Modulo Resiliente Norma+inv+e 156-07

MODULO RESILIENTE DE SUELOS DE SUBRASANTE
I.N.V. E – 156 – 07

1.

OBJETO
1.1 Este método cubre los procedimientos norma lizados para la determinación del
módulo elástico-dinámico o de resiliencia de los suelos. Incluye la preparación
y ensayo de suelos no tratados, bajo condiciones que representan una
simulación razonable de las características físicas y de los estados de esfuerzos
de los materiales de la subrasante, bajo pavimentos flexibles sometidos a las
cargas debidas al tránsito.
1.2 Los métodos descritos, son aplicables a muestras inalteradas de materiales
naturales, a muestras compactadas de subrasante y a muestras transportadas,
preparadas para ser ensayadas, por compactación en el laboratorio.
1.3 Los valores del módulo resiliente (elástico-dinámico) determinados con estos
procedimientos, se pueden e mplear en las teorías de sistema de capas elásticolineales y elástico-no lineales, para calcular la respuesta física de las
estructuras de pavimentos.
1.4 Esta norma no pretende considerar todos los problemas de seguridad asociados
con su uso. Es de responsabilidad de quien la emplee, el establecimiento de
prácticas apropiadas de seguridad y salubridad y la aplicabilidad de
limitaciones regulatorias, con anterioridad a su uso.

2.

RESUMEN DEL MÉTODO
Un esfuerzo axial desviador repetido, de magnitud, duración y frecuencia fijas
se aplica a un espécimen cilíndrico de ensayo, debidamente preparado y
acondicionado. Durante y entre las aplicaciones del esfuerzo dinámico
desviador, el espécimen es sometido a un esfuerzo está tico en su contorno,
proporcionado por medio de una cámara de presión triaxial. La respuesta a la
deformación axial resiliente (recuperable) del espécimen, es medida y
empleada para calcular los módulos resilientes dinámicos dependientes del
esfuerzo.

3.

USO Y SIGNIFICADO
3.1

El ensayo de módulo resiliente proporciona la relación básica constitutiva
entre esfuerzo y deformación de los materiales de construcción de pavimentos
flexibles para su empleo en el análisis del sistema de capas en pavimentos.

3.2

También, proporciona un medio de evaluación de los materiales de
construcción de pavimentos, incluyendo suelos de subrasante, bajo una
variedad de condiciones ambientales y de estado de esfuerzos, que simulen

Instituto Nacional de Vías

realísticamente las situaciones existentes en pavimentos sometidos a cargas
móviles del tránsito.

4.

DEFINICIONES BÁSICAS
4.1 Esfuerzo axial total, σ 1

- Esfuerzo axial total (esfuerzo principal mayor).

4.2 Esfuerzo radial total, σ 3 - Esfuerzo radial total; esto es, la presión de
c onfinamiento aplicada en la cámara triaxial (esfuerzo principal, intermedio y
menor).
4.3 Esfuerzo axial máximo desviador , σ d - Esfuerzo axial máximo desviador; esto
es, el esfuerzo axial que en esta prueba esta compuesto por una fracción que se
mantiene como carga de contacto y una fracción que se convierte en la carga
cíclica o repetida.

σ d = (σ 1 − σ 3 )

4.4 Carga axial máxima aplicada , Pmax - Carga total aplicada a la muestra, incluye la
carga de contacto y la carga cíclica.

Pmax = Pcontacto + Pciclica .

Pcontacto = 0.1Pmax
4.5 Esfuerzo axial de contacto , σ contacto - Esfuerzo vertical aplicada a la muestra que se
mantiene durante la prueba para asegurar el contacto entre el cabezal y el
espécimen.

σ contacto = 0.1σ d
4.6 Esfuerzo axial cíclico , σ c - Esfuerzo vertical cíclic o aplicado en cada serie
contemplada en la prueba.

σ c = σ ciclica = σ d − σ contacto
4.7 Deformación axial total, ε 1 - Deformación axial total debida a σ d
4.8 Deformación axial resiliente recuperada, ε r

- Deformación axial resiliente

(recuperada) debida a σ c .
4.9 Modulo resiliente, M r

- El módulo resiliente es la relación entre el esfuerzo

dinámico y la deformación recuperada debida a σ c , que se puede n sustituir , en
procedimientos analíticos que incluyen cargas de tráfico dinámico y requieren
de un módulo de elasticidad.

Mr

= σ ciclico ε r
E 156 - 2


4.10

Duración de la carga - Intervalo de tiempo durante el cual el espécimen es
sometido a un esfuerzo desviador (usualmente 0.1 segundo).

4.11

Duración del ciclo - Interva lo de tiempo en que transcurren las aplicaciones
sucesivas de un esfuerzo desviador cíclico ( usualmente de 0.1 a 3.1 segundo).

4.12

Forma de carga de semi seno verso- Forma requerida para el pulso de carga.
El pulso es de forma:

(1 − cos2)

2

4.13

Subrasante - Suelos de subrasante son los preparados y compactados antes de
la colocación de capas de subbase y/o base. Estos materiales pueden ser
clasificados como Tipo 1 o Tipo 2.

4.14

Material Tipo 1 – Para el propósito de pruebas de módulo resiliente, Ma terial
Tipo 1 incluye todos los granulares sin tratar de base y subbase y todos los de
subrasante sin tratar que cumplan con los siguientes requisitos: menos de 70%
pasa el tamiz de 2.00 mm (No. 10), menos del 20% pasa el tamiz de 75 µm
(No. 200) y el índice de plasticidad es menor o igual a 10%. Los suelos
clasificados como Tipo 1 deberán ser moldeados en moldes de 150 mm de
diámetro.

4.15

Material Tipo 2 - Para el propósito de pruebas de módulo resiliente, Material
Tipo 1 incluye todos los granulares sin tratar de base y subbase y todos los de
subrasante sin tratar que no cumplan los criterios para los suelos Tipo 1. Las
muestras de suelo no tratado tomadas con tubo de pared delgada caen en la
categoría Tipo 2.

4.16

γd =

Gγw
wG
1+
S

donde:

γd

= masa unitaria del suelo seco, Kg/m3 (lb/pie 3 ),

G

= gravedad específic a de los sólidos,

w

= contenido de agua del suelo (%),

S

= grado de saturación (%), y

γw

= masa unitaria de l agua, Kg/m3 (lb/pie 3 ).

Tanto w como S se pueden expresar en forma decimal o en porcentaje. Esto
quiere decir que 20%, por ejemplo, se puede representar como 0.20 ó 20,
siempre y cuando haya consistencia entre los parámetros w y S.

E 156 - 3


5.

EQUIPO
5.1 Cámara de compresión triaxial – La cámara de compresión triaxial se utiliza para
contener la muestra y el fluido de confinamiento durante el ensayo. En la
Figura 1 se muestra una cámara para ser utilizada en el ensayo de resiliencia
de suelos. La cámara es similar a muchas celdas triaxiales normales, excepto
que es algo más grande para facilitar la acción de la celda de carga que es
montada internamente y el equipo de medida de deformaciones, el cual tiene
salidas adicionales para las guías eléctricas de los aparatos de medición.
Se p ueden emplear celdas triaxiales normales con un equipo de carga montado
exteriormente , al igual que los dispositivos para medir las deformaciones
(Figura 2) en materiales cuyo módulo resiliente sea menor de 104000 kPa
(15000 lb/pulg²).
En ambas configuraciones se puede utilizar aire como fluido para la cámara.
Se puede emplear también agua o una mezcla de agua -alcohol.
5.2 Dispositivo de aplicación de carga – La fuente externa de carga puede ser
cualquier dispositivo capaz de producir carga repetida, que varíe en ciclos
fijos de carga y descarga. Estos dispositivos varían desde ejes de levas simples
e interruptores de carga estática o pistones de aire, hasta sistemas electrohidráulicos de abrazaderas de cierre. Se necesita una duración de la carga de
0.1 s y una duración del ciclo de 0.9 a 3 segundos en dispositivos neumáticos y
0.9 segundos en hidráulicos. Debe simular el esfuerzo mediante un pulso
medio seno verso.
5.3 Equipo de medida de la carga y de la respuesta del espécimen :
5.3.1

El dispositivo para medir la carga axial es una celda electrónica de carga.
Preferiblemente se mide la carga colocando la celda entre la parte superior del
espécimen y el pistón de carga, como se muestra en la Figura 1. Las celdas de
carga se pueden montar también fuera de la cámara de ensayo, previendo que
se hagan las correcciones necesarias por cualquier fricción dinámica del pistón
en el cuello de la cámara.

5.3.2

Las presiones de la cámara de ensayo son controladas con manómetros
convencionales de presión o transductores (aparatos medidores de presión) con
graduaciones de sensibilidad convenientes.

