Traduccin de la norma M 145-91 (2004) de laAASHTO: Especificacin estndar para:

Clasificacin de Suelos y MezclasSuelo-Agregado para la Construccin de

Carreteras.

Ana Marcela Palacios R.

7 de abril de 2015

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1. CAMPO DE APLICACIN

1.1.Esta prctica recomendada, describe un procedimiento para la clasificacin de

suelos en siete grupos basado en la determinacin en laboratorio de la distribucinde tamaos de partcula, el lmite liquido y el ndice de plasticidad. La evaluacinde los suelos dentro de cada grupo esta hecha por medio de un ndice de grupo,el mismo es un valor calculado mediante una frmula emprica. La clasificacinde grupo, incluyendo el ndice de grupo, podra ser til en la determinacin de lacalidad relativa del material del suelo para su uso en estructuras con movimientode tierras, particularmente taludes, explanadas, subbases y bases. Sin embargo,para el diseo detallado de estructuras importantes, usualmente se requiere infor-macin adicional acerca de la fuerza o caractersticas del rendimiento del suelo encondiciones de campo.

1.2.Los valores indicados en unidades SI (sistema internacional) deben ser consi-

derados como estndar.

2. DOCUMENTOS DE REFERENCIA

2.1. Estndares de la AASHTOT 11, Materiales mas finos que el tamiz75-m (No.200) Agregado MineralTamizado mediante Lavado.

T 27, Anlisis Granulometrco de Agregado Grueso y Fino.

T 87, Preparacin de Muestras Secas del Suelo Perturbado y de los Agrega-dos del Suelo para la Prueba.

T 88, Anlisis de Tamao de Partcula de los Suelos.

T 89, Determinacin del Lmite Lquido de los Suelos.

T 90, Determinacin del Lmite Plstico y del ndice de plasticidad de losSuelos.

T 146, Preparacin de muestras hmedas del Suelo Perturbado.

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2.2. Estndares de la ASTMD 1140, Cantidad de Material en el Suelo ms Fino que el tamiz No 200(75-m).

NOTA 1- Cualquiera de las siguientes normas: AASHTO T 88, o T 11 y T 27,o la ASTM D 1140 sern utilizadas para determinar la distribucin de tamao departculas de los suelos o de las mezclas suelo-agregado como una base para laclasificacin.

3. CLASIFICACIN

3.1.La clasificacin se hace mediante el uso de los lmites obtenidos en las pruebas

y de los valores de ndice de grupo mostrados en la Tabla 1. Si se desea obteneruna clasificacin ms detallada, se podra realizar una subdivisin adicional de losgrupos mostrados en la Tabla 1. Se puede realizar un ejemplo de la clasificacincon dichos subgrupos como aquella que se muestra en la Tabla 1. En la Tabla 2se muestra un ejemplo de la clasificacin con dichos subgrupos. Los intervalos delmite lquido y de ndice de plasticidad para los grupos de suelos A-4, A-5, A-6y A-7 se muestran grficamente en la Figura 2.

3.2.Procedimiento de Clasificacin- Con los datos necesarios obtenidos en las

pruebas y teniendo estos disponibles, procedemos a leer de izquierda a derechala Tabla 1 o la Tabla 2 y de esta manera mediante un proceso de eliminacinse encontrar el grupo correcto. El primer grupo desde la izquierda en el cual seajusten todos los datos de las pruebas ser el que presente la clasificacin correcta.Todos los valores limites de las pruebas se muestran como nmeros enteros. Si enlos reportes de las pruebas aparecen nmeros fraccionarios, para propsitos declasificacin, convierta estos al nmero entero ms cercano. El valor del indice degrupo debe ser siempre mostrado entre parntesis despus del smbolo de grupoas: A-2-6(3), A-4(5), A-6(12), A-7-5(17), etc.

