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Universidad de la Costa. Álvarez, Angulo, Gomez, Ramírez, Puentes Clasificación de una muestra de suelo.

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CLASIFICACIÓN DE UNA SUBRASANTE 

Luz Álvarez, Andres Peralta, Victor Gomez, Duván Puentes, Lina Ramírez. Universidad de la costa Barranquilla, Colombia [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected]

Resumen— en las experiencias del laboratorio, se observaron procesos extensos en los cuales se clasifico y analizo una subrasante obtenida de la cra 43 con 57 en Barranquilla-Colombia por medio de los siguientes ensayos, humedad, peso unitario, limite líquido, limite plástico y granulometría. Todos los procesos se realizaron con base en la norma INVIAS 2013 sección 125-126-123 respectivamente, con el fin de garantizar que los estudios que se realicen tengan el menor margen de error. Por lo que se realizaron 4 prácticas de laboratorio y la clasificación del suelo se realizó según las normas AASHTO Y USCS.

I.

INTRODUCCIÓN

Una subrasante se denomina al suelo que sirve como fundación para toda la parte estructural de un pavimento, por lo que se requiere hacer un estudio de esta para estimar su comportamiento y clasificar los suelos, es importante hacer esto para determinar qué ventajas, desventajas tenga, conocer el tamaño de las diferentes partículas, que uso se puede dar y que capacidad tiene. También es importante conocer su límite líquido y su límite plástico, estos son conocidos como límites de consistencia por medio de los cuales se determina el comportamiento de los suelos finos que se encuentren en la naturaleza que dependen de la cantidad de agua que este tenga con el fin de determinar con qué facilidad un suelo puede ser deformado y su resistencia al cortante.

B. Objetivos específicos:       

Determinar las masas de muestra de suelo necesarias para cada uno de los ensayos Determinar los porcentajes de material de la muestra que pasa por los respectivos tamices. Determinar la humedad de la muestra de suelo. Determinar el peso unitario de la muestra. Determinar curva granulométrica para tamizado. Determinar limite líquido. Determinar limite plástico.

III. MARCO TEORICO A. Subrasante: Capa en la que se apoya la estructura del pavimento, siendo el asiento directo de la estructura y forma parte del aspecto de la carretera que se construye entre el terreno natural y la estructura. B. Humedad: “El contenido de humedad de una masa de suelo, está formado por la suma de sus aguas libre, capilar e higroscópica.” (UNIVERSIDAD CATOLICA DE VALPARAISO , s.f.) 𝑤=

Cada una de las experiencias del laboratorio y cálculos se hicieron por medio de procesos autorizados y avalados por las normas INVIAS del año 2013.

II.

𝑊𝑠

∗ 100(%) (Ec.1)

Dónde: w= humedad en % 𝑊𝑤 = peso del agua de la muestra N o Lb 𝑊𝑠 =peso del solido de la muestra N o Lb

OBJETIVOS

A. Objetivo general: Clasificar la muestra de suelo según las normas AASHTO Y USCS según los procedimientos descritos en la norma INVIAS del año 2013.

.

𝑊𝑤

C. Tamizado: “Es un proceso mecánico mediante el cual se separan las partículas de un suelo en sus diferentes tamaños. Se lleva a cabo utilizando tamices en orden decreciente.” (Universidad Nacional Autonoma de Mexico, 2012)

Universidad de la Costa. Álvarez, Angulo, Gomez, Ramírez, Puentes Clasificación de una muestra de suelo. Se conoce como un tipo de análisis granulométrico para partículas mayores a 75µm que se le realiza a una muestra de suelo, y se realizar para conocer los tipos de partículas que se pueden encontrar en el suelo como puede ser gravas, arenas, limos y arcillas. Para el tamizado, es importante tener en cuenta el porcentaje retenido y el porcentaje que pasa de la tabla del análisis granulométrico por tamizado que se le realiza a la muestra de suelo. %𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 =

𝑊𝑅 𝑊𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿

𝑥100 (Ec.2)

%𝑃𝑎𝑠𝑎 = 100 − %𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 (Ec.3) 𝑊𝑅 : 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑊𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 : 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎 𝑢𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑎 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎 𝑢𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑎 = 1619,71𝑔

