Este documento presenta los resultados de un ensayo Proctor Modificado realizado para determinar la humedad óptima de compactación de un suelo. Se describen los materiales y método utilizados, que incluyeron la obtención de muestras de suelo, su acondicionamiento con diferentes niveles de humedad, y la compactación en moldes. Los resultados muestran que el suelo alcanza su máxima densidad seca de 4.734 gr/cm3 a una humedad del 8.11%, lo que indica que este es el contenido de humedad ópt
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PROCTOR MODIFICADO
GRUPO N°2
UNIVERSIDAD ALAS
PERUANAS
FACULTAD DE INGENIERÍAS Y
ARQUITECTURA
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE
INGENIERIA CIVIL
PROCTOR MODIFICADO
CURSO : DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS
TEMA : LABORATÓRIO PROCTOR MODIFICADO
ALUMNO: SOLÓRZANO SOLÓRZANO JUAN
FERNANDEZ GOMEZ LENIN
BRAVO OVIEDO BETZABET
TAIPE HUAMANI JACINTO
TORRES CÁCERES JOEL F.
KARI BENITES RAUL
DOCENTE: ING. OSCAR MORON ROMERO
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PROCTOR MODIFICADO
GRUPO N°2
ÍNDICE
CAPITULO PÁG.
INTRODUCCION
I. MARCO TEORICO 5
II. OBJETIVOS 6
III. MATERIALES 7
IV. MÉTODO 7
4.1. OBTENCÍON Y PREPARACÍON DE MUESTRA 7
4.2. ACONDICIONAMIENTO DE MUESTRAS 8
4.3. ENSAYO 8
V. RESULTADOS 8
VI. CONCLUSIONES 11
VII. ANEXO 12
7.1.MATERIALES 12
7.2.PROCESO DEL ENSAYO 15
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INTRODUCCIÓN
El ensayo Proctor se realiza para determinar la humedad óptima a la cual un
suelo alcanzará su máxima compacidad. La humedad es importante pues aumentando o
disminuyendo su contenido en el suelo se pueden alcanzar mayores o menores
densidades del mismo, la razón de esto es que el agua llena los espacios del suelo
ocupados por aire (recordemos que el suelo está compuesto de aire, agua y material
sólido), permitiendo una mejor acomodación de las partículas, lo que a su vez aumenta
la compacidad. Sin embargo un exceso de agua podría provocar el efecto contrario, es
decir separar las partículas disminuyendo su compacidad.
Es por esto que el ensayo Proctor tiene una real importancia en la construcción,
ya que las carreteras y las estructuras necesitan de una base resistente donde apoyarse, y
un suelo mal compactado podría significar el colapso de una estructura bien diseñada,
en algunos casos, como por ejemplo en caminos de poco tráfico o de zonas rurales, el
suelo constituye la carpeta de rodado, por lo que la importancia de la compactación se
hace evidente.
En este trabajo práctico se realizará un Ensayo Proctor Modificado, según las
normas principales normativas que definen estos ensayos son las normas
americanas ASTM D-698 (ASTM es la American Society for Testing Materials,
Sociedad Americana para el Ensayo de Materiales).
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I.- MARCO TEÓRICO
Compactación es el término que se utiliza para describir el proceso de densificación
de un material mediante sistemas mecánicos. El incremento de densidad se obtiene al
disminuir el contenido de aire en los vacíos en tanto se mantiene el contenido de
humedad aproximadamente constante.
Generalmente la compactación se realiza sobre los materiales que se utilizan para
relleno en la construcción de terraplenes.
Los objetivos de la compactación son los siguientes:
Aumentar la resistencia al corte y mejorar la estabilidad de terraplenes y la
capacidad de carga de cimentaciones y pavimentos.
Disminuir la compresibilidad y reducir los asentamientos.
Disminuir la relación de vacíos y reducir la permeabilidad.
Reducir el potencial de expansión, contracción, o expansión por
congelamiento.
El grado de compactación de un suelo o de un relleno se mide cuantitativamente
mediante la densidad seca, la cual depende de la energía utilizada durante la
compactación y del contenido de humedad del suelo. La relación entre la densidad
seca, el contenido de humedad y la energía de compactación se obtienen a partir de
ensayos de compactación en laboratorio.
