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UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS

CBR - CALIFORNIA BEARING RATIO ASTM D1883 ING. ROMMEL SILVA HURTADO JEFE DE PRACTICAS – UAC EPIC Email: [email protected]

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TERCERA UNIDAD ENSAYO:

CALIFORNIA BEARING RATIO GENERALIDADES El índice de california (CBR) es una medida de la resistencia al esfuerzo cortante de un suelo, bajo condiciones de densidad y humedad cuidadosamente controladas. Se usa en el proyecto de pavimentos flexibles auxiliándose de curvas empíricas. Se expresa en porcentaje como la razón de la carga unitaria que se requiere para introducir un pistón dentro del suelo, a la carga unitaria requerida para introducir el mismo pistón a la misma profundidad en una muestra tipo de piedra partida.

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Los valores de carga unitaria para las diferentes profundidades de penetración dentro de la muestra patrón están determinados. El CBR que se usa para proyectar, es el valor que se obtiene para una penetración de 0.1 o 0.2 pulgadas. Se elige el que sea mas grande de los dos. Para la mayoría de los suelos el valor para la penetración de 0.1 pulgadas da mayor CBR.

𝐶𝐵𝑅 =

𝐶𝐴𝑅𝐺𝐴 𝐸𝑁𝑆𝐴𝑌𝑂 𝑥100 𝐶𝐴𝑅𝐺𝐴 𝑈𝑁𝐼𝑇𝐴𝑅𝐼𝐴 𝑇𝐼𝑃𝑂 ING. ROMMEL SILVA HURTADO JEFE DE PRACTICAS – UAC EPIC

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CONDICIONES DEL ENSAYO El CBR de un suelo varia con su compactación, su contenido de humedad al compactar y el contenido de humedad cuando se ensaya. Por consiguiente, para repetir las condiciones de la obras, estos factores deben ser cuidadosamente controlados al preparar las muestras.

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MTC E 132 – 2000: CBR DE SUELOS (LABORATORIO) ASTM D 1883: Standard Test Méthod for CBR of Laboratori – Compacted Soils.

OBJETO Es la determinación de un índice de resistencia de los suelos denominado valor de la relación de soporte. El ensayo se realiza normalmente sobre suelo preparado en el laboratorio en condiciones determinadas de humedad y densidad; pero también puede operarse en forma análoga sobre muestras inalteradas tomadas del terreno (MTC, 2016). ING. ROMMEL SILVA HURTADO JEFE DE PRACTICAS – UAC EPIC

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Molde de metal cilíndrico de 6¨ de diámetro interior, 7¨ de altura, provisto de un collar de metal suplementario de 2¨ de altura y una placa de base perforada de 3/8¨ de espesor. Las perforaciones de la base no excederán de 1/16¨ las mismas que deberán estar uniformemente espaciadas en la circunferencia interior del molde de diámetro. La base deberá poder ajustar a cualquier extremo del molde. ING. ROMMEL SILVA HURTADO JEFE DE PRACTICAS – UAC EPIC

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• Disco metal.

espaciador

de

• Pisón de compactación.

• Aparato medidor de expansión : vástago con placa de metal perforada. • Dial (deformimetro) montado en un trípode con aproximación de 0.001¨. • Pesas anular y ranurada de 2.27 ó 4.54 kg.

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• Balanza. • Tamices Nro. 4, ¾¨y 2¨. • Cucharon.

• Enrazador. • Probeta.

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• Aparato para aplicar la carga: Prensa hidráulica con anillo de carga. V = 0.05 pulg/min.

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MUESTRA La muestra deberá ser preparada y los especímenes para la compactación deberán de prepararse de acuerdo con los procedimientos dados en los métodos de prueba para la compactación de un molde de 6¨.

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PROCEDIMIENTO • Analizamos el contenido de humedad optimo. • Analizamos natural.

su

humedad

• Procedemos a realizar el calculo para el ajuste de humedad.

• Se procede a tomar dimensiones de diámetro, altura de molde y altura de disco espaciador.

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PROCEDIMIENTO • Pesamos una cantidad suficiente para moldear las tres muestras. • Se procede a añadir el optimo contenido de humedad, de acuerdo al ensayo de proctor. • Se procede a pesar el molde y la base.

• Luego colocamos el collarín.

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PROCEDIMIENTO • Colocamos un papel filtro y el disco espaciador en tres moldes. • Se compacta cada molde a diferente energía de compactación. • La energía de compactación se controla con el N° de golpes y serán de 12, 26 y 55 golpes por capa respectivamente. • Son en total 5 capas por cada molde.

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PROCEDIMIENTO • Luego de compactado, quita el collarín.

se

• Se gira el molde de modo que la parte superior quede abajo, se retira el disco espaciador y queda un espacio para luego colocar la sobrecargar.

• Se procede a pesar el molde con base y la muestra compactada.

