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• María García Bohórquez

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CBR DE SUELOS COMPACTADOS EN LABORATORIO SOBRE MUESTRA INALTERADA (INV E 148-13) Objetivo General Determinar el valor de C.B.R. de un suelo, que se expresa como un porcentaje del esfuerzo requerido para hacer penetrar un pistón en el suelo que se ensaya, dividido por el esfuerzo requerido para hacer penetrar el mismo pistón hasta la misma profundidad en una muestra patrón de piedra triturada. Objetivos Específicos 1. Sacar dos muestras de suelo en los PR 200 Y PR 220 para su posterior ensayo en el laboratorio de la Universidad Pontificia Bolivariana. 2. Comprender para qué se utiliza el C.B.R. y conocer la importancia de este para el diseño de carreteras.

Fundamento Teórico El ensayo de la relación de soporte de California se desarrolló por parte de la relación de la dirección de California en 1929 como una forma de la capacidad de clasificación de los suelos, pero es utilizado como subrasante o material de base en la construcción de carreteras. Durante la segunda guerra mundial el cuerpo de ingenieros de los Estados Unidos utilizó este ensayo para la construcción de aeropuertos. Al ensayo del CBR la ASTM la denominó el ensayo de Relación de soporte, es la que mide la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones húmedas y densidad controlada. En ensayo de penetración es un numero de relación de soporte, pero se debe se/alar que este no es una constante para un suelo dado sino solo se aplicó para el suelo en el cual se encuentra durante el ensayo. Este método se emplea para evaluar la resistencia potencial de materiales de subrasante, subbase y base, incluyendo materiales reciclados, para su empleo en pavimentos de carreteras y pistas de aterrizaje. Para aplicaciones en las cuales el efecto de contenido de agua de compactación sobre el CBR es bajo, tal el caso de los materiales de grano grueso sin cohesión, o cuando se permita una tolerancia en relación con el efecto de diferentes contenidos de agua de compactación en el procedimiento. Definiciones Contenido de agua (humedad) de la muestra compactada: Contenido de agua, expresado en porcentaje, del material usado para compactar la muestra de ensayo.

Contenido de agua en los 25.4 mm (1”) superiores, luego de la inmersión (w S): Contenido de agua, expresado en porcentaje, del material de los 25,4 mm (1”) superiores de la muestra compactada, luego de su inmersión y penetración. Contenido de agua luego de ensayo (wf): Contenido de agua, expresado en porcentaje, del material de la muestra compactada, luego de su inmersión y penetración, sin incluir el material descrito en el inciso anterior. Densidad seca antes de la inmersión (ρd): Densidad seca del espécimen tal como fue compactado, calculada a partir de su masa húmeda y de su contenido de agua.

MARCO TEÓRICO El C.B.R. se ontiene como la relación de la carga unitaria Kg/cm2 , libras por pulgadas cuadradas (PSI) necesaria para lograr una cierta profundidad de penetración del pistón (con un área de 19.4 cm2) 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 de material triturado, en ecuación esto se expresa: 𝐶𝐵𝑅 =

𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑠𝑎𝑦𝑜 𝑥100% 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑝𝑎𝑡𝑟ó𝑛

(1)

Los valores de carga unitaria que deben utilizarse en la ecuación son: PENETRACIÓN

CARGA UNITARIA PATRÓN

mm

Pulgada

Mpa

Kg. /cm2

psi

2,54

0,1

6,90

70,00

1000

5,08

0,2

10,30

105,00

1500

7,62

0,3

13,10

133,00

1900

10,16

0,4

15,80

162,00

2300

12,7

0,5

17,90

183,00

2600

Valores de Carga Unitaria 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. A continuación, utilizando los métodos 2 o 4 de las normas ASTM D698-70 ó D1557-70 (para el molde de 15.5 cm. de diámetro), se debe compactar muestras utilizando las siguientes energías de compactación: MÉTODO D698

D1557

GOLPES

CAPAS

PESO DEL MARTILLO N

2 (suelos de grano fino)

56

3

24,5

4 ( suelos gruesos)

56

3

24,5

2 (suelos de grano fino)

56

5

44,5

4 (suelos gruesos)

56

5

44,5

Energías de Compactación El ensayo de CBR se utiliza para establecer una relación entre el comportamiento de los suelos principalmente utilizados como bases y sub. rasantes bajo el pavimento de carreteras y aeropistas, la siguiente tabla da una clasificación típica: CBR 0-3 3-7

CLASIFICACIÓN GENERAL muy pobre pobre a regular

USOS subrasante subrasante

SISTEMA DE CLASIFICACIÓN UNIFICADO AASHTO OH, CH, MH, OL A5,A6,A7 OH, CH, MH, OL A4,A5,A6,A7

7 - 20

regular

sub.-base

20 - 50

bueno

Base, sub. base

> 50

excelente

base

OL, CL, ML, SC SM, SP GM,GC,W,SM SP,GP GW, GM

Clasificación de suelos para Infraestructura de Pavimentos

A2,A4,A6,A7 A1b,A2-5,A3 A2-6 A1-a, A24,A3