CAPITULO V: PRUEBAS DE LABORATORIO

Transcripción

1 CAPITULO V: PRUEBAS DE LABORATORIO 139

2 5.1 GENERALIDADES Existen una serie de parámetros referentes al terreno que son Indispensables en cualquier construcción u obra de ingeniería civil. Muchos de estos parámetros se obtienen a partir de ensayos realizados en el laboratorio. El objetivo de este capitulo es nombrar algunos de los ensayos más frecuentes realizados en los proyectos de mantenimiento de carretera de mezcla asfáltica y explicar de forma general que metodología seguir y cual es el fin de cada ensayo. Siendo el asfalto, por lo general, un medio heterogéneo, el ingeniero lo idealiza para poder hacer uso de las teorías elásticas; el paso de la compresión entre lo que es la mecánica de materiales y su experiencia idealizada y teórica a lo que es el comportamiento real del asfalto, es lo que se realiza en la actividad experimental. 140

3 5.2. EQUIPOS E INSUMOS DEL LABORATORIO En el laboratorio se manejan diferentes equipos, insumos e implementos que de una u otra forma facilitan el desarrollo de las prácticas. El manejo y uso de ellos es responsabilidad del laboratorista involucrado en el área, y el adecuado uso facilita el beneficio de todos y evita, en muchos casos, accidentes dentro del laboratorio EQUIPOS: El manejo de los equipos debe ser cuidadoso pues son muy sensibles y cualquier pequeño daño en ellos puede causar serios errores en la ejecución de las prácticas. A continuación se detallaran los equipos generales o usados comunmente, el manejo y cuidado de los equipos específicos usados en cada práctica se explicara previa realización de la misma: Balanzas: Las hay de varios tipos, balanza de diferentes capacidades y con diferente sensibilidad, las hay de triple brazo, plataforma, eléctrica y de precisión (Fig. 5.1). La elección de la balanza mas adecuada dependerá de la práctica a desarrollar, sin embargo nuestro caso las mas usadas serán las de triple brazo. Balanzas de Precisión Figura 5.1. Tipos de Balanzas Balanzas de Triple Brazo Las balanzas son especialmente susceptibles a los daños, por este motivo se recomienda moverlas de un sitio a otro solo cuando sea necesaria. No se debe colocar directamente sobre la superficie de pesaje, reactivos o sustancias que puedan deteriorar la calidad de la balanza, así como evitar al máximo la manipulación de muestras calientes, estas debe ventilarse o enfriarse antes del proceso de pesaje. Se debe procurar un movimiento suave de la balanza en vez de un golpe brusco cuando se inicia algún proceso de pesaje. Las balanzas de triple brazo al finalizar ensayos no deben permanecer cargadas. En general siempre es aconsejable hacer una verificación de la lectura de cero antes de utilizar cualquier balanza, así como realizar toda una serie de pesadas siempre en la misma balanza. La manipulación de los contrapesos debe hacerse igualmente con especial cuidado, evitando golpearlos o dejarlos caer, nunca se debe retirar el material que esta dentro de ellos. 141

4 La manipulación de las balanzas no representa riesgo alguno al operario, por el contrario, un inadecuado uso puede generar errores de gran importancia que afectan el resultado de la práctica. Hornos: Los hornos de secado deben fijarse a una temperatura entre 105 C y 110 C (Fig. 5.2) y sus termostatos no deben ser manipulados, pues toman un tiempo considerable en estabilizarlos y ajustarlos nuevamente a la temperatura requerida. Las muestras horneadas deben ser removidas del horno por el laboratorista a mas tardar 24 horas después de haberlas colocada allí, se puede reservarse el derecho de desechar las muestras que hayan permanecido mas tiempo en Figura 5.2. el horno. Horno para secado de muestras Debido a que comúnmente la temperatura del horno se mantendrá en los valores requeridos, será frecuente que en el momento de ubicar o retirar muestras de él, sus superficies estén a temperaturas superiores a las tolerables por el cuerpo humano (aproximadamente 40 C) y que ante un descuido o manipulación inadecuada pueda generarse una incomoda quemadura, es conveniente seguir las siguientes recomendaciones: En el momento de abrir el horno, se debe sujetar, tirar la perilla y abatir con suavidad la puerta, procurando que el rostro no quede frente al espacio interior del horno; en el momento de abrirlo, la cara y el cuerpo debe estar frente a la parte exterior de la puerta, de esta manera si hay escape de calor, la puerta actuará como una barrera de protección. Las muestras deben ser llevadas al horno en recipientes adecuados resistentes al calor y previamente marcados, estos recipientes deben tener capacidad suficiente para almacenar lo que se va a secar. Cuando se ubique muestras dentro del horno, se debe procurar hacerlo de manera tal que evite el contacto directo de las manos o antebrazos con las paredes, parrillas o parte interior de la puerta del horno. En el momento de retirar las muestras del horno, estas siempre debe sujetarse con alguna pinza, paño seco o guante aislante, extraerlas de la parte interior del horno con suavidad y ubicarlas sobre una superficie fría o preferiblemente dentro de un desecador para facilitar su enfriamiento. Las muestras deben ser enfriadas antes de proceder a su pesaje. En el caso de necesitar retirar varias muestras, se debe retirar una por una. 142

5 Por ningún motivo se debe tocar la parte interior del horno o las muestras que están dentro, directamente con las manos sin la protección adecuada. No ubicar dentro del horno: vidrio no refractario, elementos de plástico o sustancias combustibles. Advertencia: Los hornos son para usos exclusivos del laboratorio, no debe utilizarse para calentar alimentos ni como sitio para almacenar objetos que no tengan que ver con la dedicación del instrumento. Cristalería: Son todos aquellos elementos de vidrio que se usan frecuentemente en el laboratorio (Fig. 5.3), su forma y uso son muy variados, la mayoría están fabricados de vidrios especiales que les permite soportar temperaturas extremas, algunos son: Probetas, pipetas, frascos volumétricos, beakers, erlenmeyer, embudos, tubos de ensayo. Beaquer Probeta Matraz Erlenmeyer Figura 5.3. Elementos de Cristalería del Laboratorio Elementos de Porcelana: Son los elementos de cerámica fabricados para uso en laboratorios. Se caracterizan por ser de color blanco, dentro de ellos tenemos los morteros, pistilos, embudos, filtros, cápsulas y crisoles. Estos materiales son usados para la preparación y almacenamiento de muestras. Para un adecuado uso de cualquiera de estos elementos, se debe tener en cuenta: Utilizar siempre elementos limpios y realizar una adecuada limpieza una vez terminada la práctica; con agua y jabón. En el momento de lavarlos, no introducir la mano en condiciones forzadas dentro de ellos, en vez de ello usar escobillones. 143

