I UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL TESIS: “EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB - BASE EN PAVIMENTOS ADICIONANDO SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO EN CONCENTRACIONES DE 0.5 %, 1.0 %, 1.5 %, 2.0 %, CANTERA SENCCA - POROY – CUSCO”. Presentado por: Bach. Huallpacuna Yberico Straisy Mirla Bach. Quispe Condo José Luis Para optar al Título Profesional de: Ingeniero Civil Asesor: Mgt. Ing. Víctor Chacón Sánchez CUSCO - PERU 2022 I Dedicatoria. Dedico esta tesis a Dios por bendecirme la vida, por ser el inspirador y guiarme a lo largo de mi existencia, ser el apoyo y fortaleza en aquellos momentos de dificultad y de debilidad. A mi Sr. Pasión y Virgen María de Oh que están presentes en cada paso que doy, me dan fuerza para continuar en este proceso de obtener uno de mis anhelos más deseados. A mis padres, Higidio y Edith por su amor, trabajo y sacrificio en todos estos años, gracias a ustedes he logrado llegar hasta aquí́ y convertirme en lo que soy. Ha sido un orgullo y privilegio de ser su hija, son los mejores padres. A mis hermanos Yohan y Cipriani por estar siempre presentes, acompañándome y por el apoyo moral, que me brindaron a lo largo de esta etapa de mi vida. A toda mi familia porque con sus oraciones, consejos y palabras de aliento hicieron de mí una mejor persona y de una u otra forma me acompañan en todos mis sueños y metas. Y a cada uno de ustedes que me acompañaron en esta etapa, aportando a mi formación tanto profesional y como ser humano. Straisy Mirla Huallpacuna Yberico Dedico esta investigación en primer lugar a Dios por guiarme por el sendero correcto y permitirme lograr todas mis metas, deseos, objetivos planteados en la vida, a mi doctor Patrón San Jerónimo por regalarme salud, sabiduría, fortaleza, valores y darme todo lo que te pido en el momento indicado. Con todo mi amor para mis papitos José y Felicitas quienes son los artífices de que este proyecto llamado Ingeniero Civil se haga realidad en mi persona, por todos los valores y enseñanzas de vida que supieron inculcar en mi persona, a ustedes por siempre mi corazón y amor, esta investigación es un pequeño reconocimiento a toda la dedicación y esfuerzo que realizan día a día para que cumpla mis sueños. José Luis Quispe Condo II Agradecimiento. Quiero expresar mi gratitud a Dios, quien con su bendición llena siempre mi vida y a toda mi familia por estar siempre presentes. A la Universidad Andina del Cusco, Escuela Profesional de Ingeniería Civil, a los docentes por impartirnos conocimientos, la enseñanza de la Ingeniería y brindarnos sus experiencias profesionales Agradezco a mis padres, hermanos, familiares y amigos por permitirme concluir con una etapa de mi vida, gracias por la paciencia, orientación y guiarme en el desarrollo de esta investigación. Straisy Mirla Huallpacuna Yberico Quiero agradecer infinitamente, a la Universidad Andina del Cusco, a través de la Facultad de Ingeniería y Arquitectura por brindarme una educación acorde a las exigencias requeridas del mundo globalizado en la cual nos desarrollamos. Agradezco a toda la plana jerárquica de la Escuela Profesional de Ingeniería Civil; decano, coordinador, docentes, administrativos, etc.; por todas las enseñanzas y facilidades brindadas durante mi formación profesional. Un agradecimiento especial al Ing. Víctor Chacón Sánchez, por el tiempo dedicado al desarrollo de esta tesis, ya que sin su invaluable aporte y experiencias esta investigación no hubiera sido posible. José Luis Quispe Condo III Resumen. El presente tema de investigación pretende desarrollar y demostrar el comportamiento que tendrá, la adición de sales cuaternarias de amonio líquido, como estabilizador al material granular de sub - base en las estructuras de pavimentos; de esta manera se agregaron diferentes concentraciones de sales cuaternarias de amonio líquido: 0.5%; 1.0%; 1.5% y 2.0% del peso seco del material. Para que, de esta forma, actúen en conjunto el material de sub – base proveniente de la cantera Sencca – Poroy adicionado con dicho estabilizador; (Sales cuaternarias de amonio líquido) el pavimento logrará disipar las cargas impuestas por el tráfico (esfuerzos verticales) contribuyendo a nuestro objetivo general que es incrementar su capacidad de soporte (CBR) y así evitar fallas por deformación permanente del pavimento además de dotar a la estructura un mayor tiempo de vida útil. La razón por la que se determinó la utilización de este aditivo para la presente investigación no solo es mejorar las características geomecánicas del material de la cantera Sencca – Poroy de la ciudad del cusco, sino que también por el interés de saber cómo actuará en el suelo, las sales cuaternarias de amonio líquido con fines ingenieriles. Motivo por el cual el presente trabajo de investigación propone innovar en la tecnología de estructuras de pavimento adicionando sales cuaternarias de amonio líquido en el material de sub - base con el objetivo de analizar en qué medida aumentará la capacidad de soporte CBR (18.5%) y cómo variará la densidad máxima seca en la sub base al adicionarle las sales cuaternarias de amonio liquido como agente estabilizador. De esta forma concluimos que al adicionar sales cuaternarias de amonio líquido en concentraciones de 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0%, incrementa considerablemente los valores de capacidad de soporte y densidad máxima seca, en relación al material sin la adición de sales cuaternarias de amonio líquido. Asimismo, la dosificación optima de concentración de sales cuaternarias de amonio líquido que debe de adicionarse, es de 1.5% del peso seco del material, valor con el cual la capacidad de soporte CBR alcanza su máximo incrementó, en un 18.5 % de la misma forma, la densidad máxima seca, alcanza su máximo incrementó, en un 0.8 gr/cm3 (1.4%) en relación al material sin la adición de las sales cuaternarias de amonio líquido, que será empleado en los procesos de conformación de sub – base. Palabras clave: Capacidad de Soporte (CBR), Densidad Máxima Seca, Sub – Base, Sales Cuaternarias de Amonio Liquido. IV Abstract. This research topic aims to develop and demonstrate the behavior that the addition of quaternary salts of liquid ammonium will have, as a stabilizer to the granular sub-base material in pavement structures; in this way, different concentrations of quaternary salts of liquid ammonium were added: 0.5%; 1.0%; 1.5% and 2.0% of the dry weight of the material. So that, in this way, the sub- base material from the Sencca-Poroy quarry, added with said stabilizer, act together; (Quaternary salts of liquid ammonium) the pavement will be able to dissipate the loads imposed by traffic (vertical forces), contributing to our general objective, which is to increase its bearing capacity (CBR) and thus avoid failures due to permanent pavement deformation in addition to providing the structure a longer service life. The reason why the use of this additive was determined for this research is not only to improve the geomechanical characteristics of the material from the Sencca - Poroy quarry in the city of Cusco, but also for the interest of knowing how it will act in the soil, the quaternary salts of liquid ammonium for engineering purposes. Reason why the present research work proposes to innovate in the technology of pavement structures by adding quaternary salts of liquid ammonium in the sub-base material in order to analyze to what extent the CBR bearing capacity will increase (18.5%) and how the maximum dry density will vary in the subbase when adding the quaternary salts of liquid ammonium as a stabilizing agent. In this way, we conclude that by adding quaternary salts of liquid ammonium in concentrations of 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0%, considerably increases the values of support capacity and maximum dry density, in relation to the material without the addition of quaternary salts. of liquid ammonia. Likewise, the optimal dosage of concentration of liquid ammonium quaternary salts that must be added is 1.5% of the dry weight of the material, value with which the CBR support capacity reaches its maximum increased, by 18.5% in the same way, the maximum dry density, reaches its maximum increased, by 0.8 gr / cm3 (1.4%) in relation to the material without the addition of the quaternary salts of liquid ammonium, which will be used in the sub-base shaping processes. Key words: Support Capacity (CBR), Maximum Dry Density, Sub - Base, Quaternary Liquid Ammonium Salts. V Introducción. En la actualidad se desarrollan varios métodos de estabilización de suelos, con el fin de incrementar la estabilidad en la estructura del pavimento, aumentar su capacidad de soporte (CBR), reducir asentamientos, mejorar las condiciones de humedad del suelo y optimizar las características geomecánicas mínimas de éste, para poder funcionar como sub rasante, sub base o base, uno de estos métodos puede ser la inclusión de las sales cuaternarias de amonio líquido, ya que en nuestra región nos encontramos con distintos tipos de suelos que son muy susceptibles al cambio de volumen por su variación en el contenido de humedad, experimentan cambios durante épocas de sequía como de lluvia, lo cual dañan las estructuras del pavimento, provocando la expansión en temporada de lluvia y la contracción en temporada seca. Los materiales granulares que conforman las capas superpuestas en un pavimento no se encuentran con facilidad en forma natural y de algún modo se deben ligar con materiales artificiales logrando que estas absorban los esfuerzos generados por el tránsito y eviten las deformaciones en el terreno contribuyendo a la durabilidad de la carretera. Motivo por el cual este proyecto de investigación pretende utilizar las sales cuaternarias de amonio líquido, para estudiar el comportamiento mecánico de la capa sub base y analizar cómo varía su valor de capacidad de soporte (CBR), al adicionar sales cuaternarias de amonio líquido. Las muestras de suelo se tomarán de la cantera de Sencca – Poroy de la ciudad del cusco de las cuales se determinarán y evaluarán sus propiedades geomecánicas. La investigación que se llevará a cabo tiene como objetivo incrementar la capacidad de soporte (cbr), grado de compactación, plasticidad del material, de la cantera de Sencca – Poroy, adicionando a este material, sales cuaternarias de amonio líquido. La presente investigación cuenta con los siguientes capítulos: Capítulo I: Planteamiento del problema, capítulo II: Marco Teórico, capítulo III: Metodología, capítulo IV: Resultados, capítulo V: Discusión, glosario, conclusiones de la investigación, recomendaciones, referencias bibliográficas y anexos. VI Índice de contenido. Dedicatoria. ...................................................................................................................................... I Agradecimiento. .............................................................................................................................. II Resumen. ........................................................................................................................................ III Abstract. ........................................................................................................................................ IV Capítulo I: Planteamiento del problema. ..................................................................................... 1 1.1. Identificación del problema. ................................................................................................... 1 1.1.1. Descripción del problema. ...................................................................................................... 1 1.1.2. Formulación del problema. .................................................................................................... 2 1.2. Justificación e importancia de la investigación. ..................................................................... 2 1.2.1. Justificación técnica. .............................................................................................................. 2 1.2.2. Justificación social. ................................................................................................................ 3 1.2.3. Justificación por vialidad. ...................................................................................................... 3 1.2.4. Justificación por relevancia. ................................................................................................... 4 1.3. Limitaciones de la investigación. .............................................................................................. 4 1.3.1. Limitaciones técnicas. ............................................................................................................ 4 1.3.2. Limitaciones de material. ....................................................................................................... 4 1.3.3. Limitaciones de equipos. ........................................................................................................ 5 1.3.4. Limitaciones de extensión. ..................................................................................................... 5 1.3.5. Limitaciones de especialidad. ................................................................................................ 5 1.3.6. Limitaciones de normatividad. ............................................................................................... 5 1.4. Objetivos de la investigación. ................................................................................................... 5 1.4.1. Objetivo general. .................................................................................................................... 5 1.4.2. Objetivos específicos. ............................................................................................................. 6 VII Capítulo II: Marco teórico ............................................................................................................ 7 2.1. Antecedentes de la tesis o investigación actual. ........................................................................ 7 2.1.1. Antecedentes a nivel internacional. ........................................................................................ 7 2.1.2. Antecedentes a nivel nacional. ............................................................................................... 9 2.1.3. Antecedentes a nivel local. ................................................................................................... 11 2.2. Aspectos teóricos pertinentes. ................................................................................................. 13 2.2.1. Suelo. .................................................................................................................................... 13 2.2.2. Pavimentos. .......................................................................................................................... 26 2.2.3. Sub rasante. .......................................................................................................................... 31 2.2.4. Sub base. ............................................................................................................................... 32 2.2.5. Base. ..................................................................................................................................... 36 2.2.6. Estabilización. ...................................................................................................................... 37 2.2.8. Capacidad soporte. ............................................................................................................... 49 2.2.9. Ensayos de laboratorio. ........................................................................................................ 51 2.3. Hipótesis. ................................................................................................................................. 62 2.3.1. Hipótesis general. ................................................................................................................. 62 2.3.2. Hipótesis específica. ............................................................................................................. 63 2.4. Definición de variables. ........................................................................................................... 63 2.4.1. Variables independientes. ..................................................................................................... 63 2.4.2. Variables dependientes. ........................................................................................................ 64 2.5. Operacionalizacion de variables. .......................................................................................... 65 Capítulo III: Metodología ............................................................................................................ 66 3.1. Metodología de la investigación ........................................................................................... 66 3.1.1. Enfoque de la investigación .................................................................................................. 66 3.1.2. Nivel o alcance de la investigación ....................................................................................... 66 VIII 3.1.3. Método de investigación ....................................................................................................... 67 3.2. Diseño de la investigación. ................................................................................................... 67 3.2.1. Diseño metodológico. ........................................................................................................... 67 3.2.2. Diseño de ingeniería. ............................................................................................................ 68 3.3. Población y muestra. ............................................................................................................. 69 3.3.1. Población. ............................................................................................................................. 69 3.3.2. Muestra. ................................................................................................................................ 69 3.3.3. Criterios de inclusión. ........................................................................................................... 71 3.4. Instrumentos. ......................................................................................................................... 73 3.4.1. Instrumentos metodológicos o instrumentos de recolección de datos. ................................. 73 3.4.2. Instrumentos de ingeniería. ................................................................................................... 78 3.5. Recolección de datos. ........................................................................................................... 94 3.5.1. Muestreo, reducción, conservación, transporte y cuarteo de suelo....................................... 94 3.5.2. Ensayo de contenido de humedad de los suelos. .................................................................. 97 3.5.3. Ensayo de análisis granulométrico de suelos por tamizado. ............................................... 100 3.5.4. Ensayo de límite líquido y límite plástico. ......................................................................... 103 3.5.5. Ensayo de proctor modificado. ........................................................................................... 107 3.5.6. Ensayo de California Bearing Ratio (CBR). ....................................................................... 114 3.6. Análisis de datos y cálculo de resultados. ........................................................................... 121 3.6.1. Ensayo de contenido de humedad de los suelos. ................................................................ 121 3.6.2. Ensayo de análisis granulométrico. .................................................................................... 123 3.6.3. Ensayo de límite de consistencia. ....................................................................................... 127 3.6.4. Clasificación del suelo. ....................................................................................................... 129 3.6.5. Ensayo de proctor modificado. ........................................................................................... 132 3.6.6. Ensayo de california bearing ratio (CBR). .......................................................................... 143 IX Capítulo IV: Resultados............................................................................................................. 162 4.1. Características del material de la cantera Sencca. .............................................................. 162 4.2. Ensayo de análisis granulométrico por tamizado. .............................................................. 162 4.3. Ensayo de límites líquido y límite plástico. ........................................................................ 163 4.4. Compactación de suelos en laboratorio utilizando una energía modificada (Proctor modificado) ......................................................................................................................... 163 4.5. Comparación de los valores de CBR de suelo natural y suelos con adición de sales cuaternarias de amonio líquido. .......................................................................................... 165 Capítulo V: Discusión. ............................................................................................................... 167 Glosario. ....................................................................................................................................... 170 Glosario siglas. ............................................................................................................................. 172 Conclusiones. ............................................................................................................................... 173 Recomendaciones. ........................................................................................................................ 175 Bibliografía. .................................................................................................................................. 178 X Índice de tablas. Tabla 1: Sistema de clasificación AASHTO .................................................................................. 16 Tabla 2: Sistema unificado de clasificación de suelo - SUCS (basado en el material que pasa por el tamiz N° 75) ..................................................................................................................... 19 Tabla 3: Tipo de suelo con su respectivo método de compactación .............................................. 24 Tabla 4: Requisitos de calidad para capa sub rasante .................................................................... 32 Tabla 5: Categorías de sub rasante ................................................................................................. 32 Tabla 6: Requerimientos granulométricos para sub - base granular ............................................. 34 Tabla 7: Requerimientos de ensayos especiales para sub base granular ........................................ 36 Tabla 8: Volumen de cemento para estabilización según tipo de suelo ......................................... 43 Tabla 9: Identificación y preparación por el fabricante ................................................................. 47 Tabla 10: Propiedades físicas y químicas ...................................................................................... 47 Tabla 11: Dosificacion de Rocamix ............................................................................................... 49 Tabla 12: Dosificacion de Rocamix ............................................................................................... 49 Tabla 13: Cantidad mínima de material húmedo seleccionado como representativo .................... 51 Tabla 14: Serie de tamices para análisis granulométrico. .............................................................. 52 Tabla 15: Relación entre el grado de expansión y el límite líquido según Dakshamurthy y Román (1973) ............................................................................................................................ 53 Tabla 16: Método de ensayo de próctor modificado ...................................................................... 57 Tabla 17: Clasificación y uso del suelo según el valor de CBR .................................................... 62 Tabla 18: Cuadro de operacionalización de variables .................................................................... 65 Tabla 19: Recolección de datos – ensayo de contenido de humedad ............................................. 73 Tabla 20: Recolección de datos – ensayo de análisis granulométrico por tamizado ..................... 74 Tabla 21: Recolección de datos – ensayo de límite líquido y plástico. .......................................... 75 Tabla 22: Recolección de datos – ensayo de proctor modificado. ................................................. 76 Tabla 23: Recolección de datos – ensayo de CBR. ........................................................................ 77 Tabla 24: Masa mínima recomendada de espécimen para contenido de humedad. ....................... 97 Tabla 25: Datos para contenido de humedad. ................................................................................ 99 Tabla 26: Datos para análisis granulométrico. ............................................................................. 102 Tabla 27: Datos para límites de consistencia. .............................................................................. 106 XI Tabla 28: Datos para próctor estado natural. ................................................................................ 109 Tabla 29: Datos para próctor de suelo con aditivo de 0.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. ..................................................................................................................................... 110 Tabla 30: Datos para próctor de suelo con aditivo de 1.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. ..................................................................................................................................... 111 Tabla 31: Datos para próctor de suelo con aditivo de 1.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. ..................................................................................................................................... 112 Tabla 32: Datos para próctor de suelo con aditivo de 2.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. ..................................................................................................................................... 113 Tabla 33: Datos de california bearing ratio (CBR) de suelo natural. ........................................... 116 Tabla 34: Datos de california bearing ratio (CBR) de suelo con adición de 0.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. .................................................................................. 117 Tabla 35: Datos de california bearing ratio (CBR) de suelo con adición de 1.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. .................................................................................. 118 Tabla 36: Datos de california bearing ratio (CBR) de suelo con adición de 1.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. .................................................................................. 119 Tabla 37: Datos de california bearing ratio (CBR) de suelo con adición de 2.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. .................................................................................. 120 Tabla 38: Cálculo del contenido de humedad de la muestra. ....................................................... 122 Tabla 39: Cálculo del análisis granulométrico. ............................................................................ 125 Tabla 40: Gradación de las muestras de ensayo. .......................................................................... 126 Tabla 41: Límite líquido para el suelos de la cantera de Sencca. ................................................. 128 Tabla 44: Sistema de clasificación AASHTO. ............................................................................. 131 Tabla 43: Cálculo de próctor modificado de suelo natural. ......................................................... 133 Tabla 44: Densidad seca máxima y contenido de humedad óptimo del suelo natural. ................ 134 Tabla 45: Cálculo de proctor modificado de suelo con aditivo de 0.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. ............................................................................................................ 135 Tabla 46: Densidad seca máxima y contenido de humedad óptimo del suelo con aditivo de 0.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. ..................................................................... 136 Tabla 47: Cálculo de proctor modificado de suelo con aditivo de 1.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. ............................................................................................................ 137 XII Tabla 48: Densidad seca máxima y contenido de humedad óptimo del suelo con aditivo de 1.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. ..................................................................... 138 Tabla 49: Cálculo de proctor modificado de suelo con aditivo de 1.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. ............................................................................................................ 139 Tabla 50: Densidad seca máxima y contenido de humedad óptimo del suelo con aditivo de 1.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. ..................................................................... 140 Tabla 51: Cálculo de proctor modificado de suelo con aditivo de 2.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. ............................................................................................................ 141 Tabla 52: Densidad seca máxima y contenido de humedad óptimo del suelo con aditivo de 2.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. ..................................................................... 142 Tabla 53: Máxima densidad seca. ................................................................................................ 142 Tabla 54: Cálculo del CBR de un suelo natural. .......................................................................... 146 Tabla 55: Tabla de correcciones del CBR de un suelo natural. ................................................... 148 Tabla 56: Tabla de densidad –CBR del suelo natural. ................................................................. 148 Tabla 57: CBR de un suelo con adición de 0.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. ........ 149 Tabla 58: Tabla de correcciones del cbr de un suelo con adición de 0.5% de sales cuaternarias de amonio líquido natural. ............................................................................................... 151 Tabla 59: Tabla de densidad –CBR del suelo con adición de 0.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. ......................................................................................................................... 151 Tabla 60: CBR de un suelo con adición de 1.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. ........ 152 Tabla 61: Tabla de correcciones del CBR del suelo con adición de 1.0% de sales cuaternarias de amonio líquido natural. ............................................................................................... 154 Tabla 62: Tabla de densidad –CBR del suelo con adición de 1.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. ......................................................................................................................... 154 Tabla 63: CBR de un suelo con adición de 1.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. ........ 155 Tabla 64: Tabla de correcciones del CBR del suelo con adición de 1.5% de sales cuaternarias de amonio líquido natural. ............................................................................................... 157 Tabla 65: Tabla de densidad –CBR del suelo con adición de 1.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. ......................................................................................................................... 157 Tabla 66: CBR de un suelo con adición de 2.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. ........ 158 XIII Tabla 67: Tabla de correcciones del CBR del suelo con adición de 1.5% de sales cuaternarias de amonio líquido natural. ............................................................................................... 160 Tabla 68: Tabla de densidad –CBR del suelo con adición de 1.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. ......................................................................................................................... 160 Tabla 69: CBR al 100% y 95% .................................................................................................... 161 Tabla 70: Características del suelo natural. .................................................................................. 162 Tabla 71: Resultados de los Límites de consistencia. .................................................................. 163 Tabla 72: Máxima densidad seca y humedad óptima. ................................................................. 163 Tabla 73: Máxima densidad seca y CBR ..................................................................................... 165 Tabla 74: Clasificación de los suelos metodología AASTHO / SUCS / Rocamix. ..................... 192 Tabla 75: Advertencias. ................................................................................................................ 193 Tabla 76: Trabajos preparatorios en laboratorio. ......................................................................... 194 Tabla 77: Trabajos en obra. .......................................................................................................... 195 XIV Índice de figuras. Figura 1: Perfil del suelo (en geotecnia). ....................................................................................... 14 Figura 2: Rango de límite líquido y plástico para suelos de los grupos A -2, A-4, A-5, A-6, A-7 17 Figura 3: Rango de límite los grupos A -2, A-4. A-5, A-6, A-7 .................................................... 20 Figura 4: Diagrama de flujo para nombres de los grupos de grava y arena del suelo .................... 21 Figura 5: Diagrama de flujo de nombres de los grupos para limo inorgánico y suelos arcillosos . 22 Figura 6: Diagrama de flujo de nombres de los grupos para limoso orgánico y suelos arcillosos 23 Figura 7: Estructura de pavimentos ................................................................................................ 27 Figura 8: Estructura de un pavimento flexible ............................................................................... 28 Figura 9: Estructura de pavimento ................................................................................................. 29 Figura 10: Esquema de comportamiento de pavimentos flexibles y rígidos .................................. 30 Figura 11: Cargas distribuidas en un pavimento flexible y rígido ................................................. 30 Figura 12: Rangos granulométricos para materiales de sub base y base granular ......................... 34 Figura 13: Rangos granulométricos para materiales de sub base y base granular ......................... 35 Figura 14: Clasificacion de suelos AASTHO / SUCS / Rocamix.................................................. 48 Figura 15: Muestra del suelo .......................................................................................................... 54 Figura 16: Aparato Manual Para Límite Líquido ........................................................................... 55 Figura 17: Índice de plasticidad. .................................................................................................... 57 Figura 18: Molde cilíndrico de próctor modificado ....................................................................... 58 Figura 19: Curva de compactación del próctor modificado. .......................................................... 59 Figura 20: Determinación de CBR ................................................................................................. 60 Figura 21: Aparato de CBR ............................................................................................................ 61 Figura 22: Diseño de ingeniería .................................................................................................... 68 Figura 23: Balanza electrónica. ...................................................................................................... 82 Figura 24: Recipiente metálico. ..................................................................................................... 82 Figura 25: Agua potable. ................................................................................................................ 83 Figura 26: Cocina industrial para el secado de material. ............................................................... 83 Figura 27: Mezcladora grande. ....................................................................................................... 84 Figura 28: Badilejo. ........................................................................................................................ 84 Figura 29: Recipiente metálico. ..................................................................................................... 85 Figura 30: Envase para almacenar agua. ........................................................................................ 85 XV Figura 31: Acalanador. ................................................................................................................... 86 Figura 32: Copa de casagrande. ..................................................................................................... 86 Figura 33: Ranurador. .................................................................................................................... 87 Figura 34: Vidrio Grueso esmerilado. ............................................................................................ 87 Figura 35: Taras para almacenar muestras. .................................................................................... 88 Figura 36: Brocha. .......................................................................................................................... 88 Figura 37: Martillo de goma. .......................................................................................................... 89 Figura 38: Regla metálica. ............................................................................................................. 89 Figura 39: Bandeja. ........................................................................................................................ 90 Figura 40: Horno de secado.(T° = 110 °C +/- 5 °C) ...................................................................... 90 Figura 41: Serie de Tamices de mallas cuadradas. ......................................................................... 91 Figura 42: Martillo. ........................................................................................................................ 91 Figura 43: Espátula. ........................................................................................................................ 92 Figura 44: Tamiz #10 ..................................................................................................................... 92 Figura 45: Vástago. ........................................................................................................................ 93 Figura 46: Molde próctor. .............................................................................................................. 93 Figura 47: Regla metálica. ............................................................................................................. 94 Figura 48: Cantera Sencca – Poroy. ............................................................................................... 95 Figura 49: Método del cuarteo de la muestra. ................................................................................ 