1. INSTITUTO TECNOLÓGICO DE COSTA RICA
ESCUELA DE INGENIERIA EN CONSTRUCCION
LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS I CO-3304
GRUPO N°2
INFORME 3
Preparación de muestras y ensayo de compactación (Proctor Modificado)
PROFESOR:
Rafael Baltodano Goulding
ESTUDIANTE:
Rodolfo Ramírez Alvarado
CARNE:
200951855
I Semestre, 2012
 Canadian Engineering Accreditation Board
 Bureau canadien d’accréditation des programmes
Carrera evaluada y acreditada por:
d’ingénierie CEAB

2. Ensayo de Proctor Modificado (obtención de humedad optima) 1
1. Resumen
En este informe se busca expresar el estudio de compactación que se le realizo a una muestra de un lastre obtenido en las instalaciones del CIVCO. Dicho estudio se realizo por medio de dos ensayos basados en las normas ASTM, los cuales son, la preparación de la muestra y el ensayo de compactación Proctor modificado (ASTM D1557).
Basándose en los procedimientos de reducción claramente establecidos en la norma, se obtuvieron muestras de 7500 g, las cuales fueron utilizadas en la prueba Proctor con el fin de compactar el suelo en estudio a diferentes porcentajes de humedad.
El principal objetivo que se busca con estos ensayos es el de obtener diferentes contenidos de humedad y diferentes pesos específicos secos para generar la curva de compactación y con esta el contenido de humedad optimo y el peso especifico seco máximo.
2. Introducción
En cada una de las obras de construcción, es de gran importancia tener bien definidas las propiedades que tiene el suelo ya que este es la base sobre la cual se realizara el proyecto. En muchos casos dichas propiedades no cumplen con lo que buscamos en ellas, sin embargo, se pueden realizar alteraciones en estas para poder obtener las propiedades satisfactorias.
Una opción que nos permite tener características de suelo que nos sirvan para nuestra construcción es la de la sustitución de terreno por uno de propiedades ideales. Sin embargo este es un procedimiento de alto costo, por lo que en muchos casos se deben buscar otras soluciones con el suelo que tenemos.
La compactación es un procedimiento que nos permite mejorar el funcionamiento del suelo que tenemos en nuestro terreno. Este mejora propiedades como la resistencia al esfuerzo cortante, densifica el suelo y

3. Ensayo de Proctor Modificado (obtención de humedad optima) 2
reduce los asentamientos al igual que la permeabilidad. Este es de menor costo, sin embargo, no en todos los casos es factible el uso de esta técnica de mejoramiento del suelo.
Es importante obtener la curva de compactación, y por medio de esta una humedad optima, para lograr alcanzar el máximo grado de compactación. Las pruebas que se realizan en los laboratorios nos generan una idea muy cercana de la humedad optima de nuestro terreno, esto en el caso de que se realicen correctamente los procedimientos de obtención y preparación de la muestra con el objetivo de que se obtenga lo más representativa posible.
3. Marco Teórico
Según Juárez y Rico (1975) “la compactación busca el mejoramiento de las propiedades mecánicas del suelo provocando un aumento de resistencia y una disminución en la capacidad de deformación”. A demás de estas propiedades, también encontramos la densificación del material lo que disminuye la permeabilidad y la erosión y brinda mayor estabilidad.
Las técnicas de compactación son de gran importancia en la mayoría de obras civiles para mejorar el suelo existente sin tener que aplicar sustitución. Tal es el caso de terraplenes de relleno, presas de tierra, pavimentos, cimentaciones, entre otros. En terrenos de arena suelta es mejor aplicar métodos de vibración que permiten una mejor densificación del material, tal como lo sugiere Braja (2001).
Según Fournier (2011) la humedad óptima corresponde al contenido de humedad en el material que permite obtener el máximo peso especifico, generalmente este valor de humedad está entre un 15-20% debajo del límite liquido del suelo. La compactación perfecta es cuando se ha eliminado completamente la presencia de aire y los espacios vacios presentes están saturados.
Como establecen Juárez Y Rico (1975), el primer método de compactación

