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ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA JULIO GARAVITO CENTRO DE ESTUDIOS GEOTÉCNICOS LABORATORIO DE PAVIMENTOS PRIMER SEMESTRE 2019

CBR DE SUELOS COMPACTADOS EN LABORATORIO INV-E-148 STANDARD TEST METHOD FOR CBR (CALIFORNIA BEARING RATIO) OF LABORATORY-COMPACTED SOILS ASTM D1883-0 Resumen: Para el ensayo de CBR, las muestras se deben preparar de acuerdo con el método C, descrito en la norma INV-E-141 o INV-E-142 y este material se debe compactar, enrasar y llenar vacíos, para cada uno de los moldes, los cuales serán sometidos a una carga de 44N para que el pistón asiente y este también tendrá una velocidad de penetración de 1.27 milímetros por minuto. Se debe medir la penetración del pistón y la carga a la que estará sometida el suelo, una vez concluya este proceso, se toma una muestra para determinar el contenido de humedad. El ensayo de CBR es utilizado para el diseño de pavimentos, este método se emplea para determinar el índice de resistencia de los suelos de subrasante, subbase y base. Palabras clave: CBR, esfuerzo, base, resistencia, suelos. Abstract: For the CBR test, samples must be prepared according to method C, described in the standard INV-E-141 or INV-E-142 and this material must be compacted, flush and fill gaps, for each of the molds, which will be subjected to a load of 44N so that the piston nods and this will also have a penetration speed of 1.27 millimeters per minute. Piston penetration must be measured and the load to which the soil will be subjected, once this process is concluded, a sample is taken to determine the moisture content. The CBR test in used for the design of pavements, this method is used to determine the resistance index of subgrade, subbase and base soils Keywords: CBR, stress, base, resistance, soils.

1. DESCRIPCIÓN DEL MATERIAL Y/O LUGAR 1

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Ilustración 1 zona donde se realizó el ensayo

Angulosidad Forma Color Olor Condición de humedad Consistencia Cementación Estructura

Sub-angulosa Planas Amarillo No presenta un olor particular Seca No aplica No presenta No presenta

Tabla 1 Descripción vidual y manual del material

2. METODLOGÍA Se selecciona el por medio del método del cuarteo, como paso a seguir se procede a tamizar el material extraído en el tamiz de ¾”. Conociendo la humedad requerida para el ensayo, se añade la cantidad de agua necesaria para llegar a dicha humedad y se mezcla bien para que todo el material quede con la misma humedad. Una vez se tenga la muestra bien mezclada se divide en cinco platones, donde se debe procurar que cada uno de los platones quede con la misma masa, ya con esto se deben ir depositando uno por uno en el molde para compactar por el método de Proctor de acuerdo con el número de golpes de cada muestra (56, 25 y 10). 2

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Una vez se termine el proceso de compactación de las cinco capas, se retira el collar de extensión y se enrasa, para los vacíos que queden después de la enrasada, se deben rellenar con el material que sobro de la enrasada, pero usando únicamente el que pase el tamiz N°4. Cuando terminen los ensayos respectivos de penetración, se saca la muestra de cada uno de los moldes y se extrae una muestra en un platón para pesar y determinar contenido de humedad. 3. DATOS Y RESULTADOS A partir de los datos recolectados para los 7 ensayos realizados por cada uno de los grupos se hicieron los respectivos cálculos con el fin de encontrar el valor del CBR de diseño Tabla 2 Datos del ensayo de CBR para cada grupo

Área pistón (in2) Humedad óptima (%) Peso seco máx. (kN/m3)