96 Figura 50: Toma de muestra de la cantera Sencca – Poroy. .......................................................... 96 Figura 51: Peso de la muestra para el porcentaje de humedad. ...................................................... 98 Figura 52: Cuarteo de muestra para análisis granulométrico. ...................................................... 100 Figura 53: Tamizado de material. ................................................................................................ 101 Figura 54: Porción representativa para límites líquido y plástico. ............................................... 103 Figura 55: Colocación de muestra en la copa Casagrande. .......................................................... 105 Figura 56: Elaboración de los cilindros de muestra. .................................................................... 105 Figura 57: Mezclado del aditivo con el suelo. ............................................................................. 108 Figura 58: Compactado del material. ........................................................................................... 108 Figura 59: Penetración de la muestra. .......................................................................................... 115 Figura 60: Curva granulométrica del material de la cantera de Sencca. ...................................... 126 Figura 61: Curva de fluidez. ......................................................................................................... 129 XVI Figura 62: Curva granulométrica- D10, D30 Y D60 ................................................................... 130 Figura 63: Diagrama de flujo para nombres de los grupos de arena del suelo. ........................... 131 Figura 64: Gráfica de próctor modificado para suelo natural. ..................................................... 134 Figura 65: Gráfica de proctor modificado para suelo adicionado con 0.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. ........................................................................................................... 136 Figura 66: Gráfica de proctor modificado para suelo adicionado con 1.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. ........................................................................................................... 138 Figura 67: Gráfica de proctor modificado para suelo adicionado con 1.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. ........................................................................................................... 140 Figura 68: Gráfica de proctor modificado para suelo adicionado con 2.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. ........................................................................................................... 142 Figura 69: Gráfica de la expansión del suelo natural. .................................................................. 147 Figura 70: Gráfica de penetración - esfuerzo del suelo natural. ................................................... 147 Figura 71:Gráfica de la densidad – CBR del suelo natural. ......................................................... 148 Figura 72: Gráfica de la expansión del suelo con adición 0.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. ........................................................................................................................ 150 Figura 73: Gráfica de penetración - esfuerzo del suelo con adición 0.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. ........................................................................................................... 150 Figura 74: Gráfica de la densidad – CBR del suelo con adición de 0.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. ........................................................................................................... 151 Figura 75: Gráfica de la expansión del suelo con adición de 1.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. ........................................................................................................................ 153 Figura 76: Gráfica de penetración - esfuerzo del suelo con adición de 1.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. ...................................................................................................... 153 Figura 77: Gráfica de la densidad – CBR del suelo con adición de 1.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. ........................................................................................................... 154 Figura 78: Gráfica de la expansión del suelo con adición de 1.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. ........................................................................................................................ 156 Figura 79: Gráfica de penetración - esfuerzo del suelo con adición de 1.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. ...................................................................................................... 156 XVII Figura 80: Gráfica de la densidad – CBR del suelo con adición de 1.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. ........................................................................................................... 157 Figura 81: Gráfica de la expansión del suelo con adición de 2.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. ........................................................................................................................ 159 Figura 82: Gráfica de penetración - esfuerzo del suelo con adición de 2.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. ...................................................................................................... 159 Figura 83: Gráfica de la densidad – CBR del suelo con adición de 2.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. ........................................................................................................... 160 Figura 84: Curva granulométrica del material de la cantera de Sencca. ...................................... 162 Figura 85: Densidad máxima seca del suelo. ............................................................................... 164 Figura 86: Contenido de humedad óptimo del suelo. ................................................................... 164 Figura 87: Comparación del CBR del suelo................................................................................. 165 Figura 88: CBR máximo del suelo. .............................................................................................. 166 Figura 89: Mezcla de la solución 1 .............................................................................................. 192 Figura 90: Mezcla de la solución 2 .............................................................................................. 192 1 Capítulo I: Planteamiento del problema. 1.1. Identificación del problema. 1.1.1. Descripción del problema. En los procesos de conformación de las diferentes capas que constituyen los pavimentos flexibles en nuestra región de Cusco, actualmente vienen realizándose de manera tradicional, sin que en ellas se utilicé nuevas tecnologías y/o metodologías, empleando material para sub - base de la cantera Sencca del distrito de Poroy, por lo cual ésta tesis pretende contribuir con el propósito de promover la utilización de nuevas tecnologías y/o metodologías, dentro de las cuales está la utilización de sales cuaternarias de amonio líquido como aditivo para la capa de sub – base en los pavimentos flexibles. Y como resultado del empleo de tecnología tradicional se observa que con el paso del tiempo se presenta daños dentro de la estructura del pavimento existiendo fallas de los pavimentos flexibles, de una inspección visual en campo se puede observar en gran proporción fallas como: piel de cocodrilo, peladuras, severidad moderada, y en menor proporción fallas como: fisuramientos, hundimientos, baches, etc. Según el manual de carreteras especificaciones técnicas generales para construcción EG-2013 y DG - 2018 publicado por el MTC, menciona que para la conformación de la sub base, y en caso de utilizar un material que no cumpla con los parámetros exigidos, se debe recurrir a la aplicación de cualquier método de estabilización descrito. Por lo tanto, se propone mejorar el material procedente de la cantera de Sencca del distrito de Poroy, adicionado con las sales cuaternarias de amonio líquido respecto al peso del suelo, para optimizar el valor de capacidad de soporte y densidad máxima de la base y sub base de un pavimento urbano. En la actualidad no existe un estudio de evaluación de las características geomecánicas del material de la cantera Sencca - Poroy para sub - base adicionado con sales cuaternarias de amonio líquido, por lo que no existe datos estadísticos que sirvan de referencia para la conformación de sub – base de las estructuras de los pavimentos utilizando este tipo de aditivo (Sales cuaternarias de amonio líquido). 2 1.1.2. Formulación del problema. 1.1.2.1. Formulación del problema general. ¿Cómo varia las características geomecánicas, tales como capacidad de soporte, densidad máxima seca, del material de la cantera Sencca – Poroy, adicionando sales cuaternarias de amonio líquido en concentraciones de 0?5%, 1.0%, 1.5%, 2.0%? 1.1.2.2. Formulación de los problemas específicos. 1.1.2.2.1. Problema específico N° 01. ¿Las características geomecánicas del material de la cantera Sencca – Poroy cumplen con las especificaciones técnicas de la Norma CE?010 (pavimentos urbanos) para ser utilizado como sub base del pavimento? 1.1.2.2.2. Problema específico N° 02. ¿Cuál será la capacidad de soporte (CBR, densidad máxima seca) del material de la cantera Sencca – Poroy para sub base, adicionando sales cuaternarias de amonio líquido en concentraciones de 0?5%, 1.0%, 1.5%, 2.0%, frente a un material sin adición? 1.1.2.2.3. Problema específico N° 03. ¿Cuál es la concentración óptima en porcentaje de las sales cuaternarias de amonio líquido que se debe de adicionar al material de la cantera Sencca – Poroy, para sub – base? 1.2. Justificación e importancia de la investigación. 1.2.1. Justificación técnica. La presente tesis busca evaluar, el comportamiento de las propiedades geomecánicas del material de la cantera de Sencca – Poroy, en estado natural con la finalidad de poder determinar, contenido de humedad, granulometría de los suelos, clasificación de suelos según la normativa AASHTO y SUCS, límite líquido, límite plástico, índice de plasticidad, densidad máxima seca, capacidad de carga. Asimismo, evaluar el comportamiento de la densidad máxima seca, capacidad de carga, adicionando sales cuaternarias de amonio liquido dentro del proceso de conformación de sub - base para pavimentaciones, verificando el cumplimiento de lo indicado en la normativa vigente del MTC – 2013, sección 402 de las Especificaciones Técnicas Generales para la Construcción de Carreteras con RD N° 22-2013-MTC/14, DG – 2018, ASTM, AASHTO, CE.010 para pavimentos urbanos, para sub - base. 3 La finalidad de la investigación, mediante los resultados obtenidos es mejorar la calidad de la sub - base dentro de las estructuras de pavimentos. Asimismo, estos resultados, servirán como pautas para futuras investigaciones relacionados al mejoramiento de sub - base, de esta manera se pueda garantizar la vida útil de las estructuras de pavimentos para los cuales fueron proyectadas estas estructuras. El análisis de las propiedades geomecanicas del material de la cantera Sencca - Poroy en estado natural, así como adicionando sales cuaternarias de amonio, está comprendido dentro del área de la geotecnia (suelos), que pertenece a una de las ramas de la Ingeniería Civil. 1.2.2. Justificación social. La investigación tendrá un impacto social, no solo en los profesionales entendidos del tema como son: docentes, estudiantes, profesionales de Ingeniería Civil, debido a que los resultados obtenidos con dicha investigación serán utilizados como datos estadísticos para futuras investigaciones. Así como también será en beneficio de toda la sociedad, ya que mediante la investigación se realizarán capas de sub - base acordes al diseño según la norma técnica peruana CE. 010, lo cual generará vías pavimentadas más duraderas con una mejor calidad de vida y un desarrollo económico sostenible para cada uno de los usuarios que usen vías con este tipo de sub – base, dentro de la estructura del pavimento. Es aplicable en nuestra sociedad, debido a que los resultados obtenidos por la presente investigación, servirán como pautas para los procesos de conformación de sub – base, en la ejecución de obras de pavimentación, ya que está orientado a mejorar la calidad de la sub - base dentro de las estructuras de los pavimentos y como consecuencia mejorar la calidad de vida a través de las mejoras económicas de todos los inmuebles que se encuentren alrededor de pavimentaciones que cuenten con este tipo de sub – base. 1.2.3. Justificación por vialidad. La investigación es viable, debido a que se cuenta con un laboratorio particular “UNITEST S.A.C” que cuenta con equipos bien calibrados, para realizar todos los ensayos de laboratorio que requiera esta investigación. Además, se cuenta con el material de la cantera Sencca – Poroy la disposición del material es inmediata ya que se cuenta con todas las facilidades de acceso hacia la cantera y la extracción del material será de manera voluntaria sin ningún tipo de restricciones. 4 Económicamente es viable, debido a que dicha investigación no requiere de un gran presupuesto, ya que se cuenta con los equipos y materiales para realizar todas las pruebas (ensayos de laboratorio) que requiere esta investigación y de esta manera obtener todos los resultados pertinentes para alcanzar los objetivos planteados para la presente investigación. 1.2.4. Justificación por relevancia. Se evaluará aspectos fundamentales como las propiedades geomecánicas, densidad máxima seca, capacidad de carga, del material de la cantera de Sencca – Poroy, adicionando sales cuaternarias de amonio líquido, en vista de que este material es utilizado en la conformación de sub - base. La investigación, impulsará la metodología de ensayos de cbr con muestras re moldeadas, para la determinación de la capacidad de carga de un suelo adicionando sales cuaternarias de amonio líquido. La presente tesis describirá el comportamiento del material de la cantera de Sencca – Poroy adicionando sales cuaternarias de amonio líquido, dentro de los procesos de conformación de sub - base para pavimentaciones. Asimismo, impulsará la utilización de nuevas tecnologías y/o metodologías en la conformación de sub – base. 1.3. Limitaciones de la investigación. 1.3.1. Limitaciones técnicas. La presente investigación, técnicamente está limitada a evaluar las características geomecánicas del suelo en estado natural, así mismo se evaluará la densidad máxima seca, capacidad de carga del material de la cantera de Sencca – Poroy adicionando sales cuaternarias de amonio líquido en concentraciones de 0.5 %, 1.0 %, 1.5 %, 2.0 %. 1.3.2. Limitaciones de material. La presente investigación, está limitada a emplear única y exclusivamente material de la cantera Sencca – Poroy para realizar todas las pruebas de laboratorio requeridas por dicha investigación. También está limitada en el empleo del aditivo ya que únicamente se emplea sales cuaternarias de amonio líquido. 5 1.3.3. Limitaciones de equipos. La presente investigación, requiere el uso exclusivo de equipos, que puedan realizar estudio de suelos, mas no se puede emplear equipos de concreto, hidráulica, pavimentos, etc. Los equipos de laboratorio empleados para la investigación son: juego de tamices, copa Casagrande, proctor modificado, balanza, horno, moldes para CBR todos estos equipos pertenecen a un laboratorio particular “UNITEST S.A.C” y se encuentran debidamente calibradas para realizar los ensayos. 1.3.4. Limitaciones de extensión. La presente investigación, está únicamente orientada a la capa de sub – base, más no es aplicable a las demás capas (sub – rasante, base, carpeta de rodadura, etc.) que conforman las estructuras de los pavimentos flexibles. 1.3.5. Limitaciones de especialidad. La presente investigación, su aplicación está limitada únicamente para el área de geotecnia (suelos) dentro de la rama de la Ingeniería Civil. 1.3.6. Limitaciones de normatividad. La presente investigación, está limitada normativamente debido a que, en esta investigación, únicamente se empleara la siguiente reglamentación:  Manual de diseño de carreteras DG-2018  Reglamento nacional de edificaciones.  Norma técnica CE.010 pavimentos urbanos.  Manual de carreteras especificaciones técnicas generales para construcción EG-2013 1.4. Objetivos de la investigación. 1.4.1. Objetivo general. Evaluar las características geomecánicas tales como capacidad de soporte (cbr), densidad máxima seca, humedad óptima y otros, del material de la cantera Sencca - Poroy, adicionando sales cuaternarias de amonio líquido en concentraciones de 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0%. 6 1.4.2. Objetivos específicos. 1.4.2.1. Objetivo específico N° 01. Evaluar si las características geomecanicas del material de la cantera de Sencca – Poroy, cumplen con las especificaciones técnicas de la norma CE.010 para ser utilizado como sub – base del pavimento flexible. 1.4.2.2. Objetivo específico N° 02. Evaluar la capacidad de soporte (cbr, densidad máxima seca) del material de la cantera de Sencca – Poroy para sub – base, adicionando sales cuaternarias de amonio líquido, en concentraciones de 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0%, frente a un material sin adición. 1.4.2.3. Objetivo específico N° 03. Evaluar la concentración optima en porcentaje de las sales cuaternarias de amonio líquido que se debe de adicionar al material de la cantera de Sencca – Poroy para sub – base. 7 Capítulo II: Marco teórico 2.1. Antecedentes de la tesis o investigación actual. 2.1.1. Antecedentes a nivel internacional. Título: “Influencia de la actividad de las arcillas en la estabilización de suelos con sales cuaternarias de amonio en Cuba” • Institución: Instituto Superior Politécnico José A. Echeverría (CUJAE) • Autores: Juan Mario Junco del Pino, Eduardo Tejeda Piusseaut • Lugar: Cuba • Fecha: 2014 Resumen: Como parte de las investigaciones que se realizan en Cuba con el empleo de sales cuaternarias de amonio, como aditivo para la estabilización de los suelos de subrasante de carreteras, denominado Sistema Rocamix, se muestran los resultados obtenidos con el producto en varios trabajos ejecutados, con diferentes suelos, clasificados todos dentro de los grupos A-6 o A-7 (según AASTHO); y en los cuales este tipo de estabilización ha sido apreciablemente efectiva. Se aprecia en los análisis realizados, que son evidentes los incrementos de la resistencia en los suelos arcillosos, sin embargo, estos aumentos no se logran siempre en la misma proporción, a pesar de que la carta de Plasticidad de Casagrande los clasifica dentro del mismo grupo. Se ha encontrado buena correlación entre el incremento de la resistencia a CBR y el Índice de Actividad de la Arcilla, lo que explica las diferencias encontradas en el aumento de resistencia. Conclusiones:  La estabilización química con el aditivo Rocamix, ha demostrado ser efectiva en los suelos con apreciable contenido de arcilla. La clasificación de estos suelos mediante la carta de plasticidad de Casagrande no ha sido suficiente para explicar los incrementos experimentados, siendo más adecuado considerar la carta de actividad de Polidori, que propone clasificar los suelos finos, añadiendo a los límites de consistencia, la actividad de las arcillas.  Se ha comprobado que se produce un evidente incremento en el índice de CBR, cuando se aplica el aditivo, y es posible poder predecir la variación esperada en la resistencia, ya que se ha encontrado una buena correlación entre el incremento de resistencia a CBR y el Índice de Actividad de la Arcilla. 8  De ahí que se recomiende determinar la actividad de los finos del suelo antes de acometer un trabajo de estabilización química con sales cuaternarias de amonio, por la influencia que tendrá este factor en el resultado final de la capacidad soporte del suelo estabilizado. Actualmente se continúa trabajando con cada suelo utilizado, para corroborar estas experiencias. Título: “Estabilización del suelo extraído de la cantera la manuela (Mariel) utilizando el sistema nuevo Rocamix líquido.” • Institución: Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría • Autores: Irene Mejica Alfonso • Lugar: Ciudad de La Habana - Cuba • Fecha: 2010 Resumen: En el siguiente trabajo se refleja el estudio y los resultados obtenidos en el tratamiento preliminar (estabilización o mejoramiento) de un suelo sobre el cual serán erigidas diferentes tipos de obras sociales, con la utilización de un estabilizador químico conocido como Nuevo ROCAMIX Líquido. Este estabilizador ha sido difundido en distintas partes del mundo debido a la eficiencia y los resultados favorables que se han obtenido luego de su aplicación. Basado en los ensayos de laboratorio realizados al suelo, se determinaron las propiedades físicas y mecánicas del mismo antes y después de aplicado el aditivo, con lo que se demuestra que el sistema Nuevo ROCAMIX Líquido aumenta considerablemente la resistencia del suelo y mejora sus propiedades mecánicas en general. De manera general, se abordan también otros tipos de estabilizadores que reflejan la gran variedad de formas en las que se ha tratado el suelo en el sector de la construcción. Conclusión:  Como ha podido comprobarse el suelo proveniente de la cantera La Manuela, que como se ha dicho, se encuentra en el Mariel es un suelo con un peso específico bastante bajo y según su clasificación es A-2-7(0). Como muestran los resultados obtenidos que mejoran considerablemente las propiedades mecánicas del mismo con la aplicación del aditivo. Aumentan significativamente los valores del Índice de soporte, de resistencia a compresión axial, así como disminuye la capilaridad de la muestra. Resulta muy interesante, según la opinión del autor, que al aplicar el aditivo Nuevo ROCAMIX Líquido, puede apreciarse, 9 simplemente al tacto o por simple inspección visual la dureza de las probetas, así como el cambio de coloración en cada muestra preparada.  De esta forma, se demuestra que el producto Nuevo ROCAMIX Líquido es capaz de mejorar notablemente las propiedades del suelo de la cantera La Manuela del municipio Mariel, cumpliéndose así las hipótesis planteadas en esta investigación. 2.1.2. Antecedentes a nivel nacional. Título: “Efecto del aditivo Rocamix sobre la capacidad de resistencia de un suelo arcilloso empleado como material de subrasante”  Institución: Universidad Nacional de Ingeniería.  Autores: Heidy Sotolongo Hernandez.  Lugar: Lima  Fecha: 2012 Resumen. El trabajo trata sobre la estabilización química de un suelo arcilloso, utilizando el sistema Rocamix, técnica utilizada internacionalmente para el mejoramiento de los suelos, que ofrece ventajas económicas y un incremento significativo de la resistencia. Particularmente se aplicaron dos proporciones diferentes de Rocamix, al 50% y al 100% de la dosis que usualmente se ha aplicado en trabajos precedentes, estableciéndose una comparación entre los resultados obtenidos con estas dos variantes, para tener una referencia para futuros trabajos de estabilización. Se concluye sobre los efectos provocados en el suelo, en relación con el incremento de resistencia, obtenidos con estas dos variantes en el mejoramiento de una subrasante. Conclusiones.  Seguir trabajando en las diferentes dosis con vistas a buscar reservas que pudiesen satisfacer los logros que se requieren.  Resultados de absorción capilar más económicos y que logren mejores resultados.  Cuando se trabaje con el estabilizador Rocamix, identificar valores de la actividad de la arcilla por la importancia de esto en los resultados.  Se aumentó el valor de CBR cumpliendo con las exigencias para subrasantes.  El espesor de subrasante disminuye con el suelo estabilizado. 10 Título: “Estabilización de talud con sistema ErdoX en taludes de carreteras”  Institución: Pontificia Universidad Católica del Perú.  Autores: César Augusto Urteaga Posadas  Lugar: Lima  Fecha: 2017 Resumen: En el país se presentan frecuentemente problemas de inestabilidad de taludes, esto debido al accidentado relieve existente en diversas zonas del país, además de las fallas geológicas que puedan existir en determinadas zonas; en algunos casos representan peligro para alguna determinada población, por lo cual es necesario que sean intervenidos por medio de sistemas constructivos adecuados para las características que se presenten en cada caso. El sistema ErdoX es un sistema nuevo en Perú para la contención de taludes, el cual presenta ventajas sobre la mayoría de métodos usados; por sus características, presenta similitudes con el sistema Terramesh (uno de los más usados en el país para la contención de taludes). En el proyecto de tesis, se presenta este nuevo sistema constructivo, sus características y procedimiento constructivo, asimismo los costos y rendimientos; los cuales son comparados con los sistemas de contención de taludes más usados en el país para poder apreciar los beneficios y ventajas que se pueden obtener con el sistema ErdoX, principalmente en los dos últimos, ya que estos son factores importantes a considerar al momento de elegir el sistema constructivo más adecuado para un determinado proyecto. Conclusiones:  Al ser este un sistema nuevo en el país, es muy poco conocido, por lo que se debería difundir más su uso, debido a los beneficios mencionados, en especial porque no solo favorece a la empresa constructora en costos y rendimientos, sino que también tiene impactos positivos para el medio ambiente y los pobladores de las zonas afectadas.  En el caso del sistema Terramesh, como en el de otros sistemas de contención de taludes similares, es necesario transportar material estructural de mejores características para garantizar el correcto funcionamiento del sistema; sin embargo, si se encuentra en un proyecto en el cual transportar material de buena calidad implica no solo elevar los costos, sino que también se ven afectados los plazos por la lejanía de canteras que cuenten con material de las características 56 necesarias. En este tipo de casos se resalta el beneficio del sistema ErdoX que no necesita transportar material de mejores características para la mayoría de casos. 11  Los costos por m² de cada tipo de elemento ErdoX no varían significativamente, por lo que, al analizar una inestabilidad de talud, es mejor optar por los modelos reforzados, para así poder colocar la menor cantidad de elementos posible para asegurar la estabilidad del talud.  El sistema, por lo general, no presenta complicaciones, al contactar con la empresa Odebrecht en el proyecto de la carretera IIRSA Sur, en los aproximadamente 15 casos de inestabilidad solucionados con este sistema, no se presentó ninguna complicación. 2.1.3. Antecedentes a nivel local. Título: “Análisis de la Capacidad de Soporte (CBR) de la sub base para pavimentos flexibles estabilizada con Termoplástico Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS)" • Institución: Universidad Andina del Cusco. • Autores: Carol Sharmely Alarcón Nina, Jhonatan Zamalloa Bohorquez. • Lugar: Cusco • Fecha: 2016 Resumen: El presente tema de investigación intenta desarrollar y demostrar la influencia que tiene la adición del termoplástico Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS) como estabilizador al material granular de Sub base con un CBR = 51.04 % para pavimentos flexibles; de esta manera se agregaron diferentes porcentajes de termoplástico ABS: 1.5%; 2.5%; 3.5% y 4.5% del peso seco del material. De este modo, actuando en conjunto el material adicionado con dicho estabilizador (ABS); el pavimento logrará disipar las cargas impuestas por el tráfico (esfuerzos verticales) contribuyendo a nuestro objetivo principal que es incrementar su capacidad de soporte (CBR) y así evitar fallas por deformación permanente del pavimento además de dotar a la estructura un mayor tiempo de vida útil. La razón por la que se optó por utilizar este aditivo para la presente investigación no fue solo por sus favorecedoras propiedades físicas y químicas, sino también por el interés de saber cómo actuará en suelos este tipo de plástico con fines ingenieriles. Además, que con el creciente mercado de las impresiones 3D y siendo el ABS el material que se usa para realizarlas, es muy probable que en el futuro tengamos muchos desechos de este material, es por eso que se busca un modo de reutilizar los mismos. 12 Para el desarrollo experimental del trabajo de investigación los elementos que conformaron nuestro diseño de Sub base fueron agregados de la cantera de Quillahuata y el termoplástico ABS (esferas con un diámetro de 3 mm) como agente estabilizante; todo esto para analizar la capacidad de soporte del material sub base. De esta forma concluimos que al adicionar el termoplástico ABS a partir de la dosificación de 2.5% del peso seco del material se reveló un mayor incremento de CBR en relación al material de Sub base sin aditivo. Conclusiones:  La adición del termoplástico ABS en porcentajes 2.5%, 3.5% y 4.5% optimiza considerablemente la capacidad de soporte (% CBR), así mismo la densidad.  Debido a que la curva granulométrica no se encuentra dentro de los límites establecidos en la curva granulométrica dada por el Ministerio de Transportes y Comunicaciones, así mismo los valores obtenidos en los ensayos de consistencia son superiores a los establecidos por el MTC.  Ya que se observa que la densidad es inversamente proporcional a la adición de aditivo ABS.  La capacidad de soporte del material de Sub base convencional se ve incrementada con la adición de 4.5% de ABS. Ya que existe incertidumbre en saber si el porcentaje óptimo es de 4.5% de ABS, puesto que el presente tema de investigación no consideró mayores porcentajes a los establecidos y es por ello que se sugiere continuar con el análisis del material de Sub base de la cantera de Quillahuata adicionando mayores porcentajes de termoplástico ABS mayores a 4.5% y menores a 6%. Título: Análisis del sistema Rocamix para la impermeabilización de suelos, en las presas Pituccocha y Yanamancha del distrito de Huarocondo provincia Anta" • Institución: Universidad San Antonio Abad del Cusco. • Autores: Saida Suarez Ríos. • Lugar: Cusco • Fecha: 2015 Resumen: El suelo en muchas ocasiones no cuenta con las propiedades ingenieriles para ser utilizado en la construcción y es por esto que se acude a la técnica de estabilización de suelos, con el objetivo de mejorar las propiedades tanto físicas como mecánicas del suele. Esta Tesis de Investigación, se desarrolla sobre la base de un suelo limo arcilloso y por sectores con presencia de yesos y calizas 13 de la Formación Maras con el objetivo de determinar su comportamiento cuando es estabilizado con el Sistema ROCAMIX líquido, siendo necesario estudiar las características de estos suelos, mediante la utilización de ensayos de laboratorio. Conclusiones:  En conclusión, se analizaron para el suelo en su estado natural, la granulometría, la plasticidad, la humedad y el peso específico seco máximo para la Energía de compactación del Proctor modificado, la resistencia a la compresión simple, la resistencia a corte directo y el comportamiento del suelo en el ensayo a ascensión capilar.  Para el suelo estabilizado con el Sistema ROCAMIX líquido se determinó la variación de la resistencia a compresión simple, al corte directo y la ascensión capilar. En el suelo de la formación maras cuando se somete al proceso de estabilización con el Sistema ROCAMIX líquido se evidencia un incremento en la resistencia a la compresión simple, mientras que los parámetros de resistencia a cortante (cohesión y fricción), aumentan notoriamente. 2.2. Aspectos teóricos pertinentes. 2.2.1. Suelo. 2.2.1.1. Definición de suelo. Desde el punto de vista de la ingeniería, suelo es el sustrato físico sobre el que se realizan las obras, del que importan las propiedades físico-químicas, especialmente las propiedades mecánicas. Se diferencia del término roca al considerarse específicamente bajo este término un sustrato formado por elementos que pueden ser separados sin un aporte significativamente alto de energía. (Crespo Villalaz, 2004, pág. 18) Se considera el suelo como un sistema multi - fase formada por:  Fase sólida, que constituyen el esqueleto de la estructura del suelo.  Fase líquida (generalmente agua).  Fase gaseosa (generalmente aire) espacios vacíos (Juárez Badillo & Rico Rodriguez, 2005, pág. 51) La fase líquida y gaseosa del suelo suelen comprenderse en el Volumen de Vacíos, mientras que la fase sólida constituye el Volumen de Sólidos. (Juárez Badillo & Rico Rodriguez, 2005, pág. 51). 14 Figura 1: Perfil del suelo (en geotecnia). Fuente: Duque Escobar & Escobar Potes, 2002, pág. 3 2.2.1.2. Origen y formación de los suelos. La corteza terrestre es atacada principalmente por el aire y las aguas, siendo los medios de acción de estas sustancias sumamente variados. Sin embargo, en último análisis, todos los mecanismos de ataque pueden incluirse en dos grupos: desintegración mecánica y descomposición química. (Juárez Badillo & Rico Rodriguez, 2005, pág. 34) El término desintegración mecánica se refiere a la intemperización de las rocas por agentes físicos, tales como cambios periódicos de temperatura, acción de la congelación del agua en las juntas y grietas de las rocas, efectos de organismo, plantas, etc. Por estos fenómenos las rocas llegan a formar arenas, limos y sólo en casos especiales de arcillas. (Juárez Badillo & Rico Rodriguez, 2005, pág. 34) Por descomposición química se entiende la acción de agentes que atacan las rocas modificando su constitución mineralógica o química. El principal agente es desde luego, el agua y los mecanismos de ataque más importantes son la oxidación, la hidratación y la carbonatación. Todos los efectos anteriores suelen acentuarse con los cambios de temperatura, por lo cual es frecuente encontrar formaciones arcillosas de importancia en zonas húmedas y cálidas, mientras que son típicas de zonas más frías formaciones arenosas o limosas, más gruesas. (Juárez Badillo & Rico Rodriguez, 2005, pág. 34). 15 2.2.1.3. Clasificación de suelos. 2.2.1.3.1. Sistema de clasificación AASHTO. Este sistema de clasificación de suelos fue desarrollado en 1929 como el Sistema de Clasificación de Administración de Carreteras. El sistema de clasificación AASHTO utilizado actualmente se muestra en la tabla N° 01. De acuerdo con este sistema el suelo se clasifica en siete grupos principales: A-1 a A-7. Los suelos que clasifican en los grupos A-1, A-2 y A-3 son materiales granulares, donde el 35% o menos de las partículas pasan a través del tamiz núm. 200. Los suelos donde más de 35% pasa a través del tamiz núm. 200 se clasifican en los grupos A-4, A-5, A-6 y A- 7. Éstos son principalmente limo y materiales del tipo de arcilla. (Das Braja, 2001, pág. 78) El sistema de clasificación se basa en los siguientes criterios:  Tamaño de grano grava: Fracción que pasa el tamiz de 75 mm y es retenida en el tamiz núm.10 (2 mm). (Das Braja, 2001, pág. 80)  Tamaño de arena: Fracción que pasa el tamiz núm. 10 (2 mm) y es retenida en el tamiz # 200 (0.075 mm). (Das Braja, 2001, pág. 80)  Tamaño de limo y arcilla: Fracción que pasa el tamiz núm. 200. (Das Braja, 2001, pág. 80)  Plasticidad: El término limoso se aplica cuando las fracciones finas del suelo tienen un índice de plasticidad de 10 o menos. El término arcilloso se aplica cuando las fracciones finas tienen un índice de plasticidad de 11 o más. (Das Braja, 2001, pág. 80) Si se encuentran cantos y guijarros (tamaño mayor a 75 mm), se excluyen de la porción de la muestra de suelo en el que se hizo la clasificación. Sin embargo, se registra el porcentaje de este tipo de material. (Das Braja, 2001, pág. 80) 16 Tabla 1: Sistema de clasificación AASHTO Fuente: Das Braja, 2001, pág. 79 17 Para clasificar un suelo de acuerdo con la tabla N° 01, los datos de prueba se aplican de izquierda a derecha. Por proceso de eliminación, el primer grupo de la izquierda en la que quepan los datos de prueba es la clasificación correcta. La figura N° 02 muestra un gráfico del rango del límite líquido y el índice de plasticidad de los suelos que se dividen en los grupos A-2, A-4, A-5, A-6 y A-7. (Das Braja, 2001, pág. 80) 70 60 50 40 A - 7 - 6 30 A - 2 - 6 20 A - 6 A - 2 - 7 10 A - 7 - 5 A - 2 - 4 A - 2 - 5 0 A - 4 A - 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Limite Liquido Figura 2: Rango de límite líquido y plástico para suelos de los grupos A -2, A-4, A-5, A-6, A-7 Fuente: Das Braja, 2001, pág. 80 Para la evaluación de la calidad de un suelo como un material de sub - base para carretera, también se incorpora un número llamado índice de grupo (IG) a los grupos y subgrupos del suelo. Este número se escribe entre paréntesis después de la designación del grupo o subgrupo. El índice de grupo está dado por la siguiente ecuación: (Das Braja, 2001, pág. 81) IG = (F – 35) [0.2 + 0.005(LL – 40)] + 0.01 (F – 15) (PI – 10) Dónde: IG = (F – 35) [0.2 + 0.005(LL – 40)] + 0.01 (F – 15) (PI – 10) F = porcentaje pasado por el tamiz núm. 200 LL = límite líquido. PI = índice de plasticidad. Indice de Plasticidad 18 A continuación, se presentan algunas reglas para la determinación del índice de grupo:  Si la ecuación da un valor negativo para IG (Índice de grupo), se toma como 0.  El índice de grupo calculado a partir de la ecuación, se redondea al número entero más próximo.  No hay límite superior para el índice de grupo.  El índice de grupo de los suelos que pertenecen a los grupos A-1-a, A- 1-b, A-2-4, A-2-5 y A- 3 siempre es 0.  Al calcular el índice de grupo para suelos que pertenecen a los grupos A-2-6 y A-2-7, utilice el índice de grupo parcial para PI, o IG. (Das Braja, 2001, pág. 81) 2.2.1.3.2. Sistema unificado de clasificación de suelos (SUCS) Se menciona que la forma original de este sistema fue propuesta por Casagrande en 1948. El sistema unificado de clasificación se presenta en la tabla N° 02 y clasifica los suelos en dos grandes categorías: (Das Braja, 2001, pág. 82) 1. Suelos de grano grueso que son de grava y arena en estado natural con menos de 50% que pasa a través del tamiz núm. 200. Los símbolos de grupo comienzan con un prefijo de G o S. G es para el suelo de grava o grava, y S para la arena o suelo arenoso. (Das Braja, 2001, pág. 82) 2. Suelos de grano fino con 50% o más que pasa por el tamiz núm. 200. Los símbolos de grupo comienzan con un prefijo de M, que es sinónimo de limo inorgánico, C para la arcilla inorgánica y O para limos orgánicos y arcillas. El símbolo Pt se utiliza para la turba, lodo y otros suelos altamente orgánicos. (Das Braja, 2001, pág. 82) Otros símbolos que también se utilizan para la clasificación son:  W: bien graduado.  P: mal graduado.  