TRABAJO FINAL pavimentos.pdf

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS

1

Contenido

I. INTRODUCCION ........................................................................................................................ 02

II. ENSAYOS DE AGREGADOS PARA PAVIMENTOS ...................................................................... 03

1.- ANALISIS GRANULOMETRICO POR TAMIZADO ................................................................ 03

2.- LIMITES DE CONSISTENCIA ............................................................................................... 12

3.- EQUIVALENTE DE ARENA .................................................................................................. 24

4.- PESO ESPECIFICO Y ABSORCION ....................................................................................... 32

5.- PESO UNITARIO SUELTO ................................................................................................... 40

6.- PESO UNITARIO VARILLADO ............................................................................................. 43

7.- ABSORSION ....................................................................................................................... 44

8.- PROCTOR MODIFICADO .................................................................................................... 47

9.- CBR .................................................................................................................................... 56

10.- PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS .......................................................................... 67

11.- PORCENTAJE DE PARTICULAS CHATAS Y ALARGADAS .................................................... 69

12.- CONTENIDO DE IMPUREZAS ORGANICAS ....................................................................... 71

13.- CONTENIDO DE SALES SOLUBLES TOTALES ..................................................................... 73

14.- DURABILIDAD .................................................................................................................. 75

III. CONCLUSIONES ...................................................................................................................... 84

IV. BIBLIOGRAFIA ......................................................................................................................... 85



2

I. INTRODUCCIÓN

En obras viales de pavimentación es importante el estudio, evaluación y

entendimiento de las características físicas y el comportamiento mecánico de los

suelos y materiales. Los ensayos de laboratorio nos permitirán tener dicha

información, por ello que el presente trabajo se destina a desarrollar los ensayos de

agregados para pavimentos.

El presente trabajo recopila información del MINISTERIO DE TRANSPORTES Y

COMUNICACIONES, libros e información obtenida del Internet.

El orden de los tipos de ensayos es realizado conforme el docente dio referencia,

en 16 numerales contenidos en el titulo II.



3

II. ENSAYOS DE AGREGADOS PARA PAVIMENTOS

Los ensayos estan regidos por el Manual de Ensayo de Materiales para Carreteras

(EM -2000),que son concordantes con la normatividad y exigencias establecidas

por las Instituciones Técnicas reconocidas Internacionalmente como AASHTO, ASTM,

Instituto del Asfalto, entre otros, ACI, etc, así también con las condiciones propias

y particulares de nuestro país. Y teniendo en consideración este manual, se

desarrolla los siguientes ENSAYOS:

1. ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO

El Manual de Ensayos especifica los siguientes ensayos para análisis

granulométrico:

MTC E-107-2000 “Análisis granulométrico de suelos por tamizado”

MTC E-204-2000 “Análisis granulométrico de suelos por tamizado”

MTC E-107-2000 “Análisis granulométrico de suelos por tamizado ”

Tiene como objetivo la determinación cuantitativa de la distribución de

tamaños de partículas de suelo, y describir el método para determinar los

porcentajes de suelo que pasan los distintos tamices, hasta el de 74 mm

(Nº200)

APARATOS:

Dos balanzas, una con sensibilidad de 0.01 g para pesar

material que pase el tamiz de 4.760 mm (Nº 4). Otra con

sensibilidad de 0.1 % del peso de la muestra, para pesar los

materiales retenidos en el tamiz Nº 4.

TAMICES DE MALLA CUADRADA: 75 mm (3"), 50,8 mm (2"),

38,1 mm (1½"), 25,4 mm (1"), 19,0 mm (¾"), 9,5 mm (

3/8"), 4,76 mm (N° 4), 2,00 mm (N° 10), 0,840 mm (N°

20), 0,425 mm (N° 40), 0,250 mm (N° 60), 0,106 mm (N°

140) y 0,075 mm (N° 200).

ESTUFA: capaz de mantener temperaturas uniformes y

constantes hasta de 110 ± 5 °C (230 ± 9 °F).

ENVASES: adecuados para el manejo y secado de las

muestras.

CEPILLO Y BROCHA: para limpiar las mallas de los tamices.



4

MUESTRA:

Según sean las características de los materiales finos de la

muestra, el análisis con tamices se hace, bien con la muestra

entera, o bien con parte de ella después de separar los finos por

lavado. Si la necesidad del lavado no se puede determinar por

examen visual, se seca en el horno una pequeña porción húmeda

del material y luego se examina su resistencia en seco rompiéndola

entre los dedos. Si se puede romper fácilmente y el material fino

se pulveriza bajo la presión de aquellos, entonces el análisis con

tamices se puede efectuar sin previo lavado.

Prepárese una muestra para el ensayo como se describe en la

preparación de muestras para análisis granulométrico (MTC E 106),

la cual estará constituida por dos fracciones: una retenida sobre el

tamiz de 4,760 mm (N° 4) y otra que pasa dicho tamiz. Ambas

fracciones se ensayaran por separado.

El peso del suelo secado al aire y seleccionado para el ensayo,

como se indica en el modo operativo MTC E 106, será suficiente

para las cantidades requeridas para el análisis mecánico, como

sigue:

Para la porción de muestra retenida en el tamiz de 4,760 mm (N°

4) el peso dependerá del tamaño máximo de las partículas de

acuerdo con la Tabla 1.

El tamaño de la porción que pasa tamiz de 4,760 mm (N° 4) será

aproximadamente de 115 g, para suelos arenosos y de 65 g para

suelos arcillosos y limosos.

Se puede tener una comprobación de los pesos, así como de la

completa pulverización de los terrones, pesando la porción de

muestra que pasa el tamiz de 4,760 mm (N° 4) y agregándole este

valor al peso de la porción de muestra lavada y secada en el

horno, retenida en el tamiz de 4,760 mm (N° 4)

ANÁLISIS POR MEDIO DE TAMIZADO DE LA FRACCIÓN RETENIDA

EN EL TAMIZ DE 4,760 mm (N° 4):

Sepárese la porción de muestra retenida en el tamiz de 4,760 mm

(N° 4) en una serie de fracciones usando los tamices de: 75 mm



5

(3"), 50 mm (2"), 38,1 mm (1½"), 25,4 mm (1"), 19,0 mm (¾"), 9,5

mm (3 /8"), 4.7 mm (N° 4), o los que sean necesarios dependiendo

del tipo de muestra, o de las especificaciones para el material que

se ensaya.

En la operación de tamizado manual se mueve el tamiz o tamices

de un lado a otro y recorriendo circunferencias de forma que la

muestra se mantenga en movimiento sobre la malla. Debe

comprobarse al desmontar los tamices que la operación está

terminada; esto se sabe cuando no pasa más del 1 % de la parte

retenida al tamizar durante un minuto, operando cada tamiz

individualmente. Si quedan partículas apresadas en la malla,

deben separarse con un pincel o cepillo y reunirlas con lo retenido

en el tamiz.

Cuando se utilice una tamizadora mecánica, se pondrá a funcionar

por diez minutos aproximadamente; el resultado se puede verificar

usando el método manual.

Se determina el peso de cada fracción en una balanza con una

sensibilidad de 0.1 %. La suma de los pesos de todas las fracciones

y el peso, inicial de la muestra no debe diferir en más de 1%.

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DE LA FRACCIÓN FINA

El análisis granulométrico de la fracción que pasa el tamiz de 4,760

mm (N° 4) se hará por tamizado y/o sedimentación según las

características de la muestra y según la información requerida.

Los materiales arenosos que contengan muy poco limo y arcilla,

cuyos terrones en estado seco se desintegren con facilidad, se

podrán tamizar en seco.

Los materiales limo-arcillosos, cuyos terrones en estado seco no

rompan con facilidad, se procesarán por la vía húmeda.

Si se requiere la curva granulométrica completa incluyendo la

fracción de tamaño menor que el tamiz de 0,074 mm (N° 200), la

gradación de ésta se determinará por sedimentación, utilizando el

hidrómetro para obtener los datos necesarios.

Se puede utilizar procedimientos simplificados para la

determinación del contenido de partículas menores de un cierto

tamaño, según se requiera.

La fracción de tamaño mayor que el tamiz de 0,074 mm (N° 200)

se analizará por tamizado en seco, lavando la muestra

previamente sobre el tamiz de 0,074 mm (N° 200)



6

Procedimiento para el análisis granulométrico por lavado sobre el

tamiz de 0,074 mm (N° 200).

Se separan mediante cuarteo, 115 g para suelos arenosos y

65 g para suelos arcillosos y limosos, pesándolos con

exactitud de 0.01 g.

Humedad higroscópica. Se pesa una porción de 10 a 15 g de

los cuarteos anteriores y se seca en el horno a una

temperatura de 110 ± 5 °C (230 ± 9 °F). Se pesan de nuevo

y se anotan los pesos.

Se coloca la muestra en un recipiente apropiado,

cubriéndola con agua y se deja en remojo hasta que todos

los terrones se ablanden.

Se lava a continuación la muestra sobre el tamiz de 0,074

mm (N° 200) con abundante agua, evitando frotarla contra

el tamiz y teniendo mucho cuidado de que no se pierda

ninguna partícula de las retenidas en él.

Se recoge lo retenido en un recipiente, se seca en el horno

a una temperatura de 110 ± 5 °C (230 ± 9 °F) y se pesa.

Se tamiza en seco.

CÁLCULOS

Valores de análisis de tamizado para la porción retenida en el

tamiz de 4,760 mm (N° 4).

Se calcula el porcentaje que pasa el tamiz de 4,760 mm (N° 4)

dividiendo el peso que pasa dicho tamiz por el del suelo

originalmente tomado y se multiplica el resultado por 100. Para

obtener el peso de la porción retenida en el mismo tamiz, réstese

del peso original, el peso del pasante por el tamiz de 4,760 mm

(N° 4).

Para comprobar el material que pasa por el tamiz de 9,52 mm (

3/8"), se agrega al peso total del suelo que pasa por el tamiz de

4,760 mm (Nº 4) el peso de la fraccion que pasa el tamiz de 9,52

mm (3/8”) y que queda retenida en el de 4,760 mm (N° 4). Para

los demás tamices continúese el cálculo de la misma manera.

Para determinar el porcentaje total que pasa por cada tamiz, se

divide el peso total que pasa entre el peso total de la muestra y

se multiplica el resultado por 100.



7

Valores del análisis por tamizado para la porción que pasa el tamiz

de 4,760 mm (N° 4).

Se calcula el porcentaje de material que pasa por el tamiz de

0,074 mm (N° 200) de la siguiente forma:

Se calcula el porcentaje retenido sobre cada tamiz en la siguiente

forma:

Se calcula el porcentaje más fino. Restando en forma acumulativa

de 100% los porcentajes retenidos sobre cada tamiz.

Porcentaje de humedad higroscópica. La humedad higroscópica

como la pérdida de peso de una muestra secada al aire cuando se

seca posteriormente al horno, expresada como un porcentaje del

peso de la muestra secada al horno. Se determina de la manera

siguiente:

OBSERVACIONES

El informe deberá incluir lo siguiente:

El tamaño máximo de las partículas contenidas en la

muestra.

Los porcentajes retenidos y los que pasan, para cada uno

de los tamices utilizados.

Toda información que se juzgue de interés.



8

Los resultados se presentarán: (1) en forma tabulada, o (2) en

forma gráfica, siendo esta última forma la indicada cada vez que

el análisis comprenda un ensayo completo de sedimentación.

Las pequeñas diferencias resultantes en el empate de las curvas

obtenidas por tamizado y por sedimento, respectivamente, se

corregirán en forma gráfica.

Los siguientes errores posibles producirán determinaciones

imprecisas en un análisis granulométrico por tamizado.

Aglomeraciones de partículas que no han sido completamente

disgregadas. Si el material contiene partículas finas plásticas, la

muestra debe ser disgregada antes del tamizado.

Tamices sobrecargados. Este es el error más común y más serio

asociado con el análisis por tamizado y tenderá a indicar que el

material ensayado es más grueso de lo que en realidad es. Para

evitar esto, las muestras muy grandes deben ser tamizadas en

varias porciones y las porciones retenidas en cada tamiz se

juntarán luego para realizar la pesada.

Los tamices han sido agitados por un período demasiado corto o

con movimientos horizontales o rotacionales inadecuados. Los

tamices deben agitarse de manera que las partículas sean

expuestas a las aberturas del tamiz con varias orientaciones y así

tengan mayor oportunidad de pasar a través de él.

La malla de los tamices está rota o deformada; los tamices deben

ser frecuentemente inspeccionados para asegurar que no tienen

aberturas más grandes que la especificada.

Pérdidas de material al sacar el retenido de cada tamiz.

Errores en las pesadas y en los cálculos.

MTC E-204-2000 “Análisis granulométrico de agregado grueso y fino”

Tiene como objeto, determinar cuantitativamente, los tamaños de

las partículas de agregados gruesos y finos de un material, por

medio de tamices de abertura cuadrada.

Esto consiste en determinar la distribución de los tamaños de las

partículas de una muestra seca del agregado, por separación a

través de tamices dispuestos sucesivamente de mayor a menor

abertura.

La determinación exacta de materiales que pasan el tamiz de 75

µm (No. 200) no puede lograrse mediante este ensayo. El método

de ensayo que se debe emplear será: "Determinación de la

cantidad de material fino que pasa el tamiz de 75 µm (No. 200)",

norma MTC E202.



9

APARATOS:

Balanza, con sensibilidad de por lo menos 0.1% del peso de

la muestra que va a ser ensayada.

Tamices. Tamices seleccionados de acuerdo con las

especificaciones del material que va a ser ensayado.

Estufa de tamaño adecuado, capaz de mantener una

temperatura uniforme de 110° ±5 °C (230° ±9 °F).

MUESTRA:

Las muestras para el ensayo se obtendrán por medio de cuarteo,

manual o mecánico. El agregado debe estar completamente

mezclado y tener la suficiente humedad para evitar la segregación

y la pérdida de finos. La muestra para el ensayo debe tener la

masa seca aproximada y consistir en una fracción completa de la

operación de cuarteo. No está permitido seleccionar la muestra a

un peso exacto determinado.

Agregado fino. Las muestras de agregado fino para el análisis

granulométrico, después de secadas, deberán tener mínimo 300gr .

Agregado grueso. Las muestras de agregado grueso para el análisis

granulométrico, después de secadas, deberán tener

aproximadamente los siguientes pesos:

Para mezclas de agregados gruesos y finos, la muestra será

separada en dos tamaños, por el tamiz de 4.75 mm (No. 4) y

preparados como se indicó anteriormente.



10

La cantidad de material que pasa el tamiz de 75 mm (No. 200), se

puede determinar por el método de ensayo MTC E202.

(Determinación de la cantidad de material fino que pasa el tamiz

de 75 µmm (No. 200)).

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA:

Séquese la muestra a una temperatura de 110° ± 5°C (230° ± 9º

F), hasta obtener peso constante.

Cuando se deseen resultados rápidos, no es necesario secar el

agregado grueso para este ensayo, debido a que el resultado se

afecta poco por el contenido de humedad a menos que:

a) El tamaño máximo nominal sea menor de 12.5 mm ( 1/2")

b) El agregado grueso tenga una cantidad apreciable de finos

menores de 4.75 mm (No. 4).

c) El agregado grueso sea altamente absorbente (por ejemplo un

agregado ligero).

También las muestras pueden secarse con las más altas

temperaturas asociadas con el uso de planchas de calentamiento,

sin que se afecten los resultados, pues se permiten escapes de

vapores que no generan presiones suficientes para fracturar las

partículas, ni temperaturas tan altas que causen rompimiento

químico de los agregados.

PROCEDIMIENTO:

Selecciónese un grupo de tamices de tamaños adecuados para

cumplir con las especificaciones del material que se va a ensayar.

Colóquense los tamices en orden decreciente, por tamaño de

abertura. Efectúese la operación de tamizado a mano o por medio

de un tamizador mecánico, durante un período adecuado.

Limítese la cantidad de material en un tamiz dado, de tal forma

que todas las partículas tengan la oportunidad de alcanzar las

aberturas del tamiz varias veces durante la operación del

tamizado.

El peso retenido en tamices menores al de 4.75 mm (No. 4) cuando

se complete la operación detamizado, no debe ser mayor de 7

kg/m2 de superficie tamizada.

Para tamices de 4.75 mm (No. 4) y mayores, el peso en kg/m2 por

superficie de tamizado no excederá el producto de 2.5 x abertura

del tamiz (mm).

En ningún caso, el peso debe ser tan grande que cause

deformación permanente en la malla del tamiz.



11

La cantidad de 7 kg/m2 equivale a 200 g para el diámetro usual de

203 mm (8") de los marcos de los tamices. La cantidad de material

en un tamiz puede regularse por:

a) La introducción de un tamiz con abertura más grande antes

éste.

b) Probando la muestra en un número de incrementos.

Continúese el tamizado por un período suficiente, de tal forma que

después de terminado, no pase más del 1% de la cantidad en peso

retenida en cada tamiz, durante un (1) minuto de tamizado

continuo a mano, realizado de la siguiente manera: tómese

individualmente cada tamiz, con su tapa y un fondo que ajuste sin

holgura, con la mano en una posición ligeramente inclinada. Se

golpea secamente el lado del tamiz, con un movimiento hacia

arriba contra la palma de la otra mano, a razón de 150 veces por

minuto, girando el tamiz aproximadamente 1/6 de vuelta en cada

intervalo de 25 golpes. Se considerará satisfactorio el tamizado

para tamaños mayores al tamiz de 4.75 mm (No. 4), cuando el

total de las partículas del material sobre la malla forme una sola

capa. Si el tamaño de los tamices hace impracticable el

movimiento de tamizado recomendado, utilícense tamices de 203

mm (8") de diámetro para comprobar la eficiencia del tamizado.

En el caso de mezclas de agregados gruesos y finos, la porción de

muestra más fina que el tamiz de 4.75 mm (No. 4) puede

distribuirse entre dos o más grupos de tamices para prevenir

sobrecarga de los tamices individuales.

Para partículas mayores de 75 mm (3"), el tamizado debe

realizarse a mano, determinando la abertura del tamiz más

pequeño por el que pasa la partícula.

Comiéncese el ensayo con el tamiz más pequeño que va a ser

usado. Rótense las partículas si es necesario, con el fin de

determinar si ellas pasarán a través de dicho tamiz; sin embargo,

no deberán forzarse las partículas para que pasen a través de

éste. Cuando sea necesario determinar la cantidad de material

que pasa el tamiz de 75 mm (No. 200), se ensayará primero la

muestra de acuerdo con la norma citada. Se añade el porcentaje

de material más fino que el tamiz de 75 mm (No. 200)

determinado por el mencionado método, al porcentaje tamizado

sobre este mismo tamiz, determinado en el resto de la muestra,

cuando se ensaye en seco mediante el presente método.

Determínese el peso de la muestra retenido en cada tamiz, con

una balanza.

El peso total del material después del tamizado, debe ser

comparado con el peso original de la muestra que se ensayó. Si la

cantidad difiere en más del 0.3%, basado en el peso de la muestra

original seca, el resultado no debe ser aceptado.



12

CÁLCULOS:

Calcúlese el porcentaje que pasa, el porcentaje total retenido, o

el porcentaje de las fracciones de varios tamaños, con una

aproximación de 0.1%, con base en el peso total de la muestra

inicial seca.

Si la muestra fue primero ensayada por el método MTC E202,

inclúyase el peso del material más fino que el tamiz de 75 mm (No.

200) por lavado en los cálculos de tamizado, y úsese el total del

peso de la muestra seca previamente lavada en el método

mencionado, como base para calcular todos los porcentajes.

Cuando sea requerido, calcular el modulo de finura como la suma

de los porcentajes retenidos, acumulados para cada una de las

siguientes mallas, dividiendo la suma por 100:150 µm (Nº 100), 300

µm (Nº 50), 600 µm (Nº 30), 1,18 mm (Nº 16), 2,36 mm (Nº 8), 4,75

mm (Nº 4), 9,5 mm (3/8”), 19,0 mm (3/4”), 37,5 mm (1 ½”), y

mayores, incrementando en la relación de 2 a 1.

INFORME

Dependiendo de las especificaciones para uso del material que

está siendo ensayado, el informe deberá incluir:

Porcentaje total de material que pasa cada tamiz, o

Porcentaje total de material retenido en cada tamiz, o

Porcentaje de material retenido entre dos tamices

consecutivos.

El resultado de los porcentajes se expresa redondeando al entero

más próximo, con excepción del porcentaje que pasa tamiz de 75

mm (No. 200), cuyo resultado será expresado con una

aproximación de 0.1%.