3 9,00% 21 HUMEDAD Y PESO UNITARIO SECO (DATOS) Grupo 4 9 Número de golpes 10 25 56 10 25 56 Número de molde usado 1 3 5 5 15 1 Contenido de humedad 2,2 2,2 2,2 1,1 1,1 1,1 Masa del molde (gr) 8568 8574 8186 8191 8191 8571 2321,84 2309,42 2315,09 2315,08 2315,26 2321,83 Volumen del molde (cm3) 0 9 0 6 2 9 Masa del molde + muestra compactada (gr) 13042 13320 13118 12867 13057 13724 Masa del platón (gr) 105 115 111 131 102 123 Masa del platón + Muestra húmeda (gr) 431 544 562 769 602 800 Masa del platón + Muestra seca (gr) 409,1 515,9 533,5 719,4 568,2 750,2 Densidad (gr/cm3) 1,9269 2,0551 2,1304 2,0198 2,1017 2,2194 Humedad Real 7,2% 7,0% 6,7% 8,4% 7,3% 7,9% 1,7975 1,9204 1,9957 1,8628 1,9596 2,0561 Densidad seca (gr/cm3)

3

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1 7 3 10 25 56 10 25 56 10 25 56 1 5 2 11 15 5 3 5 1 1,2 1,2 1,2 1,5 1,5 1,5 2,2 2,2 2,2 8576 8194 8194 8592 8172 8184 8576 8185 8567 2321,839 2315,086 2315,025 2308,324 2310,106 2315,086 2309,429 2315,086 2321,839 13237 12965 13542 11580 13154 13252 12913 12801 13488 124 102 123 131 154 105 110 107 112 520 602 800 769 956 1012 1101 1007 693 479 568,2 750,2 719,4 894,8 942,9 1040 953 658 2,0075 2,0608 2,3101 1,2944 2,1566 2,1891 1,8780 1,9939 2,1194 11,5% 7,3% 7,9% 8,4% 8,3% 8,2% 6,6% 6,4% 6,4% 1,7996 1,9215 2,1402 1,1938 1,9920 2,0223 1,7624 1,8742 1,9918 Tabla 3 Datos del ensayo de CBR para cada grupo

5 8 10 25 56 10 25 56 5 3 1 3 5 1 1,5 1,5 1,5 2 2 2 8186 8572 8568 8572 8185 8568 2315,090 2309,430 2321,840 2309,430 2315,090 2321,840 12809 13348 13712 13258 13094 13635 109 117 152 105 110 122 703 657 836 829 533 693 659 617 785 774 503 658 1,9969 2,0680 2,2155 2,0291 2,1204 2,1823 8,0% 8,0% 8,1% 8,2% 7,6% 6,5% 1,8490 1,9149 2,0503 1,8749 1,9701 2,0486 Tabla 4 Datos del ensayo de CBR para cada grupo

A continuación, se explicará para el grupo 4 todos los cálculos realizados, y se mostrará todos los resultados obtenidos para todos los grupos, teniendo en cuenta que se realizo el mismo proceso para cada uno de ellos. 1) Curvas de penetración

4

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Con los datos recolectados para el grupo 4, se encontró el valor del esfuerzo, teniendo en cuenta un área de pistón de 3𝑖𝑛2 , se muestra un ejemplo del calculo para la primera fila de la tabla 2 para 10 golpes Ejemplo de cálculo 𝑃(𝑁) 𝜎= 𝐴(𝑚𝑚2 ) 77 ∗ 9,81 𝜎= = 0,39𝑀𝑃𝑎 1935,48 Se realizo el mismo proceso para cada carga una de las cargas y se obtuvo los resultados mostrados en la tabla 2 DATOS DE PENETRACIÓN Golpes Masa inicial sistema + precarga (kg) Penetración (in) 0,025 0,05 0,075 0,1 0,125 0,15 0,175 0,2 0,3 0,4 0,5

Carga (kg) 77 142 232 313 385 454 510 565 759 946 1116

10 26 Esfuerzo(Mpa) 0,390 0,720 1,176 1,587 1,952 2,302 2,586 2,865 3,849 4,797 5,659