L: baja plasticidad (límite líquido menor de 50)  H: alta plasticidad (límite líquido mayor de 50) (Das Braja, 2001, pág. 82) 19 Tabla 2: Sistema unificado de clasificación de suelo - SUCS (basado en el material que pasa por el tamiz N° 75) Fuente: Das Braja, 2001, pág. 83 20 En suelos granulares la gradación, expresada numéricamente, la da el coeficiente de uniformidad Cu con el coeficiente de curvatura Cc. (Das Braja, 2001, pág. 83) 𝐷60 𝐷 2 30 𝐶𝑢 > 4 𝑎 6 𝐶𝑢 = ; 𝐶𝑐 = → 𝐵𝑖𝑒𝑛 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑎𝑑𝑜 𝑐𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 { 𝐷10 𝐷10∗ 𝐷60 1 < 𝐶𝑐 < 3 Cuanto más alto sea Cu, mayor será el rango de tamaños del suelo. Los Di; i = 10, 30, 60 son los tamaños de las partículas, para el cual el i % del material es más fino que ese tamaño. (Das Braja, 2001, pág. 84) Para una clasificación adecuada se debe considerarse: 1. Porcentaje de grava, esto es, la fracción que pasa el tamiz de 76.2 mm y retenida en el tamiz núm. 4 (4.75 mm de apertura) 2. El porcentaje de arena, es decir, la fracción que pasa el tamiz núm. 4 (4.75 mm de apertura) y es retenida en el tamiz núm. 200 (0.075 mm de apertura) 3. El porcentaje de limo y arcilla, esto es, la fracción más fina que el tamiz núm. 200 (0.075 mm de abertura) 4. El coeficiente de uniformidad (Cu) y el coeficiente de curvatura (Cc) 5. El límite líquido y el índice de plasticidad de la porción de suelo que pasa el tamiz N° 40. CH 70 u OH 60 CL 50 u 40 OL 30 MH 20 u CL - ML ML 10 OH u OL 10 16 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Limite Liquido Figura 3: Rango de límite los grupos A -2, A-4. A-5, A-6, A-7 Fuente: Das Braja, 2001, pág. 84 Indice de Plasticidad 21 Simbolo del Nombre del Grupo grupo < 15 % de arena Grava bien graduada GW ≥ 15 % de arena Grava bien graduada con arena < 15 % de arena Grava mal graduada GP ≥ 15 % de arena Grava mal graduada con arena < 15 % de arena Grava bien graduada con limo GW - GM ≥ 15 % de arena Grava bien graduada con limo y arena < 15 % de arena Grava bien graduada con arcilla (o arcilla limosa) GW - GC ≥ 15 % de arena Grava bien graduada con arcilla y arena (o arcilla limosa y arena) < 15 % de arena Grava mal graduada con limo GP - GM ≥ 15 % de arena Grava mal graduada con limo y arena < 15 % de arena Grava mal graduada con arcilla (o arcilla limosa) GP - GC ≥ 15 % de arena Grava mal graduada con arcilla y arena (o arcilla limosa y arena) < 15 % de arena Grava limosa GM ≥ 15 % de arena Grava limosa con arena < 15 % de arena Grava arcillosa GC ≥ 15 % de arena Grava arcillosa con arena < 15 % de arena Grava limo arcillosa GC - GM ≥ 15 % de arena Grava limo arcillosa con arena < 15 % de arena Arena bien graduada SW ≥ 15 % de arena Arena bien graduada con grava < 15 % de arena Arena mal graduada SP ≥ 15 % de arena Arena mal graduada con grava < 15 % de arena Arena bien graduada con limo SW - SM ≥ 15 % de arena Arena bien graduada con limo y grava < 15 % de arena Arena bien graduada con arcilla (o arcilla limosa) SW - SC ≥ 15 % de arena Arena bien graduada con arcilla y grava (o arcilla limosa y arena) < 15 % de arena Arena mal graduada con limo SP - SM ≥ 15 % de arena Arena mal graduada con limo y grava < 15 % de arena Arena mal graduada con arcilla (o arcilla limosa) SP - SC ≥ 15 % de arena Arena mal graduada con arcilla y Grava (o arcilla limosa y arena) < 15 % de arena Arena limosa SM ≥ 15 % de arena Arena limosa con grava < 15 % de arena Arena arcillosa SC ≥ 15 % de arena Arena arcillosa con grava < 15 % de arena Arena limo arcillosa SC - SM ≥ 15 % de arena Arena limo arcillosa con grava Figura 4: Diagrama de flujo para nombres de los grupos de grava y arena del suelo Fuente: Das Braja, 2001, pág. 85 22 Simbolo del grupo Nombre del grupo < 30 % mas < 15 % mas num. 200 Arcilla mal gradada PI > 7 y num. 200 % de arena ≥ % de grava Arcilla mal gradada con arena graficos sobre 15 - 29 % mas num. 200 CL % de arena < % de grava Arcilla mal gradada arenosa o arriba de la < 15 % de grava Arcilla mal gradada arenosa con grava linea A ≥ 30% mas % de arena ≥ % de grava ≥ 15 % de grava Arcilla mal gradada gravosa num. 200 < 15 % de arena Arcilla magra gravosa % de arena < % de grava ≥ 15 % de arena Arcilla magra gravosa con arena < 30 % mas < 15 % mas num. 200 Arcilla limosa 4 ≤ PI ≤ 7 y Inorganico num. 200 % de arena ≥ % de grava Arcilla limosa con arena graficos sobre 15 - 29 % mas num. 200 CL - ML % de arena < % de grava Arcilla limosa con grava o arriba de la < 15 % de grava Arcilla limo arenosa linea A ≥ 30% mas % de arena ≥ % de grava ≥ 15 % de grava Arcilla limo arenosa con grava num. 200 < 15 % de arena Arcilla limosa cubierta de grava % de arena < % de grava ≥ 15 % de arena arcilla grava limosa con arena LL < 50 < 30 % mas < 15 % mas num. 200 Limo PI < 4 o num. 200 % de arena ≥ % de grava Limo con arena 15 - 29 % mas num. 200 graficos ML % de arena < % de grava Limo con grava debajo de la < 15 % de grava Limo arenosa ≥ 30% mas % de arena ≥ % de grava linea A ≥ 15 % de grava Limo arenosa con grava num. 200 < 15 % de arena Limo gravosa % de arena < % de grava ≥ 15 % de arena Limo gravosa con arena Organico LL - seco < 0.75 OL LL - no seco < 30 % mas < 15 % mas num. 200 Arcilla gruesa num. 200 % de arena ≥ % de grava Arcilla gruesa con arena Graficos PI 15 - 29 % mas num. 200 CH % de arena < % de grava Arcilla gruesa con grava sobre o arriba < 15 % de grava Arcilla gruesa arenosa de la linea A ≥ 30% mas % de arena ≥ % de grava ≥ 15 % de grava Arcilla gruesa arenosa con grava num. 200 < 15 % de arena Arcilla gruesa gravosa % de arena < % de grava Inorganico ≥ 15 % de arena Arcilla gruesaa gravosa con arena < 30 % mas < 15 % mas num. 200 Limo clasico num. 200 % de arena ≥ % de grava Limo clasico con arena PI graficos 15 - 29 % mas num. 200 MH % de arena < % de grava Limo clasico con grava sobre o arriba LL > 50 < 15 % de grava Limo clasico arenoso de la linea A ≥ 30% mas % de arena ≥ % de grava ≥ 15 % de grava Limo clasico arenoso con grava num. 200 < 15 % de arena Limo clasico gravoso % de arena < % de grava ≥ 15 % de arena Limo clasico gravoso con arena Organico LL - seco < 0.75 OH LL - no seco Figura 5: Diagrama de flujo de nombres de los grupos para limo inorgánico y suelos arcillosos Fuente: Das Braja, 2001, pág. 86 23 Simbolo de grupo Nombre de grupo PI ≥ 4 y < 30 % < 15 % mas num. 200 Arcilla organica graficos mas num. % de arena ≥ % de grava Arcilla organica con arena 15 - 29 % mas num. 200 sobre o 200 % de arena < % de grava Arcilla organica con grava arriba de la < 15 % de grava Arcilla organica arenosa % de arena ≥ % de grava linea A ≥ 30% ≥ 15 % de grava Arcilla organica arenosa con grava mas num. < 15 % de arena Arcilla organica gravosa % de arena < % de grava OL 200 ≥ 15 % de arena Arcilla organica gravosa con arena < 30 % < 15 % mas num. 200 Limo organico PI < 4 o mas num. % de arena ≥ % de grava Limo organico con arena graficos 15 - 29 % mas num. 200 200 % de arena < % de grava Limo organico con grava abajo de la < 15 % de grava Limo organico arenoso linea A % de arena ≥ % de grava ≥ 30% ≥ 15 % de grava Limo organico arenoso con grava mas num. < 15 % de arena Limo organico gravoso % de arena < % de grava 200 ≥ 15 % de arena Limo organico gravoso con arena Graficos < 30 % < 15 % mas num. 200 Arcilla organica sobre o mas num. % de arena ≥ % de grava Arcilla organica con arena 15 - 29 % mas num. 200 arriba de la 200 % de arena < % de grava Arcilla organica con grava linea A < 15 % de grava Arcilla organica arenosa % de arena ≥ % de grava ≥ 30% ≥ 15 % de grava Arcilla organica arenosa con grava mas num. < 15 % de arena Arcilla organica gravosa % de arena < % de grava OH 200 ≥ 15 % de arena Arcilla organica gravosa con arena < 30 % < 15 % mas num. 200 Limo organico mas num. % de arena ≥ % de grava Limo organico con arena Graficos 15 - 29 % mas num. 200 200 % de arena < % de grava Limo organico con grava abajo de la < 15 % de grava Limo organico arenoso linea A % de arena ≥ % de grava ≥ 30% ≥ 15 % de grava Limo organico arenoso con grava mas num. < 15 % de arena Limo organico gravoso % de arena < % de grava 200 ≥ 15 % de arena Limo organico gravoso con arena Figura 6: Diagrama de flujo de nombres de los grupos para limoso orgánico y suelos arcillosos Fuente: Das Braja, 2001, pág. 87 24 2.2.1.4. Compactación de suelos. Se entenderá por compactación al proceso mecánico mediante el cual se disminuye los vacíos dentro de una masa de suelo, obligando a las partículas sólidas a ponerse en contacto más íntimo entre sí. El sistema de partículas constituye a la fase sólida del suelo y, los espacios encerrados corresponden a la fase fluida. (Ministerio de Transportes y Comunicaciones, 2013) En la construcción de terraplenes de carreteras, presas de tierra y muchas otras estructuras de ingeniería, los suelos sueltos deben ser compactados para aumentar sus pesos unitarios. La compactación aumenta las características de resistencia de los suelos, incrementando de este modo la capacidad de carga de las cimentaciones construidas sobre ellos. La compactación también disminuye la cantidad de solución no deseada de las estructuras y aumenta la estabilidad de los taludes de los terraplenes. (Braja M Das, 2013, pág. 91) Para efectos de la compactación, los suelos se dividen en dos grupos, suelos granulares y suelos finos. En la siguiente tabla se muestra las características entre cada tipo de suelo y el método de compactación recomendado para cada uno. Tabla 3: Tipo de suelo con su respectivo método de compactación Tipo de suelo con su respectivo método de compactación Tipo de Suelo Características Compactación Suelo formado por gravas y Se compactan secos o con Suelo granular. arenas limpias o con pocos abundante agua. finos. (Menores a 5%) Se compactan con humedad. La humedad optima se determina con el ensayo proctor. Suelo gravosos o arenosa con más de un 12 % de finos, o bien, suelo Suelo fino. netamente fino. Fuente: Ministerio de Transportes y Comunicaciones, 2013 25 Las especificaciones para la compactación en terreno exigen la obtención de una densidad mínima, que es un mínimo porcentaje de la densidad máxima que se obtiene en laboratorio. Es muy común exigir por lo menos el 95% del Proctor Modificado. 2.2.1.4.1. Factores que determinan el grado de compactación. La densidad final que se alcanza en un suelo, depende de varios factores. Entre los principales se pueden mencionar, la humedad, la energía de compactación aplicada y el tipo de suelo de que se trate. (Comunicaciones M. d., 2011) A. Efecto del agua: Si el suelo que contiene finos plásticos, se somete a un proceso de compactación, y se miden las densidades obtenidas para diferentes contenidos de agua (humedad), manteniendo constantes la energía de compactación, se obtiene la curva típica densidad-humedad, que se indica en el grafico densidad - humedad. B. Energía de compactación: A mayor energía de compactación aplicada se logrará una mayor densidad máxima, y una correspondiente menor humedad óptima. C. Tipo de suelo: El tipo del suelo es un factor determinante en la densidad que se logre en un proceso de compactación. Su valor queda determinado en gran medida por características tales como su peso específico, textura, forma de sus partículas, plasticidad, etc. Al compactar un suelo se obtiene: • Mayor densidad, por lo que tendremos una mejor distribución de fuerzas que actúan sobre el suelo. • Mayor estabilidad, pues al no compactar un suelo se tendrán asentamientos desiguales por lo tanto inestabilidad de la estructura. • Disminución de la contracción del suelo, al existir espacios vacíos, provocando en suelos arcillosos la contracción y dilatación del suelo y por último ocasionará una disminución de los asentamientos. Para asegurar una buena compactación deben realizarse pruebas de terreno, para definir qué equipo será el mejor para el tipo de material, el espesor de capas, el número de pasadas para cumplir con todas las especificaciones técnicas de densidad seca. (Ravines Merino, 2010) Los factores que intervienen en el proceso de compactación de los suelos son: • Las características físicas de los suelos. • El equipo de compactación. 26 • La forma de empleo del equipo seleccionado para un tipo de suelo en particular. 2.2.2. Pavimentos. 2.2.2.1. Definición de pavimentos. El pavimento es un sistema estructural a base de capas que le dan las propiedades y resistencias necesarias para cumplir con las solicitaciones funcionales y estructurales. A nivel de capacidad funcional, debe poseer una calidad aceptable en la carpeta de rodadura, una adecuada fricción superficial, una buena geometría por seguridad, y determinado aspecto estético. A nivel estructural debe soportar las solicitaciones a las que se somete todo el paquete estructural (base, sub base y sub rasante), teniendo en cuenta las cargas impuestas por el tránsito y las condiciones ambientales. (Coronado, 2002) El pavimento es una estructura de varias capas construida sobre la sub rasante del camino para resistir y distribuir esfuerzos originados por los vehículos y mejorar las condiciones de seguridad y comodidad para el tránsito. Por lo general, está conformada por capa de rodadura, base y sub base. (Ministerio de Economía y Finanzas, 2015, pág. 13) A. Capa de rodadura: Es la parte superior de un pavimento, que puede ser de tipo bituminoso (flexible) o de concreto de cemento portland (rígido) o de adoquines, cuya función es sostener directamente el tránsito. (Ministerio de Economía y Finanzas, 2015, pág. 13) B. Base: Es la capa inferior a la capa de rodadura, que sostiene, distribuye y trasmite las cargas ocasionadas por el tránsito. Esta capa será de material granular drenante (CBR > 80%) o será tratada con asfalto, cal o cemento. (Ministerio de Economía y Finanzas, 2015, pág. 13) C. Sub base: Es una capa de material especificado y con un espesor de diseño, el cual soporta a la base y a la carpeta. Además, se utiliza como capa de drenaje y controlador de la capilaridad del agua. Dependiendo del tipo, diseño y dimensionamiento del pavimento, esta capa puede obviarse. Esta capa puede ser de material granular (CBR > 40%) o tratada con asfalto, cal o cemento. (Ministerio de Economía y Finanzas, 2015, pág. 13) Un punto importante es la capacidad de drenaje que todas las capas deben tener. Este es un proceso mediante el cual el agua de infiltración superficial o agua de filtración subterránea es removida de los suelos por medios naturales o artificiales. El drenaje es uno de los factores más importantes en el diseño de carreteras, pues el agua tiene efectos altamente perjudiciales en la estructura, adonde 27 ingresa a través de las grietas, juntas, bermas o como agua subterránea por el nivel freático; reduciendo la resistencia de las capas granulares como son la base y sub base y hasta del suelo de sub rasante. (AASHTO, 1998) (Ravines Merino, 2010, pág. 04) Figura 7: Estructura de pavimentos Fuente: Instituto Mexicano del Cemento y Concreto, 2005 2.2.2.2. Características que debe de reunir un pavimento. Un pavimento para cumplir adecuadamente sus funciones debe reunir los siguientes requisitos: • Ser resistente a la acción de las cargas impuestas por el tránsito. • Ser resistente ante los agentes de intemperismo. • Debe ser durable. • Presentar condiciones adecuadas respecto al drenaje. • El ruido de rodadura, en el interior de los vehículos que afectan al usuario, así como en el exterior, que influye en el entorno, debe ser adecuadamente moderado. • Debe ser económico. • Debe poseer el color adecuado para evitar reflejos y deslumbramientos, y ofrecer una adecuada seguridad al tránsito. (Montejo Fonseca, 2002, págs. 01 - 02). 2.2.2.3. Clasificación del pavimento. Los tipos de pavimento son los siguientes: • Pavimentos flexibles. • Pavimentos semirrígidos. • Pavimentos rígidos. 28 2.2.2.3.1. Pavimento flexible. Es una estructura compuesta por capas granulares (sub base, base) y como capa de rodadura una carpeta constituida con materiales bituminosos como aglomerantes, agregados y, de ser el caso, aditivos. Principalmente se considera como capa de rodadura asfáltica sobre capas granulares: mortero asfaltico, tratamiento superficial bicapa, micro pavimentos, macadam asfaltico, mezclas asfálticas en frio y mezclas asfálticas en caliente. (Ministerio de Economía y Finanzas, 2015, pág. 14) Figura 8: Estructura de un pavimento flexible Fuente: Ministerio de Economía y Finanzas, 2015, pág. 14 2.2.2.3.2. Pavimento semirrígido. Es una estructura de pavimento compuesta básicamente por capas asfálticas con un espesor total bituminoso (carpeta asfáltica en caliente sobre base tratada con asfalto); también se considera como pavimento semirrígido la estructura compuesta por carpeta asfáltica sobre base tratada con cemento o sobre base tratada con cal. Dentro del tipo de pavimento semirrígido se ha incluido los pavimentos adoquinados. (Ministerio de Economía y Finanzas, 2015, pág. 14) 2.2.2.3.3. Pavimento rígido. Es el que se ejecuta teniendo como material fundamental el hormigón, bien sea en la base o en toda su estructura. Estos pavimentos se clasifican de acuerdo al tipo de hormigón que se emplee (Cubana, 2009) 29 Los pavimentos de concreto reciben el apelativo de “rígidos” debido a la naturaleza de la losa de concreto que la constituye. Debido a su naturaleza rígida, la losa absorbe casi la totalidad de los esfuerzos producidos por las repeticiones de las cargas de tránsito, proyectando en menor intensidad los esfuerzos a las capas inferiores y finalmente a la sub rasante. Existen 3 tipos de pavimentos de concreto: • Pavimentos de concreto simple con juntas. • Pavimentos de concreto reforzado con juntas. • Pavimentos de concreto continuamente reforzados. Los pavimentos de concreto con juntas son los que mejor se aplican a la realidad nacional debido a su buen desempeño y a los periodos de diseño que usualmente se emplean. (Ministerio de Tansportes y Comunicaciones, 2013) Figura 9: Estructura de pavimento Fuente: Ministerio de Economía y Finanzas, 2015, pág. 15 2.2.2.4. Diferencias entre un pavimento rígido y flexible. El comportamiento del pavimento frente a las cargas es diferente de acuerdo al tipo de pavimento (flexible o rígido), siendo su principal diferencia la transmisión de cargas hacia la sub rasante. En un pavimento rígido, debido a la consistencia de la superficie de rodadura (alta rigidez de la losa de concreto) le permite mantenerse como una placa y distribuir las cargas sobre un área mayor de la sub rasante, transmitiendo presiones muy bajas a las capas inferiores. Por sí misma, la losa proporciona la mayor parte de la capacidad estructural del pavimento rígido. Lo contrario sucede en un pavimento flexible, construido con materiales débiles y menos rígidos (que el concreto), más deformables, que transmiten a la sub rasante las cargas de manera más 30 concentrada. La superficie de rodadura al tener menos rigidez, se deforma más y se producen mayores tensiones en la sub rasante. Por todo lo antes mencionado, el pavimento flexible normalmente requiere más capas y mayores espesores para resistir la transmisión de cargas a la sub rasante. Figura 10: Esquema de comportamiento de pavimentos flexibles y rígidos Fuente: Coronado Iturbide, 2002, pág. 1 cap.5 El diseño de las capas estructurales, exige que éstas sean hechas para resistir las solicitaciones mencionadas anteriormente con el fin de proporcionar seguridad a bajo costo, logrando una larga vida útil del pavimento. Ministerio de Transportes y Comunicaciones, 2013 Figura 11: Cargas distribuidas en un pavimento flexible y rígido Fuente: Concreto, 2005 31 2.2.3. Sub rasante. 2.2.3.1. Definición de sub rasante. La Sub Rasante es la superficie terminada de la carretera a nivel de movimiento de tierras (corte y relleno), sobre la cual se coloca la estructura del pavimento o afirmado. (Ministerio de Tansportes y Comunicaciones, 2013, pág. 23) Es el suelo de fundación (suelo natural libre de vegetación y compactado) en el que se apoya todo el paquete estructural. Este material puede ser tanto granular como afirmado, empedrados u otras carpetas granulares, seleccionados o cribados, producto de cortes y extracciones de canteras. (Ravines Merino, 2010) Los suelos por debajo del nivel superior de la Sub Rasante, en una profundidad no menor de 0.60 m, deberán ser suelos adecuados y estables con CBR ≥ 6%. En caso el suelo, debajo del nivel superior de la Sub Rasante, tenga un CBR < 6% (Sub Rasante pobre o Sub Rasante inadecuada), corresponde estabilizar los suelos, para lo cual el Ingeniero Responsable analizará según la naturaleza del suelo alternativas de solución, como la estabilización mecánica, el reemplazo del suelo de cimentación, estabilización química de suelos, estabilización con geo sintéticos, elevación de la rasante, cambiar el trazo vial, eligiéndose la más conveniente técnica y económica. (Ministerio de Tansportes y Comunicaciones, 2013, pág. 47) La Sub Rasante tiene una gran influencia en la construcción del pavimento y en la eficiencia del mismo, así las Sub Rasantes inestables presentan problemas relativos a la colocación y compactación de los materiales de la base y sub-base y no dan el soporte adecuado para las subsiguientes operaciones de pavimentación, los problemas que se presentan no serán observados sino hasta después de la culminación de la construcción, cuanto la estructura entre en funcionamiento y deba soportar las cargas del tránsito. (Ravines Merino, 2010). Esta capa está expuesta a las condiciones ambientales por lo que debe cumplir requisitos de calidad indispensables para contrarrestar los efectos que por su condición se pueden originar: (Ravines Merino, 2010) 32 Tabla 4: Requisitos de calidad para capa sub rasante Requisitos de calidad para capa sub rasante Características Valor Limite Liquido; % Máximo 35 - 40 Valor Soporte de California (CBR); % Mínimo 20 Expansión Máxima; % 2 Fuente: Ministerio de Transportes y Comunicaciones, 2013 Se considerará aptos aquellos suelos que presenten un CBR mayor o igual a 6%, de ser los resultados menores a éste se procederá al desecho de dicho material y a su posterior reemplazo si es material propio y/o en todo caso a su estabilización, pues como demostraremos resulta más económico. (Ravines Merino, 2010) Tabla 5: Categorías de sub rasante Categorías de sub rasante Se: Sub Rasante Inadecuada CBR < 3% S1: Sub Rasante Pobre CBR ≥ 3% A CBR < 6% |S2: Sub Rasante Regular CBR ≥ 6% A CBR < 10% S3: Sub Rasante Buena CBR ≥ 10% A CBR < 20% S3: Sub Rasante Muy Buena CBR ≥ 20% A CBR < 30% S3: Sub Rasante Excelente CBR ≥ 30 % Fuente: Ministerio de Transportes y Comunicaciones, 2013, pág. 40 2.2.4. Sub base. 2.2.4.1. Definición de sub base. Es una capa de material especificado y con un espesor de diseño, el cual soporta a la base y a la carpeta. Además, se utiliza como capa de drenaje y controlador de la capilaridad del agua. Dependiendo del tipo, diseño y dimensionamiento del pavimento, esta capa puede obviarse. Esta capa puede ser de material granular (CBR ≥ 40%) o tratada con asfalto, cal o cemento. Ministerio de Transportes y Comunicaciones, 2013, págs. 131-132 33 Esta capa está a mayor profundidad que la capa base y por lo tanto la influencia de las cargas es menor así que su aporte a la resistencia estructural no es tan importante; por tanto, la mezcla de materiales no tiene que ser muy densa; sin embargo, se debe considerar que una gradación abierta puede contaminarse con la intrusión de granos finos, los que provienen de la sub-rasante, arrastrados por capilaridad; esto hace que se reduzca su capacidad de drenaje. El objetivo principal de la construcción de la sub-base es corregir posibles irregularidades o deficiencias que tenga el suelo de fundación para que éstos no afecten a la base como los cambios de volumen de elasticidad y plasticidad. Además, debe de servir de drenaje al pavimento para evitar la infiltración de agua y arrastre de finos; y permitir o transmitir los efectos de la carga de manera uniforme a la sub rasante. Con la construcción de esta capa también se controla la ascensión capilar del agua proveniente de las capas freáticas cercanas o de cualquier alguna otra fuente protegiendo el pavimento contra los hinchamientos que se pueden producir por ejemplo en las zonas donde existen heladas (congelamiento del agua capilar), por ello una recomendación es importante: el material de la sub- base debe ser seleccionado y tener mayor capacidad soporte que el terreno de fundación compactado. (Ravines Merino, 2010) 2.2.4.2. Especificaciones técnicas del material de sub - base. Los agregados empleados en la construcción de carreteras, deben cumplir con requisitos de granulometría y especificaciones técnicas, que garanticen un buen comportamiento durante su periodo de vida. Los materiales para la construcción de la sub-base granular deberán satisfacer los requisitos indicados en el Manual de Carreteras - Especificaciones Técnicas Generales para Construcción - EG-2013. 2.2.4.3. Especificaciones granulométricas. Los materiales granulares que conformaran las capas de afirmado, sub base y base, deben cumplir con rangos granulométricos especificados por el MTC. 34 Tabla 6: Requerimientos granulométricos para sub - base granular Requerimientos granulométricos para sub - base granular Porcentaje que Pasa en Peso Tamiz Gradación A (1) Gradación B Gradación C Gradación D 50 mm. (2”) 100 100 - - 25 mm. (1”) - 75 – 95 100 100 9,5 mm. (3/8”) 30 – 65 40 – 75 50 – 85 60 – 100 4,75 mm. (N° 4) 25 – 55 30 – 60 5 – 15 50 – 85 2,0 mm. (N° 10) 15 – 40 20– 45 25 – 50 40 – 70 425 um. (N° 40) 8 – 20 15 – 30 15 – 30 25 – 45 50 um. (N° 200) 2 – 8 5 – 15 5 – 15 8 – 15 Fuente: Ministerio de Transportes y Comunicaciones, 2013, pág. 360 Figura 12: Rangos granulométricos para materiales de sub base y base granular Fuente: Huaman, Minaya Gonzales & Ordonez 2006 La forma de la curva de distribución de tamaños de partículas, indica si los tamaños varían en un rango amplio (curva C) o estrecho (curva B); si el rango tiende a los tamaños mayores del suelo 35 grueso (A) o a los menores del suelo fino (C). Si todos los tamaños tienen proporciones en peso relativamente iguales, el rango es amplio y la curva suave, el suelo así será bien gradado (A y C). La mala gradación puede ser por falta de extensión (B) o por discontinuidad. Figura 13: Rangos granulométricos para materiales de sub base y base granular Fuente: Huaman, Minaya Gonzales & Ordonez 2006 2.2.2.4. Calidad de agregados. Para verificar la calidad de un determinado banco de materiales, estos deben ser sometidos a ensayos de suelos, debiendo cumplir con las especificaciones técnicas emitidas por el ministerio de transportes y comunicaciones EG-2013. los ensayos y rangos aceptados dentro de los mismos por el ministerio de transportes y comunicaciones se muestran en la tabla a continuación: 36 Tabla 7: Requerimientos de ensayos especiales para sub base granular Requerimientos de ensayos especiales para sub base granular Requerimiento Norma Norma Ensayo Norma MTC < 3000 ≥ 3000 ASTM AASHTO msnm msnm Abrasión los Ángeles MTC E 207 C 131 T 96 50 % máx. 50 % máx. CBR (1) MTC E 132 D 1883 T 193 40 % máx. 40 % máx. Limite liquido MTC E 110 D 4318 T 89 25 % máx. 25 % máx. Índice de Plasticidad MTC E 111 D 4318 T 90 6 % máx. 4 % máx. Equivalente de Arena MTC E 114 D 2419 T 176 25 % máx. 35 % máx. Sales Solubles MTC E 219 ------ ------ 1 % máx. 1 % máx. Partículas Chatas y ------ D 4791 ------ 20 % máx. 20 % máx. Alargadas Fuente: Ministerio de Transportes y Comunicaciones, 2013, pág. 360 2.2.5. Base. 2.2.5.1 Definición de base. Es la capa inferior a la capa de rodadura, que tiene como principal función de sostener, distribuir y transmitir las cargas ocasionadas por el tránsito. Esta capa será de material granular drenante (CBR ≥ 80%) o será tratada con asfalto, cal o cemento. (Ministerio de Transportes y Comunicaciones, 2013, pág. 132). Tiene una función netamente estructural. Esta capa debe cumplir con distribuir los esfuerzos creados por las cargas de los neumáticos que actúan sobre la superficie de rodadura; debe poseer alta densidad y estabilidad como características principales. La principal especificación de calidad es la granulometría, pues esta capa debe ser densamente graduada, se debe restringir el porcentaje de finos pues se debe asegurar que permita el drenaje hacia ambos lados de tal manera que se pueda mantener la resistencia; una cantidad por encima de la deseada de finos podrían llenar los vacíos de la base, reduciendo su permeabilidad. (Ravines Merino, 2010) 37 2.2.6. Estabilización. 2.2.6.1. Definición de estabilización. La estabilización es el proceso de combinar o mezclar materiales con el suelo para mejorar sus propiedades. El proceso puede incluir la mezcla entre diversos tipos de suelos para alcanzar una graduación deseada (estabilización mecánica) o la mezcla de suelo con aditivos disponibles en el mercado (estabilización física y/o química), que puedan mejorar su graduación, textura o plasticidad. (Unidad de Investigacion, 2008) El principal fin de la estabilización es aumentar la resistencia mecánica, haciendo que el suelo presente mayor trabazón entre partículas y asegurado que las condiciones de humedad del suelo varíen dentro de los rangos adecuados. Con esto se logran 3 objetivos importantes: adecuada estabilidad ante las cargas, durabilidad de la capa y una variación volumétrica mínima. (Unidad de Investigacion, 2008) Cuando se presenta un suelo que no reúne las características mecánicas necesarias para trabajar directamente con él, se tendrá tres posibilidades: • Utilizar el material como de bajo aporte. • Sustituir el material. • Modificar sus propiedades (estabilizar). Casos que justifican una estabilización: • Suelo de Sub Rasante desfavorable o muy arenoso o muy arcilloso. • Materiales para base o sub base en el límite de las especificaciones. • Condiciones de humedad. • Cuando se necesite una base de calidad superior, como en una autopista. 2.2.6.2. Usos de la estabilización. El diseño de pavimentos de basa en la premisa de que el paquete es tan competente como cada una de las capas que lo componen. Por lo tanto, cada capa debe soportar el cortante, las deflexiones excesivas que causan el agrietamiento por fatiga y prevenir la excesiva deformación permanente. (Unidad de Investigacion, 2008) Entonces, la calidad de la capa de suelo puede ser mejorada de forma tal que con menores espesores se logre una mejor distribución de cargas. 38 2.2.6.3. Reducción del espesor. La dureza y rigidez del suelo puede ser mejorada a través de la incorporación de aditivos que permitan la reducción en los espesores de diseño, respecto a los materiales sin tratar. Los espesores de diseño de la base a la Sub Base pueden ser reducidos si el material estabilizado presenta la graduación, la dureza, la estabilidad y la durabilidad requerido. (Unidad de Investigacion, 2008) 2.2.6.4. Tipos de estabilización de suelos. En la actualidad se emplean los siguientes métodos: (Ravines Merino, 2010) • Estabilización mecánica (compactación). • Estabilización por sustitución de suelos. • Estabilización por calcinación o tratamiento térmico. • Estabilización con geo sintéticos. • Estabilización por drenaje. • Estabilización con polímeros. • Estabilización volumétrica. • Estabilización química (cemento, cal, asfalto, otros productos). • Estabilización química de los Suelos Empleando Nuevas Tecnologías. 2.2.6.4.1. Estabilización mecánica. La estabilización mecánica consiste en mejorar las propiedades del suelo por densificación o por mejora de sus características granulométricas mediante la mezcla con otro material. En el Perú es el método de estabilización más difundido porque se puede aplicar con el equipo mecánico convencional que suele estar disponible como motoniveladora, rodillo compactador y tractor. (Mendez Acurio, 2012) La adecuada construcción de una capa de pavimento con un material obtenido por estabilización granular depende fundamentalmente en la adecuada colocación de los diversos materiales sobre la vía para que, al mezclarlos en vía, la mezcla se haga en las proporciones previamente calculadas y el producto obtenido tenga la gradación exigida. Una vez se haga la mezcla en seco, se incorpora la cantidad de agua necesaria, se hace la mezcla húmeda y se compacta y termina como cualquier base o Sub Base granular. (Mendez Acurio, 2012) 39 Se define como un método de mejoramiento de las propiedades de los suelos a partir de ejercer una acción mecánica de corta duración de manera repetitiva sobre una masa de suelo parcialmente saturado, para ésta acción se utilizan equipos llamados compactadores, los cuales tienen como fin lograr aumentar la resistencia al corte. (Ravines Merino, 2010) Entre los procedimientos de estabilización mecánica tenemos: A. Amasado. Se suele usar rodillos de pata de cabra, se utilizan para suelos finos cohesivos. B. Impactos de carga. Se utilizan pisones los cuales combinan el impacto, la vibración y el mezclado; son perfectas para áreas confinadas y se utilizan para compactar suelos finos. C. Presión estática. Con rodillos lisos y neumáticos que combinan utilizan la acción de amasado con el peso estático. D. Vibración. Se usan los rodillos vibratorios para ayudar al reacomodo de las partículas. E. Métodos mixtos. Es la combinación de los anteriores procedimientos. 2.2.6.4.2. Estabilización por sustitución de suelos. En esta alternativa una cierta profundidad del suelo de fundación es retirada y remplazado por material de préstamo. La determinación de la profundidad de remplazo ha sido detallada en el capítulo de suelo de fundación. Este tipo de tratamiento es común en aquellos lugares donde se dispone de material de préstamo en zonas aledañas al lugar o cuando el tipo de suelo presenta condiciones que dificultan su estabilización mediante otros medios (turba, pantano, etc.) La incorporación previa de cal puede ser ventajosa en el tratamiento de suelos plásticos (arcillas pesadas) con cemento. La cal reduce y por consiguiente el mezclado con el cemento portland, así como reduce las cantidades de este material. (Mendez Acurio, 2012) 2.2.6.4.3. Estabilización por calcinación o tratamiento térmico. Es de tipo térmico, se realiza a temperaturas elevadas, superiores a los 400ºC que calcinan el suelo. Esta técnica consiste en pasar gases a temperaturas cercanas a 1000ºC por ductos o vacíos dentro 40 del suelo, la distribución de la temperatura depende de la porosidad del suelo y la temperatura de los gases inyectados. (Alva Hurtado, 2000) A temperaturas tan altas ocurren cambios irreversibles en la estructura cristalina de los minerales de arcilla. Estas alteraciones se ven reflejadas en las propiedades físicas que obviamente sufrirán modificaciones sustanciales como el índice plástico, el cual tiende a disminuir de manera notoria; la capacidad de absorción del agua también varía al igual que la expansividad y la compresibilidad las cuales disminuirán. (Ravines Merino, 2010) Este tipo de estabilización no es económica para suelos saturados. 2.2.6.4.4. Estabilización con geo sintéticos. A diferencia de los suelos, los geo sintéticos proporcionan resistencia a la tracción y una mejora significativa en el rendimiento y construcción de pavimentos. (Ministerio de Tansportes y Comunicaciones, 2013, pág. 125) Las funciones de separación y filtro de los geotextiles y la función de refuerzo de las geo mallas, se pueden combinar para proporcionar una estabilización mecánica de los suelos de sub rasante inadecuada. (Ministerio de Tansportes y Comunicaciones, 2013, pág. 126) 2.2.6.4.5. Estabilización por drenaje. Consiste en un drenaje superficial y desagüe subterráneo. Se colocan sistemas de canalizaciones y tubos subterráneos que captan el agua y la sacan de la zona en que se sitúa la estructura; de tal manera que se pueda canalizar el agua proveniente de cualquier dirección a través de éstos canales y cunetas; alejándola de la zona de la obra. El fin es evitar impactos negativos de las aguas sobre la estabilidad, durabilidad y transitabilidad de la carretera. (Ravines Merino, 2010) 2.2.6.4.6. Estabilización con polímeros. Los polímeros son macromoléculas (resultado de la unión de un gran número de moléculas pequeñas de un mismo tipo o de diferentes tipos), generalmente orgánicos llamados monómeros; pueden estar formadas por más de un tipo de monómero, éstas se denominan homopolímeros o estar formados por más de un tipo de monómeros denominándose copolímeros. Las maneras de unión de las unidades estructurales de los polímeros tanto naturales como artificiales pueden ser en 41 varias direcciones, así se pueden obtener polímeros lineales o en más de una dirección dando lugar a los polímeros reticulares tridimensionales. (Ravines Merino, 2010) Lo que distingue a los polímeros de los materiales constituidos por moléculas de tamaño normal son sus propiedades mecánicas. Los polímeros en general, tienen una muy buena resistencia mecánica, esto debido a sus grandes cadenas poliméricas que atraen; estas fuerzas de atracción intermolecular dependen de la composición química del polímero, las más comunes son las fuerzas de Van der Waals. Esto se traduce en una muy alta resistencia a la tracción, al impacto y a la fatiga. (Choque Godoy, 2006) Generalmente los polímeros a utilizar en las distintas industrias son los polímeros sintéticos, que son aquellos creados por el hombre. El uso de éstos en las carreteras tiene como fin de aumentar la estabilidad de los agregados y reducir la dispersión de las arcillas. Muchos plásticos, cauchos y materiales fibrosos son polímetros sintéticos. Las técnicas de estabilización no están muy estudiadas aún si bien en el mercado ya se encuentran muy pocos productos a base de polímeros. La estabilización con estos productos tiene el mismo fin que otras técnicas de estabilización: estabilizar e impermeabilizar el suelo para que sean aptos para su uso vial. Los polímeros actúan como agentes catalíticos de intercambio iónico sobre la fracción activa de las arcillas reduciendo el potencial electrostático de las partículas, quitándoles la capacidad para absorber agua. Con el objetivo que al final el suelo tenga una mayor capacidad de carga y una estabilización permanente. Los polímeros se usan generalmente en carpetas asfálticas, para darles una mayor resistencia, impermeabilizarla y prolongar su vida útil. (Ravines Merino, 2010) 2.2.6.4.7. Estabilización volumétrica. Los problemas de estabilidad volumétrica se originan sobretodo en suelos expansivos, licuables (ante cargas dinámicas) y suelos colapsables; relacionados por los cambios de humedad de éstos, originando en muchos casos por ejemplo levantamiento del pavimento rígido (si son suelos expansivos); a su vez el cambio de humedad, está relacionado con los cambios estacionales, o depende de la actividad del ingeniero. Para el desarrollo de esta propiedad nos enfocaremos en los suelos arcillosos; los cuales tienen la capacidad de hinchamiento o de retracción dependiendo de su contenido de humedad. En un suelo 42 de estas características la finalidad principal es transformar esa masa de arcilla expansiva a una masa completamente rígida o en una masa granulada, pero con una capacidad de expansión mínima; esto es unir las partículas que la forman, de tal manera que puedan resistir las presiones internas que provocan la expansión y/o hinchamiento. Esto generalmente se logra con la aplicación de tratamientos químicos o térmicos. Para arcillas ubicadas en la superficie los tratamientos químicos son efectivos; los tratamientos térmicos se han aplicado a arcillas más profundas. 2.2.6.4.8. Estabilización química. Se usa por la adición de agentes estabilizantes químicos específicos; comúnmente se usa cemento, cal, asfalto, cemento portland, entre otros. Con esta tecnología de estabilización se busca generar una reacción química del suelo con el estabilizante. Para lograr la modificación de las características y propiedades del suelo; y así darle mayor capacidad de respuesta a los requerimientos de carga dinámica a los que estará sometido. (Ravines Merino, 2010) Los estabilizadores químicos pueden tener tres categorías: • Para cubrir e impermeabilizar los granos del suelo o proveer de fuerza cohesiva. • Para formar una adhesión cementante entre las partículas del suelo; proporcionándoles fuerza y durabilidad. • Para suelos finos tipo arcillas; generarán una alteración en la naturaleza del sistema agua- arcilla, con la cual se tendrá como resultado una baja en la plasticidad; posibles cambios de volumen; hará que se formen uniones cementantes y por último se mejorará la resistencia aumentándola. Las estabilizaciones químicas más comunes son: • Estabilización de suelos con asfalto: El asfalto produce diferentes efectos dependiendo de los suelos con los que se trabaje: a) Para las arenas finas, sin cohesión alguna, el asfalto produce resistencia y actúa como un agente cementante. b) A los suelos gravosos les proporciona resistencia cohesiva e impermeabilidad, a esta mezcla se le deben agregar también partículas finas para llenar los vacíos. (Ravines Merino, 2010) • Estabilización de suelos-cemento: Aplicable para estabilizar suelos arcillosos de baja plasticidad, suelos arenosos y suelos granulares con el objetivo de aportarles mayor resistencia. 43 El suelo/cemento es un material estructural; el cual es la unión de suelo convenientemente pulverizado más cemento portland normalmente se utiliza el cemento tipo I (ya que permite alcanzar mayor resistencia por su contenido de aluminio tricálcico y sulfato de calcio), mezclado de manera íntima y homogénea y compactado a una densidad máxima con un contenido de humedad óptimo. (Ravines Merino, 2010) • Al hidratarse el cemento, la mezcla se convierte en un material de pavimento resistente y durable capaz de soportar las tensiones a las que se le someten por las cargas del tránsito y las acciones del clima. Contenidos de cemento mayores a los requeridos conllevarán a agrietamientos por contracción causados por los cambios de temperatura y variaciones de humedad. Para que se pueda utilizar la mezcla suelo/cemento; los suelos estudiados deben tener un IP menor a 20 y un mínimo de 45% de material pasante de la malla Nº 40. Como en el caso de la cal, el cemento ayuda a disminuir el límite líquido y a incrementar el índice plástico y la manejabilidad de los suelos arcillosos. Para suelos arcillosos, la estabilización con cemento es efectiva cuando el límite líquido es menor que 45 – 50 y el índice plástico es menor que aproximadamente 25. Comportamiento a fatiga de suelos estabilizados 91 por volumen para la estabilización efectiva de varios tipos de suelos. (Braja M Das, 2013) Tabla 8: Volumen de cemento para estabilización según tipo de suelo Volumen de Cemento Para Estabilización Según Tipo de Suelo Tipo de Suelo Porcentaje de Cemento por Clasificación Clasificación Volumen AASHTO Unificada A - 2 Y A - 3 GP, SP y SW 6 - 10 A - 4 Y A - 5 CL, ML y MH 8 - 12 A - 6 Y A - 7 CL, CH 10 - 14 Fuente: Ministerio de Transportes y Comunicaciones, 2013 El contenido óptimo de agua se determina por el ensayo proctor como en la compactación de suelos. Las propiedades del suelo - cemento dependen de: • Tipo y cantidad de suelo, cemento y agua. • Ejecución. 