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4. DEFINICIONES DE GRAVA, ARENA Y LIMO-ARCILLA

4.1.Los trminos Grava, Arena Gruesa y Limo-Arcilla, tal como se concep-

tualizan de los datos de prueba mnimos exigidos en este acuerdo de clasificaciny como se utilizan en descripciones (de las palabras) posteriores, se definen de lasiguiente manera:

4.1.1.

grava- material que pasa el tamiz con 75-mm (3-pulg) de abertura y que esretenido en el tamiz de 2.00-mm (No.10).

4.1.2.

arena gruesa- material que pasa el tamiz con 2.00-mm de abertura (No.10) yque es retenido en el tamiz de de 0.425-mm (No.40).

4.1.3.

arena fina- material que pasa el tamiz de 0.425-mm de abertura (No.40) y esretenido en el tamiz de 75-m (No.200).

4.1.4.

limo-arcilla (combinacin de limo y arcilla)- material que pasa el tamiz de75-m de abertura (No.200).

4.1.5.

Piedras (canto rodado) y restos de adoquines (retenidos en el tamiz de 75-mm(3-pulg)) deberan ser excluidos de la porcin de muestra a la que cual se le estaaplicando la clasificacin, sin embargo, el porcentaje de dichos materiales, si esque hay, debe ser registrado.

4.1.6.

El trmino limoso es aplicado la material fino cuyo ndice de plasticidad esde 10 o menos, y el trmino arcilloso es aplicado al material fino con ndice deplasticidad de 11 o ms.

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5. DESCRIPCIN DE LOS GRUPOS DE CLASI-FICACIN

5.1.Materiales Granulares- El 35 por ciento o menos material pasa el tamiz de

75-m de abertura (No.200), Nota 2.

5.1.1.

Grupo A-1- El material tpico de este grupo es una mezcla bien graduada defragmentos de piedras o grava, arena gruesa, arena fina y un aglutinante de suelono plstico o dbilmente plstico. Sin embargo, este grupo incluye tambin frag-mentos de piedra, grava, arena gruesa, cenizas volcnicas, etc sin ningn agluti-nante (finos).

5.1.1.1 Subgrupo A-1-a- incluye aquellos materiales que poseen fragmentos pie-dra o grava predominantemente con o sin un aglutinante bien graduado de materialfino.

5.1.1.2 Subgrupo A-1-b- incluye aquellos materiales que poseen arena gruesapredominantemente con o sin un aglutinante bien graduado de material fino.

5.1.2.

Grupo A-3- El material tpico de este grupo es arena fina de playa o arena finade duna de origen elico sin limo o arcilla o con una cantidad muy pequea delimos no plsticos. Este grupo incluye tambin los depsitos fluviales de arenafina mal graduada y cantidades limitadas de arena gruesa y grava.

5.1.3.

Grupo A-2- En este grupo se incluye un gran variedad de materiales granula-res que se encuentran en el borde de los limites del grupo A-1 y A-3. As comoaquellos materiales limo-arcillosos de los grupos A-4, A-5, A-6, y A-7. Se inclu-yen todos aquellos materiales que contienen un 35 por ciento o menos de materialque pasa por el tamiz No 200, estos materiales debido al contenido de finos, a suplasticidad o a ambos no pueden ser clasificados como parte de los grupos A-1 niA-3.

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5.1.3.1 Los subgrupos A-2-4 y A-2-5 incluyen varios materiales granulares quecontienen el 35 por ciento o menos de material que pasa el tamiz No.200 y queposeen un porcin menor que pasa por el tamiz 0.425mm (No.40) con caractersti-cas de los grupos A-4 y A-5. Estos grupos incluyen materiales como grava y arenagruesa con contenido de limo o ndice de plasticidad por encima de los limites delgrupo A-1 y suelos con arena fina y contenido de limos no plsticos que excede lalimitacin del grupo A-3

5.1.3.2 Los subgrupos A-2-6 y A-2-7 incluyen materiales similares a aquellosdescritos en los subgrupos A-2-4 y A-2-5, excepto que la porcin de finos de es-tos materiales contiene arcilla plstica con caractersticas de los grupos A-6 o A-7.