6 Antes de someterlo a calentamiento, verificar la resistencia a temperaturas extremas. No es posible diferenciar a simple vista cuando uno de estos elementos esta caliente o frío, cuando haya lugar a duda, usar pinzas o guantes especiales. No someterlos a choques térmicos, cuando sean retirados del horno ubicarlos sobre madera, un paño seco o directamente dentro del desecador. No usar bajo ninguna circunstancia elementos que presenten deterioro. Los materiales con averías o que hayan sufrido daño durante la práctica, se deben colocar envueltos en papel periódico, en recipientes diferentes a las papeleras. Además de los elementos de vidrio o porcelana, se incluyen los recipientes metálicos usados comúnmente para llevar las muestras de suelo a procesos de secado. Tener especial cuidado en el momento de retirarlos del horno, haciéndolo siempre con ayuda de guantes especiales o pinzas. Los recipientes deben ser lavados una vez finalizado su uso. Herramientas: Son aquellos implementos que facilitan algunos procesos y que se usan frecuentemente durante la preparación de muestras o ejecución de prácticas (Fig. 5.4). Los más usados son: Palas, brochas, seguetas, cuchillos, elementos abrasivos, espátulas, rodillos, martillos, limas. Su uso debe hacerse de forma responsable y respetando la destinación del instrumento. Espátula Martillo Brochas Figura 5.4. Herramientas de laboratorio para varios ensayos 144

7 5.3. ENSAYOS AGREGADOS. Los ensayos para agregados a realizar para comprobación de la calidad de los materiales tenemos: 1. Granulometría. 2. Limite de Plasticidad. 3. Limite líquido. 4. CBR (California Bearing Ratio ó Relación de Carga California). 5. Desgaste 6. Próctor. 7. Densidad. (Material Colocado en proyecto). Cuarteo de muestras: Figura 5.5. Cuarteo de Muestra Para poder realizar los diferentes ensayos, la primera tarea al recibir una muestra es cuartearla, es decir, dividirla en diferentes partes igualmente representativas. Para que los ensayos sean válidos, las diferentes proporciones de muestra a tomar para ensayar han de tener los mismos rangos y proporciones granulométricas. Es importante realizar un cuarteo correcto ya que sino el comportamiento de los materiales seria diferente en uno y otro ensayo y los resultados no serian coherentes. Para poder realizar el cuarteo, 145

8 antes, preparar la muestra: si está húmeda se debe secar en bandejas debajo de lámparas de infrarojos, por otro lado, si la muestra es un suelo que viene en forma de sondeo habrá de disgregar con una maza que deberá ser de madera para no romper los cantos que pueda tener esta. Una vez preparada para cuartear, lo que se hace es pasar la muestra diversas veces por una cuarteadora que separa o divide la muestra en dos partes igualmente representativas. El número de partes que se hace de cada muestra es en función de los ensayos a realizar. Generalmente la muestra sobrante se guarda para tener muestra disponible en caso de necesidad (repetir un ensayo etc.) Granulometría Los agregados deben cumplir Granulometría Cerrada, denominándose así al que sus partículas están graduadas de gruesas a finas, existiendo una apreciable cantidad de polvo, llamada también filler (de 4 a 10% para el tamiz Nº200) ANÁLISIS DEL TAMAÑO DE LAS PARTÍCULAS DE UN SUELO Cantidad de material más fino que la malla No. 200 Basado en Norma ASTM D 1140 La muestra seleccionada debe ser representativa de toda la masa de suelo a estudiar. Esta fracción debe ser una cantidad tal que satisfaga los diferentes tamaños de granos presentes, entre más cantidad de granos grueso granulares hayan dentro de la muestra, mayor debe ser la cantidad en peso que se debe elegir para la realización del ensayo. El proceso de selección de la cantidad a ensayar, debe seguir cualquiera de los métodos de cuarteo existentes. Procedimiento: Tamizado de material Figura 5.6. Pesado material retenido Equipo de Granulometría 146

9 1. Seque la muestra a ensayar hasta obtener peso constante. Determine, si es posible, la humedad de la muestra. 2. Ubique la muestra en un recipiente lo suficientemente grande que permita añadirle agua hasta cubrirla. Déjela como mínimo dos horas sumergida. 3. Agite vigorosamente el contenido del recipiente y páselo a través de los tamices seleccionados para el ensayo (Fig. 5.6), adicionando constantemente agua limpia, sin dejar de agitar. Repita esta operación hasta que el agua que salga del tamiz sea completamente clara. 4. Transfiera el material retenido en los tamices a un recipiente adecuado para llevar al horno. 5. Someta la fracción retenida, a un proceso de secado a 110+/-5 C por 24 horas aproximadamente o hasta obtener peso constante. Cálculos: El resultado obtenido es: Wo W P = x 100 Wo Donde: P: es el porcentaje del material más fino que la malla 200. Wo: es el peso seco de la muestra original, en g. W: es el peso seco de la muestra después del proceso de lavado. ANÁLISIS DEL TAMAÑO DE LAS PARTÍCULAS DE UN SUELO MÉTODO DEL TAMIZADO Basado en ASTM D 422 La muestra es separada por un proceso de cuarteo o por cualquier otro método que permita una adecuada selección de la fracción representativa de la muestra a estudiar. La fracción seleccionada se divide en dos porciones: una contiene sólo las partículas retenidas en el tamiz Nº 10 y la otra porción contiene las que pasan el tamiz Nº 10, la cantidad seleccionada debe ser tal que compense el peso de las fracciones más finas o más gruesas de la muestra a estudiar. 147