5.3.3

El equipo para medida de la deformación axial usado en materiales con
módulos resilientes mayores de 104000 kPa (15000 lb/pulg²), consiste de 2
transformadores lineales de voltaje diferencial (TLDV), conectados
directamente a la muestra mediante un par de abrazaderas. Las abrazaderas y
los TLDV se muestran en posición, sobre un espécimen de ensayo, en la Figura
1. Detalles de las abrazaderas se muestran en la Figura 3.

E 156 - 4


Dimensiones

A

B

C

D

E

Métricas, mm

6.4

12.7

Inglesas, pul.

0.25

0.50

F

G

H

I

J

K

L

M

152.4

6.4

6.00

0.25

38.1

6.4

12.7

Nota 1

19.1

Nota 1

38.1

Nota 2

2.54

6.4

1.50

0.25

0.50

0.10

0.25

0.75

1.50

Notas:
1. Las dimensiones varían con el fabricante
2. Las dimensiones varían con el tamaño de la muestra
3. TLDV = Transductores Lineales Diferenciales, Variables

Figura 1. Cámara Triaxial con TLDV interiores y celda de carga

E 156 - 5

N


Dimensiones

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

Métricas, mm

6.4

25.4

12.7

25.4

Nota 1

19.1

38.1

Nota 2

38.1

6.4

6.4

6.4

Inglesas, pul.

0.25

1.00

0.50

1.00

0.75

1.50

1.50

0.25

0.25

0.25

Notas:
1
Las dimensiones varían con el fabricante
2
Las dimensiones varían con el tamaño de la muestra
3
TLDV = Transductores Lineales Diferenciales, Variables

Figura 2. Cámara triaxial con TLDV exteriores y celda de carga

5.3.4

Se pueden efectuar las medidas de la deformación axial, sobre materiales con
módulo resiliente máximo, menor de 104000 kPa (15000 lb/pulg²), con los
TLDV abrazados al cuerpo del pistón por fuera de la cámara de ensayo (Véase
Figura 2).

5.3.5

Es necesario mantener una señal de excitación adecuada y un campo de
grabación adicionado a los dispositivos de medida para registrar
simultáneamente , las deformaciones y la carga axial. Los TLDV deberán
conectarse separadamente , de tal manera que la señal de cada uno sea
registrada independientemente y promediada en cada ciclo.

5.3.6

Para disminuir errores en la medida y registro de la respuesta del espécimen,
se calibra el sistema inmediatamente antes y después de cada ensayo. Un

E 156 - 6


dispositivo que h sido considerado satisfactorio para este fin, consiste e n un
a
anillo de carga de alta calidad soportado por una guía incompresible de acero,
cuyas dimensiones totales son similares a las del espécimen de ensayo (Figura
4). Para calibrar el sistema, se coloca el dispositivo sobre la base de la cámara
triaxial de la celda de carga, con los TLDV instalados. El dispositivo se
somete a cargas repetidas de la magnitud y duración empleada s para medir la
respuesta resiliente del espécimen de ensayo. Sosteniendo una tarjeta contra la
cara del dial del anillo de carga, se pueden observar sin dificultad las
deflexiones dinámicas resultantes del anillo. Los desplazamientos del anillo
de carga se comparan con la traza registrada por el TLDV para obtener la
calibració n de la deformación. La carga de la relación fuerza-deformación del
anillo, se utiliza para establecer la magnitud de la carga representada por la
traza registrada por la celda de carga.

Figura 3. Detalle de abrazadera del TLDV

5.4 Equipo para la preparación del espécimen – Se requiere gran variedad de equipos
para la preparación de muestras inalteradas para ensayos, y para obtener
especímenes compactados que sean representativos de las condiciones en el
terreno. El empleo de diferentes materiales y de distintos métodos de
compactación en el terreno, implican el uso de técnicas variadas de
compactación en el laboratorio. El equipo típico requerido se enumera a
continuación:
5.4.1

Equipo para recortar especímenes de ensayo de muestras inalteradas como el
descr ito en la norma INV E – 153, "Parámetros de resistencia de suelos
mediante compresión triaxial".

5.4.2

Equipo para compactación por impacto como el descrito en la norma INV E –
141 para las relaciones de humedad-masa unitaria de suelos empleando equipo
E 156 - 7


norma l e INV E – 142 para la relación humedad-peso unitario de suelos
empleando equipo Proctor Modificado.
5.4.3

Aparato para compactación por amasamiento como el descrito en la norma
ASTM 2844, valor de resistencia R y presión de expansión de suelos
compactados, u otros aparatos que utilicen métodos de compactación por
amasamiento.

5.4.4

Aparato para compactar estáticamente una masa conocida de suelo húmedo
hasta una longitud predeterminada y un diámetro fijado por las dimensiones de
un molde. En la Figura 5 se muestra un conjunto de molde típico para la
preparación de un espécimen de 71 mm (2.8") por 152 mm (6") de altura para
3 capas de compactación estática.

5.4.5

Molde partido y compactador vibratorio manual operado con aire, como se
muestra en la Figura 6.

5.4.6

Máquina de carga estática con una capacidad adecuada para compactar
diferentes materiales.

5.5 Aparatos y elementos misceláneos requeridos – Estos incluyen calibradores,
manómetros micrométricos, regla de acero (calibrada a 0.5 mm (0.02")),
membranas de caucho de 0.254 a 0.635 mm (0.01" a 0.025") de espesor,
anillos de caucho en O, fuente de vacío con cámara y regulador de burbujas,
dilatador de membrana, piedras porosas, reglas, recipientes para contenidos de
agua, así como formatos para informe.

6.

PREPARACIÓN DE ESPÉCIMENES DE ENSAYO.
6.1 Tamaño del espécimen – La longitud del espécimen no deberá ser menor de dos
veces el diámetro. Se deben usar especimenes de diámetro entre 71 y 86 mm
en suelos cohesivos (Tipo 2). Para materiales Tipo 1 o especimenes Tipo 2
compactados e l diámetro mínimo del molde debe se igual a 5 veces el tamaño
de la partícula mayor del suelo. Si la partícula mayor del suelo excede el 25%
del diámetro del molde disponible estas partículas se deben separar.
Especímenes de 102 mm (4") de diámetro por 203 mm (8") de altura se pueden
acomodar en la celda triaxial mostrada en la Figura 1, y éste es el tamaño
mínimo requerido para el espécimen, cuando se utilizan abrazaderas de anillo
como soportes, de los TLDV mostrados en la Figura 3.
6.2 Especímenes inalterados – Los especímenes inalterados se recortan y preparan
como se describe en la norma INV E – 153, "Parámetros de resistencia de
suelos mediante compresión triaxial".
6.3 Preparación del suelo para especímenes compactados de laboratorio – El
procedimiento siguiente es empleado para preparar las muestras de suelos para
compactación en el laboratorio:

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Dimensiones

A

B

C

D

E

F

G

H

Métricas, mm

38.1

19.1

Nota 1

38.1

Nota 1

Nota 1

25.4

6.4

Inglesas, pul.

1.50

0.75

1.00

0.25

1.50

Nota:
1. Las dimensiones varían con el fabricante y con el tamaño de la muestra

Figura 4 . Dispositivo de calibración del anillo de carga

E 156 - 9


Figura 5 . Aparato para compactación estática

E 156 - 10


Dimensiones
mm
pulgadas.

A

B

C

D

E

G

H

6.4

6.4

38.1

0.25

Nota 1 Nota 2 Nota 2 Nota 2 Nota 3

F

0.25

1.50

I

J

K

L

M

6.4

6.4

12.7

Nota 1

25.4

0.25

0.25

0.50

1.00

Notas:
1. Las dimensiones varían con el fabricante
2. Las dimensiones varían con el tamaño de la muestra
3. El diámetro deberá ser de 6.35 ± 0.05 mm (0.25 ± 0.02”).
Más pequeño que el diámetro del espécimen.

Figura 6 . Aparato para compactación vibratoria de suelos no cohesivos

6.3.1

Si la muestra de suelo está húmeda cuando se recibe del terreno, se secará
hasta que sea disgregable con un palustre. El secado puede ser al aire o
mediante el empleo de un aparato para secar, de tal forma que la temperatura
no exceda de 60°C (140°F). La disgregación se hará evitando la reducción del
tamaño natural de las partículas individuales.

6.3.2

Se determina la humedad w1 , secando el suelo al aire. La muestra para
humedad no deberá pesar menos de 200 g para suelos con un tamaño máximo
de partículas de 4.75 mm (No.4), y no menor de 500 g, para suelos con tamaño
máximo de partículas, mayor que 4.75 mm (No.4).

E 156 - 11


6.3.3

Se determina el volumen V, del espéc imen compactado que se va a preparar.
Para métodos diferentes al de compactación estática, la altura del espécimen
compactado, deberá ser ligeramente mayor que la requerida para el ensayo de
resiliencia, para permitir el recorte de los extremos del mismo. Un exceso de
13 mm (0.5") es adecuado para este propósito.

