3.3.3.1 Determinación de las características físicas y mecánicas de suelos de la cantera “Los Monos” para construcción de pavimentos con adición del 5% de residuos de concreto.
Se efectuará la determinación de las características físicas y mecánicas de los suelos de la cantera “Los Monos”, para ello se realizará los siguientes ensayos de laboratorio.
Investigación granulométrica. Compactación del suelo. CBR.
1. Determinación de las características de los límites de consistencia de suelos de la cantera “Los Monos” para construcciones de la base de pavimentos con adición del 5% de residuos de concreto.
Se ha considerado lo siguiente:
Se ha tomado tres (3) muestras de suelos para los ensayos correspondientes.
Se determinó el limite liquido (LL), limite plástico (Lp) e índice de plasticidad (Ip).
64 Los resultados se muestran a continuación.
Cuadro 13 Resultados de las características de los límites de consistencia de suelos de la cantera “Los Monos” para la construcción de base de pavimentos con adición del 5% de residuos de concreto.
Calicata N° Límites de Consistencia MTC / E 112 LL (w%) Lp (w%) Ip (w%) Ip (w%) 1 2 3 27.79 24.45 26.88 20.03 16.80 19.47 7.76 7.64 7.41 < 7.00 < 7.00 < 7.00 Promedio 26.37 18.77 7.60 < 7.00 Fuente: Ensayos Laboratorio EPIC – UANCV – Diciembre, 2017.
2. Determinación de las características de compactación de suelos de la cantera “Los Monos” para construcciones de la base de pavimentos con adición del 5% de residuos de concreto.
Se ha considerado lo siguiente:
Se ha tomado tres (3) muestras de suelos para los ensayos correspondientes.
Se ha empelado el equipo de Proctor Modificado para el ensayo de compactación.
Los resultados se muestran a continuación.
Cuadro 14 Resultados de las características de compactación de suelos con equipo Proctor modificado suelos de la cantera “Los Monos” para la construcción de base de pavimentos con adición del 5% de residuos de concreto.
Calicata N° Características De Compactación MTC / E 115 Ds (gr/cm3) COA (w%) Ds (gr/cm3) 1 2 3 2.07 2.06 2.05 7.60 7.30 6.80 > 1.90 > 1.90 > 1.90 Promedio 2.06 7.23 > 1.90 Fuente: Ensayos Laboratorio EPIC – UANCV – Diciembre, 2017.
65
3. determinación de las características de CBR de suelos de la cantera “Los Monos” para construcciones de la base de pavimentos con adición del 5% de residuos de concreto.
Se ha considerado lo siguiente:
Se ha tomado tres (3) muestras de suelos para los ensayos correspondientes.
Se ha determinado valores en suelos del CBR al 95% y CBR al 100%.
Los resultados se muestran a continuación.
Cuadro 15 Resultados de las características de CBR de suelos de la cantera “Los Monos” para la construcción de base de pavimentos con adición del 5% de residuos de concreto. Calicata N° Características De Cbr MTC / E 132 CBR 95% CBR 100% CBR 100% 1 2 3 47.20 49.25 52.47 55.83 59.80 60.83 > 50.00 > 50.00 > 50.00 Promedio 49.64 58.82 > 50.00 Fuente: Ensayos Laboratorio EPIC – UANCV – Diciembre, 2017.
3.3.3.2 Determinación de las características físicas y mecánicas de suelos de la cantera “Los Monos” para construcción de pavimentos con adición del 10% de residuos de concreto.
Se efectuará la determinación de las características físicas y mecánicas de los suelos de la cantera “Los Monos”, para ello se realizará los siguientes ensayos de laboratorio.
Investigación granulométrica. Compactación del suelo. CBR.
1. Determinación de las características de los límites de consistencia de suelos de la cantera “Los Monos” para construcciones de la base de pavimentos con adición del 10% de residuos de concreto.
66 Se ha tomado tres (3) muestras de suelos para los ensayos
correspondientes.
Se determino el limite liquido (LL), limite plástico (Lp) e índice de plasticidad (Ip).
Los resultados se muestran a continuación.