10 A continuación se dan unos valores que pueden servir de orientación de la cantidad de muestra a tomar en función del tamaño máximo de la partícula de suelo para el material retenido en la malla Nº10: Tabla Nº 5.1. MATERIAL RETENIDO EN MALLA Nº 10 Diámetro nominal de la partícula más grande Cantidad mínima de muestra que debe quedar retenida en el tamiz Nº 10 pul. mm g 3/8 (9.5) 500 3/4 (19.0) (25.4) ½ (38.1) (50.8) (76.2) 5000 Fuente: Manual de Laboratorio de Suelos de La Universidad Católica del Norte (Chile) El tamaño de la fracción que pasa la malla No.10 debe ser de aproximadamente 115 g para arenas y 65 g. para limos y arcillas. La muestra seleccionada debe estar seca o someterla a proceso de secado al horno por 110+/- 5 C por 24 horas o hasta lograr peso constante. De la fracción a estudiar se tiene en cuenta el peso. De la cantidad total se separan aproximadamente 50 g. pasa malla No. 200, con ésta se realizará la prueba por hidrómetro, la fracción restante será usada para la prueba de tamizado por mallas. Procedimiento: 1. Separe la porción de la muestra a analizar y determine su peso. 2. Se disponen las mallas en orden ascendente de menor a mayor número de malla (o sea de mayor a menor abertura Fig. 5.6), ubicando además la tapa y el fondo. 3. El material es depositado de tal forma que pase por todas las mallas, generando en ellos movimiento lateral y vertical que faciliten la circulación de la muestra, esta agitación puede desarrollarse de forma manual o mecánica. 4. Una vez finalizado el proceso de agitación (Movimiento para tamizar Fig. 5.7), se retira el contenido de cada malla y se determina el peso del material retenido en cada uno de los tamices. Al final la sumatoria del material retenido en cada uno de los tamices debe ser igual a la usada originalmente en el proceso de tamizado. 148

11 Tamiz Fondo y Tapa para Tamiz Movimiento para Tamizar Figura 5.7. Tamiz Cálculos: De cada uno de los tamices se obtiene el porcentaje retenido individual: Porcentaje retenido = Peso individual Peso total x 100 individual Luego, realizando una sumatoria de los porcentajes retenidos individuales, se calcula el porcentaje retenido acumulado. La Granulometría del material será menor de 1 pulgada y por lo menos el 50% del material debe ser retenido en el tamiz Nº4. 149

12 Determinación del Límite Líquido y Límite de Plasticidad. Basado en ASTM D 4318 a) Limite Liquido La muestra de ensayo debe tener un tamaño igual o mayor que 100(g) del material que pasa por el tamiz de Nº 40. Ajuste y control del aparato de límite líquido. Copa Casa Grande Capsula de Porcelana Probeta Ranurador Espátula Figura 5.8. Copa casa Grande y equipo para límites Ajustar la altura de la caída de la taza, se gira la manivela hasta que la taza se eleve a su mayor altura. Utilizando el calibrador de 10 mm (adosado al ranurador), se verifica que la distancia entre el punto de percusión y la base sea de 10 mm exactamente. De ser necesario, se aflojan los tornillos de fijación y se mueve el ajuste hasta obtener la altura de caída requerida. Si el ajuste es correcto se escuchará un ligero campanilleo producido por la leva al golpear el tope de la taza; si la taza se levanta por sobre el calibre o no se escucha ningún sonido debe realizarse un nuevo ajuste. Verificar periódicamente los aspectos siguientes: Que no se produzca juego lateral de la taza por desgaste del pasador que la sostiene; Que los tornillos que conectan la taza con el apoyo estén apretados; Que el desgaste de la taza no sobrepase la tolerancia de masa. Que el desgaste de la base no exceda de 0.1 mm de profundidad. Cuando suceda esto, debe pulirse nuevamente verificando que se mantiene la resistencia. 150

13 Que el desgaste de los soportes no llegue al punto de quedar apoyados en sus tornillos de fijación; Que el desgaste del ranurador no sobrepase las tolerancias dimensionales. Previo a cada ensayo se verificará que la taza y la base estén limpias y secas. Procedimiento: 1. Colocar la muestra en el plato de evaporación. Agregar agua destilada y mezclar completamente mediante la espátula. Continuar la operación durante el tiempo y con la cantidad de agua destilada necesaria para asegurar una mezcla homogénea. 2. Curar la muestra durante el tiempo necesario para que las fases líquida y sólida se mezclen homogéneamente. 3. Colocar el aparato de límite líquido sobre una base firme (Fig. 5.8). 4. Cuando se ha mezclado con suficiente agua para obtener una consistencia que requiera aproximadamente 15 a 20 golpes para cerrar la ranura, tomar una porción de la mezcla ligeramente mayor a la cantidad que se someterá a ensayo. 5. Colocar esta porción en la taza con la espátula, centrada sobre el punto de apoyo de la taza con la base; comprimirla y extenderla mediante la espátula, evitando incorporar burbujas de aire en la mezcla. Enrasar y nivelar a 10 mm en el punto de máximo espesor. Reincorporar el material excedente al plato de evaporación. Nota: El nivelado a 10 mm implica un volumen de material de aproximadamente 16 cm³ y una longitud de surco, medida sobre la superficie nivelada de aproximadamente 63 mm. 6. Dividir la pasta de suelo pasando el acanalador cuidadosamente a lo largo del diámetro que pasa por el eje de simetría de la taza de modo que se forme una ranura clara y bien delineada de las dimensiones especificadas (Fig. 5.9). El acanalador de Casagrande se debe pasar manteniéndolo perpendicular a la superficie interior de la taza. En ningún caso se debe aceptar el desprendimiento de la pasta del fondo de la taza; si esto ocurre se debe retirar todo el material y reiniciar el procedimiento. La formación de la ranura se debe efectuar con el mínimo de pasadas, limpiando el acanalador después de cada pasada. 151