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desarrollado fue el Proctor estándar pero conforme se avanzo en tecnología y se desarrollaron mejores equipos de compactación en campo, se desarrollo el Proctor modificado que aplica mayor energía a la muestra. La siguiente ecuación permite obtener la energía que se le aplica a la muestra:
Donde:
Ee= Energía especifica
N= Numero de golpes por capa
n= numero 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 Modificado
Número de golpes
25
56
Numero 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 del molde
943,3 cm3
2124 cm3
Energía específica
12300 lb-ft/ft3
56200 lb-ft/ft3
Fuente: Juárez y Rico, 1975
Las curvas representadas en los resultados de humedad contra peso específico son obtenidas de la siguiente ecuación:

5. Ensayo de Proctor Modificado (obtención de humedad optima) 4
4. Objetivos
4.1Objetivo General
 Determinar la humedad necesaria en un suelo para lograr la compactación máxima.
4.2 Objetivos Específicos:
 Conocer las técnicas adecuadas para la preparación de muestras para compactación.
 Establecer el contenido de humedad óptimo para una grava mal graduada.
 Determinar el peso seco máximo en una muestra obtenido mediante compactación.
 Fijar los posibles errores que se pueden incurrir en el ensayo de compactación
5. Métodos y Materiales
5.1 Preparación de muestras: Equipo:
 Pala
 Carretillo
 Lona
 Mallas 2 in, N° 4
 Bandejas metálicas
 Balanzas
Procedimiento:
Se debe realizar el cuarteo de alrededor de tres carretillos de material y

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reducir la muestra hasta asegurar unos 75 kg de material pasando la malla de 2 pulgadas, luego se tamiza el material a través de ambas mallas y se proporciona la cantidad de material que se debe tomar pasando la 2 pulgadas y retenido en la N° 4, y también la cantidad de material que se debe tomar del material pasando la N°4. (Acorde con la ASTM D- 698 y ASTM D- 1557)
5.2 Compactación:
Equipo:
 Mazo Proctor modificado
 Molde metálico
 Bandeja metálica
 Balanzas
 Cucharas
 Probeta
 Cuchillos
 Horno
 Gato hidraulico
Procedimiento:
Se debe agregar agua a la primer muestra hasta tener una consistencia donde los terrenos se mantenga con textura uniforme, se debe llenar el molde en 5 capas aplicando 56 golpes por capa, luego se debe enrasar y determinar el peso del material, se extrae una pequeña parte de la muestra

7. Ensayo de Proctor Modificado (obtención de humedad optima) 6
la cual se coloca en el horno para determinar el respectivo contenido de humedad.Para las otras muestras se varía los contenidos de agua para obtener diversos valores de humedad, se recomienda obtener cinco puntos para graficar con mayor facilidad. (Acorde con la ASTM D-698 y ASTM D- 1557).
6. Resultados
Tabla 2. Granulometría de la muestra. Evaluación granulométrica Peso (kg) Muestra total (%)
Pasando 2" y retenido en 3/4"
7,5
6,7
Pasando 3/4" y retenido en malla #4
29,25
25,9
Pasando malla #4
76
67,4
Peso total de la muestra
112,75
100,0
Fuente: integrantes grupo 2, Datos experimentales.
Tabla 3. Material para el ensayo de Proctor modificado. Material (%) (g) 10 bolsas(g)
Gruesos
32,6
2445
24450
Finos
67,4
5055
50550
Total
100
7500
75000
Fuente: integrantes grupo 2, Datos experimentales.

