Granulometría para Material de Base y Subbase

Revista Laboratorio de Ingeniería, Año 2015. No 3. Universidad de Cartagena

Revista Laboratorios de Ingeniería, No 3 (2015)

Revista Laboratorios de

Universidad de

Ingeniería

Cartagena

GRANULOMETRÍA PARA MATERIAL DE BASE Y SUBBASE Jorge Ávila, German Barrios, Marisol Gómez, Hernando García, Pablo Mendivil Padilla, Adriana Restrepo y Carlos Turizo

RESUMEN

En el diseño de pavimentos se manejan una cantidad determinada de capas que son parte fundamental de la estructura. Entre esas capas se encuentran la base y la subbase. A estas capas se les debe someter a controles que permitan tener una calidad en la estructura. Entre los ensayos normalizados para estos controles se encuentra el ensayo de granulometría de los agregados que garantiza la resistencia, permeabilidad y trabajabilidad de los materiales constituyentes de estas capas. Ensayo normalizado por la norma INV – 213. Palabras Claves: Base, Subbase, Granulometria, INV 213, diseño de pavimento, trabajabilidad, agregados.

ABSTRACT In pavement design a certain amount of layers that are a fundamental part of the structure is handled. Such layers are the base and subbase. These layers are required to submit to controls that enable a quality structure. Among the standard tests for these controls is the test aggregate grading ensuring strength, permeability and workability of the constituent materials of these layers. Standardized test for standard INV - 213. KEYWORDS: Base, Subbase, Granulometry, INV 213, pavement design, workability, aggregates.

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1.

INTRODUCCIÓN

1.1 OBJETIVOS

En la ingeniería civil se manejan las

Objetivo General

normas para regir la calidad de las

 Establecer

construcciones.

En

el

caso

de

los

requisitos

de

las

gradación y calidad para los

estructuras de pavimentos, estas normas

agregados (finos y gruesos) para

tienen una gran variedad y rigurosidad

uso en concreto.

puesto que la estructura de pavimentos

Objetivos Específicos

esta expuesta de manera constante a las

 Determinar el porcentaje de paso

cargas para las cuales es diseñada. Entre

de los diferentes tamaños del

las capas constituyentes de un pavimento

agregado (fino y grueso) y con

se encuentran la base y la subbase y ya

estos datos construir su curva

que estas son capas subyacentes a la capa

granulométrica.

de rodadura, ya sea esta carpeta asfáltica (pavimento flexible) o losa (pavimento

 Calcular si los agregados (fino,

rígido), deben tener cierta calidad para

grueso) se encuentran dentro de

soportar las cargas a las cuales se verá

los límites para hacer un buen

sometida.

diseño de mezcla.

Uno de los ensayos básicos en la determinación de dichas capas es el ensayo

de

granulometría

de

 Determinar mediante el análisis de

los

tamizado la gradación que existe

agregados, el cual esta normalizado por la

en una muestra de agregados

norma INVIAS 213 y sobre el cual se

(fino, grueso).

trata el presente informe. Para la presente práctica se trabajó con

 Conocer el procedimiento para la

material de base y subbase suministrado

escogencia de un agregado grueso

por el docente y se procedió de acuerdo a

y fino en el diseño de mezcla, para

lo dictado por la norma y los resultados

elaborar un concreto de buena

son presentados a continuación.

calidad.

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2. MARCO TEÓRICO 2.1

2.1.2.

CLASIFICACION

Para su realización se utiliza una serie de tamices con diferentes diámetros

GRANULOMETRICA Se

Ensayo de tamizado

denomina

clasificación

que son ensamblados en una columna.

granulométrica o granulometría, a la

En

medición y graduación que se lleva a

encuentra el tamiz de mayor diámetro,

cabo de los granos de una formación

se agrega el material original (suelo o

sedimentaria,

materiales

sedimento mezclado) y la columna de

sedimentarios, así como de los suelos,

tamices se somete a vibración y

con fines de análisis, tanto de su origen

movimientos rotatorios intensos en una

como de sus propiedades mecánicas, y

máquina especial. Luego de algunos

el cálculo de la abundancia de los

minutos, se retiran los tamices y se

correspondientes a cada uno de los

desensamblan, tomando por separado

tamaños previstos por una escala

los pesos de material retenido en cada

granulométrica.

uno de ellos y que, en su suma, deben

de

los

la

parte

superior,

donde

se

corresponder al peso total del material 2.1.1.

Método de determinación

columna de tamices (Conservación de

granulométrico El

método

que inicialmente se colocó en la

de

determinación

la Masa).

granulométrico más sencillo es hacer pasar las partículas por una serie de

2.1.2.1.

mallas

de

Su finalidad es obtener la distribución

entramado (a modo de coladores) que

por tamaño de las partículas presentes

actúen como filtros de los granos que

en una muestra de suelo. Así es posible

se llama comúnmente columna de

también su clasificación mediante

tamices. Pero para una medición más

sistemas como AASHTO o USCS. El

exacta se utiliza un granulómetro láser,

ensayo es importante, ya que gran

cuyo rayo difracta en las partículas

parte de los criterios de aceptación de

para poder determinar su tamaño. O

suelos para ser utilizados en bases o

también se pueden utilizar los rayos

subbases de carreteras, presas de tierra

gamma obs.

o diques, drenajes, etc., depende de

de

distintos

anchos

Análisis Granulométrico.

