PRUEBA DE COMPACTACION

1. MARCO TEÓRICO

1.1 PRUEBAS DE COMPACTACIÓN

Se entiende por compactación la aplicación mecánica de cierta energía, o cantidad de trabajo por unidad de volumen, para lograr una reducción de los espacios entre las partículas sólidas de un suelo, con el objeto de mejorar sus características mecánicas. Al obtenerse un mejor acomodo de las partículas sólidas y la expulsión de aire que contiene el suelo, se produce un aumento de su peso volumétrico o específico.

Si a un suelo cuya humedad es baja se le van dando ciertos incrementos a su contenido de agua y se le aplica cada vez la misma energía de compactación, su peso volumétrico va aumentando, propiciado por la acción lubricante del agua, hasta que llega un momento en el que el peso volumétrico del material seco, calculado a partir del peso volumétrico del material húmedo y de la humedad, alcanza un valor máximo.

Al contenido de agua con el que se obtiene el mejor acomodo de partículas y el mayor peso volumétrico o especifico del material seco, para una determinada energía de compactación, se le denomina humedad óptima y al peso volumétrico correspondiente se le designa como peso volumétrico o peso específico seco máximo.

Cuando a partir de esta condición de humedad óptima y peso volumétrico seco máximo, se incrementa el agua para un mismo volumen, el agua con el aire remanente ocuparían el lugar de algunas partículas de suelo, obteniéndose en consecuencia pesos volumétricos que van siendo menores a medida que el agua aumenta. Si en un sistema de ejes coordenados se sitúan los puntos correspondientes a cada peso volumétrico seco con su respectiva humedad y se unen con una curva, quedará representada la variación del peso volumétrico de un material para diferentes contenidos de agua y una misma energía de compactación; esta curva adopta aproximadamente la forma de una parábola, siendo mas pronunciada su curvatura en el caso de suelos arenosos que en los suelos arcillosos.

El contenido de agua óptimo y el peso volumétrico seco máximo de un suelo, también varían con la energía de compactación; cuando ésta se aumenta, se obtienen mayores pesos volumétricos secos máximos con humedades óptimas menores. A su vez, la humedad óptima y el peso volumétrico seco máximo son función del tipo de suelo; los suelos gruesos, para una misma energía de compactación, tienen en general mayores pesos volumétricos y menores contenidos de agua que los suelos finos.

De acuerdo con la naturaleza de los materiales y con el uso que se les pretenda dar, se han establecido procedimientos de prueba para llevar a cabo la compactación de los suelos en el laboratorio, con objeto de referenciar y evaluar la compactación que se alcanza con los procedimientos aplicados en el campo, para determinar el grado de compactación del material. Tomando en cuenta la forma de aplicar la energía al material, las pruebas de compactación que generalmente se emplean son de los siguientes tipos:

a) Por impactos, como son las pruebas de: Compactación dinámica AASHTO estándar, Proctor SOP, AASHTO modificada de 3 y 5 capas y los Métodos de California y de Texas.

b) Por carga estática, como es la prueba de compactación Porter.

c) Por amasado, como es el caso del método de compactación de Hveem.

d) Por vibración, como es el método de compactación en que se utiliza una mesa vibratoria. 

3.1. PRUEBA PROCTOR ESTÁNDAR

Método proctor.

Consiste en compactar el material dentro de un molde metálico y cilíndrico, en varias capas y por la caída de un pistón. Existen dos variaciones del MÉTODO PROCTOR.

a) Proctor estándar o normal, con pistón de 5 ½ lbs, h = 12’’, N = 25 golpes y 3 capas a compactar. El molde de φ = 4’’ y volumen 1/30 ft3.

b) Proctor modificado, con pistón de 10 lbs, h = 18’’, N = 25 golpes, y compactando en 5 capas, con el mismo molde.

Curva de humedad – densidad o de compactación. Esta curva da la variación, γd Vs ω, que se obtiene en laboratorio. La densidad seca (y también el γd) va variando al modificar la humedad, ω, de compactación.

La humedad óptima es la que se corresponde con el máximo de la curva de densidad. La rama seca es la que se corresponde al suelo bajo de humedad, donde la fricción y cohesión dificultan su densificación. La rama húmeda, es asintótica a la línea de saturación, que se desplaza hacia la derecha de la humedad óptima de compactación, dado que la energía de compactación de un suelo muy húmedo la absorbe el agua y no el esqueleto mineral.

Objetivo de esta prueba es:

Determinar el peso volumétrico seco máximo y la humedad óptima del suelo en estudio.

Esta prueba es recomendada a suelos arcillosos que pasan la malla No. 4.

Equipo y material que se utiliza:

• Compactador automático

• Molde de compactación de 0.94 lts. y su extensión

• Pisón de un peso de 2.5 Kg.

• Charola rectangular de 40X60 cms.

• Cápsulas de aluminio

• Horno

• Balanza con aproximación a 0.1 gr.

• Probeta con capacidad de 100 ml.

• Malla No. 4

• Regla o solera para enrasar

• Vaso de aluminio

• Agua

• Aceite y brocha

• Estopa para limpieza del molde

• Suelo arcilloso que pasa la malla No. 4

Procedimiento:

1. Se pesan las cápsulas de aluminio y el molde de compactación, anotando estos datos en el registro correspondiente.

2. Se prepara una muestra de 3 Kg. de

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