laboratorio no. 2 pdc

8/17/2019 Laboratorio No. 2 PDC

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ENSAYO DE CBR INALTERADOENSAYO DE PDC SIN INCLUIR APIQUE

PRESENTADO POR:

MARCOS RODRIGO SANCHEZ MACIASCódigo: 2012031059

ROONEY GONZALEZ SATIVACódigo: 2012031032

FABIAN JIMENEZ ROACódigo: 2012031003

JOSE ALIRIO PONGUTA RINCONCód. 2012031093

UNIVERSIDAD DEL TROPICO AMERICANO “UNITROPICO” PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL

PAVIMENTOS Y LABORATORIO

YOPAL-CASANARE

2015


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ENSAYO DE CBR INALTERADOENSAYO DE PDC SIN INCLUIR APIQUE

PRESENTADO POR:

MARCOS RODRIGO SANCHEZ MACIASCódigo: 2012031059

ROONEY GONZALEZ SATIVACódigo: 2012031032

FABIAN JIMENEZ ROACódigo: 2012031003

JOSE ALIRIO PONGUTA RINCONCód. 2012031093

PRESENTADO A:

ING. RAQUEL SUAREZ BENITEZDocente Académico

UNIVERSIDAD DEL TROPICO AMERICANO “UNITROPICO” PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL

PAVIMENTOS Y LABORATORIO

YOPAL-CASANARE

2015


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1. INTRODUCCION

EL DCP es un método no destructivo que se puede utilizar para evaluar indirectamente la

capacidad estructural de un pavimento y del suelo de fundación. Este instrumento tiene muchas

ventajas sobre el ensayo CBR tradicional por ser simple y económico

Por su parte el método de prueba CBR se emplea para evaluar la resistencia potencial de

materiales de subrasante, subbase y base, incluyendo materiales reciclados para empleo en

pavimentos de carreteras y pistas de aterrizaje.

En este laboratorio desarrollaremos de forma práctica cada uno de estos métodos, comparándolos

y determinando su aplicabilidad para conocer la calidad de nuestro suelo.


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2. OBJETIVOS

Determinar el índice de resistencia de los suelos CBR para muestras inalteradas.

Evaluar la resistencia in-situ de suelos inalterados.

Conocer el significado de los valores obtenidos en los respectivos ensayos realizados en

el laboratorio.

Determinar si las muestras tomadas para los ensayos cumplen con lo establecido por el

INVIAS.


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3. FUNDAMENTO TEORICO

Penetrómetro dinámico de cono (PDC) con un martillo de 8 kilogramos (Figura 1) – Es un

dispositivo utilizado para evaluar la resistencia in-situ de suelos inalterados o de materiales

compactados.

Accesorio de deslizamiento (Figura 1) – Un dispositivo opcional que facilita la lectura de la

distancia que la punta del Penetrómetro dinámico de cono (PDC) penetra dentro del suelo.

Generalmente va asegurado al yunque del aparato o a la varilla inferior y se sostiene y se desliza

sobre una escala independiente o puede estar sostenido por una varilla externa y deslizar a lo

largo de la varilla inferior del Penetrómetro.

El operador dirige la punta del PDC dentro del suelo, levantando el martillo deslizante hasta la

manija y soltándolo para que caiga libremente hasta golpear el yunque. La penetración total para

un determinado número de golpes es medida y registrada en términos de milímetros por golpe,

valor que es utilizado para describir la rigidez, para estimar una resistencia CBR in-situ a través

de una correlación apropiada o para establecer otras características del material.

Figura No. 1

Este método de ensayo se usa para evaluar la resistencia in-situ de suelos inalterados y/o

materiales compactados. La rata de penetración del PDC de 8 kilogramos puede ser utilizada


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para estimar el CBR in-situ; para identificar los espesores de las capas; así como para estimar la

resistencia al corte de las capas y otras características de los materiales que las constituyen.

Existen otros métodos de ensayo para penetrómetros con diferentes masas de martillo y tipos de

puntas cónicas, los cuales tienen correlaciones que son aplicables únicamente a esosinstrumentos específicos.

El PDC de 8 kilogramos debe ser sostenido verticalmente durante su empleo y, por lo tanto, es

utilizado fundamentalmente en aplicaciones de construcciones horizontales, tales como

pavimentos y losas de piso.

El instrumento es típicamente empleado para evaluar propiedades de los materiales a una

profundidad hasta de 1.000 milímetros bajo la superficie. La profundidad de penetración puede

ser incrementada utilizando extensiones en la varilla inferior; sin embargo, si se emplean

extensiones en la varilla inferior, se debe tener cuidado cuando se empleen las correlaciones para

estimar otros parámetros, puesto que dichas correlaciones son solamente apropiadas para una

configuración específica del PDC. La masa y la inercia del dispositivo cambiarán y se producirá

inevitablemente una resistencia adicional a la fricción a lo largo de las extensiones de la varilla.