D. Limite liquido: “Es el contenido de humedad por debajo del cual el suelo se comporta como un material plástico. A este nivel de contenido de humedad el suelo está en el vértice de cambiar su comportamiento al de un fluido viscoso.” (Uni.Nac. de Ing., 2006) Para conocer el limite líquido, es importante conocer primero el peso del agua y de solidos: 𝑊𝑤 = 𝑃𝑤 − 𝑃𝑠 (Ec.4) 𝑊𝑠 = 𝑃𝑠 − 𝑃𝑡(Ec.5) Donde: Ww: Peso del agua Ws: Peso de los sólidos Pw: Peso de la muestra húmeda + tara (g) Ps: Peso de la muestra seca + tara (g) Pt: Peso de la tara (g) Luego reemplazar en la Ec.1 y así tener el valor de la humedad, para cada peso del agua con su respectivo peso de sólido, luego graficar porcentaje de humedad con respecto a número de golpes y donde sean 25 golpes seleccionar el porcentaje de humedad y redondearlo al más cercano. E. Limite plástico: “Es el contenido de humedad por debajo del cual se puede considerar el suelo como material no plástico.” (Uni.Nac. de Ing., 2006) Para este caso, también se debe conocer la humedad gracias a la Ec.1, pero en este caso Ww y Ws serán las mismas ecuaciones de limite plastico (Ec.4 y Ec.5) Al tener todos los valores de la humedad, se promedian y se encontrara el limite plástico.

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F. Índice de plasticidad: Se conoce como la capacidad de un suelo de deformarse de tal manera que este no se agriete, ante un esfuerzo mecánico conservando la deformación al retirarse la carga. Existe una ecuación, para encontrarla, esta es: 𝐼𝑃 = 𝐿𝐿 − 𝐿𝑃(Ec.10) Donde: IP= índice de plasticidad LL= limite liquido LP= limite plástico

G. Índice de Grupo: Generalmente sirve para juzgar “la aceptabilidad de un suelo para hacer un uso adecuado como material sub-base y base de un pavimento.” (Universidad del Cauca, s.f.) 𝐼𝐺 = (𝐹 − 35)[0,2 + 0,005(𝐿𝐿 − 40)] + 0,01(𝐹 − 15)(𝐼𝑃 − 10) (Ec.11) Donde IG: Índice de grupo LL: Límite líquido LP: Límite plástico F: Porcentaje en peso que pasa por el tamiz 200. H. Clasificación AASHTO: Se conoce como la asociación americana de oficiales de carreteras estatales y transporte. (Anexo 1) I.

Clasificación USCC:

Se nombra, el sistema unificado de clasificación de suelos. (Anexo 2)

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IV. MATERIALES

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D. Horno

Los equipos y materiales utilizados en estas experiencias de laboratorio son los siguientes: A. Juego de tamices del #4 al #100.

Fig. 1. Tamiz instrumento utilizado para hacer pasar por él sustancias en polvo y separarlas de las impurezas. Formado por un aro una red tensada de diferentes espesores (thefreedictionary.com, s.f.)

Fig. 4. Horno, aparato o herramienta para cocción que utiliza energía eléctrica, estos suelen ser automatizados.

B. Balanza

E. Espátula

Fig. 2. Balanza electrónica instrumento utilizado para medir peso de los objetos el cual utiliza sensores para hacer dicho proceso

Fig. 6. Espátula de hoja flexible de unos 75 a 100 mm de longitud y 20 mm de ancho, utilizada para revolver

C. Tara F. Cazuela de Casagrande

Fig. 3. Tara, recipiente metálico utilizado para verter o almacenar materiales solidos o líquidos

Fig. 12. Aparato para Límite Líquido Manual (Casagrande) ASTM AASTHO

Universidad de la Costa. Álvarez, Angulo, Gomez, Ramírez, Puentes Clasificación de una muestra de suelo. G. Ranurador

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INV E-123-13 hasta la INV E-126-13. A continuación se presenta el paso a paso de cómo se llevan a cabo los ensayos. A. Determinación de los tamaños de partículas de los suelos 1) Granulometría por tamizado para la preparación de la muestra se toma una cantidad representativa de suelo la cual se deja secar por 24 horas en el horno y pasado ese tiempo, se pesa (1592 g masa seca utilizada) y se procede de la siguiente manera: 

  Fig. 13. Ranurador plano para límites

H. Recipiente metálico

      