La compactación en laboratorio consiste en compactar una muestra de suelo húmedo
en un molde cilíndrico de un volumen específico y con una energía de compactación
determinada. Por lo general se utilizan diferentes ensayos, pero la mayoría están
basados en el mismo principio: la compactación dinámica creada por el impacto de
un martillo metálico de una masa específica que se deja caer desde una altura
determinada, compactando el suelo en un determinado número de capas que reciben
un número de golpes.
Después de preparar la muestra compactada, se miden su densidad aparente y su
contenido de humedad. Se calcula la densidad seca y se repite el procedimiento
haciendo variar el contenido de humedad. Las características de compactación se
presentan en un gráfico que relaciona la densidad seca en función del
contenido de humedad. El punto más alto de la curva obtenida en el gráfico que
corresponde a la mayor densidad seca determina el contenido de humedad óptimo.
El primer método de compactación desarrollado fue el Proctor estándar pero
conforme se avanzo en tecnología y se desarrollaron mejores equipos de
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compactación en campo, se desarrollo el Proctor modificado que aplica mayor
nergía a la muestra. La siguiente ecuación permite obtener la energía que se le aplica
a la muestra:
Donde:
Ee= Energía especifica
N= Número de golpes por capa
n= Número de capas
W= Peso del pistón
h= altura de caída
V=Volumen del suelo compactado
Tabla 1. Energía aplicada en Proctor Estandar y Modificado
Proctor Estándar Proctor Mod.
Númerode G. 25 56
Número de capas 3 5
Peso del pistón 2,5 kg (5,5 lb) 4,5 kg (10 lb)
Altura de caída 30,5 cm (12 inch) 45,7 cm (18 inch)
Diámetro molde 10,2 cm (4 inch) 15,24 cm (6 inch)
Volumen 943,3 cm
3
2124 cm
3
II.- OBJETIVOS
Los objetivos principales al realizar este ensayo en laboratorio:
Reconocer y utilizar correctamente los materiales y el equipo necesario para
realizar el Ensayo Proctor Modificado.
Obtener datos a partir de los ensayos y anotarlos en un registro ordenado de
acuerdo a un método establecido para evitar cometer errores u omitir
información relevante.
Procesar los datos obtenidos a través de formulaciones, tablas y gráficos, de
manera que permitan sacar conclusiones sobre el ensayo realizado.
Determinar la humedad óptima de compactación de un suelo, con la cual se
alcanzará la máxima compacidad.
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III.-MATERIALES
Los materiales utilizados en el Ensayo Proctor Modificado son los siguientes:
a. Moldes: son metálicos y de forma cilíndrica, pueden estar constituidos por una
pieza completa o hendida por una generatriz, o por dos piezas semicilíndricas
ajustables. Comúnmente se utilizan moldes de una sola pieza, con un rebaje en
su circunferencia superior donde ajusta el collar y alas para sujetarlo a la placa
base.
b. Collar: cada molde lleva un collar de aproximadamente 60 mm de altura, el cual
tiene un rebaje de modo que ajusta firmemente al molde y alas para sujetarlo a la
placa base.
c. Placa base: está constituida por una placa metálica en la que se asegura el molde
y el collar, por medio de las alas que éstos tienen, a pernos con tuerca tipo
mariposa solidarios a la placa.
d. Pisón metálico: es un cilindro metálico con una cara circular de 50 mm y con
una masa de 4500 g. Está equipado con una guía tubular para controlar la altura
de caída a 460 mm. La guía tiene cuatro perforaciones de 10 mm a 20 mm de
cada extremo, separadas en 90º.
e. Probetas graduadas: son recipientes de vidrio o plástico graduados en
centímetros cúbicos y se usan para medir el agua que se le agrega a la muestra.
f. Balanzas: se usan para pesar el suelo y las muestras de cada ensayo para
calcular el contenido de humedad real.
g. Regla de acero: se usa para enrasar el suelo al nivel del molde, luego de
compactado y extraído el collar.
h. Tamiz Nº4: corresponde a una abertura nominal de 5 mm y se usa para
seleccionar el material a ocupar en el ensayo.
i. Herramientas de mezclado: se usan vasijas o pailas metálicas poco profundas
para mezclado y palas o espátulas.