Cuadro 16 Resultados de las características de los límites de consistencia de suelos de la cantera “Los Monos” para la construcción de base de pavimentos con adición del 10% de residuos de concreto.
Calicata N° Límites De Consistencia MTC / E 112 LL (w%) Lp (w%) Ip (w%) Ip (w%) 1 2 3 26.55 25.35 24.96 20.52 20.07 19.12 6.03 5.29 5.84 < 7.00 < 7.00 < 7.00 Promedio 25.62 19.90 5.72 < 7.00 Fuente: Ensayos Laboratorio EPIC – UANCV – Diciembre, 2017.
2. Determinación de las características de compactación de suelos de la cantera “Los Monos” para construcciones de la base de pavimentos con adición del 10% de residuos de concreto.
Se ha considerado lo siguiente:
Se ha tomado tres (3) muestras de suelos para los ensayos correspondientes.
Se ha empelado el equipo de Proctor Modificado para el ensayo de compactación.
Los resultados se muestran a continuación.
Cuadro 17 Resultados de las características de compactación de suelos con equipo Proctor modificado suelos de la cantera “Los Monos” para la construcción de base de pavimentos con adición del 10% de residuos de concreto.
67 Calicata N° Características de Compactación MTC / E 115 Ds (gr/cm3) COA (w%) Ds (gr/cm3) 1 2 3 2.07 2.05 2.05 6.20 6.10 6.50 > 1.90 > 1.90 > 1.90 Promedio 2.06 6.27 > 1.90 Fuente: Ensayos Laboratorio EPIC – UANCV – Diciembre, 2017.
3. determinación de las características de CBR de suelos de la cantera “Los Monos” para construcciones de la base de pavimentos con adición del 10% de residuos de concreto.
Se ha considerado lo siguiente:
Se ha tomado tres (3) muestras de suelos para los ensayos correspondientes.
Se ha determinado valores en suelos del CBR al 95% y CBR al 100%.
Los resultados se muestran a continuación.
Cuadro 18 Resultados de las características de CBR de suelos de la cantera “los monos” para la construcción de base de pavimentos con adición del 10% de residuos de concreto. Calicata N° Características de CBR MTC / E 132 CBR 95% CBR 100% CBR 100% 1 2 3 57.40 54.25 58.36 65.70 61.30 65.21 > 50.00 > 50.00 > 50.00 Promedio 56.67 64.07 > 50.00 Fuente: Ensayos Laboratorio EPIC – UANCV – Diciembre, 2017.
68
CAPÍTULO IV
ANALISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
4.1 Análisis del mejoramiento de propiedades mecánicas de suelos con adición de residuos de la construcción y demolición para su empleo en pavimentos.
Es el sistema realizado para hacer un suelo progresivamente estable, para el cual normalmente se desarrollan dos técnicas; El primero y el que con seguridad va con cada una de las alteraciones, es hacer crecer con precisión el grosor de una tierra; y, la metodología posterior que contiene la mezcla con un material de grano grueso, otro que no tiene esa marca registrada enlistada. La modificación del suelo es un pensamiento más extenso y extenso que la compactación del suelo, ya que también consolida cualquier metodología significativa para mejorar las propiedades de desarrollo de la tierra, por ejemplo, una estructura, colocando la compactación dentro del arreglo de estrategias para la mejora de la suciedad que pueden ser aplicado hoy . La alteración de las zanjas en el desarrollo de la tierra (particularmente en los campos de tierra), ha sido una metodología en general utilizada para mejorar la conducción del esfuerzo de torsión de las zanjas. La mejora de los pisos ha atendido las diversas necesidades, por ejemplo, la seguridad contra el corte, la deformabilidad o compresibilidad, la confiabilidad volumétrica ante la cercanía del agua, entre otras; Mirando en todos los casos, una conducta extraordinaria a la torsión de los pisos y la estructura que se les pone, a lo largo de su vida útil. En suelos fangosos, particularmente en aires secos o semisecos, es muy posible encontrar problemas relacionados con incertidumbres volumétricas independientemente del aumento de agua o desastre.
