Próctor Estandar T-99

Universidad Tecnológica Nacional - Facultad Regional Tucumán Ingeniería Civil - Geotecnia Compactación: Próctor Próctor Estándar Estándar (T-99)

ENSAYO DE COMPACTACIÓN PRÓCTOR ESTANDAR (T- 99) 1. OBJETO Este ensayo tiene como objeto determinar la relación Humedad-Densidad de un suelo (pasante por el tamiz Nº 4) y determinar la máxima densidad seca y la humedad optima del mismo cuando es compactado en un molde normalizado mediante la aplicación una energía determinada de compactación dada por la caída de un pisón de masa y altura normalizada.

2. GENERALIDADES En la actualidad existen distintos métodos para reproducir en laboratorio las condiciones de compactación en obra. El primero y más difundido es debido al Dr. R. R. Próctor (1933) y es conocido como Ensayo Próctor Estándar . La prueba consiste en compactar el suelo a emplear en tres capas dentro de un molde de forma y dimensiones normalizadas, por medio de 25 golpes en cada una de ellas con un pisón de 2,5 [kg] de peso, que se deja caer libremente desde una altura de 30,5 [cm] ( Figura 1).

Figura 1

Con este procedimiento Próctor observó que para un suelo dado, a contenido de humedad creciente incorporado a la masa del mismo, se obtenían densidades secas sucesivamente más altas (mejor grado de compactación). Asimismo, notó que esa tendencia no se mantenía indefinidamente si no que, al superar un cierto valor la humedad agregada, las densidades secas disminuían, con lo cual las condiciones empeoraban. Es decir, puso en evidencia que, para un suelo dado y a determinada energía de compactación, existe un valor de “Humedad Óptima” con la cual puede alcanzarse la “Máxima Densidad Seca” . El Ensayo Próctor Estándar también es conocido como Ensayo AASHTO T–99 (American Association of State Higway and Transportation Officials). Todo método de compactación, sea por impacto, por amasado, vibración o compresión estática o dinámica, produce estabilización del suelo al transferirle energía al mismo .

3. MATERIALES Y EQUIPOS  _  _  _  _  _

Molde de compactación compactación cilíndrico cilíndrico de acero acero cincado Ø10,16cm, con base metálica, metálica, volumen volumen 3 aprox. 940 cm ; Peso 1763 gr., ver figura f igura 1 Collar ajustable de extensión (collarín). Pisón de acero cincado cincado Ø 2” (5cm); altura de caída 12” (30 cm); cm); peso 2,5 2,5 Kg., camisa camisa de acero acero y empuñadura superior semiesférica. semiesférica. Tamiz IRAM 4,75 mm (Nº4) Pesafiltros cilíndricos de aluminio

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Recipientes enlosados Balanza de precisión. Estufa para secado de muestras Espátula o cuchilla metálica con mango de madera. Cuchara metálica del tipo almacenero. Masa con mango de madera. Punta o cortafrio. Rociador de agua. Llana metálica. Probeta graduada de laboratorio con capacidad de 250 ml.

4. MUESTRA A ENSAYAR Si se trata del suelo que pasa el Tamiz Nº4 se opera con todo el material librado por ese tamiz. Si la cantidad que queda retenida por dicho tamiz es ≤ 5% puede incorporarse a la muestra y realizar con la muestra total de suelo, si la porción de muestra retenida es apreciable, ≥  5% se operará como material granular. (empleo de ensayo de compactación Próctor Modificado T-180)

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5. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO 1º- Consideramos por cada punto de la curva densidad-humedad 2500 gr de material seco, debiéndose tomar lo suficiente para seis puntos. 2º- Se toman las medidas del molde, volumen y peso. 3º- Una vez colocada la muestra en una bandeja metálica se incorpora humedad (para materiales finos 6% aprox.), se mezcla de forma homogénea. 4º- Con el auxilio de la cuchara de almacenero Se procede a colocar una porción de muestra húmeda a un poco más de 1/3 de la altura del molde sumado a la del collarín. 5º- Se procede compactar con el pisón de compactación hasta el número de 25 golpes, distribuidos de forma conveniente en el centro y perímetro. 6º- De igual manera se compacta capas hasta llegara a un número de tres y se extrae el collarín, enrasando la superficie. 7º- Se toma P (molde+suelo) y se extrae una porción de la muestra compactada para determinar %H, ambos resultados se registra en planilla. 8º- El procedimiento se repite hasta obtener cinco puntos tres en la rama ascendente y dos en la rama descendente, considerando que para cada punto se incorpora un 2% de agua más por cada determinación.

