Exposición De Controles De Laboratorio En Áreas: Mecánica De Suelo, Asfaltos Y Prefabricados De Hormigón

1. INTRODUCCIÓN

La presente tarea aporta una aproximación al conocimiento de una serie ensayos cuyos procedimientos están regulados en normativas que rigen el tratamiento que debe realizarse a la mecánica de suelos y a las obras en asfalto y mezclas asfálticas. Ensayos que cumplen una función fundamental en cuanto a la obtención de los parámetros necesarios para establecer una caracterización precisa de las subrasantes implicadas en un determinado proyecto.

La determinación de las propiedades y desempeño de los materiales se logra a partir de un conjunto de ensayos o pruebas establecidas precisamente para comprobar que dichos materiales funcionen correctamente de acuerdo a rangos, límites y/o valores estándares para condiciones similares o equivalentes.

En este sentido se pretende exponer en este informe los principales ensayos, que regulan las cantidades mínimas de material a muestrear para la realización de los mismos y los requerimientos primordiales en su obtención para el cumplimiento de especificaciones y normas estipuladas en las disposiciones nacionales.

Preliminarmente en todo diseño de una estructura de pavimento se requiere el conocimiento básico de las características y resistencias o capacidades soportantes del suelo donde se llevará a cabo la construcción de un pavimento, de manera que pueda resistir los esfuerzos y deformaciones para un tránsito previsto, que de otro modo tendrían que analizarse opciones de mejoramiento o estabilización que lo hicieran resistente. Por lo tanto se exponen en este documento los ensayos más importantes que permiten obtener dicha información.

En la tarea que estamos iniciando, se pretende aportar un conocimiento básico acerca de la situación descrita.

2. OBJETIVOS DEL INFORME.

OBJETIVO GENERAL:

Exponer básicamente una serie de ensayos mínimos que permiten controlar técnicamente la calidad de las construcciones relacionadas con las áreas de la mecánica de suelos y el de asfaltos y mezclas asfálticas.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

1. Exponer los ensayos que controlan el área de la mecánica de suelos para obras de pavimentación según la Normas Chilenas.

2. Exponer los ensayos que controlan el área de la mecánica de suelos para áridos según la Normas Chilenas.

3. Exponer los ensayos que controlan el área de asfalto y mezclas asfálticas para obras de pavimentación según la Normas Chilenas

4. Exponer los ensayos que controlan el área de asfalto y mezclas asfálticas para áridos según la Normas Chilenas.

5. Exponer los ensayos que controlan el área de prefabricados de hormigón.

3. METODOLOGIA.

El camino ocupado para realizar el presente informe ha consistido en revisar la documentación afín al tema que nos convoca, fundamentalmente en la red de internet.

Específicamente se accedió a la literatura concreta que disponen y exponen en las páginas webs algunos servicios públicos como el MOP y otras que se relacionan con el tema de nuestro informe.

4. MARCO CONCEPTUAL INTRODUCTORIO.

En el ámbito de la ingeniería podemos distinguir o caracterizar dos tipos o campos de materiales, a saber:

La Infraestructura civil: caracterización y verificación de las propiedades físico-mecánica de agregados, suelos, rocas, cementos, concretos, acero, bloques, tuberías, etc.

Infraestructura vial: caracterización, verificación e investigación de materiales asfálticos, mezclas asfálticas, aditivos, emulsiones asfálticas, bases granulares, bases estabilizadas y cómo estos se comportan estructuralmente en un pavimento flexible y/o rígido.

Dicho lo anterior y según el ámbito de problemas que implican las áreas de la mecánica de suelos y de asfalto y mezclas asfálticas que estamos tratando en este documento, inicialmente es fundamental entender en qué consiste un pavimento, para luego comprender en qué etapas constructivas puede dividirse éste. Quizá una forma sencilla de conceptualizar la conformación de un pavimento flexible o asfáltico es mediante el siguiente esquema, donde un pavimento típicamente está conformado usualmente por cuatro capas para resistir las cargas provenientes del paso de los vehículos; la subrasante o capa más interna que es la base del pavimento, encima de esta capa de espesor infinito se coloca una capa de material granular llamada sub-base; superpuesta a esta capa, se dispone la base granular, que por lo general es de mejor calidad que la anterior, y finalmente se coloca la superficie de ruedo, que es la capa de pavimento superficial observada.

Ahora bien, las etapas constructivas del pavimento van acorde a la de conformación de las diferentes capas que lo constituyen. Por lo tanto, se diferencian tres etapas generales: etapa preliminar, etapa en proceso de construcción y pavimento terminado.