Fig. 14. Recipiente metálico para densidad

I. Mortero

Se lava toda la muestra para retirarle el material fino a las partículas gruesas de suelo, para ello se utilizó el tamiz no. 40 para las partículas más gruesas y el 200 para lo que pasaba por el tamiz anterior. Se lava hasta que el agua que pasa salga sin color. El material sobrante sobre los tamices se echa en un recipiente. El recipiente con el material completamente lavado se lleva al horno por otras 24 horas. Pasado el tiempo se pesa el material seco (1035.00 g) Se toman los tamices no 4, 10, 20, 40, 60 y 100 y se coloca uno sobre otro en el orden mencionado hasta hacer una torre. se echa el material sobre la torre. Se tamiza manualmente. Finalizado el proceso de tamizar se determina la masa de cada fracción retenida en cada tamiz en la balanza. La suma de todos los pesos retenidos y la masa inicial de la muestra no deben diferir en más de 1%.

B. Determinación del límite líquido de los suelos. Para el cálculo del límite liquido se tiene en cuenta la norma INV E-125-13 la cual por medio del ensayo del método A el cual se toman 100g de material seco, que pase el tamiz no.40 y este pulverizado por medio de un mortero. También se necesitaron 4 recipientes, cada uno pesado para tenerlos en cuenta en los cálculos, para proceder de la siguiente manera:      

Fig. 15. Mortero herramienta hecha de cerámica utilizada para mezclar o para encontrar uniformidad a partículas como las de suelo



V. PROCEDIMIENTO



Para el presente informe se hicieron 3 ensayos diferentes para poder clasificar la muestra de suelo, los cuales fueron los descritos en la norma invias sección 100 y van desde la norma

 

A los 100g se le añaden entre 10 y 20 ml de agua destilada. Se mezclan hasta conseguir que esté completamente húmeda. Con la muestra húmeda, se pasan a la cazuela. Sobre la cazuela debe haber material que tenga 1 cm de espesor. Se ranura por medio del ranurador. Con ayuda de la manivela de la cazuela, se le dan golpes a la muestra ranurada hasta que esta se cierre en el fondo. El paso del 3 al 6 se repite 4 veces con numero de golpes que variaban entre: 30-35, 25-30, 20-25, 1520. Se toma la parte donde cierra (aproximadamente 13 mm). Se lleva el material obtenido al recipiente y se vuelve a pesar con la muestra. Se repite el paso 8 y 9.

Universidad de la Costa. Álvarez, Angulo, Gomez, Ramírez, Puentes Clasificación de una muestra de suelo. 

Los recipientes son llevados al horno con el material húmedo por 24 horas.

C. Determinación del límite plástico e índice de plasticidad de los suelos Para el cálculo del límite plástico se tiene en cuenta la norma INV E-126-13 la cual se toman 20g del mismo material utilizado para el limite líquido, se necesitaron 3 recipientes, cada uno pesado para tenerlos en cuenta en los cálculos, para proceder de la siguiente manera:       

A la muestra se le añade entre 1 y 3 ml de agua destilada. Se mezcla hasta tener una esfera (parecido a una plastilina) Se toma cierta cantidad de la esfera y se hacen 6 rollitos de aproximadamente 3 mm de diámetro. El rollito se hace hasta notar fisuras en él. En cada recipiente se echan 2 rollitos. Se pesa cada uno con la muestra y se lleva al horno por 24 horas Pasadas las 24 horas se pesan y se tabulan para realizar los cálculos.

VI.

PESO TAMIZ No. TAMIZ (mm) RETENIDO (g) 3" 75 0.00 2" 50 0.00 1 1/2" 37.5 0.00 1" 25 0.00 3/4" 19 0.00 1/2" 12.5 0.00 3/8" 9.5 0.00 No. 4 4.75 276.00 No. 10 2 106.00 No. 20 0.85 235.00 No. 40 0.425 186.00 No. 100 0.15 161.00 FONDO 0.00 71.00 TOTAL 1035.00 TABLA 2. Datos obtenidos en la práctica de laboratorio usando la cazuela Casagrande y pesando la muestra antes y después de su secado.

N° Golpes 35 28 24 20

Donde Pw: Peso de la muestra húmeda + tara Ps: Peso de la muestra seca + tara Pt: Peso de la tara TABLA 3. Datos obtenidos en el laboratorio al llevar los rollos de la muestra de suelo a su agrietamiento con un diámetro de 3,2mm.