44 • Edad de la mezcla compactada y tipo de curado. Los suelos más adecuados para estabilizar con cemento son los granulares tipos A-1, A-2 y A-3, con finos de plasticidad baja o media (LL < 40, IP < 18). La resistencia del suelo-cemento aumenta con el contenido de cemento y la edad de la mezcla. Al añadir cemento a un suelo y antes de iniciarse el fraguado, su IP disminuye, su LL varía ligeramente y su densidad máxima y humedad-óptima aumenta o disminuyen ligeramente, según el tipo de suelo. (Ministerio de Transportes y Comunicaciones, 2013) • Estabilización de suelos con cal: El uso de la cal en la estabilización de suelos es para mejorar las características naturales del suelo de modo que aumente su capacidad para resistir los efectos inducidos por el tránsito (esfuerzo de corte) y los cambios volumétricos en diferentes condiciones de clima. La incorporación de cal mejora en muchos casos las características plásticas de los suelos, haciéndolos más friables y por, sobre todo, aumentando considerablemente el valor soporte, acción que se ha demostrado continua en función del tiempo. (Mendez Acurio, 2012) Se les aplica a suelos arcillosos buscando reducir su plasticidad. Logra mejorar gradualmente la resistencia del suelo de un modo significativo pues baja el potencial cambio de volumen de estos suelos producidos por las variaciones de humedad, así reduce el índice de plasticidad. Para considerar el uso de la cal como estabilizador el IP del suelo deberá ser mayor a 10. Existen diferentes tratamientos que se le puede dar al suelo dependiendo de que tanto queramos mejorar las propiedades, así: una mínima cantidad de cal se utiliza para secar y modificar temporalmente los suelos; con éste tratamiento se obtiene como resultado una plataforma de trabajo para la construcción de caminos temporales. Cuando queremos un tratamiento mucho más duradero, podemos recurrir a la estabilización permanente con cal, obteniendo como resultado una mejora estructural permanente del suelo. Podemos utilizar la cal en tres “tipos” distintos: cal viva, cal hidratada (se obtiene cuando la cal viva reacciona químicamente con el agua) o una lechada de cal (es la suspensión de cal hidratada en agua, que puede elaborarse a partir de cal hidratada o cal viva). La cal hidratada es la que reacciona con las partículas arcillosas y las transforma permanentemente en un fuerte matriz cementante. (Ravines Merino, 2010) Los suelos tratados con cal y sujetos a períodos de congelamiento y descongelamiento pueden presentar inconvenientes y problemas de durabilidad. 45 Los suelos que comúnmente se suelen estabilizar usando cal son los suelos clasificados como: CH, CL, MH, SM, SC, GC, con un índice de plasticidad mayor de 19 y con un porcentaje del 25% de finos que pasan la malla Nª 200. 2.2.6.4.9. Estabilización química de los suelos empleando nuevas tecnologías. Para esta nueva tecnología tenemos tres tipos distintos de estabilización. Si leemos con detenimiento los tres se centran en la capacidad de intercambio de las partículas de los elementos. (Dia Rado R FAbre E & Miño, 2000) • Estabilización iónica. Aplicada a suelos finos. El principio básico es un fuerte intercambio iónico entre el agente estabilizador con las partículas de arcilla mineral, de esta forma se desplaza el agua de adsorción ocupando el espacio iónico vacante, así se bloquea la capacidad de adsorción de agua de las partículas activas del suelo responsables del hinchamiento y la pérdida de su capacidad soporte. Las partículas libres de las cargas electrostáticas que las mantenían separadas y del agua que las rodeaba se acercan y aglomeran pudiendo aumentar la capacidad de carga por fricción entre partículas y lograr una mayor densidad por compactación. (Ravines Merino, 2010) El resultado final óptimo debería consistir en una estabilización más permanente. • Estabilización con enzimas orgánicas. Las enzimas son moléculas de naturaleza proteica que catalizan reacciones químicas hasta hacerlas instantáneas o casi instantáneas, son catalizadores altamente específicos. La especificidad de las enzimas es tan marcada que en general actúan exclusivamente sobre sustancias que tienen una configuración precisa. (Ravines Merino, 2010) Como son moléculas estrictamente proteicas, éstas también sufren desnaturalización, no dializan y también pueden sufrir saturación. La desnaturalización de las enzimas es un cambio estructural en las proteínas donde pierden su estructura tridimensional o conformación química, de esta forma pierden a su vez su óptimo funcionamiento y a veces cambian sus propiedades físico- químicas; por ejemplo cuando las enzimas están desnaturalizadas pierden su actividad catalítica, pues los sustratos no pueden unirse al centro activo y porque los residuos de los aminoácidos implicados en la estabilización de los sustratos no están posicionados para hacerlo. La desnaturalización surge 46 cuando la proteína es alterada por algún factor, sea éste físico o químico. Entre los factores físicos está el calor y factores químicos como el PH, los disolventes orgánicos y la fuerza iónica. (Ravines Merino, 2010) 2.2.7. Sistema Rocamix® A. Definición. El producto ROCAMIX® está formado por la mezcla de monómeros y polímeros con catalizadores aceleradores de penetración e intercambiadores iónicos. El sistema ROCAMIX® es un sistema de estabilización y de impermeabilización de suelos de alta tecnología que se diferencia de los métodos tradicionales por que toma la compactación del suelo en estado totalmente irreversible. Trabaja igual con cualquier tipo de suelo, activa las fuerzas cohesivas propias del suelo y reduce la influencia del agua de forma importante y duradera. El sistema ROCAMIX® modifica los suelos en sí mismo de forma permanente y puede ser utilizado por eso tanto en el lugar de su aplicación como en un procedimiento de mezcla previa en planta. Una vez añadido al suelo, este mantiene el efecto del sistema. (www.Rocamix.es, s.f.) B. Preparación del sistema Rocamix® Para realizar la mezcla es necesario la siguiente dosificación: 1 dosis de Rocamix concentrado → 20 dosis de agua dulce C. Ventajas del sistema Rocamix® El sistema ROCAMIX® puede ofrecer una garantía por largo tiempo por tres razones fundamentales: Resultado asegurado que se conoce de antemano, ya que se han hecho visibles con ensayos previos de laboratorio Control de aplicación del producto sistema ROCAMIX® por ingenieros capacitados por ROCAMIX® Pruebas de laboratorio y pruebas de eficiencia del sistema numerosas obras y muchas pruebas positivas de laboratorio permiten decir que el sistema ROCAMIX® es no solamente fiable pero también su efecto es probado en la duración. (Apéndice) 47 D. Datos de seguridad del producto. Tabla 9: Identificación y preparación por el fabricante Identificación y Preparación por el Fabricante Nombre del ROCAMIX – Octadecy Trimethy Ammonium Chloride Producto Aplicación Uso para aditivo del suelo para su estabilización e impermeabilización LVYU CHEMICAL CO, LTD, JINGJIANG CITY, JIANGSU Fabricante PROVINCE, CHINA. Clasificación Certificaciones de ISO 4000 N° 112E2D26DROM-2 e ISO 8000 N° del 112Q20259ROM-2, otorgadas por otra entidad acreditadora de la calidad fabricante Fabricado Rocamix Company, titular del patente Rocamix – INPI-Solea N° 482 por Producto Solución acuosa de compuestos de amonio cuaternarios Contiene Composición Monómeros y Polímeros de amonio cuaternario Fuente: www.Rocamix.es, s.f. Tabla 10: Propiedades físicas y químicas Propiedades físicas y químicas Estado Físico Líquido blanco ligeramente viscoso Color Amarillo a blanco claro Olor Muy débil Solubilidad Soluble en agua Punto de fundición/Congelación 25°(77°F) Umbral de olor El rango más bajo conocido es de 37 a 600 ppm Peso/Densidad Especifica 0.878 gr/cm3 Solubilidad Fácil solubilidad en agua caliente, metanol, acetona Fuente: www.Rocamix.es, s.f. 48 E. Principales aplicaciones del sistema Rocamix® 1. Bases estabilizadoras. a. Autopistas b. Carreteras c. Mantenimiento de calles d. Caminos secundarios e. Pistas de aeropuerto 2. Impermeabilización. a. Presas - Lagos - Canales b. Acueductos - Rehabilitaciones c. Embalses para piscicultura d. Estanques de agua de mar para salinas e. Otros embalses. F. Clasificación de los suelos metodología AASTHO / SUCS / Rocamix. Figura 14: Clasificación de suelos AASTHO / SUCS / Rocamix. Fuente: www.Rocamix.es, s.f. 49 G. Dosis producto líquido Rocamix. 1. Con la misma tierra del lugar se riega el producto Rocamix concentrado. Tabla 11: Dosificación de Rocamix Dosificación de Rocamix Suelos clasificados R1 0.40 L del producto concentrado por m3 de la tierra Suelos clasificados R2 0.50 L del producto concentrado por m3 de la tierra Suelos clasificados R3 0.60 L del producto concentrado por m3 de la tierra Fuente: www.Rocamix.es, s.f. 2. Según la clasificación propia y exclusiva de Rocamix (Llamadas R1, R2, R3), un aditivo sólido de cemento debe agregarse al producto líquido Rocamix. Tabla 12: Dosificación de Rocamix Dosificación de Rocamix Suelos clasificados R1 0.40 L del producto concentrado por m3 de la tierra Suelos clasificados R2 0.50 L del producto concentrado por m3 de la tierra Suelos clasificados R3 0.60 L del producto concentrado por m3 de la tierra Fuente: www.Rocamix.es, s.f. 2.2.8. Capacidad soporte. 2.2.8.1. Definición de Capacidad de Soporte. Es la capacidad del terreno que tiene para soportar cargas aplicadas sobre él. Técnicamente es la máxima presión medida entre el suelo (pavimento) y la carga que soporta. La capacidad portante es un parámetro para medir la deformación que se produce en el suelo cuando a esta se le aplica fuerzas de deformación. (Valle Rodas, 1982) 2.2.8.2. Determinación de California Bearing Ratio, CBR del suelo. La finalidad de este ensayo, es determinar la capacidad de soporte (CBR) de suelos y agregados compactados en laboratorio, con una humedad óptima y niveles de compactación variables. Es un método desarrollado por la división de carreteras del Estado de California (EE.UU.) y sirve para 50 evaluar la calidad relativa del suelo para sub-rasante, sub-base y base de pavimentos. (Bowles, Physical and Geotechnical Properties of Soils, 1984) El ensayo mide la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controladas, permitiendo obtener un (%) de la Relación de Soporte. El (%) CBR, está definido como la fuerza requerida para que un pistón normalizado penetre a una profundidad determinada, expresada en porcentaje de fuerza necesaria para que el pistón penetre a esa misma profundidad y con igual velocidad, en una probeta normalizada constituida por una muestra patrón de material chancado. La expresión que define al CBR, es la siguiente: (Bowles, Manual de Laboratorio de suelos en Ingenieria Civil, 1981) CBR= (carga unitaria del ensayo / carga unitaria patrón) * 100 (%) De la ecuación se puede ver que el número CBR, es un porcentaje de la carga unitaria patrón. En la práctica el símbolo de (%) se quita y la relación se presenta simplemente por el número entero. (Bowles, Manual de Laboratorio de suelos en Ingenieria Civil, 1981) Usualmente el número CBR, se basa en la relación de carga para una penetración de 2,5 mm. (0,1"), sin embargo, si el valor de CBR a una penetración de 5 mm. (0,2") es mayor, el ensayo debe repetirse. Si en un segundo ensayo se produce nuevamente un valor de CBR mayor de 5 mm de penetración, dicho valor será aceptado como valor del ensayo. Los ensayos de CBR se hacen sobre muestras compactadas con un contenido de humedad óptimo, obtenido del ensayo de compactación Proctor. (Bowles, Manual de Laboratorio de suelos en Ingenieria Civil, 1981) Antes de determinar la resistencia a la penetración, generalmente las probetas se saturan durante 96 horas para simular las condiciones de trabajo más desfavorables y para determinar su posible expansión. (Bowles, Manual de Laboratorio de suelos en Ingenieria Civil, 1981) En general se confeccionan 3 probetas como mínimo, las que poseen distintas energías de compactación (lo usual es con 56, 25 y 10 golpes). El suelo al cual se aplica el ensayo, debe contener una pequeña cantidad de material que pase por el tamiz de 50 mm. Y quede retenido en el tamiz de 20 mm. Se recomienda que esta fracción no exceda del 20%. (Bowles, Manual de Laboratorio de suelos en Ingenieria Civil, 1981) 51 2.2.9. Ensayos de laboratorio. 2.2.9.1. Determinación de contenido de humedad, ASTM D 2216, MTC E 108. La cantidad de contenido de humedad es un ensayo rutinario de laboratorio para determinar la cantidad de agua presente en una cantidad dada de suelo en términos de su peso en seco. (Bowles, Manual de Laboratorio de suelos en Ingenieria Civil, 1981) Para lograr una determinación confiable del contenido de humedad de un suelo se recomienda utilizar como mínimo las siguientes cantidades de muestra húmeda (muestra representativa) según lo que muestra la tabla N° 12. Tabla 13: Cantidad mínima de material húmedo seleccionado como representativo Cantidad mínima de material húmedo seleccionado como representativo Máximo tamaño de Tamaño de malla Masa mínima recomendada de partícula (pasa el 100 %) estándar espécimen de ensayo húmedo para contenidos de humedad reportados 2 mm o menos 2,00 mm (N° 10) 20 g 20 g * 4,75 mm 4,760 mm (N° 4) 100 g 20 g * 9,5 mm 9,525 mm (3/8”) 500 g 50 g 19,0 mm 19,050 mm (3/4”) 2,5 Kg 250 g 37,5 mm 38,1 mm (1 ½”) 10 Kg 1 Kg 75,0 mm 76,200 mm (3”) 50 Kg 5 Kg Fuente: Ministerio de Transportes y Comunicaciones, 2016 Nota: * Se usará no menos de 20 g para que la muestra sea representativa. Para determinar el contenido de humedad (W). La diferencia entre el peso de suelo húmedo más el del recipiente y el peso de suelo seco más el del recipiente es el peso del agua (Ww) que estaba presente en la muestra. La diferencia entre el peso de suelo seco más el del recipiente y el peso del recipiente solo es el peso del suelo (Ws) expresado en la siguiente formula: 𝑊 % 𝑑𝑒 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑(𝑊) = 𝑊 ∗ 100 % 𝑊𝑆 Donde: W: Contenido de humedad (%) Ww: Peso de suelo húmedo menos el peso del suelo seco (g) WS: Peso del suelo seco (g) 52 2.2.9.2. Análisis granulométrico por tamizado, ASTM D 422, MTC E 107. El estudio de las propiedades de los suelos, se fundamenta en que las propiedades mecánicas dependen directamente de la distribución de las partículas constituyentes según sus tamaños. El objetivo principal es determinar la distribución de las partículas en función de su tamaño, de una muestra representativa de suelo de grano grueso, mediante un ensayo granulométrico por tamizado. Para el desarrollo del ensayo es recomendable utilizar la serie de tamices con sus respectivas aberturas, que son mostrados en el siguiente cuadro. Tabla 14: Serie de tamices para análisis granulométrico. Serie de tamices para análisis granulométrico Tamices Abertura (mm) 3” 75,00 2” 50,800 1 ½” 38,100 1” 25,400 ¾” 19,000 3/8” 9,500 N° 4 4,760 N° 8 2,360 N° 10 2,000 N° 16 1,100 N° 20 0,840 N° 30 0,590 N° 40 0,425 N° 50 0,297 N° 60 0,260 N° 100 0,106 N° 200 0,075 Fuente: Ministerio de Transportes y Comunicaciones, 2016 53 Para determinar el porcentaje total que pasa por cada tamiz, se divide el peso total que pasa entre el peso total de la muestra y se multiplica el resultado por 100. 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 − 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑡𝑎𝑚𝑖𝑧 % 𝑃𝑎𝑠𝑎 = ∗ 100 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 Para determinar el porcentaje total retenido sobre cada tamiz, se divide el peso retenido en cada tamiz entre el peso total de la muestra y se multiplica por 100. 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑡𝑎𝑚𝑖𝑧 % 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 = ∗ 100 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 2.2.9.3. Determinación de los Límites de Atterberg. La consistencia de un suelo es la relativa facilidad con la que puede ser deformado y depende de un contenido de humedad determinado. Para los suelos cohesivos se definen cuatro estados de consistencia: (Shuam, 2004)  Sólido, semisólido, plástico y líquido. 2.2.9.3.1. Límite líquido, ASTM D-4318, AASHTO T-89, MTC E 110 Límite líquido se refiere cuando el suelo pasa del estrato semilíquido a un estado plástico y puede moldearse. (Ministerio de Tansportes y Comunicaciones, 2013) Tabla 15: Relación entre el grado de expansión y el límite líquido según Dakshamurthy y Román (1973) Relación entre el grado de expansión y el limite líquido según Dakshamurthy y Román (1973) Limite Liquido (%) Grado de Expansión 0 – 20 No hay hinchamiento 20 – 35 Bajo hinchamiento 35 – 50 Hinchamiento medio 50 – 70 Alto hinchamiento 70 – 90 Hinchamiento muy alto Mayor que 90 Hinchamiento extra alto Fuente: Shuam, 2004 54 El contenido de agua existente en este límite, se define como la humedad necesaria para el surco separador de dos mitades de una pasta de suelo, se cierre a lo largo de su fondo en una distancia de 1/2”, cuando se deja caer la cuchara 25 veces desde una altura de 1cm, y a una velocidad de dos golpes por segundo. La porción de muestra representativa de la muestra total suficiente para proporcionar 150 g a 200 g de material pasante del tamiz 425 µm (Nº 40). Figura 15: Muestra del suelo Fuente: Ministerio de Transportes y Comunicaciones, 2016 55 Figura 16: Aparato Manual Para Límite Líquido Fuente: Ministerio de Transportes y Comunicaciones, 2016 56 2.2.9.3.2. Límite plástico, AASHTO T- 68 MTC E 111. Límite plástico se refiere cuando el suelo pasa de un estrato semisólido y se rompe. Determinar el límite plástico de los suelos, el cual se define como el contenido de agua, expresado en porcentaje del peso del suelo seco al horno, cuando e suelo se encuentra en el límite entre los estados plásticos y semisólido. El contenido de agua en este límite, se define como el contenido más bajo de agua al cual el suelo puede ser rolado en hilo de 3.2mm sin que se rompa en pedazos. Para determinar el limite plástico., se toman aproximadamente 20 g de la muestra que pase por el tamiz de 426 mm (N° 40) El límite plástico es el promedio de las humedades de ambas determinaciones. Se expresa como porcentaje de humedad, con aproximación a un entero y se calcula así: 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝐿í𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑝𝑙á𝑠𝑡𝑖𝑐𝑜 = ∗ 100 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑎𝑑𝑜 𝑎𝑙 ℎ𝑜𝑟𝑛𝑜 2.2.9.3.3. Índice de plasticidad, MTC E 111 El índice de plasticidad indica la magnitud del intervalo de humedades en el cual el suelo posee consistencia plástica y permite clasificar bastante bien un suelo. Un IP grande corresponde a un suelo muy arcilloso; por el contrario, un IP pequeño es característico de un suelo poco arcilloso. (Ministerio de Transportes y Comunicaciones, 2016) Matemáticamente está representada por la siguiente relación: I. P. = 𝐿𝐿 − LP DONDE: • IP: Índice de plasticidad. • LL: Límite líquido. • LP: Límite plástico. 57 Figura 17: Índice de plasticidad. Fuente: Ministerio de Transportes y Comunicaciones, 2016 2.2.9.4. Ensayo proctor modificado, ASTM D 1557 – MTC E 115. La compactación de suelos constituye un capítulo importantísimo y se halla íntimamente relacionada con la pavimentación de carreteras, vías urbanas y pistas de aterrizaje. El ensayo de compactación mediante el ensayo de proctor modificado, relaciona la humedad del suelo versus su densidad seca, empleando un martillo de 4.54 kg (10 lb) soltado desde una altura de 457 mm (18 pulg), trasmitiendo una energía de compactación de 56,000 lb-pie/pie o 2,700 KN-m/m. Se proporciona 3 métodos alternativos como se muestra en la tabla N° 000. El método usado debe ser indicado en las especificaciones del material a ser ensayado. Si el método no está especificado, la elección se basará en la gradación del material Tabla 16: Método de ensayo de proctor modificado Método de ensayo de proctor modificado Método “A” Método “B” Método “C” Molde de 4” Molde de 4” Molde de 6” Material que pasa tamiz N° 4 Material que pasa tamiz 3/8” Material que pasa tamiz 3/4” Numero de capas 5 Numero de capas 5 Numero de capas 5 Golpes por capa 25 Golpes por capa 25 Golpes por capa 56 Fuente: Ministerio de Transportes y Comunicaciones, 2016 58 El suelo extraído de campo es compactado en un molde de dimensiones conocidas, con diferentes contenidos de humedad. Para contenidos bajos de humedad el suelo no se compactará adecuadamente, porque no existe la lubricación que permita el acomodo de las partículas. Para altos contenidos de humedad el suelo pierde densidad, porque el agua entre las partículas impide que estas se junten. Solo se tendrá una máxima densidad seca, MDS. Figura 18: Molde cilíndrico de proctor modificado Fuente: Ministerio de Transportes y Comunicaciones, 2016 La humedad a la que la muestra alcanza su máxima densidad seca, se denomina óptimo contenido de humedad. En suelos granulares densos, la densidad de campo es muy cercana a la MDS del próctor modificado; sin embargo, en suelos finos como las arenas y arcillas limosas, la densidad de campo, generalmente, es mucho menor que la MDS. La humedad natural de suelos arenosos y limo-arcillosos muchas veces alcanzan valores muy por encima del O.C.H. y la densidad natural presenta valores mucho menores al ensayo proctor 59 modificado. En conclusión, el terreno de fundación no alcanzará y/o estará lejos de la densidad equivalente al 95% o 100% de la MDS, criterio que se asume como regla general.(Minaya Gonzales & Ordoñez Huaman, 2006) Figura 19: Curva de compactación del próctor modificado. Fuente: Minaya Gonzales & Ordoñez Huaman, 2006 2.2.9.5. Relación de Soporte de California, (CBR) ASTM D 1883 - MTC E 132. El CBR es un índice de resistencia al esfuerzo cortante en condiciones determinadas de compactación y humedad, y se expresa como el tanto por ciento de la carga necesaria para introducir un pistón circular en una muestra de suelo respecto a la precisa para que el mismo pistón penetre a la misma profundidad de una muestra tipo de piedra triturada. El ensayo de “California Bearing Ratio” o CBR, es un ensayo relativamente simple, comúnmente usado para obtener un índice de la resistencia del suelo de sub rasante, material de base, sub base o afirmado. 60 Figura 20: Determinación de CBR Fuente: Das Braja, 2001 Para materiales de base, sub base y afirmado, así como sub rasantes granulares, el CBR puede estar asociado a la máxima densidad seca del próctor modificado; sin embargo, para sub rasantes finas (sub rasantes arenosas, arcillosas o limosas) el valor del CBR debe estar asociado a su densidad de campo. Investigaciones han demostrado que el CBR de suelos finos en muestras compactadas al OCH y MDS, arrojan valores de CBR muy por encima de su valor real. Tranquilamente una arcilla compactada al OCH y MDS puede tener un CBR de 15%, pero ensayada en su condición natural el CBR puede ser menor a 2 o 3%. El comportamiento de la sub rasante es función de la humedad y densidad, asociado a las condiciones ambientales del sitio. En suelos de baja capacidad de soporte donde los valores de humedad alcanzan la condición saturada y los valores de densidad de campo están muy por debajo de la densidad de compactación, los valores de los módulos elásticos realmente son muy bajos. Se conocen tres métodos para determinar el valor de CBR: CBR in situ, mide directamente la deformación ante una carga aplicada, CBR en muestras inalteradas, es un método recomendado para sub rasantes de suelos finos. Consiste en obtener una muestra inalterada de campo, que será protegida para que no pierda su 61 humedad natural (si no fuese posible obtener una muestra inalterada de campo, se puede preparar especímenes en laboratorio a la humedad y densidad natural). Figura 21: Aparato de CBR Fuente: Manual de Carreteras de Paraguay 62 En el laboratorio se realiza el ensayo de penetración en su condición natural y saturada, siguiendo el mismo procedimiento que en muestras remoldeadas. CBR en muestras remoldeadas, método recomendado para subrasantes granulares, materiales de base, sub base y afirmado. (Minaya Gonzales & Ordoñez Huaman, 2006) Los especímenes pueden ensayarse en su condición natural o saturada, luego de un período de inmersión en agua, la condición saturada es la más desfavorable. El CBR es la relación (expresada en porcentaje) entre la resistencia a la penetración requerida para que un pistón de 3 pulg2 de área penetre 0.1 pulg dentro de un suelo entre 1000 psi que es la resistencia a la penetración de una muestra patrón. La muestra patrón es una piedra chancada. El CBR se expresa como: (Minaya Gonzales & Ordoñez Huaman, 2006) Tabla 17: Clasificación y uso del suelo según el valor de CBR Clasificación y uso del suelo según el valor de CBR CBR Clasificación Uso 0 – 5 Muy mala Sub – rasante 5 – 10 Mala Sub – rasante 10 – 20 Regular – Buena Sub – rasante 20 – 30 Excelente Sub – rasante 30 – 50 Buena Sub – base 50 – 80 Buena Base 80 – 100 Excelente Base Fuente: Crespo Villalaz, 2004 2.3. Hipótesis. 2.3.1. Hipótesis general. “La adición de sales cuaternarias de amonio líquido en concentraciones de 0.5 %, 1.0 %, 1.5 % y 2.0 % incrementa las características geomecánicas tales como capacidad de soporte y densidad máxima seca, del material de la cantera Sencca – Poroy – Cusco”. 63 2.3.2. Hipótesis específica. 2.3.2.1. Hipótesis específica N° 01. “Las propiedades geomecánicas del material de la cantera de Sencca – Poroy a utilizar no cumplen con las especificaciones técnicas de la norma Ce.010 para ser utilizado como sub – base de las estructuras de los pavimentos”. 2.3.2.2. Hipótesis específica N° 02. “La capacidad de soporte (CBR, densidad máxima seca) del material de la cantera de Sencca – Poroy – Cusco, para sub – base adicionando sales cuaternarias de amonio líquido, en concentraciones de 0.5 %, 1.0 %, 1.5 %, 2.0 % es superior frente a un material sin adición”. 2.3. Hipótesis específica N° 03. “La concentración óptima en porcentajes, de las sales cuaternarias de amonio líquido, que se debe de adicionar al material de la cantera de Sencca – Poroy – Cusco, empleado para la conformación de sub – base, dentro de las estructuras de pavimentos es de 1.0 %” 2.4. Definición de variables. 2.4.1. Variables independientes. 2.4.1.1. Variable independiente N° 01. • Identificación. Material de la cantera Sencca – Poroy – Cusco. • Descripción. Es un material pétreo (suelo) con características físicas y químicas, que cumplen con especificaciones técnicas como su granulometría, contenido de humedad, plasticidad, donde el tamaño máximo de las partículas es de 2”. Es un suelo que a simple vista se evidencia una granulometría adecuada, humedad adecuada, y la plasticidad adecuada para emplearla en conformación de estructuras de pavimentos. • Indicador. Volumen de material empleado en metros cúbico (m3) 64 2.4.1.2. Variable independiente N° 02. • Identificación. Sales cuaternarias de amonio líquido. • Descripción. Una mezcla poli molecular de sustancias activas interfaciales disolventes, emulador y catálisis CAS 112-03-08 con un contenido determinado de acetato de celulosa CAS 9004-35-7 e hidratados de carbón complejo compuesto de largas cadenas de unidades de glucosa, unidades por enlaces químicos de glucósido y componentes exclusivos. • Indicador. Cantidad de aditivo empleado en litros por metro cúbico (Lt/m3) 2.4.2. Variables dependientes. 2.4.2.1. Variable dependiente n° 01. • Identificación. Capacidad de soporte • Descripción. Es la capacidad del terreno qué tiene para soportar cargas aplicadas sobre él. Técnicamente es la máxima presión medida entre el suelo (pavimento) y la carga que soporta. La capacidad portante es un parámetro para medir la deformación que se produce en el suelo cuando a esta se le aplica fuerzas de deformación. • Indicador. Valor obtenido del CBR expresado en porcentaje (%) 2.4.2.2. Variable dependiente N° 02. • Identificación. Densidad máxima seca. • Descripción. Valor de la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo, corresponde a la mayor densidad que pueda alcanzar un suelo al ser compactado a la humedad óptima • Indicador. Valor obtenido del proctor modificado expresado en gramos por centímetro cúbico (gr/cm3) 65 2.5. Operacionalización de variables. Tabla 18: Cuadro de operacionalización de variables Cuadro de operacionalización de variables EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB – BASE, EN PAVIMENTOS CON ADITIVOS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO CANTERA DE SENCCA – POROY – CUSCO – PERÚ Variable Descripción Dimensión Unidad Indicadores Instrumentos Variables independientes Análisis Peso retenido, Es un material granulométrico % peso que pasa Guías de pétreo (suelo) con observación de características Limite liquido laboratorio, X1: Material de físicas y químicas, formatos de la cantera Limite plástico que cumplen con evaluación del Sencca – Poroy especificaciones – Cusco. Límites de comportamiento % técnicas Atterberg Índice de físico mecánico plasticidad Una mezcla poli Guías de molecular de observación de X2: Sales sustancias activas Cantidad de sales laboratorio, cuaternarias de interfaciales cuaternarias de Rocamix® Lt/m3 formatos de amonio liquido disolventes y amonio evaluación emulador Variables dependientes Es la capacidad Guía de del terreno qué tiene para soportar observación de cargas aplicadas laboratorio. Y1: Capacidad sobre él. Formato de CBR % Esfuerzo de soporte Técnicamente es evaluación de la máxima presión densidad medida del suelo Densidad Peso húmedo, Guía de Valor de la húmeda volumen observación de relación entre la gr/cm3 laboratorio. Y2: Densidad masa y el volumen Peso seco, Formato de máxima de un cuerpo. Densidad seca volumen evaluación CBR Fuente: Elaboración propia 66 Capítulo III: Metodología 3.1. Metodología de la investigación 3.1.1. Enfoque de la investigación La presente investigación es de tipo cuantitativo. “El enfoque cuantitativo es secuencial y probatorio. Cada etapa precede a la siguiente y no podemos “brincar o eludir” pasos. El orden es riguroso, aunque, desde luego, podemos redefinir alguna fase. Parte de una idea, que va acotándose y, una vez delimitada, se derivan objetivos y preguntas de investigación, se revisa la literatura y se construye un marco o una perspectiva teórica. De las preguntas se establecen hipótesis y determinan variables; se traza un plan para probarlas (diseño); se miden las variables en un determinado contexto; se analizan las mediciones obtenidas utilizando métodos estadísticos, y se extrae una serie de conclusiones”. (Hernández Sampieri, Fernández Collado, & Baptista Lucio, 2010, pág. 4) De acuerdo a la definición anterior la presente investigación es de tipo cuantitativa por que las relaciones y demostraciones se realizan a través de la medición de las variables, además se tiene un proceso secuencial. Se parte de una premisa particular y termina en algo puntual. Se puede demostrar a través del ensayo de muestras de suelo mejorado y sin mejorar para Sub base de pavimentos. 3.1.2. Nivel o alcance de la investigación La presente investigación es de tipo descriptivo “Los estudios descriptivos busca especificar las propiedades, las características y los perfiles de personas, grupos, comunidades, procesos, objetos o cualquier otro fenómeno que se someta a un análisis. Es decir, únicamente pretenden medir o recoger información de manera independiente o conjunta sobre los conceptos o las variables a las que se refieren, esto es, su objetivo no es indicar cómo se relacionan éstas”. (Hernández Sampieri, Fernández Collado, & Baptista Lucio, 2010, pág. 92) De acuerdo a la definición anterior la presente investigación es descriptiva, debido a que se mide, evalúa y relaciona aspectos y componentes del suelo mejorado con las Sales Cuaternarias de Amonio Líquido. Además, se busca especificar las propiedades importantes para medir y evaluar la capacidad de soporte del suelo (CBR). 67 3.1.3. Método de investigación El método de la presente investigación es de tipo hipotético-deductivo “El método hipotético-deductivo tiene varios pasos esenciales: observación del fenómeno a estudiar, creación de una hipótesis para explicar dicho fenómeno, deducción de consecuencias o proposiciones más elementales de las propias hipótesis, y verificación o comprobación de la verdad de los enunciados deducidos comparándolos con la experiencia”. (Hernández Sampieri, Fernández Collado, & Baptista Lucio, 2010) De acuerdo a la definición anterior la presente investigación es hipotética-deductiva porque para realizarla se parte de una hipótesis general e hipótesis específicos, las cuales son demostradas mediante un proceso de investigación. 3.2. Diseño de la investigación. 3.2.1. Diseño metodológico. Diseño experimental. (Roberto Hernandez CF, 2003) El diseño metodológico para el presente tema de investigación, “Evaluación de la capacidad de soporte y densidad máxima para sub – base, en pavimentos con aditivos de sales cuaternarias de amonio líquido cantera de Sencca – Poroy – Cusco – Perú”, Corresponde a un diseño Experimental. Debido a que existe una Relación Causa – Efecto, y el manipuleo se realiza principalmente sobre la variable independiente, el manipuleo de la variable independiente se da en el momento de que incorporaremos las sales cuaternarias de amonio líquido, sobre la variable independiente. Para el caso de nuestra investigación la variable independiente manipulable viene a ser el material de la cantera Sencca – Poroy – Cusco, el cual es considerada como la causa, como consecuencia del manipuleo obtendremos diferentes resultados de capacidad de soporte del suelo que viene a ser la variable dependiente de la investigación, por lo que dicha variable es considerada como efecto. La relación causa – efecto se da a raíz de la comparación del material de la cantera Sencca – Poroy – Cusco, sin refuerzo comparada con el material de la cantera en mención reforzada con sales cuaternarias de amonio líquido. VARIABLE INDEPENDIENTE VARIABLE DEPENDIENTE (Causa) (Efecto) “Material cantera Sencca – Poroy – Cusco” “Capacidad de soporte” 68 3.2.2. Diseño de ingeniería. AASHTO Clasificación de suelos SUCS Contenido de humedad Material Estado Límite liquido FIN granular natural Límites de atterberg Límite plástico Resultados 1 Recomendaciones Índice de plasticidad EVALUACIÓN DE LA Densidad máxima seca Proctor modificado CAPACIDAD DE SOPPORTE I Y DENSIDAD MÁXIMA N Conclusiones PARA SUB – BASE, EN Capacidad de soporte CBR I PAVIMENTOS CON C ADITIVOS DE SALES CUATERNARIAS DE I Concentración de 0.5 % AMONIO LÍQUIDO O Diagnóstico CANTERA DE SENCCA – POROY – CUSCO - PERÚ Concentración de 1.0 % Densidad Proctor Resultados 2 máxima seca modificado Concentración de 1.5 % Concentración de 2.0 % Material Adicionando granular aditivo Concentración de 0.5 % Concentración de 1.0 % Capacidad CBR Resultados 3 de soporte Concentración de 1.5 % Sales cuaternarias de amonio líquido Concentración de 2.0 % Figura 22: Diseño de ingeniería Fuente: Elaboración propia 69 3.3.Población y muestra. 3.3.1. Población. 3.3.1.1. Descripción de la población. Una población es el conjunto de todos los casos que concuerdan con una serie de especificaciones. (Hernández Sampieri, Fernández Collado, & Baptista Lucio, 2010, pág. 174) La población que consideramos para el trabajo de investigación son:  El material granular para sub base, extraído de la cantera de Sencca – Poroy  Sales cuaternarias de amonio líquido.  Agua potable 3.3.1.2. Cuantificación de la población. La población está conformada por:  Material granular de la Cantera Sencca - Poroy sin la adición de sales cuaternarias de amonio líquido.  Material granular de la Cantera Sencca - Poroy con la adición de sales cuaternarias de amonio líquido en concentraciones de 0.5%, 1%, 1.5% y 2%, en función del peso del material.  Teniendo un total de 5 elementos en el universo cada uno con un peso de 80000 gr +/- 500 gr. 3.3.2. Muestra. 3.3.2.1. Descripción de la muestra. Una muestra es un subgrupo de la población en el que todos los elementos tienen la misma posibilidad de ser elegidos. (Hernández Sampieri, Fernández Collado, & Baptista Lucio, 2010, pág. 175) La muestra está compuesta por 53 muestras de suelo de la cantera Sencca - Poroy sin la adición de sales cuaternarias de amonio líquido y con la adición en concentraciones de 0.5 %, 1.0 %, 1.5 %, 2.0%, de sales cuaternarias de amonio líquido, que viene a ser el total de lo descrito en la población. 3.3.2.2.Cuantificación de la muestra. A. Material granular de la cantera Sencca - Poroy sin la adición de sales cuaternarias de amonio líquido  01 Ensayo de contenido de humedad. (04 muestras cada uno de 2300 gr +/- 23 gr) 70  01 Ensayo de granulometría. (01 muestra de 2500 gr +/- 25 gr.)  01 Ensayo de límite líquido. (04 muestras cada uno de 20 gr +/- 1 gr)  01 Ensayo de límite plástico. (04 muestras cada uno de 20 gr +/- 1 gr)  01 Ensayo de densidad máxima seca. (5 muestras cada uno de 6500 gr +/- 65 gr.)  01 Ensayo de CBR en laboratorio. (3 muestras cada uno de 5500 gr +/- 55 gr. Para cada CBR) B. Material granular de la cantera Sencca - Poroy con la adición de sales cuaternarias de amonio líquido en concentración de 0.5%  01 Ensayo de densidad máxima seca (Proctor modificado). (5 muestras cada uno de 6500 gr +/- 65 gr.)  01 Ensayo de CBR en laboratorio. (3 muestras cada uno de 5500 gr +/- 55 gr. Para cada CBR) C. Material granular de la Cantera Sencca - Poroy con la adición de sales cuaternarias de amonio líquido en porcentajes de 1.0%.  01 Ensayo de densidad máxima seca (Proctor modificado). (5 muestras cada uno de 6500 gr +/- 65 gr.)  01 Ensayo de CBR en laboratorio. (3 muestras cada uno de 5500 gr +/- 55 gr. Para cada CBR) D. Material granular de la Cantera Sencca - Poroy con la adición de sales cuaternarias de amonio líquido en porcentajes de 1.5%.  01 Ensayo de densidad máxima seca (Proctor modificado). (5 muestras cada uno de 6500 gr +/- 65 gr.)  01 Ensayo de CBR en laboratorio. (3 muestras cada uno de 5500 gr +/- 55 gr. Para cada CBR) E. Material granular de la Cantera Sencca - Poroy con la adición de sales cuaternarias de amonio líquido en porcentajes de 2.0%. 71  01 Ensayo de densidad máxima seca (Proctor modificado). (5 muestras cada uno de 6500 gr +/- 65 gr.)  01 Ensayo de CBR en laboratorio. (3 muestras cada uno de 5500 gr +/- 55 gr. Para cada CBR) 3.3.2.3. Método de muestreo. El método de muestreo utilizado para las 53 muestras fue no probabilístico, ya que se utilizó el método de cuarteo para la elección de las muestras más representativas. Muestra no probabilística o dirigida, es un subgrupo de la población en la que la elección de los elementos no depende de la probabilidad, sino de las características de la investigación. (Hernández Sampieri, Fernández Collado, & Baptista Lucio, 2010, pág. 176) Las muestras del suelo fueron tomadas de la cantera Sencca – Poroy según la norma técnica CE.010 Pavimentos Urbanos, dado que nuestra población es finita y los elementos puestos a evaluación se fabricaron por conveniencia (accesibilidad) 3.3.2.4. Criterios de evaluación de la muestra. Se evaluaron las muestras tomando como referencia el Manual de Carreteras - Suelos, Geología, Geotecnia y Pavimentos, 2013 y el Manual de Ensayo de Materiales, 2016, realizando ensayos físicos y mecánicos para determinar si la adición de sales cuaternarias de amonio líquido optimiza al material de sub base para pavimentos. 3.3.3. Criterios de inclusión. 3.3.3.1. Criterio de inclusión de las muestras de suelo. El material granular para sub base fue extraído de la cantera de cantera Sencca, distrito de Poroy, provincia del Cusco y departamento del Cusco. Se hicieron ensayos para conocer la granulometría, humedad natural, límite líquido, límite plástico; parámetros importantes para los ensayos de proctor modificado y CBR, para conocer así la capacidad de soporte y densidad máxima. 72 3.3.3.2. Criterio de inclusión del aditivo. El aditivo utilizado en esta investigación son las sales cuaternarias de amonio líquido, su obtención es de la estabilización y transformación del amonio líquido en sales cuaternarias estabilizadas de amonio. La adición de las sales cuaternarias de amonio líquido natural se hará en concentraciones de peso de 0.5%, 1.0%, 1.5% y 2%. 3.3.3.3. Criterio de inclusión de agua. El agua para la dosificación es potable, proveniente del abastecimiento de la red pública que brinda SEDACUSCO. 73 3.4. Instrumentos. 3.4.1. Instrumentos metodológicos o instrumentos de recolección de datos. 