6.3.4

Se determina la masa de los sólidos del suelo secado al horno W s y la masa de l
agua Wc , requerido para obtener la masa unitaria seca γ d deseado y el
contenido de agua wc (%), así:
Ws
Ws
Wc
Wc

6.3.5

3

3

(lb) = γ d (t/pie ) x V (pies ).
(g) = Ws (lb) x 454.
(lb) = Ws (lb) x wc /100
(g) = Wc (lb) x 454.

Se determina la masa del suelo secado al aire W ad , requerido para obtener Ws .
Una cantidad adicional Was , de por lo menos 500 g, deberá dejarse para
proporcionar material para la determinación del contenido de agua en el
momento de compactación.
Wa d (g) = (Ws + W as ) x (1 + w 1 /100)

6.3.6

Se determina la masa del agua Waw , requerido para aumentar el peso existente
de agua hasta el peso del agua Wc, que corresponde al contenido de agua
w c(%) para la compactación deseada.
W 1 (g) = (Ws + W a s) x (w1 /100)
W 2 (g) = ( Ws + W a s) x (wc /100)
W a w (g) = W 2 - W 1

6.3.7

Se determina la masa húmeda del suelo Wt que va a ser compactado.
W t (g) = Ws x (1 + (w c /100))

6.3.8

Se coloca el suelo con masa Wad , determinada anteriormente, dentro de una
cazuela para mezclar.

6.3.9

Se agrega el agua con masa Waw al suelo en cantidades pequeñas y se mezcla
completamente después de cada adición.

6.3.10 Se coloca la mezcla en una bolsa plástica, se sella la bolsa y se almacena
durante 24 horas en un ambiente de por lo menos el 75% de humedad relativa.
Se asegura un sello completo empleando dos o más bolsas.
6.3.11 Después del mezclado y almacenamient o, se pesa el suelo húmedo y el
recipiente con aproximación al gramo más próximo y se anota este valor en los
formatos apropiados mostrados en las Figuras 7 y 8

E 156 - 12


6.4 Espec ímenes compactados de suelos cohesivos – El comportamiento resiliente de
suelos cohesivos compactados, que contienen cantidades sustanciales de
arcilla, depende de la estructura impartida a las partículas del suelo, mediante
el proceso de compactación. Suelos cohesivos que contienen cantidades
sustanciales de arcilla están definidos para este procedimiento como suelos
clasificados como A -2-6, A-2-7, A-6 y A-7.
a) Escogencia del método de compactación – El método de compactación y el
contenido de agua de moldeo w c de suelos cohesivos, dependen de las
condiciones del terreno que van a ser simulada s por el espécimen de
laboratorio.
1. Espec ímenes que representen subrasantes cohesivas compactadas a humedades
que correspondan a menos del 80% de saturación, que permanezcan en la
condición como fueron construidas, podrán compactarse hasta la masa unitaria
seca y húmeda del terreno, mediante procedimientos normales giratorios, de
amasamiento o estáticos.
2. Espec ímenes de ensayo que representen una subrasante que fue originalmente
compactada a una humedad menor que la correspondiente al 80% de
saturación, pero que ha experimentado posteriormente un aumento de humedad
al someterse al servicio, se compactarán con la humedad esperada, empleando
el método estático descrito en la Sección 6.4.d.
3. El amasamiento se emplea para preparar espec imenes que representan las
condiciones en el terreno y de servicio del párrafo anterior, sólo si los
especímenes se compactan al contenido inicial de agua (empleada en la
construcción) y se someten luego a cambios después de la compactación.
Cambios controlados del contenido de agua, después de la compactación, están
limitados en el laboratorio a las técnicas de saturación bajo contrapresión,
descritas en la Sección 6.4.e.
4. Los espec ímenes de ensayo que representen subrasantes cohesivas,
compactadas en el terreno con contenidos de agua mayores que el 80% de
saturación, se compactarán en el laboratorio empleando la compactación por
amasamiento. Tales especímenes de ensayo se puede someter también a
compactación posterior y a aumentos en la humedad, si el material del terreno
que van a representar, ha experimentado compactación posterior y aumentos en
su contenido de agua.
5. La Tabla 1 resume la discusión anterior en relación con la escogencia del
método de compactación.

E 156 - 13


Tabla 1. Selección del método de compactación
Giratorio
Subrasantes compactadas con
contenido de agua menor que
el 80% de la humedad de
saturación y que permanecen
en esa condición.

Por Amasamiento
saturación y que perman ecen
en esa condición.

Estático
saturación y que permanecen
en esa condición.
saturación y con contenidos de
aguas crecientes.

Muestra compactada con la
humedad inicial del campo y
sujeta a cambios de humedad
después de la construcción.
humedades mayores del 80%
de la humedad de saturación.

b) Relaciones entre humedad y masa unitaria – Cuando son conocidas las
variaciones de las condiciones de compactación y de las condiciones en el
servicio, se escogerá el método de compactación requerido para el laboratorio,
entre los métodos alternos enumerados. Si las condiciones en servicio no
están bien definidas, se prepararán y ensayarán especímenes dentro de una
variación de pesos unitarios secos y contenidos de agua. Se cumplirán cuatro
pasos para escoger los pesos unitarios, contenidos de agua, y métodos de
compactación empleados para preparar especímenes representativos dentro de
la variación del comportamiento resiliente.
1. Se establece la relación masa unitaria -humedad para el suelo según la norma
INV E – 141, con martillo de 2.5 Kg (5.5 lb) y caída de 305 mm (12") (Equipo
Normal).
2. Se determina la gravedad específica de los suelos, de acuerdo con el método
INV E – 128.
3. Se usan los datos obtenidos para determinar el 100% y el 80% de saturación
para diferentes densidades. Sobre el gráfico de la relación humedad-masa
unitaria de terminada, se dibujan líneas para el 80% y para el 100% de
saturación.
4. Se escogen las masas unitarias, las humedades y los métodos de compactación,
que se deberán emplear para preparar especímenes de ensayo.
c) Compactación por métodos de amasamiento – Los moldes normales, asociados
con métodos de compactación por amasamiento, tales como el Hveem o el
Harvard miniatura, pueden no tener las dimensiones correctas para su
utilización directa en el ensayo de resiliencia. Se pueden obtener, sin

E 156 - 14


embargo, moldes de las dimensiones correctas, para lo cual, los métodos a los
que se hace referencia atrás, se pueden adaptar a los nuevos moldes.
Generalmente, esto requerirá ajustes por tanteos en el número de capas
compactadas o en el número de golpes por capa, o ambos, para producir
especimenes de los pesos unitarios requeridos. Especimenes compactados de
mayor tamaño se pueden preparar y recortar al tamaño correcto del espécimen
de ensayo. Ocho pasos se requerirán para el procedimiento de compactación
por amasado.
1. Se establece el número de capas N que van a usarse para compactar el suelo.
Se determina la masa húmeda del suelo requerida por capa, WL . El espesor de
la capa no deberá exceder de 50 mm (2").
WL (g) = Wt / N
2. Se coloca en el molde la masa de suelo determinada en el paso 1. Se compacta
de acuerdo con el procedimiento establecido para las dimensiones del molde y
el compactador usado. Se escarifica la superficie para las capas restantes.
3. Se repite el paso 2 para las capas restantes.
4. Después que se haya completado el espécimen, se verifica el contenido de
agua de compactación w c del suelo restante. La muestra para humedad no
deberá pesar menos de 200 g para suelos con tamaño máximo de partículas de
4.75 mm (No.4) y no menos de 500 g para suelos con un tamaño máximo de
partículas mayor. Se registra este valor en un formato para suelos cohesivos
como se muestra en la Figura 7.
5. Se remueve cuidadosamente el espécimen del molde. Si el espécimen
compactado no tiene las dimensiones deseadas, se recorta el espécimen de
ensayo de acuerdo con los procedimientos descritos en la norma INV E – 153,
"Parámetros de Resistencia del Suelo Mediante Compresión Triaxial". Si el
molde de compactación tiene las mismas dimensiones del espécimen de ensayo
deseado, se pueden obtener extremos de superficies planas, aplicando una
pequeña carga estática al espécimen antes de que sea cuidadosamente
removido del molde.
6. Se pesa el espécimen con aproximación al gramo más próximo, y se determina
la altura y el diámetro promedio con aproximación a 0.5 mm (0.02"). Se
anotan dichos valores en un formato para suelos cohesivos, como se muestra
en la Figura 7.
7. Empleando un dilatador de membranas al vacío, se coloca una membrana
delgada e impermeable sobre el espécimen. Se ponen anillos en “O ” u otros
sellos de presión alrededor de la membrana, para proporcionar un sello