Pw (g) 17.2 17.5 15.2

Pw (g) 25.26 17.65 13.32 10.45

Ps (g) 22.93 15.11 9.45 8.05

Pt (g) 16.21 4.31 4.45 3.89

Ps (g) 17.15 17.41 15.22

Pt (g) 16.4 16.8 14.7

Donde Pw: Peso de la muestra húmeda + tara Ps: Peso de la muestra seca + tara Pt: Peso de la tara VII. CÁLCULOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS A. Tamizado TABLA 4. Análisis granulométrico por tamizado.

DATOS DEL LABORATORIO

TABLA 1. Pesos retenidos de una muestra de suelos por tamizado.

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TAMIZ No.

TAMIZ (mm)

3" 2" 1 1/2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" No. 4 No. 10 No. 20 No. 40 No. 100 FONDO TOTAL

75 50 37.5 25 19 12.5 9.5 4.75 2 0.85 0.425 0.15 0.00 -

PESO % % RETENIDO RETENIDO % PASA RETENIDO (g) TOTAL 0.00 0.00 0.00 100.00 0.00 0.00 0.00 100.00 0.00 0.00 0.00 100.00 0.00 0.00 0.00 100.00 0.00 0.00 0.00 100.00 0.00 0.00 0.00 100.00 0.00 0.00 0.00 100.00 276.00 26.67 26.67 73.33 106.00 10.24 36.91 63.09 235.00 22.71 59.61 40.39 186.00 17.97 77.58 22.42 161.00 15.56 93.14 6.86 71.00 6.86 100.00 0.00 1035.00 100.00 -

Los valores de peso retenido fueron obtenidos en el laboratorio pesando la cantidad de muestra que no atravesó el tamiz correspondiente. El porcentaje retenido se halló usando una simple regla de tres entre el peso total, peso retenido y sus porcentajes, así se llegó a la siguiente ecuación: %𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 =

100%∗𝑊𝑅 𝑊𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿

𝑊𝑅 : 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑊𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 : 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎 𝑢𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑎

(Ec.2)

Universidad de la Costa. Álvarez, Angulo, Gomez, Ramírez, Puentes Clasificación de una muestra de suelo. 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎 𝑢𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑎 = 1035𝑔

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C. Límite liquido TABLA 6. Datos obtenidos en la práctica de laboratorio usando la cazuela Casagrande y pesando la muestra antes y después de su secado.

Ejemplo: %𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑡𝑎𝑚𝑖𝑧 𝑛𝑜. 4 =

100% ∗ 276𝑔 = 26.67% 1035𝑔

El porcentaje retenido total se halló como el valor acumulado del porcentaje retenido

N° Golpes 35 28 24 20

Pw (g) 25.26 17.65 13.32 10.45

Ps (g) 22.93 15.11 9.45 8.05

Pt (g) 16.21 4.31 4.45 3.89

Ejemplo: %𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑇𝑁°4 = 0 + 26.67 = 26.67

El porcentaje que pasa se calculó de la siguiente forma:

Donde Pw: Peso de la muestra húmeda + tara Ps: Peso de la muestra seca + tara Pt: Peso de la tara Para calcular la humedad de la muestra por cada cantidad de golpes se deben obtener los valores de peso del agua y peso de los sólidos, los cuales se obtienen de la siguiente forma:

%𝑃𝑎𝑠𝑎 = 100 − %𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 (Ec.3)

𝑊𝑤 = 𝑃𝑤 − 𝑃𝑠 (Ec.8) 𝑊𝑠 = 𝑃𝑠 − 𝑃𝑡 (Ec.9)

Ejemplo: %𝑃𝑎𝑠𝑎 𝑇𝑁°4 = 100 − 26.67 = 73.33% B. Peso unitario TABLA 5. Datos necesarios para peso unitario.

