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A principios de la década de 1930, la Universidad de California, el estudiante de Berkeley Ralph R. Proctor desarrolló un método para determinar la densidad máxima de los suelos. Estableció un procedimiento de laboratorio para definir la relación de densidad de humedad de los suelos compactados y cohesivos. Los valores de la prueba de Proctor estándar podrían compararse con los pesos unitarios y las humeantes de los mismos suelos compactados en el campo como rellenos estructurales de tierra para determinar su grado de densidad y predecir el rendimiento futuro.

En 1958, la prueba modificada del Proctor fue desarrollada como estándar de ASTM y todavía se utiliza hoy en día simultáneamente con la prueba estándar. Esta entrada de blog se centrará en la importancia de la compactación del suelo (particularmente la prueba Proctor), cómo se realiza la prueba, el equipo necesario y consejos útiles.

Importancia de la prueba de compactación Proctor.

La compactación es un método para aumentar mecánicamente la densidad del suelo, y es especialmente valiosa en aplicaciones de construcción. Si este proceso no se realiza correctamente, el asentamiento del suelo puede producirse, lo que resulta en costos de mantenimiento innecesarios o fallas del pavimento o la estructura.

Compactación del suelo:

• Aumenta la capacidad y estabilidad de carga
• Disminuye permeabilidad
• Previene el asentamiento de los suelos o daños causados por las heladas
• Reduce el filtraje de agua, la expansión y el agitado

Pruebas de Proctor.

La prueba de compactación Proctor y sus variantes se utilizan para determinar el contenido de humedad óptimo para los suelos. Esta prueba es especialmente útil cuando se determina la relación entre el contenido de agua y el peso de la unidad seca de los suelos para establecer la densidad máxima de un suelo necesario para un área de llenado.

La prueba de laboratorio sirve un doble propósito, determinando primero la densidad máxima alcanzable para los materiales en el campo, como referencia. En segundo lugar, mide el efecto que tiene la humedad en densidad del suelo. Estos valores se determinan a menudo antes de que los movimientos de tierra comiencen a proporcionar valores de referencia para pruebas de campo.

Preparación de muestras.

Se obtiene una muestra representativa a granel para cada tipo de material propuesto para su uso en la operación de trabajo de tierra. De vuelta en el laboratorio, el procesamiento de las muestras comienza con el secado gradual del aire a la humedad deseada, generalmente alrededor del 10% o más por debajo de la humedad óptima esperada. Para suelos cohesivos, esto puede acelerarse rompiendo grumos y esparciendo la muestra en bandejas abiertas.

Una vez que el suelo es suficientemente friable, la ruptura puede continuar más a fondo. Es importante leer y entender su prueba particular método con cuidado, ya que hay una serie de variables que pueden afectar a esta etapa de preparación de la muestra. Para la mayoría de las variaciones de Proctor estándar y modificadas, esto significa reducir los materiales más finos para pasar a través de un tamiz de 4.75 mm (#4) o 9.5 mm (3/8in). Los materiales más Coarser se reservan para determinaciones de tamaño de partícula y en algunos casos para agregar proporcionalmente de nuevo a las muestras de prueba final. En esta etapa, el desglose de muestras y el dimensionamiento de partículas gruesas se realizan a menudo simultáneamente.

Se preparan cuatro o cinco especímenes para los puntos de compactación con un aumento del contenido de humedad y el horquillado del contenido óptimo de agua estimado. Esto requiere algunas conjeturas y la experiencia siempre es útil. La humedad óptima aproximada de la mayoría de los suelos cohesivos se puede estimar apretando manualmente una porción en un bulto que se pegue juntos, sin embargo, se rompen limpiamente en dos secciones cuando están “dobladas”. El peso de las muestras debe ser de aproximadamente 5 lb (2.3 kg) cada uno para los moldes de 4in (102mm) y 13lb (5.9 kg) para los moldes de 6in (152mm) para asegurar suficiente volumen compactado para llenar correctamente los moldes. El agua se agrega incrementalmente para aumentar el contenido de humedad individual en aproximadamente 2% para cada espécimen y mezclado a fondo. Los especímenes preparados se apartan en recipientes cerrados para una cantidad prescrita de tiempo de parada que oscila hasta 16 horas para el acondicionamiento adecuado de la humedad. Los envases pueden ser latas de metal selladas, pero las bolsas de cierre relámpago de alta resistencia funcionan bien para este paso.