E 156 - 15


positivo a las platinas del tope y del fondo, como las que se usan e n la cámara
triaxial.
8. Se envuelve la muestra incluida en la membrana, en una bolsa plástica, y se
coloca en un ambiente de por lo menos el 75% de humedad relativa, durante un
período de no menos de 24 horas, para asegurar una distribución uniforme de
la humedad. Si no se va a emplear un acondicionamiento después de la
compactación o una saturación po r contrapresión, el espécimen está listo para
transferirlo a la cámara triaxial para ensayo de resiliencia.
d) Compactación mediante carga estática – En ausencia de métodos normales
para compactación estática, se emplea el método descrito en esta norma . El
proceso consiste en compactar un peso conocido de suelo húmedo hasta
volumen que es fijado por las dimensiones del conjunto del molde. Un molde
típico empleando 3 capas para la preparación de un espécimen de 71 mm (2.8")
de diámetro y 152 mm (6") de altura, se muestra en la Figura 5.
Se pueden desarrollar otros equipos adecuados y disponer el número de capas
necesarias para producir muestras de dimensiones mayores.
Para la
compactación estática se requieren dieciséis pasos, a saber:
1. Se establece el número N de capas que se debe emplear para compactar el
suelo. El espesor de cada capa se deberá limitar a 50 mm (2"). Se determina
el peso del suelo húmedo por capas.
WL (g) = Wt / N
2. Se coloca uno de los pistones de carga dentro del molde de la muestra.
3. Se coloca el peso del suelo WL , determinado en el paso 1 dentro del molde
para la muestra. Se usa una espátula para quitar el suelo del borde del molde ,
para formar un ligero montículo en el centro.
4. Se inserta el segundo pistón de carga y se coloca el conjunto en la máquina de
carga estática. Se aplica una carga pequeña, se ajusta el molde de manera que
permanezca a igual distancia de la tapa de los pistones de carga.
La presión desarrollada en el suelo por la carga inicial sirve para mantener el
molde en su lugar. Teniendo ambos pistones de carga simultáneamente en
posición para que no haya cambio de volumen, se obtienen pesos unitarios más
uniformes, por capa.
5. Se aumenta lentamente la carga, hasta que las tapas del pistón de carga
descansen firmemente contra el molde. Se mantiene la carga en o cerca de la
carga máxima, por lo menos durante 1 minuto. La rata de carga y la duración
de la misma, dependen de la cantidad de rebote del suelo. Para una rata de
carga más baja y a mayor duración de la carga , el rebote será menor.
6. Se disminuye la carga hasta cero y se retira el conjunto de la máquina de
carga.

E 156 - 16


7. Se remueve el pistón de carga , se escarifica la superficie de la capa
compactada, se pone el peso correcto del suelo W L para una segunda capa, y se
a justa el suelo como en el paso 3. Se agrega un anillo espaciador y se invierte
el pistón de carga.
8. Se invierte el dispositivo y se repite el paso 7.
9. Se coloca el conjunto en la máquina de carga y se carga lentamente mientras
se mantiene la carga en o ce rca de la carga máxima cuando el disco espaciador
hace contacto firmemente con el molde.
10. Se repiten los pasos 6, 7, 8 y 9, tanto como sean requeridos.
11. Después que haya sido completado el espécimen, se determina el contenido del
agua de compactación (w c) del suelo restante. La muestra para humedad no
deberá pesar menos de 200 g para suelos con tamaño máximo de partículas de
4.75 mm (tamiz No.4) y no menos de 400 g para suelos con tamaño máximo
mayor. Se registra este valor en un formato para suelos cohesivos.
12. Se coloca el pistón de extrusión dentro del molde de la muestra y se fuerza el
espécimen hacia afuera del molde y dentro del molde de extrusión.
13. Se usa el molde de extrusión para deslizar cuidadosamente el espécimen
compactado sobre una placa de vidrio.
14. Se determina la masa del espécimen compactado, con aproximación al gramo.
Se mide la altura y el diámetro del espécimen con aproximación a 0.5 mm
(0.02") y se registran los valores en un formato para suelo cohesivo.
15. Empleando un dilatador de membranas, se coloca la membrana delgada a
prueba de pinchazos sobre el espécimen. Se colocan anillos en “O” o con otros
sellos de presión alrededor de la membrana para proporcionar un sello efectivo
a las platinas sólidas de los extremos superior e inferior, similares a los que se
emplean con la cámara triaxial.
16. Se cura el espécimen como se describe en la Sección 6.4.c, paso 8. Si no se va
a efectuar ninguna operación después de la compactación, como por ejemplo,
saturación por contrapresión después de la compactación, el espécimen se
halla listo para el ensayo de resiliencia en la cámara triaxial.
e) Saturación por contrapresión después de la compactación de especímenes de
suelos cohesivos – Si un espécimen de suelo cohesivo inalterado o que se
compacta por los métodos de las Secciones 6.4.c. y 6.4.d, se va a saturar antes
del ensayo, deben cumplirse los siguientes 22 pasos:
1. Se separa el espécimen de ensayo de las platinas de los extremos, removiendo
primero los anillos de caucho en “O”, y luego doblando o enrollando
cuidadosamente la membrana desde los extremos del espécimen, hasta una
distancia de aproximadamente 6.4 mm (¼").

E 156 - 17


2. Se coloca una piedra porosa saturada, encima del pedestal o de la platina de
base de la cámara triaxial. Se satura la línea de drenaje del fondo de la cámara
triaxial y el dispositivo para medir presión de poros, antes de iniciar este
proceso, haciendo pasar agua desaireada a través de él. Si se usa una platina de
tipo removible para el fondo, se ajusta ésta firmemente a la cámara triaxial
para obtener un sello hermético.
3. Con la válvula de drenaje del fondo cerrada, se coloca la muestra de ensayo
sobre la piedra porosa saturada, se desdobla cuidadosamente la membrana
hacia abajo y se sella ésta al pedestal o a la platina de base con un anillo en
“O” o con otro sello de presión.
4. Se coloca la piedra porosa superior y la placa del extremo superior (con la
válvula de saturación de ingreso) sobre la parte superior del espécimen, se
desdobla la membrana hacia arriba, y se sella al extremo superior de la platina.
5. Con la línea de drenaje del fondo del espécimen cerrada, se conecta la entrada
de vacío de la parte superior del espécimen a una fuente de vacío a través de
una cámara de burbujas y se aplica un vacío de 35 kPa (5 lb/pulg²). Si no hay
burbujas, se ha obtenido un sello hermético para el sistema. Cuando hay
burbujas, se verifican los goteos causados por conexiones pobres, huecos en la
membrana o sellos imperfectos en las platinas de los extremos.
6. Cuando se hayan eliminado los escapes , se desconecta la fuente de vacío. Si
se ha de medir la respuesta del espécimen empleando los TLDV montados
internamente, se requieren los pasos 7, 8 y 9. Si se van a emplear TLDV
montados exteriormente, el método continúa con el paso 10.
7. Se abre la abrazadera del TLDV inferior y se fija cuidadosamente en un punto
ubicado, aproximadamente, en el cuarto inferior del espécimen.
8. Se repite el paso 7 para la abrazadera superior, colocándola en el punto del
cuarto superior, asegurando que ambas abrazaderas queden en planos
horizontales.
9. Se conectan los TLDV a la unidad de registro y se balancean los puentes de
registro. Esto requerirá ajustes del registrador y de los vástagos de los TLDV.
Cuando se haya obtenido el balanceo de un puente de registro, se de termina la
separación vertical entre las abrazaderas de los TLDV con aproximación a 0.5
mm (0.02") y se registra este valor en un formato para suelos cohesivos.
10. Se asienta la celda de carga en su lugar sobre la parte superior de la muestra si
se emplea la configuración de la celda de carga de la Figura 1.
11. Se coloca el cilindro de la cámara y la placa de cubierta. Se inserta el pistón de
carga , asegurándose de obtener una conexión firme con la celda de carga.
12. Se ajustan firmemente las varillas de unión de la cámara.