4.2 Análisis de técnicas de mejoramiento de propiedades mecánicas de suelos para construcción de pavimentos.
En este momento se demuestra una historia que no cumple con las características mecánicas imperativas para trabajar explícitamente con ella, habrá tres resultados potenciales:
69 Use el material como bajo responsabilidad.
Reemplazar el material.
Modificar sus propiedades (ajuste).
La alteración se presenta como una estrategia para mejorar la conducción del suelo (propiedades mecánicas) al disminuir su debilidad al efecto del agua y las condiciones de movimiento, en un sentido general cambiando las características de lo proporcional, haciendo una extensión en su calidad disuasiva y de largo alcance inquebrantable. ; Es decir, vigor. Por ejemplo; para suelos sucios con cualidades plásticas que experimentarán en su mayor parte cambios volumétricos debido a cambios en el agarre y con un límite guía bajo, el objetivo principal será una disminución en su registro de flexibilidad; dado que una IP demasiado alta significará un alto calibre del aumento y / o su compresión, mientras tanto, una baja capacidad para ayudar a las cargas.
Casos que legitiman una modificación:
Suelo desfavorable o suelos extraordinariamente arenosos o increíblemente fangosos.
Materiales para base o subbase en el punto de confinamiento de sutilezas. Condiciones de humedad.
Cuando se requiere una base más excelente, por ejemplo, en una calle. En un reemerger, utilizando materiales actuales.
El trabajo se completa, considerando el ajuste de los suelos de la cantera "Los Monos" de Juliaca, con la expansión de los residuos de construcción y demolición.
4.3 Ubicación de la cantera de suelos “Los Monos” para su empleo en la construcción de pavimentos.
El objetivo principal que se propone para el desarrollo del presente trabajo de tesis es determinar las características de ubicación de la cantera “Los Monos”, la que se encuentra en el km. 6+000 de la vía asfaltada Juliaca – Arequipa.
70
1. Ubicación. - Se encuentra ubicada en el sector sur-oeste de la ciudad, en el km. 6+000 de la vía asfaltada Juliaca – Arequipa. Los propietarios de la referida cantera son familias del sector privado.
Cuadro 19 Cantera: “Los Monos”
Ubicación: Se encuentra ubicada en el sector sur-oeste de la ciudad, en la vía asfaltada Juliaca – Arequipa.
Coordenadas Utm. Lados y Vértices VTC NORTE (m) ESTE (rr..) Ang. Int.
Distancia Lados Longitud 1 2 3 4 5 8247560.5953 8247614.4896 8247573.0320 8247513.0641 8247523.3874 389605.3520 389689.5861 389717.5372 389719.5000 389620.0343 101°4’39” 91°22’35” 147°43’11” 82°12’0” 117°27’35” 1 – – 2 2 – – 3 3 – – 4 4 – – 5 5 – – 1 100.00 m.l. 50.00 m.l. 60.00 m.l. 100.00 m.l. 40.00 m.l. SUM. ANG. INT.: 540°0’0” PERM.: 350.00 m.l. AREA EXPLOTABLE.
SITUACIÓN ACTUAL. PROPIETARIO.
ALTURA DE EXPLOTACIÓN
VOLUMEN POR EXPLOTAR INICIALMENTE.
2.80 Ha. En explotación. Privado. 25.00 m.
1’050,000.00 M3.
Fuente: Elaboración propia – Cantera “Los Monos” – Diciembre 2017 – Juliaca.
4.4 Características físicas de los suelos de la cantera “Los Monos” para construcción de pavimentos.
Cuando se han resuelto las cualidades del área y sus direcciones de comparación de la cantera "Los Monos", las consecuencias de las pruebas del centro de investigación realizadas para este diseño se demuestran de la siguiente manera.
71
Cuadro 20 Cantera: “Los Monos” – Juliaca características físicas.