Cuando es requerido, reportar el modulo de finura con

aproximación al centésimo (0,01)

2. LIMITE DE CONSISTENCIA

Los suelos que poseen algo de cohesión, según su naturaleza y cantidad de agua,

pueden presentar propiedades que lo incluyan en el estado sólido, semi-sólido,

plástico o semi-líquido. El contenido de agua o humedad límite al que se produce

el cambio de estado varía de un suelo a otro.

El método usado para medir estos límites se conoce como Método de Atterberg y

los contenidos de agua o humedad con los cuales se producen los cambios de

estados, se denominan límites de Atterberg. Ellos marcan una separación

arbitraria, pero suficiente en la práctica, entre los cuatro estados mencionados

anteriormente.



13

El Manual de ensayos especifica lo siguiente:

MTC E-110-2000 “Determinación del Límite Liquido de los Suelos”

MTC E-111-2000 “Determinación del Límite Plástico e Índice de Plasticidad”

MTC E-112-2000 “determinación de los Factores de Contracción de los

Suelos”

MTC E-110-2000 “Determinación del Límite Liquido de los Suelos”

El límite líquido de un suelo es el contenido de humedad expresado en

porcentaje del suelo secado en el horno, cuando éste se halla en el límite

entre el estado plástico y el estado líquido.

El valor calculado deberá aproximarse al centésimo.

APARATOS:

Recipiente para Almacenaje. Una vasija de porcelana de

115 mm (4 ½”) de diámetro aproximadamente.

Espátula. De hoja flexible de unos 75 a 100 mm (3" – 4”)

de longitud y 20 mm (¾") de ancho aproximadamente.

Aparato del límite líquido (o de Casagrande). De operación

manual. Es un aparato consistente en una taza de bronce

con sus aditamentos, construido de acuerdo con las

dimensiones señaladas



14

MUESTRA(DETERMINACIÓN DEL LÍMITE LÍQUIDO POR EL MÉTODO

MULTIPUNTO):

Tómese una muestra que pese 150 - 200 g de una porción de

material completamente mezclado que pase el tamiz de 0.425 mm

(N° 40).

AJUSTES DEL APARATO:

Deberá inspeccionarse el aparato de límite líquido para verificar

que se halle en buenas condiciones del trabajo. El pin que conecta

la taza no debe estar tan gastado que tenga juego lateral, ni el

tornillo que la conecta, hallarse tan gastado por el largo uso.

Se considera desgaste excesivo, cuando el diámetro del punto de

contacto sobre la base de la taza excede de 13 mm (0.5") o cuando

cualquier punto sobre el borde de la misma se ha desgastado

aproximadamente en la mitad del espesor original. Aun cuando se

aprecie una ligera ranura en el centro de la taza, ésta no es

objetable. Pero si la ranura se pronuncia antes de que aparezcan

otros signos de desgaste, debe considerarse que está

excesivamente gastada y deberá reemplazarse.

Por medio del calibrador del mango del ranurador y la platina de

ajuste H, ajústese la altura a la cual se levanta la taza, de tal

manera que el punto que hace contacto con la base al caer esté

exactamente a 1 cm (0.394") sobre ésta. Asegúrese la platina de

ajuste H, apretando los tornillos con el calibrador, aún colocado,

compruébese el ajuste girando la manija rápidamente varias

veces. Si el ajuste es correcto, un sonido de roce se oirá cuando la

excéntrica golpea contra la taza, si se levanta del calibrador o no

se oye ruido, hágase un nuevo ajuste.



15

PROCEDIMIENTO:

Colóquese la muestra de suelo en la vasija de porcelana y

mézclese completamente con 15 a 20 ml de agua destilada,

agitándola, amasándola y tajándola con una espátula en forma

alternada y repetida. Realizar más adiciones de agua en

incrementos de 1 a 3 ml. Mézclese completamente cada

incremento de agua con el suelo como se ha descrito previamente,

antes de cualquier nueva adición.

Cuando haya sido mezclada suficiente agua completamente con el

suelo y la consistencia producida requiera de 30 a 35 golpes de la

cazuela de bronce para que se ocasione el cierre, colóquese una

porción de la mezcla en la cazuela sobre el sitio en que ésta

reposa en la base, y comprímasela hacia abajo, extiéndase el

suelo, teniendo cuidado de evitar la inclusión de burbujas de aire

dentro de la masa. Nivélese el suelo con la espátula y al mismo

tiempo emparéjeselo hasta conseguir una profundidad de 1 cm en

el punto de espesor máximo. Regrésese el exceso de suelo a la

Vasija de porcelana.

Divídase el suelo en la taza de bronce por pasadas firmes del

acanalador a lo largo del diámetro y a través de la línea central de

la masa del suelo de modo que se forme una ranura limpia y de

dimensiones apropiadas. Para evitar rasgaduras en los lados de la

ranura o escurrimientos de la pasta del suelo a la cazuela de

bronce, se permite hacer hasta 6 pasadas de adelante hacia atrás o

de atrás hacia adelante, contando cada recorrido como una

pasada; con cada pasada el acanalador debe penetrar un poco más

profundo hasta que la última pasada de atrás hacia adelante limpie

el fondo de la cazuela. Hágase una ranura con el menor número de

pasadas posible.

Elévese y golpéese la taza de bronce girando la manija F, a una

velocidad de 1,9 a 2,1 golpes por segundo, hasta que las dos

mitades de la pasta de suelo se pongan en contacto en el fondo de

la ranura, a lo largo de una distancia de cerca de 13 mm (0.5").

Anótese el número de golpes requeridos para cerrar la ranura.

Sáquese una tajada de suelo aproximadamente del ancho de la

espátula, tomándola de uno y otro lado y en ángulo recto con la

ranura e incluyendo la porción de ésta en la cual se hizo contacto,

y colóquese en un recipiente adecuado.

Pésese y anótese. Colóquese el suelo dentro del pesafiltro en el

horno a 110 ± 5 °C (230 ± 9 °F) hasta obtener peso constante y

vuélvase a pesar tan pronto como se haya enfriado pero antes de

que pueda haber absorbido humedad higroscópica. Anótese este

peso, así como la pérdida de peso debida al secamiento y el peso

del agua.



16

Transfiérase el suelo sobrante en la taza de bronce a la cápsula de

porcelana. Lávese y séquese la taza de bronce y el ranurador y

ármese de nuevo el aparato del límite líquido para repetir el

ensayo.

Repítase la operación anterior por lo menos en dos ensayos

adicionales, con el suelo restante en la vasija de porcelana, al que

se le ha agregado agua suficiente para ponerlo en un estado de

mayor fluidez. El objeto de este procedimiento es obtener

muestras de tal consistencia que al menos una de las

determinaciones del número de golpes requeridos para cerrar la

ranura del suelo se halle en cada uno de los siguientes intervalos:

25-35; 20-30; 15-25. De esta manera, el alcance de las 3

determinaciones debe ser de 10 golpes.

CÁLCULOS:

Calcúlese el contenido de humedad del suelo, expresándolo como

porcentaje del peso del suelo secado en el horno, como sigue:

Preparación de la curva de fluidez. Trácese una, "curva de fluidez"

que represente la relación entre el contenido de humedad y el

correspondiente número de golpes de la taza de bronce, en un

gráfico de papel semilogarítmico. Con el contenido de humedad

como ordenada sobre la escala aritmética, y el número de golpes

como Abscisa sobre la escala logarítmica. la curva de flujo es una

línea recta promedia, que pasa tan cerca como sea posible a través

de los tres o más puntos dibujados.

Límite líquido. Tómese el contenido de humedad correspondiente

a la intersección de la curva de flujo con la ordenada de 25 golpes

como límite líquido del suelo y aproxímese este valor a un número

entero.

PREPARACIÓN DEL ESPÉCIMEN DE ENSAYO (DETERMINACIÓN DEL

LÍMITE LÍQUIDO POR EL MÉTODO DE UN PUNTO)

Preparar el espécimen en la misma forma como se describió en las

secciones antes descritas, excepto que en el mezclado el

contenido de humedad se ajuste a una consistencia que requiere

de 20 a 30 golpes de la copa de limite liquido para cerrar la

ranura.

PROCEDIMIENTO:

El ensayo se efectúa en la misma forma que para el método antes

descrito (multipunto) con la diferencia que el contenido de

humedad de la muestra se debe tomar cuando el número de golpes

requerido para cerrar la ranura esté comprendido entre 20 y 30. Si



17

se requiere menos de 20 o más de 30 golpes, se ajustará el

contenido de humedad del suelo y se repetirá el procedimiento.

Inmediatamente después de remover un espécimen para contenido

de humedad como se describe en 5.3 y 5.4, formar nuevamente el

suelo en la copa, añadiendo una pequeña cantidad de suelo para

reponer la pérdida debida a la ranuración y las orientaciones de

muestreo para contenido de humedad. Repetir de 5.2.1 a 5.4 y si

el segundo cierre de la ranura requiere el mismo numero de golpes

o no mas de dos golpes de diferencia, tomar otro espécimen para

contenido de humedad. De otro modo, mezclar de nuevo todo el

espécimen y repetir.

CÁLCULOS:

Determinar el límite líquido para cada espécimen de acuerdo al

número de golpes y contenido de humedad, usando una de las

siguientes ecuaciones:

Donde:

N = Número de golpes que causan el cierre de la ranura para el

contenido de humedad.

W n = Contenido de humedad del suelo, para N golpes.

K = factor dado en la Tabla A 1 .



18

MTC E-111-2000 “Determinación del Límite Plástico e Índice de

Plasticidad”

Se denomina límite plástico (L.P.) a la humedad más baja con la que

pueden formarse barritas de suelo de unos 3,2 mm (1/8") de diámetro,

rodando dicho suelo entre la palma de la mano y una superficie lisa

(vidrio esmerilado), sin que dichas barritas se desmoronen.

APARATOS:

Espátula, de hoja flexible, de unos 75 a 100 mm (3" – 4”)

de longitud por 20 mm (3/4") de ancho.

Recipiente para Almacenaje, de porcelana o similar, de

115 mm (4 ½”) de diámetro.

Balanza, con aproximación a 0.01 g.

Horno o Estufa, termostáticamente controlado regulable a

110 ± 5 °C (230 ± 9 °F).

Tamiz, de 426 µm (N° 40).

Agua destilada.

Vidrios de reloj, o recipientes adecuados para

determinación de humedades.

Superficie de rodadura. Comúnmente se utiliza un vidrio

grueso esmerilado.

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA:

Si se quiere determinar sólo el L.P., se toman aproximadamente 20

g de la muestra que pase por el tamiz de 426 mm (N° 40),

preparado para el ensayo de límite líquido. Se amasa con agua

destilada hasta que pueda formarse con facilidad una esfera con la

masa de suelo. Se toma una porción de 1,5 gr a 2,0 gr de dicha

esfera como muestra para el ensayo.

El secado previo del material en horno o estufa, o al aire, puede

cambiar (en general, disminuir), el límite plástico de un suelo con

material orgánico, pero este cambio puede ser poco importante.

Si se requieren el limite liquido y el limite plástico, se toma una

muestra de unos 15 g de la porción de suelo humedecida y

amasada, preparada de acuerdo con la Norma MTC E 110



19

(determinación del límite líquido de los suelos). La muestra debe

tomarse en una etapa del proceso de amasado en que se pueda

formar fácilmente con ella una esfera, sin que se pegue demasiado

a los dedos al aplastarla. Si el ensayo se ejecuta después de

realizar el del límite líquido y en dicho intervalo la muestra se ha

secado, se añade más agua.

PROCEDIMIENTO:

Se moldea la mitad de la muestra en forma de elipsoide y, a

continuación, se rueda con los dedos de la mano sobre una

superficie lisa, con la presión estrictamente necesaria para formar

cilindros.

Si antes de llegar el cilindro a un diámetro de unos 3.2 mm (1/8")

no se ha desmoronado, se vuelve a hacer una elipsoide y a repetir

el proceso, cuantas veces sea necesario, hasta que se desmorone

aproximadamente con dicho diámetro.

El desmoronamiento puede manifestarse de modo distinto, en los

diversos tipos de suelo: En suelos muy plásticos, el cilindro queda

dividido en trozos de unos 6 mm de longitud, mientras que en

suelos plásticos los trozos son más pequeños.

La porción así obtenida se coloca en vidrios de reloj o pesa-filtros

tarados, se continúa el proceso hasta reunir unos 6 g de suelo y se

determina la humedad de acuerdo con la norma MTC E 108.

Se repite, con la otra mitad de la masa, el proceso indicado

CÁLCULOS:

Calcular el promedio de dos contenidos de humedad. Repetir el

ensayo si la diferencia entre los dos contenidos de humedad es

mayor que el rango aceptable para los dos resultados listados en la

tabla 2 para la precisión de un operador.

TABLA 2

El límite plástico es el promedio de las humedades de ambas

determinaciones. Se expresa como porcentaje de humedad, con

aproximación a un entero y se calcula así:



20

CALCULO DEL ÍNDICE DE PLASTICIDAD

Se puede definir el índice de plasticidad de un suelo como la

diferencia entre su límite líquido y su límite plástico.

donde:

L.L. = Límite Líquido

P.L. = Límite Plástico

L.L. y L.P., son números enteros

Cuando el límite líquido o el límite plástico no puedan

determinarse, el índice de plasticidad se informará con la

abreviatura NP (no plástico).

Así mismo, cuando el límite plástico resulte igual o mayor que el

límite líquido, el índice de plasticidad se informará como NP(no

plástico).

MTC E-112-2000 “determinación de los Factores de Contracción de los

Suelos”

Los factores de contracción cubiertos en este ensayo pueden determinarse

únicamente en suelos básicamente finos (cohesivos), que presenten

resistencia cuando se les seca en el horno.

Se supone normalmente que el término límite de contracción, expresado

como un porcentaje del contenido de agua, representa la cantidad de

agua necesaria para llenar los vacíos de un suelo cohesivo dado, cuando se

halle en su relación de vacíos más baja, obtenido ese valor por secamiento

(generalmente en el horno). Así, el concepto del límite de contracción

puede emplearse para evaluar el potencial de contracción o sea la

posibilidad de que se desarrollen grietas en obras que incluyen suelos

cohesivos.

APARATOS:

Cápsula de evaporación, de porcelana, de 115 mm (4 1/2")

y de 150 mm (6") de diámetro, aproximadamente.

Espátula, de 76 mm (3") de longitud y con 20 mm (3/4 ") de

ancho.

Recipiente para contracción o cápsula, de porcelana o de

metal monel (aleación de niquel y cobre) con una base

plana y de 45 mm (1 3/4 ") de diámetro y 12.7 mm (1/2")

de altura.



21

Regla, de metal de 100 mm (4") o más de longitud

Recipiente de vidrio, con 50 mm (2 ") de diámetro y 2 5

mm (1") de altura, con bordes lisos y nivelados.

Placa de vidrio, con tres patas metálicas salientes para

sumergir la muestra de suelo en mercurio.

Probeta, con capacidad de 25 ml y graduada cada 0.2 ml.

Balanza, con sensibilidad de 0.1 g.

Mercurio, suficiente para llenar el recipiente de vidrio,

hasta que rebose.

Horno o Estufa, termostáticamente controlado y que pueda

conservar temperaturas constantes y uniformes hasta 110 ±

5 °C (230 ± 9 °F), para secar la muestra.

Guantes de asbesto y caucho.

MUESTRA:

Tomar una muestra que pese 30 g aprox., de una porción de

material completamente mezclado, que pase el tamiz de 0.425

mm (No. 40), de acuerdo con los métodos descritos en la Norma

MTC E 106.

PROCEDIMIENTO:

La muestra se colocará y mezclará completamente con agua

destilada en la vasija de evaporación de 115 mm de diámetro (4

1/2"), en forma suficiente para llenar completamente los vacíos

del suelo y para hacerla lo suficientemente pastosa, de manera

que sea fácilmente trabajable en la cápsula, evitando la formación

de burbujas de aire. Para suelos friables, la cantidad de agua

requerida para llegar a la consistencia deseada es igual o

ligeramente mayor que el límite líquido; y para suelos plásticos, la

cantidad de agua puede exceder en un 10% el límite líquido.

El interior de la cápsula para contracción se revestirá con una capa

delgada de vaselina, o cualquier grasa pesada, para evitar la

adhesión del suelo al recipiente.

Una cantidad de suelo húmedo igual o cercano a la tercera parte

del volumen del recipiente de contracción será colocado en el

centro de éste y se forzará a que fluya hacia los bordes siendo

golpeado suavemente sobre una superficie firme, acolchonada por

varias hojas de papel secante o un material similar. Una cantidad

de suelo aproximadamente igual a la primera porción, será

agregada y el recipiente será golpeado hasta que el suelo esté

completamente compactado y todo el aire incluido haya sido

expulsado. Se agregará más suelo y se continuarán los golpes del

recipiente hasta que éste se llene completamente y rebose por los



22

lados. El exceso de suelo se quitará con la regla metálica y el suelo

adherido a la superficie externa del recipiente se limpiará.

Cuando se haya llenado el recipiente, se enrasa, se limpia y se

pesa inmediatamente, se anota como peso del recipiente y del

suelo húmedo (W1). Se dejará secar la masa de suelo en el aire, a

temperatura ambiente, hasta que el color de la misma cambie de

oscuro a claro. Luego ésta será secada en el horno a temperatura

de 110 ± 5 °C (230 ± 9 °F), hasta alcanzar peso constante; se

pesará anotándose como peso del recipiente y del suelo seco (W2).

Muestras que contengan materia orgánica o cuya constitución

pueda alterarse a la temperatura especificada, se secarán a 60 °C

(140 °F).

La capacidad del recipiente de contracción, en cm3 , la cual es

también el volumen de la masa de suelo húmedo, se determinará

llenando el recipiente con mercurio hasta rebosar eliminando el

exceso, haciendo presión con la placa de vidrio sobre la parte

superior del recipiente o cápsula, y midiendo el volumen de

mercurio retenido en este, con la probeta graduada. Se anotará

como volumen de la masa de suelo húmedo (V).

El volumen de la masa de suelo seco será determinado de la

siguiente manera:

El recipiente de vidrio se llenará de mercurio hasta rebosar y el

exceso de mercurio deberá removerse presionando firmemente la

placa de vidrio con tres salientes sobre la parte superior del

recipiente.

Es esencial que no quede aire atrapado bajo la probeta de suelo.

El volumen de mercurio que ha sido desplazado se medirá en la

probeta graduada y se anotará como el volumen de suelo seco

(Vo).

Después de ser limpiado, se pesará el recipiente de contracción y

se anotará su peso (W3)

CALCULO DEL CONTENIDO DE AGUA:

El contenido de agua del suelo en el momento en que éste fue

colocado en el recipiente, expresado como un porcentaje del peso

seco del suelo, se calculará de la siguiente forma:



23

También puede ser calculado el contenido de agua así:

Se calculará el contenido de agua con una aproximación de 0.1 (en

el porcentaje).

CALCULO DEL LIMITE DE CONTRACCIÓN

El límite de contracción de un suelo se define como el contenido

mínimo de agua, por debajo del cual una reducción de la cantidad

de agua, no causará una disminución de volumen de la muestra de

suelo, pero al cual un aumento en el contenido de agua causará un

aumento en el volumen de la masa de suelo.

El límite de contracción (LC) será calculado de los datos obtenidos

en la determinación de la contracción volumétrica, así:

El límite de contracción se calculará con una aproximación de 0.01

en el porcentaje.

Método opcional. Cuando es conocido el peso específico real de los

sólidos, Gs, y la relación de contracción, R, el límite de

contracción puede calcularse con la siguiente fórmula:



24

si R está expresado en g/cm3 , „∫ w es igual a la unidad.

3. EQUIVALENTE DE ARENA

Este método de ensayo asigna un valor empírico a la cantidad relativa, finura y

características del material fino presente en una muestra de ensayo formado por

suelo granular que pasa el tamiz Nº4 (4.75 mm). El término “Equivalente de

Arena” transmite el concepto que la mayoría de los suelos granulares y

agregados finos son mezcla de partículas gruesas, arenas y generalmente finos.

Para determinar el porcentaje de finos en una muestra, se incorpora una

medida de suelo y solución en una probeta plástica graduada que luego de ser

agitada separa el recubrimiento de finos de las partículas de arena; después de un

período de tiempo, se pueden leer las alturas de arcilla y arena en la probeta. El

equivalente de arena es la relación de la altura de arena respecto a la altura de

arcilla, expresada en porcentaje.

Este método proporciona un manera rápida de campo para determinar cambios en

la calidad de agregados durante la producción o colocación.

EQUIPOS DE LABORATORIO:

Tubo irrigador. De acero inoxidable, cobre o bronce, de

6.35 mm de diámetro exterior, 508 mm de longitud, cuyo

extremo inferior está cerrado en forma de cuña. Tiene dos

agujeros laterales de 1 mm de diámetro en los dos planos

de la cuña cerca de la punta.