E 156 - 18


13. Se desliza el conjunto del aparato, y se coloca en una posición bajo el
dispositivo de carga axial. Se baja el dispositivo de carga y se ac opla al pistón
de la cámara triaxial.
14. Se conecta la línea de suministro de presión a la cámara y se a plica una
presión de confinamiento de 35 kPa (5 lb/pulg²).
15. Se conecta la línea de drenaje del fondo del espécimen a un recipiente de agua
destilada desaireada, para la cual se pueda controlar la contrapresión.
16. Se reconecta la línea de drenaje de la parte superior de la muestra a la fuente
de vacío a través de la cámara de burbujas. Se aplica un vacío de 21 kPa (3
lb/pulg²) a la parte superior de la muestra.
17. Se abre la válvula de drenaje del fondo y se deja que el agua suba lentamente a
través de la muestra. Cuando aparezca fluyendo el agua del espécimen en la
línea superior de drenaje, se desconecta la fuente de vacío.
18. Se conecta la línea de drenaje superior a un segundo recipiente de agua
destilada desaireada. Se mantiene la contrapresión en este recipiente, 35 kPa
(5 lb/pug²) menos que la presión en el recipiente conectado al fondo de la
muestra.
19. Se eleva la presión de la cámara y la contrapresión lentamente, en incrementos
de 35 kPa (5 lb/pulg²) hasta 518 kPa (75 lb/pulg²) y 483 kPa (70 lb/pulg²)
respectivamente, teniendo cuidado de mantener aproximadamente la presión de
la cámara en 35 kPa (5 lb/pulg²) por encima de la contrapresión en el drenaje
del fondo del recipiente, para evitar flujo entre el espécimen y la membrana.
20. Se contin úa el flujo de a gua a través del sistema, manteniendo la diferencia de
35 kPa (5 lb/pulg²) en la contrapresión aplicada a las líneas de drenaje de la
parte superior e inferior, hasta que haya sido eliminado todo el aire.
21. Cuando haya sido eliminado todo el aire del espécimen de ensayo, un aumento
de la presión de la cámara (con las válvulas de contrapresión de la parte
superior y del fondo del recipiente, cerradas) se traducirá en un incremento,
aproximadamente igual, en la presión de poros.
Cuando se logre esta
condición, que puede tomar varios días, se reduce la contrapresión a cero y la
presión de la cámara hasta 35 kPa (5 lb/pulg²), teniendo cuidado de mantener
la presión de la cámara 35 kPa más alta que la contrapresión.
22. Después que la contrapresión y la presión de la cámara hayan sido reducidas a
cero, se desconectan las líneas de drenaje de la parte superior e inferior, y se
abren a la presión atmosférica (cámara triaxial exterior). El espécimen está
listo ahora, para el ensayo de resiliencia.
6.5 Compactación de especímenes de suelos granulares – Suelos granulares que
exhiban suficiente cohesión (aparente) para permitir su manejo (remoción del
molde, transporte y sello en la membrana de caucho), se pueden compactar
mediante los métodos descritos en las Secciones 6.4.c. y 6.4.d.

E 156 - 19


No es necesario, sin embargo, considerar efectos por la estructura del suelo.
Las excepciones son algunos limos plásticos, que pueden exhibir también
propiedades resilientes que dependen de las condiciones de compactación. Los
materiales gra nulares que no se pueden manejar, se compactarán como se
describirá más adelante.
a) Relación de humedad-masa unitaria – Cuando es conocida la variación de
masa unitaria en el terreno y de las condiciones de humedad que se
representarán con los especímenes d laboratorio, éstos se pueden compactar
e
directamente al contenido de humedad en servicio, empleando los métodos de
6.4.c, 6.4.d o 6.5.b. Si no están bien definidas las condiciones del servicio, se
preparan y ensayan especímenes sobre una variación de masas unitarias seca s
y contenidos de humedad.
Se establecen las relaciones entre humedad-masa unitaria del suelo de acuerdo
con la norma INV E – 141, empleando un martillo de 2.5 K g (55 lb) y una
caída de 30.5 mm (12") (Equipo Norma l).
b) Compactación de suelos granulares empleando un molde partido y un vibrador
– Materiales granulares no cohesivos, son verdaderamente compactados,
mediante el empleo de un molde partido montado sobre la base de la celda
triaxial como se muestra en la Figura 6. Las fuerzas de compactación son
generadas mediante un vibrador, tal como un pequeño martillo neumático
operado manualmente. Se necesitan los 26 pasos siguientes para compactar el
espécimen:
1. Se ajusta la base de la muestra en su sitio sobre la base de la cámara triaxial.
Es esencial que se asegure un sello hermético al aire.
2. Se colocan las dos piedras porosas más la tapa sobre la base de la muestra (se
necesitan dos piedras porosas para especímenes saturados, pero generalmente
sólo deberá usarse la piedra inferior para ensayos de especímenes no
saturados). Se determina la altura de la base, tapa, y piedras con aproximación
al 0.5 mm (0.02") más próximo, y se anota este valor en un formato para
suelos granulares, como se muestra en la Figura 8.
3. Se remueven la tapa de la muestra y la piedra porosa superior si ésta es usada .
Se mide el espesor de la membrana de caucho con un medidor micrométrico y
se registra este valor en un formato para suelos granulares.
4. Se coloca la membrana de caucho sobre la base de la muestra y la piedra
porosa inferior. Se fija la membrana en su sitio con sellos de anillos en “O”.
5. Se coloca el molde partido primero alrededor de la base de la muestra y se
pasa la membrana por dentro del molde. Se aprieta firmemente el molde
partido en su sitio. Se debe tener cuidado para evitar pinchazos en la
membrana.
6. Se estira la membrana apretadamente sobre el borde del molde. Se aplica un
vacío al molde para remover todas las arrugas de la membrana. El empleo de
plástico poroso que forme un forro tubular como se muestra en la Figura 6.,
E 156 - 20


asegura que la membrana se ajuste exactamente alrededor del perímetro
interior del molde. El vacío se debe mantener durante el procedimiento de
compactación.
7. Se usan calibradores para determinar con aproximación a 0.5 mm (0.02") el
diámetro interior de la membrana tubular ajustada al molde. Se determina con
aproximación a 0.5 mm (0.02") la distancia desde la parte superior de la piedra
porosa, hasta el borde del molde.
8. Se determina el volumen V del espécimen que se va a preparar. El diámetro
del espécimen es el diámetro medido en el paso 7, y la altura es un valor
menor que el determinado en el paso 7 pero al menos de 2 veces el diámetro.
9. Se determina la masa del material que se debe compactar dentro del volumen
V determinado en el paso 8, para obtener la masa unitaria y el contenido de
agua deseados, como se describió en la Sección 6.3.
10. Se determina el número de capas N que se van a emplear para la compactación.
Norma lmente, los espesores de las capas serán de 25.4 a 38.1 mm (1" a 1.5").
Se determina la masa del suelo húmedo requerido para cada capa W L , como se
describe en la Sección 6.4.c, paso 1.
11. Se coloca la masa total requerido de suelo, Wad dentro de una bandeja para
mezcla.
Se agrega la cantidad de agua reque rida Waw y se mezcla
perfectamente.
12. Se determina la masa del suelo húmedo más la de la bandeja de mezclado, y se
anota en un formato para suelos granulares.
13. Se coloca la cantidad de suelo húmedo requerido para una capa WL , dentro del
molde. S e debe tener cuidado de evitar rebose. Se usa una espátula para
quitar el material del borde del molde y se forma un pequeño montículo en el
centro del mismo.
14. Se inserta la cabeza del vibrador y se vibra el suelo hasta que la distancia entre
la superficie compactada y el borde del molde sea igual a la distancia medida
en el paso No.7, menos el espesor de la capa escogida en el paso No.10. Esto
puede requerir la extracción e introducción de la cabeza del vibrador varias
veces, hasta que por experiencia se obtenga la medición del tiempo de
vibración requerido.
15. Se repiten los pasos 13 y 14 para cada nueva capa. La distancia medida desde
la superficie de la capa compactada hasta el borde del molde, es reducida
sucesivamente por el espesor de cada nueva capa, a partir de l paso 10. La
superficie final deberá ser un plano pulido y horizontal.
16. Cuando la compactación esté completa, se mide la masa de la bandeja de
mezcla más el exceso de suelo, y se anota en un formato para suelos
granulares. La masa determinada en el paso 12, menos la masa medida ahora,
es la masa del suelo húmedo incorporado en los especímenes. Se verifica el
contenido del agua de compactación w c del suelo remanente en la bandeja. La
E 156 - 21


muestra para humedad no deberá pesar menos de 200 g para suelos con tamaño
máximo de partículas de 4.75 mm (No.4) y no menos de 500 g para suelos con
tamaño máximo de partículas mayor. Se registra este valor en el formato para
suelos granulares.
17. Se coloca la piedra porosa y la tapa de la parte superior sobre la superficie del
espécimen. Si la tapa de la muestra se proyecta por encima del borde del
molde, se deberá sellar firmemente la membrana contra la tapa con un anillo
de sello “O ”. Si no es así, el sello se puede aplicar posteriormente.
18. Se conecta la entrada de vacío -saturación, a una fuente de vacío y se aplican
35 KPa (5 lb/pulg²) de vacío con una cámara de burbujas. El vacío sirve para
detectar escapes y para producir un esfuerzo inducido rígidamente al material,
para evitar el colapso cuando se remueva el molde.
19. Se remueve cuidadosamente el molde con la muestra. Se sella la membrana a
la tapa de la muestra si esto no se ha hecho. Se determina con aproximación a
0.5 mm (0.02") la altura de la muestra con tapa y base, y el diámetro del
espécimen con la membrana tubular. Se anotan estos valores en el formato
para suelos granulares.
20. Se observa la presencia o ausencia de burbujas de aire en la cámara de
burbujas. Si no hay burbujas, se ha logrado un sello hermético. Si hay
burbujas, compruebe los escapes causados por conexiones mal hechas, huecos
en las membranas, o sellos imperfectos en la tapa y en la base. La existencia
de un sello hermético asegura que la membrana permanecerá firmemente en
contacto con el espécimen. Esto es esencial para el empleo de la abraza dera
montada interiormente para los TLDV. Los escapes a través de huecos en las
membranas, se pueden eliminar frecuentemente cubriendo la superficie de la
membrana con caucho líquido (látex) o empleando una segunda membrana.
21. Cuando haya sido eliminado el escape, se abre la abrazadera inferior de los
TLDV y se coloca cuidadosamente sobre el espécimen, aproximadamente , a
una altura del cuarto inferior del espécimen.
22. Se repite el paso 21 para la abrazadera superior y se coloca a la altura del
cuarto superior. Se debe asegurar de que ambas abrazaderas permanezcan en
planos horizontales.
23. Se conectan los TLDV a la unidad de registro y se balacean los puentes de
registro. Esto requerirá ajustes al registrador y ajuste de los vástagos de los
TLDV. Cuando se haya obtenido un registro del puente de balanceo, se
determina con aproximación de 0.5 mm (0.02") la separación vertical entre las
abrazaderas de los TLDV, y se registra este valor en un formato para suelos
granulares.
24. Se coloca la celda de carga sobre la platina del extremo de la muestra, se
ensa mbla el resto de la celda, y se ajustan firmemente las varillas de unión. Se
desliza el aparato ensamblado, se coloca en posición bajo el dispositivo de
carga axial, y se ac oplan los pistones del impulsor y de la cámara triaxial.