Masa de contenedor vacio (kg) Masa de contenedor lleno (Kg) Altura probeta (mm) Ancho probeta (mm)

4,16 5,421 1116,5 101,6

𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑢𝑏𝑟𝑎𝑠𝑎𝑛𝑡𝑒 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑒𝑑𝑜𝑟 𝑙𝑙𝑒𝑛𝑜 − 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑒𝑑𝑜𝑟 𝑣𝑎𝑐𝑖𝑜

𝑀𝑎𝑠𝑎 = 5,421 − 4,16 = 1,261 𝐾𝑔 (𝜋 ∗ 𝑑 2 ) 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑏𝑒𝑡𝑎 = ∗ℎ 4 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑏𝑒𝑡𝑎 = 0,0009445 𝑚3 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 =

𝑀𝑎𝑠𝑎 1,261𝐾𝑔 1 𝑇𝑜𝑛 =( )∗ 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 0,0009445𝑚3 1000𝑘𝑔 = 1,33351 𝑇𝑜𝑛/𝑚3 𝑃𝑒𝑠𝑜 1,261𝐾𝑔 ∗ 9,81𝑚/𝑠 2 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 0,0009445𝑚3 = 13097,27 𝑁/𝑚3

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜 =

Donde Ww: Peso del agua Ws: Peso de los sólidos Ejemplo: 𝑊𝑤35 𝐺 = 25.26𝑔 − 22.93𝑔 = 2.33𝑔 𝑊𝑠35 𝐺 = 22.93𝑔 − 16.21 = 6.72𝑔 De esta forma se obtienen los dos valores que se necesitan para obtener la humedad 𝑤=

𝑊𝑤 𝑊𝑠

∗ 100% (Ec.1)

Ejemplo 𝑤35 𝐺 =

2,33𝑔 ∗ 100 = 34.67% 6.72𝑔

De esta forma se obtienen los siguientes valores

TABLA 7. Datos de peso del agua, peso de sólidos y humedad para los distintos números de golpes.

N° Golpes 35 28 24 20

Ws (g) 6.72 10.80 5.00 4.16

Ww (g) 2.33 2.54 3.87 2.40

w% 34.67 23.52 77.40 57.69

Universidad de la Costa. Álvarez, Angulo, Gomez, Ramírez, Puentes Clasificación de una muestra de suelo.

CURVA DE FLUIDEZ 90.00 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00

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Ws: Peso de los sólidos Ejemplo: 𝑊𝑤 = 17.2𝑔 − 17.15𝑔 = 0,05𝑔 𝑊𝑠 = 17.15𝑔 − 16.4𝑔 = 0.75𝑔 De esta forma se obtienen los dos valores que se necesitan para obtener la humedad 𝑤=

𝑊𝑤 𝑊𝑠

∗ 100% (Ec.1)

Ejemplo 1

5

25

Fig. 2 Gráfica de Humedad vs. Número de golpes, la humedad se grafica a escala aritmética pero el número de golpes se grafica a escala logarítmica.

𝑤35 𝐺 =

0.05𝑔 ∗ 100 = 6.67% 0.75𝑔

Así se obtienen los siguientes valores Graficando los cuatro puntos (color azul en la gráfica) de la tabla se debe trazar una línea de tendencia y encontrar con ella el valor de la humedad cuando se tienen 25 golpes (color rojo en la gráfica), en este caso la humedad dio un valor aproximado de 51.5% de humedad, pero según la norma INV E-123 este valor se debe redondear al entero más cercano, por lo tanto: 𝐿𝐿 = 52 D. Límite plástico TABLA 8. Datos obtenidos en el laboratorio al llevar los rollos de la muestra de suelo a su agrietamiento con un diámetro de 3,2mm.

TABLA 9. Datos de peso del agua, peso de sólidos y humedad para los distintos tanteos.

Ws(g) 0.75 0.61 0.52

Para calcular los tres valores de humedad correspondientes a los tanteos se deben obtener los valores de peso del agua y peso de los sólidos, los cuales se obtienen de la siguiente forma: 𝑊𝑤 = 𝑃𝑤 − 𝑃𝑠 (Ec.8) 𝑊𝑠 = 𝑃𝑠 − 𝑃𝑡(Ec.9) Donde Ww: Peso del agua

w% 6.67 14.75 -3.85

El dato no se considera, puede haber error por precisión de la balanza. INVIAS recomienda precisión de 0.01, pero las mediciones con muestra seca se hicieron con una de 0.1, lo que no otorga resultados confiables. Se recomienda repetir el ensayo. El promedio de los valores de humedad de la tabla anterior debe resultar en el Límite plástico de la muestra, si da un valor no entero se debe aproximar al entero más cercano.