Compactación de muestras.

Para cada punto del Proctor, el operador compacta la muestra en el molde de Proctor vacío pre-pesado en tres a cinco capas (elevaciones) según el método requerido. Los Rammers manuales especiales de 5.5 lb (2.5 kg) caídos de una altura de 12IN (305mm), o de 10lb Rammers con 18IN (457m m) de altura de la gota se utilizan para la compactación. Los compactadores automáticos también están disponibles para facilitar este proceso. El collar está Quitado y cualquier exceso se recorta cuidadosamente con una herramienta de borde recto para que el suelo compactado esté al ras con la parte superior del molde. Los huecos pequeños se pueden rellenar manualmente con un exceso de muestra. El molde con la muestra entonces se pesa y se graba y el suelo se saca del molde. Una muestra de la muestra se obtiene para determinar el contenido exacto de humedad por el secado del horno, y el proceso se repite para las muestras subsiguientes.

Para cada uno de los puntos iniciales, la masa y el peso unitario del suelo aumentarán a medida que el aumento de la humedad lubríque las partículas y les permita consolidarse en un estado más denso de la misma compactive Esfuerzo. Por sobre el cuarto punto (si tienes suerte y tus estimaciones fueron correctas) la masa de la muestra disminuirá a medida que el volumen de agua llegue a un punto donde desplaza las partículas del suelo en un determinado Volumen. Esto indica que la humedad óptima se ha superado y tener otro punto más allá de lo que hará un poco más fácil al construir la curva de compactación final.

Equipo: Cálculo y trazado.

El peso de cada espécimen se utiliza para calcular los pesos de la unidad húmeda y las humeantes secadas al horno se utilizan para determinar un peso unitario seco para cada punto. Los resultados se trazan en un gráfico como peso unitario seco versus contenido de humedad y mostrarán la relación curvilínea que permite el máximo peso seco y la humedad óptima para cada tipo de suelo que se establecerá. Estos resultados se aplican directamente durante las pruebas de compactación de campo para expresar la compactación porcentual de cada prueba y determinar si se cumplen los requisitos de diseño del proyecto.

Equipo.

• Moldes de suelo con diámetros de 4in o 6in para sostener muestras compactadas

• Compactadores de suelo manuales permite la compactación de una muestra de asfalto individual de 4in Marshall en un molde estacionario utilizando un martillo de gota operado manualmente

• Compactadores de suelo mecánicos cuenta automáticamente el número de golpes de martillo y se apaga cuando se alcanza un número preestablecido para mejorar la precisión, el funcionamiento y la confiabilidad

• Equilibrio compatible con la legibilidad D4753 y 1-g para pesar la muestra de unidad seca después de la compactación

• Horno de secado que mantiene la uniformidad a 230 ± 9 ° f (110 ± 5 ° c), para secar la muestra antes de la prueba

• Regla para nivelar y recortar las muestras sostenidas en los moldes

• E11 tamices para determinaciones de tamaño de partícula

• Sartenes para secar, procesar y mezclar el aire

Consejos.

• Las bolsas plásticas resistentes del congelador son convenientes para el almacenaje y el acondicionamiento de la humedad de especímenes individuales de la compactación.

• Al preparar especímenes individuales de compactación, se necesita poco tiempo para preparar un par de extras, en caso de que sus estimaciones estén un poco apagados. Coloque uno en el lado más seco y otro en el lado húmedo para cubrir las bases.

• Algunos métodos y materiales requieren la adición de material grueso de nuevo en la muestra final. Aparta el material de tallas grandes a medida que descomponen la muestra masiva. También es conveniente tamizar el material grueso ahora para reducir la manipulación.

• El uso de un Eyector de muestra agilita la remoción del suelo compactado del molde, aumentando la velocidad y la eficiencia y facilitando la obtención de una muestra de humedad representativa.

• Ejecutar cinco o seis puntos de una prueba de Proctor puede ser físicamente exigente, especialmente con un Proctor modificado usando un martillo de 10 lb para compactar cinco capas. Si no Calificaste para Río este verano, considera un Compactador de suelo mecánico. Este dispositivo reduce el esfuerzo y mejora considerablemente la repetibilidad y la precisión.

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