E 156 - 22


25. Se conecta la línea de suministro a la cámara de presión y se aplica una
presión de 35 kPa (5 lb/pulg²).
26. Se suspende la producción de vacío de la entrada de vacío-saturación y se
c ierra esta línea. Si el espécimen va a ser ensayado con el contenido de agua
tal como fue compactado, está listo ahora para el ensayo de resiliencia. Si el
espécimen va a estar sometido a saturación por contrapresión después de la
compactación, se completan los pasos listados en 6.5.c. para suelos granulares.
c) Saturación después de la compactación por contrapresión – Los especímenes
de ensayo de suelos granulares, para ser saturados por inundación de
contrapresión, son preparados mediante los métodos descritos en la Sección
6.5.b. Después de completarlos, se siguen los siguientes pasos adicionales que
son necesarios para saturar el suelo:
1. Se conectan el suministro de vacío a la entrada del vacío (en la parte superior
del espécimen) y la línea de drenaje del fondo a una fuente de agua destilada y
desaireada.
2. Se a plica un vacío de 14 a 21 kPa (2 a 3 lb/pulg²), se abre la línea de drenaje
del fondo, permitiéndose que el agua suba lentamente a través del espécimen.
3. Se continúa la inundación con agua a través del sistema para remover todo el
aire atrapado. Para evaluar la presencia o ausencia de aire, la respuesta de la
presión de agua en los poros para un incremento de la presión de la cámara es
observada, tal como se describe para suelos cohesivos, en la Sección 6.4.e,
paso 21.
4. Cuando haya sido eliminado todo el a ire, se mantiene la presión de la cámara
en 69 kPa (10 lb/pulg²), aplicando una contrapresión de 35 kPa (5 lb/pulg²) a
la fuente de suministro de agua, mientras se cierra la válvula de producción de
vacío. La presión efectiva de confinamiento de 35 kPa (5 lb/pulg²) sobre la
muestra, es igual ahora a la presión de la cámara de 70 kPa (10 lb/pulg²),
menos la contrapresión 35 kPa (5 lb/pulg²). El espécimen se encuentra listo
para el ensayo de resiliencia.

7.

PROCEDIMIENTO
7.1 Ensayos de resiliencia sobre suelos co hesivos – Los procedimientos descritos en
este numeral se emplean para espec ímenes de suelos de subrasantes cohesivos
sin tratar , inalterados o compactados en el laboratorio . En este método se
pueden incluir especimenes de 150 mm de diámetro de materiales Tipo 2 y de
70 mm de diámetro.
a) Conjunto de cámara triaxial – El ensayo de resiliencia de especímenes
previamente sometidos a saturación por contrapresión según los
procedimientos de la Sección 6.4.e), se comienzan con el paso 7.1.b).
Espec ímenes recortados de muestras inaltera das, y especímenes compactados
en el laboratorio, que no hayan sido sometidos a saturación por contrapresión
E 156 - 23


después de la compactación, se colocan en la cámara triaxial y en el aparato de
carga, según los siguientes pasos:
1. Se coloca el conjunto de la base de la cámara triaxial sobre la plataforma de la
máquina de carga. Si la cámara tiene una platina de fondo removible (base de
la muestra), se a justa firmemente para obtener un sello hermético.
2. Se coloca una piedra porosa húmeda y el papel filtro encima del pedestal o
sobre la platina del extremo del fondo de la cámara triaxial.
3. Se coloca cuidadosamente el espécimen sobre la piedra y se procede a colocar
la membrana. Se coloca la membrana en un dilatador de membrana, se aplica
vacío al dilatador , se coloca cuidadosamente la membrana al especimen, se
quita el vacío, se dobla la membrana y se sella al pedestal o placa del extremo
del fondo, con un anillo en “O” o con otro sello de presión.
4. Se coloca un papel filtro húmedo y la platina superior (tapa de la muestra que
tiene incorporada una piedra porosa húmeda) y la celda de carga sobre la
muestra, se dobla la membrana y se sella a la platina superior.
5. Si el espécimen se ha compactado con la membrana y las piedras porosas se
omiten los pasos 2, 3 y 4. En cambio se coloca en el plato de base de la cámara
triaxial el “espécimen previamente ensamblado.”
6. Se cierra la válvula sobre la línea de saturación de la placa superior (esta línea
no se necesita para el ensayo de resiliencia de m
uestras no sometidas a la
saturación después de la compactación). Una vez cerrada la válvula, se evitará
la pérdida de aire de la cámara durante el ensayo.
7. Se conecta la línea de drenaje del fondo de la muestra a una fuente de vacío a
través del punto me dio de una cámara de burbujas. Se aplica un vacío de 7 kPa
(1 lb/pulg²). Si hay burbujas, se comprueban los escapes como se describe en
la Sección 6.4.e, paso 5.
8. Cuando se haya eliminado el goteo, se desconecta el productor de vacío. Se
instala el conjunto de TLDV en la cámara triaxial y se coloca bajo el
dispositivo de carga axial, como se describe en la Sección 6.4.e, pasos 7 al 14.
b) Conducción del ensayo de modulo resiliente – Las siguientes etapas son
requeridas para efectuar el ensayo del módulo res iliente sobre suelo cohesivo
instalado en la cámara triaxial y colocado en el aparato de carga, como se
describe en la Sección 6.4.e. o en el 7.7.a.
1. Se abren todas las válvulas de drenaje que conducen al espécimen, para
simular condiciones drenadas. Pruebas no drenadas requieren saturan previa y
procedimiento de prueba no esta contemplada en esta norma.
2. Si la línea de suministro de la cámara de presión no está conectada, se conecta
y se aplica una presión de confinamie nto (presión de la cámara) de 41.4 kPa
(6 lb/ pulg²), al espécimen de ensayo. En cada serie de carga s e debe mantener

E 156 - 24


e l esfuerzo axial desviador de contacto, 10% ± 0.7 kPa del esfuerzo axial
máximo aplicado, para esa respectiva de serie .
3. Se vuelven a balancear los p untos de registro para los TLDV y para la celda de
carga. Las cargas aplicadas con la barra pistón de la celda superior se deben
ajustar a los esfuerzos mostrados en la Tabla 2, después de contabilizar la
carga neta ascendente o descendente resultado del calculo, como se indic a a
continuación:

F = ( A× P) − W
Donde:
F = fuerza resultante,
A = área transversal de la barra pistón,
P = presión de confinamiento, y
W = peso de la barra pisto y del sistema para medir deformación montado en
el exterior del espécimen.
Tabla 2 Series de prueba para suelos de subrasante
Presión de
cámara,

Máximo
esfuerzo axial

σ3

Serie

desviador,

kPa

psi

0
41.4
1
41.4
2
41.4
3
41.4
4
41.4
5
41.4
6
27.6
7
27.6
8
27.6
9
27.6
10
27.6
11
13.8
12
13.8
13
13.8
14
13.8
15
13.8
Nota: Las series 14

6
6
6
6
6
6
4
4
4
4
4
2
2
2
2
2
y 15

kPa

σd

psi

27.6
13.8
27.6
41.4
55.2
68.9
13.8
27.6
41.4
55.2
68.9
13.8
27.6
41.4
55.2
68.9
no se usan

Esfuerzo
cíclico,

σc
kPa

4
24.8
2
12.4
4
24.8
6
37.3
8
49.7
10
62.0
2
12.4
4
24.8
6
37.3
8
49.7
10
62.0
2
12.4
4
24.8
6
37.3
8
49.7
10
62.0
en materiales

Esfuerzo
constante,

0.1σ d
psi

kPa

psi

No.
de
aplicaciones
de carga

3.6 2.8 .4
500-1000
1.8 1.4 .2
100
3.6 2.8 .4
100
5.4 4.1 .6
100
7.2 5.5 .8
100
9.0 6.9 1.0
100
1.8 1.4 .2
100
3.6 2.8 .4
100
5.4 4.1 .6
100
7.2 5.5 .8
100
9.0 6.9 1.0
100
1.8 1.4 .2
100
3.6 2.8 .4
100
5.4 4.1 .6
100
7.2 5.5 .8
100
9.0 6.9 1.0
100
clasificados cono Tipo 1

4. Se comienza el ensayo aplicando 500 repeticiones de una carga equivalente a
un esfuerzo desviador máximo de 27.6 kPa (4 lb/pulg²), correspondiente a un
esfuerzo cíclico de 24.8 kPa . Se usa un pulso de carga medio seno verso como
se describe en la Sección 5.2. Si la muestra todavía esta experimentando
disminución al final de las 500 repeticiones se deben continuar hasta
completar las 1000, como lo indica la serie 0 de la Tabla 2.