14 Figura 5.9. División con el ranurador 7. Colocar el aparato sobre una base firme, girar la manivela levantando y dejando caer la taza con una frecuencia de dos golpes por segundo hasta que las paredes de la ranura entren en contacto en el fondo del surco a lo largo de un tramo de 10 mm. Si el cierre de la ranura es irregular debido a burbujas de aire, descartar el resultado obtenido. Repetir el proceso hasta encontrar dos valores sucesivos que no difieran en más de un golpe. Registrar el número de golpes requerido (N). 8. Retirar aproximadamente 10 g del material que se junta en el fondo del surco (Fig.5.10). Colocar en un recipiente y determinar su humedad (w). Figura Obtención de la muestra a pesar. 9. Transferir el material que quedo en la taza al plato de evaporación. Lavar y secar la taza y el ranurador. 152

15 10. Repetir las operaciones precedentes por lo menos en dos pruebas adicionales empleando el material reunido en el plato de evaporación. El ensayo se debe efectuar de la condición más húmeda a la más seca. La pasta de suelo se bate con la espátula de modo que vaya secando homogéneamente hasta obtener una consistencia que requiera de 15 a 35 golpes para cerrar la ranura. Expresión de resultados Calcular y registrar la humedad de cada prueba (w). Construir un gráfico semilogarítmico, con una humedad (w) como ordenada en escala aritmética y el número de golpes (N) como abscisa en escala logarítmica. Dibujar los puntos correspondientes a los resultados de cada una de las tres (o más) pruebas efectuadas y construir una recta (curva de flujo) que pase tan aproximadamente como sea posible por dichos puntos. Expresar el límite líquido (WL) del suelo como la humedad correspondiente a la intersección de la curva de flujo con la abscisa de 25 golpes, aproximando al entero más próximo. El limite liquido debe ser menor que 25%. b) Limite Plástico Límite plástico: humedad expresada como porcentaje de la masa de suelo seco en horno, de un suelo remoldeado en el límite entre los estados plásticos y semisólido. El tamaño de la muestra debe tener un tamaño en masa de aproximadamente 20 g. Procedimiento: 1. Curar la muestra durante el tiempo necesario para que las fases líquida y sólida se mezclen homogéneamente. 2. Tomar una porción de la muestra de ensayo acondicionada de aproximadamente 1 cm³; 3. Amasar la muestra entre las manos y luego hacerla rodar con la palma de la mano la base del pulgar sobre la superficie de amasado conformando un cilindro solo con el peso de mano (Fig. 5.11); 153

16 Figura Amasado de la muestra 4. Cuando el cilindro alcance un diámetro de aproximadamente 3 mm, doblar, amasar nuevamente y volver a conformar el cilindro; 5. Repetir la operación hasta que el cilindro se disgregue al llegar a un diámetro de aproximadamente 3 mm, en trozos de orden de 0.5 a 1 cm de largo (Fig. 5.12), y no pueda ser reamasado ni reconstruido. Figura Separación en pequeños pedazos Nota 1: Si esta disgregación se produce cuando tiene un diámetro mayor que 3 mm, puede considerarse como un punto final satisfactorio siempre que el material haya podido conformar previamente un cilindro de 3 mm. Nota 2: En ningún caso debe procurarse obtener la disgregación exactamente a los 3 mm de diámetro de cilindro (por ejemplo reduciendo la velocidad y/o la velocidad del amasado). 154

17 6. Reunir las fracciones del cilindro disgregado y colocarlas en un recipiente tarado. Determinar y registrar su humedad (w). 7. Repetir las etapas anteriores con dos porciones más de la muestra de ensayo. Nota 3: Se recomienda efectuar las tres determinaciones tratando de conseguir una humedad ligeramente mayor que el límite y ligeramente menor que el límite, respectivamente. Nota 4: Se recomienda efectuar este ensayo en cámara húmeda. Si no se cuenta con este equipo deben tomarse las precauciones necesarias para reducir la evaporación. Cálculos: IP = WL - Wp Donde: IP= índice de plasticidad del suelo, % WL = límite liquido del suelo, %; y WP = límite plástico del suelo, %. El índice de plasticidad debe ser menor que 4% Razón de Soporte de Suelos Compactados - Ensayo de C.B.R. Basado en ASTM D 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: 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. 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 155

18 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 Próctor. 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. 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%. Figura Molde CBR y Accesorios El número CBR se obtiene como la relación de la carga unitaria en Kilos/cm2 (libras por pulgadas cuadrada, (psi) necesaria para lograr una cierta profundidad de penetración del pistón (con un área de 19.4 centímetros cuadrados) dentro de la muestra compactada de suelo a un contenido de humedad y densidad dadas con respecto a la carga unitaria patrón requerida para obtener la misma profundidad de penetración en una muestra estándar de material triturada, en ecuación, esto se expresa: CBR = Carga unitaria de ensayo * 100 Carga unitaria patrón Los valores de carga unitaria que deben utilizarse en la ecuación son: 156

19 Tabla Nº 5.2. VALORES DE CARGA UNITARIA Penetración Carga unitaria patrón mm Pulgada Mpa Kg/cm2 psi 2,54 0,1 6,90 70, ,08 0,2 10,30 105, ,62 0,3 13,10 133, ,16 0,4 15,80 162, ,7 0,5 17,90 183, Fuente: Manual de Laboratorio de Suelos de La Universidad Católica del Norte (Chile) El número CBR usualmente se basa en la relación de carga para una penetración de 2.54 mm (0.1 ), sin embargo, si el valor del CBR para una penetración de 5.08 mm (0.2 ) es mayor, dicho valor debe aceptarse como valor final de CBR. Los ensayos de CBR se hacen usualmente sobre muestras compactadas al contenido de humedad óptimo para el suelo específico, determinado utilizando el ensayo de compactación estándar. El ensayo de CBR se utiliza para establecer una relación entre el comportamiento de los suelos principalmente utilizados como base y subrasante bajo el pavimento de carreteras y aeropistas, la siguiente tabla da una clasificación típica: Tabla Nº 5.3. CLASIFICACION DE SUELOS PARA INFRAESTRUCTURA DE PAVIMENTOS CBR Clasificación general usos Sistema de Clasificación AASHTO 0-3 muy pobre subrasante A5,A6,A7 3-7 pobre a regular subrasante A4,A5,A6,A regular sub-base A2,A4,A6,A bueno base,subbase A1b,A2-5,A3, A2-6 > 50 excelente base A1-a,A2-4,A3 Fuente: Manual de Laboratorio de Suelos de La Universidad Católica del Norte (Chile) Existen algunos métodos de diseño de pavimentos en los cuales se leen tablas utilizando directamente el número CBR y se lee el espesor de la subrasante. Procedimiento: Muestras Obtener dos o mas muestras de ensayo representativas con un tamaño de aproximadamente 4.5 kg. En el caso de suelo fino y de 5.5 kg en el caso de suelos granulares, y mezclar homogéneamente con agua. 157

