Mecanica de suelos

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CAPÍTULO 3

Clasificación

La taxonomía es uno de los aspectos primordiales en cualquier ámbito de investigación. La clasificación permite establecer tipologías, y sobre la base de esto es factible comparar, discriminar, con la finalidad de entender. Un sistema de clasificación es una herramienta útil que puede llevar a anticipar el comportamiento de un elemento a partir de aspectos índicesmás simples. Desde los inicios de la mecánica de suelos los especialistas se preocuparon por establecer un método de clasificación de materiales. El sistema de clasificación de suelos para aeropuertos, propuesto por Casagrande, que luego se transformó en el Sistema Unificado (SUCS) es el más grande ejemplo. En este capítulo se presentan los fundamentos de los sistemas de clasificación de suelos másaceptados en la actualidad, a saber: SUCS y HRB (o AASHTO). Además, se introduce el sistema de clasificación de RAMCODES que, a lo largo de este libro, servirá para referenciar el comportamiento de los geomateriales a la clasificación mediante una escala cuantitativa. Se presenta también la expresión de Fuller para ajustar la granulometría de agregados, que será de gran ayuda en la anticipacióndel comportamiento de mezclas asfálticas.

3.1 ASPECTOS FUNDAMENTALES Aunque existen otros aspectos tales como la microestructura, la composición mineralógica, la textura, la forma y competencia de los granos, el color, etc., según RAMCODES, los aspectos fundamentales de la clasificación de geomateriales orientada a anticipar su potencial de densificación y su comportamiento mecánico son dos, asaber, la gradación de la fracción gruesa, y la superficie específica de

31 los finos. La gradación o proporción entre tamaños de granos explica el potencial de las partículas para acomodarse formando arreglos estructurales; estos arreglos permiten el desarrollo de la trabazón que contribuye de manera importante a la resistencia. La superficie específica de los finos, por otra parte, describe elaporte de la interacción entre el material y el líquido con que es mezclado, que se traduce, por medio de la succión en la matriz del suelo, en fuerzas de cohesión. El análisis de estos aspectos fundamentales, sin embargo, no podría ser utilizado para determinar una propiedad o describir un comportamiento mecánico por cuanto esto es materia de la conformación del arreglo geométrico de laspartículas, aglomeradas y sostenidas por las tensiones de succión luego del proceso de compactación del material, aspecto este que no puede, hasta ahora, ser cuantificado por medios prácticos. La gradación de la fracción gruesa y la superficie específica de los finos explican, pues, el potencial de densificación y de comportamiento mecánico.

3.1.1 Gradación de la fracción gruesa La gradación o análisisgranulométrico del geomaterial se obtiene a través de la representación de las proporciones acumuladas de material que se va pasando a través de las distintas mallas y tamices que componen una batería de cribado. Como ejemplo, la Tabla 3.1 muestra una batería de cribado típica para clasificación de suelos con fines de ingeniería. Una representación granulométrica se realiza convencionalmente enuna gráfica semi-logarítmica con las proporciones pasantes en las ordenadas en escala natural, y los diámetros de partícula en las abscisas en escala logarítmica de base 10, tal como la mostrada en la Figura 3.1.
Tabla 3.1a. Batería de cribado para suelo Abertura nominal de malla, en pulgadas 3 (mm) 75.000 2 50.000 1 1/2 37.500 1 25.000 3/4 19.000 3/8 9.500 1/4 6.875 N°4 4.750 Número de tamiz N°102.000 N°40 0.425 N°60 0.250 N°200 0.075

Tabla 3.1b. Batería de cribado para agregado en mezclas asfálticas Abertura nominal de malla, en pulgadas 1 (mm) 25.000 ¾ 19.000 1/2 12.500 3/8 9.500 N°4 4.750 No 8 2.057 Número de tamiz No 16 1.003 No 30 0.500 N°50 0.297 N°100 0.149 N°200 0.075

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Figura 3.1. Representación de la granulometría de un geomaterial

Un aspecto importante de la...
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