El PCD de 8 kilogramos puede ser utilizado para estimar las características de resistencia de

suelos de grano fino y grueso, materiales de construcción y materiales débiles modificados o

estabilizados. El dispositivo no se puede emplear en materiales altamente estabilizados o

cementados o en materiales granulares que contengan un gran porcentaje de agregados pétreos

cuyas partículas tengan partículas con tamaños superiores a 50 milímetros (2”).

El PDC puede ser utilizado para estimar la resistencia in-situ de materiales que se encuentren

por debajo de una capa altamente estabilizada, previo el barrenado de la misma para permitir un

orificio de acceso.

Nota 1.- El PDC puede ser utilizado para evaluar la densidad de un material razonablemente

uniforme, relacionando la densidad con la tasa de penetración sobre el mismo material. De esta

manera, suelos deficientemente compactados o bolsas blandas pueden ser identificados, aunqueel PDC no mida la densidad directamente.

Una medida de campo del PDC, da como resultado un CBR de campo y normalmente no

correlaciona satisfactoriamente con el CBR del laboratorio o el CBR sumergido sobre el mismo

material. Este ensayo debe interpretarse, entonces, como evaluador de la resistencia in-situ del

material bajo las condiciones existentes en el terreno en el instante de la prueba.


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Figura No. 2. Cono reutilizable

Nota 2.- Se puede emplear un cono de tipo desechable. La punta cónica desechable es sostenida

en el lugar con un aro de presión, el cual permite a la punta zafarse fácilmente cuando la varilla

es tirada hacia arriba luego de completado el ensayo.

Tabla No. 1. Formato registro de datos del PDC


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Figura No. 2. Cono desechable

Nota 3.- Se puede emplear un martillo de 4.6 kg (10.1 lb) (ver figura 4) en lugar del martillo de

8 kg, siempre y cuando la altura normalizada de caída del martillo se mantenga. El martillo de

4.6 kg. Se emplea en materiales débiles, donde el martillo de 8 kg puede producir penetraciones

excesivas.

Nota 4.- Una versión automatizada del PDC (PDCA) puede ser empleada, siempre que se

cumplan todos los requisitos de esta norma con respecto al aparato y al procedimiento de ensayo.

Nota 5.- Se permite emplear un sistema automático de recolección de datos, si mide y registra

con aproximación a 1 mm (0.04”) y no interfiere ni con la operación ni con los resultados del

dispositivo.

Para el ensayo de CBR, se emplea para evaluar la resistencia potencial de materiales de sub

rasante, sub base y base, incluyendo materiales reciclados para empleo en pavimentos decarreteras y pistas de aterrizaje. El valor de CBR obtenido en esta prueba forma parte integral de

varios métodos de diseño de pavimentos flexibles.

Para aplicaciones en las cuales el efecto del contenido de agua de compactación sobre el CBR es

bajo, tales como materiales de grano grueso sin cohesión, o cuando se permita una tolerancia en

relación con el efecto de diferentes contenidos de agua de compactación en el procedimiento del

diseño, el CBR se puede determinar al contenido óptimo de agua de un esfuerzo de

compactación especificado. La masa unitaria seca especificada corresponde, generalmente, al

porcentaje mínimo de compactación permitido al usar las especificaciones para compactación en

el campo.

Para aplicaciones en las cuales el efecto del contenido de agua de compactación sobre el CBR se

desconoce, o en las cuales se desea tener en cuenta su efecto, el CBR se determina para un rango


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de contenidos de agua, usualmente el permitido para compactación en el campo empleando las

especificaciones existentes para tal fin.

El criterio para la preparación de especímenes de prueba de materiales auto cementantes (y

otros), los cuales ganan resistencia con el tiempo, se debe basar en una evaluación de ingenieríageotécnica. Los materiales de auto cementantes, deben curarse apropiadamente hasta que se

pueda medir relaciones de soporte representativas de las condiciones de servicio a largo plazo, de

acuerdo con el criterio del Ingeniero.


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4. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS

Se recomienda que los materiales y herramientas utilizadas en el muestreo se encuentren limpiosy libres de contaminantes que afecten la muestra tomada.

PDC: se utiliza un PDC con un martillo de 8 kg.

Balanza Electrónica # 1: Esta balanza tiene una capacidad de 30 kg, y 2 g de sensibilidad, se

usara para pesar la muestra.

Varilla de hacer de 5/8”, con punta cónica.

Moldes: se utiliza un molde de 6” para el ensayo de CBR .

Discos Espaciadores.

Trípode para medir la expansión y deformación.

Utensilios varios.