En todo proyecto de ingeniería se requiere conocer primeramente ciertas características del proyecto para obtener el diseño preliminar, en el caso de proyectos de carreteras, caminos de lastre, parqueos, patios de maniobras o cualquier otro tipo de áreas en las que se desee construir algún tipo de pavimento, será necesario inicialmente conocer las propiedades de los materiales que se utilizarán en la obra.

5. DESARROLLO DEL INFORME.

5.1. ÁREA MECÁNICA DE SUELOS.

5.1.0. PARA OBRAS DE PAVIMENTACIÓN.

5.1.1. DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD EN EL TERRENO.

El ensayo permite obtener la densidad de terreno y así verificar los resultados obtenidos en faenas de compactación de suelos, en las que existen especificaciones en cuanto a la humedad y la densidad.

Entre los métodos utilizados, se encuentran el método del cono de arena, el del balón de caucho e instrumentos nuclear es entre otros.

Tanto el método del cono de arena como el del balón de caucho, son aplicables en suelos cuyos tamaños de partículas sean menores a 50 mm y utilizan los mismos principios, o sea, obtener el peso del suelo húmedo (P hum) de una pequeña perforación hecha sobre la superficie del terreno y generalmente del espesor de la capa compactada. Obtenido el volumen de dicho agujero (Vol. Exc), la densidad del suelo estará dada por la siguiente expresión:

 hum = P hum / Vol. Exc (grs / cc)

Si se determina luego el contenido de humedad (w) del material extraído, el peso unitario se coserá:

 seco =  hum / (1 + w) (grs / cc)

MÉTODO DEL CONO DE ARENA SEGÚN NCH 1516 OF . 1979.

Es el método lejos más utilizado. Representa una forma indirecta de obtener el volumen del agujero utilizando para ello , una arena estandarizada compuesta por partículas cuarzosas, sanas, no cementadas, de granulometría redondeada y comprendida entre las mallas Nº 10 ASTM (2, 0 mm.) y Nº 35 ASTM (0, 5 mm.).

- Equipo necesario

- Aparato cono de arena, compuesto por una válvula cilíndrica de 12, 5 mm. de abertura, con un extremo terminado en embudo y el otro ajustado a la boca de un recipiente de aproximadamente 4 lts. de capacidad. El aparato deberá llevar una placa base, con un orificio central de igual diámetro al del embudo (figura 2.11.).

- Arena estandarizada, la cual deberá ser lavada y secada en horno hasta masa constante. Generalmente se utiliza arena de Ottawa , que corresponde a un material que pasa por la malla Nº 20 ASTM (0, 85 mm.) y queda retenida en la malla Nº 30 ASTM (0, 60 mm.).

- Dos balanzas, de capacidad superior a 10 kgs. y 1000 grs. , con precisión de 1 gr. y de 0,01 gr. Respectivamente.

- Equipo desecado, podrá ser un hornillo o estufa de terreno.

- Molde patrón de compactación de 4” de diámetro y 944 cc. de capacidad.

FIGURA 2.11. EQUIPO DE DENSIDAD IN SITU.

FUENTE: VALLE RODAS R., 1982.

- Herramientas y accesorios. Recipientes herméticos con tapa, martillo, cincel, tamices, poruña, espátula, brocha y regla metálica.

- Procedimiento.

- Determinación de la densidad aparente suelta de la arena estandarizada. Se pesa el molde de compactación (W1 ) con su base ajustada y se verifica su volumen (V1).

Se coloca el molde sobre una superficie plana, firme y horizontal, montando en él la placa base y el aparato de densidad, procurando que la operación sea similar a la que se desarrollará en terreno.

Luego se abre la válvula y se deja escurrir la arena hasta llenar el molde, se cierra la válvula, se retiran el aparato de densidad y la placa base y se procede a enrasar cuidadosamente el molde, sin producir vibración, registrando el peso del molde más la arena que contiene. Esta operación se repetirá hasta obtener, a lo menos, tres pesadas que no difieran entre sí más de un 1 % .

Promediando los valores, se obtiene el peso del molde con arena (W2) y se determina la densidad aparente suelta de la arena.

- Determinación del peso de arena necesario para llenar el cono y el espacio de la placa base. Se llena el aparato de densidad con arena registrando el peso del conjunto (W 3).

Luego se coloca la placa base sobre una superficie plana, firme y horizontal, mon tando en ella el aparato de densidad. Se abre la válvula y se espera hasta notar que la arena ha parado de fluir, momento en el cual se cierra la válvula.

Finalmente

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