Sistema de Sifón. Se compone de un botellón de 1 galón

(3.8 lt) de capacidad con un tapón. El tapón tiene dos

orificios que lo atraviesan, uno para el tubo del sifón y el

otro para entrada de aire. El conjunto deberá ubicarse a 90

cm por encima de la mesa.

Probeta graduada. Con diámetro interior de 31.75±0.381

mm y 431.8 mm de altura graduada hasta una altura de 381

mm, provista de un tapón de caucho o goma que ajuste en

la boca del cilindro.

Tubo flexible. De caucho o goma con 4.7 mm de diámetro,

tiene una pinza que permite cortar el paso del líquido a

través del mismo. Este tubo permite conectar el tubo

irrigador con el sifón.



25

Pisón de metal. Consistente en una barra metálica de 457

mm de longitud que tiene enroscado en su extremo inferior

un disco metálico de cara inferior plana perpendicular al

eje de la barra y cara superior de forma cónica. El disco

lleva tres tornillos pequeños que sirven para centrarlo

dentro del cilindro. Lleva una sobrecarga en forma

cilíndrica, de tal manera que el conjunto pese 1 kg. (barra

metálica, disco y sobrecarga).

Recipiente metálico. De estaño aproximadamente de 57

mm de diámetro con capacidad de 85±5 ml, borde superior

uniforme de modo que la muestra que se coloca en ella se

pueda enrasar para conseguir el volumen requerido.

Cronómetro o reloj. Lecturas en minutos y segundos

Embudo. De boca ancha para incorporar la muestra de

ensayo en la probeta graduada.

Tamiz. Tamiz Nº4 según especificaciones E11

Recipiente para mezcla

Horno. Capaz de mantener temperaturas de 110±5ºC.

Papel filtro. Watman Nº2V o equivalente

Los materiales que forman parte del equipo de ensayo de

equivalente de arena son:



26

PROCEDIMIENTO:

1. Reactivos, materiales y preparación de la Solución Madre

Reactivos y materiales

Cloruro de calcio anhidro, 454 gr.

Glicerina USP, 2050 gr (1640 ml)

Formaldehído, (40% en volumen) 47 gr (45 ml)

Disolver 454 gr. cloruro de calcio anhidro en 0.5 gal (1.9

lt) de agua destilada. Se deja enfriar a temperatura

ambiente y se pasa por papel de filtro. A la solución

filtrada se le incorpora los 2050 gr de glicerina y 47 gr.

de formaldehído mezclar bien.

2. Reactivos, materiales y preparación de la Solución de Trabajo

Reactivos y materiales

Solución madre

Agua destilada

Diluir 85±5 ml al ras de la solución madre en 1 gal (3.8 lt)

de agua destilada.

3. Preparación de la muestra

Separar aproximadamente 1500 gr de material que pase el tamiz

Nº 4 (4.75 mm) Tener el cuidado de desmenuzar todos los

terrones de material fino y limpiar cualquier cubierta de fino

que se adhiere al agregado grueso, estos finos pueden ser

removidos por secado superficial del agregado grueso y

frotación entre las manos sobre un recipiente plano. Añádase

este material a la porción fina de la muestra.

Para determinar la cantidad del material para el cuarteo:

Si fuera necesario humedecer el material, para evitar

segregación o pérdida de finos durante el cuarteo. Tener

cuidado al adicionar agua a la muestra, para mantener una

condición de flujo libre de material.

Usando el recipiente metálico de 85±5 ml de capacidad, saque

cuatro medidas de muestra. Cada vez que se llene una medida

golpear ligeramente, la parte inferior del recipiente sobre una

superficie dura por lo menos cuatro veces.

Registre la cantidad de material contenido en las cuatro

medidas, ya sea por peso o volumen, de la probeta de plástico.

Regrese el material a la muestra y proceda a separarla por

cuarteo, haciendo los ajustes necesarios para obtener el peso o



27

volumen predeterminado. De este cuarteo se debe obtener, en

los siguientes cuarteos, la cantidad suficiente de muestra para

llenar la medida, y por lo tanto proporcione un espécimen de

ensayo

Secar el espécimen de ensayo a peso constante de 105±5ºC y

dejarlo enfriar a temperatura ambiente antes del ensayo1.

Manteniendo la condición de flujo libre, humedecer lo

suficiente el material para evitar segregación o pérdida de finos

durante el cuarteo.

Separar por cuarteo entre 1000 y 1500 gr de material. Colóquelo

en un recipiente y mezcle en forma circular hacia el centro, por

un minuto, hasta obtener una mezcla uniforme.

Verificar las condiciones de humedad del material apretando

con la mano una porción de material, si se forma una masilla

que permite abrir la mano sin romperse, la mezcla tiene el

rango correcto de humedad. Si la muestra está muy seca se

desmoronará, debiendo adicionar agua; volver a mezclar y

probar si se formó la masilla plástica. Si la muestra está muy

húmeda deberá secarse al aire, mezclándola frecuentemente

para asegurar uniformidad y ensayándola nuevamente.

Si la humedad inicial se encuentra dentro de los límites arriba

descritos, la muestra se puede ensayar inmediatamente. Si la

humedad es diferente a los límites indicados, la muestra deberá

ponerse en una vasija, cubriéndola con una toalla húmeda que

no toque el material, por espacio de 15 min. como mínimo

Después de transcurrido el tiempo mínimo, remezclar por 1 min.

sin agua, formando un cono con el material, utilizando una

paleta.

Tome el recipiente metálico en una mano y presiónese contra la

base del cono mientras se sostiene a éste con la mano libre.

A medida que el recipiente atraviesa el cono manténgase

suficiente presión en la mano para que el material lo llene por

completo. Presiónese firmemente con la palma de la mano

compactando el material hasta que éste se consolide, el

exceso debe ser retirado y desechado, enrasando con la paleta

a nivel del borde del recipiente.

4. Preparación de Aparatos

Ajustar el sifón a un botellón de 1.0 gal (3.8 lt) conteniendo la

solución de trabajo de cloruro de calcio. Colocarlo en un

anaquel ubicado a 91±3 cm sobre la mesa de trabajo.



28

Soplar el sifón dentro del botellón con solución, por el tubo de

purga y con la abrazadera abierta.

5. Procedimiento

Por el sifón verter 102±3 mm. de solución de trabajo de cloruro

de calcio, en la probeta.

Con ayuda del embudo verter en la probeta, 85±5 cm del suelo

preparado.

Golpear la parte baja del cilindro varias veces con la palma de

la mano para desalojar las posibles burbujas de aire y para

humedecer completamente la muestra. Dejar reposar durante

10±1 min.

Transcurridos los 10 min., tapar la probeta con un tapón; suelte

el material del fondo invirtiendo parcialmente el cilindro y

agitándolo a la vez. El material puede ser agitado con

cualquiera de los siguientes métodos:

Método mecánico

Colóquese la probeta tapada en el agitador mecánico, y

permitir que lo sacuda por 45±1 s.

Método del agitador manual

Ajustar la probeta tapada con las tres pinzas de resorte, sobre

el soporte del agitador manual y ponga el contador en tiempo

cero. Párese frente al agitador y fuerce el puntero sobre la

marca límite pintada en el tablero, aplicando la fuerza

horizontal sobre la biela resortada del lado derecho. Luego

retirar la mano de la biela y deje que la acción del resorte

mueva el soporte y la probeta en la dirección opuesta sin ayuda

e impedimento alguno. Aplique suficiente fuerza a la biela

resortada, con la mano derecha, durante el recorrido con

empuje para llevar el índice hasta la marca límite del émbolo,

empujando la biela con la punta de los dedos para mantener un

movimiento oscilatorio suave. El centro del límite de carrera

está colocado para prever la longitud adecuada del movimiento

y su ancho se ajusta al máximo de variación permitida. La

cantidad correcta de agitación se logra solamente cuando el

extremo del índice invierte su dirección dentro de los límites

marcados. Una correcta agitación puede mantenerse usando

solamente el antebrazo y la muñeca para mantener el agitador.

Continúe la agitación por 100 ciclos.



29

Método manual

Sujetar la probeta en posición horizontal y sacudirla

vigorosamente de izquierda a derecha.Agitar el cilindro 90

ciclos en 30 segundos, usando un recorrido de 23±3 cm. Un ciclo

se define como el movimiento completo a la derecha seguido

por otro a la izquierda. El operador deberá mover solamente los

antebrazos manteniendo el cuerpo y hombros relajados.

Concluida con la operación de agitación, colocar la probeta

verticalmente sobre la mesa de trabajo y quitar el tapón.

Proceso de irrigación: El cilindro no deberá moverse de su

posición vertical y con la base en contacto con la superficie de

trabajo. Introduzca el tubo irrigador en la parte superior de la

probeta, suelte la abrazadera de la manguera y limpie el

material de las paredes de la probeta mientras el irrigador baja.

El irrigador debe llegar hasta el fondo, aplicando suavemente

una presión y giro mientras que la solución de trabajo fluye por

la boca del irrigador, esto impulsa el material fino desde el

fondo hacia arriba poniéndolo sobre las partículas gruesas de

arena. Cuando el nivel del líquido alcance la señal de los 38

cm, levante el tubo irrigador despacio sin que deje de fluir la

solución, de tal manera que el nivel se mantenga cerca de 38.0

cm mientras se saca el tubo. Regule el flujo justo antes que

el tubo esté completamente fuera y ajuste el nivel final a los

38.0 cm.

Lectura de arcilla: Dejar reposar durante 20 min. ± 15 s.

Comience a medir el tiempo luego de retirar el tubo irrigador. Al

término de los 20 min., leer el nivel superior de la suspensión

de arcilla. Este valor se denomina lectura de arcilla. Si la línea

de marca no es clara transcurridos los 20 min. del período de

sedimentación, permita que la muestra repose sin ser

perturbada hasta que una lectura de arcilla pueda ser

claramente obtenida; inmediatamente, lea y anote el nivel

máximo de la suspensión arcillosa y el tiempo total de

sedimentación. Si el período total de sedimentación excede los

30 min., efectúe nuevamente el ensayo, usando tres

especimenes individuales de la misma muestra. Registre la

lectura de la columna de arcilla para la muestra que requiere el

menor tiempo de sedimentación como lectura de arcilla.

Lectura de arena: Después de la lectura de arcilla, introduzca en

la probeta el ensamblaje del pie (conjunto del disco, varilla y

sobrepeso) y baje lentamente hasta que llegue sobre la arena.

No permitir que el indicador golpee la boca de la probeta

mientras se baja el conjunto. Cuando el conjunto toque la arena

con uno de los tornillos de ensamblaje hacia la línea de

graduación de la probeta, lea y anote. Restar 25.4 cm. del nivel

indicado en el borde superior del indicador y registrar este valor

como la lectura de arena.



30

Después de tomar la lectura de arena, tenga cuidado de no

presionar con el pie porque podría dar lecturas erróneas.

Si las lecturas de arcilla y arena están entre 2.5 mm de

graduación (0.1 pulgadas), registrar el nivel de graduación

inmediatamente superior como lectura.

CALCULO E INFORME

Calcule el equivalente de arena con aproximación a 0.1% como

sigue:

Donde:

SE Equivalente de arena expresado en porcentaje

Si el equivalente de arena calculado no es un número entero,

considere el entero inmediato superior. Por ejemplo, si el nivel de

arcilla fue 8.0 y el nivel de arena fue 3.3, el equivalente de arena

calculado será:

El valor de equivalente de arena calculado no es un número entero

y será registrado como el número entero inmediato superior, que

para el ejemplo es 42.

Si se desea el promedio de series de valores de equivalente de

arena, promediar los valores redondeados determinados como se

describe anteriormente. Si el promedio de estos valores no es un

número entero, redondear al número entero inmediatamente

superior.

OBSERVACIONES:

La temperatura de la solución de trabajo se debe mantener a

22±3ºC durante el ensayo, si las condiciones de campo impiden

tener este rango, las muestras deben ser ensayadas en el

laboratorio donde el control de la temperatura es posible.

También es posible elaborar curvas de corrección por temperatura

para cada material a ser ensayado.

Realizar el ensayo en un lugar libre de vibraciones. El exceso de

estas puede causar que la relación entre el material suspendido y

el sedimentado sea mayor.



31

No exponer las probetas de plástico a la luz del sol a no ser que

sea necesario.

Será necesario limpiar el crecimiento de hongos dentro del tubo de

jebe y del tubo irrigador, con un solvente limpio de hipocloruro de

sodio (blanqueador doméstico de cloro) y agua en la misma

cantidad.

En ocasiones los agujeros de la punta del tubo irrigador se

obstruyen con partículas de arena, estas deben liberarse con ayuda

de una aguja u otro objeto similar que sea posible introducir sin

incrementar el tamaño de la abertura.

El recipiente de mezcla y almacenamiento para soluciones deberá

estar limpio. No debe incorporarse una solución nueva a una

solución antigua.

Si las lecturas de arcilla y arena se encuentran entre líneas de

graduación, se anotará lalectura correspondiente a la graduación

inmediata superior.

Si el valor de equivalente de arena en una muestra está por debajo

de las especificaciones para dicho material, hacer dos ensayos

adicionales en la misma muestra y tomar el promedio de los tres

como el equivalente de arena.

Para obtener el promedio de una serie de valores de equivalente

de arena, promédiese el número de valores enteros determinados.

Equipo de equivalente arena.



32

Por sistema de Sifón.

4. PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN

El Manual de Ensayos especifica los siguientes ensayos para PESO ESPECIFICO Y

ABSORCION:

• MTC E-205-2000 “Gravedad Especifica y Absorción de Agregados Finos”

• MTC E-206-2000 “Peso Específico y Absorción de Agregados Gruesos”

MTC E-205-2000 “GRAVEDAD ESPECIFICA Y ABSORCION DE AGREGADOS

FINOS”

Describe el procedimiento que debe seguirse para la determinación del peso específico

aparente y real a 23/23 °C (73.4/73.4 °F) así como la absorción después de 24 horas de

sumergidos en agua, de los agregados con tamaño inferior a 4.75 mm (tamiz No. 4).

APARATOS:

Balanza, con capacidad mínima de 1000 g y sensibilidad de 0.1g.

Matraz aforado o picnómetro, en el que se puede introducir la

totalidad de la muestra y capaz de apreciar volúmenes con una

exactitud de ±ҏ 0.1 cm 3 . Su capacidad hasta el enrase será, como

mínimo, un 50 por ciento mayor que el volumen ocupado por la

muestra. Para los tamaños de agregados más finos puede emplearse

un matraz aforado de 500 cm 3 de capacidad, o un frasco de La

Chatelier.



33

Molde cónico. Un tronco de cono recto, construido con una chapa

metálica de 0.8 mm de espesor como mínimo, y de 40 ± ҏ 3 mm del

diámetro interior en su base menor, 90 ± ҏ 3 mm de diámetro

interior en una base mayor y 75 ± ҏ 3 mm de altura.

Varilla para apisonado, metálica, recta, con un peso de 340 ±15 g y

terminada por uno de sus extremos en una superficie circular plana

para el apisonado, de 25 ± ҏ 3 mm de diámetro.

Bandejas de zinc, de tamaño apropiado.

Un dispositivo que proporcione una corriente de aire caliente de

velocidad moderada.

PROCEDIMIENTO:

Después de homogeneizar completamente la muestra y eliminar el material

de tamaño superior a 4.75 mm (tamiz No. 4), se selecciona, por cuarteo,

una cantidad aproximada de 1 Kg., que se seca en el horno a 100 - 110 °C,

se enfría luego al aire a la temperatura ambiente durante 1 a 3 horas. Una

vez fría se pesa, repitiendo el secado hasta lograr peso constante. A

continuación se cubre la muestra completamente con agua y se la deja así

sumergida durante24 ± ҏ 4 horas. Cuando los pesos específicos y la

absorción vayan a utilizarse en el proyecto de mezclas de concretos

hidráulicos, en las que los agregados son utilizados normalmente en estado

húmedo, puede prescindirse del secado previo hasta peso constante.

Además, si los agregados se han mantenido previamente con su superficie

continuamente mojada, se puede igualmente omitir el periodo de 24 h de

inmersión. Los valores que se obtienen para la absorción y el peso

especifico aparente saturado con superficie seca, pueden ser

significativamente más altos si se omite el secado previo antes del periodo

de inmersión, por lo cual deberá consignarse siempre en los resultados

cualquier alteración introducida en el proceso general.

Después del período de inmersión, se decanta cuidadosamente el agua para

evitar la pérdida de finos y se extiende la muestra sobre una bandeja,

comenzando la operación de desecar la superficie de las partículas,

dirigiendo sobre ella una corriente moderada de aire caliente, mientras se

agita continuamente para que la desecación sea uniforme, y continuando el

secado hasta que las partículas puedan fluir libremente.

Para fijar este punto, cuando se empiece a observar visualmente que se

está aproximando el agregado a esta condición, se sujeta firmemente

elmolde cónico con su diámetro mayor apoyado sobre una superficie plana

no absorbente, echando en su interior a través de un embudo y sin

apelmazar, una cantidad de muestra suficiente, que se apisona

ligeramente con 25 golpes de la varilla, levantando a continuación, con



34

cuidado, verticalmente el molde. Si la superficie de las partículas conserva

aún exceso de humedad, el cono de agregado mantendrá su forma original,

por lo que se continuará agitando y secando la muestra, realizando

frecuentemente la prueba del cono hasta que se produzca un primer

desmoronamiento superficial, indicativo de que finalmente ha alcanzado el

agregado la condición de superficie seca. El procedimiento descrito

anteriormente solamente es válido cuando el desmoronamiento superficial

no se produce en la primera prueba, por la falta de seguridad en el estado

de humedad superficial que ello comportaría. En este caso, deberán

añadirse al agregado algunos centímetros cúbicos de agua, mezclar

completamente toda la muestra y dejarla tapada para evitar la evaporación

durante una media hora. A continuación se repiten de nuevo los procesos de

secado y pruebas del cono, hasta determinar el estado correcto de saturado

con superficie seca.

Inmediatamente, se introducen en el picnómetro previamente tarado, 500.0

g del agregado fino, preparado como se ha descrito anteriormente, y se le

añade agua hasta aproximadamente un 90 por ciento de su capacidad; para

eliminar el aire atrapado se rueda el picnómetro sobre una superficie plana,

e incluso agitando o invirtiéndolo si es preciso, introduciéndolo

seguidamente en un baño de agua a una temperatura entre 21° y 25°C

durante 1 hora, transcurrida la cual se enrasa con agua a igual temperatura,

sé saca del baño, se seca rápidamente su superficie y se determina su peso

total (picnómetro, muestra y agua), con una aproximación de 0.1 g.

Pueden emplearse cantidades de muestra inferiores a los 500 g

especificados en el procedimiento general (aunque nunca menos de 50 g).

En los casos en que se utilice una cantidad inferior a 500 g, los límites de

exactitud para las pesadas y medidas deberán reducirse en las

proporciones correspondientes.

Si se desea, el peso de agua necesaria para el enrase final del picnómetro

aforado puede determinarse volumétricamente con una bureta que

aproxime 0.1 cm 3. En estos casos, el peso total del picnómetro enrasado

será:

En la cual:

C = Peso total del picnómetro con muestra y agua hasta el enrase, en

gramos.

S = Peso de la muestra saturada, con superficie seca, en gramos.

Va = Volumen de agua añadida, en cm 3 .

M = Peso del picnómetro vacío, en gramos.

Tomándose el valor 0.9975 como promedio del peso específico del agua en

el intervalo de temperaturas utilizado.



35

Se saca el agregado fino del matraz y se deseca en el horno a 100 - 110 °C,

hasta peso constante; se enfría al aire a temperatura ambiente durante 1 a

1-½ horas y se determina finalmente su peso seco.

Si no se conoce, se determinará el peso del picnómetro aforado lleno de

agua hasta el enrase, sumergiéndolo en un baño de agua a la temperatura

de ensayo y siguiendo en su determinación un procedimiento paralelo,

respecto a tiempos de inmersión y pesadas.

RESULTADOS:

A = Peso al aire de la muestra desecada, en gramos.

B = Peso del picnómetro aforado lleno de agua, en gramos.

C = Peso total del picnómetro aforado con la muestra y lleno de agua, en

gramos.

S = Peso de la muestra saturada, con superficie seca en g.

Se calculan los pesos específicos aparente a 23/23 °C(73.4/73.4 °F),

saturado superficie seca así como la absorción, por las siguientes

expresiones(se expresarán siempre las temperaturas a las cuales se hayan

realizado las medidas):

S.S.S. = Saturado con Superficie Seca.