E 156 - 25


La anterior secuencia de esfuerzos constituye el acondicionamiento de la
muestra, esto es, la eliminación de los efectos del intervalo entre la
compactación y la carga, y la eliminación del cargue inicial contra la recarga.
Este acondicionamiento de carga ayuda también a disminuir los efectos de un
contacto inicialmente imperfecto entre las platinas de los extremos y el
espécimen de ensayo.
5. Se continua con la serie 1, se deja la presión de cámara 41.4 kPa (6 lb/ pulg²)
y se va ría el esfuerzo axial máximo desviador hasta 13.8 kPa (2 lb/pulg²). Se
aplican 100 repeticiones del esfuerzo desviador cíclico, 12.4 kPa (1.8 lb/pulg²)
y se registra en el formato, Tabla 4, la deformación recuperable para los
últimos cinco ciclos, separadamente para cada TLDV y el promedio de los dos
TLDV. Se procede de igual forma para las series 2, 3, 4 y 5.
6. Se disminuye el esfuerzo de confinamiento (presión de cámara), hasta 27.6 kPa
(4 lb/pulg²). Se repite el paso 5 hasta completar las series 6, 7, 8, 9 y 10.
7. Se disminuye el esfuerzo de confinamiento (presión de cámara), hasta 13.8
kPa ( 2 lb/ pulg²). Se repite el paso 5 hasta completar las series 11, 12, 13, 14 y
15.
8. Si en algún momento la deformación permanente de la muestra excede el 5%,
se debe parar la prueba y reportar el resultado en una hoja de cálculo
apropiada.
9. Al terminar las series de carga se debe chequear si la deformación total
permanente supera el 5 %. Si no excede se debe proceder a efectuar una prueba
rápida de corte al espécimen. En caso contrario se sigue con el paso 11.
10. Prueba de rápida de corte – Se aplica una presión de cámara de 27.6 kPa (4
lb/pulg²) al espécimen. Se aplica carga axial por el método de deformación
controlada a una velocidad de 1% de deformación por minuto. Se continua
cargando hasta que la carga decrezca con un incremento de deformación o
hasta que se alcanza el 5% de deformación o hasta que la capacidad de la celda
de carga sea alcanzada. Los datos internos del transductor de deformación y
de celda de c arga se deben grabar. La deformación del espécimen y carga se
deben registrar en intervalo de máximo de 3 segundos.
11. Una vez concluido el proceso de carga (con la cámara de presión en cero), se
desarma la cámara triaxial y se remueven las abrazaderas de los TLDV.
12. Se usa la muestra completa para determinar el contenido de agua y se a nota
este valor en el formato para suelos cohesivos.
7.2 Ensayo de resiliencia de suelos granulares – Los procedimientos incluidos en
esta parte, se emplean para todos los mater iales granulares no tratados de base
y subbase. Pueden ser incluidos especimenes de suelo clasificados como Tipo
1 o Tipo 2.

E 156 - 26


a)

Ensamble del conjunto de cámara triaxial – Cuando la compactación es
completada se colocan el disco poroso de bronce y el cabezal en la superficie
superior del espécimen. Se debe rodar la membrana de caucho fuera del borde
del molde y sobre el cabezal de la muestra. Si el cabezal de muestra sobresale
el borde del molde, la membrana se sellará herméticamente contra el cabezal
con un sello de O-anillo. Si no se hace, el sellado se puede aplicar después. Se
instala el espécimen en la cámara del triaxial como en la Sección 7.1.

1. Se conecta la línea de suministro de presión a la cámara y se aplica una
presión de confinamiento de 103.4 kPa.
2. Se suspende el suministro del vacío de la entrada de saturación de vacío y se
deben abrir las válvulas de drenaje para presión atmosférica , superior y de
fondo.
b)

Conducción del ensayo de modulo resiliente – Después de que haya sido
preparado el espécimen de ensayo, y que se haya colocado en el dispositivo de
carga, como se describe en las Secciones 6.5.b) o 6.5.c), se necesitan los pasos
siguientes para efectuar el ensayo de módulo resiliente:

1. Si todavía no ha sido hecho, se ajusta la posición del dispositivo de carga axial
o el soporte de la base de la cámara triaxial, en cuanto sea necesario, para
acoplar el pistón del dispositivo de generación de carga y el pistón de la
cámara triaxial. El pistón de la cámara triaxial deberá ser soportado
firmemente sobre la celda de carga. En cada serie de carga se debe mantener
el esfuerzo axial desviador de contacto, 10% ± 0.7 kPa del esfuerzo axial
máximo aplicado, para esa respectiva de serie.
2

Se vuelven a balancear los puntos de registro para los TLDV y para la celda de
carga. Las cargas aplicadas con la barra pistón de la celda superior se deben
ajustar a los esfuerzos mostrados en la Tabla 3, después de contabilizar la
carga neta ascendente o descendente resultado del calculo, como se indica a
continuación:

F = ( A× P) − W
Donde:
F = fuerza resultante,
A = área transversal de la barra pistón,
P = presión de confinamiento, y
W = peso de la barra pis to y del sistema para medir deformación montado en
el exterior del espécimen.

E 156 - 27


Tabla 3 Series de prueba para materiales de base/subbase
Presión de
cámara,

Máximo
esfuerzo axial

σ3

Serie

desviador,

kPa
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

103.4
20.7
20.7
20.7
34.5
34.5
34.5
68.9
68.9
68.9
103.4
103.4
103.4
137.9
137.9
137.9

psi
15
3
3
3
5
5
5
10
10
10
15
15
15
20
20
20

kPa
103.4
20.7
41.4
62.1
34.5
68.9
103.4
68.9
137.9
206.8
68.9
103.4
206.8
103.4
137.9
275.8

σd

Esfuerzo
cíclico,

σc

psi

kPa

15

93.1
18.6
37.3
55.9
31.0
62.0
93.1
62.0
124.1
186.1
62.0
93.1
186.1
93.1
124.1
248.2

3
6
9
5
10
15
10
20
30
10
15
30
15
20
40

Esfuerzo
constante,

0.1σ d
psi
13.5
2.7
5.4
8.1
4.5
9.0
13.5
9.0
18.0
27.0
9.0
13.5
27.0
13.5
18.0
36.0

kPa

psi

10.3
2.1
4.1
6.2
3.5
6.9
10.3
6.9
13.8
20.7
6.9
10.3
20.7
10.3
13.8
27.6

1.5
.3
.6
.9
.5
1.0
1.5
1.0
2.0
3.0
1.0
1.5
3.0
1.5
2.0
4.0

No.
de
aplicaciones
de carga
500-1000
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100

3

Se vuelven a balancear los puentes de registro de datos para los TLDV y la
celda de carga.

4

Acondicionamiento - Se coloca una presión de confinamiento de 103.4 kPa (15
lb/pulg²) y se aplica un mínimo de 500 repeticiones de una carga equivalente
al máximo esfuerzo axial desviador 103.4 kPa y correspondiente al esfuerzo
cíclico de 93.1 kPa, de acuerdo con la serie 0 Tabla 3. Se usa un pulso de
carga medio seno vers o como se describe en la Sección 5.2. Si la muestra
todavía esta experimentando disminución al final de las 500 repeticiones se
deben continuar hasta completar las 1000, como lo indica la serie 0 de la Tabla
3.
La anterior secuencia de esfuerzos constituye el acondicionamiento de la
muestra, esto es, la eliminación de los efectos del intervalo entre la
compactación y la carga, y la eliminación del cargue inicial contra la recarga.
Este acondicionamiento de carga ayuda también a disminuir los efectos de un
contacto inicialmente imperfecto entre las platinas de los extremos y el
espécimen de ensayo. Las válvulas de drenaje se deben abrir a la presión
atmosférica durante la prueba de modulo resiliente. Esto si se quieren simular
condiciones de drenaje. Simula ción de condición de no drenaje requiere de
saturación previa. Tal procedimiento no esta contenido en este método.
Si la deformación permanente total alcanza a 5 % durante el
acondicionamiento, el proceso de acondicionamiento debe ser suspendido. Una
revisión debe acompañar el proceso de compactación para identificar alguna
E 156 - 28


causa de porque la muestra no alcanzo una adecuada compactación. Si la el
espécimen proviene de una explanación la revisión no se puede hacer, el
material debe ser reconformado y prob ado en un segundo tiempo. Si la muestra
de nuevo alcanza 5% de deformación total vertical permanente durante el
acondicionamiento, la prueba debe ser terminada y se añade una notación al
formato de reporte .
5

Prueba del espécimen – La prueba se ejecuta sig uiendo la secuencia de carga
de la tabla 2, usando un pulso de carga de forma de medio seno verso como se
describió anteriormente. Se reduce la presión de cámara a 20.7 kPa (3 lb/pulg²)
y el esfuerzo axial máximo desviador a 20.7 kPa (3 lb/pulg²), serie 1.