Carga (kg) 69 189 412 594 765 940 1100 1244 1706 2118 2515

4 25 19 Esfuerzo(Mpa) 0,350 0,958 2,089 3,012 3,879 4,766 5,578 6,308 8,650 10,740 12,753

Carga (kg) 85 484 868 1274 1655 2040 2356 2666 3780 4819 5700

56 20 Esfuerzo(Mpa) 0,431 2,454 4,401 6,460 8,392 10,344 11,946 13,518 19,167 24,435 28,903

Tabla 5 Cálculo de esfuerzos

Con base en la información obtenida en la tabla 2, se realizaron las gráficas de Esfuerzo vs penetración para 10, 25 y 56 golpes, esta se muestra a continuación

Curvas de penetracion 35.000 10 golpes

Esfuerzo (Mpa)

30.000

25 golpès

25.000

56 golpes

20.000 15.000 10.000 5.000 0.000 0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

Penetracion (mm) Gráfica 1 Curva de penetración grupo 4

5

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Debido a irregularidades en la superficie de la muestra la curva resulta cóncava hacia arriba, por lo tanto, el punto cero de la curva se debe corregir como se indica a continuación La corrección consiste en trazar una tangente a la curva en el punto de inflexión, cuya prolongación hasta el eje de abscisas definirá el nuevo origen de esta curva, al realizar este proceso se encontró la gráfica 2

Esfuerzo (MPa)

Curvas de penetracion corregidas (4) 35.000 30.000 25.000 20.000 15.000 10.000 5.000 0.000 0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

Penetracion (mm) 10 golpes

25 golpes

56 golpes

Gráfica 2 Curva de penetración corregida grupo 4

2) Cálculo de CBR Para el cálculo de CBR se tuvo en cuenta los datos de la muestra patrón de la tabla 3 Datos muestra patrón Penetración (mm) Penetración (in) Esf (Mpa) 2,54 0,1 6,89 5,08 0,2 10,34 Tabla 6 Muestra patrón

Conocido esto se analizo para cada uno de los golpes los valores de penetración a 0,1in (2,54mm) y 0,2 in (5,08mm), con estas se miro el esfuerzo que se tenia en la gráfica 1 y se encontró el valor de CBR como la relación entre el esfuerzo del suelo ensayado y el esfuerzo de la muestra patrón, los resultados obtenidos para el grupo 4 se muestran en la tabla 3 GRUPO

4

6

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Golpes Penetracion (mm) Penetración (in) 2,54 5,08

10 Esf (Mpa) 0,1 0,2 0,1 0,2

CBR CBR escogido

25 Esf (Mpa)

1,587 2,865 23,0% 27,7% 27,7%

56 Esf (Mpa)

3,012 6,308 43,7% 61,0% 61,0%

6,460 13,518 93,8% 130,7% 130,7%

Tabla 7 Cálculo de CBR

Ejemplo de cálculo A continuacion se muestra un ejemplo del calculo de CBR para el grupo 4 y 10 golpes Esfuerzo observado para la profundidad de 0,1 in en la grafica 1 = 1,587Mpa Esfuerzo observado para la profundidad de 0,2 in en la grafica 1= 2,865Mpa 𝐶𝐵𝑅 =

𝐸𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 𝑒𝑛 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑒𝑛𝑠𝑎𝑦𝑎𝑑𝑜 ∗ 100 𝐸𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑝𝑎𝑡𝑟𝑜𝑛

𝐶𝐵𝑅0.1 = 𝐶𝐵𝑅0.2 =

1,587𝑀𝑝𝑎 ∗ 100 = 23% 6,89 𝑀𝑝𝑎

2,865 𝑀𝑝𝑎 ∗ 100 = 27,7% 10,34 𝑀𝑝𝑎

Para la selección del CBR se tuvo en cuenta los siguientes criterios 𝐶𝐵𝑅0.1 > 𝐶𝐵𝑅0.2 Se escoge 𝐶𝐵𝑅0.1 𝐶𝐵𝑅0.1 < 𝐶𝐵𝑅0.2 Repetir ensayo con muestra y escoger mayor Para este caso en particular se uso el criterio 2 por lo tanto el CBR seleccionado es 27,7%