Cuando se usa el frasco de Le Chatelier:

R1 = Lectura inicial del nivel del agua en el frasco.

R2 = Lectura final del nivel del agua en el frasco.

S1 = Peso de la muestra saturada con superficie seca empleando el frasco

de Le Chatelier (g)



36

Se tiene:

PRECISION:

Se puede aplicar el siguiente criterio para juzgarla aceptabilidad de los

resultados con un 95 por ciento de probabilidad.

Los ensayos por duplicado, realizados en un mismo laboratorio sobre una

misma muestra, se, considerarán satisfactorios si no difieren en más de las

siguientes cantidades:

para los pesos específicos : 0.03

para la absorción (un solo operador) : 0.45

Los ensayos realizados en un mismo laboratorio sobre una misma muestra,

se considerarán satisfactorios si no difieren de su valor medio en más de las


para los pesos específicos : ±ҏ 0.02

para la absorción (un solo operador) : ± ҏ 0.31

MTC E-206-2000 “PESO ESPECIFICO Y ABSORCION DE AGREGADOS

GRUESOS”

Describe el procedimiento que debe seguirse para la determinación de los pesos

específicos aparente y nominal, así como la absorción, después de 24 horas de sumergidos

en agua, de los agregados con tamaño igual o mayor a 4.75 mm (tamiz No. 4).

APARATOS:

Balanzas, con capacidad igual o superior a 5000 g,según el tamaño

máximo de la muestra para ensayo , con sensibilidad de 0.5 g para

pesos hasta de 5000 g, o 0.0001 veces el peso de la muestra, para

pesos superiores.

Canastillas metálicas, como recipientes para las muestras en las

pesadas sumergidas. Se dispondrá de dos tipos de canastillas

metálicas, de aproximadamente igual base y altura, fabricadas con

armazón de suficiente rigidez y paredes de telametálica con malla



37

de 3 mm. Para agregados con tamaño máximo inferior a 38 mm (1

½") se utilizarán canastillas con capacidades de 4 a 7 dm3 y para

tamaños superiores canastillas con capacidades de 8 a 16 dm3

(litros).

Dispositivo de suspensión. Se utilizará cualquier dispositivo que

permita suspender las canastillas de la balanza, una vez sumergida.

PREPARACION DE LA MUESTRA:

Se comienza por mezclar completamente los agregados, cuarteándolos a

continuación, hasta obtener aproximadamente la cantidad mínima

necesaria para el ensayo, después de eliminar el material inferior a 4.75

mm. Las cantidades mínimas para ensayo se indican en la Tabla 3, en

función del tamaño máximo nominal del agregado.

TABLA 3

Si se desea, puede fraccionarse la muestra y ensayar separadamente cada

una de las fracciones; cuando la muestra contenga más de un 15 por ciento

retenido en el tamiz de 38.10 mm (1 ½ "), se separará entonces siempre por

este tamiz al menos en dos fracciones.

Cuando se fracciona la muestra, las cantidades mínimas para ensayo de

cada fracción se ajustarán, según su tamaño máximo particular, a lo

indicado en la Tabla 3.

PROCEDIMIENTO:

La muestra se lava inicialmente con agua hasta eliminar completamente el

polvo u otras sustancias extrañas adheridas a la superficie de las partículas;

se seca a continuación en una estufa a 100° - 110 °C y se enfría al aire a la

temperatura ambiente durante 1 a 3 horas. Una vez fría se pesa, repitiendo

el secado hasta lograr peso constante, y se sumerge en agua, también a

temperatura ambiente, durante 24 ±4 horas.

Cuando se vayan a utilizar los valores de la absorción y pesos específicos en

concretos hidráulicos con agregados normalmente empleados en estado



38

húmedo, se puede prescindir del secado hasta peso constante. Además, si

los agregados se han mantenido con su superficie continuamente mojada

hasta el ensayo, pueden también suprimirse las 24 horas de inmersión en

agua. Los valores obtenidos para la absorción y el peso específico aparente

con agregados en el estado de saturados con superficie seca, pueden ser

significativamente más altos si antes de mojarlos se ha omitido el secado

previo indicado en el párrafo anterior, por lo cual deberá consignarse en los

resultados cualquier alteración que se introduzca en el procedimiento

general.

Después del período de inmersión, se saca la muestra del agua y se secan

las partículas rodándolas sobre un pifio absorbente de gran tamaño, hasta

que se elimine el agua superficial visible, secando individualmente los

fragmentos mayores. Se tomarán las precauciones necesarias para evitar

cualquier evaporación de la superficie de los agregados. A continuación, se

determina el peso de la muestra en el estado de saturada con superficie

seca (S.S.S.). Estas y todas las pesadas subsiguientes se realizarán con una

aproximación de 0.5 g para pesos hasta 5000 g y de 0.0001 veces el peso de

la muestra para pesos superiores.

A continuación, se coloca la muestra en el interior de la canastilla metálica

y se determina su peso sumergida en el agua, a la temperatura entre 21° y

25 °C y un peso unitario de 0.997 ±0.002 g/cm3. Se tomarán las

precauciones necesarias para evitar la inclusión de aire en la muestra

sumergida, agitando convenientemente. La canastilla y la muestra deberán

quedar completamente sumergidas durante la pesada y el hilo de

suspensión será lo más delgado posible para que su inmersión no afecte a

las pesadas.

Se seca entonces la muestra en horno a 100° - 110 °C, se enfría al aire a la

temperatura ambiente durante 1 a 3 horas y se determina su peso seco

hasta peso constante.

RESULTADOS:

A = Peso en el aire de la muestra seca en gramos

B = Peso en el aire de la muestra saturada con superficie seca, en gramos.

C = Peso sumergido en agua de la muestra saturada, en gramos.

Se calculan los pesos específicos aparente, saturado con superficie seca y

nominal así como la absorción, por medio de las siguientes expresiones:



39

S.S.S. = Saturado con Superficie Seca.

Se expresarán siempre las temperaturas a las que se hayan determinado los

pesos.

Cuando se divide la muestra total para ensayo en fracciones más pequeñas ,

se ensayarán por separado cada una de las fracciones, calculándose sus

respectivos pesos específicos y absorción a partir de las expresiones ya

mencionadas.

Para obtener el verdadero valor, tanto del peso específico como de la

absorción, correspondientes a la mezcla total (n fracciones), se aplican las

expresiones:

Donde:

P1, P2, . . . Pn = Porcentajes respectivos delpeso de cada fracción con

respecto al peso total de la muestra.

G1, G2, . . . Gn = Pesos específicos (aparente, saturado con superficie

seca o real, el que se esté calculando) de cada fracción de la muestra total.

A1, A2, . . . An = Porcentajes de absorción de cada fracción de la muestra

total.



40

Gp = Verdadero valor del peso especifico correspondiente

(aparente,saturado superficie seca o real) a la muestra total.

A = Valor del porcentaje de absorción de la muestra total.

PRECISION:

Puede seguirse el siguiente criterio para juzgarla aceptabilidad de los

resultados con un 95 % de probabilidad.

Los ensayos por duplicado realizados en un mismo laboratorio sobre una

misma muestra, se considerarán satisfactorios si no difieren en más de las


para los Pesos Específicos 0.01

para la Absorción 0.13

Los ensayos realizados en un mismo laboratorio sobre una misma muestra,

se considerarán satisfactorios si no difieren de su valor medio en más de las


para los Pesos Específicos ±0.01

para la Absorción ±0.09

Para muestras diferentes, aún con idéntico origen, los límites de precisión

deberán ser superiores.

5. PESO UNITARIO SUELTO

OBJETO

Establecer el método para determinar el peso unitario suelto o compactado

y el porcentaje de los vacíos de los agregados, ya sean finos, gruesos o una

mezcla de ambos.

APARATOS

Balanza. Debe medir con una exactitud de 0.1% con respecto al material

usado.

Varilla compactadora, de acero, cilíndrica, de 16 mm ( 5 /8") de diámetro,

con una longitud aproximada de 600 mm (24"). Un extremo debe ser

semiesférico y de 8 mm de radio ( 5 /16").

Recipientes de medida, metálicos, cilíndricos, preferiblemente provistos de

agarraderas, a prueba de agua, con el fondo y borde superior pulido, plano

y suficientemente rígido, para no deformarse bajo duras condiciones de

trabajo. Los recipientes de 15 a 30 litros deben ir reforzados en su boca con



41

una banda de acero de 40 mm de ancho. La capacidad del recipiente

utilizado en el ensayo, depende del tamaño máximo de las partículas del

agregado que se va a medir, de acuerdo con los limites establecidos en la

Tabla Nº 1

El espesor del metal se indica en la tabla Nº 2. El borde superior será pulido

y plano dentro de 0,25 mm y paralelo al fondo dentro de 0,5%. La pared

interior deberá ser pulida y continua.

PESO UNITARIO COMPACTADO DEL AGREGADO

Método del apisonado. Para agregados de tamaño nominal menor o igual

que 39 mm (11/2").

• El agregado debe colocarse en el recipiente, en tres capas de igual

volumen aproximadamente, hasta colmarlo.

• Cada una de las capas se empareja con la mano y se apisona con 25 golpes

de varilla, distribuidos uniformemente en cada capa, utilizando el extremo

semiesférico de la varilla.

VACÍOS EN LOS AGREGADOS

Los vacíos en los agregados pueden calcularse en la siguiente forma,

empleando el peso unitario obtenido mediante apisonado, vibrado o

simplemente mediante el llenado a paladas.

Siendo:

A = Peso específico aparente según los procedimientos MTC E205.

B = Peso unitario de los agregados determinado por los procedimientos de

los numerales 3.1, 3.2 y 3.3 en k g/m 3 (lb/pie 3 ).

W = Peso unitario del agua, 1000 kg/m 3 (62.4 lb/pie 3 )

INFORME

Infórmense los resultados obtenidos en la siguiente forma:

• Peso unitario de los agregados, o sea el cociente entre el peso de las

muestras dentro del recipiente y el volumen de éste en kg (lb).

• % Vacíos en los agregados compactados por apisonado.

• % Vacíos en las agregados compactados por vibrado.

• % Vacíos en los agregados sueltos, llenados a paladas.



42

PRECISIÓN

Se ha hallado que la desviación normal entre varios laboratorios, es de 24

kg/m 3 (1.5 lb/pie3 ) para tamaños nominales máximos de 19.0 mm (3/4")

de peso normal, empleando recipientes de medida para agregados gruesos

de 15 litros (1/2pie 3 ). Por tanto, resultados de dos ensayos

adecuadamente ejecutados en dos laboratorios diferentes, sobre la muestra

del mismo agregado grueso, no deberán diferir en más de 67 kg/m 3 (4.2

lb/pie 3 ). La desviación normal de un mismo operador se ha hallado en 11

kg/m 3 (0.7 lb/pie 3 ). Por lo tanto, resultados de dos ensayos

correctamente ejecutados por el mismo operador sobre la misma muestra

de agregados gruesos, no deberá diferir en más de 32 kg/m 3 (2.0 lb/pie 3).



43

6. PESO UNITARIO VARILLADO

OBJETO

Establecer el método para determinar el peso unitario varillado y el

porcentaje de los vacíos de los agregados, ya sean finos, gruesos o una

mezcla de ambos.

APARATOS

Balanza. Debe medir con una exactitud de 0.1% con respecto al material

usado.

Varilla compactadora, de acero, cilíndrica, de 16 mm ( 5 /8") de diámetro,

con una longitud aproximada de 600 mm (24"). Un extremo debe ser

semiesférico y de 8 mm de radio ( 5 /16").

Recipientes de medida, metálicos, cilíndricos, preferiblemente provistos de

agarraderas, a prueba de agua, con el fondo y borde superior pulido, plano

y suficientemente rígido, para no deformarse bajo duras condiciones de

trabajo. Los recipientes de 15 a 30 litros deben ir reforzados en su boca con

una banda de acero de 40 mm de ancho. La capacidad del recipiente

utilizado en el ensayo, depende del tamaño máximo de las partículas del

agregado que se va a medir, de acuerdo con los limites establecidos en la

Tabla Nº 1

El espesor del metal se indica en la tabla Nº 2. El borde superior será pulido

y plano dentro de 0,25 mm y paralelo al fondo dentro de 0,5%. La pared

interior deberá ser pulida y continua.

PESO UNITARIO COMPACTADO DEL AGREGADO

Método del apisonado. Para agregados de tamaño nominal menor o igual

que 39 mm (11/2").

• El agregado debe colocarse en el recipiente, en tres capas de igual

volumen aproximadamente, hasta colmarlo.

• Cada una de las capas se empareja con la mano y se apisona con 25 golpes

de varilla, distribuidos uniformemente en cada capa, utilizando el extremo

semiesférico de la varilla.



44

7. ABRASIÓN

El Manual de Ensayos especifica el siguiente ensayo:

• MTC E-207-2000 “Abrasión - los Angeles”

MTC E-207-2000 “ABRASION LOS ANGELES (L.A.) AL DESGASTE DE LOS

AGREGADOS DE TAMAÑOS MENORES DE 37.5 mm (1 ½") ”

Se refiere al procedimiento que se debe seguir para realizar el ensayo de desgaste de los

agregados gruesos hasta de 37.5 mm (1 ½") por medio de la máquina de Los Ángeles.

El método se emplea para determinar la resistencia al desgaste de agregados naturales o

triturados, empleando la citada máquina con una carga abrasiva.

APARATOS y MATERIALES:

o Balanza, que permita la determinación del peso con aproximación de

1 g.

o Estufa, que pueda mantener una temperatura uniforme de 110 ±ҏ 5

°C (230 ±ҏ 9 °F).

o Tamices.

o Máquina de Los Ángeles: la máquina para el ensayo de desgaste de Los

Ángeles tendrá las características que se indican en la Figura 1.

Consiste en un cilindro hueco, de acero, con una longitud interior de

508 ± ҏ 5 mm (20 ± ҏ 0.2") y un diámetro, también interior, de 711 ±

ҏ 5 mm (28 ± ҏ 0.2"). Dicho cilindro lleva sus extremos cerrados y en

el centro de cada extremo un eje, que no penetra en su interior,

quedando el cilindro montado de modo que pueda girar en posición

horizontal alrededor de este eje. El cilindro estará provisto de una

abertura, para introducir la muestra que se desea ensayar, y un

entrepaño, para conseguir la rotación de la mezcla y de la carga

abrasiva. La abertura podrá cerrarse por medio de una tapa con

empaquetadura que impida la salida del polvo, fijada por medio de

pernos. La tapa se diseñará de manera tal que se mantenga el

contorno cilíndrico interior. El entrepaño se coloca de modo que la

carga no caiga sobre la tapa durante el ensayo, ni se ponga en

contacto con ella en ningún momento. El entrepaño será

desmontable, de acero, ocupando longitudinalmente toda una

generatriz del cilindro y se proyectará radialmente, y hacia el centro

de la sección circular del cilindro, en longitud de 89 ± ҏ 2 mm (3,5 ± ҏ

0.1"). Tendrá un espesor tal que permita montarlo por medio de

pernos u otro medio apropiado, de forma que quede instalado de un



45

modo firme y rígido. La distancia del entrepaño a la abertura, medida

a lo largo de la circunferencia del cilindro y en el sentido de la

rotación, será mayor de 1.27 m (50"). La superficie del entrepaño de

la máquina de Los Ángeles está sometida a un fuerte desgaste y al

impacto de las bolas, originándose en ella un relieve a unadistancia

aproximadamente de 32 mm (1 ¼") desde la unión del entrepaño con

la superficie interior del cilindro. Si el entrepaño está echo de una

sección angular, no solamente puede formarse este relieve, sino que

aquél se puede llegar a doblar longitudinal o transversalmente y con

respectoa su correcta disposición, por lo cual debe ser revisado

periódicamente. Si se observa alguno de estos defectos, el entrepaño

debe ser reparado o reemplazado antes de realizar nuevos ensayos.

La influencia de todos estos factores sobre los resultados del ensayo

no es conocida; sin embargo, para uniformar las condiciones de

ensayo se recomienda eliminar el relieve formado cuando su altura

sea superior a 2 mm (0.1"). La máquina será accionada y

contrabalanceada en forma tal, que debe mantener la velocidad

periférica básicamente uniforme. La pérdida de velocidad y el

deslizamiento del mecanismo de transmisión son causa frecuente de

que los resultados del ensayo no coincidan con los obtenidos en otra

máquina de desgaste de Los Ángeles con velocidad periférica

constante.

o Carga abrasiva. La carga abrasiva consistirá en esferas de acero o de

fundición, de un diámetro entre 46.38 mm (1 13/16") y 47.63 mm (1

7/8") y un peso comprendido entre 390 g y 445 g. La carga abrasiva

dependerá de la granulometría de ensayo, A, B, C o D, según se indica

en el numeral 3.2, de acuerdo con la Tabla 4 siguiente:

PREPARACION DE LA MUESTRA:

La muestra consistirá en agregado limpio por lavado y secado en horno a

una temperatura constante comprendida entre 105 y 110 °C (221 a 230°'F),

separada por fracciones de cada tamaño y recombinadas con una de las

granulometrías indicadas en la Tabla 5. La granulometría o granulometrías

elegidas serán representativas del agregado tal y como va a ser utilizado en

la obra. La muestra antes de ensayada deberá ser pesada con aproximación

de1 g. TABLA 5



46

Cuando se triture la muestra en el laboratorio, se hará constar esto en el

informe, debido a la influencia que tiene la forma de las partículas en el

resultado del ensayo.

PROCEDIMIENTO:

Ejecución del ensayo. La muestra y la carga abrasiva correspondiente, se

colocan en la máquina de Los Ángeles, y se hace girar el cilindro a una

velocidad comprendida entre 30 y 33 rpm; el número total de vueltas

deberá ser 500. La máquina deberá girar de manera uniforme para

mantener una velocidad periférica prácticamente constante. Una vez

cumplido el número de vueltas prescrito, se descarga el material del

cilindro y se procede con una separación preliminar de la muestra

ensayada, en el tamiz # 12. La fracción fina que pasa, se tamiza a

continuación empleando el tamiz de 1.70 mm (No. 12). El material más

grueso que el tamiz de 1.70 mm (No. 12) se lava, se seca en el horno, a una

temperatura comprendida entre 105 a 110 °C (221 a 230 °F), hasta peso

constante, y se pesa con precisión de 1 g.

Cuando el agregado esté libre de costras o de polvo, puede eliminarse la

exigencia del lavarlo antes y después del ensayo. La eliminación del lavado

posterior, rara vez reducirá la pérdida medida, en más del 0.2% del peso de

la muestra original.

RESULTADOS:

El resultado del ensayo es la diferencia entre el peso original y el peso final

de la muestra ensayada, expresado como tanto por ciento del peso original.

El resultado del ensayo (% desgaste) recibe el nombre de coeficiente de

desgaste de Los Ángeles. Calcúlese tal valor así:



47

P1 = Peso muestra seca antes del ensayo.

P2 = Peso muestra seca después del ensayo, previo lavado sobre tamiz de

1.70 mm (No. 12).

PRECISION:

Para agregados con tamaño máximo nominal de 19 mm (¾"), con

porcentajes de pérdida entre 10 y 45%, el coeficiente de variación entre

resultados de varios laboratorios, es del 4.5%. Entonces, resultados de dos

ensayos bien ejecutados, por dos laboratorios diferentes, sobre muestras

del mismo agregado grueso, no deberán diferir el uno del otro en más del

12.7% de su promedio.

El coeficiente de variación de operadores individuales, se encontró que es

del 2%. Entonces, los resultados de dos ensayos bien ejecutados sobre el

mismo agregado grueso, no deberán diferir, el uno del otro, en más del

5.7% de su promedio.

8. PROCTOR MODIFICADO

El Manual de Ensayos especifica el ensayo PROCTOR MODIFICADO:

• MTC E-115-2000 “COMPACTACION DE SUELOS EN LABORATORIO UTILIZANDO

UNA ENERGIA MODIFICADA (56 000 pie-lb/pie32 700 kN-m/m3)”

MTC E-115-2000 “COMPACTACION DE SUELOS EN LABORATORIO

UTILIZANDO UNA ENERGIA MODIFICADA (56 000 pie -lb/pie32 700 kN-

m/m3)”

Este ensayo abarca los procedimientos de compactación usados en Laboratorio, para

determinar la relación entre el Contenido de Agua y Peso Unitario Seco de los suelos (curva

de compactación) compactados en un molde de 4 ó 6 pulgadas (101,6 ó 152,4 mm) de

diámetro con un pisón de 10 lbf (44,5 N) que cae de una altura de 18 pulgadas (457 mm),

produciendo una Energía de Compactación de 56 000 lb-pie/pie3(2 700 kN-m/m3).

