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• Yasmin de Villavicencio

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Ensayo CBR cat.: assaig CBR m.; eng.: California Bearing Ratio Definición El Ensayo CBR (California Bearing Ratio: Ensayo de Relación de Soporte de California) mide la resistencia al esfuerzo cortante de un suelo y para poder evaluar la calidad del terreno para subrasante, sub base y base de pavimentos. Se efectúa bajo condiciones controladas de humedad y densidad. Este es uno de los parámetros necesarios obtenidos en los estudios geotécnicos previos a la construcción como también lo son el Ensayo Proctor y los análisis granulométricos del terreno. Descripción Ampliada Diferenciamos distintos tipos de CBR en función de la calidad de suelos, a saber:  

CBR suelos inalterados. CBR suelos remoldeados.



CBR suelos gravosos y arenosos.



CBR suelos cohesivos poco o nada plásticos.



CBR suelos cohesivos plásticos.

Este procedimiento puede efectuarse en terreno compactado. Este procedimiento mide la carga necesaria para penetrar un pistón de dimensiones determinadas a una velocidad previamente fijada en una muestra compactada de suelo después de haberla sumergido en agua durante cuatro días a la saturación más desfavorable y luego de haber medido su hinchamiento. La muestra se sumerge para poder prever la hipotética situación de acumulación de humedad en el suelo después de la construcción. Por ello, después de haber compactado el suelo y de haberlo sumergido, se lo penetra con un pistón el cual está conectado a un pequeño "plotter" que genera una gráfica donde se representa la carga respecto la profundidad a la que ha penetrado el pistón dentro de la muestra. La gráfica obtenida por lo general es una curva con el tramo inicial recto y el tramo final cóncavo hacia abajo; cuando el tramo inicial no es recto se le corrige. Con la gráfica observamos los valores de la carga que soportaba el suelo cuando el pistón se había hundido 2.5 mm y 5mm y los expresamos en tanto

por ciento (%), tomando como índice CBR el mayor de los porcentajes calculados. Índice CBR cat.: indexi CBR m.; eng.: index CBR m. Valor obtenido en el Ensayo CBR que indica la relación entre la presión necesaria para que el pistón penetre en el suelo hasta una cierta profundidad, y la presión correspondiente a esa misma penetración en una muestra patrón de grava machacada. Ensayo Proctor cat: assaig pròctor m; eng: proctor test Definición 

El Ensayo Proctor es una prueba de laboratorio que sirve para determinar la relación entre el contenido de humedad y el peso unitario seco de un suelo compactado.

Descripción Ampliada El primer método en relación a esta técnica es el conocido como Prueba Proctor Estándar. El mas empleado actualmente es el denominado Prueba Proctor Modificado en donde se aplica mayor energía de compactación que el estándar, ya que es más adecuado a las solicitaciones de las estructuras que se construyen en la actualidad. En algunos casos, según las condiciones, se emplea el ensayo conocido como Proctor de 15 golpes. Básicamente, todos se realizan por compactación del suelo, con condiciones variables. En la tabla siguiente se especifican las diferentes pruebas (estándar, modificado y 15 golpes).