3) CBR de diseño 7

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Para el cálculo del CBR de diseño se realizo la gráfica 3 de CBR vs Densidad seca, esto con el fin de encontrar una ecuacion lineal que relacionara estas dos propiedades A partir de esta gráfica se realizo el cálculo del CBR de diseño teniendo en cuenta 𝑔𝑟 un peso unitario seco maximo de 2,1407𝑐𝑚3 ; para subbase se exige el 95% de la densidad seca maxima, los resultados obtenidos se muestran en la tabla 5

CBR vs Densidad seca Grupo 4 140.0% y = 4.9537x - 8.7031 R² = 0.8892

120.0%

CBR (%)

100.0% 80.0% 60.0% 40.0% 20.0% 0.0% 1.750

1.800

1.850

1.900

1.950

2.000

2.050

Densidad Seca (gr/cm^3) Gráfica 3 CBR vs Densidad seca grupo 4

GRUPO

4

Golpes 10 25 56

CBR escogido

Densidad seca (gr/cm3)

27,7% 61,0% 130,7%

CBR de diseño (%) 1,797 1,920 1,996

137%

Tabla 8 CBR de diseño grupo 4

Ejemplo de cálculo Con la ecuación obtenida al graficar el CBR escogido en el item anterior y la densidad seca se cálculo el CBR de diseño como 𝐶𝐵𝑅 = (4,9537 ∗ 𝑥 − 8,7031) ∗ 100 Donde x es el 95% de la densidad seca maxima 𝐶𝐵𝑅 = 4,9537 ∗ (95% ∗ 2,1407) − 8,7031) ∗ 100 = 137% 8

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Teniendo en cuenta que se realizo el mismo proceso mostrado en los items 1, 2, 3 para todos los grupos, a continuacion se muestran todos los resultados obtenidos Tablas del cálculo de esfuerzos para cada grupo

Carga (kg) 91 143 276 391 524 645 751 891 1168 1440 1708

10 26 Esfuerzo(Mpa) 0,461 0,725 1,399 1,983 2,657 3,271 3,808 4,518 5,922 7,302 8,661

Carga (kg) 69 186 362 579 745 911 1050 1190 1637 2006 2370

9 25 19 Esfuerzo(Mpa) 0,350 0,943 1,836 2,936 3,778 4,619 5,324 6,034 8,301 10,172 12,017

Carga (kg) 69 168 342 587 815 1023 1239 1502 2562 3569 4479

56 27 Esfuerzo(Mpa) 0,350 0,852 1,734 2,976 4,133 5,187 6,283 7,616 12,991 18,097 22,711

Tabla 9 Cálculo de esfuerzos grupo 9

Carga (kg) 64 100 190 287 370 438 500 552 728 874 1035

10 18 Esfuerzo(Mpa) 0,325 0,507 0,963 1,455 1,876 2,221 2,535 2,799 3,691 4,432 5,248

Carga (kg) 69 186 362 579 745 911 1050 1190 1637 2006 2370

1 25 19 Esfuerzo(Mpa) 0,350 0,943 1,836 2,936 3,778 4,619 5,324 6,034 8,301 10,172 12,017

Carga (kg) 69 106 196 405 687 1010 1318 1638 2823 3840 4793

56 27 Esfuerzo(Mpa) 0,350 0,537 0,994 2,054 3,484 5,121 6,683 8,306 14,314 19,471 24,304

Tabla 10 Cálculo de esfuerzos grupo 1

9

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Carga (kg) 91 143 276 391 524 645 751 891 1168 1440 1708

10 26 Esfuerzo(Mpa) 0,461 0,725 1,399 1,983 2,657 3,271 3,808 4,518 5,922 7,302 8,661