Este ensayo se aplica sólo para suelos que tienen 30% ó menos en peso de sus partículas

retenidas en el tamiz de 3/4” pulg (19,0 mm).

Se proporciona 3 métodos alternativos. El método usado debe ser indicado en las

especificaciones del material a ser ensayado. Siel método no está especificado, la elección

se basará en la gradación del material.



48

METODO A:

Molde.- 4 pulg. de diámetro (101,6mm)

Material.- Se emplea el que pasa por el tamiz Nº 4 (4,75 mm).

Capas.- 5

Golpes por capa.- 25

Uso.- Cuando el 20% ó menos del peso del material es retenido en el

tamiz Nº 4 (4,75 mm).

Otros Usos.- Si el método no es especificado; los materiales que cumplen

éstos requerimientos de gradación pueden ser ensayados usando Método

B ó C.

METODO B:

Molde.- 4 pulg. (101,6 mm) de diámetro.

Materiales.- Se emplea el que pasa por el tamiz de 3/8 pulg (9,5 mm).

Capas.- 5

Golpes por capa.- 25

Usos.- Cuando más del 20% del peso del material es retenido en el tamiz

Nº 4 (4,75mm) y

20% ó menos de peso del material es retenido en el tamiz 3/8pulg (9,5

mm).

Otros Usos: Si el método no es especificado, y los materiales entran en

los requerimientos de gradación pueden ser ensayados usando Método C.

METODO C:

Molde.- 6 pulg. (152,4mm) de diámetro.

Materiales.- Se emplea el que pasa por el tamiz ¾ pulg (19,0 mm).

Capas.- 5

Golpes por Capa.- 56

Uso.- Cuando más del 20% en peso del material se retiene en el tamiz

3/8 pulg (9,53 mm) y menos de 30% en peso es retenido en el tamiz ¾

pulg (19,0 mm).

El molde de 6 pulgadas (152,4 mm) de diámetro no será usado con los

métodos A ó B.

Si el espécimen de prueba contiene más de 5% en peso de fracción extradimensionada

(fracción gruesa) y el material no será incluido en la prueba se deben hacer correcciones al



49

Peso Unitario y Contenido de Agua del espécimen de ensayo ó la densidad de campo

usando el método de ensayo ASTM D-4718.

Este método de prueba generalmente producirá un Peso Unitario Seco Máximo bien

definido para suelos que no drenan libremente. Si el método es usado para suelos que

drenan libremente el máximo Peso Unitario Seco no estará bien definida y puede ser

menor que la obtenida usando el Método se Prueba ASTM D-4253 (Maximum Index

Density and Unit Weight of Soil Using a Vibratory Table).

Los valores de las unidades en pulgadas-libras son reconocidos como estándar. Los valores

dados en unidades del S.I. son proporcionados sólo como información.

En la profesión de Ingeniería es prácticacomún, usar indistintamente unidades que

representan Masa y Fuerza, a menos que se realicen cálculos dinámicos (F= m x a). Esto

implícitamente combina dos sistemas de diferentes Unidades, que son el Sistema Absoluto

y el Sistema Gravimétrico. Científicamente, no se desea combinar el uso de dos sistemas

diferentes en uno estándar. Este método de prueba se ha hecho usando unidades libra-

pulgada (Sistema Gravimétrico) donde la libra (lbf) representa a la Unidad de Fuerza. El uso

de libra-masa (lbm) es por conveniencia de unidades y no intentar establecer que su uso

es científicamente correcto. Las conversiones son dadas en el Sistema Internacional (SI) de

acuerdo al ensayo ASTM E-380 (“Practica para el uso de Unidades del Sistema

Internacional SI”). El uso de balanzas que registran libra-masa (lbm) ó registran la densidad

en lbm/pie3no se debe considerar como si no concordase con esta norma.

Esta norma no hace referencia a todos los riesgos relacionadas con este uso, si los hubiera.

Es responsabilidad del usuario establecer la seguridad apropiada y prácticas o pruebas

confiables y así determinar la aplicabilidad de limitaciones regulatorias antes de su uso.

APARATOS:

Ensamblaje del Molde. os moldes deben de ser cilíndricoshechos de

materiales rígidos y con capacidad siguiente: Molde de 4 pulgadas.-Un

molde que tenga en promedio 4,000 ± 0,016 pulg (101,6 ± 0,4 mm) de

diámetro interior, una altura de 4,584 ± 0,018 pulg (116,4 ± 0,5 mm)

y un volumen de 0,0333 ± 0,0005 pie3(944 ± 14 cm3) Molde de 6

pulgadas.- Un molde que tenga en promedio 6,000 ± 0,026 pulg

(152,4 ± 0,7 mm) de diámetro interior, una altura de: 4,584 ± 0,018

pulg (116,4 ± 0,5mm) y un volumen de 0,075 ± 0,0009 pie3(2 124 ± 25

cm3).

Pisón ó Martillo.- Un pisón operado manualmente: Pisón Manual.- El

pisón deberá estar equipado con una guía que tenga suficiente

espacio libre para que la caída del pisón y la cabeza no sea

restringida. La guía deberá tener al menos 4 orificios de ventilación

en cada extremo (8 orificios en total) localizados con centros de ¾ ±

1/16 pulg (19,0 ± 1,6 mm) y espaciados a 90º. Los diámetros mínimo

de cada orificio de ventilación deben ser 3/8 pulg (9,5 mm). Orificios

adicionales ó ranuras pueden ser incorporados en el tubo guía. Pisón

Mecánico Circular.- El pisón puede ser operado mecánicamente de tal



50

manera que proporcione una cobertura completa y uniforme de la

superficie del espécimen. Debe haber 0,10 ± 0,03 pulg (2,5 ± 0,8 mm)

de espacio libre entre el pisón y lasuperficie interna del molde en su

diámetro más pequeño. El pisón mecánico debe cumplir los requisitos

de calibración requeridos por el Método de Ensayo ASTM D-2168. El

pisón mecánico debe estar equipado con medios mecánicos capaz de

soportar el pisón cuando no está en operación.

Extractor de Muestras (opcional).- Puede ser una gata, estructura ú

otro mecanismo adaptado con el propósito de extraer los especímenes

compactados del molde.

Balanza.- Una balanza de tipo GP5 que reúna los requisitos de la

Especificación ASTM D – 4753 8”Especificación, Evaluación, Selección

y Elección de Balanzas y Escalas para uso en muestras de suelos y

rocas”), para una aproximación de 1 gramo.

Horno de Secado.- Con control termostático preferiblemente del tipo

de ventilación forzada, capaz de mantener una temperatura uniforme

de 230 ± 9 ºF (110± 5 ºC) a través de la cámara de secado.

Regla.- Una regla metálica, rígida de una longitud conveniente pero

no menor que 10 pulgadas (254 mm). La longitud total de la regla

recta debe ajustarse directamente a una tolerancia de ±0,005 pulg

(±0,1 mm). El borde de arrastre debe ser biselado si es más grueso

que 1/8 pulg (3 mm).

Tamices ó Mallas.- De ¾ pulg (19,0 mm), 3/8 pulg (9,5mm) y Nº 4

(4,75mm), conforme a los requisitos de la especificaciones ASTM E11

(“Especificación para mallas metálicas con fines de ensayo”).

Herramientas de Mezcla.- Diversas herramientas tales como cucharas,

mezclador, paleta, espátula, botella de spray, etc. ó un aparato

mecánico apropiado para la mezcla completo de muestra de suelo con

incrementos de agua.

MUESTRAS DE ENSAYO:

La muestra requerida para el Método A y B esaproximadamente 35 lbm (16

kg) y para el Método C es aproximadamente 65 lbm (29 kg) de suelo seco.

Debido a esto, la muestra de campo debe tener una peso húmedo de al

menos 50 lbm (23 kg) y 100 lbm (45 kg) respectivamente.

Determinar el porcentaje de material retenido en la malla Nº4 (4,75mm),

3/8pulg (9,5mm) ó 3/4pulg (19.0mm) para escoger el Método A, B ó C.

Realizar esta determinación separando una porción representativa de la

muestra total y establecer los porcentajes que pasan las mallas de interés

mediante el Método de Análisis por tamizado de Agregado Grueso y Fino

(MTC E – 204). Sólo es necesario para calcular los porcentajes para un tamiz

ó tamices de las cuales la información es deseada.



51

PREPARACION DE APARATOS:

Seleccionar el molde de compactación apropiado de acuerdo con el Método

(A, B ó C) a ser usado. Determinar y anotar su masa con aproximación al

gramo. Ensamblar el molde, base y collar de extensión. Chequear el

alineamiento de la pared interior del molde y collar de extensión del

molde. Ajustar si es necesario.

Chequear que el ensamblado del pisón este en buenas condiciones de

trabajo y que sus partes no estén flojas ó gastado. Realizar cualquier ajuste

ó reparación necesario. Si los ajustes ó reparaciones son hechos, el martillo

deberá volver a ser calibrado.

CALIBRACION:

Las calibraciones se harán antes de iniciar el ensayo, después de

reparaciones ú otros casos que puedan afectar los resultados del ensayo,

en intervalos no mayores que 1000 muestras ensayadas o anualmente,

cualquiera que ocurra primero; para los siguientes aparatos:

o Balanza.- Evaluar de acuerdo con especificaciones ASTM D4753.

o Moldes.-

o Pisón Manual

o Pisón Mecánico

PROCEDIMIENTO:

No vuelva a usar el suelo que ha sido compactado previamente en

Laboratorio.

Utilice el método de preparación húmedo y cuando se ensaye con suelos

que contienen hallo sita hidratada o donde la experiencia con determinados

suelos indica que los resultados pueden ser alterados por el secado al aire

Preparar los especimenes del suelo para el ensayo.

Método de Preparación Húmeda (Preferido).- Sin secado previo de la

muestra, pásela a través del tamiz Nº 4 (4,75 mm), 3/8 pulg (9,5 mm) ó ¾

pulg (19,0 mm), dependiendo del Método a ser usado (A, B ó C). Determine

el contenido de agua del suelo procesado.

Prepare mínimo cuatro (preferiblemente cinco) especimenes con

contenidos de agua de modo que éstos tengan un contenido de agua lo más

cercano al óptimo estimado. Un espécimen que tiene un contenido de

humedad cercano al óptimo deberá ser preparado primero, por adiciones de

agua y mezcla (ver Nota 6). Seleccionar los contenidos de agua para el resto

de los especimenes de tal forma que resulten por lo menos dos especimenes

húmedos y dos secos de acuerdo al contenido óptimo de agua, que varíen



52

alrededor del 2%. Como mínimo es necesario dos contenidos de agua en el

lado seco y húmedo del óptimo para definir exactamente la curva de

compactación . Algunos suelos con muy alto óptimo contenido de agua ó

una curva de compactación relativamente plana requieren grandes

incrementos de contenido de agua paraobtener un Peso Unitario Seco

Máximo bien definido. Los incrementosde contenido de agua no deberán

excederán de 4%.

Usar aproximadamente 5 lbm (2,3 kg) del suelo tamizado en cada

espécimen que se compacta empleando el Métodos A ó B; ó 13 lbm (5,9 kg)

cuando se emplee el Método C. Para obtener los contenidos de agua del

espécimen que se indica en 9.2.1, añada o remueva las cantidades

requeridas de agua de la siguiente manera: Añada poco a poco el agua al

suelo durante la mezcla; para sacar el agua, deje que el suelo se seque en

el aire a una temperatura de ambiente o en un aparato de secado de modo

que la temperatura de la muestra no exceda de 140 ºF (60 ºC). Mezclar el

suelo continuamente durante el proceso de secado para mantener la

distribución del agua en todas partes y luego colóquelo aparte en un

contenedor con tapa y ubíquelo de acuerdo con la Tabla Nº1 antes de la

compactación. Para seleccionar un tiempo de espera, el suelo debe ser

clasificado ò seleccionado mediante el método de ensayo ASTM D-2488

(“Método de ensayo para la descripción o identificación de suelos”) o

mediante datos de otras muestras del mismo material de origen. Para

ensayos de determinación, la clasificación deberá ser por Método ASTM D-

2487 (“Método de ensayo para clasificación de Suelos”).

Método de Preparación Seca.- Si la muestra está demasiado húmeda,

reducir el contenido de agua por secado al aire hasta que el material sea

friable. El secado puede ser al aire o por el uso de un aparato de secado tal

que la temperatura de la muestra no exceda de 140 ºF (60 ºC). Disgregar

por completo los grumos de tal forma de evitar moler las partículas

individuales. Pasar el material por el tamiz apropiado: Nº4 (4,75 mm), 3/8

pulg (9,5 mm) ó ¾ pulg (19,0 mm). Durante la preparación del material

granular que pasa la malla ¾ pulg para la compactación en el molde de 6

pulgadas, disgregar o separar los agregados lo suficientemente para que

pasen el tamiz 3/8 pulg de manera de facilitar la distribución de agua a

través del suelo en el mezclado posterior.

Preparar mínimo cuatro (preferiblemente cinco) especímenes

Usar aproximadamente 5 lbm (2,3 kg) del suelo tamizado para cada

espécimen a ser compactado cuando se emplee el Método A, B ó 13 libras

(5,9 kg) cuando se emplee el Método C.

Compactación.-Después del curado si se requiere, cada espécimen se

compactará dela siguiente manera:

o Determinar y anotar la masa del molde ó molde y el plato de base.

o Ensamble y asegure el molde y el collar al plato base. El molde se

apoyará sobre un cimiento uniforme y rígido, como la proporcionada

por un cilindro o cubo de concreto con una masa no menor de 200



53

lbm (91kg). Asegurar el plato base a un cimiento rígido. El método

de enlace ó unión al cimiento rígido debe permitir un desmolde fácil

del molde ensamblado, el collar y el plato base después que se

concluya la compactación.

o Compactar el espécimen en cinco capas. Después de la

compactación, cada capa deberá tener aproximadamente el mismo

espesor. Antes de la compactación, colocar el suelo suelto dentro

del molde y extenderlo en una capa de espesor uniforme.

Suavemente apisonar el suelo antes de la compactación hasta que

este no esté en estado suelto o esponjoso, usando el pisón manual

de compactación o un cilindro de 2 pulg (5 mm) de diámetro.

Posteriormente a la compactación de cada uno de las cuatro

primeras capas, cualquier suelo adyacente a las paredes del molde

que no han sido compactado o extendido cerca de la superficie

compactada será recortada. El suelo recortado puede ser incluido

con el suelo adicional para la próxima capa. Un cuchillo ú otro

aparato disponible puede ser usado. La cantidad total de suelo

usado será tal que la quinta capa compactada se extenderá

ligeramente dentro del collar, pero no excederá 1/4pulg (6mm) de

la parte superior del molde. Si la quinta capa se extiende en más de

1/4pulg (6 mm) de la parte superior del molde, el espécimen será

descartado. El espécimen será descartado cuando el último golpe

del pisón para la quinta capa resulta por debajo de la parte superior

del molde de compactación.

o Compactar cada capa con 25 golpes para el molde de 4 pulgadas

(101,6 mm) ó 56 golpes para el molde de 6 pulgadas (152,4 mm).Al

operar el pisón manual del pisón, se debe tener cuidado de evitar la

elevación de la guía mientras el pisón sube. Mantener la guía

firmemente y dentro de 5º de la vertical. Aplicar los golpes en una

relación uniforme de aproximadamente 25 golpes/minuto y de tal

manera que proporcione una cobertura completa y uniforme de la

superficie del espécimen.

o Después de la compactación de la última capa, remover el collar y

plato base del molde.

o Cuidadosamente enrasar el espécimen compactado,por medio de

una regla recta a través de la parte superior e inferior del molde

para formar una superficie plana en la parte superior e inferior

o del molde. Un corte inicial en el espécimen en la parte superior del

molde con un cuchillo puede prevenir la caída del suelo por debajo

de la parte superior del molde. Rellenar cualquier hoyo de la

superficie, con suelo no usado o despejado del espécimen,presionar

con los dedos y vuelva a raspar con la regla recta a través de la

parte superior e inferior del molde. Repetir las operaciones

mencionadas en la parte inferior del espécimen cuando se halla

determinado el volumen del molde sin el plato base. Para suelos

muy húmedos o muy secos, se perderá suelo o agua si el plato se

remueve. Para estas situaciones, dejar el plato base fijo al molde.



54

o Determine y registre la masa del espécimen y molde con

aproximación al gramo. Cuando se deja unido el plato base al

molde, determine y anote la masa del espécimen, molde y plato de

base con aproximación al gramo.

o Remueva el material del molde. Obtenerun espécimen para

determinar el contenido de agua utilizando todo el espécimen (se

refiere este método) o una porción representativa. Cuando se utiliza

todo el espécimen, quiébrelo para facilitar el secado. De otra

manera se puede obtener una porción cortando axialmente por el

centro del espécimen compactado y removiendo 500 gr del material

de los lados cortados. Obtener el contenido de humedad de acuerdo

al Método MTC E 108.

o Después de la compactación del último espécimen, comparar los

Pesos Unitarios Húmedos para asegurar que el patrón deseado de

obtención de datos en cada lado del óptimo contenido de humedad

sea alcanzado en la curva de compactación para cada Peso Unitario

Seco y Plotear el Peso Unitario Húmedo y Contenido de Agua de

cada espécimen compactado puede ser una ayuda para realizar esta

evaluación. Si el patrón deseado no es obtenido, serán necesarios

compactar especimenes adicionales. Generalmente, un valor de

contenido de agua mayor que el contenido de agua definido por el

máximo Peso Unitario Húmedo es suficiente para asegurar los datos

del lado más húmedo que el óptimo contenido de agua para el

máximo Peso Unitario seco.

CALCULOS:

Calcule el Peso Unitario Seco y Contenido de Agua para cada espécimen

compactado como se explica en 10.3 y 10.4 Plotee los valores y dibuje la

curva de compactación como una curva suave a través de los puntos (ver

ejemplo, Fig.3). Plotee el Peso Unitario Seco con aproximación 0,1 lbf

/pie3(0,2 kN/m3) y contenido de agua aproximado a 0,1%. Enbase a la

curva de compactación, determine el Óptimo Contenido de Agua y el Peso

Unitario SecoMáximo. Si más de 5% en peso del material sobredimensionado

(tamaño mayor) fue removido de la muestra,calcular el máximo Peso

Especifico y óptimo contenido de Humedad corregido del material total

usando la Norma ASTM D4718 (“Método de ensayo para la corrección del

PesoUnitario y Contenido de Agua en suelos que contienen partículas

sobredimensionadas”). Esta corrección debe realizarse en el espécimen de

ensayo de densidad de campo, más que al espécimen de ensayo de

laboratorio.

Plotear la curva de saturación al 100%.

Contenido de Agua, w.- Calcular de acuerdo con Método de Ensayo MTC E

108.

Peso Unitario Seco.- Calcular la densidad húmeda (Ec 1), la densidad seca

(Ec 2) y luego el Peso Unitario Seco (Ec 3) como sigue:



55

(1)

donde:

pm = Densidad Húmeda del espécimen compactado (Mg/m3)

Mt = Masa del espécimen húmedo y molde (kg)

Mmd = Masa del molde de compactación (kg)

V = Volumen del molde de compactación (m3)

(2)

donde:

pd = Densidad seca del espécimen compactado (Mg/m3)

w = contenido de agua (%)

(3)

donde:

γd = peso unitario seco del espécimen compactado.

En el calculo de los puntos para el ploteo de la curva de 100% de saturación

o curva de relación de vacíos cero del peso unitario seco, seleccione los

valores correspondientes de contenido de agua a la condición de 100% de

saturación como sigue:

(4)

donde:

Wsat = Contenido de agua para una saturación completa (%).

γw = Peso unitario del agua 62,43 lbf/ pie3ó (9,807kN/m3).

γd = Peso unitario seco del suelo.



56

Gs = Gravedad específica del suelo.

INFORME:

Reportar la siguiente información:

o Procedimiento usado (A, B o C).

o Método usado para la preparación (húmedo ó seco).

o El contenido de agua recibida, si se determinó.

o El óptimo Contenido de Agua Modificado, con aproximación al 0,5.%.

o El Peso Unitario Seco Máximo, con aproximación a 0,5 lbf/pie3

o Descripción del Pisón (Manual ó Mecánico).

o Datos del tamizado del suelo para la determinación del procedimiento (A, B

ó C) empleado.

o Descripción o Clasificación del material usado en la prueba.

o Gravedad Específica y Método de Determinación.

o Origen del material usado en el ensayo, por ejemplo, proyecto, localización,

profundidad y similares..

o La Curva de Compactación mostrando los puntos de compactación

utilizados para establecerla y la curva de 100% saturación, el punto de Peso

Unitario Seco Máximo y Optimo Contenido de Agua.

o El dato de Corrección por Fracción Sobredimensionada si es usado,

incluyendo la fracción sobredimensionada (Fracción Gruesa), Pc en %.