20 Preparación de las probetas 1. Si las muestras de ensayo van a ser sometidas a inmersión, sacar una muestra representativa del material para determinar su humedad (igual o mayor a 100 g para suelos finos y de 500 g para suelos granulares) al indicar la compactación y otra muestra de material restante, después de efectuarse la compactación. 2. Si las muestras no se van a someter a inmersión, obtener la muestra para la determinación de humedad de una de las caras cortadas después de efectuar la penetración, y para ello sacar la humedad de la capa superior en un espesor de 25 mm. 3. Si se desea determinar la humedad promedio sacar una muestra que comprenda toda la altura del molde. 4. Colocar el disco espaciador sobre la placa base. Fijar el molde, con su collar de extensión, sobre dicha placa y colocar un disco de papel filtro grueso sobre el espaciador. Compactar el suelo húmedo en el molde de acuerdo al Próctor con el fin de obtener la humedad optima (Wop) y la densidad máxima لا) dmax). Generalmente se utilizan como mínimo 3 muestras con 56, 25 y 10 golpes. 5. Retirar el collar de extensión y enrasar cuidadosamente el suelo compactado con la regla al nivel del borde del molde. Rellenar con material de tamaño menor cualquier hueco que pueda haber quedado en la superficie por la eliminación de material grueso. 6. Sacar la placa base perforada y el disco espaciador y pesar el molde con el suelo compactado. Restar el peso del molde determinando la masa del suelo compactado (M). 7. Determinar la densidad de la muestra antes de la inmersión, dividiendo la masa de suelo compactado por la capacidad volumétrica del molde (v). ) 3 muestra = M (g/cm لا V Donde : inmersión. : Densidad de la muestra antes de la لا M: Masa del suelo compactada V: Capacidad volumétrica del molde 8. Colocar un disco de papel filtro grueso sobre la base perforada, invertir el molde y fijarlo a la placa base, con el suelo compactado en contacto con el papel filtro. 9. Colocar el vástago ajustable y la placa perforada sobre la probeta de suelo compactado y aplicar las cargas hasta producir una sobrecarga, redondeada en múltiplos de 2.27 kg y mayor o igual a 4.54 kg. 158

21 10. Si la muestra va a ser sometida a inmersión, colocar el molde con las cargas en agua, permitiendo el libre acceso del agua a la parte superior e inferior de la probeta. Tomar mediciones iniciales para la expansión o asentamiento y dejar la probeta en remojo durante 96 hrs. Mantener la muestra sumergida a un nivel de agua constante durante este periodo. 11. Al término del periodo de inmersión tomar las mediciones finales de la expansión y calcularla como un porcentaje de la altura inicial de la probeta. % expansión = expansión (mm) Sacar el agua libre dejando drenar la probeta a través de las perforaciones de la placa base durante 15 min. Cuidar de no alterar la superficie de la probeta mientras se saca el agua superficial. 13. Retira las cargas y la placa base perforada, pesar el molde con el suelo. Restar la masa del molde determinando la masa del suelo compactado después de la inmersión (Mi). 14. Obtener la densidad correspondiente, dividiendo la masa de suelo compactado por la capacidad volumétrica del molde (v): iلا = Mi V Penetración 1. Colocar sobre la probeta, la cantidad suficiente de cargas para producir una sobrecarga igual a la ejercida por el material de base y el pavimento, redondeando a múltiplos de 2.27 kg y que en ningún caso debe ser menor que 4.54 kg. Si la probeta ha sido previamente sumergida, la sobrecarga debe ser igual a la aplicada durante el periodo de inmersión. 2. Para evitar el solevantamiento del suelo en la cavidad de las cargas ranuradas se coloca en primer lugar la carga anular sobre la superficie del suelo, antes de apoyar el pistón de penetración, y después se colocan las cargas restantes. 3. Apoyar el pistón de penetración con la carga mas pequeña posible, la cual no debe exceder en ningún caso 45 N (4.5 Kgf). Colocar los calibres de tensión y deformación en cero. 4. Esta carga inicial se necesita para asegurar un apoyo satisfactorio del pistón y debe considerarse como carga cero para la determinación de la relación carga-penetración. 159

22 5. Aplicar la carga del pistón de penetración de manera que la velocidad de penetración sea 1.25 (mm/min) en aquellos suelos donde se demuestre a través de ensayos comparativos que el cambio de velocidad no altera los resultados del ensayo. 6. Anotar las cargas para las penetraciones Tabla Nº 5.4. VALORES DE PENETRACION Penetraciones Velocidad de penetración 1,25 (mm/min) 1 (mm/min) 1 (mm/min) Cargas (mm) (pulg) (mm) 0,63 0,025 0,5 P1 1,25 0,05 1 P2 1,9 0,075 1,5 P3 2,5 0,1 2 P4 3,1 0,125 2,5 P5 3,75 0,15 3 P6 4,4 0,175 3,5 P7 5 0,2 4 P8 7,5 0,3 4,5 P9 10 0,4 5 P10 12,5 0,5 7,5 P P P13 Fuente: Manual de Laboratorio de Suelos de La Universidad Católica del Norte (Chile) 7. Anotar la carga y penetración máxima si esta se produce para una penetración máxima si esta se produce para una penetración menor que 12.7 (mm), (0.5 pulgadas). Resultados Curvas de tensión penetración Calcular las tensiones de penetración en Mega Pascales (MPA) o en (Kg/cm2). Para ello se traza la curva en un gráfico tensión penetración. La curva puede tomar, ocasionalmente, la forma cóncava hacia arriba debido a irregularidades de superficie u otras causas. En dichos casos el punto cero debe corregirse trazando una recta tangente a la mayor pendiente de la curva y trasladando el origen al punto en que la tangente corta la abcisa. 160