AP- 010. Índice C.B.R. de un Suelo. Sin Inmersión. Ámbito de Suelos Descripción del ensayo El ensayo tiene como objetivo determinar la capacidad portante de un suelo en función de su estado, densidad y humedad, así como de la sobrecarga que se le aplique. El Ensayo CBR (California Bearing Ratio) se puede llevar a cabo sobre un suelo compacto en laboratorio o bien sobre muestras inalteradas de un determinado terreno. Una vez preparadas las muestras, éstas pueden ser sometidas a inundación de agua o ensayarlas sin inmersión. La metodología que se expone en los siguientes puntos, corresponde a muestras compactadas en un laboratorio ensayadas sin inmersión. Cómo se Hace Debe haberse determinado la densidad máxima y la humedad óptima de suelo mediante el ensayo de Proctor Modificado. Si la muestra está excesivamente húmeda, se dejará secar al aire, o en estufa, a temperatura inferior a 60ºC. Se pasa la muestra por el tamiz 20 mm y se determina el porcentaje de masa retenida. Si éste es superior al 10%, se sustituye la parte retenida por material de tamaño de entre 20 y 5 mm. En el caso de que la fracción de material retenida por el tamiz de 20 mm supere el 30% de la muestra o existan partículas de tamaño superior a 50 mm, el ensayo no es adecuado para este tipo de suelo. Una vez preparada la muestra y determinada su humedad, se aplica la cantidad de agua necesaria hasta llegar a la óptima. En un molde de dimensiones normalizadas, se introduce la muestra de suelo en cinco capas del mismo espesor, compactándose cada una de ellas con 15 golpes de un mazo de 4,535 kg que cae libremente a una altura de 457 mm. Se repite el proceso con otros dos moldes compactándolos con 30 y 60 golpes respectivamente para cada una de las cinco capas. Enrasados los moldes, una vez ya girados y extraída la base, se coloca, encima de la probeta, una sobrecarga anular de 2,25 kg y se lleva el conjunto a la prensa. Puede lastrarse la muestra con una carga equivalente a la esperada en obra. La prensa se compone de un pistón metálico de 49,6 mm de diámetro y un sistema de medida de deformación.

Se aplica la carga sobre el pistón a una velocidad de penetración uniforme de 1,2 mm/min. Se anotan las lecturas de carga correspondientes a los valores de penetración en mm: 0,25, 0,50, 0,75, 1,00, 1,50, 2,00, 2,50, 3,00, 4,00, 5,00, 7,50, 10,00 y 12,50. Una vez acabada la operación, se retira el molde de la prensa, se desmonta y se extrae, de la zona próxima a la penetración, una muestra de sol para determinar la humedad final de la muestra. Si designamos Q como la fuerza total expresada en kN o en kP por las penetraciones correspondientes a 2,50 mm y 5,00 mm, el índice CBR se calcula en conformidad al cuadro siguiente, para cada uno de los tres moldes preparados:

Penetración en mm. ..... 2,50 5,00

CBR CBR Q en KN Q en KP 7,57 x Q 0,0742 x Q 5xQ 0,0490 x Q

Se elige como índice C.B.R de la muestra ensayada, el mayor de estos valores. Cómo se expresan: El índice C.B.R. es un número sin unidad. En un gráfico se representan las densidades secas en el eje de las ordenadas y sus respectivos índices C.B.R, en el de las abscisas. Normas de Referencia o Relacionadas UNE 103-502-94, NLT-111/78, ASTM D 1883 73, BS 1377:1990 Utilidad del Ensayo La realización del ensayo resulta imprescindible siempre que se quiera conocer la capacidad portante de un terreno natural, o de bases de zahorra natural o artificial, ya que el resultado condiciona el tipo de firme o solución constructiva a adoptar en función del tipo de tráfico o uso que tendrá el pavimento. Cuándo Hacerlo Siempre antes de aceptar una determinada zahorra natural y determinados tipos de suelos para terraplenes (tolerables, adecuados o seleccionados). Precauciones Hay que asegurarse que la muestra que se envíe para hacer el ensayo corresponda a la tipología del material a compactar. Cada tipo de zahorra tiene distintas características y por consiguiente, valores variables de densidad seca y humedad óptima. Si durante el transcurso de las operaciones de compactación se observan diferencias en el aspecto, o hay un cambio de material, de proveedor, o de cantera, se deberá proceder a un nuevo ensayo

Proctor para disponer de valores de referencia de compactación acordes al tipo de material que se está manejando. Muestra La muestra mínima para llevar a cabo un ensayo de Proctor Modificado es de 35 kg de material. Exigencias El nivel de exigencia de valor de índice C.B.R., ligado al nivel de compactación, es en función del tipo de material y de la situación del mismo. Por lo tanto, en el caso de terraplenes se exige en coronaciones valores de C.B.R. > 5 en suelos adecuados y seleccionados; en el caso de cimentación y núcleos de terraplenes (suelos tolerables, adecuados o seleccionados) el índice debe ser superior a 3. Las explanadas, que se clasifican en tres categorías capaces de responder a las solicitaciones de determinados tipos de tráfico, tienen los siguientes grados de exigencia definidos por su C.B.R.  