9. CBR

El Manual de Ensayos especifica los siguientes ensayos para CBR:

• MTC E-132-2000 “CBR De Suelos (Laboratorio)”

• MTC E-133-2000 “CBR En El Terreno (Cbr In Situ)”

MTC E-132-2000 “CBR DE SUELOS (LABORATORIO)

Describe el procedimiento de ensayo para la determinación de un índice de resistencia de

los suelos denominado valor de la relación de soporte, que es muy conocido, como CBR



57

(California Bearing Ratio). El ensayo se realiza normalmente sobre suelo preparado en el

laboratorio en condiciones determinadas de humedad y densidad; pero también puede

operarse en forma análoga sobre muestras inalteradas tomadas del terreno.

Este índice se utiliza para evaluar la capacidad de soporte de los suelos de subrasante y de

las capas de base, subbase y de afirmado.

Este modo operativo hace referencia a los ensayos para determinación de las relaciones de

Peso Unitario - Humedad, usando un equipo modificado.

APARATOS Y MATERIALES:

o Prensa similar a las usadas en ensayos de compresión, utilizada

para forzar la penetración de un pistón en el espécimen. El

desplazamiento entre la base y el cabezal se debe poder regular a

una velocidad uniforme de 1,27 mm (0.05") por minuto. La

capacidad de la prensa y su sistema para la medida de carga debe

ser de 44.5 kN (10000 Ibf) o más y la precisión mínimaen la medida

debe ser de 44 N (10 lbf) o menos.

o Molde, de metal, cilíndrico, de 152,4mm ± 0.66 mm (6 ± 0.026") de

diámetro interior y de 177,8 ± 0.46 mm (7 ± 0.018") de altura,

provistode un collar de metal suplementario de 50.8 mm (2.0") de

altura y una placa de base perforada de 9.53 mm (3/8") de

espesor. Las perforaciones de la base no excederán de 1,6 mm (28

1/16”) las mismas que deberán estar uniformemente espaciadas en

la circunferencia interior del molde de diámetro

o Disco espaciador, de metal, de forma circular, de 150.8 mm (5

15/16”) de diámetro exterior y de 61,37 ± 0,127 mm (2,416 ±

0,005”) de espesor , para insertarlo como falso fondo en el molde

cilíndrico durante la compactación.

o Pisón de compactación como el descrito en elmodo operativo de

ensayo Proctor Modificado



58

o Aparato medidor de expansión compuesto por: Una placa de metal

perforada, por cada molde, de 149.2 mm (5 7/8") de diámetro,

cuyas perforaciones no excedan de 1,6 mm (1/16") de diámetro.

Un trípode cuyas patas puedan apoyarse en el borde del molde,que

lleve montado y bien sujeto en el centro un dial (deformímetro),

cuyo vástago coincida con el de la placa, de forma que permita

controlar la posición de éste y medir la expansión, con

aproximación de 0.025 mm (0.001")

o Pesas. Uno o dos pesas anulares de metal que tengan una masa

total de 4,54 ± 0,02kg y pesas ranuradas de metal cada una con

masas de 2,27 ± 0,02 kg. Las pesas anular y ranurada deberán

tener 5 7/8” a 5 15/16” (149,23 mm a 150,81 mm) en diámetro;

además de tener la pesa, anular un agujero central de 2 1/8”

aproximado (53,98 mm) de diámetro.

o Pistón de penetración, metálico de sección transversal circular, de

49.63 ± 0,13 mm (1,954 ± 0,005”) de diámetro, área de 19.35

cm2(3 pulg2) y con longitud necesaria para realizar el ensayo de

penetración con las sobrecargas precisas de acuerdo con el

numeral 3.4, pero nunca menor de 101.6 mm (4").

o Dos diales con recorrido mínimo de 25 mm (1")y divisiones lecturas

en 0.025 mm (0.001"), uno de ellos provisto de una pieza que

permita su acoplamiento en la prensa para medir la penetración

del pistón en la muestra.

o Tanque, con capacidad suficiente para la inmersión de los moldes

en agua.

o Estufa, termostáticamente controlada, capas de mantener una

temperatura de 110 ± 5 ºC (230 ± 9 ºF).

o Balanzas, una de 20 kg de capacidad y otra de 1000 g con

sensibilidades de 1 g y 0. 1 g, respectivamente.

o Tamices, de 4.76 mm (No. 4), 19.05 mm(3/4") y 50,80 mm (2").

PROCEDIMIENTO:

El procedimiento es tal que los valores de la relación de soporte se obtienen

a partir de especimenes de ensayo que posean el mismo peso unitario y

contenido de agua que se espera encontrar en el terreno. En general, la

condición de humedad crítica (más desfavorable) se tiene cuando el

material está saturado. Por esta razón, el método original del Cuerpo de

Ingenieros de E.U.A. contempla el ensayo de los especimenes después de

estar sumergidos en agua por un período de cuatro (4) días confinados en el

molde con una sobrecarga igual al peso del pavimento que actuará sobre el

material.

Preparación de la Muestra.- Se procede como seindica en las normas

mencionadas (Relaciones de peso unitario-humedad en los suelos, con



59

equipo estándar o modificado). Cuando más del 75 % en peso de la muestra

pase por el tamiz de 19.1 mm (3/4"), se utiliza para el ensayo el material

que pasa por dicho tamiz. Cuando la fracción de la muestra retenida en el

tamiz de 19.1 mm (3/4") sea superior a un 25% en peso, se separa el

materialretenido en dicho tamiz y se sustituye por una proporción igual de

material comprendido entre los tamices de 19.1 mm (3/4") y de 4.75 mm

(No. 4), obtenida tamizando otra porción de la muestra.

De la muestra así preparada se toma la cantidad necesaria para el ensayo

de apisonado, más unos 5 kg por cada molde CBR.

Se determina la humedad óptima y la densidad máxima por medio del

ensayo de compactación elegido. Se compacta un número suficiente de

especimenes con variación en su contenido de agua, con el fin de

establecer definitivamente la humedad óptima y el peso unitario máximo.

Dichos especimenes se preparan con diferentes energías de compactación.

Normalmente, se usan la energía del Proctor Estándar, la del Proctor

Modificado y una Energía Inferior al Proctor Estándar. De esta forma, se

puede estudiar la variación de la relación de soporte con estos dos factores

que son los que la afectan principalmente. Los resultados se grafican en un

diagrama de contenido de agua contra peso unitario.

Se determina la humedad natural del suelo mediante secado en estufa,

según la norma MTC E 108.

Conocida la humedad natural del suelo, se le añade la cantidad de agua que

le falte para alcanzar la humedad fijada para el ensayo, generalmente la

óptima determinada según el ensayo de compactación elegido y se mezcla

íntimamente con la muestra.

Elaboración de especimenes. Se pesa el molde con su base, se coloca el

collar y el disco espaciador y, sobre éste, un disco de papel de filtro grueso

del mismo diámetro.

Una vez preparado el molde, se compacta el espécimen en su interior,

aplicando un sistema dinámico de compactación (ensayos mencionados,

ídem Proctor Estándar o Modificado), pero utilizando en cada molde la

proporción de agua y la energía (número de capas y de golpes en cada

capa) necesarias para que el suelo quede con la humedad y densidad

deseadas.

Si el espécimen se va a sumergir, se toma una porción de material, entre

100 y 500g (según sea fino o tenga grava) antes de la compactación y otra

al final, se mezclan y se determina la humedad del Suelo de acuerdo con la

Norma MTC E 108. Si la muestra no va a ser sumergida, la porción de

material para determinar la humedad se toma del centro de la probeta

resultante de compactar el suelo en el molde, después del ensayo de

penetración. Para ello el espécimen se saca del molde y se rompe por la

mitad.

Terminada la compactación, se quita el collar y se enrasa el espécimen por

medio de un enrasador o cuchillo de hoja resistente y bien recta.



60

Inmersión. Se coloca sobre la superficie de la muestra invertida la placa

perforada con vástago, y, sobre ésta, los anillos necesarios para completar

una sobrecarga tal, que produzca una presión equivalente a la originada por

todas las capas de materiales que hayan de ir encima del suelo que se

ensaya, la aproximación quedará dentro de los 2,27 kg (5,5 lb)

correspondientes a una pesa. En ningún caso, la sobrecarga total será

menor de 4,54 kg (10 lb)

Se toma la primera lectura para medir el hinchamiento colocando el trípode

de medida con sus patas sobre los bordes del molde, haciendo coincidir el

vástago del dial con el de la placa perforada. Se anota su lectura, el día y la

hora.A continuación, se sumerge el molde en el tanque con la sobrecarga

colocada dejando libre acceso al agua por la parte inferior y superior de la

muestra. Se mantiene la probeta en estas condiciones durante 96 horas

(4días) "con el nivel de agua aproximadamente constante. Es admisible

también un período de inmersión más corto si se trata de suelos granulares

que se saturen de agua rápidamente y si los ensayos muestran que esto no

afecta los resultados

Al final del período de inmersión, se vuelve a leer el deformímetro para

medir el hinchamiento. Si es posible, se deja el trípode en su posición, sin

moverlo durante todo el período de inmersión; no obstante, si fuera

preciso, después de la primera lectura puede retirarse, marcando la

posición de las patas en el borde del molde para poderla repetir en lecturas

sucesivas. La expansión se calcula como un porcentaje de la altura del

espécimen.

Después del periodo de inmersión se saca el molde del tanque y se vierte el

agua retenida en la parte superior del mismo, sosteniendo firmemente la

placa y sobrecarga en su posición. Se deja escurrir el molde durante 15

minutos en su posición normal y a continuación se retira la sobrecarga y la

placa perforada. Inmediatamente se pesa y se procede al ensayo de

penetración.

Penetración. Se aplica una sobrecarga que sea suficiente, para producir

una intensidad de carga igual al peso del pavimento (con ± 2.27 kg de

aproximación) pero no menor de 4.54 kg (10 lb).

Para evitar el empuje hacia arriba del suelo dentro del agujero de las pesas

de sobrecarga, es conveniente asentar el pistón luego de poner la primera

sobrecarga sobre la muestra, Llévese el conjunto a la prensa y colóquese en

el orificiocentral de la sobrecarga anular, el pistón de penetración y añade

el resto de la sobrecarga si hubo inmersión,hasta completar la que se utilizó

en ella. Se monta el dial medidor de manera que sepueda medir la

penetración del pistón y se aplica una carga de 50N (5 kg) para que el

pistón asiente. Seguidamente se sitúan en cero las agujas de los diales

medidores, el del anillo dinamométrico, u otro dispositivo para medir la

carga, y el de control de la penetración

Se aplica la carga sobre el pistón de penetración mediante el gato o

mecanismo correspondiente de la prensa, con una velocidad de penetración

uniforme de 1.27 mm (0.05") por minuto. Las prensas manuales no



61

preparadas para trabajar a esta velocidad de forma automática se

controlarán mediante el deformímetro de penetración y un cronómetro.

Seanotan las lecturas de la carga para las siguientes penetraciones:

CALCULOS:

Humedad de compactación. El tanto por ciento de agua que hay que añadir

al suelo con su humedad natural para que alcance la humedad prefijada, se

calcula como sigue:

donde:

H = Humedad prefijada

h = Humedad natural

Densidad o peso unitario. La densidad se calcula a partir del peso del suelo antes de

sumergirlo y de su humedad, de la misma forma que en los métodos de ensayo

citados. Proctor normal o modificado, para obtener la densidad máxima y la

humedad óptima.

Agua absorbida. El cálculo para el agua absorbida puede efectuarse de dos maneras.

Una, a partir de los datos de las humedades antes de la inmersión y después de ésta;

la diferencia entre ambas se toma normalmente como tanto por ciento de agua

absorbida. Otra, utilizando la humedad de la muestra total contenida en elmolde. Se

calcula a partir del peso seco de la muestra (calculado) y el peso húmedo antes y

después de la inmersión.

Presión de penetración. Se calcula la presión aplicada por el penetrómetro y se

dibuja la curva para obtener las presiones reales de penetración a partir de los datos



62

de prueba; el punto cero de la curva se ajusta para corregir las irregularidadesde la

superficie, que afectan la forma inicial de la curva

Expansión. La expansión se calcula por la diferencia entre las lecturas del

deformímetro antes y después de la inmersión, numeral 3.2. Este valor se refiere en

tanto por ciento con respecto a la altura de la muestra en el molde, que es de 127

mm (5").

Valor de la relación de soporte (índice resistente CBR). Se llama valor de la relación

de soporte (índice CBR), al tanto por ciento de la presión ejercida por el pistón sobre

el suelo, para una penetración determinada, en relación con la presión

correspondiente a la misma penetración en una muestra patrón. Las características

de la muestra patrón son las siguientes:

Para calcular el índice CBR se procede como sigue:

o Se dibuja una curva que relacione las presiones (ordenadas) y las

penetraciones (abscisas), y se observa si esta curva presenta un

punto de inflexión. Si no presenta punto de inflexión se toman los

valores correspondientes a 2,54 y 5,08 mm (0,1" y 0,2") de

penetración. Si la curva presenta un punto de inflexión, la tangente

en ese punto cortará el eje de abscisas en otro punto (o corregido),

que se toma como nuevo origen para la determinación de las

presiones correspondientes a 2,54 y 5,08 mm.

o De la curva corregida tómense los valores de esfuerzo-penetración

paralos valores de 2,54 mm y 5,08 mm y calcúlense los valores de

relación de soporte correspondientes, dividiendo los esfuerzos

corregidos por los esfuerzos de referencia 6,9 MPa (10001b/plg2) y

10,3 MPa (1500 lb/plg 2) respectivamente, y multiplíquese por 100.

La relación de soporte reportada para el suelo es normalmente la de

2,54 mm (0,1") de penetración. Cuando la relación a 5,08 mm (0,2")

de penetración resulta ser mayor, se repite el ensayo. Si el ensayo

de comprobación da un resultado similar, úsese la relación de

soporte para 5,08 mm (0,2") de penetración.



63

INFORME:

Los datos y resultados de la prueba que deberán suministrarse son los

siguientes:

o Método usado para la preparación y compactación de los

especimenes.

o Descripción e identificación de la muestra ensayada.

o Humedad al fabricar el espécimen.

o Peso unitario.

o Sobrecarga de saturación y penetración.

o Expansión del espécimen.

o Humedad después de la saturación.

o Humedad óptima y densidad máxima determinados mediante la

norma MTC E 115.

o Curva presión-penetración.

o Valor de relación de soporte (C.B.R.).

MTC E-133-2000 “CBR EN EL TERRENO (CBR IN SITU) ”

Establece el procedimiento que se debe seguir para determinar la relación de soporte CBR

in situ, mediante la comparación entre la carga de penetración del suelo y la de un material

estándar de referencia.

Este método de ensayo cubre la evaluación de la calidad de la subrasante, pero también es

aplicable a materiales de subbase y base.

Este método de ensayo esta diseñado para probar materiales in situ y corresponden al

método de ensayo ASTM D-1883.

Para hallar la relación de soporte sobre especimenes de laboratorio, refiérase a la Norma

ASTM A - 1883.

APARATOS:

Gato mecánico de tornillo, manualmente operado, equipado con un

dispositivo giratorio especial de manivela para aplicar la carga al pistón de

penetración y diseñado con las siguientes especificaciones:

o Capacidad mínima de 2700 kg (5950 lb).



64

o Elevación mínima: 50 mm (2").

o Manubrio desmontable 150 mm (6") de radio.

o Relación de velocidad alta, aproximadamente 2,4 revoluciones para

1 mm (0,04") de penetración.

o Relación de velocidad media, aproximadamente 5 revoluciones para


o Relación de velocidad baja, aproximadamente 14 revoluciones para


o Pueden usarse otras relaciones de velocidad, cuando esto sea más

conveniente.

o También se pueden usar otros gatos mecánicos, con la misma carga

mínima y altura de elevación, siempre y cuando se obtenga con

ellos una relación uniforme de penetración carga de 1,3 mm (0,05")

por minuto.

Anillos de carga, dos en total, debidamente calibrados, uno de ellos con

amplitud de carga de 0 a 8,8 kN (0 - 1984 Ibf) y el otro de 0 a 22,6 kN (0 -

5070 Ibf) aproximadamente.

Pistón de penetración, de 50,8 ± 0,1 mm (2 ± 0,004") de diámetro (3 pulg2=

19,35cm3de área) y aproximadamente 102 mm (4") de longitud. Debe

constar además, de un adaptador de pistón y de extensiones de tubo de

rosca interna con conectores.

Diales. Deben existir dos diales: uno para medir deformaciones del anillo de

carga con lecturas de 0,0025 mm (0,000 1") y recorrido de

aproximadamente 6,4 mm (0,25") y otro para medir penetraciones del

pistón con lecturas de 0,025 mm (0,001") y recorrido de aproximadamente

25 mm (1"), equipado con un soporte o abrazadera de extensión para

ajustar la posición del dial.

Soporte para el dial de penetración, o puente de aluminio, hierro o madera

de 76 mm (3") de altura y longitud aproximada de 1,5 m (5 pies).

Platina de sobrecarga, circular, de acero, de 254 + 0.5 mm (10 ± 0,02") de

diámetro, con un agujero central circular de 51 ± 0.5 mm (2 ± 0,02"). La

platina debe pesar 4,54 ± 0,01 kg (10 ± 0,02 lb).

Pesas de sobrecarga. Dos pesas anulares de sobrecarga de 4.54 ± 0,01 kg (10

± 0,02 lb), de 216 ± 1 mm (8,5 ± 0,04") de diámetro total, y dos pesas

similares de las mismas dimensiones, pero de 9,08 ± 0,01 kg (20 ± 0,02 lb)

cada una.

Vehículo de carga (reacción). Un vehículo (opieza de equipo pesado) de

carga suficiente para proveer una reacción de aproximadamente 31 kN

(6970 lb). El vehículo debe estar equipado con una viga metálica

debidamente acondicionada en la parte posterior del chasis que ofrezca una

reacción adecuada para forzar la penetración del pistón en el suelo. El

vehículo se debe suspender suficientemente para eliminar la influencia de



65

los resortes traseros y permitir que el ensayo de penetración se efectúe sin

movimiento ascendente del chasis del vehículo. Para efectuar el ensayo se

requiere disponer de un espacio vertical libre de aproximadamente 0,6 m (2

pies).

Gatos. Dos gatos tipo camión, de 14 Mg (15 toneladas) de capacidad, de

doble acción combinada y descenso automático.

Equipo misceláneo. Envases de muestras para determinación de humedad y

peso unitario, espátula, regla de enrase, cucharones para excavar, etc.

PROCEDIMIENTO:

Prepárese el área de la superficie que va a ser ensayada, retirando el

material suelto y superficial que no sea representativo del suelo que se va a

ensayar. Asimismo un área de ensayo tan uniforme y horizontal como sea

posible. Cuando se trate de materiales de base no plásticos, se debe tener

especial cuidado para no alterar la superficie de ensayo. El espaciamiento

de los ensayos de penetración debe ser tal, que la operación en un punto no

altere el suelo del siguiente punto que va a ser penetrado. Esta separación

debe ser como mínimo de 175 mm (7") en suelos plásticos y de 380 mm (15")

en suelos granulares gruesos.

Localícese el vehículo en tal forma que el dispositivo de reacción quede

directamente sobre la superficie por ensayar. Instálese el gato mecánico

debajo de la viga o dispositivo de reacción, con la manivela hacia afuera.

Colóquense los gatos de camión a cada lado del vehículo y levántese para

que no exista peso alguno sobre los resortes posteriores; cerciórese de que

el vehículo está nivelado en la parte trasera.

Ubíquese el gato mecánico en la posición correcta y conéctese el anillo de

carga al extremo del gato. Conéctese el adaptador del pistón al extremo

inferior del anillo, adiciónese el número necesario de extensiones hasta

alcanzar una altura menor de 125 mm (4,9") sobre la superficie de ensayo y

conéctese el pistón de penetración. Sujétese el gato en su sitio.

Compruébese el nivel del montaje del gato para asegurarse su verticalidad

y háganse los ajustes que sean necesarios.

Colóquese la platina de sobrecarga de 4,5 kg (10 lb) debajo del pistón de

penetración, de tal forma que cuando baje el pistón, éste pase a través del

agujero central.