𝐿𝑃 =

Donde Pw: Peso de la muestra húmeda + tara Ps: Peso de la muestra seca + tara Pt: Peso de la tara

Ww(g) 0.05 0.09 -0.02

6.67 + 14.75 = 10.71 ≈ 11 2

Teniendo los valores de Límite líquido y Límite plástico se puede obtener el índice de plasticidad usando la siguiente ecuación: 𝐼𝑃 = 𝐿𝐿 − 𝐿𝑃 (Ec.10) 𝐼𝑃 = 52 − 11 = 41

Con estos valores se puede proceder a clasificar el suelo. E. Clasificación AASHTO Teniendo en cuenta los criterios de la clasificación AASHTO de la tabla, se obtienen los siguientes resultados

Universidad de la Costa. Álvarez, Angulo, Gomez, Ramírez, Puentes Clasificación de una muestra de suelo. TABLA 10. Clasificación del suelo según la AASHTO.

Tamiz N°10 N°40 N°200 LL IP IG

CLASIFICACIÓN AASHTO Clasificación Tipo de material

%pasa 63,09 22,42 6,68 52 41 0

A-2-4

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clasificación tiene su porcentaje fino, para ello se usa la carta de plasticidad Terreno fundacion

Gravas yarenas arcillosas

Excelente a bueno

Donde: LL: Límite líquido LP: Límite plástico IG: Índice de grupo El índice de grupo se determina con la siguiente ecuación 𝐼𝐺 = (𝐹 − 35)[0,2 + 0,005(𝐿𝐿 − 40)] + 0,01(𝐹 − 15)(𝐼𝑃 − 10)(Ec.11)

Para usar esta gráfica se debe graficar el punto (LL, IP), que en este caso es (52, 41), al graficarlo se obtiene el punto rojo en la figura y se observa que está en la zona CH, por lo tanto, el suelo es arena y su arcilla de es de alta plasticidad.

Donde F: Porcentaje en peso que pasa por el tamiz 200.

Se determina que el suelo es A-2-4 debido a que este tipo de suelo debe cumplir los requisitos de la tabla de clasificación de la ASSHTO. Y según la tabla los cumple todos, por lo tanto, es un suelo A2-4 (0) que serían gravas y arenas arcillosas limosas con índice de grupo cero.

F. Clasificación SUCS TABLA 11. Porcentaje de gravas y arenas, límite líquido, límite plástico y clasificación USCS.

CARACTERISTICAS %GRAVA 26,67% %ARENA 66,47% LL 52 IP 41

CLASIFICACIÓN USCS CLASIFICACIÓN SW-CH

Fig. 3 Carta de plasticidad

DESCRIPCIÓN Arena bien graduadas con arcilla de alta plasticidad

El porcentaje de gravas se obtuvo con la siguiente ecuación %𝐺𝑅𝐴𝑉𝐴𝑆 = 100% − %𝑃𝑇4 = 100% − 73,33% = 26,67% El porcentaje de arenas se obtuvo con la siguiente ecuación %𝐴𝑅𝐸𝑁𝐴𝑆 = %𝑃𝑇4 − %𝑃𝑇200 = 73,33% − 6,86% %𝐴𝑅𝐸𝑁𝐴𝑆 = 66.47% Como de estos dos porcentajes el de la arena es el mayor, quiere decir que el suelo es una arena, pero falta definir qué

Donde CL: Arcillas de baja plasticidad ML: Limos de baja plasticidad CH: Arcillas de alta plasticidad MH: Limos de alta plasticidad CL-MH: Arcilla limosa Al obtener valores de limite liquido = 52 y limite plástico =11, podemos decir que, si el suelo obtiene humedades mayores a 11% y menores a 52% se encontrará en un estado plástico, si obtiene humedades menores a 11 se encontrará en un estado semi sólido y si supera humedades de 52% estará en estado líquido.

VIII. DISCUSIÓN Es importante resaltar que al momento de realizar la granulometría requerida para la clasificación de la subrasante, no se contó con suficiente tiempo debido a parámetros externos tales como falta de coordinación en el uso de los equipos, adicionalmente errores en mediciones que retrasaron la práctica, entre otros; y de acuerdo a las indicaciones del profesor, este procedimiento no se terminó, es decir, la muestra no se paso por el tamiz N° 200, por ende se asumió para los cálculos que el material que había en el fondo era el pasante del tamiz N°200; en base a esto se pueden justificar los valores obtenidos en el informe, los cuales no fueron los esperados. También se comenta que es un poco complicado conseguir que los rollitos se agrietaran a los 3mm, debería existir otro modo de realizarlo.