Características Valores Externos
Valores
Calicata (1) Calicata (2) Calicata (3)
Peso específico natural Contenido de humedad Peso seco compactado Peso específico suelto Análisis granulométrico D10 D30 D60 Cu Cc Clasificación Suelos. Sucs. ASTHO >950 kg/m3. --- > 1200 kg/m3. 1310 kg/m3. 0.53 1.20 2.03 3.05 0.03 LL A – 3 1350 kg/m3. 4.5 % 1650 kg/m3. 1160 kg/m3. 0.52 1.30 2.10 1.21 1.21 CH A – 3 1250 kg/m3. 3.7 % 1670 kg/m3. 1210 kg/m3. 0.52 1.35 2.03 4.18 4.18 CH A – 3 1180 kg/m3. 2.80 % 1640 kg/m3. 1090 kg/m3. 0.58 1.40 2.00 1.38 3.26 CL A – 3
Fuente: Elaboración propia – Cantera “Los Monos” – Diciembre 2017 – Juliaca.
4.5 Características resistentes de los suelos gruesos de la cantera “Los Monos” para construcción de pavimentos.
Cuando se han resuelto las cualidades del área y sus direcciones de comparación de la cantera "Los Monos", las consecuencias de las pruebas del centro de investigación realizadas para este diseño se demuestran de la siguiente manera.
Cuadro 21 Cantera “Los Monos” – Juliaca características resistentes.
Características Valores
Calicata (1) Calicata (2) Calicata (3) Calicata (4)
Límites de consistencia. LL LP IP Compactación Proctor. Densidad Seca. Contenido óptimo de humedad. Resistencia al desgaste. Perdida. CBR 26.40 16.19 10.22 1.62 gr/cm3. 780 62.13 % 32.10 % 24.37 % 15.62 % 8.75 % 1.65 gr/cm3. 8.10 63.28 % 36.72 % 34.30 % 22.09 % 13.27 % 8.81 % 1.67 gr/cm3. 8.63 61.78 % 38.22% 41.20 % 22.14 % 14.01 % 8.13 % 1.68 gr/cm3. 8.10 62.40 % 37.60 % 48.70 %
72
4.6 Análisis de las características físicas y mecánicas naturales de los suelos de la cantera “Los Monos” para construcción de pavimentos.
Para hacer la mejora de este trabajo, se asegurará las cualidades físicas y mecánicas de las zanjas de la cantera "Los Monos", para lo cual se realizan las pruebas del centro de investigación.
Investigación granulométrica. Límites de consistencia. Caracterización del suelo. Compactación del suelo. CBR.
4.6.1 Análisis de las características granulométricas naturales promedio de suelos de la cantera “Los Monos” para construcciones de la base de pavimentos.
Se ha considerado lo siguiente:
Se ha tomado cinco (5) muestras de suelos para los ensayos correspondientes. Se determinó el diámetro efectivo (D10), el coeficiente de uniformidad (Du) y
el coeficiente de curvatura (Cc).
Los resultados promedio se muestran a continuación.
Cuadro 22 Resultados de las características granulométricas naturales promedio de suelos de la cantera “Los Monos” para la construcción de base de pavimentos.
Calicata N° Características Granulométricas MTC / E 204 D10 Cu Cc Cu Cc Promedio 0.580 1.618 2.95 0 – 3 0 – 2
Fuente: Ensayos Laboratorio EPIC – UANCV – Diciembre 2017 – Juliaca.
Discusión de resultados
Los ensayos de análisis granulométrico natural de suelos se hicieron en cumplimiento a lo establecido por el MTC E 204 – 2000 y ASTM D-422 y ASTM 2217 – 85.
El coeficiente de uniformidad (Cu) sugerido por el MTC debe estar entre 0 – 3 para suelos de base.
73 El valor promedio del coeficiente de uniformidad (Cu) promedio es de 1.618,
el que se interpreta como suelos de buena gradación.
4.6.2 Análisis de las características de los límites de consistencia naturales promedio de suelos de la cantera “Los Monos” para construcciones de la base de pavimentos.
Se ha considerado lo siguiente:
Se ha tomado cinco (5) muestras de suelos para los ensayos correspondientes. Se determino el limite liquido (LL), limite plástico (Lp) e índice de plasticidad
(Ip).
Los resultados se muestran a continuación.
Cuadro 23 Resultados de las características de los límites de consistencia naturales promedio de suelos de la cantera “los monos” para la construcción de base de pavimentos.