Asiéntese el pistón bajo una carga inicial de aproximadamente 21 kPa (3

lb/puIg2). Para una rápida colocación, úsese la relación de alta velocidad

del gato. Para materiales de base con una superficie irregular, colóquese el

pistón sobre una delgadísima capa de polvo de trituración de piedra caliza

(tamices No. 20 - No. 40) o de yeso.

Si es necesario para lograr una superficie uniforme,levántese la platina de

carga mientras todavía está actuando la carga inicial sobre el pistón y

espolvoréese uniformemente arena fina, en un espesor de 3 a 6 mm (0,12 a

0,24"), sobre la superficie cubierta con la platina. Esto sirve para distribuir

uniformemente el peso de la sobrecarga.



66

Adiciónense a la platina un número de pesos de sobrecarga tal, que

transmita una presión equivalente a la intensidad de carga, producida

porlas capas de pavimento, que se colocarán sobre la subrasante, la base o

ambos, excepto que la mínima pesa aplicada será la de 4,5 kg (10 lb) más

una pesa de sobrecarga de 9 kg (20 lb).

Fíjese el soporte del dial de penetración al pistón y sujétese el dial a dicho

soporte.

Colóquense en cero las lecturas de ambos diales.

Aplíquese la carga al pistón de penetración de tal manera que la velocidad

aproximada de penetración sea de 1,3 mm (0,05") por minuto. Utilizando la

relación de baja velocidad del gato durante el ensayo se puede mantener

una rata uniforme de penetración por parte del operador. Regístrense las

lecturas del anillo de carga para cada 0,64 mm (0,025") de incremento de

penetración hasta una profundidad final de 12,70 mm (0,500").En suelos

homogéneos las profundidades de penetración mayores de 7,62 mm (0,300")

frecuentemente se pueden omitir. Calcúlese la relación de soporte en

porcentaje (véase el numeral 6 para los cálculos).

Al finalizar el ensayo, obténgase una muestra en el punto de penetración y

determínese su humedad. También debe determinarse el peso unitario en

un sitio localizado de 100 a 150 mm (4" a 6") desde el punto de penetración.

El peso unitario debe determinarse de acuerdo con los métodos de ensayo

(método del cono de arena), o (métodosnucleares). La humedad debe

determinarse de acuerdo con los métodos de ensayo correspondientes o

nucleares.

CALCULOS:

Curva de esfuerzo-penetración. Calcúlese el esfuerzo de penetración para

cada incremento de penetración, dividiendo la fuerza aplicada entre el área

del pistón.

Relación de soporte. De la curva corregida tómense los valores de esfuerzo

para penetraciones de 2,54 mm (0,100") y 5,08 mm (0,200") y calcúlense las

relaciones de soporte para cada uno dividiendo los esfuerzos corregidos por

los esfuerzos de referencia de 6,9 MPa (1000 lb/puIg 2) y 10,3 MPa (1500

lb/pulg 2 ), respectivamente, y multiplíquese por 100. Calcúlense

adicionalmente las relaciones de soporte para el máximo esfuerzo si la

penetración es menor de 5,08 mm (0,200"), interpolando el esfuerzo de

referencia. La relación de soporte reportada para el suelo es normalmente

la de 2,54 mm (0,100") de penetración. Cuando la relación a 5,08 mm

(0,200") de penetración resulta ser mayor, repítase el ensayo. Si el ensayo

de comprobación da un resultado similar, úsese la relación de soporte para

5,08 mm (0,200") de penetración.

Si los valores de relación de soporte para penetraciones de 7,62, 10,16 y

12,7 mm (0,300", 0,400" y 0,500") son requeridos, los valores de esfuerzo

corregidos para estas penetraciones deben dividirse por los esfuerzos de

referencia para 13,1 , 15,9 y 17,9 MPa (1900, 2300 y 2600 lb/puIg 2),

respectivamente, y multiplicarse por 100.



67

INFORME:

El informe debe incluir la siguiente información para cada ensayo:

o Localización del ensayo.

o Material.

o Profundidad del ensayo.

o Curva de esfuerzo - penetración.

o Relación de soporte corregida para 2,54 mm (0,1") de penetración.

o Relación de soporte corregida para 5,08 mm (0,2") de penetración.

o Humedad.

o Densidad.

10. PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS

OBJETIVO

Describe el procedimiento para determinar el porcentaje, en peso, del

material que presente una, dos o más caras fracturadas de las muestras de

agregados pétreos.

APARATOS

Balanza, de 5000 g de capacidad y aproximación de 1 g.

Tamices, de 37.5,25.0, 19.0, 12.5 y 9.5 mm (1 1/2”, 1", 3/4" y 1/2" y 3

/8”).

Cuarteador, para la obtención de muestras representativas.

Espátula, para separar los agregados.

MUESTRA

La muestra para ensayo deberá ser representativa y se obtendrá mediante

un cuidadoso cuarteo del total de la muestra recibida. Hágase el análisis

granulométrico de la muestra cuarteada.

Sepárese por tamizado la fracción de la muestra comprendida entre los

tamaños 3 7.5 mm y 9.5 mm (1 1/2" y 3 /8"). Descártese el resto.

El peso total de la muestra dependerá del tamaño del agregado así:



68

PROCEDIMIENTO

Extiéndase la muestra en un área grande, para inspeccionar cada partícula.

Si es necesario lávese el agregado sucio. Esto facilitará la inspección y

detección de las partículas fracturadas.

Prepare tres recipientes: sepárense con una espátula, las partículas

redondeadas y las que tengan una, o más de dos caras fracturadas. Si una

partícula de agregado redondeada presenta una fractura muy pequeña, no

se clasificará como "partícula fracturada". Una partícula se considerará

como fracturada cuando un 25% o más del área de la superficie aparece

fracturada. Las fracturas deben ser únicamente las recientes, aquellas que

no han sido producidas por la naturaleza, sino por procedimientos

mecánicos.

Pésense los dos recipientes con las partículas fracturadas y anótese este

valor. Tenga en cuenta la suma del peso de los dos recipientes, cuando

determine las partículas con una sola cara fracturada.

CÁLCULOS Y RESULTADOS

Para llevar a cabo los cálculos, sígase el formato que se muestra en la

Figura 1. El procedimiento de cálculo es como se describe en los numerales

siguientes.

Anótese en la columna A el peso exacto de las porciones de la muestra

tomadas para el ensayo, comprendidas entre los tamaños especificados, y

teniendo en cuenta el numeral 3.3.

En la columna B anótese el peso del material con una cara fracturada para

cada tamaño.

La columna C representa el porcentaje de material con una cara fracturada

para cada tamaño:

C = (B/A) x 100.

Regístrese en la columna D los valores correspondientes del análisis

granulométrico de la muestra original (numeral 3.1).

Después de calcular la columna E = C x D y sumar los valores de cada

Columna, el porcentaje de caras fracturadas se calcula así, expresándolo

con aproximación del 1%:



69

Repítase el cálculo para los materiales con dos caras fracturadas.

11. PORCENTAJE DE PARTÍCULAS CHATAS Y ALARGADAS

OBJETIVO

Esta norma describe el procedimiento que debe seguirse para la

determinación de los índices de aplanamiento y de alargamiento, de los

agregados que se van a emplear en la construcción de carreteras.

De acuerdo con este método, se define como índice de aplanamiento de

una fracción de agregado, el porcentaje en peso de las partículas que la



70

forman cuya dimensión mínima (espesor) es inferior a 3/5 de la dimensión

media de la fracción.

Se define como índice de alargamiento de uria fracción de agregado, el

porcentaje en peso de las partículas que la forman cuya dimensión máxima

(longitud) es superior a 9/5 de la dimensión media de la fracción.

Este método no es aplicable a las fracciones del agregado con tamaño

inferior a 6.3 mm (1/4").

APARATOS

Calibradores metálicos, uno de ranuras (calibrador de espesores) y otro de

barras (calibrador de longitudes), cuyas dimensiones estarán de acuerdo

con lo especificado en las figuras 1 y 2.

Tamices, indicados en la Tabla 1.

Balanza, con una sensibilidad de 0.1% el peso de la muestra de agregados

que se ensaya.

Equipo misceláneo: cuarteador de agregados, bandejas, etc.

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA

Del material recibido en el laboratorio, se separa por cuarteo una muestra

representativa, con cantidad suficiente para la realización del ensayo.

Una vez así separada la muestra para ensayo, se procede a determinar su

análisis granulométrico, de acuerdo con la norma MTC E204, usando los

tamices indicados en la Tabla 1. El porcentaje del peso retenido entre cada

dos tamices sucesivos de la serie se denomina Ri, siendo , el tamiz de

abertura menor.

PROCEDIMIENTO

Para separar, el material de forma aplanada de cada una de las fracciones

de ensayo, preparadas como se indica en el numeral 3.1, se liace pasar



71

cada partícula en el calibrador de aplanamiento por la ranura cuya abertura

corresponda a la fracción que se ensaya, de acuerdo con la Tabla 1.

La cantidad total de partículas de cada fracción que pasa por la ranura

correspondiente, se pesa (P,) con aproximación del 0.1% del peso total de la

muestra en ensayo.

Para separar el material con forma alargada de cada una de las fracciones

de ensayo, preparadas como se indica en el numeral 3.1, se hace pasar cada

partícula en el calibrador de alargamiiento por la separación entre barras

correspondiente a la fracción que se ensaya, de acuerdo con la Tabla 1.

La cantidad total de partículas de cada fracción retenida entre las dos

barras correspondientes, se pesa (Pai) con aproximación del 0.1% de la

masa total de la muestra de ensayo.

CÁLCULOS

El índice de aplanamiento de cada fracción de ensayo se calcula en tanto

por ciento, mediante la relación entre el peso de las partículas, Pi, que

pasa a través de la correspondiente ranura y el peso inicial, Pi, de dicha

fracción.

El índice de alargamiento de cada fracción de ensayo se calcula en tanto

por ciento, mediante la relación entre el peso de las partículas, Pai,

retenidas entre las correspondientes barras y el peso inicial, Pi, de dicha

fracción:

El valor obtenido para cada fracción ensayada, tanto del porcentaje de

aplanamiento como del porcentaje de alargamiento, se redondeará al

número entero más próximo.

12. CONTENIDO DE IMPUREZAS ORGÁNICAS

OBJETO

Tiene por objeto establecer el procedimiento que debe seguirse para

determinar la presencia y el contenido de materia orgánica en el agregado

fino usado en la preparación de morteros o concretos de cemento

hidráulico.

APARATO Y MATERIALES

Frascos de vidrio incoloro, de unos 350 ml, con tapas.



72

Reactivos.

Solución de hidróxido de sodio (3%). Se disuelven 3 partes en peso de

hidróxido de sodio (Na OH) en 97 partes de agua destilada.

Solución normal de referencia. Se disuelve bicromato de potasio (K2 Cr2 O7)

en ácido sulfúrico concentrado (peso unitario de 1.84 g/cm 3 ), en la

relación de 0.250 g de bicromato de potasio por cada 100 ml de ácido

sulfúrico concentrado, empleando calor, si fuere necesario, para efectuar la

solución.

MUESTREO

De la muestra enviada para el ensayo secada únicamente al aire, se toman

unos 500 g, por el método de cuarteo manual o mecánico.

PROCEDIMIENTO

Se coloca el agregado fino en el frasco hasta completar un volumen

aproximado de 130 ml.

Se añade la solución de hidróxido de sodio, hasta que el volumen del

agregado fino y el liquido después de agitado, sea igual a 200 ml.

aproximadamente.

Se tapa el frasco, se agita vigorosamente y se deja reposar por 24 horas.

DETERMINACIÓN DEL COLOR

Procedimiento estándar. Al final del periodo de 24 horas de reposo, se llena

un frasco con la solución normal de referencia, la cual debe haber sido

preparada dentro de las dos horas anteriores a la comparación, hasta

completar un volumen aproximado de 75 ml, y se compara su color con el

del liquido que sobrenada en la solución que contiene el agregado fino. La

comparación de colores se hace poniendo juntos, el frasco que contiene la

muestra y el que contiene la solución normal de referencia, y mirando a

través de ellos contra un fondo claro. Se nota si el color de la solución que

sobrenada es o no, más claro que el color de comparación.

Procedimiento alternativo. Para definir más precisamente el color del

liquido de la muestra de ensayo, puede ser utilizado los 5 vidrios de color

estándar utilizando los siguientes colores.

Interpretación de los resultados. Se considera que el agregado fino contiene

componentes. orgánicos posiblemente perjudiciales, cuando el color que

sobrenada por encima de la muestra de ensayo es más oscuro que el color



73

normal de referencia. En tal caso, se deben efectuar ensayos

complementarios, antes de aprobar el agregado fino para su utilización en

la fabricación de concreto hidráulico.

Por tratarse de ensayos cualitativos y no cuantitativos, no se requiere

establecer la precisión de los resultados.

13. CONTENIDO DE SALES SOLUBLES TOTALES

OBJETIVO

Establece el procedimiento analítico de cristalización para determinar el

contenido de cloruros y sulfatos, solubles en agua, de los agregados pétreos

empleados en bases mezclas bituminosas. Este método sirve para efectuar

controles en obra, debido a la rapidez de visualización y cuantificación de

la existencia de sales.

RESUMEN DEL PROCEDIMIENTO

Una muestra de agregado pétreo se somete a continuos lavados con agua

destilada a ebullición, hasta la total de sales. La presencia de éstas, se

detecta mediante reactivos químicos, los cuales, al menor indicio de sales

forman precipitados fácilmente visibles. Del agua total de lavado, se toma

una parte alícuota y se procede a cristalizar para determinar la cantidad de

sales presentes.

APARATOS, MATERIALES Y REACTIVOS

• Balanza sensibilidad 0,01 gramo

• Mecheros

• Matraces aforados

• Vasos de precipitado

• Pipetas

• Solución de Nitrato de Plata

• Solución de Cloruro de Bario

• Agua destilada

• Estufa

• Tubos de ensayo.

EXTRACCION Y ACONDICIONAMIENTO DE LA MUESTRA

La muestra se debe extraer y preparar previamente. La cantidad de

muestra debe ajustarse a la siguiente tabla:



74

PROCEDIMIENTO

a) Secar la muestra en horno a 110 ±

a 0,01 gramo, registrando esta masa como A.

b) Colocar la muestra en un vaso de precipitado, agregar agua destilada en

volumen suficiente para cubrir unos 3 cm sobre el nivel de la muestra y

calentar hasta ebullición.

c) Agitar durante 1 minuto. Repetir la agitación, a intervalos regulares,

hasta completar cuatro agitaciones en un periodo de 10 minutos.

d) Decantar mínimo 10 minutos hasta que el líquido se aprecie

transparente, y trasvasijar el líquido sobrenadante a otro vaso. Determinar

en forma separada, en dos tubos de ensayo, las sales solubles con los

respectivos reactivos químicos. La presencia de cloruros se detecta con

unas gotas de Nitrato de Plata formándose un precipitado blanco de Cloruro

de Plata, la de sulfatos con unas gotas de cloruro de Bario dando un

precipitado blanco de Sulfato de Bario.

e) Repetir los pasos b) a d) hasta que no se detecte presencia de sales,

juntando los líquidos sobrenadantes.

f) Todos los líquidos sobrenadantes acumulados, una vez enfriados, se

vacían a un matraz aforado y se enrasa con agua destilada. En caso de tener

un volumen superior, concentrar mediante evaporación. Registrar el aforo

como B.

g) Tomar una alicuota de un volumen entre 50 y 100 ml, de la muestra

previamente homogenetizada, del matraz aforado y registrar su volumen

como C.

registrar dicha masa como D.

6. INFORME

6.1 Se informa el porcentaje de sales solubles, calculado mediante la

siguiente relación:



75

14. DURABILIDAD

OBJETIVO

Determinar la durabilidad de agregados. El índice de durabilidad es un valor

que muestra la resistencia relativa de un agregado para producir finos

dañinos, del tipo arcilloso, cuando se somete a los métodos de degradación

mecánica que se describen.

RESUMEN DEL MÉTODO

Fue desarrollado para permitir la precalificación de los agregados,

propuestos para uso en la construcción de vías. Básicamente, el ensayo

establece una resistencia de los agregados a generar finos, cuando son

agitados en presencia de agua. Procedimientos de ensayo separados y

diferentes son usados para evaluar las porciones gruesa y fina del material.

Una muestra de agregado grueso es preparada con una gradación especifica

y luego es lavada en un agitador mecánico durante 2 min. Después de

secado y descartado el material que pasa el tamiz de 4.75 mm (No. 4), la

muestra de ensayo lavada es preparada a la gradación final del ensayo.

La muestra de agregado grueso es entonces agitada en el vaso mecánico de

lavado, por un período de 10 min. El agua de lavado resultante, junto con

los finos que pasan el tamiz de 75 μm (No. 200), son unidos y mezclados

con una solución de cloruro de calcio y depositados en un cilindro plástico.

Después de un tiempo de sedimentación de 20 minutos, se lee el nivel de la

columna de sedimentación. La altura del valor de sedimentación es usada

entonces para calcular el índice de durabilidad del agregado grueso (Dc).

La muestra de agregado fino se prepara lavando una cantidad especifica de

material en el vaso mecánico de lavado por un período de 2 min. Todo el

material que pasa el tamiz de 75 μm (No. 200) mediante operación de

lavado, es descartado. La porción que no pasa dicho tamiz es secada y

tamizada por 20 min. Todos los tamaños del tamizado, incluyendo, aquella

fracción recogida en el depósito final, son recombinados. La muestra final

de ensayo se prepara a partir de este material lavado, secado y

recombinado.

La muestra de agregado se ensaya según la norma MTC E114 (Equivalente de

arena), excepto por una modificación a la duración del tiempo de agitación.

Se requiere el método de agitación mecánica y se usa un tiempo de

agitación de 10 min en vez de 45 s.

Este método incluye procedimientos de ensayo para agregados que exhiben

una amplia variación en su gravedad especifica, incluyendo agregados

gruesos livianos y porosos y también procedimientos para ensayar agregados

de tamaños máximos que en realidad son muy pequeños para ser

considerados agregados gruesos y muy grandes para ser considerados

agregados finos.



76

El índice de durabilidad para agregados gruesos (Dc) o para agregados finos

(Df) se calcula, según el caso, con ecuaciones apropiadas presentadas en el

método. El índice de durabilidad de un agregado bien gradado, que

contenga ambas fracciones (fina y gruesa) se define como el menor de los

dos valores Dc o Df, obtenidos de este ensayo. Este debe ser el valor que

controle para propósitos de especificación.

USO Y SIGNIFICADO

Este ensayo asigna un valor empírico a la cantidad relativa, finura y

comportamiento arcilloso del material que puede ser generado en un

agregado cuando se somete a degradación mecánica.

Un índice de durabilidad mínimo ha sido especificado para prohibir el uso

de un agregado, en varias aplicaciones de construcción, propensas a

degradación y consecuente generación de finos de comportamiento

arcilloso.

Este método provee un ensayo rápido de evaluaciones de la calidad de una

nueva fuente de agregados. Investigaciones han indicado que puede

también usarse, en cambio del ensayo de durabilidad frente a la acción de

una solución de sulfato de sodio, para evaluar la durabilidad del agregado

fino de uso en el concreto, reduciendo así el consumo de tiempo y los

costos incurridos en el ensayo de durabilidad.

Aunque la aplicación de este método se ha restringido a agregados para

usos específicos de construcción, puede expandirse a otras áreas, como

mezclas bituminosas de pavimento y concretos.

APARATOS

Vaso mecánico de lavado, cilíndrico, de paredes rectas y fondo plano,

conforme con las especificaciones y dimensiones de la Figura 1.

Recipiente colector o fondo de mallas, circular, de al menos 254 mm (1.0")

de diámetro y de aproximadamente 102 mm (4") de profundidad, para

recoger el agua resultante del lavado de la muestra. Tiene paredes

verticales o casi verticales y está equipado con lo necesario para acoplar un

tamiz, de tal forma que la malla del tamiz quede por lo menos a 76.2 mm (-

3") del fondo del recipiente. Puede usarse un adaptador, que evite la

pérdida de finos y de agua de lavado, acoplando el tamiz y el recipiente, o

puede colocarse un tamiz en blanco (sin malla) bajo el otro tamiz, que

repose directamente en el fondo del recipiente.



77

Nota 1. La empaquetadura debe ser de caucho de neopreno de 3.2 mm

(1/8") de espesor, con diámetro interior de 199.2 ± 0.4 mm (7 27/32" ±

1/64") y diámetro exterior de 216.3 ± 0.4 mm (8 33/64" ± 1/64).

Nota 2. El vaso debe ser de fondo plano, paredes rectas, cilíndrico de 7.6

dm 3 (2 galones) de capacidad aprox. su extremo superior debe ser

extendido hacia afuera para dar asiento al empaque y a la tapa.