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PROCEDIMIENTO • Se coloca un papel filtro sobre la parte superior de la muestra. Luego se sitúa la placa perforada con vástago ajustable y sobre ella se coloca las pesas de sobrecarga. • El trípode con el cuadrante medidor de deformaciones se coloca sobre el canto del molde y se ajusta al vástago de la placa perforada. Se registra la LECTURA ORIGINAL y se quita el trípode. ING. ROMMEL SILVA HURTADO JEFE DE PRACTICAS – UAC EPIC

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PROCEDIMIENTO • Se sumerge el molde en un recipiente con agua y se deja saturar durante cuatro días.

• Colocar el soporte de trípode sobre la muestra todos los días y tomar nota la lectura de la expansión después de 4 días. • Después de cuatro días, se saca el molde, se deja drenar durante 15 minutos aproximadamente.

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PROCEDIMIENTO • Se saca la muestra del pozo de inmersión. • Se quita el vástago y la placa, se vuelve a colocar las pesas y se deja drenar durante 15 minutos. • Se procede con el registro de los datos en el equipo de CBR. • Se coloca en cero el indicador de presión del anillo de carga y el dial de deformación.

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PROCEDIMIENTO • La velocidad de penetración del pistón en el suelo es de 0.05 de pulgada por minuto. La velocidad se controla por tiempo con un cronometro. • Se registran las lecturas de la presión a 0.025, 0.050, 0.075, 0.100, 0.200, 0.300, 0.400 y 0.500 pulgadas de penetración. • Luego terminada la prueba, se retira las sobrecargas, se recupera el suelo ensayado y se toma muestra para determinar la humedad final ING. ROMMEL SILVA HURTADO JEFE DE PRACTICAS – UAC EPIC

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FORMULARIO • Contenido de humedad (PMH - Peso de muestra húmeda, PMS - Peso de muestra seca, PR - Peso de recipiente. • Densidad húmeda (MHC – Muestra Humeda Compactada). • Densidad seca.

𝑊% =

𝑃𝑀𝐻 + 𝑃𝑅 − (𝑃𝑀𝑆 + 𝑃𝑅) 𝑥100 𝑃𝑀𝑆 + 𝑃𝑅 − (𝑃𝑅)

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑊% = 𝑥100 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎 = 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑆𝑒𝑐𝑎 =

𝑃. 𝑀. 𝐻. 𝐶𝑜𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡𝑎𝑑𝑎 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑀. 𝐻. 𝐶.

100 𝑥 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎 1 + 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑

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FORMULARIO • Humedad de Compactación (H humedad prefijada, h humedad natural).

• % de Expansión (L1 - Lec. Inicial y L2 - lec. Final en mm). • Caculo del CBR. 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑛𝑠𝑎𝑦𝑜 𝐶𝐵𝑅 = ( )𝑥100 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑝𝑎𝑡𝑟ó𝑛

% 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑎 𝑎ñ𝑎𝑑𝑖𝑟 =

𝐻−ℎ 𝑥100 100 + ℎ

% 𝐸𝑥𝑝𝑎𝑛𝑠𝑖ó𝑛 =

𝐿2 − 𝐿1 𝑥100 127

𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑛𝑠𝑎𝑦𝑜 𝐶𝐵𝑅0.1 = ( )𝑥100 1000 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑛𝑠𝑎𝑦𝑜 𝐶𝐵𝑅0.2 = ( )𝑥100 1500 ING. ROMMEL SILVA HURTADO JEFE DE PRACTICAS – UAC EPIC

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PROCEDIMIENTO DE CALCULO 1. Realizamos el calculo de contenido de humedad final 2. Humedad inicial será el CHO. 3. Densidad Húmeda. 4. Densidad Seca. 5. Expansión.

6. Con el registro de datos obtenido se procede a localizar a 0.1 y 0.2 pulgas de penetración la presión que se aplica.

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PROCEDIMIENTO DE CALCULO 6. Se calcula el CBR en porcentaje.

7. Se procede a realizar la grafica de presión vs penetración. 8. Se procede a realizar la grafica de compactación para hallar la máxima densidad seca para luego generar la curva de CBR vs su correspondiente densidad seca.

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CORRECCIÓN DE CURVAS Se dibuja una curva que relacione las presiones (ordenadas) y las penetraciones (abscisas), y se observa si esta curva presenta un punto de inflexión. Si no presenta punto de inflexión se toman los valores correspondientes a 2,54 y 5,08 mm (0,1" y 0,2") de penetración.

Si la curva presenta un punto de inflexión, la tangente en ese punto cortará el eje de abscisas en otro punto (o corregido), que se toma como nuevo origen para la determinación de las presiones correspondientes a 2,54 y 5,08 mm. ING. ROMMEL SILVA HURTADO JEFE DE PRACTICAS – UAC EPIC

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CURVA PRESIÓN VS PENETRACIÓN

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CURVA DE COMPACTACIÓN Y CBR

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CLASIFICACIÓN DE SUELOS PARA USO EN PAVIMENTOS

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USO DEL EQUIPO DE CBR LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS UAC

ADVERTENCIA • Antes de usar, asegúrese de usar la tensión de alimentación adecuada marcada en el panel trasero de la unidad.

• Es necesario el acompañamiento con un encargado de laboratorio para el uso del equipo, de otro modo el grupo se hace responsable del mal funcionamiento y posterior daño al equipo. • Todos los datos obtenidos se deben de presentar en físico y digital.

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