mecanica de suelos 1

1. ENSAYO DE COMPACTACION
(SEGÚN EL METODO AASHTO STANDARD)
AASHTO: Ensayo T 99
ASTM: Ensayo C 69
1. Introducción.-
Se entiende por compactación de suelos al pro-ceso mecánico por el cual se
busca mejorar artificialmente las características de resistencia, compresibilidad
y el comportamiento esfuerzo – deformación de los mismos. En general implica
una reducción de los vacíos y, como consecuencia de ello, en el suelo ocurren
cambios volumétricos de importancia ligados a la pérdida de aire, porque por lo
común no se presenta expulsión de agua. Normalmente el esfuerzo de
compactación le imparte al suelo un aumento de la resistencia al corte, un
incremento en la densidad, una disminución de la contracción, una disminución
de la permeabilidad y una disminución de la compresibilidad. Habitualmente
esta técnica se aplica a rellenos artificiales, como terraplenes para caminos o
ferrocarriles, bases o sub - bases para pavimentos, estabilizados, presas de
tierra, etc. Sin embargo, en no pocas ocasiones se hace necesario compactar
el terreno natural a fin de mejorar su capacidad portante. Un equipo vial típico
empleado para compactar suelos cohesivos (arcillas-limos) es el rodillo “pata
de cabra”

2. 2. Objetivos.-
2.1. Objetivo General
Determinar el comportamiento de los suelos sometidos a golpes
compactando por medios mecánicos para densificar el suelo Este ensayo
de compactación según el método "Proctor Estándar"
2.2. Objetivo específico. -
 Aumentar la resistencia al corte, y por consiguiente, mejorar la
estabilidad, de terraplenes y la capacidad de carga de
cimentaciones y pavimentos.
 Disminuir la compresibilidad y, por consiguiente, reducir los
asentamientos.
 Disminuir la relación de vacíos y, por consiguiente, reducir la
permeabilidad.
 Reducir el potencial de expansión, contracción o expansión por
congelamiento.
 Determinar la relación entre el Contenido de Agua y Peso Unitario
Seco de los suelos

3. 3. MarcoTeórico. –
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. Proctor (1933) y es conocido como Ensayo Proctor Estándar. La
prueba consiste en compactar el suelo a emplear en tres capas dentro de un
moldede forma y dimensiones normaliza-das, 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].
Con este procedimiento Proctor observó que para un suelo dado, a contenido
de humedad creciente incorporado a la masa del mismo, se obtenía
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 Proctor Estándar también es conocido como Ensayo AASHTO T–99
(Ameri-can Association of State Higway and Transportation Officials
Asociación Americana de Agencias Estatales de Carreteras y Transportes).
Todo método de compactación, sea por impacto, como es el caso del Ensayo
Proctor, o bien por amasado, vibración o compresión estática o dinámica,
produce estabilización del suelo al transferirle energía al mismo. Ciertamente,
no existe equipo de compactación aplicable al terreno que sea contraparte o
comparable al ensayo de impacto en el Laboratorio (a diferencia de lo que
ocurre en el caso de ensayos de amasado, vibración o compresión de
laboratorio que encuentran su contraparte en los rodillos pata de cabra, vibro
compactadores, de rue-da lisa, etc.). No obstante, ello, es tanta la experiencia

4. que se ha acumulado sobre la prueba patrón Proctor, así como la gran
cantidad de información que da indicio de su eficacia, que desde el comienzo
de su implementación hasta el presente es un método aceptado y referencia-
do en un sinnúmero de pliegos de obras.
En tiempos de la Segunda Guerra Mundial se introdujo el Ensayo Proctor
Modificado (AASHTO T–180), como respuesta a las exigencias de
subrasantes más densas en aeropistas, demandadas por los pesados equipos
de aviación militar que se desarrollaron por entonces. Este ensayo modificó el
Estándar aumentando el número de capas de 3 a 5; el número de golpes en
cada una de ellas se llevó de 25 a 55; el peso del pisón se elevó a 4,5 [kg] y la
altura de caída a 45,7 [cm]. Básicamente con ello se evitó incrementar las
compactaciones relativas por encima del 100% del Proctor Normal o Estándar,
y la dificultad que presentan algunos suelos en ser compactados en campo
cuando su humedad óptima, determinada por ésta última prueba, es cercana al
Límite Plástico. Comparando los resultados entre ambos, para un mismo suelo,
se puede comprobar que el Modificado provee valores de Densidad Seca
Máxima más elevados, a consecuencia de la mayor energía aportada, en
correspondencia con menores valores de Humedad Óptima. Actualmente,
ambas pruebas cuentan con variantes a las formas originales. La elección del
tipo de ensayo a efectuar dependerá, básicamente, de la naturaleza de la obra
a realizar.