23 Obtener De la curva los valores de las tensiones necesarias para lograr una penetración de 0.1 y 0.2. Las curvas de tensión penetración (Fig. 5.14) se dibujan en un mismo grafico para los distintos números de golpes. Figura Corrección de Curvas de Tensión. Penetración Razón de Soporte (CBR) El valor del CBR es la relación expresada en porcentaje entre la carga real, que produce una deformación establecida y la que se requiere para producir igual deformación establecida y la que se requiere para producir igual deformación en un material chancado y normalizado, se expresa por la relación: CBR = P * 100 P 1 P : Carga obtenida en el ensayo (kilos/cm 2 ) P i : Carga unitaria normalizada (kilos/cm 2 ) Las cargas normalizadas se dan en la tabla. 161

24 Tabla Nº 5.5. PENETRACIÓN TENSIONES NORMALIZADAS PENETRACION TENSIONES NORMALIZADAS MPa TENSIONES NORMALIZADAS MPa Fuente: Manual de Laboratorio de Suelos de La Universidad Católica del Norte (Chile) Observaciones: Para los suelos del tipo A 1; A 2 4 y A 2 6, la razón de soporte se calcula solo para 5 mm de penetración (0.2 pulgadas). Para suelos del tipo A 4; A 5; A 6 Y A 7, cuando la razón correspondiente a 5 mm es mayor que a 2.5 mm, confirmar el resultado, en caso de persistencia, la razón de soporte corresponderá a 5 mm de penetración. Para suelos del tipo A 3; A 2 5 Y A 2 7, el procedimiento a aplicar queda al criterio del ingeniero. Con el resultado del CBR se puede clasificar el suelo usando la tabla 5.6.Tabla Nº 5.6. CLASIFICACION Y USO DEL SUELO SEGÚN EL VALOR DE CBR. CBR Clasificación cualitativa del suelo Uso 2-5 Muy mala Sub-rasante 5-8 Mala Sub-rasante 8-20 Regular - Buena Sub-rasante Excelente Sub-rasante Buena Sub-base Buena Base Excelente Base Fuente: Manual de Laboratorio de Suelos de La Universidad Católica del Norte (Chile) Cuando se requiere conocer los efectos de preconsolidación natural, estructura de suelo, cementación natural, estratificación, que son aspectos que no pueden producirse con muestras remoldeadas de suelo ni con muestras supuestamente inalteradas que se ensayen en laboratorio, se recomienda efectuar el ensaye CBR in situ, siempre que el terreno natural esté en las condiciones mas criticas en le momento de efectuar la prueba. El procedimiento que se sigue en esta prueba es similar al 162

25 establecido en los ítems anteriores, con la diferencia que en este caso, la muestra no esta confinada en un molde. Es condición que en el lugar que se realice el ensaye no existan partículas superiores al tamiz 20 mm (3/4 ). La preparación del terreno requiere enrasar y nivelar un área de 30 cm de diámetro, para posteriormente colocar las sobrecargas estipuladas. El Valor de soporte aceptable (CBR) no debe ser menor de Determinación del Desgaste de las Gravas Método de la Máquina de Los Ángeles Basado en ASTM C 131 Figura Maquina de Los Ángeles Maquina de los Ángeles (Fig5.15) : Tambor de acero de 710 ± 6 mm de diámetro interior y de 510 ± 6 mm de longitud interior montado horizontalmente por sus vástagos axiales con una tolerancia de inclinación de 1 en 100, uno de los cuales debe tener un dispositivo de polea o similar, para acoplar el motor. En su manto cilíndrico debe tener una abertura para introducir la muestra, con una tapa provista de dispositivos para fijarla firmemente en su lugar y que asegura una estanqueidad al polvo. Debe llevar en su superficie interior una aleta consistente en una plancha de acero desmontable, fijada rígida y firmemente a todo lo largo de una generatriz del cilindro de modo que se proyecte radialmente hacia el interior en 90 ± 3 mm. La distancia entre la aleta y la abertura, medida a lo largo de la circunferencia exterior del cilindro y en la dirección de rotación, debe ser igual o mayor que 1.25 m. Su rotación debe estar comprendida entre 30 y 33 revoluciones por minuto. Debe estar contrapesada e impulsada de modo de mantener una velocidad periférica uniforme. 163

26 Procedimiento: 1. El tamaño original de la muestra debe ser 2 Dn kg Dn = Tamaño máx. nominal de la grava, mm. Esta cantidad de muestra será: superior a 50 kg para los grados 1 a 5 superior a 25 kg para los grados 6 y 7 2. Se determina la granulometría original de la muestra mediante tamizado y empleando la siguiente serie de tamices, en mm ,5-10-6,3-5-2,5. El material se deja separado en las fracciones correspondientes. 3. Se elige el grado de ensayo más aproximadamente coincidente con la granulometría original de la muestra, lo que significa ensayar la mayor proporción posible del árido original. 4. En caso que se trate de prospecciones de yacimientos o rocas y áridos sin selección ni tratamiento, se procesará la muestra a fin de componer la banda granulométrica adecuada al uso propuesto y elegir el grado de ensayo correspondiente a dicha banda granulométrica. 5. Se pesan los tamaños de las fracciones correspondientes al grado de ensayo elegido. Se registra la masa total inicial (mi). 6. Se coloca el material en la máquina y se ensaya de acuerdo al grado elegido. 7. Completado el ciclo se saca el material y se tamiza por las mallas de 2.5 mm y 1.6 mm. 8. Se reúne el material retenido, se lava y seca a masa constante y se deja enfriar a temperatura ambiente. 9. Se pesa y registra la masa del material retenido final (mf). 10. Se calcula el desgaste de la grava como el porcentaje de pérdida de masa de la muestra de acuerdo a la siguiente fórmula, aproximando a 0.1% LA = mi mf x 100 Mi El desgaste permitido en la maquina de los Ángeles debe ser menor de 40%. 164