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este

análisis.

Para

obtener

la

Se construye con materiales granulares

distribución de tamaños, se emplean

procesados

o

estabilizados

y,

tamices normalizados y numerados,

eventualmente, con algunos materiales

dispuestos en orden decreciente. Para

marginales.

suelos con tamaño de partículas mayor a 0,074 mm. (74 micrones) se utiliza el

2.3 SUBBASE

método de análisis mecánico mediante

Subbase es la capa que se encuentra

tamices de abertura y numeración

entre la base y la subrasante en un

indicado en la tabla 1.5. Para suelos de

pavimento asfáltico. Debido a que está

tamaño inferior, se utiliza el método

sometida a menores esfuerzos que la

del hidrómetro, basado en la ley de

base, su calidad puede ser inferior y

Stokes.

generalmente materiales

está locales

constituida granulares

por o

2.1.2.2 Curva granulométrica

marginales.

Tomando en cuenta el peso total y los

El material que se coloca entre la

pesos retenidos, se procede a realizar

subrasante y las losas de un pavimento

la curva

los

rígido también se denomina subbase.

valores de porcentaje retenido que

En este caso, debe permitir el drenaje

cada diámetro ha obtenido. La curva

libre o ser altamente resistente a la

granulométrica permite visualizar la

erosión, con el fin de prevenir el

tendencia homogénea o heterogénea

―bombeo‖. En algunas partes, a esta

que tienen los tamaños de grano

capa la llaman base.

granulométrica,

con

(diámetros) de las partículas.

2.2 BASE

3. MATERIALES Y MÉTODOS 3.1 Metodología

Base es la capa que se encuentra bajo

Para la realización del presente ensayo se

la capa de rodadura de un pavimento

siguieron los siguientes pasos:

asfáltico. Debido a su proximidad con

1. se tomo una muestra de mas de 4000

la

grs de material para base y subbase

superficie,

debe

poseer

alta

resistencia a la deformación, para soportar las altas presiones que recibe.

suminitrado por el docente.

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2. se lavo la muestra para buscar eliminar

dará la gradación si es bien o mal

aquellos residuos de material orgánico o

gradada, del material.

demás partículas que no fueran aptos para

Granulometría

el análisis. 3. luego de ser lavado, el material fue

Tamiz

Peso % que % Retenido % que Retenido retiene Acumulado pasa 0

0,00

0,00

100,00

84,2

2,21

2,21

97,79

1 1/2

203,9

5,34

7,55

92,45

1

534,2

14,00

21,55

78,45

la curva granulométrica.

3/4

511,7

13,41

34,96

65,04

5. se peso el contenido de cada tamiz

1/2

414,8

10,87

45,84

54,16

3/8

211,2

5,54

51,37

48,63

N4

484,2

12,69

64,06

35,94

N 10

403,5

10,58

74,64

25,36

484,1

12,69

87,33

12,67

306,6

8,04

95,36

4,64

159,6

4,18

99,55

2 1/2

secado en estufas. 4. se peso el material, limpio y seco, por

2

la serie completa de tamices para obtener

luego de ser tamizado el material. 6. se anotaron los pesos y con estos se procedio a realizar los cálculos que se

N 40 N 100

mostraran posteriormente.

N 200

0,45 0,45 100,00 Fondo 17,3 Tabla 1. Pesos y porcentajes de serie de tamices para

3.2 Materiales

material.

-

Material para base y subbase

-

Serie de tamices

-

Estufas

-

Tasas para transportar material.

120

-

Libreta de anotaciones.

100

Curva Granulometrica

80

4.

DISCUSION

DE

LOS

RESULTADOS

60 40 20

Para el análisis y discusión de los resultados se operó con el procedimiento dictado por la norma INVIAS. Esta dice que se calcula el porcentaje que pasa, el porcentaje total retenido y con esos datos se grafica la curva granulométrica que

0 2 1/22 1 1/21 3/41/23/8N 4N 10N 40 N 100 N 200 Grafica 1. Curva Granulométrica.

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5. CONCLUSIONES A partir de los ensayos realizados y descritos anteriormente en el presente trabajo, se pueden deducir las siguientes conclusiones:  Se

considera

que,

una

buena

granulometría es aquella que está constituida por partículas de todos los tamaños, de tal manera que los vacíos dejados por las de mayor tamaño sean ocupados por otras de menor tamaño y así sucesivamente.  Se observó que en el tamiz de 1” se retuvo

el mayor

peso

para el

agregado grueso y en el agregado fino se retuvo el mayor peso para el tamiz # 4 y que en el fondo de la serie llego el 0.45% del material.  Las curvas granulométricas dadas en laboratorio tienden a semejarse a las curvas

granulométricas

recomendadas por la Norma Técnica Colombiana, en la que se establece unos límites para los agregados tanto fino como grueso.  Las

granulometrías

ideales

solo

existen a nivel teórico y difícilmente se pueden reproducir en la práctica, en laboratorio hay límites que se encuentran fuera del intervalo de recomendado por la NTC #174. pero eso no indica que en esta practica el

agregado

utilizado

no

de

las

resistencias esperadas en el diseño de mezclas.