Universidad de la Costa. Álvarez, Angulo, Gomez, Ramírez, Puentes Clasificación de una muestra de suelo. Por último, se debe mencionar que sería interesante, para la próxima experiencia se deba utilizar no solamente un tipo de suelo si no varios y así poder comparar y analizar sus características basándonos tanto en la clasificación AASHTO como en la USCS. IX. CONCLUSIÓN Al realizar los diferentes ensayos con el fin de clasificar la subrasante de acuerdo con las normas internacionales AASHTO y USCS se logra determinar lo siguiente: En la “Tabla 10” se logra observar que según el limite líquido, el índice plástico y el índice de grupo, la clasificación correspondiente de acuerdo con la norma AASHTO para la subrasante en estudio, seria A-2-4, en el cual, el tipo de material seria gravas y arenas limosas y arcillosas; por ello se logra concluir que dicha subrasante para el terreno de fundación se considera entre excelente a bueno. Por otra parte, según la “Tabla 11” en la clasificación USCS se determinó que la subrasante se comporta como una arena ya que más del 50% pasa por el tamiz N°4, adicionalmente el porcentaje que pasó por el tamiz N° 200 es menor al 12%, es decir, fue de 6.68% por lo cual se clasifica como (SW). En cuanto a su Arcila es de alta plasticidad, debido a que al ubicar el limite líquido (52) y su índice de plasticidad (41) el punto está en la zona (CH). Tomando en cuenta que el índice de plasticidad de la muestra dio muy alto (41), esto indica que el suelo tiene características plásticas muy elevadas, y tomando en cuenta que para subrasantes de carreteras los departamentos de caminos siempre requieren in IP < 4 aproximadamente, se logra concluir que nuestra muestra no es la adecuada para una subrasante de una vía, ya que requiere una estabilización ya sea con cemento o cal con el fin de mejorar sus propiedades.

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REFERENCIAS

X. BIBLIOGRAFÍA Arqhys. (s.f.). http://www.arqhys.com. Obtenido de http://www.arqhys.com/construccion/principalestipos-suelos.html Fac. Ciencias-UNAM. (s.f.). Obtenido de http://usuarios.geofisica.unam.mx: http://usuarios.geofisica.unam.mx/cecilia/cursos/34cSuelos%20y%20edafizacion.pdf thefreedictionary.com. (s.f.). Obtenido de https://es.thefreedictionary.com/tamiz Uni.Nac. de Ing. (2006). http://www.lms.uni.edu.pe. Obtenido de http://www.lms.uni.edu.pe/labsuelos/EXPOSICIONE S/Limite%20liquido%20%20y%20plastico_ppt.pdf UNIVERSIDAD CATOLICA DE VALPARAISO . (s.f.). http://icc.ucv.cl. Obtenido de http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/02_laboratori o/manual_laboratorio/humedad.pdf Universidad del Cauca. (s.f.). ftp://ftp.unicauca.edu.co. Obtenido de ftp://ftp.unicauca.edu.co/cuentas/.cuentasbajadas2909 2009/lucruz/docs/Curso%20Mec%E1nica%20de%20 Suelos%20I/Mecanica%20de%20Suelos%20I%20ES LAGE%20(28_29_30).pdf Universidad Nacional Autonoma de Mexico. (2012). Ánalisis Granulometrico.

Universidad de la Costa. Álvarez, Angulo, Gomez, Ramírez, Puentes Clasificación de una muestra de suelo.

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ANEXO 1: CLASIFICACION AASHTO

ANEXO 2: CLASIFICACION USCS

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Universidad de la Costa. Álvarez, Angulo, Gomez, Ramírez, Puentes Clasificación de una muestra de suelo.

12

Anexo 3. Curva granulométrica basada en los datos de la TABLA 4. %Pasa (escala aritmética) vs. Abertura del tamiz (escala logarítmica).

CURVA GRANULOMÉTRICA 100.00 90.00 80.00 70.00

% PASA

60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 10

1

Abertura del tamiz (mm)

0.1