27 Próctor Modificado Método Próctor Nº Basado en ASTM D 1557 Tabla Nº 5.7. ESPECIFICACIONES PARA PROCTOR. Tamaño molde (cm) Volumen molde (cm) Pisón (kg) Nº Capas Altura caída (cm) Nº Golpes Energía compac. / volumen (kg*m/m3) ESTÁNDAR * ESTÁNDAR * MODIFICADO * MODIFICADO * GOLPES * Fuente: Manual de Laboratorio de Suelos de La Universidad Católica del Norte (Chile) Los métodos 1 y 3 se emplean con suelos que tienen un alto % de partículas bajo la malla #4 = 4.76 mm, un buen criterio es considerar 80% en peso como mínimo. Los métodos 2 y 4 se emplean con suelos que tienen un % importante de partículas mayores a la malla #4 y menores que ¾. La energía específica de compactación se obtiene aplicando la siguiente formula: Ee = N * n * W * h V Donde : Ee = Energía especifica N = Numero de golpes por capa n = Numero de capas de suelo W = Peso del pisón H = Altura de caída libre del pisón V = Volumen del suelo compactado. Con este procedimiento de compactación, Próctor estudió la influencia que ejercía en el proceso el contenido inicial de agua de suelo. Observó que a contenidos de humedad crecientes, a partir de valores bajos, se obtenían mas altos pesos específicos secos y, por lo tanto, mejores compactaciones de suelo, pero que esa tendencia no se mantenía indefinidamente, sino que al pasar la humedad de un cierto valor, los pesos específicos secos obtenidos disminuían, resultando peores compactaciones en la muestra. Es decir, que existe una humedad inicial denominada humedad optima, que produce el máximo peso especifico seco que puede lograrse con este procedimiento de compactación y, por consiguiente, la mejor compactación del suelo. 165

28 Pison 2.49 Kg Molde 6 Figura Equipo de Compactación Próctor Modificado Los resultados de las pruebas de compactación se grafican en curvas que relacionan el peso específico seco versus el contenido de agua. Procedimiento: Calibración del molde 1. Se pesa, se registra la masa del molde vacío (Mv) y se determina la capacidad volumétrica como sigue: 2. Ajustar el cilindro y la placa base. 3. Colocar el molde sobre una superficie firme, plana y horizontal. 4. Llenar el molde con agua a temperatura ambiente y determinar la masa de agua que llena el molde (Mw) aproximadamente a 1 g. 5. Medir la temperatura de agua y determinar su peso específico لا) W ), según la tabla

29 Tabla Nº 5.8. PESO ESPECÍFICO DEL AGUA SEGÚN SU TEMPERATURA Temperatura Peso Especifico G/cm 3 º C Fuente: Manual de Laboratorio de Suelos de La Universidad Católica del Norte (Chile) 6. Determinar la capacidad volumétrica aproximando a 1 cm3, según la siguiente expresión: Donde : Mw : لا W : V = Mw لا W Masa de agua que llena el molde. Peso específico del agua. Tamaño de la muestra El tamaño de la muestra de ensayo se obtiene de acuerdo a la tabla mostrada a continuación: Tabla Nº 5.9. TAMAÑO DE LA MUESTRA DE ENSAYO Molde Método Masa mínima de la muestra (g) Masa aprox. De fracción de muestra para cada determinación (g) Fuente: Manual de Laboratorio de Suelos de La Universidad Católica del Norte (Chile) Se describe Próctor Modificado de 55 golpes; el Estándar sería de 25, ya que los demás siguen el mismo procedimiento variando solo las características indicadas. 167

30 1. Para permitir un mínimo de 5 determinaciones de punto de la curva de compactación, dos bajo la humedad óptima y dos sobre ellas, se procede a secar al aire una cantidad suficiente de suelo. 2. Se selecciona el material haciéndolo pasar por la malla Nº4, se pesa el material retenido por ella y el que pasa. Se utiliza en el ensayo solo el material que pase bajo esta malla. 3. Se mezcla cada porción de suelo, con agua para llevarla al contenido de humedad deseado, considerando el agua contenido en la muestra (Fig. 5.17). Figura Agregando agua a la mezcla 4. Para permitir que el contenido de humedad se distribuya uniformemente en toda la muestra, se guardan las proporciones de suelo en envases cerrados. 5. Se pesa el molde y su base. Se coloca el collar ajustable sobre el molde. 6. Colocar una capa de material aproximadamente 1/3 de la altura del molde más el collar. Compactar la capa con 55 golpes uniformemente distribuidos en el molde de 150 mm de diámetro con un pisón de 2.5 kg con una altura de caída de 30.5 cm (Fig. 5.18). 7. Repetir 2 veces la operación anterior, escarificando ligeramente la superficie compactada antes de agregar una nueva capa. Al compactar la ultima capa debe quedar un pequeño exceso de material por sobre el borde del molde, el que debe sobresalir de ¼ a ½ pulgada. 168

31 Figura Equipo de Compactación Próctor 8. Retirar cuidadosamente el collar ajustado y enrasar la superficie del molde con una regla metálica. Pesar el molde (con la placa) y el suelo y restar la masa del primero, obteniendo así la masa del suelo compactado (M). Registrar aproximado a 1 g. 9. Retirar el material del molde y extraer dos muestras representativas del suelo compactado. Obtener la humedad de cada uno de ellos y registrar la humedad del suelo compactado como el promedio de ambas. Repetir las operaciones anteriores, hasta que haya un decrecimiento en la densidad húmeda del suelo. El ensaye se debe efectuar desde la condición más seca a la condición más húmeda. Expresión de resultados Curva de Compactación El peso específico húmedo ( tلا) se obtiene dividiendo el peso del material húmedo por el volumen interior del molde. tلا = Peso del material húmedo Volumen del molde A partir de los datos del contenido de humedad calculados, de cada muestra compactada de determina el peso específico seco dلا según: w = Ww Ws. tلا = dلا w + 1 Donde : Ww : Peso del agua 169