6. CÁLCULOS Para cada contenido de humedad de la muestra compactada se calculan: 6.1. Cálculo de densidad húmeda

Dh =

Ph − Pm  Vm 

donde: Ph:  peso del molde más muestra húmeda de suelo compactada Pm:  peso del molde Vm:  volumen interior del molde 6.2. Cálculo de humedad

%H  =

Ph − Ps  ×100  Ps 

donde: Ph:  peso suelo húmedo Ps:  peso suelo seco %H:  humedad en % del suelo compactado 6.3. Cálculo de densidad seca

Ds =

100 × Dh  100 + %H 

donde: Ds:  densidad seca Dh:   densidad húmeda del suelo compactado %H:  humedad en % del suelo compactado

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7. TRAZADO DE CURVA DENSIDAD-HUMEDAD En un sistema de ejes ortogonales, en abscisas el porcentaje de humedad y en ordenadas densidad seca, se representan los puntos obtenidos. Una vez graficados se traza la curva uniendo dichos puntos, los valores que representan el punto máximo de dicha curva proyectados a cada eje serán los valores de humedad óptima “Hóp”  y máxima densidad seca “Dsmáx”.

8. PRESENTACION DE RESULTADOS Los resultados del ensayo son presentados en una planilla de laboratorio que contiene datos de la muestra (Identificación, tipo, procedencia, profundidad de excavación, etc.), humedades determinadas en laboratorio y densidades Húmeda y Seca para cada punto.

9. OBSERVACIONES a. La introducción de las variantes con que es posible ejecutar el ensayo de compactación: tamaño del molde, número de capas, cantidad de golpes por cada y peso total del pisón, se  justifica en ciertos casos, por la naturaleza de los suelos a utilizar, las características de la obra a ejecutar o la capacidad de los equipos que se prevé emplear. b. Para la fijación de la humedad del primer punto del ensayo juega un papel muy importante la experiencia del operador. En ausencia de ésta, puede servir de referencia el valor del límite plástico. En general, el valor de la humedad óptima es algo inferior al límite plástico y atento a que deben conseguirse tres puntos en la rama ascendente de la curva Humedad-Densidad, resulta relativamente fácil dar un valor aproximado a la humedad que debe tener el suelo en ese primer punto. c. En laboratorios importantes, donde se ejecute un gran número de ensayos se recomienda emplear el aparato mecánico de compactación.

10. REFERENCIAS - Dirección Nacional de Vialidad ; “Norma de ensayo de materiales”, VN-E5-93, 1998. - Valle Rodas, Raúl ; “Carreteras, Calles y Aeropistas”. - Juárez Badillo, E.- Rico Rodríguez, A. “Mecánica de Suelos - Fundamentos de la Mecánica de Suelos”, Tomo I, 1992.

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11. PLANILLA TIPO ENSAYO DE COMPACTACIÓN PROCTOR

Ensayo Próctor: Muestra Nº:

Capas:

% aprox. de Punto Nº agua

Suelo Humedo + Cilindro

Golpes:

Tara Cilin. Suelo Hum.

Vol. Cilin.

Pisón: Densidades Húmeda (a)

Seca (1)

1 2 3 4 5

Punto Nº

Pesafiltro Pesa filtro + Pesa filtro + Tara del Suelo Nº Húmedo Suelo Seco Pesafiltro

Agua

Suelo Seco Humedad (b)

1 2 3 4 5 (1) = 100x(a) / 100+(b) GRANULOMETRÍA MUESTRA TAMICES % PASA GRANULOMETRÍA PASA # 3/4" TAMICES % PASA Suelo H.R.B. L.L. L.P. I.P.

Densidad Máxima:

Humedad Optima:

2,200 2,150 2,100   a   c   e   s    d   a    d    i   s   n   e    D

2,050 2,000 1,950 1,900 1,850 1,800

% Humedad

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