Carga (kg) 91 165 340 561 839 1107 1349 1571 2345 2945 3546

7 25 31 Esfuerzo(Mpa) 0,461 0,837 1,724 2,845 4,254 5,613 6,840 7,966 11,891 14,933 17,980

Carga (kg) 69 106 196 405 687 1010 1318 1638 2823 3840 4793

56 26 Esfuerzo(Mpa) 0,350 0,537 0,994 2,054 3,484 5,121 6,683 8,306 14,314 19,471 24,304

Carga (kg) 68 359 1064 1592 2140 2630 3058 3441 4798 5972 6000

56 23 Esfuerzo(Mpa) 0,345 1,820 5,395 8,072 10,851 13,336 15,506 17,448 24,329 30,282 30,424

Tabla 11 Cálculo de esfuerzos grupo 7

Carga (kg) 67 140 281 380 467 547 623 688 929 1135 1175

10 27 Esfuerzo(Mpa) 0,340 0,710 1,425 1,927 2,368 2,774 3,159 3,489 4,711 5,755 5,958

Carga (kg) 84 209 517 710 870 1034 1178 1305 1748 2160 2521

3 25 23 Esfuerzo(Mpa) 0,426 1,060 2,622 3,600 4,411 5,243 5,973 6,617 8,863 10,953 12,783

Tabla 12 Cálculo de esfuerzos grupo 3

10

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10 19.5 Carga (kg) Esfuerzo(Mpa) 60 0,304 96 0,487 226 1,146 354 1,795 455 2,307 554 2,809 636 3,225 716 3,631 1001 5,076 1264 6,409 1516 7,687

Carga (kg) 33 67 159 287 458 659 878 1074 1798 2423 2948

5 25 19 Esfuerzo(Mpa) 0,167 0,340 0,806 1,455 2,322 3,342 4,452 5,446 9,117 12,286 14,948

Carga (kg) 37 66 138 376 785 1256 1769 2198 3713 4958 5954

56 19 Esfuerzo(Mpa) 0,188 0,335 0,700 1,907 3,980 6,369 8,970 11,145 18,827 25,140 30,191

Tabla 13 Cálculo de esfuerzos grupo 5

Carga (kg) 75 124 273 431 573 698 812 930 1280 1643 1887

10 27 Esfuerzo(Mpa) 0,380 0,629 1,384 2,185 2,905 3,539 4,117 4,716 6,490 8,331 9,568

Carga (kg) 67 133 390 708 980 1222 1450 1660 2411 3078 3616

8 25 21 Esfuerzo(Mpa) 0,340 0,674 1,978 3,590 4,969 6,196 7,352 8,417 12,225 15,607 18,335

Carga (kg) 88 160 265 448 632 1027 1482 1942 3727 5372 6000

56 27 Esfuerzo(Mpa) 0,446 0,811 1,344 2,272 3,205 5,208 7,515 9,847 18,898 27,239 30,424

Tabla 14 Cálculo de esfuerzos grupo 8

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Graficas de Curva de penetración para cada grupo

Curvas de penetración 25.000

10 golpes

Esfuerzo (Mpa)

20.000

25 golpès 56 golpes

15.000 10.000 5.000 0.000 0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

Penetracion (mm) Gráfica 4 Curva de penetración grupo 9

Curvas de penetración 30.000

Esfuerzo (Mpa)

10 golpes 25.000

25 golpès

20.000

56 golpes

15.000 10.000 5.000 0.000 0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

Penetracion (mm) Gráfica 5 Curva de penetración grupo 1

12

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30.000 25 golpès

20.000

56 golpes

15.000 10.000 5.000

0.000 0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

Penetracion (mm) Gráfica 6 Curva de penetración grupo 7

Curvas de penetración 35.000 10 golpes

30.000

Esfuerzo (Mpa)

Esfuerzo (Mpa)