Calicata N° Límites de Consistencia MTC / E 112 LL (w%) Lp (w%) Ip (w%) Ip (w%) Promedio 24.758 15.924 8.834 < 7.00
Fuente: Ensayos Laboratorio EPIC – UANCV – Diciembre – 2017 – Juliaca.
Discusión de resultados
Los ensayos de límites de consistencia natural de suelos se hicieron en cumplimiento a lo establecido por el MTC E 112, ASTM D-4318.
Tomando en consideración el limite liquido (LL), el limite plástico (Lp) y el índice plástico (Ip); el MTC E-112 establece para el índice de plasticidad (Ip) un valor menor al 7%.
El valor promedio del índice de plasticidad (Ip) promedio es de 8.834%, el que se interpreta las masas con mayor cantidad de partículas finas haciendo del suelo de calidad regular, referido a lo que establece el MTC.
4.6.3 Análisis de las características de clasificación de suelos naturales promedio de suelos de la cantera “Los Monos” para construcciones de la base de pavimentos.
74 Se ha considerado lo siguiente:
Se ha tomado cinco (5) muestras de suelos para los ensayos correspondientes. Se determino en los suelos de la clasificación SUCS y AASHTO.
Los resultados se muestran a continuación.
Cuadro 24 Resultados de las características de clasificación de suelos naturales promedio de suelos de la cantera “Los Monos” para la construcción de base de pavimentos.
Calicata N° Clasificación de Suelos MTC / M 145 SUCS AASHTO AASHTO Promedio CL, CH A – 3 A – 1
Fuente: Ensayos Laboratorio EPIC – UANCV – Diciembre – 2017 – Juliaca.
Discusión de resultados
Los ensayos de clasificación SUCS y AASHTO de suelos se hizo en cumplimiento a lo establecido por el MTC / M 145, ASTM D-2487 y AASHTO M 145.
Tomando en consideración lo establecido por la AASHTO, establece que los suelos para la base de un pavimento deben ser A – 1; por lo que la clasificación A – 3 hace interpretar a los suelos de la cantera “Los Monos” de regular, referido a lo que establece el MTC.
4.6.4 Análisis de las características de compactación de suelos naturales promedio de suelos de la cantera “Los Monos” para construcciones de la base de pavimentos.
Se ha considerado lo siguiente:
Se ha tomado cinco (5) muestras de suelos para los ensayos correspondientes. Se ha empelado el equipo de Proctor Modificado para el ensayo de
compactación.
75
Cuadro 25 Resultados de las características de compactación naturales promedio de suelos con equipo Proctor modificado de suelos de la cantera “Los Monos” para la construcción de base de pavimentos.
Calicata N°
Características de Compactación MTC / E 115 Ds (gr/cm3) COA (w%) Ds (gr/cm3) Promedio 1.652 8.166 > 1.90
Fuente: Ensayos Laboratorio EPIC – UANCV – Diciembre – 2017 – Juliaca.
Discusión de resultados
Los ensayos de compactación para la obtención de la máxima densidad seca (Ds) y el contenido óptimo de humedad (COA) se ha efectuado en cumplimiento a lo establecido por el MTC E 115 y ASTM D-1557.
El MTC y ASTM establece un valor mínimo de la densidad seca máxima de 1.90 gr/cm3. Par la construcción de base de un pavimento.
El valor promedio de la densidad seca de los cinco (5) ensayos efectuados es de 1.652 gr/cm3, que se hace interpretar a los suelos como regular, referido a lo que establece el MTC.
4.6.5 Análisis de las características de CBR naturales promedio de suelos de la cantera “Los Monos” para construcciones de la base de pavimentos.
Se ha considerado lo siguiente:
Se ha tomado cinco (5) muestras de suelos para los ensayos correspondientes. Se ha determinado valores en suelos del CBR al 95% y CBR al 100%.
Los resultados se muestran a continuación.
Cuadro 26 Resultados de las características de CBR naturales promedio de suelos de la cantera “los Monos” para la construcción de base de pavimentos.