5. 4. Material Utilizado.
 Juego Tamices
 Extractor de muestras

6.  Balanza con sensibilidad de 0,1 gramos
 Molde de compactación

7.  Martinete de compactacion
 Horno de temperatura constante (110 ± 5°C)

8. 5. Procedimiento
Para realizar el ensayo En primera instancia se tomaron cerca de 50
kilogramos de base granular el material se introdujo en el horno por 24 horas
para quitarle la humedad y trabajar con el material totalmente seco. En este
proceso se obtuvo la humedad inicial del material.
Con el material seco se procedió a tamizar 20 y 10 kilogramos. El material
retenido en el tamiz de tamaño ¾ de pulgada fue remplazado por el mismo
peso del material retenido en el tamiz número 4, como sé estable en la norma.
Muestra para el ensayo
Del material tamizado se pesaron 4800 y 1800 gramos y se le hallo el 3% de la
humedad el cual fue mezclado e introducido dentro del recipiente del Proctor
Mezcla de la muestra con agua

9. en tres capas, cada una de las capas fue compactada por medio del martillo
compactador, el cual al levantarse se le provee de una energía potencial, la cual es
transmitida al suelo cuando se suelta el martillo. Se debe aplicar 52 golpes a cada
capa de material y para que las capas no sean independientes una de la otra, con la
espátula se raya el material.
Compactación de suelo
Al terminar las cuatro capas el recipiente debe ser enrazado y pesado, para luego ser
extraído con el extractor y ser dividido en partes para extraer el núcleo de la pieza

10. Extracción de la muestra del molde
Enrazado de la muestra

11. Partición de la muestra para ser pesada
Una pequeña porción de material se utiliza para la determinación de la humedad del
material. El mismo procedimiento se repite para las humedades del material de 5%,
7%, 9% y 11%
El Proctor se pesó sin material y se le midieron tanto el diámetro interno como su
altura lo cual permite determinar el volumen del mismo. Es recomendable usar una
muestra fresca de 5.0 kg para cada punto de la curva de compactación No está por
demás anotar que la humedad óptima y el máximo peso unitario seco que se obtiene
por estos dos métodos son diferentes, ya que el esfuerzo de compactación por unidad
de volumen es mucho mayor en el método AASHTO modificado, y por consiguiente la
humedad óptima será menor, y el máximo peso unitario seco será mayor; que los
obtenidos según el ensayo "Proctor Estándar". Se repite el procedimiento descrito
anteriormente hasta que el peso del material húmedo disminuya en dos ocasiones
consecutivas

12. 6. Datos y cálculos
Diametro 15,3
Volumen 2132,70473
Altura 11,6
Peso 3608
Area 183,853856
Dimensiones del Molde
5 5 5 5
56 56 56 56
7440 7638 8024 8016
3608 3608 3608 3608
3832 4030 4416 4408
2132,70473 2132,70473 2132,70473 2132,70473
1,79677943 1,88961929 2,07061012 2,06685902
1 2 3 4
Peso suelo humedo + capsula 345,27 350,2 351,03 355,85
Peso suelo seco + capsula 320,77 317,65 311,8 318,59
Peso del agua 24,5 32,55 39,23 37,26
91,74 91,74 91,74 91,74
229,03 225,91 220,06 226,85Peso suelo seco
% de humedad
Capsula N°
Peso de la capsula
N° de capas
N° de golpes por capa
Peso suelo humedo + molde
Peso del molde
Peso suelo humedo
Volumen de la muestra
Densidad suelo humedo (Kgs/dm3)
Densidad humeda
10,6972886 14,4083927 17,8269563 16,4249504
1,62314674 1,65164394 1,75733142 1,77527154Densidad suelo seco (Kgs/dm3)
Contenido de humedad (%h)

14. 7. Conclusiones
Para terminar el presente ensayo se puede decir que la práctica se realizó
correctamente de acuerdo a las especificaciones que se encuentran
planteadas en la norma y que la humedad optima se encuentra a 17% para
una densidad de 1,78
8. Recomendaciones
Podemos decir que en este ensayo se deben tener en cuenta varios aspectos
como Al momento de ejecutar los golpes este debe de hacerse a velocidad y
altura constante.
El operador debe controlar el número de golpes para no excederse ya que
puede resultar en un error significativo en la compactación.
Tapar el material de suelo con un paño húmedo para no perder humedad
durante el ensayo.
9. Cuestionario
2.- Qué peso tiene el martinete de compactación?
R.-El martinete debe tener un peso de 4,54 +- 0,01 Kg
3.- A qué se denomina: Densidad Máxima y Humedad Óptima?
R.- A la relación del porcentaje de humedad a la cual debe encontrarse un
suelo para llegar a un buen grado de compactación y por consiguiente a una
densidad máxima sin llegar a destruir las partículas de suelo.
4.- El incremento de agua de punto a punto cuanto debe ser máximo en %
?
-R.Puede ir de 2 o 3 en 3 teniendo el cuidado de no excederse y formar una
pasta acuosa.
5.- Defina la curva de saturación y para qué sirve?
R.- La curva de saturación muestra las densidades seca vs la humedad para
cada ensayo en un plano, a partir de estos se puede obtener la densidad
máxima seca y su correspondiente humedad máxima para obtener un grado de
compactación óptimo.

15. 10. Bibliografía
Guía de laboratorio de mecánica de suelos I