NOTA 2- La clasificacin de los materiales en los diferentes grupos se aplicaunicamente a la fraccin de material que pasa el tamiz de 75-mm de abertura (3pulg). Por lo tanto, cualquier especificacin acerca del uso en construccin delos materiales A-1, A-2, A-3 debera indicar si las rocas retenidas en el tamiz de75-mm son permitidas.

5.2.Materiales Limo-Arcillosos- El 35 por ciento o ms pasa el tamiz de 75-m

de abertura (No.200)

5.2.1.

Grupo A-4- El material tpico de este grupo es un suelo limoso no plsticoo moderadamente plstico que tienen un 75 por ciento o mas material que pasael tamiz de 75-m de abertura (No.200). Tambin se incluyen en este grupo lossuelos constituidos por mezclas de suelo fino limoso con hasta un 64 por cientode gravas y arenas retenidas en el tamiz No.200.

5.2.2.

Grupo A-5- El material tpico de este grupo es similar al descrito en el gru-po A-4, salvo que suele tener carcter diatomceo o micceo, y pueden ser muyelsticos o compresibles, como indica su elevado lmite lquido.

5.2.3.

Grupo A-6- El material tpico de este grupo es un suelo arcilloso plstico,que normalmente tiene un 75 por ciento o ms de material que pasa por el tamiz

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No 200. Tambin se incluyen en este grupo las mezclas de suelo fino arcilloso conhasta un 64 por ciento de grava y arena retenidas en el tamiz No 200. Estos suelos,experimentan generalmente grandes cambios de volumen entre sus estados seco yhmedo.

5.2.4.

Grupo A-7- El material tpico de este grupo es similar al descrito en el grupoA-6, excepto que tiene las caractersticas de limite liquido alto descritas en elgrupo A-5, puede ser elstico y estar sujeto a grandes cambios de volumen.

5.2.4.1 El subgrupo A-7-5 incluye aquellos materiales con ndices de plastici-dad moderada en relacin con su lmite lquido y que pueden ser tanto altamenteelsticos como estar sujetos a cambios de volumen considerables.

5.2.4.2 El subgrupo A-7-6 incluye aquellos materiales con altos ndices de plas-ticidad en relacin con su lmite plstico y que estn sujetos a cambios de volumenextremadamente altos.

NOTA 3- Suelos altamente orgnicos (Turba o Estircol) deben ser clasificadosen un grupo A-8. La clasificacin de esta clase de suelos esta basada en inspec-cin visual y no depende del porcentaje de suelo que pase el tamiz No 200, ellmite lquido, o el ndice de plasticidad. Este suelo esta compuesto principalmen-te de materia orgnica en descomposicin, generalmente tiene una textura fibrosa,colores obscuros (negro o caf), y un olor especfico de descomposicin. Estosmateriales orgnicos inadecuados para usarse en taludes y explanadas debido aque son altamente compresibles y tienen su fuerza es muy baja.

6. NDICE DE GRUPO

6.1.El ndice de grupo se calcula usando la siguiente frmula:

ndice de grupo = (F35)[0,2+0,005(LL40)]+0,01(F15)(PI10)

donde:

F = Porcentaje que pasa el tamiz No 200 expresado como un nmero entero.Este porcentaje esta basado solamente en el material que pasa el tamiz de 75-mm

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(3pulg) de abertura.LL = Lmite Lquido.y, PI = Lmite Plstico.

6.1.1.

Cuando el ndice de grupo calculado es negativo, se toma el valor cero comondice de grupo.

6.1.2.

Si el ndice de grupo calculado es fraccionario, debe pasarse al nmero enteroms cercano.

6.2.La Figura 1 puede utilizarse el momento de determinar el ndice de grupo; a

partir del ndice de grupo parcial debido al lmite lquido y al ndice de plasticidady obteniendo luego el total de los dos ndices de grupo parciales.

6.3.El momento de calcular el ndice de grupo de los subgrupos A-2-6 y A-2-7

solo se debe usar la porcin de formula (o la Figura 1) que incluye el IP.

6.4.A continuacin se muestran ejemplos del clculo del ndice de grupo:

6.4.1.