Nota 3. Se requieren 3 broches que deben estar equitativamente

espaciados. Deben estar unidos al vaso mediante remaches o soldaduras que

no permitan el paso del agua. Cuando se ajusten la tapa y la

empaquetadura con los broches, el vaso debe quedar sellado

herméticamente.

Nota 4. El vaso debe ser de acero inoxidable y tener una tolerancia de ±

0.8 mm (1/32") en las dimensiones mostradas, a menos que se especifique

otra cosa.

Sacudidor portátil tipo Tyler de tamices, modificado y ajustado para operar

a 285 ± 10 ciclos completos por minuto. Los dos períodos de agitación,

especificados en los numerales 10, 11, 12 y 13, se llevan a cabo con este

agitador modificado.



78

Nota 1: Otros tipos de agitadores de tamices pueden ser usados, siempre y

cuando todos sus factores sean ajustados para obtener los mismos

resultados que con el agitador de Tyler.

Todo el equipo utilizado en la norma MTC E114 (Equivalente de arena).

Tamices

Balanza, con capacidad mínima de 500 g y precisión de 1 g.

MATERIALES Y REACTIVOS

Soluciones de stock y de trabajo, de cloruro de calcio, con los requisitos de

la norma MTC E114, "Equivalente de arena".

Agua destilada y, o, agua desmineralizada, pues los resultados del ensayo

pueden ser afectados por ciertos minerales disueltos en el agua. Sin

embargo, si se demuestra que el agua usualmente disponible no afecta los

resultados, se puede utilizar dicha agua, excepto en aquellas partes del

procedimiento en las que se ordene usar expresamente agua destilada o

desmineralizada. Para ensayos con propósitos de referencia, en todos los

pasos del ensayo se debe usar agua destilada o desmineralizada.

CONTROL DE TEMPERATURA

6.1 Este ensayo puede efectuarse normalmente sin control de temperatura;

sin embargo, para propósitos de referencia, ensáyese de nuevo el material,

con la temperatura del agua destilada o desmineralizada y de la solución de

trabajo de cloruro de calcio a 22 ± 3 °C (72 ± 5 °F).

MUESTREO

Obténganse las muestras del agregado a ser ensayado de acuerdo con la

norma MTC E201.

PREPARACIÓN INICIAL DE LA MUESTRA

Séquense suficientemente las muestras de agregados, para permitir su

completa separación de tamaños mediante el tamiz de 4.75 mm (No. 4), y

para desarrollar una condición de fluidez o libre movimiento de los

agregados cuando pasan a través del tamiz.

El secado puede efectuarse por cualquier método, siempre y cuando no se

excedan los 60 °C (140 °F) y no se degraden las partículas. Los métodos

de secado más usados son el secado al sol, al horno y el uso de corrientes

de aire caliente.

Si la muestra contiene una cantidad apreciable de arcilla, dense vueltas al

agregado a medida que se seca, para obtener un secado uniforme y evitar

la formación de terrones duros de arcilla.

Rómpanse los terrones duros y elimínense los finos que cubren los agregados

gruesos, por cualquier método que no reduzca apreciablemente el tamaño

natural de las partículas.



79

Determínese la gradación dé la muestra por tamizado, de acuerdo con la

norma MTC E107, con los tamices de 19.0, 12.5, 8.5, 4.75, 2.36 y 1.18 mm

(¾", ½", 3 /8", No. 4, No. 8, No. 16). Descártese cualquier material que sea

retenido en el tamiz de 19.0 mm (¾").

Determínense los procedimientos de ensayo que se usarán para establecer

el índice de durabilidad del agregado, basándose en la gradación obtenida

en el numeral 8.4:

• Si menos del 10% pasa el tamiz de 4.75 mm (No. 4), ensáyese solamente el

agregado grueso (procedimiento A).

• Si menos del 10% del agregado es de tamaño mayor que el tamiz de 4.75

mm (No. 4), ensáyase únicamente el agregado fino (procedimiento B).

• Cuando ambas fracciones del agregado, grueso y fino, están presentes en

cantidades iguales o mayores al 10%, y el porcentaje que pasa el tamiz de

1.18 mm (No. 16) es mayor del 10%, úsense ambos procedimientos, A y B, a

las fracciones correspondientes.

Si el porcentaje que pasa el tamiz de 1.18 mm (No. 16) es menor o igual al

10%, úsese el procedimiento A o el procedimiento C.

• Si la mayoría del agregado (75 a 80%) se encuentra entre los tamices de

9.5 mm (3/8") y 1.18 mm (No. 16), úsese únicamente el procedimiento C.

PROCEDIMIENTO A - AGREGADO GRUESO

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA

9.1 Prepárese una muestra preliminar de ensayo, de 2550 ± 25 g, secada al

aire, usando la siguiente gradación:

Séquese esta muestra preliminar, a peso constante, a 1-ula temperatura de

110 ± 5 °C (230 ± 9 °F); déjese enfriar y pésese. Regístrese el peso

resultante W.

Nota 2. Si no se requiere un ajuste al peso del espécimen o al volumen del

agua de lavado y de ensayo, o a ambos, no es necesario secar la muestra al

horno antes del lavado inicial.

Deposítese la muestra preliminar de ensayo dentro de vaso mecánico de

lavado, añádanse 1000 ± 5 ml de agua destilada o desmineralizada,

ajústese la tapa del vaso y asegúrese el vaso en el agitador.



80

Debido a la baja gravedad especifica o a la alta rata de absorción de ciertos

agregados, las proporciones de agregado y agua pueden no permitir la

fricción deseada entre las partículas. El ensayo de estos materiales

requerirá un ajuste al peso del espécimen de ensayo o al volumen del agua,

tanto de lavado como de ensayo, o a ambos:

• Lávense todos los materiales que no se inundan completamente cuando se

agregan 1000 ml de agua a la muestra de ensayo, y ensáyese con ajuste a

los pesos del espécimen y a los volúmenes de agua.

• Determínese el peso especifico del agregado secado al horno y su

porcentaje de absorción, de acuerdo con la norma de ensayo MTC E206.

• Calcúlese el peso total de la muestra de ensayo usando la siguiente

ecuación:

Calcúlese el peso del material en cada tamaño proporcionalmente a los

pesos especificados en el numeral 9.7.

• Ajústese el volumen del agua de ensayo usando la siguiente ecuación:

Donde:

A = Absorción del agregado, %

W = Peso de la muestra de ensayo secada al horno, g.

Después de 60 ± 10 segundos de haber introducido el agua de lavado,

agítese el vaso en el agitador de tamices, por un tiempo de 120 ± 5

segundos.

Al terminar el periodo de 2 min de agitación, remuévase el vaso del

agitador, destápese y cuélese su contenido por el tamiz de 4.75 mm (No.

4). Lávense los finos remanentes en el vaso con la ayuda de una manguera,

de forma tal que el agua de lavado pase por el tamiz y caiga en el mismo

recipiente de los agregados que lo atravesaron, hasta que salga limpia el

agua.

Séquese la fracción retenida en el tamiz de 4.75 mm (No. 4) a peso

constante a una temperatura de 110 ± 5 °C (230 ± 9 °F) y pésese. Si la

pérdida de peso debida al lavado efectuado según los numerales 9.2 a 9.5

es igual o menor a 75 g, una muestra para ensayos adicionales debe ser

preparada y los procedimientos de los numerales 9.7 a 9.12 deben ser

omitidos. Si la pérdida de peso excede los 75 g, la muestra preliminar de

ensayo puede conservarse y ser usada, siempre y cuando una segunda

muestra se lave mediante el mismo procedimiento y las dos muestras sean

combinadas de acuerdo con los pesos especificados para proveer la muestra

de ensayo deseada.



81

Determínese la gradación a ser usada en la preparación de la muestra de

ensayo preliminar como sigue:

• Si cada uno de los tamaños de agregado listados en la siguiente tabla

representa el 10% o más de la porción comprendida entre los tamices de

19.0 mm (¾") y 4.75 mm (N° 4), como se determinó en los pesos

registrados en el numeral 8.4, úsense los pesos del material (secado al

horno) especificado en seguida, para preparar la muestra de ensayo

preliminar.

Prepárense 2500 g de muestra de ensayo preliminar usando la gradación

prescrita. Séquese esta muestra hasta peso constante a una temperatura de

110 ± 5 °C (230 ± 9 °F).

Después de permitir que se enfríe el material secado al horno, sepárese el

agregado grueso lavado, en los tamices de 12.5, 9.5 y 4.75 mm (1/2", 3/8",

No. 4). Descártese el material que pasa el tamiz de 4.75 mm (No. 4).

Prepárese la muestra de ensayo lavada usando los pesos especificados en el

numeral 9.7, a partir de porciones representativas de cada tamaño del

material lavado. Ocasionalmente, puede ser necesario lavar una tercera

muestra preliminar de ensayo para obtener el peso requerido en un tamaño

específico de material.

PROCEDIMIENTO PARA EL AGREGADO GRUESO

Colóquese el cilindro plástico (el mismo requerido en la norma MTC E114

para obtención del equivalente de arena) sobre una mesa de trabajo, la

cual no debe estar expuesta a vibraciones durante el proceso de

sedimentación del ensayo. Viértanse 7 ml (0.24 onzas) de la solución base

del cloruro de calcio dentro del cilindro. Colóquense los tamices de 4.75

mm (No. 4) y de 75 mm (No. 200) sobre el recipiente recolector del agua de

lavado con el tamiz de 4.75 mm (No. 4) arriba, el cual sirve sólo para

proteger el tamiz de 75 μm (No. 200).

10.2 Colóquese la muestra de ensayo lavada (como se preparó en el

numeral 9) en el vaso mecánico de lavado. Añádase luego la cantidad de

agua destilada o desmineralizada, determinada en el numeral 9.3; ajústese

la tapa y colóquese el vaso en el agitador. Comiéncese la agitación después

de 60 segundos de haber vertido el agua de lavado. Agítese el vaso por 600

ｱ 015 segundos.

10.3 Inmediatamente después de agitado, retírese el vaso del agitador y

quítesele la tapa. Agítese el contenido del vaso sostenido verticalmente, en

forma vigorosa, con movimientos horizontales - circulares, cinco o seis

veces, para, poner los finos en suspensión e inmediatamente viértase este



82

contenido en el recipiente colector de agua de lavado con los tamices

mencionados en el numeral 10.1. Descártese el material retenido en el

tamiz de 4.75 mm (No. 4). Recójase toda el agua de lavado y material que

pasa el tamiz de 75 μm (No. 200) en el recipiente colector. Para asegurar

que el material de tamaño inferior al del tamiz de 75 μm (No. 200)

ciertamente pasa por dicho tamiz, deben seguirse los siguientes pasos:

• A medida que se cuela el material por el tamiz de 75 μm (No. 200), debe

golpearse repetidamente el lado del tamiz con la mano.

• Si aún queda una concentración retenida en el tamiz, debe reciclarse el

agua de lavado. Para ello debe primero dejarse reposar el agua del colector

permitiendo que asienten las partículas mayores. Luego, el agua un poco

más clara de la parte superior puede depositarse en otro recipiente y

volverse a verter sobre los tamices, para caer de nuevo en el recipiente

colector, lavando así las partículas remanentes. Debe repetirse este

reciclaje hasta que todas las partículas que deben pasar por el tamiz de 75

μm efectivamente pasen y se junten en el recipiente colector.

Añádase agua destilada o desmineralizada, hasta dar el volumen de 1000 ±

5 ml de agua sucia. Transfiérase el agua de lavado a otro recipiente

adecuado para agitar y verter su contenido.

Colóquese un embudo en el cilindro plástico graduado. Agítese

manualmente el agua de lavado para poner los finos en suspensión. Estando

aún en turbulencia, viértase el agua de lavado dentro del cilindro graduado,

en cantidad tal, que llegue el nivel del agua a la marca de 381 mm (15").

Remuévase el embudo, colóquese el tapón en el extremo del cilindro y

prepárese para mezclar el contenido inmediatamente.

Mézclese el contenido mediante movimientos alternados de agitación hacia

arriba y hacia abajo a la derecha y a la izquierda, haciendo que la burbuja

atraviese completamente el cilindro 20 veces en 35 segundos

aproximadamente.

Completándose el proceso de mezclado, colóquese el cilindro sobre la mesa

de trabajo y remuévase el tapón. Déjese reposar el contenido del cilindro

por 1200 ± 15 segundos cuidando de no perturbarlo. Exactamente al final

de este tiempo léase y regístrese la altura de la columna de sedimentación,

con aproximación de 2.5 mm (0.1”).

Nota 3. Existen dos condiciones no usuales que pueden ser encontradas en

esta fase del procedimiento de ensayo. Una es que puede no formarse una

línea de demarcación claramente definida entre el sedimento y el líquido

sobre él, al finalizar los 20 minutos especificados. Si esto ocurre en un

ensayo donde se usó agua destilada o desmineralizada, déjese- sedimentar

aún más hasta que se forme la línea de demarcación, mídase la altura y

regístrese el tiempo. Si en cambio el ensayo se hizo con agua común, debe

descontinuarse el ensayo y repetirse usando una parte de la muestra que no

esté ensayada, y usando agua desmineralizada. La segunda condición no

usual es que el líquido que está sobre la línea de demarcación puede verse



83

aún oscuro y turbio al final de los 20 minutos de sedimentación, viéndose

como si la línea de demarcación estuviese dentro de la misma columna de

sedimentación. Al igual que la primera condición, si se ha usado agua

común, debe volver a hacerse el ensayo con una nueva muestra y con agua

destilada y desmineralizada; en caso contrario, puede leerse y registrarse

esta línea de demarcación al final del tiempo de sedimentación de 20

minutos.

PRECAUCIONES

Hágase el ensayo en un lugar libre de vibraciones, ya que puede ocurrir que

el material suspendido se asiente a una mayor velocidad que la normal.

No deben exponer se los cilindros plásticos al sol por un tiempo mayor al

necesario.



84

Revísese frecuentemente el juego entre la excéntrica y la cama del

agitador Tyler. Si existe tal juego, debe reemplazarse una de ellas o ambas.

Lubríquese el agitador al menos una vez cada tres meses.

INFORME

Infórmese la gradación del material a ensayar tal como fue recibido, la

gradación de la muestra de agregado grueso usada y la de agregado fino

usada (análisis de mallas). Infórmese el índice de durabilidad calculado (Dc

ó Df ) con la indicación del procedimiento usado (A, B o C).

Infórmese si hubo control de temperatura y si se usó agua común, destilada

o desmineralizada.

PRECISIÓN Y EXACTITUD

Resultados de dos (2) ensayos efectuados por el mismo operador, sobre el

mismo material, no deben diferir entre si en más de 10.1.

Resultados de dos (2) ensayos efectuados en laboratorios diferentes, sobre

el mismo material, no deben diferir entre si en más de 14.4.

III. CONCLUSIONES

En conclusión, la conjunción e interacción de los elementos citados,

herramientas disponibles, y actividades del CC, da como resultado un

SISTEMA DE GESTIÓN DE LA CALIDAD (SGC), que en la actualidad, es una

necesidad a ser adoptado por las organizaciones gubernamentales y

privadas.

Para su aplicación, se cuenta con diferentes herramientas, como las

especificaciones, normas técnicas, manuales de diseño, análisis de

proyectos ejecutados, procedimientos, equipos de medición, estadística, y

los sistemas de información y procesamiento de datos.

En las obras públicas, la responsabilidad de tener un buen CC, recae en las

autoridades públicas, por lo que estas deben contar con un buen sistema de

gestión de la calidad, para cumplir con los usuarios que finalmente son los

que se beneficiarán; para ello, es preciso anteponer la ética profesional a

los intereses particulares.

La adopción de un SGC:

Va a permitir mejorar continuamente la calidad de las obras

viales.

Es concordante con los lineamientos del proceso de redefinición de

la concepción y las actividades tradicionales del Estado.



85

Responde a una realidad de una economía globalizada y los retos

de competitividad y descentralización.

Tiene como fin supremo, satisfacer los requerimientosde los

usuarios.

IV. BIBLIOGRAFIA

1. Hot Mix Asphalt Materials, Mixture Design and Construction. National

Center for Asphalt Technology 1996

2. Mix Design Methods for Asphalt Concrete and Other Hot Mix Tipes. The

Institute, MS-2, May 1996

3. The Asphalt Handbook. The Asphalt Institute, Manual de Series Nº4 (MS-4)

1989 Edition

4. Antecedentes del Diseño y Análisis de Mezclas Asfálticas de Superpave.

National Asphalt Training Center. Demostration project 101. Publication Nº

FHWA-SA-95-003. February 1995.

5. Principios de Construcción de Pavimentos de Mezcla Asfáltica en

Caliente. Asphalt Institute Serie de Manuales Nº 22 (MS-22), 1992

6. Manual Básico de Emulsiones Asfálticas Manual de Series Nº19. The

Asphalt Institute and Asphalt Emulsion Manufactures Association.

7. Dirección General de Caminos-Oficina de Control de Calidad, Ministerio

de Transportes, Comunicaciones, Vivienda y Construcción. Primera Reunión

de Capacitación y Coordinación Técnica de la DGC AF-2000

8. Especificaciones Técnicas Asfaltos Petroperú S.A. IV Congreso Nacional

de Asfaltos, Agosto 2000

9. Los Asfaltos, Tecnología y Aplicaciones. Ingº Ricardo E. Bisso Fernández.

Editado por Petróleos del Perú – Petroperú S.A., Noviembre 1998

10. Ingeniería de Pavimentos para Carreteras. Ing. Alfonso Montejo

Fonseca. Universidad Católica de Colombia y de la Universidad La Gran

Colombia Santa Fé de Bogotá, D.C., 1997. Primera Edición.

11. Diseño de Espesores Pavimentos Asfálticos para Calles y Carreteras. Ingº

Germán Vivar R.

12. Estructuración de Vías Terrestres. M. en I., I.C. Fernando Olivera

Bustamante, Segunda Edición, 1996

13. Vías de Comunicación. Caminos, Ferrocarriles, Aeropuertos, Puentes y

Puertos. Ingº Carlos Crespo Villalaz. Editorial Limusa, S.A. de C.V. grupo

Noriega Editores Tercera Edición 1996



86

14. Estructuración de Vías Terrestres. M. en I., I.C. Fernando Olivera

Bustamante, Vías terrestres y pavimentos Facultad de Ingeniería, UNAM.

Compañía Editorial Continental, S.A. de C.V. México. Segunda edición 1996.

15. Adhesividad a los Aridos Finos de los Ligantes Bituminosos

(Procedimiento Riedel-Weber), Norma NLT-355/74. Ing. Pablo Del Aguila

16. Carreteras, Calles y Aeropistas. Ing. Raúl Valle Rodas, Sexta Edición,

1976

17. Resistencia de Mezclas Bituminosas empelando el Aparato Marshall. MTC

E504-1999

18. Resistencia al Desgaste de los Agregados de Tamaños menores de 37.5

mm (1 ½") ASTM C-131

19. Resistencia al Desgaste de los Agregados Gruesos de Tamaños mayores

de 19 mm ( 3 /4”) por medio de la Máquina de Los Angeles ASTM C-535

20. Abrasión Los Angeles (L.A.) al Desgaste de los Agregados de Tamaños

Menores de 37.5 mm (1 ½”). Norma MTC E207-1999

21. Índice de Aplanamiento y Alargamiento de Agregados para Carreteras.

MTC E221-1999

22. Determining the Percentage of Fractured Particles in Coarse Agregate.

ASTM D-5821

23. Sand Equivalent Value of Soils and Fine Aggregate. ASTM D 2419-91

24. Equivalente de Arena, Suelos y Agregados Finos. Norma MTC E114-1999

25. Standard Test Method for Resistance to Plastic Flow of Bituminous

Mixtures Using Marshall Apparatus. ASTM D1559-89

26. Soundness of Aggregates by use of Sodium Sulfate or Magnesium Sulfate.

ASTM C-88-76

27. Durabilidad al Sulfato de Sodio y Sulfato de Magnesio. MTC E209-1999

28. Test Coating and Stripping of Bitúmen-Aggregate Mixtures. ASTM D-

1664-80

29. Cubrimiento de los Agregados con Materiales Asfálticos (incluye

emulsiones) en presencia del agua (Stripping) Mezclas Abiertas y/o T.S. MTC

E517-1999

30. Comission Technigur Rile M 17 BM “Bitumes et Materiaux Bitumineux”

31. Norma Española NLT-355/74

32. Adhesividad de los Agregados Bituminosos a los áridos Finos

(Procedimiento Riedel-Weber). MTC E220-1999

33. Destilación de Asfaltos Líquidos. ASTM D-402

Documents

TRABAJO FINAL pavimentos.pdf