3.4.1.1. Determinación del contenido de humedad de un suelo. Tabla 19: Recolección de datos – ensayo de contenido de humedad UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA TESIS SUB BASE, EN PAVIMENTOS CON ADITIVOS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. ENSAYO: CONTENIDO DE HUMEDAD Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA MTC E 108 / ASTM D 2216 NORMATIVA: MUESTRA: Suelo Natural Sin Adición FECHA: LUGAR: LABORATORIO UNITEST S.A.C. MUESTRA MUESTRA MUESTRA MUESTRA DESCRIPCIÓN UND. N°1 N°2 N°3 N°4 RECIPIENTE N° RECIPIENTE + SUELO HÚMEDO gr. RECIPIENTE + SUELO SECO gr. PESO DEL RECIPIENTE gr. PESO DEL AGUA gr. PESO DEL SUELO SECO gr. CONTENIDO DE HUMEDAD % HUMEDAD PROMEDIO % Fuente: Elaboración propia 74 3.4.1.2.Análisis granulométrico de suelos por tamizado. Tabla 20: Recolección de datos – ensayo de análisis granulométrico por tamizado UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB BASE, EN PAVIMENTOS CON TESIS ADITIVOS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. ENSAYO: CONTENIDO DE HUMEDAD Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA MTC E 107 / ASTM D 422 / AASHTO T-88 NORMATIVA: MUESTRA: Suelo Natural Sin Adición FECHA: LUGAR: LABORATORIO UNITEST S.A.C. PESO PESO RET. % DATOS DE LA MUESTRA ABERTURA % % QUE TAMIZ N° RETENIDO REAJUSTADO RETENIDO Peso Inicial de la (mm) RETENIDO PASA gr. (gr.) (gr.) ACUM. Muestra Seca 3" 75 Peso de la Muestra gr. 2" 50 Despúes del Lavado 1 1/2" 38.1 Perdida por Lavado gr. 1" 25.4 Peso perdido gr. 3/4" 19 % perdida gr. 1/2" 12.7 3/8" 9.5 Peso de la Fraccion gr. #4 4.75 Lim Liquido % #10 2 Lim Plastico % #20 0.85 Indice de Plasticidad % #40 0.425 GRAVA (%) % #60 0.25 ARENA (%) % #100 0.15 FINOS (%) % #200 0.075 Fondo TOTAL CURVA GRANULOMETRICA LÍMITE INFERIOR LÍMITE SUPERIOR 110.000 100.000 90.000 80.000 70.000 60.000 50.000 40.000 30.000 20.000 10.000 0.000 100 10 1 0.1 0.01 ABERTURA (mm) Fuente: Elaboración propia PORCENTAJE QUE PASA (% ) 75 3.4.1.3.Determinación de límites de consistencia. Tabla 21: Recolección de datos – ensayo de límite líquido y plástico. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB BASE, EN TESIS PAVIMENTOS CON ADITIVOS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. ENSAYO: LÍMITES DE CONSISTENCIA Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA MTC E 110 / NTP 339.129 / AASHTO T-89 NORMATIVA: MUESTRA: Suelo Natural Sin Adición FECHA: LUGAR: LABORATORIO UNITEST S.A.C. DATOS LÍMITE LÍQUIDO LÍMITE PLÁSTICO DESCRIPCIÓN UND MUESTRA MUESTRA MUESTRA MUESTRA MUESTRA MUESTRA N°1 N°2 N°3 N°4 N°1 N°2 RECIPIENTE N° N° N° DE GOLPES gr. RECIPIENTE + SUELO gr. HÚMEDO RECIPIENTE + SUELO SECO gr. PESO DEL RECIPIENTE gr. PESO DEL AGUA gr. PESO DEL SUELO SECO gr. CONTENIDO DE HUMEDAD % LÍMITE LÍQUIDO LÍMITE PLÁSTICO ÍNDICE DE PLASTICIDAD LÍMITE LÍQUIDO 30.00 28.00 26.00 24.00 22.00 20.00 LÍMTE LÍQUIDO 18.00 25 Golpes 16.00 14.00 12.00 10.00 0 5 10 15 20 25 30 35 40 NÚMERO DE GOLPES Fuente: Elaboración propia CONTENIDO DE HUMEDAD 76 3.4.1.4.Ensayo de proctor modificado. Tabla 22: Recolección de datos – ensayo de proctor modificado. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB BASE, TESIS EN PAVIMENTOS CON ADITIVOS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. RELACIONES HUMEDAD - DENSIDAD ENSAYO: (PRÓCTOR MODIFICADO) Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA MTC E 115 / ASTM D 1557 / AASHTO T-180 NORMATIVA: MUESTRA: Suelo con Aditivo 2.0% de ROCAMIX FECHA: LUGAR: LABORATORIO UNITEST S.A.C. Método C DATOS GENERALES Número de Capas = 5 Golpes por Capa = 56 Peso del Martillo = 4.54 Kg Altura de Caída del Martillo = 45.72 cm DENSIDAD DE LA MUESTRA MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 MUESTRA 04 MUESTRA 05 Número de Proctor Utilizado P-6 P-6 P-6 P-6 P-6 Diámetro del Molde (cm) 15.24 15.24 15.24 15.24 15.24 Altura del molde (cm) 11.64 11.64 11.64 11.64 11.64 Volumen del Molde (cm3) 2123.92 2123.92 2123.92 2123.92 2123.92 Peso del Molde (gr) 6,120.00 6,120.00 6,120.00 6,120.00 6,120.00 Peso del Molde + Muestra Húmeda (gr) 10,798.00 11,054.00 10,998.00 10,959.00 10,860.00 Peso de la Muestra Húmeda (gr) 4678.00 4934.00 4878.00 4839.00 4740.00 Peso de la Muestra Seca (gr) 4634.79 4792.77 4612.84 4513.42 4402.02 Densidad Seca (gr/cm3) 2.18 2.26 2.17 2.13 2.07 CONTENIDO DE HUMEDAD Medio Medio Medio Medio Medio Peso de Capsula (gr) 90.58 90.61 86.14 90.14 86.95 Peso de Capsula + Muestra Húmeda (gr) 583.12 553.15 577.14 580.02 564.20 Peso de Capsula + Muestra Seca (gr) 578.57 539.91 550.45 547.06 530.17 Peso del Agua (gr) 4.55 13.24 26.69 32.96 34.03 Peso de la Muestra Seca (gr) 487.99 449.30 464.31 456.92 443.22 Contenido de Humedad 0.93% 2.95% 5.75% 7.21% 7.68% RELACIONES HUMEDAD - DENSIDAD 2.30 0 2.25 MINIMO VERTICAL 2.20 2 2.15 2.10 2.05 2.00 0% 1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% 9% CONTENIDO DE HUMEDAD Ensayos de Compactación Cont. Humedad Optimo - Dens. Seca Max. DENSIDAD SECA MÁXIMA = 2.25 gr/cm3 CONTENIDO DE HUMEDAD ÓPTIMO = 3.06% Fuente: Elaboración propia DENSIDAD SECA (gr/cm3) 77 3.4.1.5. Ensayo de California Bearing Ratio (CBR) Tabla 23: Recolección de datos – ensayo de CBR. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB BASE, EN PAVIMENTOS CON ADITIVOS DE TESIS SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. ENSAYO: RELACIÓN DE SOPORTE DE CALIFORNIA (CBR) Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA NORMATIVA: MTC E 132 / ASTM D 1883 / AASHTO T-193 MUESTRA: Suelo Con Adición de 1.5% de ROCAMIX FECHA: LUGAR: PRO&CON S.C.R.L. DATOS PRELIMINARES DATOS DEL PROCTOR MODIFICADO DATOS DE LA ENERGÍA DE COMPACTACIÓN DATOS DEL MOLDE Densidad Seca Máxima = 2.22 cm3 Peso del Martillo = 4.54 Kg Diámetro del Molde = Contenido Humedad Óptimo = 3.64% Altura de Caída del Martillo = 45.72 cm Altura del Molde = - Número de Capas = 5 Altura del Disco Espaciador = DATOS DEL EQUIPO DE PENETRACIÓN Altura de la Muestra = Constante del Anillo de Carga = Área = Área del Pistón = Volumen = ENSAYO DE COMPACTACIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Número de Golpes por Capa 55 26 12 Condición de la Muestra Cont. Hum. Óptimo Saturada Cont. Hum. Óptimo Saturada Cont. Hum. Óptimo Saturada Peso de Capsula (gr) Peso de Capsula + Muestra Húmeda (gr) Peso de Capsula + Muestra Seca (gr) Peso del Agua (gr) Peso de la Muestra Seca (gr) Contenido de Humedad Porcentaje de Absorción Peso del Molde (gr) Peso del Molde + Muestra Húmeda (gr) Peso de la Muestra Húmeda (gr) Peso de la Muestra Seca (gr) Peso del Agua Absorbida (gr) Porcentaje de Absorción Densidad húmeda (gr/cm3) Densidad Seca (gr/cm3) ENSAYO DE EXPANSIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Tiempo Transcurrido Dial Deform % de Dial Deform % de Dial Deform % de Días HH:MM *0.001" pulg mm Expans. *0.001" pulg mm Expans. *0.001" pulg mm Expans. 0 0 hor 00 min 0.0625 1 hor 30 min 0.125 3 hor 00 min 0.25 6 hor 00 min 0.5 12 hor 00 min 1 24 hor 00 min 2 48 hor 00 min 4 96 hor 00 min ENSAYO DE PENETRACIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Carga Unitaria Dial Penetración Fuerza Esfuer. CBR Fuerza Esfuer. CBR Fuerza Esfuer. CBR Dial Dial Dial Patrón (kg/cm2) *0.001" mm kg kg/cm2 % kg kg/cm2 % kg kg/cm2 % 0 0.000 25 0.635 50 1.270 75 1.905 70.31 100 2.540 125 3.175 150 3.810 105.46 200 5.080 300 7.620 400 10.160 500 12.700 Fuente: Elaboración propia 78 3.4.2. Instrumentos de ingeniería. Son aquellos equipos y herramientas usados en los ensayos de laboratorio. Se usaron los siguientes instrumentos de ingeniería: 3.4.2.1. Determinación del contenido de humedad de un suelo. • Horno de secado: Horno de secado termostáticamente controlado, de preferencia uno del tipo tiro forzado, capaz de mantener una temperatura de 110 ± 5 ºC. • Balanzas: De capacidad conveniente y con las siguientes aproximaciones: De 0,01 g para muestras de menos de 200 g. De 0,1 g para muestras de más de 200 g. • Recipientes: Apropiados, fabricados de material resistente a la corrosión, y al cambio de peso cuando es sometido a enfriamiento o calentamiento continuo, exposición a materiales de pH variable, y a limpieza. • Utensilios para manipulación de recipientes: Se requiere el uso de guantes, tenazas, o un sujetador apropiado para mover y manipular los recipientes calientes después de que se hayan secado. • Otros utensilios: Se requieren el empleo de cuchillos, espátulas, cucharas, lona para cuarteo, divisores de muestras, etc. 3.4.2.2. Análisis granulométrico de suelos por tamizado. • Dos balanzas. Una con sensibilidad de 0,01 g para pesar material que pase el tamiz de 4,760 mm (Nº 4). Otra con sensibilidad de 0,1% del peso de la muestra, para pesar los materiales retenidos en el tamiz de 4,760 mm (Nº 4). • Estufa: Capaz de mantener temperaturas uniformes y constantes hasta de 110 ± 5 ºC. • Tamices de malla cuadrada. Incluyen los siguientes: o Serie de tamices gruesos: 2” (50,800 mm), 1½" (38,100 mm), 1" (25,400 mm), ¾" (19,000 mm) y 3/8" (9,500 mm). o Serie de tamices finos: N° 4 (4,760 mm), N° 10 (2,000 mm), N° 20 (0,840 mm), N° 40 (0,425 mm), N°60 (0, 260 mm), N°140 (0,106 mm) y N° 200 (0,075 mm). • Envases: Adecuados para el manejo y secado de las muestras. • Cepillo y brocha: Para limpiar las mallas de los tamices. 79 3.4.2.3. Ensayo de determinación de Límite líquido (L.L.), Límite plástico (L.P.) de los suelos e Índice de plasticidad (I.P.) • Recipiente para almacenaje: Una vasija de porcelana de 115 mm (4 ½”) de diámetro aproximadamente. • Aparato del límite líquido (o de Casagrande): De operación mecánica. Es un aparato equipado con motor para producir la altura y el número de golpes. • Acanalador: Para realizar el ranurado. • Calibrador: Ya sea incorporado al ranurador o separado, de acuerdo con la dimensión crítica "d" mostrada en la Figura 1, y puede ser, si fuere separada, una barra de metal de 10,00 ± 0,2 mm (0,394 ± 0,008") de espesor y de 50 mm (2") de largo, aproximadamente. • Recipientes o pesa filtros: De material resistente a la corrosión, y cuya masa no cambie con repetidos calentamientos y enfriamientos. Deben tener tapas que cierren bien, sin costuras, para evitar las pérdidas de humedad de las muestras antes de la pesada inicial y para evitar la absorción de humedad de la atmósfera tras el secado y antes de la pesada final. • Balanza: Una balanza con sensibilidad de 0,01 g. • Estufa: Termostáticamente controlado y que pueda conservar temperaturas de 110±5°C para secar la muestra. • Espátula: De hoja flexible, de unos 75 a 100 mm (3" – 4”) de longitud por 20 mm (3/4") de ancho. • Horno o estufa: Termostáticamente controlado regulable a 110 ± 5 °C. • Tamiz: De 426 μm (N° 40). • Recipientes: Adecuados para determinación de humedades • Superficie de rodadura: Comúnmente se utiliza un vidrio grueso esmerilado. 3.4.2.4. Ensayo de compactación de suelos modificado. • Molde de 6 pulgadas: Un molde que tenga en promedio 152,4 ± 0,7 mm de diámetro interior, una altura de: 116,4 ± 0,5mm y un volumen de 2 124 ± 25 cm3. • Pisón o martillo: Un pisón operado manualmente. El pisón debe caer libremente a una distancia de 457,2 ± 1,6 mm de la superficie de espécimen. • Extractor de muestras (opcional): Puede ser una gata, estructura u otro mecanismo adaptado con el propósito de extraer los especímenes compactados del molde. 80 • Balanza: Una balanza para una aproximación de 1 gramo. • Horno de secado: Con control termostático preferiblemente del tipo de ventilación forzada, capaz de mantener una temperatura uniforme de 110 ± 5 ºC a través de la cámara de secado. • Tamices o mallas: De 19,0 mm (¾ pulg), 9,5 mm (⅜ pulg) y 4,75mm (Nº 4), conforme a los requisitos de las especificaciones ASTM E11 (“Especificación para mallas metálicas con fines de ensayo”). • Herramientas de mezcla: Diversas herramientas tales como cucharas, morteros, mezclador, paleta, espátula, botella de spray, etc. o un aparato mecánico apropiado para la mezcla completa de muestra de suelo con incrementos de agua. 3.4.2.5. Ensayo de CBR de suelos en laboratorio. • Prensa usada en ensayos de compresión: utilizada para forzar la penetración de un pistón en el espécimen. • Molde, de metal: cilíndrico, de 152,4mm ± 0,66 mm (6 ± 0,026") de diámetro interior y de 177,8 ± 0,46 mm (7 ± 0,018") de altura, provisto de un collar de metal suplementario de 50,8 mm (2,0") de altura y una placa de base perforada de 9,53 mm (3/8") de espesor. Las perforaciones de la base no excederán de 1,6 mm (28 1/16”) las mismas que deberán estar uniformemente espaciadas en la circunferencia interior del molde de diámetro. La base se deberá poder ajustar a cualquier extremo del molde. • Disco espaciador: de metal, de forma circular, de 150,8 mm (5 15/16”) de diámetro exterior y de 61,37 ± 0,127 mm (2,416 ± 0,005”) de espesor, para insertarlo como falso fondo en el molde cilíndrico durante la compactación. • Pisón de compactación: Como el descrito en el modo operativo de ensayo proctor modificado, (equipo modificado). • Aparato medidor de expansión: Compuesto por: Una placa de metal perforada, por cada molde, de 149,2 mm (5 7/8") de diámetro, cuyas perforaciones no excedan de 1,6 mm (1/16") de diámetro. Estará provista de un vástago en el centro con un sistema de tornillo que permita regular su altura. • Un trípode: Cuyas patas puedan apoyarse en el borde del molde, que lleve montado y bien sujeto en el centro un dial (deformímetro), cuyo vástago coincida con el de la placa, de 81 forma que permita controlar la posición de éste y medir la expansión, con aproximación de 0,025 mm (0,001"). • Pesas: Uno o dos pesas anulares de metal que tengan una masa total de 4,54 ± 0,02kg y pesas ranuradas de metal cada una con masas de 2,27 ± 0,02 kg. Las pesas anular y ranurada deberán tener 5 7/8” a 5 15/16” (149,23 mm a 150,81 mm) en diámetro; además de tener la pesa, anular un agujero central de 2 1/8” aproximado (53,98 mm) de diámetro. • Pistón de penetración: metálico de sección transversal circular, de 49,63 ± 0,13 mm de diámetro, área de 19,35 cm2 y con longitud necesaria para realizar el ensayo de penetración con las sobrecargas precisas, pero nunca menor de 101,6 mm (4"). • Dos diales: Con recorrido mínimo de 25 mm (1") y divisiones lecturas en 0,025 mm (0,001"), uno de ellos provisto de una pieza que permita su acoplamiento en la prensa para medir la penetración del pistón en la muestra. • Tanque: Con capacidad suficiente para la inmersión de los moldes en agua. • Estufa: Termostáticamente controlada, capaz de mantener una temperatura de 110 ± 5ºC. • Balanzas: Con sensibilidades de 1 g y 0,1 g, respectivamente. • Tamices: De 4,76 mm (No. 4), 19,05 mm (3/4") y 50,80 mm (2"). • Misceláneos: De uso general como cuarteador, mezclador, cápsulas, probetas, espátulas, discos de papel de filtro del diámetro del molde, etc. 82 Panel fotográfico de los instrumentos de ingeniería. Figura 23: Balanza electrónica. Fuente: Elaboración propia. Figura 24: Recipiente metálico. Fuente: Elaboración propia. 83 Figura 25: Agua potable. Fuente: Elaboración propia. Figura 26: Cocina industrial para el secado de material. Fuente: Elaboración propia. 84 Figura 27: Mezcladora grande. Fuente: Elaboración propia. Figura 28: Badilejo. Fuente: Elaboración propia 85 Figura 29: Recipiente metálico. Fuente: Elaboración propia Figura 30: Envase para almacenar agua. Fuente: Elaboración propia 86 Figura 31: Acanalador. Fuente: Elaboración propia Figura 32: Copa de Casagrande. Fuente: Elaboración propia 87 Figura 33: Ranurador. Fuente: Elaboración propia Figura 34: Vidrio Grueso esmerilado. Fuente: Elaboración propia 88 Figura 35: Taras para almacenar muestras. Fuente: Elaboración propia Figura 36: Brocha. Fuente: Elaboración propia. 89 Figura 37: Martillo de goma. Fuente: Elaboración propia. Figura 38: Regla metálica. Fuente: Elaboración propia. 90 Figura 39: Bandeja. Fuente: Elaboración propia. Figura 40: Horno de secado.(T° = 110 °C +/- 5 °C) Fuente: Elaboración propia. 91 Figura 41: Serie de Tamices de mallas cuadradas. Fuente: Elaboración propia. Figura 42: Martillo. Fuente: Elaboración propia. 92 Figura 43: Espátula. Fuente: Elaboración propia. Figura 44: Tamiz #10 Fuente: Elaboración propia. 93 Figura 45: Vástago. Fuente: Elaboración propia. Figura 46: Molde próctor. Fuente: Elaboración propia. 94 Figura 47: Regla metálica. Fuente: Elaboración propia. 3.5. Recolección de datos. 3.5.1. Muestreo, reducción, conservación, transporte y cuarteo de suelo. 3.5.1.1. Instrumentos de muestreo, reducción, conservación, transporte y cuarteo de suelo. • Pico • Pala • Saquillos y bolsas • Barreta • Cámara fotográfica. 3.5.1.2. Procedimiento de muestreo, reducción, conservación, transporte y cuarteo de suelo. Para la extracción de material, se tuvo que trasladarse a la cantera Sencca– Poroy, de la cual se extraerá el material el cual será estudiado. Teniendo en cuenta que para la extracción del material se usó las recomendaciones que nos ofrece la norma de laboratorios de suelos siguientes: • MTC 101 (Muestreo de Suelos y Rocas) • MTC 103 (Reducción de Muestras de Campo a Tamaños de Muestras de Ensayo) • MTC 104 (Conservación y Transporte de Muestras de Suelos) 95 • MTC 105 (Obtención en Laboratorio de Muestras Representativas (Cuarteo)). Figura 48: Cantera Sencca – Poroy. Fuente: Elaboración propia. • Se coloca la muestra sobre una superficie dura, limpia y horizontal evitando cualquier pérdida de material o la adición de sustancias extrañas. Se mezcla bien la muestra hasta formar una pila en forma de cono; se mezcla de nuevo hasta formar un nuevo cono, repitiendo esta operación tres veces. Cada palada tomada de la base se deposita en la parte superior del cono, de modo que el material caiga uniformemente por los lados del cono. Cuidadosamente se aplana y extiende la pila cónica hasta darle base circular y espesor y diámetro uniforme presionando hacia abajo con la cuchara de la pala, de tal manera que cada cuarto del sector contenga el material original. El diámetro debe ser aproximadamente cuatro a ocho veces el espesor. Se procede luego a dividir diametralmente el material en cuatro partes iguales, de las cuales se separan dos cuartos diagonalmente opuestos, incluyendo todo el material fino limpiando luego con cepillo o escoba los espacios libres. 96 Los dos cuartos restantes se mezclan sucesivamente y se repite la operación hasta obtener la cantidad de muestra requerida, tal como se aprecia Figura 49: Método del cuarteo de la muestra. Fuente: Ministerio de Transportes y Comunicaciones, 2016 Figura 50: Toma de muestra de la cantera Sencca – Poroy. Fuente: Elaboración propia 97 3.5.1.3.Toma de datos de muestreo, reducción, conservación, transporte y cuarteo de suelo. Se extrajeron 250 kg aproximadamente de material granular como muestras representativas de la cantera de Sencca – Poroy, para así realizar los ensayos correspondientes. 3.5.2. Ensayo de contenido de humedad de los suelos. 3.5.2.1. Instrumentos de contenido de humedad. • Horno de secado, capaz de mantener una temperatura de 110 ± 5 ºC. • Balanzas de precisión. • Recipientes apropiados para el secado de muestras. • Utensilios para manipulación de recipientes (guantes, tenazas, etc.). • Otros utensilios (cuchillos, espátulas, cucharas, lona para cuarteo, divisores de muestras, etc.). 3.5.2.2. Procedimiento de contenido de humedad. • La cantidad mínima de espécimen de material húmedo seleccionado como representativo de la muestra total, si no se toma la muestra total, será de acuerdo a lo siguiente: Tabla 24: Masa mínima recomendada de espécimen para contenido de humedad. Fuente: Ministerio de Transportes y Comunicaciones, 2016, pág. 50 • Determinamos y registramos la masa de un contenedor limpio y seco. • Seleccionamos especímenes de ensayo representativos de acuerdo a la tabla N° 22, la cual indica los pesos mínimos que debemos de utilizar para el ensayo de contenido de humedad, 98 según los pasantes por cada tipo de malla para la presente tesis la malla empleada es la que tiene una abertura de 3/4 “. • Colocar el espécimen de ensayo húmedo en el contenedor. • Determinar el peso del contenedor y material húmedo usando una balanza. Figura 51: Peso de la muestra para el porcentaje de humedad. Fuente: Elaboración propia. • Colocar el contenedor con material húmedo en el horno. • Secar el material hasta alcanzar una masa constante, el secado se realiza a una temperatura de 110 °C durante 24 horas. • Luego que el material se haya secado a peso constante, Se permitirá el enfriamiento del material y del contenedor a temperatura ambiente o hasta que el contenedor pueda ser manipulado cómodamente con las manos y la operación del balance no se afecte por corrientes de convección y/o esté siendo calentado. • Determinar el peso del contenedor y el material secado al horno usando la misma balanza. 99 3.5.2.3. Toma de datos de contenido de humedad. Tabla 25: Datos para contenido de humedad. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA TESIS SUB BASE, EN PAVIMENTOS CON ADITIVOS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. ENSAYO: CONTENIDO DE HUMEDAD Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA MTC E 108 / ASTM D 2216 NORMATIVA: MUESTRA: Suelo Natural Sin Adición FECHA: LUGAR: LABORATORIO UNITEST S.A.C. MUESTRA MUESTRA MUESTRA MUESTRA DESCRIPCIÓN UND. N°1 N°2 N°3 N°4 RECIPIENTE N° CT-3 B56B1 B56B2 CT-4 RECIPIENTE + SUELO HÚMEDO gr. 2511.430 2382.04 2488.25 2508.46 RECIPIENTE + SUELO SECO gr. 2408.210 2283.33 2381.22 2401.2 PESO DEL RECIPIENTE gr. 146.540 144.54 147.75 145.51 PESO DEL AGUA gr. PESO DEL SUELO SECO gr. CONTENIDO DE HUMEDAD % HUMEDAD PROMEDIO % Fuente: Elaboración propia. 100 3.5.3. Ensayo de análisis granulométrico de suelos por tamizado. 3.5.3.1. Instrumentos de análisis granulométrico de suelos por tamizado. • Balanzas de precisión. • Estufa. • Máquina para el tamizado mecánico. • Tamices de malla cuadrada. Incluyen los siguientes: • Serie de tamices gruesos: 2” (50,800 mm), 1½" (38,100 mm), 1" (25,400 mm), ¾" (19,000 mm) y 3/8" (9,500 mm). • Serie de tamices finos: N° 4 (4,760 mm), N° 10 (2,000 mm), N° 20 (0,840 mm), N° 40 (0,425 mm), N°60 (0, 260 mm), N°140 (0,106 mm) y N° 200 (0,075 mm). • Envases. Adecuados para el manejo y secado de las muestras. • Recipientes para almacenar muestras. • Cepillo y brocha, para limpiar las mallas de los tamices. 3.5.3.2. Procedimiento de análisis granulométrico de suelos por tamizado. • Se toma una muestra representativa por el método del cuarteo, aproximadamente 7 kg de suelo. Figura 52: Cuarteo de muestra para análisis granulométrico. Fuente: Elaboración propia. 101 • Ya seleccionada el material granular, se procedió a realizar el secado del material, para lo cual se utilizó la cocina a gas industrial y bandejas para el secado de material, de tal forma lograr de forma eficiente y en menor tiempo el secado del material para su correspondiente análisis granulométrico. • Secado el material se registra el peso de la muestra y se procede a lavar por el tamiz N° 200. Seguidamente se coloca la muestra húmeda en el horno a 110°C durante 24 horas y transcurrido el tiempo se registra el peso del material seco y lavado. • La muestra seca se dividió en dos porciones: una retenida en el tamiz de 4,760 mm (N° 4) y otra que pasa el tamiz N° 4 (fracción gruesa y fina). • Seguidamente se realizó el tamizado manual, moviendo los tamices de un lado a otro y recorriendo circunferencias de forma que la muestra se mantenga en movimiento sobre la malla de ambas fracciones del material. • Determinamos el peso de cada fracción en una balanza con una sensibilidad de 0,1 %. La suma de los pesos de todas las fracciones y el peso inicial de la muestra no debe diferir en más de 1 %. Figura 53: Tamizado de material. Fuente: Elaboración propia. 102 3.5.3.3. Toma de datos de análisis granulométrico de suelos por tamizado. Tabla 26: Datos para análisis granulométrico. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB BASE, EN PAVIMENTOS CON TESIS ADITIVOS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. ENSAYO: CONTENIDO DE HUMEDAD Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA MTC E 107 / ASTM D 422 / AASHTO T-88 NORMATIVA: MUESTRA: Suelo Natural Sin Adición FECHA: LUGAR: LABORATORIO UNITEST S.A.C. PESO PESO RET. % DATOS DE LA MUESTRA ABERTURA % % QUE TAMIZ N° RETENIDO REAJUSTADO RETENIDO Peso Inicial de la (mm) RETENIDO PASA 2359.10 gr. (gr.) (gr.) ACUM. Muestra Seca 3" 75 Peso de la Muestra 2257.40 gr. 2" 50 Despúes del Lavado 1 1/2" 38.1 Perdida por Lavado gr. 1" 25.4 88.87 Peso perdido gr. 3/4" 19 84.62 % perdida gr. 1/2" 12.7 182.96 3/8" 9.5 265.54 Peso de la Fraccion 1240.34 gr. #4 4.75 494.47 Lim Liquido % #10 2 445.49 Lim Plastico % #20 0.85 343.43 Indice de Plasticidad % #40 0.425 193.00 GRAVA (%) % #60 0.25 98.79 ARENA (%) % #100 0.15 75.33 FINOS (%) % #200 0.075 78.14 Fondo 3.62 TOTAL 2354.26 CURVA GRANULOMETRICA LÍMITE INFERIOR LÍMITE SUPERIOR 110.000 100.000 90.000 80.000 70.000 60.000 50.000 40.000 30.000 20.000 10.000 0.000 100 10 1 0.1 0.01 ABERTURA (mm) Fuente: Elaboración propia. PORCENTAJE QUE PASA (% ) 103 3.5.4. Ensayo de límite líquido y límite plástico. 3.5.4.1. Instrumentos de limite líquido y límite plástico. • Recipiente para almacenaje. Aparato del límite líquido (o de Casagrande). • Acanalador. • Recipientes o pesa filtros. • Balanza • Estufa. • Espátula • Horno o estufa, termostáticamente controlado regulable a 110 ± 5 °C. • Tamiz, de 426 μm (N° 40). • Agua destilada. • Recipientes adecuados para determinación de humedades • Vidrio grueso esmerilado. 3.5.4.2. Procedimiento de límite líquido y límite plástico.  Se obtiene una porción representativa de la muestra total suficiente para proporcionar 250g de material pasante del tamiz Nº 40. Figura 54: Porción representativa para límites líquido y plástico. Fuente: Elaboración propia. 104 Ensayo de determinación del límite líquido de los suelos. • Se colocó los 250g de muestra de suelo en el recipiente de porcelana, añadiéndose pequeñas cantidades de agua y mezclar cuidadosamente el suelo con una espátula hasta obtener un color uniforme de la muestra húmeda (repetir el proceso hasta obtener una mezcla homogénea y uniforme). • Se procedió a colocar una porción de suelo preparado en la copa de Casagrande, presionándola, y esparciéndola con una espátula en la copa hasta una profundidad de aproximadamente 10 mm en su punto más profundo, formando una superficie aproximadamente horizontal. Teniendo cuidado en no dejar burbujas de aire atrapadas en la pasta con el menor número de pasadas de espátula como sea posible. • Mantener el suelo no usado en el plato de mezclado. Cubrir el plato de mezclado con un paño húmedo para retener la humedad en la muestra. • Utilizando el acanalador, dividimos la muestra contenida en la copa, haciendo una ranura a través del suelo siguiendo una línea que una el punto más alto y el punto más bajo sobre el borde de la copa. • Cuando se corte la ranura, mantener el acanalador contra la superficie de la copa y trazar un arco, manteniendo la corriente perpendicular a la superficie de la copa en todo su movimiento. • Verificar que no existen restos de suelo por debajo de la copa. Levantar y soltar la copa girando el manubrio a una velocidad de 1,9 a 2,1 golpes por segundo hasta que las dos mitades de suelo estén en contacto en la base de la ranura una longitud de 13 mm (1/2 pulg). • Registramos el número de golpes (N) necesarios para cerrar la ranura y tomamos una muestra de suelo representativa de la máquina de Casagrande colocándola seguidamente en un recipiente de peso conocido, para calcular su contenido de humedad. • Regresamos el suelo remanente en la copa al plato de mezclado. Mezclamos nuevamente todo el espécimen de suelo en el plato añadiéndole agua para aumentar su contenido de humedad y disminuir el número de golpes necesarios para cerrar la ranura. Repetimos los pasos anteriores para conseguir el número de golpes adecuado. 105 Figura 55: Colocación de muestra en la copa Casagrande. Fuente: Elaboración propia. Ensayo de determinación del límite plástico de los suelos. • Tomamos aproximadamente 20 g de la muestra que pase por el tamiz de 426 mm (N° 40), preparado para el ensayo de límite líquido. • Se toma una porción de 1,5 g a 2,0 g de dicha esfera como muestra para el ensayo. • Se moldea la muestra en forma de elipsoide y, a continuación, se rueda con los dedos de la mano sobre una superficie lisa, con la presión estrictamente necesaria para formar cilindros. • Si antes de llegar el cilindro a un diámetro de unos 3,2 mm (1/8") no se ha desmoronado, se vuelve a hacer un elipsoide y a repetir el proceso, cuantas veces sea necesario, hasta que se desmorone aproximadamente con dicho diámetro. • Obtenidos los trozos de cilindro se colocan en la tara para su posterior colocado en el horno, secado y registra el peso de muestra más recipiente • Repetimos el mismo procedimiento con la otra mitad de la muestra y registramos los datos obtenidos del ensayo, como se muestran en la tabla 26. Figura 56: Elaboración de los cilindros de muestra. Fuente: Elaboración propia. 106 3.5.4.3. Toma de datos de límite líquido y límite plástico. Tabla 27: Datos para límites de consistencia. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB BASE, EN TESIS PAVIMENTOS CON ADITIVOS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. ENSAYO: LÍMITES DE CONSISTENCIA Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA MTC E 110 / NTP 339.129 / AASHTO T-89 NORMATIVA: MUESTRA: Suelo Natural Sin Adición FECHA: LUGAR: LABORATORIO UNITEST S.A.C. DATOS LÍMITE LÍQUIDO LÍMITE PLÁSTICO DESCRIPCIÓN UND MUESTRA MUESTRA MUESTRA MUESTRA MUESTRA MUESTRA N°1 N°2 N°3 N°4 N°1 N°2 RECIPIENTE N° N° 3 7 8 4 15 12 N° DE GOLPES gr. 26.00 24.00 22.00 20.00 RECIPIENTE + SUELO gr. 27.02 26.75 33.62 28.26 20.42 21.48 HÚMEDO RECIPIENTE + SUELO SECO gr. 24.18 23.23 28.71 24.05 19.21 20.14 PESO DEL RECIPIENTE gr. 9.06 7.85 9.35 9.31 9.21 9.31 PESO DEL AGUA gr. PESO DEL SUELO SECO gr. CONTENIDO DE HUMEDAD % LÍMITE LÍQUIDO LÍMITE PLÁSTICO ÍNDICE DE PLASTICIDAD LÍMITE LÍQUIDO 30.00 28.00 26.00 24.00 22.00 20.00 LÍMTE LÍQUIDO 18.00 25 Golpes 16.00 14.00 12.00 10.00 0 5 10 15 20 25 30 35 40 NÚMERO DE GOLPES Fuente: Elaboración propia. CONTENIDO DE HUMEDAD 107 3.5.5. Ensayo de proctor modificado. 3.5.5.1. Instrumentos de proctor modificado. • Molde de 6 pulgadas, Un molde que tenga en promedio 152,4 ± 0,7 mm de diámetro interior, una altura de: 116,4 ± 0,5mm y un volumen de 2 124 ± 25 cm3. • Pisón o Martillo, Un pisón operado manualmente. El pisón debe caer libremente a una distancia de 457,2 ± 1,6 mm de la superficie de espécimen. • Extractor de Muestras (opcional), Puede ser una gata, estructura u otro mecanismo adaptado con el propósito de extraer los especímenes compactados del molde. • Balanza, Una balanza para una aproximación de 1 gramo. • Horno de Secado, Con control termostático preferiblemente del tipo de ventilación forzada, capaz de mantener una temperatura uniforme de 110 ± 5 ºC a través de la cámara de secado. • Tamices o Mallas, De 19,0 mm (¾ pulg), 9,5 mm (⅜ pulg) y 4,75mm (Nº 4), conforme a los requisitos de las especificaciones ASTM E11 (Especificación para mallas metálicas con fines de ensayo). • Herramientas de mezcla - diversas herramientas tales como cucharas, morteros, mezclador, paleta, espátula, botella de spray, etc. o un aparato mecánico apropiado para la mezcla completo de muestra de suelo con incrementos de agua. 3.5.5.2. Procedimiento de proctor modificado. • Se seleccionó una muestra representativa con humedad natural, de material de la cantera Sencca, en una cantidad aproximada de 30 kg. • Se realizó el secado de material en una estufa eléctrica para luego realizar el correspondiente tamizado • Determinar el porcentaje de material retenido en la malla 4,75mm (Nº 4), 9,5mm (⅜ pulg) o 19.0mm (¾ pulg) para escoger el Método A, B o C. • Una vez ya seleccionado el Método C del suelo seco y tamizado, a preparar 04 especímenes, cada uno de 6.500kg. añadiendo a cada espécimen un porcentaje de agua, con la finalidad de que se pueda encontrar el contenido de humedad más cercano al óptimo. • Para este proceso se empezó con 1% de agua, prosiguiendo con 3%, 5%, 7% y 9% de contenido de humedad. 108 • Una vez agregada el agua en cada uno de los porcentajes anteriormente mencionadas, se incluye las sales cuaternarias de amonio líquido, en concentraciones de 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0%. Figura 57: Mezclado del aditivo con el suelo. Fuente: Elaboración propia. • Teniendo las 04 muestras preparadas para cada ensayo de Proctor modificado, se procedió a la compactación en 05 capas, cada una compactada con 56 golpes. Figura 58: Compactado del material. Fuente: Elaboración propia. • Acabado la compactación de las 05 capas, se procede a quitar el collarín y se enrasa con la regla metálica para luego registrar el peso del molde + suelo húmedo en la tabla N° 21. • Finalmente se removió el contenido del molde, se cortó axialmente por el medio de la muestra compactada y se tomó un aproximado de 500g de las mitades cortadas para determinar el contenido de humedad. 109 3.5.5.3. Toma de datos de proctor modificado. Tabla 28: Datos para proctor estado natural. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB BASE, TESIS EN PAVIMENTOS CON ADITIVOS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. RELACIONES HUMEDAD - DENSIDAD ENSAYO: (PRÓCTOR MODIFICADO) Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA MTC E 115 / ASTM D 1557 / AASHTO T-180 NORMATIVA: MUESTRA: Suelo Natural Sin Adición FECHA: LUGAR: LABORATORIO UNITEST S.A.C. Método: C DATOS GENERALES Número de Capas = 5 Golpes por Capa = 56 Peso del Martillo = 4.54 Kg Altura de Caída del Martillo= 45.72 cm DENSIDAD DE LA MUESTRA MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 MUESTRA 04 MUESTRA 05 Número de Proctor Utilizado P-7 P-7 P-7 P-7 P-7 Diámetro del Molde (cm) 15.24 15.24 15.24 15.24 15.24 Altura del molde (cm) 11.64 11.64 11.64 11.64 11.64 Volumen del Molde (cm3) 2123.31 2123.31 2123.31 2123.31 2123.31 Peso del Molde (gr) 6160.00 6160.00 6160.00 6160.00 6160.00 Peso del Molde + Muestra Compactada (gr) 10378.00 10826.00 11006.00 11004.00 10374.00 Peso de la Muestra Compactada (gr) Densidad Húmeda (gr/cm3) Densidad Seca (gr/cm3) CONTENIDO DE HUMEDAD Peso de Capsula (gr) 89.91 92.68 89.90 91.85 90.85 Peso de Capsula + Muestra Húmeda (gr) 599.38 611.69 635.40 634.56 631.09 Peso de Capsula + Muestra Seca (gr) 592.80 594.85 604.71 595.80 582.85 Peso del Agua (gr) Peso de la Muestra Seca (gr) Contenido de Humedad Contenido de Humedad Promedio COMPACTACIÓN - PROCTOR MODIFICADO 2.30 2.20 2.10 2.00 1.90 1.80 1.70 0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% CONTENIDO DE HUMEDAD Ensayos Proctor Modificado Cont Humedad Optimo - Dens Seca Max Curva de Compactación DENSIDAD SECA MÁXIMA = CONTENIDO DE HUMEDAD ÓPTIMO = Fuente: Elaboración propia. DENSIDAD SECA (gr/cm3) 110 Tabla 29: Datos para proctor de suelo con aditivo de 0.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB BASE, TESIS EN PAVIMENTOS CON ADITIVOS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. RELACIONES HUMEDAD - DENSIDAD ENSAYO: (PRÓCTOR MODIFICADO) Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA MTC E 115 / ASTM D 1557 / AASHTO T-180 NORMATIVA: MUESTRA: Suelo con Aditivo 0.5% de ROCAMIX FECHA: LUGAR: LABORATORIO UNITEST S.A.C. Método C DATOS GENERALES Número de Capas = 5 Golpes por Capa = 56 Peso del Martillo = 4.54 Kg Altura de Caída del Martillo = 45.72 cm DENSIDAD DE LA MUESTRA MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 MUESTRA 04 MUESTRA 05 Número de Proctor Utilizado P-7 P-7 P-7 P-7 P-7 Diámetro del Molde (cm) 15.24 15.24 15.24 15.24 15.24 Altura del molde (cm) 11.64 11.64 11.64 11.64 11.64 Volumen del Molde (cm3) 2123.31 2123.31 2123.31 2123.31 2123.31 Peso del Molde (gr) 6120.00 6120.00 6120.00 6120.00 6120.00 Peso del Molde + Muestra Compactada (gr) 10341.00 10724.00 10984.00 11024.00 10408.00 Peso de la Muestra Compactada (gr) Densidad Húmeda (gr/cm3) Densidad Seca (gr/cm3) CONTENIDO DE HUMEDAD Peso de Capsula (gr) 90.20 93.00 100.05 59.00 122.30 Peso de Capsula + Muestra Húmeda (gr) 581.15 588.00 600.01 553.99 564.41 Peso de Capsula + Muestra Seca (gr) 575.53 574.99 577.45 524.70 529.50 Peso del Agua (gr) Peso de la Muestra Seca (gr) Contenido de Humedad Contenido de Humedad Promedio COMPACTACIÓN - PROCTOR MODIFICADO 2.30 2.20 2.10 2.00 1.90 1.80 1.70 0% 1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% 9% 10% CONTENIDO DE HUMEDAD Ensayos Proctor Modificado Cont Humedad Optimo - Dens Seca Max Curva de Compactación DENSIDAD SECA MÁXIMA = CONTENIDO DE HUMEDAD ÓPTIMO = Fuente: Elaboración propia. DENSIDAD SECA (gr/cm3) 111 Tabla 30: Datos para proctor de suelo con aditivo de 1.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB BASE, TESIS EN PAVIMENTOS CON ADITIVOS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. RELACIONES HUMEDAD - DENSIDAD ENSAYO: (PRÓCTOR MODIFICADO) Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA MTC E 115 / ASTM D 1557 / AASHTO T-180 NORMATIVA: MUESTRA: Suelo con Aditivo 1.0% de ROCAMIX FECHA: LUGAR: LABORATORIO UNITEST S.A.C. Método C DATOS GENERALES Número de Capas = 5 Golpes por Capa = 56 Peso del Martillo = 4.54 Kg Altura de Caída del Martillo = 45.72 cm DENSIDAD DE LA MUESTRA MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 MUESTRA 04 MUESTRA 05 Número de Proctor Utilizado P-7 P-7 P-7 P-7 P-7 Diámetro del Molde (cm) 15.24 15.24 15.24 15.24 15.24 Altura del molde (cm) 11.64 11.64 11.64 11.64 11.64 Volumen del Molde (cm3) 2123.31 2123.31 2123.31 2123.31 2123.31 Peso del Molde (gr) 6213.50 6213.50 6213.50 6213.50 6213.50 Peso del Molde + Muestra Compactada (gr) 10341.00 10846.00 11085.00 11046.00 10412.00 Peso de la Muestra Compactada (gr) Densidad Húmeda (gr/cm3) Densidad Seca (gr/cm3) CONTENIDO DE HUMEDAD Peso de Capsula (gr) 91.91 86.95 95.89 90.46 87.96 Peso de Capsula + Muestra Húmeda (gr) 562.04 544.06 594.71 546.38 556.45 Peso de Capsula + Muestra Seca (gr) 560.91 534.63 575.87 519.96 518.91 Peso del Agua (gr) Peso de la Muestra Seca (gr) Contenido de Humedad Contenido de Humedad Promedio COMPACTACIÓN - PROCTOR MODIFICADO 2.30 2.20 2.10 2.00 1.90 1.80 1.70 0% 1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% 9% 10% CONTENIDO DE HUMEDAD Ensayos Proctor Modificado Cont Humedad Optimo - Dens Seca Max Curva de Compactación DENSIDAD SECA MÁXIMA = CONTENIDO DE HUMEDAD ÓPTIMO = Fuente: Elaboración propia. DENSIDAD SECA (gr/cm3) 112 Tabla 31: Datos para proctor de suelo con aditivo de 1.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB BASE, TESIS EN PAVIMENTOS CON ADITIVOS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. RELACIONES HUMEDAD - DENSIDAD ENSAYO: (PRÓCTOR MODIFICADO) Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA MTC E 115 / ASTM D 1557 / AASHTO T-180 NORMATIVA: MUESTRA: Suelo con Aditivo 1.5% de ROCAMIX FECHA: LUGAR: LABORATORIO UNITEST S.A.C. Método C DATOS GENERALES Número de Capas = 5 Golpes por Capa = 56 Peso del Martillo = 4.54 Kg Altura de Caída del Martillo = 45.72 cm DENSIDAD DE LA MUESTRA MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 MUESTRA 04 MUESTRA 05 Número de Proctor Utilizado P-7 P-7 P-7 P-7 P-7 Diámetro del Molde (cm) 15.24 15.24 15.24 15.24 15.24 Altura del molde (cm) 11.64 11.64 11.64 11.64 11.64 Volumen del Molde (cm3) 2123.31 2123.31 2123.31 2123.31 2123.31 Peso del Molde (gr) 5792.00 5792.00 5792.00 5792.00 5792.00 Peso del Molde + Muestra Compactada (gr) 10288.00 10492.00 10728.00 10686.00 10441.00 Peso de la Muestra Compactada (gr) Densidad Húmeda (gr/cm3) Densidad Seca (gr/cm3) CONTENIDO DE HUMEDAD Peso de Capsula (gr) 92.85 88.98 90.91 86.13 90.64 Peso de Capsula + Muestra Húmeda (gr) 571.20 570.36 587.50 577.14 568.72 Peso de Capsula + Muestra Seca (gr) 571.10 560.00 565.36 547.56 532.32 Peso del Agua (gr) Peso de la Muestra Seca (gr) Contenido de Humedad Contenido de Humedad Promedio COMPACTACIÓN - PROCTOR MODIFICADO 2.25 2.20 2.15 2.10 2.05 2.00 1.95 1.90 0% 1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% 9% 10% CONTENIDO DE HUMEDAD Ensayos Proctor Modificado Cont Humedad Optimo - Dens Seca Max Curva de Compactación DENSIDAD SECA MÁXIMA = CONTENIDO DE HUMEDAD ÓPTIMO = Fuente: Elaboración propia. DENSIDAD SECA (gr/cm3) 113 Tabla 32: Datos para proctor de suelo con aditivo de 2.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB BASE, TESIS EN PAVIMENTOS CON ADITIVOS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. RELACIONES HUMEDAD - DENSIDAD ENSAYO: (PRÓCTOR MODIFICADO) Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA MTC E 115 / ASTM D 1557 / AASHTO T-180 NORMATIVA: MUESTRA: Suelo con Aditivo 2.0% de ROCAMIX FECHA: LUGAR: LABORATORIO UNITEST S.A.C. Método C DATOS GENERALES Número de Capas = 5 Golpes por Capa = 56 Peso del Martillo = 4.54 Kg Altura de Caída del Martillo = 45.72 cm DENSIDAD DE LA MUESTRA MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 MUESTRA 04 MUESTRA 05 Número de Proctor Utilizado P-6 P-6 P-6 P-6 P-6 Diámetro del Molde (cm) 15.24 15.24 15.24 15.24 15.24 Altura del molde (cm) 11.64 11.64 11.64 11.64 11.64 Volumen del Molde (cm3) 2123.92 2123.92 2123.92 2123.92 2123.92 Peso del Molde (gr) 6,120.00 6,120.00 6,120.00 6,120.00 6,120.00 Peso del Molde + Muestra Húmeda (gr) 10,798.00 11,054.00 10,998.00 10,959.00 10,860.00 Peso de la Muestra Húmeda (gr) Peso de la Muestra Seca (gr) Densidad Seca (gr/cm3) CONTENIDO DE HUMEDAD Peso de Capsula (gr) 90.58 90.61 86.14 90.14 86.95 Peso de Capsula + Muestra Húmeda (gr) 583.12 553.15 577.14 580.02 564.20 Peso de Capsula + Muestra Seca (gr) 578.57 539.91 550.45 547.06 530.17 Peso del Agua (gr) Peso de la Muestra Seca (gr) Contenido de Humedad RELACIONES HUMEDAD - DENSIDAD 2.30 2.25 2.20 2.15 2.10 2.05 2.00 0% 1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% 9% 10% CONTENIDO DE HUMEDAD Ensayos de Compactación Cont. Humedad Optimo - Dens. Seca Max. Curva de Compactación DENSIDAD SECA MÁXIMA = CONTENIDO DE HUMEDAD ÓPTIMO = Fuente: Elaboración propia. DENSIDAD SECA (gr/cm3) 114 3.5.6. Ensayo de California Bearing Ratio (CBR). 