Asumiendo que un material del grupo A-6 tiene un 55 por ciento de materialpasante del tamiz No 200, un limite liquido de 40, y un ndice plstico de 25.Entonces,ndice de grupo =(5535)[0,2+0,005(4040)]+0,01(5515)(2510) = 10

6.4.2.

Asumiendo que un material del grupo A-7 tiene un 80 por ciento de materialque pasa el tamiz No 200, un lmite lquido de 90 y un ndice de plasticidad de 50.Entonces,

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ndice de grupo = (80 35)[0,2+ 0,005(90 40)] + 0,01(80 15)(50 10) =46,3 Se considera 46

6.4.3.

Asumiendo que un material del grupo A-4 tiene un 60 por ciento de materialque pasa el tamiz No 200, lmite lquido de 25, y un ndice de plasticidad de 1.Entonces,ndice de grupo = (60 35)[0,2+ 0,005(25 40)] + 0,01(60 15)(1 10) =25(0,20075)+0,01(45)(9) = 3,14,1 =1Se considera 0.

6.4.4.

Asumiendo que un material del grupo A-2-7 tiene un 30 por ciento de materialque pasa el tamiz No 200, un lmite lquido de 50 y un ndice de plasticidad de 30.Entonces,ndice de grupo = 0,01(3015)(3010) = 3 (Note que se utiliz unicamente laporcin del IP de la Frmula)

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Figura 1: Tabla del ndice de Grupo

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Figura 2: Rangos del Lmite Lquido y Lmite Plstico para materialeslimo-arcillosos

7. BASES PARA LA FRMULA DEL NDICE DEGRUPO

7.1.La frmula emprica del ndice de plasticidad ideada para aproximar la eva-

luacin de grupo de: Los materiales granulares arcillosos y de los materiales limo-arcillosos esta basada en los siguientes supuestos:

7.1.1.

Los materiales de los grupos A-1-a, A-1-b, A-2-4, A-2-5 y A-3 son satisfac-torios como subrasantes cuando estn apropiadamente drenados y compactadosbajo pavimentos de espesor moderado (base y/o capa de rodadura) adecuados pa-ra el trfico, o pueden hacerse satisfactorios mediante la adicin de cantidadespequeas de aglutinantes naturales o artificiales.

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7.1.2.

Los materiales que se encuentran dentro de los grupos granulares arcillososA-2-6 y A-2-7 y materiales que son parte de los grupos limo arcillosos A-4, A-5,A-6 y A-7 oscilarn en calidad de subrasantes desde los subrasantes equivalentesA-2-4 y A-2-5que son buenos, hasta aquellos subrasantes malos o pobres querequieren una capa de material de subbase o un incremento de espesor de la capade base sobre la requerida en la seccin 7.1.1 con el fin de proporcionar un soporteadecuado para las cargas de trfico.

7.1.3.

El supuesto porcentaje mnimo que pasa el tamiz No 200 es de 35 desprecian-do la plasticidad y 15 cuando los ndices de plasticidad son mayores que 10.

7.1.4.

Lmites lquidos mayores que 40 son considerados crticos.

7.1.5.

ndices de plasticidad mayores que 10 son considerados crticos.

7.1.6.

Para suelos no plsticos y cuando no se pueda determinar el lmite lquido elndice de grupo debe considerarse que es cero.

7.2.No hay un lmite superior del ndice de grupo obtenido con la frmula. Los

valores criticos de porcentaje que pasa el tamiz No 200, lmite lquido e ndice deplasticidad se basan en evaluaciones realizadas por diferentes organizaciones deconstruccin de carreteras que practican ensayos que tienen que ver con el sistemade clasificacin de materiales de subbase, subrasantes y capas de base.

7.3.Bajo condiciones promedio de drenaje y compactacin, el valor soporte de un

material usado como subrasante puede ser considerado inversamente proporcionalal valor del ndice de grupo, esto significa que un ndice de grupo de cero indica

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un buen material para subrasante y un ndice de grupo de 20 o ms indica que elmaterial es muy muy pobre.

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