E1: 5 < C.B.R.< 10 E2: 10 > C.B.R. < 20



E3: C.B.R. >20

Las zahorras naturales tendrán una capacidad portante (C.B.R) no inferior a 20. Se usará también el índice CBR como parámetro evaluador de soluciones de suelos utilizados con cemento o cal a 7 días de edad. P- 001. Próctor Modificado. Ámbito de Suelos El ensayo tiene como objeto determinar cuál es la densidad seca máxima y la humedad óptima que se puede obtener al ser compactado un suelo con una energía fijada. Es decir, que humedad (óptima) debe tener un suelo para poder conseguir su máxima compactación (densidad) en estado seco, aplicando una determinada energía de compactación. Cómo se Hace En un molde de dimensiones normalizadas (2320 cm 3), se deposita el suelo en cinco capas, compactando-se cada una de ellas, con 90 golpes verticales repartidos en la superficie del molde, de una masa de 50 mm de diámetro que pesa 4,535 kg y que cae de una altura de 457 mm. El compactado puede ser manual o por máquina automática. Una vez compactadas las cinco capas y

enrasado, el molde se pesa y se extrae, de su interior, una muestra de suelo para determinar el contenido de humedad. Se repite el proceso con el suelo preparado con diferentes humedades. Los diferentes resultados de % de humedad y de densidades secas calculadas, se van situando en un gráfico que determina una curva. Las coordenadas del máximo de la citada curva definen su densidad máxima y la humedad óptima del suelo objeto de ensayo.

Cómo se Expresan La densidad máxima seca se da en gr/cm3 y la humedad óptima en % Normas de Referencia o Relacionadas UNE 103-502-94, NLT-108/76, ASTM D 1557 78, BS 1377:1995.4.2 Utilidad del Ensayo La realización del ensayo resulta imprescindible siempre que se quiera determinar su grado de compactación de cualquier terreno natural, o bases de zahorra natural o artificial, ya que el resultado de la compactación siempre está referido al del Proctor. Cuándo Hacerlo

Siempre antes de pedir la comprobación de la compactación (densidad). Si no se lleva a cabo el ensayo de Proctor con anterioridad a la ejecución de las densidades, no podemos saber el resultado de éstas, y por consiguiente el grado de compactación del terreno, hasta que se tengan los resultados del Proctor, hecho que puede condicionar o retardar la disposición de nuevas capas sobre las que hace falta saber su compactación. Precauciones Se debe tener cuidado de que la muestra que se envíe para hacer el ensayo corresponda a la tipología del material a compactar. Cada tipo de suelo /zahorra tiene características diferentes, y por tanto, valores de densidad seca y humedad óptima variables. Si en el transcurso de las operaciones de compactación se observan diferencias de aspecto, o se cambia de tipo de material, o de proveedor, o de cantera, se deberá hacer un nuevo ensayo próctor para tener valores de referencia de compactación acordes con el tipo de material que se está utilizando. Muestra La muestra mínima para llevar a cabo un ensayo de Proctor modificado es de 35 kg de material. Exigencias Normalmente no hay exigencias de valor de próctor ya que cada material comporta un valor único y determinado. Solo se demandan valores mínimos de Próctor para clasificar algunos materiales:  

Suelos tolerables para terraplenes: 1,45 gr/cm 3 Zahorra natural: 1,80 gr/cm3