3.5.6.1. Instrumentos de California Bearing Ratio (CBR). • Prensa usada en ensayos de compresión • Molde, de metal, cilíndrico. • Disco espaciador, de metal, de forma circular. • Pisón de compactación. • Aparato medidor de expansión. • Un trípode, deformímetro y pesas. • Pistón de penetración, metálico de sección transversal circular. • Dos diales con recorrido mínimo de 25 mm (1") y divisiones lecturas en 0,025 mm (0,001"). • Tanque, con capacidad suficiente para la inmersión de los moldes en agua. • Estufa, termostáticamente controlada y balanzas. • Tamices, de 4,76 mm (No. 4), 19,05 mm (3/4") y 50,80 mm (2"). • Misceláneos, de uso general como cuarteador, mezclador, cápsulas, probetas, espátulas, discos de papel de filtro del diámetro del molde, etc. 3.5.6.2. Procedimiento de California Bearing Ratio (CBR). • Cuando más del 75 % en peso de la muestra pase por el tamiz de 19,1 mm (3/4"), se utiliza para el ensayo el material que pasa por dicho tamiz. Cuando la fracción de la muestra retenida en el tamiz de 19,1 mm (3/4") sea superior a un 25% en peso, se separa el material retenido en dicho tamiz y se sustituye por una proporción igual de material comprendido entre los tamices de 19,1 mm (3/4") y de 4,75 mm (Nº4), obtenida tamizando otra porción de la muestra. • Para realizar el proceso de compactación en cada molde de CBR, debemos tener como dato el contenido de humedad optimo necesario para alcanzar la máxima densidad seca, por lo que se debe conocer el contenido de humedad natural, para así agregar la cantidad necesaria de agua para alcanzar la humedad óptima. • Una vez alcanzada la humedad optima procedemos a la inclusión, de las sales cuaternarias de amonio líquido, en concentraciones de 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0%. • Se prepararon los tres moldes CBR de 12, 25 y 56 golpes respectivamente, se coloca el disco espaciador en el molde, para luego continuar con el llenado y compactación de las 5 115 capas de material según al número de golpes, prosiguiendo con la colocación de los dos anillos; para finalizar se saca una muestra de humedad del material de cada molde. • Una vez compactado el material, se quitó el collarín y enrasamos el material con la regla metálica a nivel del molde, para posteriormente realizar el pesado del molde más el suelo húmedo. • Se giró el molde para retirar el disco espaciador y así colocar la sobrecarga, según sea el caso; para análisis de capa de sub base o afirmado se coloca una sobrecarga de 4.54kg. • Se fijó a la placa de la base, colocando un papel filtro sobre la parte superior de la muestra. • El trípode con el dial medidor de deformaciones se colocó alrededor del molde y se ajustó al vástago de la placa perforada. Luego se registró la lectura inicial y se retira el trípode. • Se sumerge el molde en una poza con agua (capaz de cubrirlo en su totalidad), dejándolo saturar durante el periodo de cuatro días teniendo que registrar la expansión de cada molde a la misma hora de cada día. • Después de cuatro días, se sacó el molde, se deja drenar durante 10 a 15 minutos aproximadamente, para luego colocar el molde sobre el soporte de carga de la prensa, para ajustarlo de manera tal que el pistón de penetración quede centrado en la muestra. • Se calibra el dial indicador de la presión del anillo de carga y el dial de deformación. La velocidad de penetración del pistón en el suelo es de 1.27 mm por minuto. La velocidad se controla por tiempo con un cronometro, para luego registrar las lecturas. • Luego de terminada la prueba, se retira las sobrecargas, se recupera el suelo ensayado y se toma muestra para determinar la humedad final. Figura 59: Penetración de la muestra. Fuente: Elaboración propia. 116 3.5.6.3. Toma de datos de California Bearing Ratio (CBR). Tabla 33: Datos de California Bearing Ratio (CBR) de suelo natural. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB BASE, EN PAVIMENTOS CON ADITIVOS TESIS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. ENSAYO: RELACIÓN DE SOPORTE DE CALIFORNIA (CBR) Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA NORMATIVA: MTC E 132 / ASTM D 1883 / AASHTO T-193 MUESTRA: Suelo Natural Sin Adición FECHA: LUGAR: PRO&CON S.C.R.L. DATOS PRELIMINARES DATOS DEL PROCTOR MODIFICADO DATOS DE LA ENERGÍA DE COMPACTACIÓN DATOS DEL MOLDE Densidad Seca Máxima = 2.19 cm3 Peso del Martillo = 4.54 Kg Diámetro del Molde = 15.24 cm Contenido Humedad Óptimo = 5.10% Altura de Caída del Martillo = 45.72 cm Altura del Molde = 17.78 cm Número de Capas = 5 Altura del Disco Espaciador = 6.14 cm DATOS DEL EQUIPO DE PENETRACIÓN Altura de la Muestra = 11.64 cm Constante del Anillo de Carga = +1.24E+01 Área = 182.41 cm2 Área del Pistón = 20.27 cm2 Volumen = 2123.92 cm3 ENSAYO DE COMPACTACIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Número de Golpes por Capa 55 26 12 Condición de la Muestra Cont. Hum. Óptimo Saturada Cont. Hum. Óptimo Saturada Cont. Hum. Óptimo Saturada Peso de Capsula (gr) 15.97 10.26 10.26 12.01 19.13 12.50 Peso de Capsula + Muestra Húmeda (gr) 108.93 96.94 78.26 102.98 103.34 103.11 Peso de Capsula + Muestra Seca (gr) 104.31 92.17 74.87 96.41 99.23 95.56 Peso del Agua (gr) Peso de la Muestra Seca (gr) Contenido de Humedad Porcentaje de Absorción Peso del Molde (gr) 7412 7238 7536 Peso del Molde + Muestra Húmeda (gr) 12310 12415 11995 12170 12175 12200 Peso de la Muestra Húmeda (gr) Peso de la Muestra Seca (gr) Peso del Agua Absorbida (gr) Porcentaje de Absorción Densidad húmeda (gr/cm3) Densidad Seca (gr/cm3) ENSAYO DE EXPANSIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Tiempo Transcurrido Dial Deform % de Dial Deform % de Dial Deform % de Días HH:MM *0.001" pulg mm Expans. *0.001" pulg mm Expans. *0.001" pulg mm Expans. 0 0 hor 00 min 0 0 0 0.0625 1 hor 30 min 2 1.5 6 0.125 3 hor 00 min 2 2 10 0.25 6 hor 00 min 2.3 3 11 0.5 12 hor 00 min 2.5 4 11.3 1 24 hor 00 min 2.5 5.5 11.5 2 48 hor 00 min 2.5 6 12 4 96 hor 00 min 2.5 7 12 ENSAYO DE PENETRACIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Carga Unitaria Dial Penetración Fuerza Esfuer. CBR Fuerza Esfuer. CBR Fuerza Esfuer. CBR Dial Dial Dial Patrón (kg/cm2) *0.001" mm kg kg/cm2 % kg kg/cm2 % kg kg/cm2 % 0 0.000 0 0 0 25 0.635 15 24 18 50 1.270 39 54 37 75 1.905 69 78 64 70.31 100 2.540 105 105 85 125 3.175 148 121 102 150 3.810 191 140 117 105.46 200 5.080 281 188 138 300 7.620 453 278 177 400 10.160 627 359 219 500 12.700 795 437 257 Fuente: Elaboración propia. 117 Tabla 34: Datos de California Bearing Ratio (CBR) de suelo con adición de 0.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB BASE, EN PAVIMENTOS CON ADITIVOS TESIS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. ENSAYO: RELACIÓN DE SOPORTE DE CALIFORNIA (CBR) Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA NORMATIVA: MTC E 132 / ASTM D 1883 / AASHTO T-193 MUESTRA: Suelo Con Adición de 0.5% de ROCAMIX FECHA: LUGAR: PRO&CON S.C.R.L. DATOS PRELIMINARES DATOS DEL PROCTOR MODIFICADO DATOS DE LA ENERGÍA DE COMPACTACIÓN DATOS DEL MOLDE Densidad Seca Máxima = 2.20 cm3 Peso del Martillo = 4.54 Kg Diámetro del Molde = 15.24 cm Contenido Humedad Óptimo = 4.60% Altura de Caída del Martillo = 45.72 cm Altura del Molde = 17.78 cm Contenido Humedad Natural = Número de Capas = 5 Altura del Disco Espaciador = 6.14 cm DATOS DEL EQUIPO DE PENETRACIÓN Altura de la Muestra = 11.64 cm 2 3 Constante del Anillo de Carga = +1.24E+01 +3.4E+00 *X -1.11E-04 *X +0.0E+00 *X (KN) Área = 182.41 cm2 Área del Pistón = 20.27 cm2 Volumen = 2123.92 cm3 ENSAYO DE COMPACTACIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Número de Golpes por Capa 55 26 12 Condición de la Muestra Cont. Hum. Óptimo Saturada Cont. Hum. Óptimo Saturada Cont. Hum. Óptimo Saturada Peso de Capsula (gr) 16.50 19.29 17.15 15.44 18.28 20.57 Peso de Capsula + Muestra Húmeda (gr) 77.49 74.95 80.25 97.96 74.80 83.41 Peso de Capsula + Muestra Seca (gr) 74.86 72.05 77.39 92.92 72.36 79.17 Peso del Agua (gr) Peso de la Muestra Seca (gr) Contenido de Humedad Porcentaje de Absorción Peso del Molde (gr) 7115 7375 7445 Peso del Molde + Muestra Húmeda (gr) 11990 12130 12065 12230 12070 12320 Peso de la Muestra Húmeda (gr) Peso de la Muestra Seca (gr) Peso del Agua Absorbida (gr) Porcentaje de Absorción Densidad húmeda (gr/cm3) Densidad Seca (gr/cm3) ENSAYO DE EXPANSIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Tiempo Transcurrido Dial Deform % de Dial Deform % de Dial Deform % de Días HH:MM *0.001" pulg mm Expans. *0.001" pulg mm Expans. *0.001" pulg mm Expans. 0 0 hor 00 min 0 0 0 0.0625 1 hor 30 min 11.5 26 24 0.125 3 hor 00 min 21.5 24 32 0.25 6 hor 00 min 22 25 33 0.5 12 hor 00 min 25 27 35 1 24 hor 00 min 25 27 35 2 48 hor 00 min 25.5 28 36 4 96 hor 00 min 26 28.5 37 ENSAYO DE PENETRACIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Carga Unitaria Dial Penetración Fuerza Esfuer. CBR Fuerza Esfuer. CBR Fuerza Esfuer. CBR Dial Dial Dial Patrón (kg/cm2) *0.001" mm kg kg/cm2 % kg kg/cm2 % kg kg/cm2 % 0 0.000 0 0 0 25 0.635 20 8 13 50 1.270 54 28 37 75 1.905 95 55 64 70.31 100 2.540 135 87 89 125 3.175 174 124 113 150 3.810 213 167 136 105.46 200 5.080 292 244 179 300 7.620 512 348 257 400 10.160 713 446 317 500 12.700 900 528 369 Fuente: Elaboración propia. 118 Tabla 35: Datos de California Bearing Ratio (CBR) de suelo con adición de 1.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB BASE, EN PAVIMENTOS CON ADITIVOS TESIS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. ENSAYO: RELACIÓN DE SOPORTE DE CALIFORNIA (CBR) Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA NORMATIVA: MTC E 132 / ASTM D 1883 / AASHTO T-193 MUESTRA: Suelo Con Adición de 1% de ROCAMIX FECHA: LUGAR: PRO&CON S.C.R.L. DATOS PRELIMINARES DATOS DEL PROCTOR MODIFICADO DATOS DE LA ENERGÍA DE COMPACTACIÓN DATOS DEL MOLDE Densidad Seca Máxima = 2.21 cm3 Peso del Martillo = 4.54 Kg Diámetro del Molde = 15.24 cm Contenido Humedad Óptimo = 4.11% Altura de Caída del Martillo = 45.72 cm Altura del Molde = 17.78 cm Número de Capas = 5 Altura del Disco Espaciador = 6.14 cm DATOS DEL EQUIPO DE PENETRACIÓN Altura de la Muestra = 11.64 cm Constante del Anillo de Carga = +1.24E+01 Área = 182.41 cm2 Área del Pistón = 20.27 cm2 Volumen = 2123.92 cm3 ENSAYO DE COMPACTACIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Número de Golpes por Capa 55 26 12 Condición de la Muestra Cont. Hum. Óptimo Saturada Cont. Hum. Óptimo Saturada Cont. Hum. Óptimo Saturada Peso de Capsula (gr) 15.95 19.09 14.18 15.97 15.60 18.99 Peso de Capsula + Muestra Húmeda (gr) 113.12 118.24 106.32 104.91 85.16 99.01 Peso de Capsula + Muestra Seca (gr) 109.27 112.01 102.59 99.04 82.36 92.37 Peso del Agua (gr) Peso de la Muestra Seca (gr) Contenido de Humedad Porcentaje de Absorción Peso del Molde (gr) 7290 7862 7290 Peso del Molde + Muestra Húmeda (gr) 12185 12345 12645 12810 11800 12035 Peso de la Muestra Húmeda (gr) Peso de la Muestra Seca (gr) Peso del Agua Absorbida (gr) Porcentaje de Absorción Densidad húmeda (gr/cm3) Densidad Seca (gr/cm3) ENSAYO DE EXPANSIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Tiempo Transcurrido Dial Deform % de Dial Deform % de Dial Deform % de Días HH:MM *0.001" pulg mm Expans. *0.001" pulg mm Expans. *0.001" pulg mm Expans. 0 0 hor 00 min 0 0 0 0.0625 1 hor 30 min 1.5 1.5 6.5 0.125 3 hor 00 min 2.5 3 8 0.25 6 hor 00 min 4 5 8.5 0.5 12 hor 00 min 5.5 6 10 1 24 hor 00 min 7 7 10 2 48 hor 00 min 7.5 8.5 10 4 96 hor 00 min 8 9 10 ENSAYO DE PENETRACIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Carga Unitaria Dial Penetración Fuerza Esfuer. CBR Fuerza Esfuer. CBR Fuerza Esfuer. CBR Dial Dial Dial Patrón (kg/cm2) *0.001" mm kg kg/cm2 % kg kg/cm2 % kg kg/cm2 % 0 0.000 0 0 0 25 0.635 48 50 43 50 1.270 114 103 67 75 1.905 182 148 88 70.31 100 2.540 240 183 106 125 3.175 309 221 115 150 3.810 366 252 131 105.46 200 5.080 464 321 151 300 7.620 631 417 188 400 10.160 771 529 220 500 12.700 887 624 246 Fuente: Elaboración propia. 119 Tabla 36: Datos de California Bearing Ratio (CBR) de suelo con adición de 1.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB BASE, EN PAVIMENTOS CON ADITIVOS TESIS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. ENSAYO: RELACIÓN DE SOPORTE DE CALIFORNIA (CBR) Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA NORMATIVA: MTC E 132 / ASTM D 1883 / AASHTO T-193 MUESTRA: Suelo Con Adición de 1.5% de ROCAMIX FECHA: LUGAR: PRO&CON S.C.R.L. DATOS PRELIMINARES DATOS DEL PROCTOR MODIFICADO DATOS DE LA ENERGÍA DE COMPACTACIÓN DATOS DEL MOLDE Densidad Seca Máxima = 2.22 cm3 Peso del Martillo = 4.54 Kg Diámetro del Molde = 15.24 cm Contenido Humedad Óptimo = 3.64% Altura de Caída del Martillo = 45.72 cm Altura del Molde = 17.78 cm Número de Capas = 5 Altura del Disco Espaciador = 6.14 cm DATOS DEL EQUIPO DE PENETRACIÓN Altura de la Muestra = 11.64 cm Constante del Anillo de Carga = +1.24E+01 Área = 182.41 cm2 Área del Pistón = 20.27 cm2 Volumen = 2123.92 cm3 ENSAYO DE COMPACTACIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Número de Golpes por Capa 55 26 12 Condición de la Muestra Cont. Hum. Óptimo Saturada Cont. Hum. Óptimo Saturada Cont. Hum. Óptimo Saturada Peso de Capsula (gr) 16.05 18.04 19.16 18.66 18.22 16.05 Peso de Capsula + Muestra Húmeda (gr) 86.28 98.95 116.85 113.15 102.98 95.17 Peso de Capsula + Muestra Seca (gr) 83.78 94.39 113.47 107.07 100.10 88.87 Peso del Agua (gr) Peso de la Muestra Seca (gr) Contenido de Humedad Porcentaje de Absorción Peso del Molde (gr) 7200 7274 7352 Peso del Molde + Muestra Húmeda (gr) 12100 12235 11890 12155 11740 12035 Peso de la Muestra Húmeda (gr) Peso de la Muestra Seca (gr) Peso del Agua Absorbida (gr) Porcentaje de Absorción Densidad húmeda (gr/cm3) Densidad Seca (gr/cm3) ENSAYO DE EXPANSIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Tiempo Transcurrido Dial Deform % de Dial Deform % de Dial Deform % de Días HH:MM *0.001" pulg mm Expans. *0.001" pulg mm Expans. *0.001" pulg mm Expans. 0 0 hor 00 min 0 0 0 0.0625 1 hor 30 min 1.5 7.5 11 0.125 3 hor 00 min 4 11.5 13 0.25 6 hor 00 min 6.5 14 14 0.5 12 hor 00 min 8 15 14.5 1 24 hor 00 min 11 16.5 15 2 48 hor 00 min 12 17 16 4 96 hor 00 min 12 17.5 17 ENSAYO DE PENETRACIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Carga Unitaria Dial Penetración Fuerza Esfuer. CBR Fuerza Esfuer. CBR Fuerza Esfuer. CBR Dial Dial Dial Patrón (kg/cm2) *0.001" mm kg kg/cm2 % kg kg/cm2 % kg kg/cm2 % 0 0.000 0 0 0 25 0.635 34 25 20 50 1.270 94 62 40 75 1.905 157 97 51 70.31 100 2.540 212 126 61 125 3.175 274 152 69 150 3.810 320 169 76 105.46 200 5.080 407 222 98 300 7.620 556 253 109 400 10.160 689 300 129 500 12.700 808 344 145 Fuente: Elaboración propia. 120 Tabla 37: Datos de California Bearing Ratio (CBR) de suelo con adición de 2.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB BASE, EN PAVIMENTOS CON ADITIVOS TESIS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. ENSAYO: RELACIÓN DE SOPORTE DE CALIFORNIA (CBR) Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA NORMATIVA: MTC E 132 / ASTM D 1883 / AASHTO T-193 MUESTRA: Suelo Con Adición de 2.0% de ROCAMIX FECHA: LUGAR: PRO&CON S.C.R.L. DATOS PRELIMINARES DATOS DEL PROCTOR MODIFICADO DATOS DE LA ENERGÍA DE COMPACTACIÓN DATOS DEL MOLDE Densidad Seca Máxima = 2.25 cm3 Peso del Martillo = 4.54 Kg Diámetro del Molde = 15.24 cm Contenido Humedad Óptimo = 3.10% Altura de Caída del Martillo = 45.72 cm Altura del Molde = 17.78 cm Número de Capas = 5 Altura del Disco Espaciador = 6.14 cm DATOS DEL EQUIPO DE PENETRACIÓN Altura de la Muestra = 11.64 cm Constante del Anillo de Carga = +1.24E+01 Área = 182.41 cm2 Área del Pistón = 20.27 cm2 Volumen = 2123.92 cm3 ENSAYO DE COMPACTACIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Número de Golpes por Capa 55 26 12 Condición de la Muestra Cont. Hum. Óptimo Saturada Cont. Hum. Óptimo Saturada Cont. Hum. Óptimo Saturada Peso de Capsula (gr) 18.07 15.91 18.69 15.04 19.18 11.85 Peso de Capsula + Muestra Húmeda (gr) 123.57 94.77 101.06 104.08 96.05 95.86 Peso de Capsula + Muestra Seca (gr) 120.50 90.87 98.40 97.28 93.67 88.64 Peso del Agua (gr) Peso de la Muestra Seca (gr) Contenido de Humedad Porcentaje de Absorción Peso del Molde (gr) 7346 7356 6880 Peso del Molde + Muestra Húmeda (gr) 12269 12385 12015 12155 11305 11585 Peso de la Muestra Húmeda (gr) Peso de la Muestra Seca (gr) Peso del Agua Absorbida (gr) Porcentaje de Absorción Densidad húmeda (gr/cm3) Densidad Seca (gr/cm3) ENSAYO DE EXPANSIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Tiempo Transcurrido Dial Deform % de Dial Deform % de Dial Deform % de Días HH:MM *0.001" pulg mm Expans. *0.001" pulg mm Expans. *0.001" pulg mm Expans. 0 0 hor 00 min 0 0 0 0.0625 1 hor 30 min 3 8.5 7.5 0.125 3 hor 00 min 4.5 13 11.5 0.25 6 hor 00 min 5 17 15 0.5 12 hor 00 min 6 21 17.5 1 24 hor 00 min 12 22 18.5 2 48 hor 00 min 12 23 19 4 96 hor 00 min 13 24 19.5 ENSAYO DE PENETRACIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Carga Unitaria Dial Penetración Fuerza Esfuer. CBR Fuerza Esfuer. CBR Fuerza Esfuer. CBR Dial Dial Dial Patrón (kg/cm2) *0.001" mm kg kg/cm2 % kg kg/cm2 % kg kg/cm2 % 0 0.000 0 0 0 25 0.635 25 23 14 50 1.270 74 52 29 75 1.905 135 78 42 70.31 100 2.540 202 98 51 125 3.175 270 120 59 150 3.810 340 138 67 105.46 200 5.080 420 173 79 300 7.620 645 232 104 400 10.160 805 311 125 500 12.700 940 336 143 Fuente: Elaboración propia 121 3.6.Análisis de datos y cálculo de resultados. 3.6.1. Ensayo de contenido de humedad de los suelos. 3.6.1.1. Procedimiento y cálculo de contenido de humedad de los suelos.  Se calcula el contenido de humedad de la muestra, mediante la siguiente fórmula: 𝑀𝐶𝑊𝑆 − 𝑀𝐶𝑆 𝑊 = ∗ 100 𝑀𝐶𝑆 − 𝑀𝐶 𝑀𝑊 𝑊 = ∗ 100 𝑀𝑆 𝑊 = 𝐸𝑠 𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑, (%) 𝑀𝑊 = 𝐸𝑠 𝑒𝑙 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎, 𝑒𝑛 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠. 𝑀𝑆 = 𝐸𝑠 𝑒𝑙 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑠 𝑝á𝑟𝑡𝑖𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑎𝑠, 𝑒𝑛 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠. 𝑀𝐶𝑊𝑆 = 𝐸𝑠 𝑒𝑙 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑒𝑑𝑜𝑟 𝑚á𝑠 𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝐻ú𝑚𝑒𝑑𝑜, 𝑒𝑛 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠. 𝑀𝐶𝑆 = 𝐸𝑠 𝑒𝑙 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑒𝑑𝑜𝑟 𝑚á𝑠 𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑎𝑑𝑜 𝑒𝑛 ℎ𝑜𝑟𝑛𝑜, 𝑒𝑛 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠. 𝑀𝐶 = 𝐸𝑠 𝑒𝑙 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑒𝑑𝑜𝑟, 𝑒𝑛 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠. 2511.43 − 2408.21 𝑊 = ∗ 100 2408.21 − 146.54 103.22 𝑊 = ∗ 100 2261.67 𝑊 = 4.56 % 122 3.6.1.2. Tabla de contenido de humedad. Tabla 38: Cálculo del contenido de humedad de la muestra. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA TESIS SUB BASE, EN PAVIMENTOS CON ADITIVOS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. ENSAYO: CONTENIDO DE HUMEDAD Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA MTC E 108 / ASTM D 2216 NORMATIVA: MUESTRA: Suelo Natural Sin Adición FECHA: LUGAR: LABORATORIO UNITEST S.A.C. MUESTRA MUESTRA MUESTRA MUESTRA DESCRIPCIÓN UND. N°1 N°2 N°3 N°4 RECIPIENTE N° CT-3 B56B1 B56B2 CT-4 RECIPIENTE + SUELO HÚMEDO gr. 2511.430 2382.04 2488.25 2508.46 RECIPIENTE + SUELO SECO gr. 2408.210 2283.33 2381.22 2401.2 PESO DEL RECIPIENTE gr. 146.540 144.54 147.75 145.51 PESO DEL AGUA gr. 103.220 98.710 107.030 107.260 PESO DEL SUELO SECO gr. 2261.670 2138.790 2233.470 2255.690 CONTENIDO DE HUMEDAD % 4.564 4.615 4.792 4.755 HUMEDAD PROMEDIO % 4.682 Fuente: Elaboración propia. 123 3.6.1.3. Análisis de la prueba de contenido de humedad de los suelos. El porcentaje de humedad promedio del suelo es 4.682%. 3.6.2. Ensayo de análisis granulométrico. 3.6.2.1. Procedimiento y cálculo del análisis granulométrico. • Primeramente, calculamos el peso perdido de la muestra durante el proceso de tamizado: 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑜 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐼𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑀𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑆𝑒𝑐𝑎 − ∑ 𝑃𝑒𝑠𝑜𝑠 𝐷𝑒𝑠𝑝𝑢é𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑇𝑎𝑚𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑜 = 2772.10 − 2764.86 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑜 = 7.24 𝑔𝑟 • Se calculó el porcentaje del peso perdido, la cual este no debe exceder de 1%. 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑜 % 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑜 = ∗ 100 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐼𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑀𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑆𝑒𝑐𝑎 7.24 % 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑜 = ∗ 100 2772.10 % 𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑜 = 0.26 % • Luego procedimos a corregir el Peso Retenido con el porcentaje perdido y obtenemos Peso Retenido Reajustado. 50.10 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑅𝑒𝑡. 𝑅𝑒𝑎𝑗𝑢𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜 = ( ∗ 100) + 50.10 0.26 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑅𝑒𝑡. 𝑅𝑒𝑎𝑗𝑢𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜 = 50.23 𝑔𝑟 Valores retenidos en el tamiz #4: • Calculamos el Porcentaje Retenido de cada tamiz: 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑇𝑎𝑚𝑖𝑧 % 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 = ∗ 100 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 124 50.23 % 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 = ∗ 100 2772.08 % 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 = 1.81 % • Calculamos el Porcentaje que Pasa de cada tamiz: % 𝑃𝑎𝑠𝑎 = 100 − % 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝐴𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 % 𝑃𝑎𝑠𝑎 = 100 − 1.81 % 𝑃𝑎𝑠𝑎 = 9.19% Valores que pasan por el tamiz #4: • Hallamos la Sumatoria de la Porción Fina. 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐹𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 = ∑ 𝑃𝑒𝑠𝑜𝑠 𝑇𝑎𝑚𝑖𝑧 #10 + #20 + #40 + #60 + #100 + #200 + 𝐹𝑜𝑛𝑑𝑜 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐹𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 = 1241.03 𝑔𝑟 • Calculamos el Porcentaje Retenido de cada tamiz: % 𝑃𝑎𝑠𝑎 𝑇𝑎𝑚𝑖𝑧 #4 % 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 = ∗ 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑅𝑒𝑡. 𝑅𝑒𝑎𝑗𝑢𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐹𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 44.77 % 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 = ∗ 446.65 1241.03 % 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 = 16.11 % • Calculamos el Porcentaje que Pasa de cada tamiz: % 𝑃𝑎𝑠𝑎 = 100 − % 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝐴𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 % 𝑃𝑎𝑠𝑎 = 100 − 71.34 % 𝑃𝑎𝑠𝑎 = 28.66 % 125 3.6.2.2. Diagramas y tablas del análisis granulométrico. Tabla 39: Cálculo del análisis granulométrico. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB BASE, EN PAVIMENTOS CON TESIS ADITIVOS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. ENSAYO: CONTENIDO DE HUMEDAD Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA MTC E 107 / ASTM D 422 / AASHTO T-88 NORMATIVA: MUESTRA: Suelo Natural Sin Adición FECHA: LUGAR: LABORATORIO UNITEST S.A.C. % PESO PESO RET. DATOS DE LA MUESTRA ABERTURA % RETENIDO % QUE TAMIZ N° RETENIDO REAJUSTADO Peso Inicial de la (mm) RETENIDO A CUMULAD PASA 2359.10 gr. (gr.) (gr.) Muestra Seca O 3" 75 0 0 100.000 Peso de la Muestra 2257.40 gr. 2" 50 0 0 100.000 Despúes del Lavado 1 1/2" 38.1 0.00 0.00 100.000 Perdida por Lavado 101.70 gr. 1" 25.4 88.87 89.05 3.77 3.77 96.225 Peso perdido 4.84 gr. 3/4" 19 84.62 84.79 3.59 7.37 92.631 % perdida 0.21 gr. 1/2" 12.7 182.96 183.34 7.77 15.14 84.859 3/8" 9.5 265.54 266.08 11.28 26.42 73.580 Peso de la Fraccion 1240.34 gr. #4 4.75 494.47 495.48 21.00 47.42 52.577 Lim Liquido 20.72 % #10 2 445.49 446.40 18.92 66.35 33.654 Lim Plastico 12.24 % #20 0.85 343.43 344.13 14.59 80.93 19.067 Indice de Plasticidad 8.48 % #40 0.425 193.00 193.40 8.20 89.13 10.869 GRAVA (%) 47.42 % #60 0.25 98.79 98.99 4.20 93.33 6.673 ARENA (%) 52.42 % #100 0.15 75.33 75.48 3.20 96.53 3.473 FINOS (%) 0.15 % #200 0.075 78.14 78.30 3.32 99.85 0.154 Fondo 3.62 3.63 0.15 100.00 0.000 TOTAL 2354.26 2359.09 100.00 CURVA GRANULOMETRICA LÍMITE INFERIOR LÍMITE SUPERIOR 110.000 100.000 90.000 80.000 70.000 60.000 50.000 40.000 30.000 20.000 10.000 0.000 100 10 1 0.1 0.01 ABERTURA (mm) Fuente: Elaboración propia. PORCENTAJE QUE PASA (% ) 126 Para el grafico la curva granulométrica se consideran el porcentaje del material que pasa y la abertura de los tamices, para los límites de la granulometría de la sub base se utilizaron los límites establecidos en el EG-2013 (Manual de Carreteras Especificaciones Técnicas Generales para la Construcción), véase la tabla N° 39. Tabla 40: Gradación de las muestras de ensayo. Requerimientos granulométricos para sub base granular. Fuente: Ministerio de Transportes y Comunicaciones, 2013, pág. 360 Figura 60: Curva granulométrica del material de la cantera de Sencca. Fuente: Elaboración propia. 127 3.6.2.3. Análisis de la prueba del análisis granulométrico. Se observa que la curva granulométrica obtenida del ensayo realizado con el material de la Cantera de Sencca - Poroy, no cumple con los límites establecidos por el MTC y el ASTM D 1241. 3.6.3. Ensayo de límite de consistencia. 3.6.3.1. Procedimiento y cálculo de límites de consistencia. Límite líquido.  Se calcula el contenido de humedad de la muestra, mediante la siguiente fórmula: 𝑀𝑊 𝑊 = ∗ 100 𝑀𝑆 𝑊 = 𝐸𝑠 𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑, (%) 𝑀𝑊 = 𝐸𝑠 𝑒𝑙 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎, 𝑒𝑛 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠. 𝑀𝑆 = 𝐸𝑠 𝑒𝑙 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑠 𝑝á𝑟𝑡𝑖𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑎𝑠, 𝑒𝑛 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠. 2.84 𝑊 = ∗ 100 15.12 𝑊 = 18.78 % Límite plástico. 𝑊1 + 𝑊2 + ⋯ + 𝑊𝑁 𝐿í𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑃𝑙á𝑠𝑡𝑖𝑐𝑜 = ∗ 100 𝑁 𝑊 = 𝐸𝑠 𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑, (%) 𝑁 = 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎𝑠 𝑡𝑜𝑚𝑎𝑑𝑎𝑠 17.38 + 19.40 𝐿í𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑃𝑙á𝑠𝑡𝑖𝑐𝑜 = ∗ 100 2 𝐿í𝑚𝑡𝑒 𝑃𝑙á𝑠𝑡𝑖𝑐𝑜 = 18.39 % Índice de plasticidad. Í𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑑𝑒 𝑃𝑙𝑎𝑠𝑡𝑖𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 = 𝐿í𝑚𝑖𝑡𝑒 𝐿í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 − 𝐿í𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑃𝑙á𝑠𝑡𝑖𝑐𝑜 Í𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑑𝑒 𝑃𝑙𝑎𝑠𝑡𝑖𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 = 20.72 − 18.39 Í𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑑𝑒 𝑃𝑙𝑎𝑠𝑡𝑖𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 = 2.33 % 128 3.6.3.2. Diagramas y tablas de límites de consistencia.  Para el Límite líquido se representó la relación entre el Contenido de Humedad vs Número de Golpes sobre un gráfico Semilogarítmico con el contenido de humedad como ordenada sobre la escala aritmética, y el número de golpes como abscisa en escala logarítmica. Se trazó una línea recta que pase por los cuatro puntos graficados.  Tomamos el contenido de humedad correspondiente a la intersección de la línea con la abscisa de 25 golpes como el límite líquido del suelo. Tabla 41: Límite líquido para el suelos de la cantera de Sencca. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB BASE, EN TESIS PAVIMENTOS CON ADITIVOS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. ENSAYO: LÍMITES DE CONSISTENCIA Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA MTC E 110 / NTP 339.129 / AASHTO T-89 NORMATIVA: MUESTRA: Suelo Natural Sin Adición FECHA: LUGAR: LABORATORIO UNITEST S.A.C. DATOS LÍMITE LÍQUIDO LÍMITE PLÁSTICO DESCRIPCIÓN UND MUESTRA MUESTRA MUESTRA MUESTRA MUESTRA MUESTRA N°1 N°2 N°3 N°4 N°1 N°2 RECIPIENTE N° N° 3 7 8 4 15 12 N° DE GOLPES gr. 26.00 24.00 22.00 20.00 RECIPIENTE + SUELO gr. 27.02 26.75 33.62 28.26 20.42 21.48 HÚMEDO RECIPIENTE + SUELO SECO gr. 24.18 23.23 28.71 24.05 19.21 20.14 PESO DEL RECIPIENTE gr. 9.06 7.85 9.35 9.31 9.21 9.31 PESO DEL AGUA gr. 2.84 3.52 4.91 4.21 1.21 1.34 PESO DEL SUELO SECO gr. 15.12 15.38 19.36 14.74 10.00 10.83 CONTENIDO DE HUMEDAD % 18.78 22.89 25.36 28.56 12.10 12.37 LÍMITE LÍQUIDO 20.72 LÍMITE PLÁSTICO 12.24 ÍNDICE DE PLASTICIDAD 8.48 Fuente: Elaboración propia. 129 Figura 61: Curva de fluidez. Fuente: Elaboración propia. 3.6.3.3. Análisis de la prueba de límites de consistencia. El límite líquido del suelo de la Cantera de Sencca es: 20.72%, cumple según las especificaciones técnicas en el Manual de Carreteras EG-2013. El límite plástico del suelo de la Cantera de Sencca es: 18.39%. El Índice de Plasticidad es 2.33%, cumple según las especificaciones técnicas en el Manual de Carreteras EG-2013. 3.6.4. Clasificación del suelo. 3.6.4.1. Sistema Unificado de Clasificación de Suelos. (SUCS)  El porcentaje que pasa el tamiz #200 es de 0.154% < 50% Por lo tanto → es un Suelo Grueso.  El porcentaje que pasa el tamiz #4 es de 52.577% > 50% Por lo tanto → es una Arena. Para determinar D10, D30 y D60 haremos uso de la curva granulométrica. (%) 130 Figura 62: Curva granulométrica- D10, D30 Y D60 Fuente: Elaboración propia. De dónde obtenemos: 𝐷10 = 0.21 𝐷30 = 7.36 𝐷60 = 65.50 • Finalmente obtenemos el coeficiente de uniformidad (𝐶𝑈): 𝐷60 𝐶𝑈 = 𝐷10 𝐶𝑈 = 8.90  Coeficiente de curvatura (𝐶𝐶): 𝐷 230 𝐶𝐶 = 𝐷10 ∗ 𝐷60 𝐶𝐶 = 3.85 Entonces según el diagrama de flujo para los grupos de arena del suelo, nuestro material granular viene a ser un SP-SC (Arena pobremente graduada con arcilla y arena). 131 Figura 63: Diagrama de flujo para nombres de los grupos de arena del suelo. Fuente: Das Braja, 2001, pág. 85 3.6.4.2. Sistema de clasificación AASHTO. Tabla 42: Sistema de clasificación AASHTO. Fuente: Das Braja, 2001, pág. 79 Ubicamos los valores obtenidos en los ensayos de granulometría y límites de consistencia del suelo utilizado en la ejecución de esta tesis en la tabla N°41. 132 La tabla N° 36 determina que nuestro suelo es clasificado como un material granular excelente a bueno, A-2-4 (0) grava y arena arcillosa o limosa. 3.6.5. Ensayo de proctor modificado. 3.6.5.1. Procedimiento y cálculo de proctor modificado.  Se calcula el contenido de humedad de la muestra, mediante la siguiente fórmula: 𝑀𝑊 𝑊 = ∗ 100 𝑀𝑆 𝑊 = 𝐸𝑠 𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑, (%) 𝑀𝑊 = 𝐸𝑠 𝑒𝑙 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎, 𝑒𝑛 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠. 𝑀𝑆 = 𝐸𝑠 𝑒𝑙 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑠 𝑝á𝑟𝑡𝑖𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑎𝑠, 𝑒𝑛 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠. 6.58 𝑊 = ∗ 100 502.89 𝑊 = 1.31 %  Se calcula la densidad húmeda, mediante la siguiente fórmula: 𝑊ℎú𝑚 𝜌ℎú𝑚 = 𝑉 𝜌ℎú𝑚 = 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 ℎú𝑚𝑒𝑑𝑎 𝑊ℎú𝑚 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡𝑎𝑑𝑎 𝑉 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒 4218.00 𝜌ℎú𝑚 = 2123.21 𝜌ℎú𝑚 = 1.99 𝑔𝑟/𝑐𝑚3  Se calcula la densidad seca, mediante la siguiente fórmula: 𝜌ℎú𝑚 𝜌𝑠𝑒𝑐𝑎 = 1 + 𝑊 𝜌𝑠𝑒𝑐𝑎 = 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑠𝑒𝑐𝑎 𝜌ℎú𝑚 = 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 ℎú𝑚𝑒𝑑𝑎 𝑊 = 𝑃𝑜𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑑𝑒 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 1.99 𝜌𝑠𝑒𝑐𝑎 = = 1.96 𝑔𝑟/𝑐𝑚3 1 + 1.31 133 3.6.5.2. Diagramas y tablas de proctor modificado. Tabla 43: Cálculo de próctor modificado de suelo natural. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB BASE, TESIS EN PAVIMENTOS CON ADITIVOS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. RELACIONES HUMEDAD - DENSIDAD (PRÓCTOR ENSAYO: MODIFICADO) Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA NORMATIVA: MTC E 115 / ASTM D 1557 / AASHTO T-180 MUESTRA: Suelo Natural Sin Adición FECHA: LUGAR: LABORATORIO UNITEST S.A.C. Método C DATOS GENERALES Número de Capas = 5 Golpes por Capa = 56 Peso del Martillo = 4.54 Kg Altura de Caída del Martillo= 45.72 cm DENSIDAD DE LA MUESTRA MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 MUESTRA 04 MUESTRA 05 Número de Proctor Utilizado P-7 P-7 P-7 P-7 P-7 Diámetro del Molde (cm) 15.24 15.24 15.24 15.24 15.24 Altura del molde (cm) 11.64 11.64 11.64 11.64 11.64 Volumen del Molde (cm3) 2123.31 2123.31 2123.31 2123.31 2123.31 Peso del Molde (gr) 6160.00 6160.00 6160.00 6160.00 6160.00 Peso del Molde + Muestra Compactada (gr) 10378.00 10826.00 11006.00 11004.00 10374.00 Peso de la Muestra Compactada (gr) 4218.00 4666.00 4846.00 4844.00 4214.00 Densidad Húmeda (gr/cm3) 1.99 2.20 2.28 2.28 1.98 Densidad Seca (gr/cm3) 1.96 2.13 2.15 2.12 1.81 CONTENIDO DE HUMEDAD Medio Medio Medio Medio Medio Peso de Capsula (gr) 89.91 92.68 89.90 91.85 90.85 Peso de Capsula + Muestra Húmeda (gr) 599.38 611.69 635.40 634.56 631.09 Peso de Capsula + Muestra Seca (gr) 592.80 594.85 604.71 595.80 582.85 Peso del Agua (gr) 6.58 16.84 30.69 38.76 48.24 Peso de la Muestra Seca (gr) 502.89 502.17 514.81 503.95 492.00 Contenido de Humedad 1.31% 3.35% 5.96% 7.69% 9.80% Contenido de Humedad Promedio 1.31% 3.35% 5.96% 7.69% 9.80% Fuente: Elaboración propia. 134 R2 = 0.9695 Figura 64: Gráfica de proctor modificado para suelo natural. Fuente: Elaboración propia. Tabla 44: Densidad seca máxima y contenido de humedad óptimo del suelo natural. Densidad seca máxima 2.19 gr/cm3 Contenido de humedad óptimo 5.10 % Fuente: Elaboración propia. 135 Tabla 45: Cálculo de proctor modificado de suelo con aditivo de 0.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB BASE, TESIS EN PAVIMENTOS CON ADITIVOS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. RELACIONES HUMEDAD - DENSIDAD (PRÓCTOR ENSAYO: MODIFICADO) Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA NORMATIVA: MTC E 115 / ASTM D 1557 / AASHTO T-180 MUESTRA: Suelo con Aditivo 0.5% de ROCAMIX FECHA: LUGAR: LABORATORIO UNITEST S.A.C. Método C DATOS GENERALES Número de Capas = 5 Golpes por Capa = 56 Peso del Martillo = 4.54 Kg Altura de Caída del Martillo = 45.72 cm DENSIDAD DE LA MUESTRA MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 MUESTRA 04 MUESTRA 05 Número de Proctor Utilizado P-7 P-7 P-7 P-7 P-7 Diámetro del Molde (cm) 15.24 15.24 15.24 15.24 15.24 Altura del molde (cm) 11.64 11.64 11.64 11.64 11.64 Volumen del Molde (cm3) 2123.31 2123.31 2123.31 2123.31 2123.31 Peso del Molde (gr) 6120.00 6120.00 6120.00 6120.00 6120.00 Peso del Molde + Muestra Compactada (gr) 10341.00 10724.00 10984.00 11024.00 10408.00 Peso de la Muestra Compactada (gr) 4221.00 4604.00 4864.00 4904.00 4288.00 Densidad Húmeda (gr/cm3) 1.99 2.17 2.29 2.31 2.02 Densidad Seca (gr/cm3) 1.97 2.11 2.19 2.17 1.86 CONTENIDO DE HUMEDAD Medio Medio Medio Medio Medio Peso de Capsula (gr) 90.20 93.00 100.05 59.00 122.30 Peso de Capsula + Muestra Húmeda (gr) 581.15 588.00 600.01 553.99 564.41 Peso de Capsula + Muestra Seca (gr) 575.53 574.99 577.45 524.70 529.50 Peso del Agua (gr) 5.62 13.01 22.56 29.29 34.91 Peso de la Muestra Seca (gr) 485.33 481.99 477.40 465.70 407.20 Contenido de Humedad 1.16% 2.70% 4.73% 6.29% 8.57% Contenido de Humedad Promedio 1.16% 2.70% 4.73% 6.29% 8.57% Fuente: Elaboración propia. 136 R2 = 0.9705 Figura 65: Gráfica de proctor modificado para suelo adicionado con 0.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. Fuente: Elaboración propia. Tabla 46: Densidad seca máxima y contenido de humedad óptimo del suelo con aditivo de 0.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. Densidad seca máxima 2.20 gr/cm3 Contenido de humedad óptimo 4.60 % Fuente: Elaboración propia. 137 Tabla 47: Cálculo de proctor modificado de suelo con aditivo de 1.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB BASE, TESIS EN PAVIMENTOS CON ADITIVOS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. RELACIONES HUMEDAD - DENSIDAD (PRÓCTOR ENSAYO: MODIFICADO) Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA NORMATIVA: MTC E 115 / ASTM D 1557 / AASHTO T-180 MUESTRA: Suelo con Aditivo 1.0% de ROCAMIX FECHA: LUGAR: LABORATORIO UNITEST S.A.C. Método C DATOS GENERALES Número de Capas = 5 Golpes por Capa = 56 Peso del Martillo = 4.54 Kg Altura de Caída del Martillo = 45.72 cm DENSIDAD DE LA MUESTRA MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 MUESTRA 04 MUESTRA 05 Número de Proctor Utilizado P-7 P-7 P-7 P-7 P-7 Diámetro del Molde (cm) 15.24 15.24 15.24 15.24 15.24 Altura del molde (cm) 11.64 11.64 11.64 11.64 11.64 Volumen del Molde (cm3) 2123.31 2123.31 2123.31 2123.31 2123.31 Peso del Molde (gr) 6213.50 6213.50 6213.50 6213.50 6213.50 Peso del Molde + Muestra Compactada (gr) 10341.00 10846.00 11085.00 11046.00 10412.00 Peso de la Muestra Compactada (gr) 4127.50 4632.50 4871.50 4832.50 4198.50 Densidad Húmeda (gr/cm3) 1.94 2.18 2.29 2.28 1.98 Densidad Seca (gr/cm3) 1.94 2.14 2.21 2.14 1.82 CONTENIDO DE HUMEDAD Medio Medio Medio Medio Medio Peso de Capsula (gr) 91.91 86.95 95.89 90.46 87.96 Peso de Capsula + Muestra Húmeda (gr) 562.04 544.06 594.71 546.38 556.45 Peso de Capsula + Muestra Seca (gr) 560.91 534.63 575.87 519.96 518.91 Peso del Agua (gr) 1.13 9.43 18.84 26.42 37.54 Peso de la Muestra Seca (gr) 469.00 447.68 479.98 429.50 430.95 Contenido de Humedad 0.24% 2.11% 3.93% 6.15% 8.71% Contenido de Humedad Promedio 0.24% 2.11% 3.93% 6.15% 8.71% Fuente: Elaboración propia. 138 R2 = 0.9735 Figura 66: Gráfica de proctor modificado para suelo adicionado con 1.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. Fuente: Elaboración propia. Tabla 48: Densidad seca máxima y contenido de humedad óptimo del suelo con aditivo de 1.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. Densidad seca máxima 2.21 gr/cm3 Contenido de humedad óptimo 4.11 % Fuente: Elaboración propia. 139 Tabla 49: Cálculo de proctor modificado de suelo con aditivo de 1.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB BASE, TESIS EN PAVIMENTOS CON ADITIVOS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. RELACIONES HUMEDAD - DENSIDAD (PRÓCTOR ENSAYO: MODIFICADO) Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA NORMATIVA: MTC E 115 / ASTM D 1557 / AASHTO T-180 MUESTRA: Suelo con Aditivo 1.5% de ROCAMIX FECHA: LUGAR: LABORATORIO UNITEST S.A.C. Método C DATOS GENERALES Número de Capas = 5 Golpes por Capa = 56 Peso del Martillo = 4.54 Kg Altura de Caída del Martillo = 45.72 cm DENSIDAD DE LA MUESTRA MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 MUESTRA 04 MUESTRA 05 Número de Proctor Utilizado P-7 P-7 P-7 P-7 P-7 Diámetro del Molde (cm) 15.24 15.24 15.24 15.24 15.24 Altura del molde (cm) 11.64 11.64 11.64 11.64 11.64 Volumen del Molde (cm3) 2123.31 2123.31 2123.31 2123.31 2123.31 Peso del Molde (gr) 5792.00 5792.00 5792.00 5792.00 5792.00 Peso del Molde + Muestra Compactada (gr) 10288.00 10492.00 10728.00 10686.00 10441.00 Peso de la Muestra Compactada (gr) 4496.00 4700.00 4936.00 4894.00 4649.00 Densidad Húmeda (gr/cm3) 2.12 2.21 2.32 2.30 2.19 Densidad Seca (gr/cm3) 2.12 2.17 2.22 2.17 2.02 CONTENIDO DE HUMEDAD Medio Medio Medio Medio Medio Peso de Capsula (gr) 92.85 88.98 90.91 86.13 90.64 Peso de Capsula + Muestra Húmeda (gr) 571.20 570.36 587.50 577.14 568.72 Peso de Capsula + Muestra Seca (gr) 571.10 560.00 565.36 547.56 532.32 Peso del Agua (gr) 0.10 10.36 22.14 29.58 36.40 Peso de la Muestra Seca (gr) 478.25 471.02 474.45 461.43 441.68 Contenido de Humedad 0.02% 2.20% 4.67% 6.41% 8.24% Contenido de Humedad Promedio 0.02% 2.20% 4.67% 6.41% 8.24% Fuente: Elaboración propia. 140 R2 = 0.9815 Figura 67: Gráfica de proctor modificado para suelo adicionado con 1.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. Fuente: Elaboración propia. Tabla 50: Densidad seca máxima y contenido de humedad óptimo del suelo con aditivo de 1.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. Densidad seca máxima 2.22 gr/cm3 Contenido de humedad óptimo 3.64 % Fuente: Elaboración propia. 141 Tabla 51: Cálculo de proctor modificado de suelo con aditivo de 2.