10 golpes 25.000

25 golpès

25.000

56 golpes

20.000

15.000 10.000 5.000

0.000 0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

Penetracion (mm) Gráfica 7 Curva de penetración grupo 3

13

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Curvas de penetración 35.000 10 golpes 25 golpès

25.000

56 golpes

20.000

15.000 10.000 5.000 0.000 0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

Penetracion (mm) Gráfica 8 Curva de penetración grupo 5

Curvas de penetración 35.000

10 golpes

30.000

Esfuerzo (Mpa)

Esfuerzo (Mpa)

30.000

25 golpès

25.000

56 golpes

20.000 15.000 10.000 5.000 0.000 0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

Penetracion (mm) Gráfica 9 Curva de penetración grupo 8

14

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Graficas de Curva de penetración corregida para cada grupo

Curvas de penetración corregidas (9)

Esfuerzo (MPa)

25.000 20.000 15.000 10.000 5.000 0.000 0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

Penetracion (mm) 10 golpes

25 golpes

56 golpes

Gráfica 10 Curva de penetración corregida grupo 9

Curvas de penetración corregidas (1) Esfuerzo (MPa)

30.000 25.000 20.000 15.000

10.000 5.000 0.000 0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

Penetracion (mm) 10 golpes

25 golpes

56 golpes

Gráfica 11 Curva de penetración corregida grupo 1

15

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Curvas de penetración corregidas (7) Esfuerzo (MPa)

30.000 25.000 20.000 15.000 10.000 5.000 0.000

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

Penetracion (mm) 10 golpes

25 golpes

56 golpes

Gráfica 12 Curva de penetración corregida grupo 7

Curvas de penetración corregidas (3) 35.000

Esfuerzo (MPa)

30.000 25.000 20.000

15.000 10.000 5.000 0.000 0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

Penetracion (mm) 10 golpes

25 golpes

56 golpes

Gráfica 13 Curva de penetración corregida grupo 3

16

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Curvas de penetración corregidas (5) 35.000

Esfuerzo (MPa)

30.000

25.000 20.000 15.000 10.000 5.000 0.000 0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

Penetracion (mm) 10 golpes

25 golpes

56 golpes

Gráfica 14 Curva de penetración corregida grupo 5

Curvas de penetración corregidas (8) 35.000

Esfuerzo (MPa)

30.000 25.000 20.000 15.000 10.000 5.000 0.000 0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

Penetracion (mm) 10 golpes

25 golpes

56 golpes

Gráfica 15 Curva de penetración corregida grupo 8

Tablas de cálculo CBR para cada grupo GRUPO Golpes Penetracion (mm) Penetración (in) 2,54 5,08

0,1 0,2 0,1 0,2

CBR CBR escogido

10 Esf (Mpa) 2,657 4,869 38,6% 47,1% 47,1%

9 25 56 Esf (Mpa) Esf (Mpa) 3,778 5,187 6,601 10,304 54,8% 75,3% 63,8% 99,6% 63,8% 99,6%

Tabla 15 Cálculo de CBR grupo 9

17

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GRUPO 1 Golpes 10 25 56 Esf (Mpa) Esf (Mpa) Esf (Mpa) Penetracion (mm) Penetración (in) 1,876 3,778 6,683 2,54 0,1 5,08 0,2 3,022 6,601 12,812 0,1 27,2% 54,8% 97,0% CBR 0,2 29,2% 63,8% 123,9% CBR escogido 29,2% 63,8% 123,9% Tabla 16 Cálculo de CBR grupo 1

GRUPO 7 Golpes 10 25 56 Esf (Mpa) Esf (Mpa) Esf (Mpa) Penetracion (mm) Penetración (in) 2,657 5,613 6,683 2,54 0,1 5,08 0,2 4,869 9,928 12,812 0,1 38,6% 81,5% 97,0% CBR 0,2 47,1% 96,0% 123,9% CBR escogido 47,1% 96,0% 123,9% Tabla 17 Cálculo de CBR grupo 7