8. Ensayo de Proctor Modificado (obtención de humedad optima) 7
Tabla 4. Contenido de humedad
Fuente: integrantes del grupo 2,datos experimentales.
Tabla 5. Datos de compactación (Proctor modificado) CANTIDAD DE AGUA (CC) 550 700 850 1000
Wt + P (kg)
10,97
11,04
10,979
10,9
P (molde) (kg)
6,58
6,58
6,58
6,58
Wt (kg)
4,39
4,46
4,399
4,32
%W
12,59
14,66
16,01
18,60
Yt (kg/m3)
2066,85
2099,81
2071,09
2033,90
Ys (kg/m3)
1835,66
1831,30
1785,25
1714,92
Fuente: integrantes del grupo 2, datos experimentales.
Los valores de los pesos específicos y la humedad fueron obtenidos a partir de las siguientes formulas:
# Bandeja 1 2 3 4
Wt + Wb (kg)
1,2018
1,067
1,0093
1,0743
Ws + Wb (kg)
1,0795
0,9448
0,8853
0,9231
Wb (kg)
0,10847
0,11137
0,11086
0,1102
Ww (kg)
0,1223
0,1222
0,124
0,1512
Ws (kg)
0,97103
0,83343
0,77444
0,8129
%W
12,59
14,66
16,01
18,60

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A partir de los datos anteriores se traza el siguiente grafico:
Grafico 1. Curva de peso especifico seco vrs humedad (Proctor Modificado)
Fuente: integrantes grupo 2, Datos experimentales.
De este grafico anterior obtenemos que el peso especifico seco máximo es de aproximadamente 1838 kg/m3 con una humedad optima del 14%.
7. Analisis de resultados
Las muestras que se obtuvieron de la preparación fueron de 7500 g cada una, en las cuales se eliminaron las partículas superiores a dos pulgadas debido a que estas alteran las muestras debido a las dimensiones del molde donde se realiza la compactación. Este porcentaje eliminado se dimensiona en partículas finas para asegurar en cierto modo el mantener la
1700,00
1720,00
1740,00
1760,00
1780,00
1800,00
1820,00
1840,00
1860,00
11,00
12,00
13,00
14,00
15,00
16,00
17,00
18,00
19,00
Peso especifico seco (kg/m3)
Contenido de humedad (%)

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representatividad, sin embrago esto puede ser una fuente de error. Por eso es que se sabe que los datos obtenidos en el laboratorio son una aproximación a lo real y de esto se infiere la importancia de la representatividad de la muestra.
Respecto al contenido de humedad, se obtuvo una humedad optima del 14%, lo que nos indica, tomando en cuenta estudios previos del contenido de humedad este mismo suelo, que no hace falta agregarle mucha cantidad de agua al suelo para poder llegar a la compactación máxima que se busca.
El peso especifico seco máximo, el cual se supone que nos brindara el mejoramiento de las propiedades del suelo, se encuentra aproximadamente en 1838 kg/m3. En este punto donde estamos en la humedad optima, es donde obtenemos esas características ingenieriles que se buscan.
Algunas fuentes de error en este ensayo puede ser el no mantener el mazo Proctor en posición vertical o no colocar el molde en una superficie plana que evite vibraciones al molde, el mantener la muestra mucho tiempo fuera del horno después de secada puede incurrir en que el material absorba humedad del ambiente.
El agua en el material puede beneficia la compactación hasta un punto de equilibrio que es aproximadamente cuando el agua ocupa todos los espacios vacios dentro del suelo pero sin presentar exceso, después de este punto, el agua comienza a ser perjudicial afectando la densificación del material.

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8. Conclusiones
 La compactación es un método ideal para mejorar las propiedades algunos suelos que se utilizan en obras de construcción.
 El ensayo de Proctor modificado nos ayuda a representar en el laboratorio las técnicas de compactación utilizadas en campo.
 Conocer el contenido de humedad optimo es de mucha importancia ya que es de gran utilidad a la hora de buscar una solución para mejorar las propiedades de resistencia al cortante, densidad y otras del suelo. En el caso del material que se utilizo en nuestra prueba se obtuvo un 14% de humedad óptima.
9. Bibliografía
 Juárez B. E y Rico R. A. (1975). Mecánica de suelos Tomo 1: Fundamentos de la mecánica de Suelos. México: Limusa.
 Braja M. D. (2001). Principios de ingenieria de cimentaciones. California: International Thomson Editores.
 Fournier, R. Material del curso mecánica de suelos I
 ASTM D-698. Características de compactación de suelo en laboratorio usando esfuerzo normal.
 ASTM D-1557. Características de compactación de suelo en laboratorio usando esfuerzo modificado.

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