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB BASE, TESIS EN PAVIMENTOS CON ADITIVOS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. RELACIONES HUMEDAD - DENSIDAD (PRÓCTOR ENSAYO: MODIFICADO) Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA NORMATIVA: MTC E 115 / ASTM D 1557 / AASHTO T-180 MUESTRA: Suelo con Aditivo 2.0% de ROCAMIX FECHA: LUGAR: LABORATORIO UNITEST S.A.C. Método C DATOS GENERALES Número de Capas = 5 Golpes por Capa = 56 Peso del Martillo = 4.54 Kg Altura de Caída del Martillo = 45.72 cm DENSIDAD DE LA MUESTRA MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 MUESTRA 04 MUESTRA 05 Número de Proctor Utilizado P-6 P-6 P-6 P-6 P-6 Diámetro del Molde (cm) 15.24 15.24 15.24 15.24 15.24 Altura del molde (cm) 11.64 11.64 11.64 11.64 11.64 Volumen del Molde (cm3) 2123.92 2123.92 2123.92 2123.92 2123.92 Peso del Molde (gr) 6,120.00 6,120.00 6,120.00 6,120.00 6,120.00 Peso del Molde + Muestra Húmeda (gr) 10,798.00 11,054.00 10,998.00 10,959.00 10,860.00 Peso de la Muestra Húmeda (gr) 4678.00 4934.00 4878.00 4839.00 4740.00 Peso de la Muestra Seca (gr) 4634.79 4792.77 4612.84 4513.42 4402.02 Densidad Seca (gr/cm3) 2.18 2.26 2.17 2.13 2.07 CONTENIDO DE HUMEDAD Medio Medio Medio Medio Medio Peso de Capsula (gr) 90.58 90.61 86.14 90.14 86.95 Peso de Capsula + Muestra Húmeda (gr) 583.12 553.15 577.14 580.02 564.20 Peso de Capsula + Muestra Seca (gr) 578.57 539.91 550.45 547.06 530.17 Peso del Agua (gr) 4.55 13.24 26.69 32.96 34.03 Peso de la Muestra Seca (gr) 487.99 449.30 464.31 456.92 443.22 Contenido de Humedad 0.93% 2.95% 5.75% 7.21% 7.68% Fuente: Elaboración propia. 142 R2 = 0.9754 Figura 68: Gráfica de proctor modificado para suelo adicionado con 2.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. Fuente: Elaboración propia. Tabla 52: Densidad seca máxima y contenido de humedad óptimo del suelo con aditivo de 2.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. Densidad seca máxima 2.25 gr/cm3 Contenido de humedad óptimo 3.06 % Fuente: Elaboración Propia 3.6.5.3. Análisis de la prueba de proctor modificado.  Del ensayo de densidad máxima (proctor modificado) se obtuvo los siguientes resultados: Tabla 53: Máxima densidad seca. Suelo Máxima densidad seca (gr/cm3) Suelo natural sin adición 2.19 Suelo con aditivo 0.5 % de rocamix 2.20 Suelo con aditivo 1.0 % de rocamix 2.21 Suelo con aditivo 1.5 % de rocamix 2.22 Suelo con aditivo 2.0 % de rocamix 2.25 Fuente: Elaboración propia. 143 El suelo tiene una densidad máxima seca de 2.25 gr/cm3, al incrementar el porcentaje del aditivo rocamix, la densidad va aumentando. 3.6.6. Ensayo de California Bearing Ratio (CBR). 3.6.6.1. Procedimiento y cálculo de California Bearing Ratio (CBR).  Se calcula el contenido de humedad de la muestra, mediante la siguiente fórmula: 𝑀𝐶𝑊𝑆 − 𝑀𝐶𝑆 𝑊 = ∗ 100 𝑀𝐶𝑆 − 𝑀𝐶 𝑀𝑊 𝑊 = ∗ 100 𝑀𝑆 𝑊 = 𝐸𝑠 𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑, (%) 𝑀𝑊 = 𝐸𝑠 𝑒𝑙 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎, 𝑒𝑛 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠. 𝑀𝑆 = 𝐸𝑠 𝑒𝑙 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑠 𝑝á𝑟𝑡𝑖𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑎𝑠, 𝑒𝑛 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠. 𝑀𝐶𝑊𝑆 = 𝐸𝑠 𝑒𝑙 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑒𝑑𝑜𝑟 𝑚á𝑠 𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 ℎú𝑚𝑒𝑑𝑜, 𝑒𝑛 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠. 𝑀𝐶𝑆 = 𝐸𝑠 𝑒𝑙 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑒𝑑𝑜𝑟 𝑚á𝑠 𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑎𝑑𝑜 𝑒𝑛 ℎ𝑜𝑟𝑛𝑜, 𝑒𝑛 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠. 𝑀𝐶 = 𝐸𝑠 𝑒𝑙 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑒𝑑𝑜𝑟, 𝑒𝑛 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠. 108.93 − 104.31 𝑊 = ∗ 100 104.31 − 15.97 4.62 𝑊 = ∗ 100 88.34 𝑊 = 5.23 %  Se calcula la densidad húmeda, mediante la siguiente fórmula: 𝑊ℎú𝑚 𝜌ℎú𝑚 = 𝑉 𝜌ℎú𝑚 = 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 ℎú𝑚𝑒𝑑𝑎, (𝑔𝑟/𝑐𝑚3) 𝑊ℎú𝑚 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡𝑎𝑑𝑎, (𝑔𝑟). 𝑉 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒, (𝑐𝑚3) 144 4898.00 𝜌ℎú𝑚 = 2123.92 𝜌ℎú𝑚 = 2.31 𝑔𝑟/𝑐𝑚3  Se calcula la densidad seca, mediante la siguiente fórmula: 𝜌ℎú𝑚 𝜌𝑠𝑒𝑐𝑎 = 1 + 𝑊 𝜌𝑠𝑒𝑐𝑎 = 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑠𝑒𝑐𝑎, (𝑔𝑟/𝑐𝑚3) 𝜌ℎú𝑚 = 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 ℎú𝑚𝑒𝑑𝑎, (𝑔𝑟/𝑐𝑚3) 𝑊 = 𝑃𝑜𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑑𝑒 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑, (%) 2.31 𝜌𝑠𝑒𝑐𝑎 = 1 + 5.23 𝜌𝑠𝑒𝑐𝑎 = 2.19 𝑔𝑟/𝑐𝑚3  Se calcula el porcentaje de expansión, mediante la siguiente fórmula: 𝐷𝑒𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑐𝑖ó𝑛 % 𝐸𝑥𝑝𝑎𝑛𝑠𝑖ó𝑛 = 𝐻 𝐻 = 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 0.051 ( ) % 𝐸𝑥𝑝𝑎𝑛𝑠𝑖ó𝑛 = 10 ∗ 100 11.64 % 𝐸𝑥𝑝𝑎𝑛𝑠𝑖ó𝑛 = 0.04%  Se calcula el porcentaje de penetración: Primeramente, se calcula el valor de la fuerza, mediante la siguiente fórmula: 𝑌 = −0.000111𝑥2 + 3.428𝑥 + 12.377 𝑌 = 𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎, 𝑒𝑛 𝐾𝑔 𝑥 = 𝐷𝑖𝑎𝑙 𝑌 = −0.000111(15)2 + 3.428(15) + 12.377 𝑌 = 63.77 𝐾𝑔 145 Luego, se calcula el esfuerzo, mediante la siguiente fórmula: 𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝐸𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 = 𝐴 𝐴 = Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑖𝑠𝑡ó𝑛 63.77 𝐸𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 = 20.27 𝐸𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 = 3.15 𝐾𝑔/𝑐𝑚2  Finalmente, calculamos el CBR, mediante la siguiente fórmula: 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑠𝑎𝑦𝑜 (𝑒𝑠𝑓𝑢𝑒𝑧𝑜) 𝐶𝐵𝑅 = ∗ 100 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑝𝑎𝑡𝑟ó𝑛 Cuando la parte inicial de la gráfica se presente cóncava hacia arriba, se debe trazar una tangente a la curva en el punto de inflexión, prolongándolo hasta el eje de las abscisas y cuyo punto se tomará como el nuevo origen. • CBR a 0.1” de penetración: 18.31 𝐶𝐵𝑅 = ∗ 100 70.31 𝐶𝐵𝑅 = 26.04 % • CBR a 0.2” de penetración: 47.70 𝐶𝐵𝑅 = ∗ 100 105.46 𝐶𝐵𝑅 = 45.23 % 146 3.6.6.2. Diagramas y tablas de California Bearing Ratio (CBR). Tabla 54: Cálculo del CBR de un suelo natural. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB BASE, EN PAVIMENTOS CON ADITIVOS TESIS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. ENSAYO: RELACIÓN DE SOPORTE DE CALIFORNIA (CBR) Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA NORMATIVA: MTC E 132 / ASTM D 1883 / AASHTO T-193 MUESTRA: Suelo Natural Sin Adición FECHA: LUGAR: PRO&CON S.C.R.L. DATOS PRELIMINARES DATOS DEL PROCTOR MODIFICADO DATOS DE LA ENERGÍA DE COMPACTACIÓN DATOS DEL MOLDE Densidad Seca Máxima = 2.19 cm3 Peso del Martillo = 4.54 Kg Diámetro del Molde = 15.24 cm Contenido Humedad Óptimo = 5.10% Altura de Caída del Martillo = 45.72 cm Altura del Molde = 17.78 cm Número de Capas = 5 Altura del Disco Espaciador = 6.14 cm DATOS DEL EQUIPO DE PENETRACIÓN Altura de la Muestra = 11.64 cm 2 3 Constante del Anillo de Carga = +1.24E+01 +3.4E+00 *X -1.11E-04 *X +0.0E+00 *X (Kg) Área = 182.41 cm2 Área del Pistón = 20.27 cm2 Volumen = 2123.92 cm3 ENSAYO DE COMPACTACIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Número de Golpes por Capa 55 26 12 Condición de la Muestra Cont. Hum. Óptimo Saturada Cont. Hum. Óptimo Saturada Cont. Hum. Óptimo Saturada Peso de Capsula (gr) 15.97 10.26 10.26 12.01 19.13 12.50 Peso de Capsula + Muestra Húmeda (gr) 108.93 96.94 78.26 102.98 103.34 103.11 Peso de Capsula + Muestra Seca (gr) 104.31 92.17 74.87 96.41 99.23 95.56 Peso del Agua (gr) 4.62 4.77 3.39 6.57 4.11 7.55 Peso de la Muestra Seca (gr) 88.34 81.91 64.61 84.40 80.10 83.06 Contenido de Humedad 5.23% 5.82% 5.25% 7.78% 5.13% 9.09% Porcentaje de Absorción - 0.59% - 2.54% - 3.96% Peso del Molde (gr) 7412 7238 7536 Peso del Molde + Muestra Húmeda (gr) 12310 12415 11995 12170 12175 12200 Peso de la Muestra Húmeda (gr) 4898 5003 4757 4932 4639 4664 Peso de la Muestra Seca (gr) 4654.58 4519.85 4412.59 Peso del Agua Absorbida (gr) - 105 - 175 - 25 Porcentaje de Absorción - 2.26% - 3.87% - 0.57% Densidad húmeda (gr/cm3) 2.31 2.35 2.24 2.32 2.18 2.19 Densidad Seca (gr/cm3) 2.19 2.19 2.13 2.12 2.08 2.07 ENSAYO DE EXPANSIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Tiempo Transcurrido Dial Deform % de Dial Deform % de Dial Deform % de Días HH:MM *0.001" pulg mm Expans. *0.001" pulg mm Expans. *0.001" pulg mm Expans. 0 0 hor 00 min 0 0 0.000 0.00% 0 0 0.000 0.00% 0 0 0.000 0.00% 0.0625 1 hor 30 min 2 0.002 0.051 0.04% 1.5 0.0015 0.038 0.03% 6 0.006 0.152 0.13% 0.125 3 hor 00 min 2 0.002 0.051 0.04% 2 0.002 0.051 0.04% 10 0.01 0.254 0.22% 0.25 6 hor 00 min 2.3 0.0023 0.058 0.05% 3 0.003 0.076 0.07% 11 0.011 0.279 0.24% 0.5 12 hor 00 min 2.5 0.0025 0.064 0.05% 4 0.004 0.102 0.09% 11.3 0.0113 0.287 0.25% 1 24 hor 00 min 2.5 0.0025 0.064 0.05% 5.5 0.0055 0.140 0.12% 11.5 0.0115 0.292 0.25% 2 48 hor 00 min 2.5 0.0025 0.064 0.05% 6 0.006 0.152 0.13% 12 0.012 0.305 0.26% 4 96 hor 00 min 2.5 0.0025 0.064 0.05% 7 0.007 0.178 0.15% 12 0.012 0.305 0.26% ENSAYO DE PENETRACIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Carga Unitaria Dial Penetración Fuerza Esfuer. CBR Fuerza Esfuer. CBR Fuerza Esfuer. CBR Dial Dial Dial Patrón (kg/cm2) *0.001" mm kg kg/cm2 % kg kg/cm2 % kg kg/cm2 % 0 0.000 0 0.00 0.00 0 0.00 0.00 0 0.00 0.00 25 0.635 15 63.77 3.15 24 94.59 4.67 18 74.05 3.65 50 1.270 39 145.90 7.20 54 197.17 9.73 37 139.06 6.86 75 1.905 69 248.38 12.25 78 279.09 13.77 64 231.31 11.41 70.31 100 2.540 105 371.09 18.31 26.04% 105 371.09 18.31 26.04% 85 302.96 14.95 21.26% 125 3.175 148 517.29 25.52 121 425.54 21.00 102 360.88 17.81 150 3.810 191 663.08 32.71 140 490.12 24.18 117 411.93 20.32 105.46 200 5.080 281 966.88 47.70 45.23% 188 652.92 32.21 30.55% 138 483.33 23.85 22.61% 300 7.620 453 1542.48 76.10 278 956.78 47.21 177 615.66 30.38 400 10.160 627 2118.10 104.50 359 1228.72 60.62 219 757.79 37.39 500 12.700 795 2667.48 131.61 437 1489.22 73.48 257 886.04 43.72 Fuente: Elaboración propia. 147 Ensayo de expansión Figura 69: Gráfica de la expansión del suelo natural. Fuente: Elaboración propia. Esfuerzo vs Penetración Figura 70: Gráfica de penetración - esfuerzo del suelo natural. Fuente: Elaboración propia. 148 Tabla 55: Tabla de correcciones del CBR de un suelo natural. CORRECCIONES MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Penetr Esfuer CBR Penetr Esfuer CBR Penetr Esfuer CBR Carga Unitaria Patrón Correg Correg Correg Correg Correg Correg Correg Correg Correg kg/cm2 mm kg/cm2 % mm kg/cm2 % mm kg/cm2 % 70.31 3.160 25.35 36.05% 2.540 18.31 26.04% 2.540 14.95 21.26% 105.46 5.700 54.63 51.80% 5.080 32.21 30.55% 5.080 23.85 22.61% Fuente: Elaboración propia. Densidad seca vs CBR Figura 71:Gráfica de la densidad – CBR del suelo natural. Fuente: Elaboración propia. Tabla 56: Tabla de densidad –CBR del suelo natural. CBR Número de Golpes Densidad Seca 0.1" 0.2" 55 36.05% 51.80% 2.19 gr/cm3 26 26.04% 30.55% 2.13 gr/cm3 12 21.26% 22.61% 2.08 gr/cm3 0.1" 0.2" Densidad Seca Máxima (gr/cm3) 2.19 CBR al 100% de la DSM 35.64% 49.81% 95% de la DSM (gr/cm3) 2.08 CBR al 95% de la DSM 21.51% 23.02% Fuente: Elaboración propia. 149 Tabla 57: CBR de un suelo con adición de 0.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB BASE, EN PAVIMENTOS CON ADITIVOS TESIS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. ENSAYO: RELACIÓN DE SOPORTE DE CALIFORNIA (CBR) Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA NORMATIVA: MTC E 132 / ASTM D 1883 / AASHTO T-193 MUESTRA: Suelo Con Adición de 0.5% de ROCAMIX FECHA: LUGAR: PRO&CON S.C.R.L. DATOS PRELIMINARES DATOS DEL PROCTOR MODIFICADO DATOS DE LA ENERGÍA DE COMPACTACIÓN DATOS DEL MOLDE Densidad Seca Máxima = 2.20 cm3 Peso del Martillo = 4.54 Kg Diámetro del Molde = 15.24 cm Contenido Humedad Óptimo = 4.60% Altura de Caída del Martillo = 45.72 cm Altura del Molde = 17.78 cm Contenido Humedad Natural = Número de Capas = 5 Altura del Disco Espaciador = 6.14 cm DATOS DEL EQUIPO DE PENETRACIÓN Altura de la Muestra = 11.64 cm 2 3 Constante del Anillo de Carga = +1.24E+01 +3.4E+00 *X -1.11E-04 *X +0.0E+00 *X (KN) Área = 182.41 cm2 Área del Pistón = 20.27 cm2 Volumen = 2123.92 cm3 ENSAYO DE COMPACTACIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Número de Golpes por Capa 55 26 12 Condición de la Muestra Cont. Hum. Óptimo Saturada Cont. Hum. Óptimo Saturada Cont. Hum. Óptimo Saturada Peso de Capsula (gr) 16.50 19.29 17.15 15.44 18.28 20.57 Peso de Capsula + Muestra Húmeda (gr) 77.49 74.95 80.25 97.96 74.80 83.41 Peso de Capsula + Muestra Seca (gr) 74.86 72.05 77.39 92.92 72.36 79.17 Peso del Agua (gr) 2.63 2.90 2.86 5.04 2.44 4.24 Peso de la Muestra Seca (gr) 58.36 52.76 60.24 77.48 54.08 58.60 Contenido de Humedad 4.51% 5.50% 4.75% 6.50% 4.51% 7.24% Porcentaje de Absorción - 0.99% - 1.76% - 2.72% Peso del Molde (gr) 7115 7375 7445 Peso del Molde + Muestra Húmeda (gr) 11990 12130 12065 12230 12070 12320 Peso de la Muestra Húmeda (gr) 4875 5015 4690 4855 4625 4875 Peso de la Muestra Seca (gr) 4664.78 4477.43 4425.34 Peso del Agua Absorbida (gr) - 140 - 165 - 250 Porcentaje de Absorción - 3.00% - 3.69% - 5.65% Densidad húmeda (gr/cm3) 2.30 2.35 2.21 2.27 2.18 2.28 Densidad Seca (gr/cm3) 2.20 2.18 2.11 2.10 2.08 2.07 ENSAYO DE EXPANSIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Tiempo Transcurrido Dial Deform % de Dial Deform % de Dial Deform % de Días HH:MM *0.001" pulg mm Expans. *0.001" pulg mm Expans. *0.001" pulg mm Expans. 0 0 hor 00 min 0 0 0.000 0.00% 0 0 0.000 0.00% 0 0 0.000 0.00% 0.0625 1 hor 30 min 11.5 0.0115 0.292 0.25% 26 0.026 0.660 0.57% 24 0.024 0.610 0.52% 0.125 3 hor 00 min 21.5 0.0215 0.546 0.47% 24 0.024 0.610 0.52% 32 0.032 0.813 0.70% 0.25 6 hor 00 min 22 0.022 0.559 0.48% 25 0.025 0.635 0.55% 33 0.033 0.838 0.72% 0.5 12 hor 00 min 25 0.025 0.635 0.55% 27 0.027 0.686 0.59% 35 0.035 0.889 0.76% 1 24 hor 00 min 25 0.025 0.635 0.55% 27 0.027 0.686 0.59% 35 0.035 0.889 0.76% 2 48 hor 00 min 25.5 0.0255 0.648 0.56% 28 0.028 0.711 0.61% 36 0.036 0.914 0.79% 4 96 hor 00 min 26 0.026 0.660 0.57% 28.5 0.0285 0.724 0.62% 37 0.037 0.940 0.81% ENSAYO DE PENETRACIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Carga Unitaria Dial Penetración Fuerza Esfuer. CBR Fuerza Esfuer. CBR Fuerza Esfuer. CBR Dial Dial Dial Patrón (kg/cm2) *0.001" mm kg kg/cm2 % kg kg/cm2 % kg kg/cm2 % 0 0.000 0 0.00 0.00 0 0.00 0.00 0 0.00 0.00 25 0.635 20 80.89 3.99 8 39.79 1.96 13 56.92 2.81 50 1.270 54 197.17 9.73 28 108.27 5.34 37 139.06 6.86 75 1.905 95 337.04 16.63 55 200.58 9.90 64 231.31 11.41 70.31 100 2.540 135 473.13 23.34 33.20% 87 309.77 15.28 21.74% 89 316.59 15.62 22.22% 125 3.175 174 605.49 29.87 124 435.74 21.50 113 398.32 19.65 150 3.810 213 737.51 36.39 167 581.76 28.70 136 476.53 23.51 105.46 200 5.080 292 1003.89 49.53 46.97% 244 842.20 41.55 39.40% 179 622.43 30.71 29.12% 300 7.620 512 1738.42 85.77 348 1191.88 58.81 257 886.04 43.72 400 10.160 713 2400.11 118.42 446 1519.19 74.95 317 1087.90 53.67 500 12.700 900 3007.67 148.39 528 1791.42 88.39 369 1262.20 62.27 Fuente: Elaboración propia. 150 Ensayo de expansión Figura 72: Gráfica de la expansión del suelo con adición 0.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. Fuente: Elaboración propia. Esfuerzo vs Penetración Figura 73: Gráfica de penetración - esfuerzo del suelo con adición 0.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. Fuente: Elaboración propia. 151 Tabla 58: Tabla de correcciones del CBR de un suelo con adición de 0.5% de sales cuaternarias de amonio líquido natural. CORRECCIONES MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Penetr Esfuer CBR Penetr Esfuer CBR Penetr Esfuer CBR Carga Unitaria Patrón Correg Correg Correg Correg Correg Correg Correg Correg Correg kg/cm2 mm kg/cm2 % mm kg/cm2 % mm kg/cm2 % 70.31 2.803 26.04 37.04% 3.065 20.42 29.05% 2.540 15.62 22.22% 105.46 5.343 53.28 50.52% 5.605 45.12 42.78% 5.080 30.71 29.12% Fuente: Elaboración propia. Densidad seca vs CBR Figura 74: Gráfica de la densidad – CBR del suelo con adición de 0.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. Fuente: Elaboración propia. Tabla 59: Tabla de densidad –CBR del suelo con adición de 0.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. CBR Número de Golpes Densidad Seca 0.1" 0.2" 55 37.04% 50.52% 2.20 gr/cm3 26 29.05% 42.78% 2.11 gr/cm3 12 22.22% 29.12% 2.08 gr/cm3 0.1" 0.2" Densidad Seca Máxima (gr/cm3) 2.20 CBR al 100% de la DSM 37.29% 50.76% 95% de la DSM (gr/cm3) 2.09 CBR al 95% de la DSM 25.64% 40.09% Fuente: Elaboración propia. 152 Tabla 60: CBR de un suelo con adición de 1.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB BASE, EN PAVIMENTOS CON ADITIVOS TESIS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. ENSAYO: RELACIÓN DE SOPORTE DE CALIFORNIA (CBR) Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA NORMATIVA: MTC E 132 / ASTM D 1883 / AASHTO T-193 MUESTRA: Suelo Con Adición de 1% de ROCAMIX FECHA: LUGAR: PRO&CON S.C.R.L. DATOS PRELIMINARES DATOS DEL PROCTOR MODIFICADO DATOS DE LA ENERGÍA DE COMPACTACIÓN DATOS DEL MOLDE Densidad Seca Máxima = 2.21 cm3 Peso del Martillo = 4.54 Kg Diámetro del Molde = 15.24 cm Contenido Humedad Óptimo = 4.11% Altura de Caída del Martillo = 45.72 cm Altura del Molde = 17.78 cm Número de Capas = 5 Altura del Disco Espaciador = 6.14 cm DATOS DEL EQUIPO DE PENETRACIÓN Altura de la Muestra = 11.64 cm 2 3 Constante del Anillo de Carga = +1.24E+01 +3.4E+00 *X -1.11E-04 *X +0.0E+00 *X (KN) Área = 182.41 cm2 Área del Pistón = 20.27 cm2 Volumen = 2123.92 cm3 ENSAYO DE COMPACTACIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Número de Golpes por Capa 55 26 12 Condición de la Muestra Cont. Hum. Óptimo Saturada Cont. Hum. Óptimo Saturada Cont. Hum. Óptimo Saturada Peso de Capsula (gr) 15.95 19.09 14.18 15.97 15.60 18.99 Peso de Capsula + Muestra Húmeda (gr) 113.12 118.24 106.32 104.91 85.16 99.01 Peso de Capsula + Muestra Seca (gr) 109.27 112.01 102.59 99.04 82.36 92.37 Peso del Agua (gr) 3.85 6.23 3.73 5.87 2.80 6.64 Peso de la Muestra Seca (gr) 93.32 92.92 88.41 83.07 66.76 73.38 Contenido de Humedad 4.13% 6.70% 4.22% 7.07% 4.19% 9.05% Porcentaje de Absorción - 2.58% - 2.85% - 4.85% Peso del Molde (gr) 7290 7862 7290 Peso del Molde + Muestra Húmeda (gr) 12185 12345 12645 12810 11800 12035 Peso de la Muestra Húmeda (gr) 4895 5055 4783 4948 4510 4745 Peso de la Muestra Seca (gr) 4701.05 4589.38 4328.46 Peso del Agua Absorbida (gr) - 160 - 165 - 235 Porcentaje de Absorción - 3.40% - 3.60% - 5.43% Densidad húmeda (gr/cm3) 2.30 2.38 2.25 2.33 2.12 2.23 Densidad Seca (gr/cm3) 2.21 2.21 2.16 2.16 2.04 2.03 ENSAYO DE EXPANSIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Tiempo Transcurrido Dial Deform % de Dial Deform % de Dial Deform % de Días HH:MM *0.001" pulg mm Expans. *0.001" pulg mm Expans. *0.001" pulg mm Expans. 0 0 hor 00 min 0 0 0.000 0.00% 0 0 0.000 0.00% 0 0 0.000 0.00% 0.0625 1 hor 30 min 1.5 0.0015 0.038 0.03% 1.5 0.0015 0.038 0.03% 6.5 0.0065 0.165 0.14% 0.125 3 hor 00 min 2.5 0.0025 0.064 0.05% 3 0.003 0.076 0.07% 8 0.008 0.203 0.17% 0.25 6 hor 00 min 4 0.004 0.102 0.09% 5 0.005 0.127 0.11% 8.5 0.0085 0.216 0.19% 0.5 12 hor 00 min 5.5 0.0055 0.140 0.12% 6 0.006 0.152 0.13% 10 0.01 0.254 0.22% 1 24 hor 00 min 7 0.007 0.178 0.15% 7 0.007 0.178 0.15% 10 0.01 0.254 0.22% 2 48 hor 00 min 7.5 0.0075 0.191 0.16% 8.5 0.0085 0.216 0.19% 10 0.01 0.254 0.22% 4 96 hor 00 min 8 0.008 0.203 0.17% 9 0.009 0.229 0.20% 10 0.01 0.254 0.22% ENSAYO DE PENETRACIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Carga Unitaria Dial Penetración Fuerza Esfuer. CBR Fuerza Esfuer. CBR Fuerza Esfuer. CBR Dial Dial Dial Patrón (kg/cm2) *0.001" mm kg kg/cm2 % kg kg/cm2 % kg kg/cm2 % 0 0.000 0 0.00 0.00 0 0.00 0.00 0 0.00 0.00 25 0.635 48 176.67 8.72 50 183.50 9.05 43 159.58 7.87 50 1.270 114 401.73 19.82 103 364.28 17.97 67 241.55 11.92 75 1.905 182 632.60 31.21 148 517.29 25.52 88 313.18 15.45 70.31 100 2.540 240 828.70 40.89 58.15% 183 635.98 31.38 44.63% 106 374.50 18.48 26.28% 125 3.175 309 1061.03 52.35 221 764.54 37.72 115 405.13 19.99 150 3.810 366 1252.16 61.78 252 869.18 42.88 131 459.54 22.67 105.46 200 5.080 464 1579.07 77.91 73.87% 321 1101.33 54.34 51.52% 151 527.47 26.02 24.68% 300 7.620 631 2131.25 105.15 417 1422.55 70.19 188 652.92 32.21 400 10.160 771 2589.38 127.76 529 1794.73 88.55 220 761.16 37.55 500 12.700 887 2965.68 146.32 624 2108.23 104.02 246 848.95 41.89 Fuente: Elaboración propia. 153 Ensayo de expansión Figura 75: Gráfica de la expansión del suelo con adición de 1.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. Fuente: Elaboración propia. Esfuerzo vs Penetración Figura 76: Gráfica de penetración - esfuerzo del suelo con adición de 1.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. Fuente: Elaboración propia. 154 Tabla 61: Tabla de correcciones del CBR del suelo con adición de 1.0% de sales cuaternarias de amonio líquido natural. CORRECCIONES MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Penetr Esfuer CBR Penetr Esfuer CBR Penetr Esfuer CBR Carga Unitaria Patrón Correg Correg Correg Correg Correg Correg Correg Correg Correg kg/cm2 mm kg/cm2 % mm kg/cm2 % mm kg/cm2 % 70.31 2.540 40.89 58.15% 2.540 31.38 44.63% 2.540 18.48 26.28% 105.46 5.080 77.91 73.87% 5.080 54.34 51.52% 5.080 26.02 24.68% Fuente: Elaboración propia. Densidad seca vs CBR Figura 77: Gráfica de la densidad – CBR del suelo con adición de 1.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. Fuente: Elaboración propia. Tabla 62: Tabla de densidad –CBR del suelo con adición de 1.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. CBR Número de Golpes Densidad Seca 0.1" 0.2" 55 58.15% 73.87% 2.21 gr/cm3 26 44.63% 51.52% 2.16 gr/cm3 12 26.28% 24.68% 2.04 gr/cm3 0.1" 0.2" Densidad Seca Máxima (gr/cm3) 2.21 CBR al 100% de la DSM 56.95% 71.54% 95% de la DSM (gr/cm3) 2.10 CBR al 95% de la DSM 34.38% 36.38% Fuente: Elaboración propia. 155 Tabla 63: CBR de un suelo con adición de 1.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB BASE, EN PAVIMENTOS CON ADITIVOS TESIS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. ENSAYO: RELACIÓN DE SOPORTE DE CALIFORNIA (CBR) Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA NORMATIVA: MTC E 132 / ASTM D 1883 / AASHTO T-193 MUESTRA: Suelo Con Adición de 1.5% de ROCAMIX FECHA: LUGAR: PRO&CON S.C.R.L. DATOS PRELIMINARES DATOS DEL PROCTOR MODIFICADO DATOS DE LA ENERGÍA DE COMPACTACIÓN DATOS DEL MOLDE Densidad Seca Máxima = 2.22 cm3 Peso del Martillo = 4.54 Kg Diámetro del Molde = 15.24 cm Contenido Humedad Óptimo = 3.64% Altura de Caída del Martillo = 45.72 cm Altura del Molde = 17.78 cm - Número de Capas = 5 Altura del Disco Espaciador = 6.14 cm DATOS DEL EQUIPO DE PENETRACIÓN Altura de la Muestra = 11.64 cm 2 3 Constante del Anillo de Carga = +1.24E+01 +3.4E+00 *X -1.11E-04 *X +0.0E+00 *X (Kg) Área = 182.41 cm2 Área del Pistón = 20.27 cm2 Volumen = 2123.92 cm3 ENSAYO DE COMPACTACIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Número de Golpes por Capa 55 26 12 Condición de la Muestra Cont. Hum. Óptimo Saturada Cont. Hum. Óptimo Saturada Cont. Hum. Óptimo Saturada Peso de Capsula (gr) 16.05 18.04 19.16 18.66 18.22 16.05 Peso de Capsula + Muestra Húmeda (gr) 86.28 98.95 116.85 113.15 102.98 95.17 Peso de Capsula + Muestra Seca (gr) 83.78 94.39 113.47 107.07 100.10 88.87 Peso del Agua (gr) 2.50 4.56 3.38 6.08 2.88 6.30 Peso de la Muestra Seca (gr) 67.73 76.35 94.31 88.41 81.88 72.82 Contenido de Humedad 3.69% 5.97% 3.58% 6.88% 3.52% 8.65% Porcentaje de Absorción - 2.28% - 3.29% - 5.13% Peso del Molde (gr) 7200 7274 7352 Peso del Molde + Muestra Húmeda (gr) 12100 12235 11890 12155 11740 12035 Peso de la Muestra Húmeda (gr) 4900 5035 4616 4881 4388 4683 Peso de la Muestra Seca (gr) 4725.57 4456.29 4238.90 Peso del Agua Absorbida (gr) - 135 - 265 - 295 Porcentaje de Absorción - 2.86% - 5.95% - 6.96% Densidad húmeda (gr/cm3) 2.31 2.36 2.17 2.29 2.07 2.20 Densidad Seca (gr/cm3) 2.22 2.22 2.10 2.09 2.00 1.99 ENSAYO DE EXPANSIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Tiempo Transcurrido Dial Deform % de Dial Deform % de Dial Deform % de Días HH:MM *0.001" pulg mm Expans. *0.001" pulg mm Expans. *0.001" pulg mm Expans. 0 0 hor 00 min 0 0 0.000 0.00% 0 0 0.000 0.00% 0 0 0.000 0.00% 0.0625 1 hor 30 min 1.5 0.0015 0.038 0.03% 7.5 0.0075 0.191 0.16% 11 0.011 0.279 0.24% 0.125 3 hor 00 min 4 0.004 0.102 0.09% 11.5 0.0115 0.292 0.25% 13 0.013 0.330 0.28% 0.25 6 hor 00 min 6.5 0.0065 0.165 0.14% 14 0.014 0.356 0.31% 14 0.014 0.356 0.31% 0.5 12 hor 00 min 8 0.008 0.203 0.17% 15 0.015 0.381 0.33% 14.5 0.0145 0.368 0.32% 1 24 hor 00 min 11 0.011 0.279 0.24% 16.5 0.0165 0.419 0.36% 15 0.015 0.381 0.33% 2 48 hor 00 min 12 0.012 0.305 0.26% 17 0.017 0.432 0.37% 16 0.016 0.406 0.35% 4 96 hor 00 min 12 0.012 0.305 0.26% 17.5 0.0175 0.445 0.38% 17 0.017 0.432 0.37% ENSAYO DE PENETRACIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Carga Unitaria Dial Penetración Fuerza Esfuer. CBR Fuerza Esfuer. CBR Fuerza Esfuer. CBR Dial Dial Dial Patrón (kg/cm2) *0.001" mm kg kg/cm2 % kg kg/cm2 % kg kg/cm2 % 0 0.000 0 0.00 0.00 0 0.00 0.00 0 0.00 0.00 25 0.635 34 128.80 6.35 25 98.01 4.84 20 80.89 3.99 50 1.270 94 333.63 16.46 62 224.49 11.08 40 149.32 7.37 75 1.905 157 547.84 27.03 97 343.85 16.96 51 186.92 9.22 70.31 100 2.540 212 734.12 36.22 51.52% 126 442.54 21.83 31.06% 61 221.07 10.91 15.51% 125 3.175 274 943.32 46.54 152 530.87 26.19 69 248.38 12.25 150 3.810 320 1097.97 54.17 169 588.54 29.04 76 272.26 13.43 105.46 200 5.080 407 1389.19 68.54 64.99% 222 767.92 37.89 35.93% 98 347.25 17.13 16.25% 300 7.620 556 1884.03 92.95 253 872.56 43.05 109 384.71 18.98 400 10.160 689 2321.57 114.54 300 1030.79 50.86 129 452.74 22.34 500 12.700 808 2709.73 133.69 344 1178.47 58.14 145 507.10 25.02 Fuente: Elaboración propia. 156 Ensayo de expansión Figura 78: Gráfica de la expansión del suelo con adición de 1.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. Fuente: Elaboración propia. Esfuerzo vs Penetración Figura 79: Gráfica de penetración - esfuerzo del suelo con adición de 1.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. Fuente: Elaboración propia. 157 Tabla 64: Tabla de correcciones del CBR del suelo con adición de 1.5% de sales cuaternarias de amonio líquido natural. CORRECCIONES MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Penetr Esfuer CBR Penetr Esfuer CBR Penetr Esfuer CBR Carga Unitaria Patrón Correg Correg Correg Correg Correg Correg Correg Correg Correg kg/cm2 mm kg/cm2 % mm kg/cm2 % mm kg/cm2 % 70.31 2.821 40.79 58.01% 2.540 21.83 31.06% 2.540 10.91 15.51% 105.46 5.361 71.24 67.55% 5.080 37.89 35.93% 5.080 17.13 16.25% Fuente: Elaboración propia. Densidad seca vs CBR Figura 80: Gráfica de la densidad – CBR del suelo con adición de 1.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. Fuente: Elaboración propia. Tabla 65: Tabla de densidad –CBR del suelo con adición de 1.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. CBR Número de Golpes Densidad Seca 0.1" 0.2" 55 58.01% 67.55% 2.22 gr/cm3 26 31.06% 35.93% 2.10 gr/cm3 12 15.51% 16.25% 2.00 gr/cm3 0.1" 0.2" Densidad Seca Máxima (gr/cm3) 2.22 CBR al 100% de la DSM 56.63% 66.06% 95% de la DSM (gr/cm3) 2.11 CBR al 95% de la DSM 32.92% 38.24% Fuente: Elaboración propia. 158 Tabla 66: CBR de un suelo con adición de 2.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE Y DENSIDAD MÁXIMA PARA SUB BASE, EN PAVIMENTOS CON ADITIVOS TESIS DE SALES CUATERNARIAS DE AMONIO LÍQUIDO - CANTERA DE SENCCA - POROY – CUSCO – PERÚ. ENSAYO: RELACIÓN DE SOPORTE DE CALIFORNIA (CBR) Straisy Mirla Huallpacuna Yberico TESISTAS: José Luis Quispe Condo REFERENCIA NORMATIVA: MTC E 132 / ASTM D 1883 / AASHTO T-193 MUESTRA: Suelo Con Adición de 2.0% de ROCAMIX FECHA: LUGAR: PRO&CON S.C.R.L. DATOS PRELIMINARES DATOS DEL PROCTOR MODIFICADO DATOS DE LA ENERGÍA DE COMPACTACIÓN DATOS DEL MOLDE Densidad Seca Máxima = 2.25 cm3 Peso del Martillo = 4.54 Kg Diámetro del Molde = 15.24 cm Contenido Humedad Óptimo = 3.10% Altura de Caída del Martillo = 45.72 cm Altura del Molde = 17.78 cm - Número de Capas = 5 Altura del Disco Espaciador = 6.14 cm DATOS DEL EQUIPO DE PENETRACIÓN Altura de la Muestra = 11.64 cm 2 3 Constante del Anillo de Carga = +1.24E+01 +3.4E+00 *X -1.11E-04 *X +0.0E+00 *X (Kg) Área = 182.41 cm2 Área del Pistón = 20.27 cm2 Volumen = 2123.92 cm3 ENSAYO DE COMPACTACIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Número de Golpes por Capa 55 26 12 Condición de la Muestra Cont. Hum. Óptimo Saturada Cont. Hum. Óptimo Saturada Cont. Hum. Óptimo Saturada Peso de Capsula (gr) 18.07 15.91 18.69 15.04 19.18 11.85 Peso de Capsula + Muestra Húmeda (gr) 123.57 94.77 101.06 104.08 96.05 95.86 Peso de Capsula + Muestra Seca (gr) 120.50 90.87 98.40 97.28 93.67 88.64 Peso del Agua (gr) 3.07 3.90 2.66 6.80 2.38 7.22 Peso de la Muestra Seca (gr) 102.43 74.96 79.71 82.24 74.49 76.79 Contenido de Humedad 3.00% 5.20% 3.34% 8.27% 3.20% 9.40% Porcentaje de Absorción - 2.21% - 4.93% - 6.21% Peso del Molde (gr) 7346 7356 6880 Peso del Molde + Muestra Húmeda (gr) 12269 12385 12015 12155 11305 11585 Peso de la Muestra Húmeda (gr) 4923 5039 4659 4799 4425 4705 Peso de la Muestra Seca (gr) 4779.74 4508.55 4288.00 Peso del Agua Absorbida (gr) - 116 - 140 - 280 Porcentaje de Absorción - 2.43% - 3.11% - 6.53% Densidad húmeda (gr/cm3) 2.32 2.37 2.19 2.25 2.08 2.21 Densidad Seca (gr/cm3) 2.25 2.24 2.12 2.11 2.02 2.01 ENSAYO DE EXPANSIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Tiempo Transcurrido Dial Deform % de Dial Deform % de Dial Deform % de Días HH:MM *0.001" pulg mm Expans. *0.001" pulg mm Expans. *0.001" pulg mm Expans. 0 0 hor 00 min 0 0 0.000 0.00% 0 0 0.000 0.00% 0 0 0.000 0.00% 0.0625 1 hor 30 min 3 0.003 0.076 0.07% 8.5 0.0085 0.216 0.19% 7.5 0.0075 0.191 0.16% 0.125 3 hor 00 min 4.5 0.0045 0.114 0.10% 13 0.013 0.330 0.28% 11.5 0.0115 0.292 0.25% 0.25 6 hor 00 min 5 0.005 0.127 0.11% 17 0.017 0.432 0.37% 15 0.015 0.381 0.33% 0.5 12 hor 00 min 6 0.006 0.152 0.13% 21 0.021 0.533 0.46% 17.5 0.0175 0.445 0.38% 1 24 hor 00 min 12 0.012 0.305 0.26% 22 0.022 0.559 0.48% 18.5 0.0185 0.470 0.40% 2 48 hor 00 min 12 0.012 0.305 0.26% 23 0.023 0.584 0.50% 19 0.019 0.483 0.41% 4 96 hor 00 min 13 0.013 0.330 0.28% 24 0.024 0.610 0.52% 19.5 0.0195 0.495 0.43% ENSAYO DE PENETRACIÓN Muestra MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Carga Unitaria Dial Penetración Fuerza Esfuer. CBR Fuerza Esfuer. CBR Fuerza Esfuer. CBR Dial Dial Dial Patrón (kg/cm2) *0.001" mm kg kg/cm2 % kg kg/cm2 % kg kg/cm2 % 0 0.000 0 0.00 0.00 0 0.00 0.00 0 0.00 0.00 25 0.635 25 98.01 4.84 23 91.16 4.50 14 60.35 2.98 50 1.270 74 265.44 13.10 52 190.33 9.39 29 111.70 5.51 75 1.905 135 473.13 23.34 78 279.09 13.77 42 156.16 7.70 70.31 100 2.540 202 700.30 34.55 49.14% 98 347.25 17.13 24.37% 51 186.92 9.22 13.12% 125 3.175 270 929.85 45.88 120 422.14 20.83 59 214.24 10.57 150 3.810 340 1165.07 57.48 138 483.33 23.85 67 241.55 11.92 105.46 200 5.080 420 1432.56 70.68 67.02% 173 602.10 29.71 28.17% 79 282.50 13.94 13.22% 300 7.620 645 2177.26 107.42 232 801.70 39.55 104 367.69 18.14 400 10.160 805 2699.99 133.21 311 1067.75 52.68 125 439.14 21.67 500 12.700 940 3136.62 154.75 336 1151.65 56.82 143 500.31 24.68 Fuente: Elaboración propia. 159 Ensayo de expansión Figura 81: Gráfica de la expansión del suelo con adición de 2.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. Fuente: Elaboración propia. Esfuerzo vs Penetración Figura 82: Gráfica de penetración - esfuerzo del suelo con adición de 2.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. Fuente: Elaboración propia. 160 Tabla 67: Tabla de correcciones del CBR del suelo con adición de 1.5% de sales cuaternarias de amonio líquido natural. CORRECCIONES MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 Penetr Esfuer CBR Penetr Esfuer CBR Penetr Esfuer CBR Carga Unitaria Patrón Correg Correg Correg Correg Correg Correg Correg Correg Correg kg/cm2 mm kg/cm2 % mm kg/cm2 % mm kg/cm2 % 70.31 2.998 42.73 60.77% 2.540 17.13 24.37% 2.540 9.22 13.12% 105.46 5.538 77.31 73.31% 5.080 29.71 28.17% 5.080 13.94 13.22% Fuente: Elaboración propia. Densidad seca vs CBR Figura 83: Gráfica de la densidad – CBR del suelo con adición de 2.0% de sales cuaternarias de amonio líquido. Fuente: Elaboración propia. Tabla 68: Tabla de densidad –CBR del suelo con adición de 1.5% de sales cuaternarias de amonio líquido. CBR Número de Golpes Densidad Seca 0.1" 0.2" 55 60.77% 73.31% 2.25 gr/cm3 26 24.37% 28.17% 2.12 gr/cm3 12 13.12% 13.22% 2.02 gr/cm3 0.1" 0.2" Densidad Seca Máxima (gr/cm3) 2.25 CBR al 100% de la DSM 53.11% 68.22% 95% de la DSM (gr/cm3) 2.14 CBR al 95% de la DSM 26.30% 30.74% Fuente: Elaboración propia. 161 3.6.6.3. Análisis de la prueba de California Bearing Ratio (CBR).  Del ensayo de CBR, se obtuvo los siguientes resultados: Tabla 69: CBR al 100% y 95% CBR al 100 % CBR al 95 % % de Suelo de la máxima de la máxima Incremento densidad seca densidad seca (%) (%) (%) Suelo natural sin adición 35.64 21.51 100.00 Suelo con aditivo de 0.5 % de rocamix 37.29 25.64 104.63 Suelo con aditivo de 1.0 % de rocamix 56.95 34.38 159.79 Suelo con aditivo de 1.5 % de rocamix 56.63 32.92 158.89 Suelo con aditivo de 2.0 % de rocamix 53.11 26.30 149.02 Fuente: Elaboración propia. Se puede observar que el suelo posee un CBR de 21.51% en estado natural, la cual va aumentando con la adición del aditivo de sales cuaternarias de amonio líquido en concentraciones de 0.5 %, 1.0 %, 1.5 %, y 2.0 %, con respecto al suelo en estado natural, considerando que el suelo óptimo donde se alcanza el mayor valor de CBR es para una concentración de 1.0 %. 162 Capítulo IV: Resultados. 4.1. Características del material de la cantera Sencca. Tabla 70: Características del suelo natural. Características físico – mecánicas Límite líquido 20.72 % Límite plástico 12.24 % Índice de plasticidad 8.48 % Humedad natural 4.68 % Clasificación AASHTO A – 2 – 4 (0) Clasificación SUCS SP – SC Máxima densidad seca 2.19 % Contenido de humedad óptimo 5.10 % CBR al 100 % M.D.S. 35.64 % CBR al 95 % M.D.S. 21.51 % Fuente: Elaboración propia. 4.2. Ensayo de análisis granulométrico por tamizado. Luego de realizar el procedimiento y cálculos pertinentes, observamos que la curva granulométrica obtenida del material de la cantera de Sencca para sub base, no está contenida dentro de la franja granulométrica dada por el Ministerio de Transportes y Comunicaciones, por lo cual no cumple con esta especificación técnica. Figura 84: Curva granulométrica del material de la cantera de Sencca. Fuente: Elaboración propia. 163 4.3. Ensayo de límites líquido y límite plástico. Tabla 71: Resultados de los límites de consistencia. Límite líquido (%) Límite plástico (%) Índice de plasticidad (%) 20.72 12.24 8.48 Fuente: Elaboración propia.  Según el Manual de Carreteras - Especificaciones Técnicas Generales para Construcción (EG-2013) se tienen como especificaciones técnicas para sub base que el límite líquido máximo es de 25% y el índice plástico máximo es de 4 %.  En los resultados obtenidos, se observa que límite líquido 20.72% cumple con los requerimientos establecidos, el índice de plasticidad 8.48% sobrepasa el valor establecido por la norma, por lo tanto, el material no sería aceptable como sub base de acuerdo a las especificaciones indicadas en el Manual de Carreteras - Especificaciones Técnicas Generales para Construcción (EG-2013). 4.4. Compactación de suelos en laboratorio utilizando una energía modificada (Proctor Modificado) Tabla 72: Máxima densidad seca y humedad óptima. Suelo Humedad óptima Máxima densidad seca (%) (gr/cm3) Suelo natural sin adición 5.10 2.19 Suelo con aditivo 0.5 % de rocamix 4.60 2.20 Suelo con aditivo 1.0 % de rocamix 4.11 2.21 Suelo con aditivo 1.5 % de rocamix 3.64 2.22 Suelo con aditivo 2.0 % de rocamix 3.06 2.25 Fuente: Elaboración propia. 164 Densidad máxima seca (gr/cm3) Figura 85: Densidad máxima seca del suelo. Fuente: Elaboración propia  En el gráfico se observa que, al ir aumentando el porcentaje de aditivo de sales cuaternarias de amonio líquido, la densidad máxima seca va aumentando. Humedad optima (%) Figura 86: Contenido de humedad óptimo del suelo. Fuente: Elaboración propia. 165  Se observa en el gráfico que la humedad óptima es inversamente proporcional al aumento del porcentaje de aditivo de sales cuaternarias de amonio líquido. 4.5. Comparación de los valores de CBR de suelo natural y suelos con adición de sales cuaternarias de amonio líquido. Tabla 73: Máxima densidad seca y CBR Máxima CBR al Máxima CBR al SUELO densidad 100 % de densidad 95 % de seca la M.D.S seca la M.D.S (gr/cm3) (gr/cm3) Suelo natural sin adición 2.19 35.64 2.08 21.51 Suelo con aditivo 0.5 % de rocamix 2.20 37.29 2.09 25.64 Suelo con aditivo 1.0 % de rocamix 2.21 56.95 2.10 34.38 Suelo con aditivo 1.5 % de rocamix 2.22 56.63 2.11 32.92 Suelo con aditivo 2.0 % de rocamix 2.25 53.11 2.14 26.30 Fuente: Elaboración Propia CBR del suelo Figura 87: Comparación del CBR del suelo. Fuente: Elaboración propia. 166  Podemos observar que el CBR del suelo va aumentando a medida que el porcentaje de Aditivo de sales cuaternarias de amonio liquido incrementa, pero disminuye a partir de la adición del 1.5% de Aditivo de sales cuaternarias de amonio líquido. El incremento o decrecimiento no varía mucho entre dato y dato. CBR del suelo Figura 88: CBR máximo del suelo. Fuente: Elaboración propia.  El mayor CBR del suelo es 34.38, el cual se obtiene al adicionar un 1% de aditivo de sales cuaternarias de amonio líquido. Aún con el CBR máximo, el suelo sigue siendo una sub - base pobre. 167 Capítulo V: Discusión. 1. ¿El uso de nuevas tecnologías como la utilización de sales cuaternarias de amonio líquido, en los procesos de conformación de sub - base, incrementará la capacidad de soporte del material en estado natural, de la cantera de Sencca – Poroy – Cusco? La presente investigación servirá como base de futuras investigaciones en el empleo de nuevas tecnologías, para mejorar la calidad de la sub – base, dentro de las estructuras de los pavimentos, debido a que se logra demostrar que al adicionar aditivo (sales cuaternarias de amonio líquido) al material de la cantera Sencca – Poroy – Cusco, mejora la capacidad de soporte (CBR) el cual alcanza un valor de 68.90 % comparado frente al material de la cantera en mención sin adicionar aditivo cuyo valor de capacidad de soporte(CBR) es de 38.40 % por lo que mediante el empleo de esta tecnología se pueden mejorar diversas canteras para que estas puedan cumplir con los requerimientos mínimos exigidos por el DG – 2013 referidos a los valores de capacidad de soporte (CBR) para la sub - base. 2. Los porcentajes de adición de las sales cuaternarias de amonio líquido (0.5%, 1%, 1.5%, 2%) en función de que parámetros fueron determinados? Los criterios empleados en el presente tema de investigación, con respecto a los porcentajes de sales cuaternarias de amonio líquido, que fueron adicionados, están en función a la clasificación de suelos según el sistema ASSTHO y sistema SUCS, donde según sea la clasificación del suelo, este requiere una determinada concentración de sales cuaternarias de amonio líquido. Otro de los criterios empleados para determinar los porcentajes de adición de sales cuaternarias de amonio líquido, está en función al peso del material (seco) empleado en el ensayo de proctor modificado (6.5 Kg) y en el ensayo de CBR (5.5 Kg) por molde. 3. ¿Manipular las sales cuaternarias de amonio líquido, es dañino para la salud? El manipuleo de las sales cuaternarias de amonio líquido, como tal, no es dañino para la salud humana, debido a que la concentración de amonio líquido formados por monómeros y polímeros de amonio (tóxicos para la salud) presentes en el aditivo, estas ya se encuentran estabilizados y transformados en sales cuaternarias estables que no son dañinas para la salud, esto se puede apreciar en la textura que presenta este aditivo (líquido transparente y viscoso de olor muy débil y tolerable 168 por el ser humano), como resultado de la estabilización y transformación se obtiene las sales cuaternarias de amonio líquido. 4. ¿La densidad máxima seca y el contenido de humedad del material en estado natural, de la cantera Sencca – Poroy – Cusco, varían con respecto al incremento de sales cuaternarias de amonio líquido, en diferentes concentraciones? El valor de la densidad máxima seca del material de la cantera Sencca – Poroy – Cusco, en estado natural es menor con respecto al valor de la densidad máxima seca del material de la cantera Sencca – Poroy – Cusco adicionado con sales cuaternarias de amonio líquido en concentraciones de 0.5 %, 1 %, 1.5 %, 2 % donde el mayor valor de la densidad máxima seca se obtiene al adicionar el aditivo en una concentración de 1 %, al adicionar mayores concentraciones de este aditivo, la densidad máxima seca disminuye su valor. Con respecto al contenido de humedad en estado natural, se determinó que la humedad óptima es de 6 % donde se alcanza la máxima densidad seca, al incrementar las sales cuaternarias de amonio líquido, en concentraciones de 0.5 %, 1 %, 1.5 %, 2 % el contenido de humedad varía en función al incremento del aditivo ya que a mayores concentraciones de aditivo menor será el contenido de humedad, se debe de tener como referencia el contenido de humedad óptimo en estado natural ya que a mayores o menores incrementos del aditivo la densidad máxima seca será menor para ambos casos. 