GRUPO 3 Golpes 10 25 56 Esf (Mpa) Esf (Mpa) Esf (Mpa) Penetracion (mm) Penetración (in) 2,368 4,411 10,851 2,54 0,1 5,08 0,2 3,992 7,179 19,168 0,1 34,4% 64,0% 157,5% CBR 0,2 38,6% 69,4% 185,4% CBR escogido 38,6% 69,4% 185,4% Tabla 18 Cálculo de CBR grupo 3

GRUPO 5 Golpes 10 25 56 Penetración (in) Esf (Mpa) Esf (Mpa) Esf (Mpa) Penetracion (mm) 2,307 3,342 6,369 2,54 0,1 5,08 0,2 3,992 7,281 14,986 0,1 33,5% 48,5% 92,4% CBR 0,2 38,6% 70,4% 144,9% CBR escogido 38,6% 70,4% 144,9% Tabla 19 Cálculo de CBR grupo 5

18

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GRUPO Golpes Penetracion (mm) Penetración (in) 2,54 5,08

0,1 0,2 0,1 0,2

CBR CBR escogido

10 Esf (Mpa) 2,905 5,159 42,2% 49,9% 49,9%

8 25 56 Esf (Mpa) Esf (Mpa) 4,969 7,515 9,369 16,635 72,1% 109,1% 90,6% 160,9% 90,6% 160,9%

Tabla 20 Cálculo de CBR grupo 8

Graficas de CBR vs Densidad seca para cada grupo

CBR vs Densidad seca Grupo 9 120.0% y = 2.7178x - 4.6236 R² = 0.9575

CBR (%)

100.0% 80.0% 60.0% 40.0% 20.0% 0.0% 1.850

1.900

1.950

2.000

2.050

2.100

Densidad Seca (gr/cm^3) Gráfica 17 CBR vs Densidad seca grupo 9

CBR vs Densidad seca Grupo 1 140.0% y = 2.7761x - 4.7007 R² = 0.9999

120.0%

CBR (%)

100.0% 80.0% 60.0%

40.0% 20.0% 0.0% 1.700

1.800

1.900

2.000

2.100

2.200

Densidad Seca (gr/cm^3)

19

ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA JULIO GARAVITO CENTRO DE ESTUDIOS GEOTÉCNICOS LABORATORIO DE PAVIMENTOS PRIMER SEMESTRE 2019 Gráfica 18 CBR vs Densidad seca grupo 1

CBR vs Densidad seca Grupo 7 140.0% 120.0%

y = 0.7818x - 0.4671 R² = 0.8922

CBR (%)

100.0% 80.0% 60.0% 40.0% 20.0%

0.0% 0.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

Densidad Seca (gr/cm^3) Gráfica 19 CBR vs Densidad seca grupo 7

CBR vs Densidad seca grupo 3 200.0% y = 6.4271x - 11.08 R² = 0.9075

CBR (%)

150.0% 100.0% 50.0% 0.0% 1.750

1.800

1.850

1.900

1.950

2.000

2.050

Densidad Seca (gr/cm^3) Gráfica 20 CBR vs Densidad seca grupo 3

20

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CBR vs Densidad seca grupo 5 160.0% y = 5.3145x - 9.4532 R² = 0.999

140.0%

CBR (%)

120.0% 100.0% 80.0% 60.0% 40.0% 20.0% 0.0% 1.800

1.850

1.900

1.950

2.000

2.050

2.100

Densidad Seca (gr/cm^3) Gráfica 21 CBR vs Densidad seca grupo 5

CBR (%)

CBR vs Densidad seca grupo 8 180.0% 160.0% 140.0% 120.0% 100.0% 80.0% 60.0% 40.0% 20.0% 0.0% 1.850

y = 6.3188x - 11.409 R² = 0.9575

1.900

1.950

2.000

2.050

2.100

Densidad Seca (gr/cm^3) