reloj Calibrador con vernier


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PROCEDIMIENTO

1. Estando el suelo ya compactado, se pone encima un papel filtro, para que no seerosione, al momento de introducirlo a inmersin total en agua.

2. Arriba del papel se coloca una placa circular perforada y encima de sta, las 2placas circulares de carga, sobre la extensin del molde se coloca el trpode, queservir como referencia de mediciones de altura y conocer si el suelo presentaexpansin.

3. Se introduce todo el conjunto al depsito con agua, de tal forma que el moldequede sumergido, con un tirante de 2 cm. arriba del borde superior de la extensindel molde.

4. Utilizando el vernier, se hace una primera lectura de altura, medida sobre eltrpode hasta la parte central de vstago de la placa circular perforada; anotandoesta lectura como (Li), se verifica cada 24 hrs. y cuando en dos lecturas sucesivas

se observe que no hay diferencia, se anota su valor como lectura final (Lf) conaproximacin de 0.01 mm.El perodo de saturacin generalmente vara de 3 a 5 das.

5. Todo lo descrito en paso 4, es con el fin de determinar el porcentaje de expansinque puede tener un suelo

6. Se retira el molde del agua, se le retira la extensin, el papel filtro y la placacircular perforada, colocndose en medio de las placas de carga el pistn depenetracin, despus se coloca el molde en la parte central de la prensa.

7. Se coloca el extensmetro que va indicar las penetraciones estandarizadas para

esta prueba; estas son:1.27 mm.2.54 mm3.81 mm.5.08 mm.7.62 mm.10.16 mm12.70 mm

8. Se aplica una precarga de 10 Kg. e inmediatamente despus, sin retirar la carga,se ajusta el extensmetro en cero, para iniciar la penetracin vertical del pistn depenetracin.

9. Se aplica carga para que el pistn penetre al espcimen a una velocidad de 1.27mm. /min., anotando las cargas necesarias para obtener cada una de laspenetraciones descritas anteriormente.

10. Los resultados se llevan a la grfica (penetraciones contra carga), obtenindose lallamada curva de valor relativo de soporte estndar.


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FORMULAS

El valor relativo de soporte de la muestra, con la siguiente frmula:

Dnde:VRS: Es el valor relativo de soporte de la muestra, referido a la carga estndar depenetracin de 1,360 kilogramos.C2.54: Es la carga correspondiente a la penetracin de 2.54 mm, en kilogramos.

La expansin de la muestra, por medio de la siguiente frmula:

Dnde:E: Expansin de la muestra.Lf: Lectura del extensmetro al finalizar la saturacin, en milmetros.Li: Lectura del extensmetro al iniciarse la saturacin, en milmetros.He: Altura inicial del espcimen, en milmetros.

Humedad de la mu estra.

Dnde:W = HumedadWw= Peso del aguaWs= Peso del solido


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CLCULOS U OPERACIONES

Datos generales del molde Porter y la muestra

Altura del molde: 10.6 cm.

Dimetro del molde: 15.8 cm.rea del molde: 196.06 cm2

Peso del molde: 2698 g.Peso del molde + muestra hmeda: 7308 grPeso del suelo hmedo: 120 grPeso del suelo seco: 96.49 grPeso del agua: 23.51 grPeso del molde + muestra saturada: 8194 gr

h= 1cmDeterminacin de la altura del espcimen, de la orilla del molde hasta la superficie de lamuestra compactada.

L1= 1.4 L2= 1.4 L3= 1.39 L4= 1.3

h2 (promedio de la lectura) = (1.4 + 1.4 + 1.39 + 1.)/4 = 1.08 cm.

he= 10.6 1 = 9.6 cm.

Determinacin del volumen del espcimen, en decmetros cbicos.

Lecturas al iniciar la saturacin1.4 1.4 1.39 1.3

L1: 1.37 cm.

Lecturas al finalizar la saturacin1.6 1.7 1.6 1.7


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L2: 1.48 cm

lectura penetracin en mm carga constantecarga enkg

primera 1.27 2.2 18.7 41.14

segunda 2.54 7 18.7 130.9

tercera 3.81 14 18.7 261.8

cuarta 5.81 36 18.7 673.2

quinta 7.62 45 18.7 841.5

sexta 10.16 56 18.7 1047.2

sptima 12.7 60 18.7 1122

Ajuste de la curva.

0

200

400

600

800

1000

1200

0 2 4 6 8 10 12 14

Cargaenkg

Penetracion en mm


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UTILIZACIN DE LA PRUEBA

Esta prueba se efecta a los suelos que se utilizan en la construccin de terraceras yconsiste en elaborar especmenes con diferentes procedimientos de compactacin, a loscuales se les mide la resistencia que presentan a la penetracin de un cilindro de acero, obien, en medir dicha resistencia directamente en la capa de suelo que se desea estudiar;la carga requerida para efectuar una penetracin, de dos punto cincuenta y cuatro (2.54)mm, referida a una carga estndar de 1 360 kilogramos, se denomina (V.R.S.), ValorRelativo Soporte y se expresa en por ciento. Esta es la caracterstica de resistencia quese utiliza principalmente para el diseo de espesores de pavimentos.

El objetivo de esta prueba es aplicar la prueba de valor relativo de soporte estndar en elclculo de la resistencia al corte de suelos compactados.

0

200

400

600

800

1000

1200

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Cargae

nkg

Penetracion en mm

c

c


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CONCLUSIONES:

Como conclusiones tenemos a un suelo con un V.R.S. menor al ptimo para el diseo, yaque este tiene que ser mayor al 80%, mientras que nosotros obtuvimos solamente unV.R.S. de 61.76 %, adems nuestro suelo es uno mal graduado que result ser una arcillaligera con grava y arena segn la carta de plasticidad. Mientras que dentro de laclasificacin AASTHO esta se encuentra dentro de la clasificacin A-2-5.


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Imgenes de las prcticas realizadas

practica 1: granulometra.

Ilustracin 1Ilustracin 2

Ilustracin 3 Ilustracin 4


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practica 2: PRCTICA 2 DETERMINACIN DE LOS LIMITES DEPLASTICIDAD: LL Y LP.




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practica 3: PRUEBA DE COMPACTACIN POR CARGA ESTTICA.


Ilustracin 11



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PRCTICA No. 4: PRUEBA VALOR RELATIVO DE SOPORTE (VRS)




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Documents

Practica de Pavimentos