5. ¿En qué otra estructura del pavimento se podría utilizar las sales cuaternarias de amonio líquido? El aditivo de sales cuaternarias de amonio líquido, como estabilizador tiene una infinidad de aplicaciones, no solo es para sub – base, sino que puede ser utilizada también en las estructuras de base, sub – rasante, rasante, en la ejecución de proyectos de pavimentos como son las autopistas, carreteras, caminos secundarios, pistas de aeropuertos, creación de nuevas vías, rehabilitación de vías existentes, etc. Asimismo, el sistema de sales cuaternarias de amonio líquido, es aplicado también en la ejecución de obras geotécnicas como son la estabilización de taludes, terraplenes, de la misma forma se emplea en la ejecución de obras hidráulicas como son los acueductos, sistemas de alcantarillado, etc. 169 Asimismo, este aditivo también se puede aplicar como impermeabilizante, en la ejecución de presas, lagos, canales, acueductos, embalses, estanques de agua, etc. 6. ¿Con qué tipo de suelo actúa de mejor manera las sales cuaternarias de amonio líquido? Si bien es cierto que las sales cuaternarias de amonio líquido, es un buen estabilizador según los resultados obtenidos en la presente investigación, debido a que el aditivo actúa como aglomerante entre las partículas del material, por lo que como estabilizador trabajará de mejor manera en suelos arenosos (SP, SW, SM, SC). Asimismo, este aditivo tiene un buen comportamiento como impermeabilizante en suelos arcillosos como (CL, CH, ML). 170 Glosario. Aglomerante: Material capaz de unir fragmentos de una o varias sustancias y dar cohesión al conjunto, por efectos de tipo exclusivamente físico. Cantera: Deposito natural de material apropiado para ser utilizado en la construcción, rehabilitación, mejoramiento y/o mantenimiento de las carreteras. Capacidad: Propiedad de poder contener cierta cantidad de alguna cosa hasta un límite determinado. Compactación: Proceso por el cual un esfuerzo aplicado a un suelo causa densificación a medida que el aire se desplaza de los poros entre los granos del suelo, en la cual se experimenta una pérdida de volumen de la masa del suelo. Cuarteo: Es el procedimiento por el cual se reduce el tamaño de una muestra. Curva: Línea cuyos puntos sucesivos cambian continuamente de dirección sin formar ángulo. Deformímetro: Aparato que mide la deformación en milímetros de un suelo cohesivo. Densidad: Relación entre la masa y el volumen de una sustancia, o entre la masa de una sustancia y la masa de un volumen igual de otra sustancia tomada como patrón. Estabilización: Proceso físico y/o químico por el que se mejoran las propiedades físico- mecánicas del suelo natural en corte o de los materiales de préstamo en relleno, con el objeto de hacerlos estables. Gradación: Disposición u orden de una cosa en grados sucesivos ya sea de forma ascendente o de forma descendente. Granulometría: Es el estudio de la distribución estadística de los tamaños de una colección de elementos de un material sólido fraccionado o de un líquido multifacético. Humedad: Cantidad de agua o vapor de agua o cualquier otro líquido que está presente en la superficie o en el interior de un cuerpo o en el aire. Límite: Línea real o imaginaria que marca el fin de una superficie o cuerpo o la separa entre dos entidades. Mejoramiento: Ejecución de las actividades constructivas para dotar de mejores condiciones físicas y operativas de una carretera. Modificado: Cambiar la estructura de una cosa en sus características no esenciales produciendo variedades en su línea. 171 Muestra: Parte o cantidad pequeña de una cosa que se considera representativa del total y que se toma o se separa de ella con ciertos métodos para someterlo a estudios análisis y otros experimentos. Muestreo: es la actividad de campo, que consiste en la obtención de una o varias porciones de los materiales, con los cuales se pretende construir una estructura (pavimento), procediendo de tal manera que las características de las porciones obtenidas, permitan hacer una evaluación lo más real posible, del conjunto que representan. Pavimentos: Es la capa o base que constituye el suelo de una construcción o de una superficie no natural, el pavimento funciona como sustento de los seres vivos y las cosas. Procesos: Conjunto de pasos para realizar un trabajo. Sales cuaternarias: Sustancias inorgánicas formadas como su nombre lo indica por cuatro elementos diferentes por lo general son derivadas de sales oxigenadas parcialmente oxigenadas. Sistema: Conjunto ordenado de normas y procedimientos que regulan el funcionamiento de un grupo o colectividad. Sistema Rocamix®: Sistema de estabilización e impermeabilización de suelos de alta tecnología que se diferencia de los métodos tradicionales porque torna la compactación del suelo en estado totalmente irreversible. Sub – base: Es la capa granular localizada entre la sub rasante y la base en pavimentos flexibles o rígidos y ocasionalmente sobre todo en pavimentos rígidos se puede prescindir de ella. Tecnología: Es el conjunto de conocimientos técnicos, ordenados científicamente, que permiten diseñar y crear bienes y servicios que facilitan la adaptación al medio ambiente y satisfacer tanto las necesidades esenciales como los deseos de las personas. Volumen: Es una magnitud escalar definida como el espacio ocupado por un objeto. 172 Glosario siglas. AASHTO : American Association of State Highway and ranspoTrtation Officials ASTM : American Society for Testing and Materials CBR : California Bearing Ratio INACAL : Instituto Nacional de Calidad IP : Índice de Plasticidad LL : Límite Líquido LP : Límite Plástico MDS : Máxima Densidad Seca MEF : Ministerio de Economía y Finanzas MTC : Ministerio de Transportes y Comunicaciones N/A : No aplica NTP : Norma Técnica Peruana SAC : Sociedad Anónima Cerrada. SUCS : Sistema Unificado de Clasificación de Suelos UNITEST : Universal Testing 173 Conclusiones. Conclusión N° 01. Se logró demostrar la hipótesis general la cual indica que, “La adición de sales cuaternarias de amonio líquido en concentraciones de 0.5 %, 1.0 %, 1.5 % y 2.0 % incrementa las características geomecánicas, tales como Capacidad de Soporte y Densidad Máxima Seca, del material de la cantera Sencca – Poroy – Cusco”. La adición del aditivo (Sales cuaternarias de amonio líquido) al material de la cantera Sencca – Poroy – Cusco, en concentraciones de 0.5 %, 1.0 %, 1.5 % y 2.0 % incrementa considerablemente la Capacidad de Soporte (% CBR) a 37.29 %, 56.95 %, 56.63 % y 53.11 % para cada una de las respectivas concentraciones, así mismo la Densidad Máxima Seca se incrementa a 2.20 gr/cm³, 2.21 gr/cm³, 2.22 gr/cm³ y 2.25 gr/cm³, para cada uno de las concentraciones de sales cuaternarias de amonio líquido, tal como se indica en la tabla N° 73 (Máxima Densidad Seca y CBR) del Capítulo IV: Resultados. Por lo que el mejor valor de CBR es de 56.95 % para la concentración de 1.0 % de adición de sales cuaternarias de amonio líquido. Conclusión N° 02. Se logró demostrar la sub hipótesis N° 01 la cual indica que, “Las propiedades geomecánicas del material de la cantera de Sencca – Poroy a utilizar no cumplen con las especificaciones técnicas de la norma CE.010 para ser utilizado como sub – base de las estructuras de los pavimentos”. Debido a que los requerimientos granulométricos para sub – base establecidos en la norma CE.010 que tiene como referencia la Sección 303 de la DG – 2013 del MTC, refiere que el material empleado debe de tener una gradación A (Zonas con altitudes mayores a 3000 msnm.) por lo que la granulometría no cumple con lo establecido en la norma utilizada. Asimismo, la curva granulométrica no se encuentra dentro de los límites establecidos en la curva granulométrica dada por el Ministerio de Transportes y Comunicaciones, de la misma forma valores obtenidos en los ensayos de límites de consistencia son superiores a los establecidos por la norma CE.010 que tiene como referencia la Sección 303 de la DG – 2013 del MTC, la cual se puede evidenciar en la tabla N° 68 (características del suelo natural ) y en el grafico N° 81 (curva granulométrica del material de la cantera Sencca) del Capítulo IV: Resultados. 174 Conclusión N° 03. Se logró demostrar la sub hipótesis N° 02 la cual indica que, “La Capacidad de Soporte (CBR, Densidad Máxima Seca) del material de la cantera de Sencca – Poroy – Cusco, para sub – base adicionando sales cuaternarias de amonio líquido, en concentraciones de 0.5 %, 1.0 %, 1.5 %, 2.0 % es superior frente a un material sin adición”. Se observa que el material de la cantera Sencca – Poroy – Cusco, en estado natural alcanza un CBR de 35.64 % y una Densidad Máxima Seca de 2.19 gr/cm3, en cambio al adicionar las sales cuaternarias de amonio líquido en concentraciones de 0.5 %, 1.0 %, 1.5 % y 2.0 % sus valores de la Capacidad de Soporte CBR se incrementa a 37.29 %, 56.95 %, 56.63 % y 53.11 % respectivamente, para cada una de estas concentraciones. Asimismo, los valores de la Densidad Máxima Seca incrementan, de manera progresiva para cada uno de estas concentraciones de sales cuartenarias de amonio líquido, alcanzando valores de 2.20 gr/cm3, 2.21 gr/cm3, 2.22 gr/cm3 y 2.25 gr/cm3 respectivamente. Por lo que el mejor valor de CBR obtenido es de 56.95 % para una concentración de 1.0 % de sales cuaternarias de amonio líquido y el mejor valor obtenido de la Máxima Densidad Seca es de 2.25 gr/cm3 para una concentración de 2.0 % de sales cuaternarias de amonio líquido, dichos valores se evidencian en tabla N° 73 del Capítulo IV: Resultados (Máxima Densidad Seca y CBR). Conclusión N° 04. Se logró demostrar la sub hipótesis N° 03 la cual indica que, “La concentración óptima en porcentajes, de las sales cuaternarias de amonio líquido, que se debe de adicionar al material de la cantera de Sencca – Poroy – Cusco, empleado para la conformación de sub – base, dentro de las estructuras de pavimentos es de 1.0 %” Por la incertidumbre que existe de saber la concentración óptima en la cual la adición del aditivo alcance los mayores valores de Capacidad de Soporte y Densidad Máxima Seca. Se observa que la concentración óptima de sales cuaternarias de amonio líquido, que debe de adicionarse, es de 1.0% para el cual se obtiene un valor máximo de Capacidad de Soporte a través del ensayo de CBR de 56.95 %, con su respectiva humedad óptima. Asimismo, al adicionar sales cuaternarias de amonio líquido, en una concentración de 2.0%, la Densidad Máxima Seca, alcanza su máximo valor que es 2.25 g/cm³, con su respectiva humedad óptima, la cual se evidencia en la tabla N° 69 (CBR al 100% y 95%) del Capítulo III, ítem 3.6 análisis de datos y cálculo de resultados. 175 Recomendaciones. Recomendación N° 01. Se recomienda, realizar un análisis de inspección visual al material para la conformación de sub – base dentro de las estructuras de pavimentos, de la cantera Sencca – Poroy – Cusco, para alcanzar los resultados más óptimos en todos los ensayos realizados en el presente tema de investigación. Recomendación N° 02. Se recomienda corregir la curva granulométrica para que el material de la cantera Sencca cumpla con lo establecido en la norma CE.010 la cual indica que para altitudes mayores a 3000 msnm la gradación debe de ser de categoría A dicha corrección debe de realizarse mediante un tamizado en cantera utilizado zarandas de 2”, 1 ½”, 1”, ¾”, ½” para materiales gruesos y para materiales finos tamices Nº 20, Nº40, Nº60, Nº 100. Recomendación N° 03. Se recomienda, que al adicionar el aditivo (Sales cuaternarias de amonio liquido), en los ensayos de compactación al material seco de la cantera Sencca – Poroy – Cusco, utilizado para la conformación de sub – base, dentro de las estructuras de pavimentos, no incremente la humedad optima, para que de esta forma se logra alcanzar los mayores valores de CBR y densidad máxima seca. Recomendación N° 04. Se recomienda realizar futuras o similares temas de investigación, con el fin de obtener estudios complementarios y resultados aún más óptimos en la utilización de sales cuaternarias de amonio líquido, en los procesos de conformación de sub – base dentro de las estructuras de los pavimentos. Recomendación N° 05. Se recomienda, que las mediciones de los pesos del material de la cantera Sencca – Poroy – Cusco, utilizados en los ensayos de CBR y proctor modificado, estas sean los más precisos y exactos posibles, ya que la cantidad de aditivo (sales cuaternarias de amonio líquido) empleada en la 176 presente investigación está en función de los pesos del material utilizado por cada uno de los ensayos (CBR, proctor modificado) Recomendación N° 06. Se recomienda, mantener la homogeneidad durante la mezcla del material de la cantera Sencca – Poroy – Cusco, con el aditivo (Sales cuaternarias de amonio líquido) para que exista una buena distribución entre aditivo y material. Recomendación N° 07. Se recomienda realizar un análisis de inspección visual de propiedades físicas de las sales cuaternarias de amonio líquido, para observar que el aditivo tenga una buena disolución y de esta forma obtener los resultados esperados. Recomendación N° 08. Se recomienda, realizar un estudio técnico, económico y social, con el fin de comparar la producción de sub – base adicionando sales cuaternarias de amonio líquido, frente a la producción de otros métodos de mejoramiento de suelos de forma tradicional para sub – base. Recomendación N° 09. Se recomienda, tener especial cuidado durante el desarrollo de los ensayos de laboratorio, durante la fase de procedimiento, establecido en la norma debido a que cualquier pequeña modificación podría inducirnos a errores involuntarios y de esta forma no obtener valores reales. Recomendación N° 10. Se recomienda, realizar ensayos adicionales según lo especificado por el Ministerio de Transportes y Comunicaciones 2018 ensayos tales como abrasión de los Ángeles MTC E207, equivalente de arena MTC E114, así como el ensayo de sales solubles MTC E219. 177 Recomendación N° 11. Se recomienda que la dosificación de riego de Rocamix, depende de la clasificación del suelo según lo establecido en la clasificación AASHTO, para el material de la cantera Sencca lo recomendado es de 0.5 Lt/m3. 178 Bibliografía. Alva Hurtado, U. P. (2000). Bowles, J. E. (1981). Manual de Laboratorio de suelos en Ingeniería Civil. Mc Graw-Hill Book Company. Bowles, J. E. (1984). Physical and Geotechnical Properties of Soils. McGraw-Hill Book Company. Braja M Das. (2013). Fundamentos de Ingeniería Geotécnica. México: OVA, Cuarta Edición. Choque Godoy. (2006). Comunicaciones, M. d. (2011). Comunicaciones, M. d. (Mayo 2016). Manual de Ensayos de Materiales. Lima. Concreto, I. M. (2005). Diseños y Técnicas de Construcción de Pavimentos de Concreto. México. Coronado Iturbide, J. (2002). Manual Centroamericano para Diseño de Pavimentos. Guatemala. Coronado, I. (2002). Crespo Villalaz, C. (2004). Mecánica de Suelos y Cimentaciones. Limusa - México. Cubana, E. E. (2009). Das Braja, M. (2001). Fundamentos de Ingenieria Geotécnica. Thomson Leaming. Dia Rado R FAbre E & Miño. (2000). Duque Escobar, G., & Escobar Potes, C. E. (2002). Mecánica de Suelos. Manizales. Hernández Sampieri, R., Fernández Collado, C., & Baptista Lucio, P. (2010). Metodología de la Investigación. México: McGraw-Hill. Huaman, M. G. (2006). Instituto Mexicano del Cemento y Concreto. (2005). Juárez Badillo, E., & Rico Rodríguez, A. (2005). Mecánica de Suelos / Fundamentos de la Mecánica de Suelos. México: Limusa. Manual de Carreteras de Paraguay. (s.f.). 179 Minaya Gonzales, S., & Ordoñez Huaman, A. (2006). Diseño Moderno de Pavimentos Asfálticos. Lima: ICG - Instituto de la Construcción y Gerencia. Ministerio de Economía y Finanzas. (2015). Pautas metodológicas para el desarrollo de alternativas de pavimentos en la formulación y evaluación social de proyectos de inversión pública de carreteras (Primera ed.). Lima. Ministerio de Transportes y Comunicaciones. (2013). Manual de Carreteras. Lima. Ministerio de Transportes y Comunicaciones. (2016). Manual de Ensayos de Materiales (Mayo del 2016 ed.). Lima. Ministerio de Transportes y Comunicaciones, M. (2013). Manual de Carreteras - Especificaciones Técnicas Generales para Construcción - "EG-2013". Lima. Montejo Fonseca, A. (2002). Ingeniería de Pavimentos para Carreteras. Bogotá: Segunda Edición. MTC, M. d. (2013). Manual de Carreteras Especificaciones Técnicas Generales para Construcción. Lima. Ravines Merino, M. A. (2010). Pruebas con un Producto Enzimático como Agente Estabilizador para Carreteras. Universidad de Piura, Piura, Piura. Roberto Hernandez CF, P. B. (2003). Metodología de la Investigación. México D.F:: McGraw - Hill Interamericana. Shuam. (2004). Unidad de Investigación. (2008). Universidad de Costa Rica. Valle Rodas, R. (1982). Carreteras, Calles y Aeropistas. El Ateneo. www.Rocamix.es. (s.f.). 180 ANEXOS Fotografía 01: La imagen muestra la obtención de material de la cantera Sencca – Poroy – Cusco mediante el método de cuarteo en un aproximado de 250 Kg Fotografía 02: La imagen muestra la obtención de material para el Fotografía 01: La imagen ensayo de contenido de humedad, muestra la obtención de material cada bandeja con un peso de la cantera Sencca – Poroy – aproximado a los 250 gr como cusco mediante el método de indica la normativa de ensayo de cuarteo en un aproximado de 250 materiales. Kg FFoototoggrarafífaía 0013:: La imimaaggeenn mmuuesetsrtara l ae lo blatevnacdioó nd de em maateterriaial l dpe alraa caenl teernas Saeynoc cdae – aPnoárloisyi s– cugsrcaon ulmomedéitarnictoe enl eml éctoudaol sdee cuemarpteleoó e n un aupnrao ximadmou dees t2r5a0 Krge presentativa de un aproximado de 7.5 Kg Fotografía 03: La imagen Fotografía 01: La imagen muestra el lavado de material muestra la obtención de material para el ensayo de análisis 181 Fotografía 04: La imagen muestra el equipo empleado para el ensayo de análisis granulométrico, donde los tamices se encuentra debidamente seleccionadas Fotografía 04: La imagen muestra el equipo empleado para el ensayo de análisis granulométrico, donde los tamices se encuentra Fotografía 05: La imagen debidamente seleccionadas muestra la toma de pesos del material retenido en cada uno de los tamices Fotografía 04: La imagen muestra el equipo empleado para el ensayo de análisis granulométrico, donde los tamices se encuentra debidamente seleccionadas Fotografía 06: La imagen muestra el resultado de la Fogtoragnrauflíoam e0t4rí:a La imagen museesltercac ieoln aeqduai pdoe ecmapdlae audnoo pardae leols teanmsaicyeos de análisis granulométrico, donde los tamices se encuentra debidamente seleccionadas Fotografía 06: La imagen muestra el resultado de la Fotografía 04: La imagen 182 Fotografía 07: La imagen muestra la obtención de muestras del ensayo de límite líquido, las cuales debidamente codificadas, pesadas del material de la cantera Sencca – Poroy – Cusco. Fotografía 07: La imagen Fotografía 08: La imagen muestra la obtención de muestra el colocado de las muestras del ensayo de limite muestras del ensayo de límite líquido, las cuales líquido previamente pesadas y debidamente codificadas, codificadas para su posterior pesadas del material de la lectura pasada las 24 horas del cantera Sencca – Poroy – tiempo de secado. Cusco. Fotografía 07: La imagen Fotomgruaefsíatr a 09l:a Loab teinmcaiógnen de muesmtruae lsat rtoams dae dl ee lnossa pyeos dose dliem ite las mlíquueisdtroa, s del laesn sayo cduea les límited elbíqiduaidmoe,n tsee cadacs oednif icuand as, hornop eas a1d1a0s ° Cd eplo rm uant epreiarílo ddoe la de 2c4a nhtoerraas Sceonmcoca in–d icPao rloay – Cu normati svcao E. G - 2013 FotoFgroatfoígar af0í9a: 0L7a: Liam agimena gen muesmtruae lsat rtoam al ad e loosb tpeenscoisó nd e de las mmuueessttrraass ddeel le nesnasyaoy od e dliem ite 183 Fotografía 10: La imagen muestra la preparación de muestra para ensayo de compactación, en estado natural, así como en las diferentes concentraciones de aditivo adicionado al material en estado natural. Fotografía 10: La imagen Fotografía 11: La imagen muestra la preparación de muestra el proceso de muestra para ensayo de compactación utilizando el compactación, en estado método C, en 5 capas cada natural, así como en las una de 56 golpes, la muestra diferentes concentraciones de utilizada es de 6.5 Kg por aditivo adicionado al material cada molde de compactación. en estado natural. Fotografía 10: La imagen muFeosttorag ralfaí a p1re2p: aLraac ióimn agdeen mumeusetrsatr a palraa elencstauyroa ddee comupeascttraac iónc,o mpeanc tadeas tadeon naetsutraadlo, naastíu raclo, maosí ceonm ol aesn diflearse ntes concentracdiiofnereesn dtees adciotinvcoe andtricaicoinoandeso adl em aatdeirtiiavlo en a edsitcaidoon andaot uarla ml. aterial FoFtoogtorgarfaíaf ía1 01:2 : LLaa iimmaaggeenn mumeusetrsatr al a lpar epalercatcuiróan ddee mumeusetrsatr a pacrao mpeancstaaydoa deen 184 Fotografía 13: La imagen muestra la selección el pesado del material para ensayo de CBR según normativa se requiere por ensayo una muestra de 5.50 Kg Fotografía 14: La imagen Fotografía 13: La imagen muestra la lectura de muestra la selección el pesado deformación de los del material para ensayo de especímenes, en estado CBR según normativa se natural y para las requiere por ensayo una diferentes concentraciones muestra de 5.50 Kg de aditivo adicionados. FotogFraoftíoag ra1fí3a: 15L:a Lai miamgaegne n muestrmau elast rsae leclcai ón leecl tupreas adod el del mdaetfeorrimalí mpeatrroa ensdaey o delo s CBR espseegcúímn enenso rdme aetnivsaa yoss ee n requieerset adop orn atuernasl ayyo enu nala s muestrdaif edree n5t.5es0 Kcgo ncentraciones de adición del aditivo. Fotografía 15: La imagen Fotografía 13: La imagen muestra la lectura del muestra la selección el pesado deformimetro de los del material para ensayo de especímenes de ensayos en CBR según normativa se 185 Apéndice. Datos de seguridad del producto. Rocamix - Octadecyl Trimethyl Ammonium Chloride 50% (OTAC 50%) 186 1. Identificación y preparación por el fabricante. Nombre del producto: Rocamix - Octadecyl Trimethyl Ammonium Chloride (OTAC) Aplicación: Uso para aditivo del suelo para su estabilización e impermeabilización Fabricante: LVYU CHEMICAL CO., LTD, JINGJIANG CITY, JIANGSU PROVINCE, CHINA. Calificaciones del fabricante: ISO 4000 nº 112E20260R0M-2 - ISO 8000 nº112Q20259R0M- 2 Fabricado para Rocamix company, titular de la patente Rocamix - INPI-Soleau No 482 714- 260 613 Contacto con Rocamix company: +33 676 42 71 39 E-mail contacto: know@rocamix.com 2. Composición. Información sobre ingredientes. El producto contiene una solución acuosa de compuestos de amonio cuaternario. Composición de monómeros y polímeros de origen orgánico, una mezcla poli molecular sustancias activas interfaciales disolventes, emulador y catálisis CAS 112-03-08 con un contenido determinado de acetato de celulosa CAS 9004-35-7 e hidratos de carbono complejo compuesto de largas cadenas de unidades de glucosa, unidas por enlaces químicos de glucósido y componentes exclusivos ROCAMIX. 3. Identificación de riesgo información general de emergencia. Apariencia: Líquido blanco ligeramente viscoso. Olor: Olor débil órganos: Sistema respiratorio, ojos, Piel. Efectos potenciales para la salud ojos: Causa severas irritación en los ojos. Podría causar lesiones en la córnea. LVYU CHEMICAL CO., LTD Jiangping Road, Jingjiang City 214501, Jiangsu Province, CHINA. Puede causar sensibilidad en la piel, reacción alérgica, la cual se hace evidente a la exposición de este material. Podía ser absorbido a través de la piel. Puede causar severas irritación y posibles quemaduras. Ingestión: 187 Nocivo si se ingiere, Puede causar irritación grave del tracto gastrointestinal con náuseas, vómito y posibles quemaduras. Inhalación: Causes irritación del tracto respiratorio. Puede causar irritación del tracto respiratorio con ardor en la nariz y en la garganta, tos, dificultad para respirar, y edema pulmonar. Pueda causar quemaduras en el tracto respiratorio. La inhalación puede ser mortal como consecuencia de un espasmo, inflamación, edema de la laringe y bronquios, neumonitis química y edema pulmonar. Crónica: No existente. Rutas de penetración: Es absorbido por la piel. Contacto con los ojos. Mantener alejado del calor, chispas y llamas. Evite el contacto con los ojos, piel o en prendas de vestir. No ingerir, evitar respirar el vapor. Mantenga el recipiente cerrado. Use sólo con ventilación adecuada. Lavarse a fondo después de manipular. Evite el contacto del material derramado y suelo y cause de arroyos. (www.Rocamix.es, s.f.) 4. Medidas de primer auxilio. Ojos: Revise y remueva cualquier tipo de lente de contacto, si fuera el caso, lave los ojos inmediatamente con abundante agua durante al menos 15 minutos, levantando ocasionalmente los parpados, superior e inferior. Pedir ayuda médica de inmediato. Piel: Lave la piel inmediatamente con abundante jabón y agua por al menos 15 minutos mientras se quita la ropa y los zapatos contaminados. Ingestión: No induzca el vómito a menos que los indique expresamente el personal médico. No dar nada por vía oral si la persona esta inconsciente. Si se ingirió grandes cantidades de este material llamar de inmediato al médico. Afloje la ropa ajustada como: cuellos, corbatas cinturones o fajas. Inhalación: Obtener asistencia médica de inmediato, inmediatamente retirarse de la exposición del producto a un área al aire libre. Sino respira, dar respiración artificial. Si la respiración es difícil aplicar oxígeno. Condiciones Médicas: LVYU CHEMICAL CO., LTD Add: 446 Jiangping Road, Jingjiang City 214501, Jiangsu Province, CHINA 4 El contacto repetido y prolongado con el vapor del producto puede causar irritación crónica y severa en ojos y piel, así como irritación en el tracto respiratorio que puede causar ataques frecuentes de infección bronquial. Notas para el Medico: Tratamiento sintomático y de apoyo. 188 5. Medidas en caso de incendio. Inflamabilidad del producto: Inflamable. Límites de inflamabilidad: Rangos altamente conocidos: BAJO 2%, ALTO 12.7% Productos de Combustión: Estos productos son: oxido de carbón (CO; CO2), óxido de nitrógeno (NO; NO2), compuestos halogenados, cloruro de hidrógeno. Información General: Como en cualquier incendio, use un aparato de respiración autónomo de presión, MSHA / NIOSH (aprobado o equivalente), y equipo completo de protección. Medidas de extinción de fuegos e instrucciones: Fuego pequeño: Uso de polvo químico seco. Fuego grande: Use espuma de alcohol, agua pulverizada o niebla. Enfriar los contenedores con chorros de agua a fin de evitar la acumulación de presión, auto inflamación o explosión. Ropa protectora para fuego: Asegúrese de usar un respirador certificado/aprobado o equivalente. Observaciones especiales sobre peligros de incendio: No usar herramientas que produzcan chispas. Tomar medidas contra descargas estáticas. 6. Medidas en caso de fuga accidental. Fugas y derrames pequeños: Diluir con agua y limpiar, o absorber con un material seco inerte y colocar en un contenedor de recuperación adecuado. Si es necesario: use el quipo protector adecuado. Fugas y derrames grades: Mantenga alejados toda fuente de calor y de ignición. Detener la fuga si no hay riesgo. Si el producto está en forma sólida: use una pala para poner el material en un contenedor de recuperación apropiado. Si el producto está en su forma líquida: Absorber con tierra, arena u otro material no combustible. No introducir agua en los contenedores. Absorber con un material inerte y poner el producto esparcido en un recipiente apropiado para desechos. No LVYU CHEMICAL CO., LTD Jiangping Road, Jingjiang City 214501, Jiangsu Province, CHINA. Toque el material derramado. Utilizar un surtidor de agua para alejar el vapor. Impedir la entrada en alcantarillas, sótanos o áreas cerradas; dique si es necesario. Pedir ayuda para la eliminación. Use el equipo protector adecuado. 7. Manipulación y almacenamiento. Manipulación: Mantener alejado del calor, chispas y llamas. Mantenga el recipiente cerrado. Use sólo con ventilación adecuada. Para evitar fuego o explosión, disipar electricidad estática durante la transferencia poniendo a tierra y uniendo los envases y el equipo antes de transferir el material. Use equipo eléctrico a prueba de explosión (de ventilación, iluminación y manipulación de materiales). 189 Almacenamiento: Conservar en un lugar fresco y bien ventilado, apartado y seco. Guardar en un recipiente bien cerrado. Evite todas las fuentes de ignición. Temperatura de +0ºc hasta +40ºc Vida útil del producto: El producto guardado en las condiciones de almacenamiento descritas tiene una vida útil de 2,5 años. Después de este período Rocamix no garantiza su efecto. (www.Rocamix.es, s.f.). 8. Control de exposición, protección personal. Controles de Ingeniería: Proporcione ventilación de extracción u otros controles de ingeniería para ventilación para mantener las concentraciones de vapores por debajo del límite de exposición laboral. Asegúrese de que las estaciones de lavado de ojos y duchas de seguridad se encuentren cerca del puesto de trabajo Equipo de protección personal: Ojos: Pantalla facial Cuerpo: Traje completo Piel: Guante especiales para prevenir la exposición de la piel. Ropa: Use ropa de protección adecuada para minimizar el contacto del material con la piel. Respirador: Asegúrese de usar respiradores certificados, aprobados o equivalentes cuando la ventilación es inadecuada. Pies: Botas Protección personal en caso de un derrame importante: Gafas de seguridad. Traje completo, reparador de vapores, botas, guantes, un aparato d respiración autónomo debería ser usada para evitar la inhalación del producto. Las ropas de protección sugeridas no podrían ser suficientes, consulte a un especialista ANTES de tocar este producto. LVYU CHEMICAL CO., LTD Jiangping Road, Jingjiang City 214501, Jiangsu Province, CHINA. 9. Propiedades físicas y químicas. Estado físico: Líquido blanco ligeramente viscoso Color: Amarillo o blanco claro Olor: Muy débil PH: NA. Presión de Vapor: NA. Densidad de Vapor: NA. Grado de Evaporización: NA. Viscosidad: NA. Punto de ebullición: NA. 190 Temperatura de auto-combustión: NA. Punto de inflamación: NA. Límites de Explosión. Bajo: NA. Alto: NA. Solubilidad: Soluble en agua Punto de Fundición /congelación: 25° (77°F) Umbral de olor: El rango más bajo conocido es 37 a 600 ppm Peso/Densidad Específico: 0.878g/cm3 (25℃) Solubilidad: Fácil solubilidad en agua caliente, metanol, acetona. Soluble en agua fría. 10. Estabilidad y reactividad. Estabilidad Química: Estable bajo temperatura y presión normal. Condiciones que deben evitarse: Materiales incompatibles, humedad, aire y agua. Incompatibilidad con otros materiales: Fuertes agentes oxidantes. Productos de Descomposición Peligrosa: Cloruro de Hidrógeno, óxidos de nitrógeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono. Polimerización Peligrosa: No ocurrida. 11. Información toxicológica. Toxicidad en animales: Octadecanaminium, N, N, N-cloruro de trimetril: LD50 (Oral) ＞5000 mg/kg, dato basado en ratas Efectos Crónicos en Humanos: EFECTOS CANCERÍGENOS: No clasificados. por NIOSH Efectos Mutagénicos: No efectos mutagénicos para bacterias y/o levaduras, contiene materiales que pueden causar daños a los siguientes órganos: Tracto respiratorio superior, piel, ojos, sistema nervioso central (SNC). Efectos agudos de la piel: Corrosivo para la piel. Prácticamente no toxico en contacto con la piel. LVYU CHEMICAL CO., LTD Jiangping Road, Jingjiang City 214501, Jiangsu Province, CHINA 7 Efectos Agudos en Ojos: Corrosivo para los ojos. 12. Información ecológica. Eco-toxicidad: La estabilidad del medio ambiente: Este producto es estable en condiciones ambientales normales. Efecto de material de plantas o animales: No hay efecto directo que haya presentado una evidencia perjudicial para el consumo humano. Efecto de la química en la vida acuática: Empleado a cantidad inferior a 15% de la masa global o hay evidencia demostrada que dañe la vida marina. 191 13. Consideraciones sobre la eliminación. Eliminarse de manera consistente con las regulaciones federales, estatales y RCRA U-Series: Código: D001 de residuos inflamables. 14. Información regulatoria. Etiquetado y clasificado EC Símbolos(s) EC: Inflamable Xi: irritante R Frase(s): R 10: Inflamable R 38: irritante para la piel R 41: riego de lesiones oculares graves. S Frase(s): mantener alejado de fuentes de ignición-no fumar: en caso de contacto con los ojos, lavar inmediatamente con abundante agua y buscar atención médica: después del contacto con la piel, lavar inmediatamente con abundante jabón y agua.: usar guates y protección apropiada para ojos y cara. (www.Rocamix.es, s.f.). 15. Información adicional. Para el mejor conocimiento del fabricante, la información aquí contenida es confiable. Sin embargo, ni el fabricante, ni ninguno de sus afiliados, no representa o garantiza (expresa o implícita), ni asume ninguna responsabilidad (por cualquier daño directo, incidental, consecuente) con respecto a la exactitud o la exhaustividad de la información contenida en este documento. Esta información puede ser (sin limitación) inválida si el material especificado se usa en combinación con otro, en un proceso específico o bajo condiciones inusuales. Determinación de la idoneidad de cualquier material para cualquier fin determinado es exclusiva responsabilidad del usuario quien asume todo el riesgo y la responsabilidad consiguiente. A los materiales LVYU CHEMICAL CO., LTD Jiangping Road, Jingjiang City 214501, Jiangsu Province, CHINA. Pueden presentar peligros desconocidos y deben usarse con precaución adecuadas. El fabricante no puede garantizar que los riesgos descritos en este documento son los únicos que existen. Empleo del producto. Mezcla y dosis El producto Rocamix formado por la mezcla de monómeros y polímeros con catalizadores aceleradores de penetración e intercambios iónicos La dosis para la preparación del producto. 1 dosis de Rocamix concentrado + 20 dosis de agua dulce. Para realizar la mezcla es necesario. Materia de Rocamix concentrado + agua dulce Equipamiento: 1 tanque bacillo de xxx litros + 1 palo de madera 192 Mezcla de la solución 1: Pequeña cantidad. Tanque de 200 litros: Echar una dosis de Rocamix concentrado y 20 dosis de agua dulce mezclar con el palo de madera = producto listo Figura 89: Mezcla de la solución 1 Mezcla solución 2: Gran cantidad. Preparación directamente al pie de la obra, por ejemplo, utilización de un camión pipa. El principio queda el mismo: 1 dosis de Rocamix concentrado y 20 dosis de litros de agua dulce mezclar con cuidado = producto listo Figura 90: Mezcla de la solución 2 Tabla 74: Clasificación de los suelos metodología AASTHO / SUCS / Rocamix. (www.Rocamix.es, s.f.) 193 Tabla 75: Advertencias. (www.Rocamix.es, s.f.) Dosis producto liquido Rocamix. 3. Con la misma tierra del lugar se riega el producto Rocamix concentrado. Suelos clasificados R1 0,40 L de producto concentrado por m3 de tierra del lugar. Suelos clasificados R2 0,50 L de producto concentrado por m3 de tierra del lugar. Suelos clasificados R3 0,60 L de producto concentrado por m3 de tierra del lugar. 4. Según la clasificación propia y exclusiva de Rocamix (Llamadas R1, R2, R3), un aditivo solido de cemento debe agregarse al producto liquido Rocamix Suelos clasificados R1 0,40 L de producto concentrado por m3 de tierra del lugar. Suelos clasificados R2 0,50 L de producto concentrado por m3 de tierra del lugar. Suelos clasificados R3 0,60 L de producto concentrado por m3 de tierra del lugar. Explicaciones técnicas de los efectos del sistema Rocamix. El sistema Rocamix es un sistema de estabilización y de impermeabilización de los suelos de alta tecnología que se diferencia de los métodos tradicionales porque toma la compactación de los suelos en estado totalmente irreversible. 1. El sistema Rocamix Economía – Resistencia. Permite una mejora de los valores de sustentación de cualquier tipo de suelo ligante o débilmente ligante de 3 y 5 veces, en un 50 % de los casaos incluso muy por encima. Se 194 pueden lograr los valores de sustentación deseados con un 75 % hasta de 100 % del suelo disponible de pie de obra y se ahorra la extracción y el transporte de vertederos y controlados y la aportación de material comprado. el ahorro es muy importante. 2. Valores de sustentación del suelo tratado. Resistencia – Economía. Permite una función puente de las capas de sustentación notablemente, mejores y por eso una reducción sin riesgo de las capas de rodadura que puede pasar de 60 mm a 20/25 mm, teniendo en consideración que, con el diseño de la mejora del suelo, se dan nuevas posibilidades de ahorro que en el mundo entero pueden llegar entre un 20 % y un 45 % de los costos de construcción convencionales o tradicionales. Y este ahorro se refiere solo a la construcción en sí y no incluye los ahorros adicionales debidos a una durabilidad. 3. El sistema Rocamix trabaja en cualquier tipo de suelo. Resistencia. Activa las fuerzas cohesivas propias del suelo y reduce la influencia del agua de forma importante y duradera. El sistema Rocamix modifica los suelos en sí mismo de forma permanente y puede ser utilizado por eso tanto en el lugar de su aplicación como en un procedimiento de mezcla previa en planta. Una vez añadido al suelo, este mantiene el efecto de sistema. Esquemas de aplicación de la tecnología Rocamix. Tabla 76: Trabajos preparatorios en laboratorio. (www.Rocamix.es, s.f.) 195 Tabla 77: Trabajos en obra. (www.Rocamix.es, s.f.) 196 “Evaluación de la Capacidad de Soporte y Densidad Máxima para sub - base en pavimentos adicionando sales cuaternarias de amonio líquido en concentraciones de 0.5 %, 1.0 %, 1.5 %, 2.0 %, cantera Sencca - Poroy – Cusco” PROBLEMA OBJETIVOS HIPÓTESIS VARIABLES INDICADORES P.G. ¿Cómo varia las O.G. Evaluar las características H.G. “La adición de sales cuaternarias de Variable características Geomecánicas, Geomecánicas tales como capacidad amonio líquido en concentraciones de 0.5 Independiente tales como capacidad de soporte, de soporte (CBR), densidad máxima %, 1.0 %, 1.5 % y 2.0 % incrementa las densidad máxima seca, del seca, humedad óptima y otros, del características Geomecanicas tales como 1. Propiedades 1. Clasificación de material de la cantera Sencca – material de la cantera Sencca - Poroy, capacidad de soporte y densidad máxima Geomecanicas del suelos, límites de Poroy, adicionando sales adicionando sales cuaternarias de seca, del material de la cantera Sencca – material de la Atterberg (%), cuaternarias de amonio líquido en amonio líquido en concentraciones de Poroy – Cusco”. cantera Sencca – granulometría concentraciones de 0.5%, 1.0%, 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0%. Poroy. (mm) contenido 1.5%, 2.0%? de humedad (%) Problemas Específicos Objetivos Específicos Hipótesis Específicas abrasión de los P.E.1. ¿Las características O.E.1. Evaluar si las características H.G.1. “Las propiedades geomecánicas del Ángeles (%) Geomecánicas del material de la geomecanicas del material de la material de la cantera de Sencca – Poroy a cantera Sencca – Poroy cumplen cantera de Sencca – Poroy, cumplen utilizar no cumplen con las especificaciones con las especificaciones técnicas con las especificaciones técnicas de la técnicas de la norma Ce.010 para ser 2. Sales cuaternarias 2. % peso de suelo de la Norma CE.010 (Pavimentos norma CE.010 para ser utilizado como utilizado como sub – base de las estructuras de amonio liquido (gr) Urbanos) para ser utilizado como sub – base del pavimento. de los pavimentos”. Sub Base del pavimento? P.E.2. ¿Cuál será la capacidad de O.E.2. Evaluar la capacidad de H.G.2. “La capacidad de soporte (CBR, soporte (CBR, Densidad máxima soporte (CBR, densidad máxima seca) densidad máxima seca) del material de la Variables seca) del material de la cantera del material de la cantera de Sencca – cantera de Sencca – Poroy – Cusco, para Dependientes Sencca – Poroy para Sub Base, Poroy para sub – base, adicionando sub – base adicionando sales cuaternarias adicionando sales cuaternarias de sales cuaternarias de amonio líquido, de amonio líquido, en concentraciones de 1. Capacidad de 1. CBR (%) amonio líquido en concentraciones en concentraciones de 0.5%, 1.0%, 0.5 %, 1.0 %, 1.5 %, 2.0 % es superior soporte de 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0%, frente 1.5%, 2.0%, frente a un material sin frente a un material sin adición”. 2. Densidad máxima 2. Densidad 3 a un material sin adición? adición. seca (gr/Cm ) P.E.3. ¿Cuál es la concentración O.E.3. Evaluar la concentración H.G.3. “La concentración optima en optima en porcentaje de las sales optima en porcentaje de las sales porcentajes, de las sales cuaternarias de cuaternarias de amonio líquido que cuaternarias de amonio líquido que se amonio líquido, que se debe de adicionar al se debe de adicionar al material de debe de adicionar al material de la material de la cantera de Sencca – Poroy – la cantera de Sencca – Poroy para cantera de Sencca – Poroy para sub – Cusco, empleado para la conformación de sub – base? base. sub – base, dentro de las estructuras de pavimentos es de 1.0 %” Fuente: Elaboración Propia.