IV.- MÉTODO
El Ensayo Proctor Modificado se realiza siguiendo el método dado a continuación:
4.1.-Obtención y preparación de muestras.
a. Obtener una muestra del suelo a ensayar de 25 kg como mínimo.
b. Secar la muestra hasta que se vuelva desmenuzable.
c. Tamizar el suelo extraído por el tamiz Nº4.
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4.2.-Acondicionamiento de muestras.
a. Homogeneizar la muestra y separar en fracciones de 5 kg.
b. Mezclar completamente cada fracción por separado con agua suficiente para
poder tener resultados que nos permitan llegar a la densidad máxima y
humedad optima la que necesitamos saber en este caso realiazremos las
pruebas con 6% 8% 9%.
4.3.-Ensayo.
a. Pesar y registrar la masa del molde vacío sin collar.
b. Determinar la capacidad volumétrica del molde.
c. Colocar el molde con su collar sobre la placa base.
d. Llenar el molde como se indica:
e. Colocar una capa de material de aproximadamente un quinto de la altura del
molde más el collar.
f. Compactar la capa con 25golpes.
g. Repetir la compactación en 5 capas dejando un exceso de material sobre el
borde en la última capa.
h. Retirar el collar y enrasar con la regla al nivel del borde del molde.
i. Pesar el molde con el suelo compactado. Restar el peso del molde para
obtener el peso del suelo compactado solo.
j. Determinar la densidad húmeda del suelo compactado dividiendo el peso del
suelo por el volumen del molde.
V.-RESULTADOS
Los valores obtenidos en el laboratorio se detallan en la siguiente tabla:
Muestra No 1 2 3
numero de lata M2 M3 M4 M5 M6 M7
Peso capsula + suelo húmedo, gr. 208.70 225.30 224.00 256.23 189.20 215.30
Peso capsula + suelo seco, gr. 198.60 212.80 210.59 236.98 175.32 198.23
Peso del agua, gr. 10.10 12.50 13.41 19.25 13.88 17.07
Peso de la lata. gr. 43.50 29.10 14.00 14.00 13.70 13.70
Peso suelo seco, gr. 155.10 183.70 196.59 222.98 161.62 184.53
Contenido de humedad w% 6.51 6.80 6.82 8.63 8.59 9.25
Contenido de humedad Prom.,w% 6.66 7.73 8.92
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Esta tabla fue realizada en Excel, por lo que solo se anotarán las fórmulas que se
utilizaron para obtener los valores del peso del material solo, la densidad húmeda y
la densidad seca, los demás valores se miden directamente en el laboratorio y la
determinación del contenido de humedad real se detalla a continuación.
solomoldePesomaterialmoldePesosolomaterialPeso )(
Volumen
solomaterialPeso
humedaDensidad
100
100
sec
w
húmedaDensidad
aDensidad
CALCULOS DE LA HUMEDAD REAL
Peso molde + suelo húmedo, gr. 14530 15230 15130
Peso molde, gr. 4500 4500 4500
Peso suelo húmedo, gr. 10030 10730 10630
Volumen molde, cm
3
2110.36 2110.36 2110.36
Densidad húmeda, gr./cm
3
4.753 5.084 5.037
Densidad seca, gr./cm
3
4.456 4.719 4.625
El contenido de humedad se determinó en Excel por medio de la siguiente fórmula
100
)()sec(
)sec()(
cápsulaPesoomatcápPeso
omatcápPesohúmedomatcápPeso
w
Los resultados anteriores se resumen en un gráfico que muestra el contenido de
humedad versus la densidad seca. En él se aprecia claramente cual es la densidad
seca máxima y cual será entonces la humedad óptima.
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VI.CONCLUSIONES:
Después de realizado este trabajo práctico podemos concluir que el ensayo proctor es
muy importante en la para pavimentos y sobre todo en el diseño y construcción de
rellenos, base, sub-base, etc.
En este laboratorio hemos aprendido a realizar el procedimiento para llevar a cabo el
ensayo y poder así saber que compactación máxima permite el suelo en estudio y
cuál es la humedad óptima para lograr la máxima compacidad.
En cuanto a los resultados obtenidos, podemos decir que el suelo alcanza su máxima
compacidad con un contenido de humedad de un 8%, llegando a una densidad
optima de 7.734gr/cm3.
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