Manual de compactación, pavimentación y fresado – Capítulo 02
Tipo de suelo
Los suelos pueden dividirse en varias categorías diferentes, dependiendo de su composición, histórico geológico y propiedades físicas.
Distribución granulométrica
La distribución granulométrica es de extrema importancia a las propiedades mecánicas del suelo y a la selección del equipo de compactación.
La distribución granulométrica es determinada por la prueba del tamiz y de sedimentación, si es necesario. Se puede emplear el análisis visual para categorizar suelos de granulación gruesa.
Prueba del tamiz
La muestra de suelo seco pasa por varios tamices convencionales, que difieren entre sí por el tamaño de la malla. Se calcula la cantidad de material que queda en cada tamiz como el porcentaje del peso total de la muestra. Se pasan los valores a un gráfico, en una curva cumulativa, mostrando la distribución granulométrica del material.
Prueba de sedimentación
Se debe realizar una prueba de sedimentación caso la cantidad de finos ultrapase un cierto nivel, tal como un 15%. En una prueba de sedimentación, la muestra de suelo (aproximadamente 40 a 60 gramos) se mescla con el agua y productos químicos. Tras una mescla cuidadosa, la densidad de la solución se mide utilizándose un hidrómetro después de 1, 2, 4, minutos. Enseguida, la distribución granulométrica puede ser calculada y trazada en el gráfico.
Se categoriza el suelo en distintas fracciones, de acuerdo con el tamaño de los granos, de la siguiente manera (del más pequeño hacia el más grande tamaño do grano): arcilla, limo, arena, grava, guijarros y bloques. Las diferentes fracciones raramente ocurren individualmente en la naturaleza. Ellas normalmente se combinan en dos o más fracciones diferentes, tales como grava arenosa, arena limosa, arcilla areno-limosa, etc.
Granulometría de la arena y de la grava
La granulometría es un importante factor para las propiedades de soporte de carga y para la compactación, siendo determinada a partir de la curva de distribución granulométrica.
El Coeficiente de Uniformidad (Cu) indica la variedad de los diámetros de las partículas que un suelo posee. Donde, d60 e d10 son los diámetros de partícula, correspondiendo a los valores de 60 y 10 porciento en la curva de distribución granulométrica.
Se Cu es menor que 6, se considera que el suelo es de granulometría uniforme, si Cu es mayor que 15, el suelo se considera como bien graduado. Entre esos dos valores, se considera el suelo como de granulometría mediana.
Los límites difieren de un sistema de clasificación para otro.
En materiales bien graduados, representados por una curva que abarca un intervalo completo de tamaños de granos, los vacíos dejados por las partículas grandes son rellenados por las partículas menores. Esto resulta en una estructura densa y buenas propiedades de soporte de carga.
Una curva que muestra granos con tamaños más o menos iguales indica un material de granulometría uniforme. En este caso, no hay partículas menores para llenar los vacíos. Consecuentemente, es más difícil alcanzar propiedades de alta densidad y de soporte de carga en materiales de granulometría uniforme que en materiales bien graduados.
Material bien graduado
Material de granulometría uniforme
Consistencia
La consistencia es importante en un suelo de granulación fina. La consistencia de cualquier suelo de granulación fina (plástica) pode ser blanda, firme o dura, dependiendo de la cantidad de agua. Conforme la consistencia del suelo cambia, también cambian sus propiedades mecánicas.
Hay ciertos límites de consistencia de suelo, que son la base de diferenciación entre materiales altamente plásticos, ligeramente plásticos y no plásticos. Esos límites son llamados de Límite Líquido (LL), Límite Plástico (LP) y Límite de Contracción (LC). El Índice de Plasticidad (IP) se define como la diferencia entre el límite líquido y el límite plástico.
Se determina el Límite Líquido por medio de la Cuchara de Casagrande. En esta prueba, se hace un surco en la muestra de suelo en el Aparato de Casagrande y se aplica 25 golpes con variados tenores de agua en la muestra. El Límite Líquido es aquel en que el tenor de agua se muestra suficiente para cerrar el surco completamente al aplicarse los 25 golpes.
El Límite Plástico se define como el tenor de agua en el cual se puede enrollar el suelo en un filamento, sin romperse, hasta que tenga solo 3 mm de diámetro.
El Límite de Contracción es el tenor de agua en que el suelo para de encoger, cuando se lo coloca para secar. El suelo también cambia de color y se pone más claro según el tenor de agua disminuye.
Un suelo con bajo índice de plasticidad es muy sensible a cambios en el tenor de agua. Si el tenor de agua aumenta, las propiedades de soporte de carga del suelo disminuyen.
Bloques
Guijarros
Grava
Arena
Limo
Arcilla
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