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5. PROCEDIMIENTO PARA DETERMINACION DE LA RESISTENCIA IN-SITU

POR MEDIO DEL PENOMETRO DINAMICO DE CONO (PDC)

1. PREPARACION DEL SITIO DE PRUEBA: para la utilización de este método se debe realizar

una excavación de un agujero sobre el suelo a probar de unas de medidas de 1000x100x30 cm,

con una profundidad hasta de 1 m de acuerdo a la norma INVIAS INV-E- 172, para este caso se

realizó la excavación de 30 cm de profundidad.

Figura. No. 1

2. COMIENZO DE PRUEBA: Terminada la excavación, se lo coloca el Penetrómetro dinámico de

cono (PDC), y se comienza a realizar un determinado número de golpes, anotando con cada

golpe la profundidad a la que va el punto de acero. En esta práctica se llegó a una profundidad de

50 cm.

Figura. No. 2


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3. CALCULO DE RESISTENCIA: Teniendo en cuenta los datos obtenidos, se procede a realizar el

cálculo de la resistencia del suelo se estima el CBR in-situ.

Con esta infamación se procede hacer la gráfica de la profundidad contra el número de golpes

realizados para alcanzar tal profundidad.Importante: Los registros de datos, gráficas y resultados correspondientes a la realización de

este laboratorio, se encuentran registrados en el formato adjunto correspondiente a Penetrómetro

dinámico de cono.

6. PROCEDIMIENTO PARA DETERMINACION DEL INDICE DE RESISTENCIA

DE LOS SUELOS “CBR MUESTRAS INALTERADOS”

1. REALIZACION DE ENSAYO DE MUESTRA SUMERGIDA: se debe realizar con esta

muestra de sub-rasante los ensayos con saturación o no será función de la probabilidad de que la

subrasante pueda llegar a saturarse durante su vida en servicio, esta condición dependerá, entre

otros parámetros, de la posición del nivel freático asociado a la época del año en que se realiza la

evaluación de los valores históricos de la precipitación, de la evapotranspiración del lugar

(calculada para la categorización climática).

Como ya sabemos que para el Municipio de Yopal tiene una precipitación promedio anual que es

de 2.294 mm y como donde se tomó la muestra a 30 cm de profundidad, es posible que la

subrasante pueda presentar saturación en algún momento de la vida útil de la estructura, por lo

que la muestra debe ser sumergida en agua por un tiempo de cuatro (4) días, con el fin de

determinar la expansión que tiene el suelo y su resistencia estando la muestra saturada.

Figura. No. 3


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2. PREPARACION DEL SITIO DE PRUEBA: para la utilización de este método se debe realizar

una excavación de un agujero sobre el suelo a probar de unas de medidas de 100x100x30 cm,

con una profundidad hasta de 1 m de acuerdo a la norma INVIAS INV-E- 172, para este caso se

realizó la excavación de 30 cm de profundidad.

Figura. No. 4

3. TOMA DE MUESTRA: realizado la excavación se procede a tomar la muestra inalterada de la

sub-rasante con el molde de 6”, donde se coloca en la superficie del agujero y se comienza a

golpear de una forma pareja hasta que queda totalmente lleno el molde, posteriormente se retira y

se lleva al laboratorio para realizar la prueba de resistencia.

Figura. No. 5

4. REALIZACION DE ENSAYO: en el laboratorio se procede a realizar la toma de información

necesaria sobre el suelo que vamos analizar.


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Figura. No. 6

5. Realizada la toma de información de la muestra, se procede a realizar la prueba de

deformación en la maquina multi-test, se registran los datos para los cálculos y graficas

correspondientes.

Importante: Los registros de datos, gráficas y resultados correspondientes a la realización de

este laboratorio, se encuentran registrados en el formato adjunto correspondiente a relación de

soporte del suelo inalterado.


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7. CONCLUSIONES

El cálculo del CBR realizado por PDC, nos muestra que a medida que vamos profundizando el

suelo va tomando mayor resistencia del suelo.

El CBR determinado en la muestra sumergida es de 3.30 % lo que quiere decir que la sub-rasante

al momento de saturarla presenta una disminución en su calidad, bando a la categoría S2, con lo

que se identifica que el suelo es regular para colocar una vía sobre este.


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8. RECOMENDACIONES

Debido a que el suelo al momento de saturarse puede tener una reducción en su resistencia, es

importante realizar drenaje adecuado de la vía, con el fin que durante su vida útil no presente

fallas por causa del aumento de la humedad.


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9. BIBLIOGRAFÍA

Manual de INVIAS artículo 200-13.

Normas INVIAS (INV-E-148-13)

http://www3.ucn.cl/FacultadesInstitutos/laboratorio/mecanica7.htm3
http://www3.ucn.cl/FacultadesInstitutos/laboratorio/mecanica7.htm3http://www3.ucn.cl/FacultadesInstitutos/laboratorio/mecanica7.htm3http://www3.ucn.cl/FacultadesInstitutos/laboratorio/mecanica7.htm3

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