6

Se aplican 100 repeticiones del esfuerzo cíclico correspondiente, usando el
pulso de carga descrito en la Sección 5.2. Se debe registrar en el formato la
deformación recuperable de los últimos cinco ciclos para cada LVDT y la
deformación promedio para los dos LVDT.

7

Se continua con la serie 2, se incrementa el esfuerzo axial máximo desviador a
41.4 kPa (6 lb/pulg²) y se repite el paso 6.

8

Se continúa la prueba con las restantes series de la Tabla 2 (series de 3 a 15),
registrando la deformación recuperada. Si para algún tiempo de carga la
deformación permanente total excede el 5%, se debe parar la prueba y reportar
en el formato correspondiente.

9

Al terminar las series de carga se debe chequear si la deformación total
permanente supera el 5 %. Si no excede se debe proceder a efectuar una prueba
rápida de corte al espécimen. En caso contrario se sigue con el paso 11.

10 Prueba rápida de corte – Se aplica una presión de confinamiento de 34. 5 kPa
(5 lb/pulg²) al espécimen Se aplica carga axial por el método de deformación
controlada a una velocidad de 1% de deformación por minuto. Se continúa
cargando hasta que la carga decrezca con un incremento de deformación o
hasta que se alcanza el 5% de deformación o hasta que la capacidad de la celda
de carga sea alcanza da. Los datos internos del transductor de deformación y
de celda de carga se deben grabar. La deformación del espécimen y carga se
deben registrar en intervalo de máximo de 3 segundos.
11 Se reduce la presión de la cámara hasta cero, se desmonta la celda y se
remueven las abrazaderas de los TLDV.
12 Se remueve la membrana de caucho y se usa el espécimen de ensayo completo
para determinar el contenido de agua. Se registra este valor en un formato
para suelos granulares.

8.

CÁLCULOS
Los cálculos se efectúan empleando una disposición tabular a partir de un
formato, Tabla 4, y se pueden presentar como se muestra en las Figuras 7 y 8.
E 156 - 29


9.

INFORME
9.1 Suelos cohesivos – El informe debe incluir lo siguiente:
9.1.1

Se registran en la Tabla 4 los datos generales del espécimen de suelo
ensayado.

9.1.2

El formato para los cálculos de los módulos resilientes se muestran en la
Tabla 5. Se registran los datos para la serie respectiva. Solo es necesario la
consignación de lo hecho en los últimos cinco ciclos de carga. La entrada debe
c orresponder exactamente con los niveles de esfuerzos mostrados en la Tabla
2 (Subrasante). En cada serie se deben encontrar el promedio y la desviación
estándar para cada columna. Promedio y desviación estándar
de las
deformaciones, cargas y esfuerzos para los últimos cinco ciclos.

∑( x − x)

2

s=

n −1

9.1.3

Gráficas que muestren la variación del módulo resiliente, con el esfuerzo
desviador y de confinamiento (Véase Figura 9), para cada espécimen
ensayado.

9.1.4

Observaciones: Se anota cualquier condición inusual o de otros datos que sean
considerados necesarios, para interpretar apropiadamente los resultados
obtenidos.

9.2

Suelos granulares – El informe del ensayo del módulo resiliente de suelos
granulares, deberá incluir lo siguiente:

9.2.1

Se regis tran en la Tabla 4 los datos generales del espécimen de suelo
ensayado.

9.2.2

El formato para los cálculos de los módulos resilientes se muestran en la
Tabla 5. Se registran los datos para la serie respectiva. Solo es necesario la
consignación de lo hecho en los últimos cinco ciclos de carga. La entrada debe
corresponder exactamente con los niveles de esfuerzos mostrados en la Tabla
la Tabla 3 (Base/Subbase). En cada serie se deben encontrar el promedio y la
desviación estándar para cada columna. Promedio y desviación estándar de las
deformaciones, cargas y esfuerzos para los últimos cinco ciclos.

∑( x − x)

2

s=

n −1

E 156 - 30


9.2.3

Gráficas que muestren variaciones del módulo resiliente, con los esfuerzos
desviadores y de confinamiento para cada espé cimen, como se muestra en la
Figura 9.

9.2.4

Gráfico logarítmico del módulo resiliente contra la suma de los esfuerzos
principales, como se muestra en la Figura 10 para cada espécimen.

9.2.5

Para cada gráfico se deberán establecer las constantes de regresión K1 y K 2.

9.2.6

Observaciones: Se anotan las condiciones inusuales o aquellos otros datos o
parámetros que se consideren necesarios para interpretar adecuadamente los
resultados.

10.

NORMAS DE REFERENCIA
AASHTO T 307 – 99 (2003)

Figura 9. Gráfico aritmético de resultados del ensayo de módulo resiliente

E 156 - 31


Figura 10. Gráfico logarítmico de resultados del ensayo de módulo resiliente
Tabla 4 Datos Generales de la muestra ensayada
I.N.V.
OFICINA DE APOYO

Regional________________________
MÓDULO RESILIENTE PARA SUELOS
COHESIVOS

TÉCNICO

Hoja No.__________ de _____________

Obra: __________________________________

Masa del espécimen: __________________

Fecha: ____________________________

Sitio: __________________________________

Masa inicial recipiente

Método de compactación: ____________

Muestra No.:____________________________

+ suelo húmedo, g: ___________________

Espaciamiento vertical*

Gravedad específica: _____________________

Masa final recipiente

entre abrazaderas TLDV

+ suelo húmedo, g: ___________________

mm (pul): __________________________

Masa suelo húmedo usado: ____________

Constantes: _______________________

Medidas del especímen de suelo
Superior: _______________

TLDV vertical: ______________________

Medio: ________________

Volúmen espécimen de suelo

Carga de la celda: __________________

Diámetro, mm (pulg)

Área inicial Ao

Inferior: ________________

mm² (pul²): ___________________________ Contenido de agua después del

Promedio: ______________

Volumen Ao Lo

ensayo de Resiliencia, %: ____________

Espesor de la membrana: __________________

cm³ (pul³): ___________________________

Observaciones: _____________________

Diámetro neto mm (pulg): ___________________ Masa unitaria húmeda

__________________________________

Alt. espécimen + tapa + base: ______________

kg/m³ (lbs/pie³): ______________________

__________________________________

Alt.tapa + base: _________________________

Agua de compactación, wc, %: _________

__________________________________

Longitud inicial Lo: ______________________

% Saturación: _______________________

__________________________________

Masa unitara seca

__________________________________

kg/m³ (lbs/pie³): ______________________

__________________________________

E 156 - 32


Tabla 5 Reporte para la prueba de Modulo Resiliente en suelos de subrasante y materiales no tratados de base/subbase
1- No. de Muestra_________________
2- Tipo de Material________________
3- Fecha del ensayo________________
Columna
Parámetro

1
Presión
de
cámara

2
Esfuerzo
axial
máximo
desviador

3
No.
de
ciclo

4
Carga
efectiva
axial
máxima

5
Carga
efectiva
axial
cíclica

6
Carga
efectiva
axial de
contacto

7
Esfuerzo
efectivo
axial
máximo

8
Esfuerzo
efectivo
axial
cíclico

9
Esfuerzo
efectivo
axial
contacto

10
Lectura
Deformación
recuperable
LVDT No 1

11
Lectura
Deformación
recuperable
LVDT No 2

12
Promedio
deformación
recuperable
LVDT 1 y 2

13
Deformac
ión
resiliente

Designación

σ3

σd

ci

Pmax

Pciclico

Pcontacto

σd

σ ciclico

σ contacto

H1

H2

H promedio

εr

Mr

Unidades

kPa

kPa

N

N

N

kPa

kPa

KPa

mm

mm

mm

mm/mm

MPa

Serie 1

1
2
3
4
5

Promedio de la columna
Desviación estándar

Serie 2

1
2
3
4
5

Promedio de la columna
Desviación estándar

Nota: Se repite para las series de 3 a 15

E 156 - 33

14
Módulo
resiente

Modulo Resiliente Norma+inv+e 156-07

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