32 Ws : Peso de los sólidos Con los datos obtenidos de dلا y w se construye un grafico. La curva de compactación resultante para un suelo es una curva experimental a diferencia de la curva de saturación. Curva de Saturación La curva de saturación representa la densidad seca de un suelo en estado de saturación. Esto equivale a que los vacios, W, estén totalmente ocupados por agua y se expresa por la relación W = [1 / dلا - 1 / Gs] Donde : seco. dلا = Peso específico Gs = Peso específico relativo de las partículas. Este contenido de humedad es por lo tanto la humedad que se necesita para llenar todos los vacíos de agua de una masa de suelo compactada a una densidad preestablecida Ensayo de Penetración CEMENTOS ASFALTICOS. Basado en ASTM D5 La consistencia del asfalto puede medirse con un método antiguo y empírico, como es el ensayo de penetración, en el cual se basó la clasificación de los cementos asfálticos en grados normalizados. En la figura 5.19 puede verse el ensayo de penetración normal. Consiste en calentar un recipiente con cemento asfáltico hasta la temperatura de referencia, 25ºC (77ºF), en un baño de agua a temperatura controlada. Se apoya una aguja normalizada, de 100 g de peso sobre la superficie del cemento asfáltico durante 5 segundos. La medida de la penetración es la longitud que penetró la aguja en el cemento asfáltico en unidades de 0.1 mm. Ocasionalmente el ensayo de penetración se realiza a distinta temperatura en cuyo caso puede variarse la carga de la aguja, el tiempo de penetración, o ambos. 170

33 Penetrometro Figura Ensayo de Penetración El ensayo de Penetración los clasifica en grados según su dureza o consistencia medida en décimas de milímetros y de acuerdo a esto los más comunes son: - CA (En resina para sellado de juntas de pavimentos de hormigón) - CA (En hormigón asfáltico) - CA (Tratamientos Superficiales) Ensayo de Viscosidad Basado en ASTM D88 Las especificaciones de los cementos asfálticos clasificados según su viscosidad se basan por lo común en los rangos de viscosidad a 60ºC (140ºF). También se especifica generalmente una viscosidad mínima a 135ºC (275ºF). El propósito es dar valores límites de consistencia a estas dos temperaturas. Se eligió la temperatura de 60ºC (140ºF) porque se aproxima a la máxima temperatura superficial de las calzadas en servicio pavimentadas con mezclas asfálticas en los Estados Unidos y en cualquier otra parte del mundo en donde la construcción de caminos progresa; y la de 135ºC (275ºF), porque se aproxima a la de mezclado y distribución de mezclas asfálticas en caliente para pavimentación. Para el ensayo de viscosidad a 60ºC (140ºF) se emplea un viscosímetro de tubo capilar. Los dos tipos más comunes en uso son: el viscosímetro de vacío del Asphalt Institute y el viscosímetro de vacío de Cannon-Manning (Fig. 5.20) Se calibran con aceites normalizados. Para cada viscosímetro se obtiene un "factor de calibración", cuyo uso se describe luego. Generalmente, los viscosímetros vienen calibrados por el fabricante quien suministra estos factores. 171

34 Asphalt Institute Cannon-Manning Figura Tipos de Viscosímetro El viscosímetro se monta en un baño de agua a temperatura constante, controlado termostáticamente. Se vuelca asfalto precalentado en el tubo grande hasta que alcanza el nivel de la línea de llenado. El viscosímetro lleno se mantiene en el baño por un cierto tiempo hasta que el sistema alcance la temperatura de equilibrio de 60ºC (140ºF). Se aplica un vacío parcial en el tubo pequeño para inducir el flujo, porque el cemento asfáltico a esta temperatura es muy viscoso para fluir fácilmente a través de los tubos capilares del viscosímetro. Figura Viscosímetro en el baño 172

35 Luego que el baño (Fig. 5.21), viscosímetro y el asfalto se han estabilizado en 60ºC (140ºF), se aplica vacío y se mide con un cronómetro el tiempo, en segundos, que tarda el cemento asfáltico en fluir entre dos de las marcas. Multiplicando este tiempo por el factor de calibración del viscosímetro se obtiene el valor de la viscosidad en poises, la unidad patrón para medir viscosidad absoluta. El viscosímetro de vacío del Asphalt Institute tiene muchas marcas para medir el tiempo. Seleccionando el par apropiado, se puede usar para asfaltos con una amplia variación de consistencias. Los cementos asfálticos para pavimentación son lo suficientemente fluidos a 135ºC (275ºF) para fluir a lo largo de tubos capilares bajo fuerzas gravitacionales únicamente. Por lo tanto, se usa un tipo distinto de viscosímetro, ya que no se requiere vacío. El más usado es el viscosímetro de brazos cruzados Zeitfuchs (Fig. 5.22). También se lo calibra con aceites normalizados. Figura Viscosímetro de brazos cruzados Como estos ensayos se hacen a 135 C (275ºF), para el baño se requiere un aceite claro apropiado. Se monta el viscosímetro en el baño y se vuelca el asfalto en la abertura mayor hasta que llegue a la línea de llenado. Como antes, se deja que el sistema alcance la temperatura de equilibrio. Para que el asfalto comience a fluir por el sifón que está justo encima de la línea de llenado, es necesario aplicar una pequeña presión en la abertura mayor o un ligero vacío en la menor. Entonces el asfalto fluirá hacia abajo en la sección vertical del tubo capilar debido a la gravedad. Cuando el asfalto alcanza la primera de las marcas se comienza a medir el tiempo hasta que alcanza la segunda. El intervalo de tiempo, multiplicado por el factor de calibración del viscosímetro, da la viscosidad cinemática en centistokes. 173

36 Es necesario destacar que las medidas de viscosidad para 135ºC (275ºF) se expresan en centistokes y para 60ºC (140 F), en poises. En el ensayo de viscosidad cinemática, la gravedad induce el flujo (resultados en centistokes) y la cantidad de flujo a través del tubo capilar depende de la densidad del material. En el ensayo de viscosidad absoluta, los resultados se dan en poises, y el flujo a través del tubo capilar se induce por medio de un vacío parcial, siendo los efectos gravitacionales despreciables. Estas unidades poises y stokes o centipoises y centistokes - pueden ser convertidas unas en otras aplicando, simplemente, un factor debido a la densidad Método Marshall Procedimiento: MEZCLAS ASFALTICAS. Basado en ASTM D1559 El procedimiento a ejecutar en este ensayo se encuentra descrito en el capítulo Número dos del documento, literal Densidad del Cono de Arena ENSAYOS IN SITU. Basado en ASTM D1556 Figura Equipo para Densidad in situ 174