Calicata N°
Características De CBR MTC / E 132 CBR 95% CBR 100% CBR 100% Promedio 33.62 42.70 > 50.00 Fuente: Ensayos Laboratorio EPIC – UANCV – Diciembre – 2017 – Juliaca.
76 Los ensayos de CBR se ha efectuado para establecer CBR al 95%, CBR al 100% en cumplimiento a lo establecido por el MTC E 132 y ASTM D-1883. El MTC establece un valor mínimo de CBR para la construcción de base al
100% y de mayor al 50%.
El valor promedio de CBR al 100% alcanza en los cinco ensayos de CBR es de 42.70%, interpretándose con suelos regulares para la construcción de la base, esto referido a lo que establece el MTC.
4.7 Análisis de las características mecánicas de suelos promedio de la cantera “Los Monos” para construcción de pavimentos con adición del 5% de residuos de ladrillo.
Para hacer la mejora de este trabajo, se asegurará las cualidades físicas y mecánicas de las zanjas de la cantera "Los Monos", para lo cual se realizan las pruebas del centro de investigación.
Límites de consistencia. Compactación del suelo. CBR.
4.7.1 Análisis de las características de los límites de consistencia de suelos promedio de la cantera “Los Monos” para construcciones de la base de pavimentos con adición del 5% de residuos de ladrillo.
Se ha considerado lo siguiente:
Se ha tomado tres (3) muestras de suelos para los ensayos correspondientes. Se determino el limite liquido (LL), limite plástico (Lp) e índice de plasticidad
(Ip).
77
Cuadro 27 Resultados de las características de los límites de consistencia de suelos promedio de la cantera “los monos” para la construcción de base de pavimentos con adición del 5% de residuos de ladrillo.
Calicata N°
Límites de Consistencia MTC / E 112 LL (w%) Lp (w%) Ip (w%) Ip (w%) Promedio 26.37 16.94 8.10 < 7.00
Fuente: Ensayos Laboratorio EPIC – UANCV – Diciembre – 2017 – Juliaca.
Discusión de resultados
Los ensayos de límites de consistencia natural de suelos se hicieron en cumplimiento a lo establecido por el MTC E 112, ASTM D-4318.
Tomando en consideración el limite liquido (LL), el limite plástico (Lp) y el índice plástico (Ip); el MTC E 112 establece para el índice de plasticidad (Ip) un valor menor al 7%.
El valor promedio del índice de plasticidad (Ip) promedio es de 8.10%, el que se interpreta las masas con mayor cantidad de partículas finas haciendo de suelos buenos.
El valor del índice de practicidad (Ip) ha mejorado, respecto al que corresponde al suelo natural y lo referido el MTC.
4.7.2 Análisis de las características de compactación de suelos promedio de la cantera “Los Monos” para construcciones de la base de pavimentos con adición del 5% de residuos de ladrillo.
Se ha considerado lo siguiente:
Se ha tomado tres (3) muestras de suelos para los ensayos correspondientes. Se ha empelado el equipo de Proctor Modificado para el ensayo de
compactación.
Los resultados se muestran a continuación.
Cuadro 28 Resultados de las características de compactación de suelos promedio con equipo Proctor modificado suelos de la cantera “Los Monos” para la construcción de base de pavimentos con adición del 5% de residuos de ladrillo.
78 Calicata N° Características de Compactación MTC / E 115 Ds (gr/cm3) COA (w%) Ds (gr/cm3) Promedio 1.973 7.47 > 1.90
Fuente: Ensayos Laboratorio EPIC – UANCV – Diciembre – 2017 – Juliaca.
Discusión de resultados
Los ensayos de compactación para la obtención de la máxima densidad seca (Ds) y el contenido óptimo de humedad (COA) se ha efectuado en cumplimiento a lo establecido por el MTC E 115 y ASTM D-1557.
El MTC y ASTM establece un valor mínimo de la densidad seca máxima de 1.90 gr/cm3. Para la construcción de base de un pavimento.
El valor promedio de la densidad seca de los tres (3) ensayos efectuados es de 1.973 gr/cm3, que se hace interpretar a los suelos como suelos buenos para la
construcción de base, esto referido a lo establecido por el MTC.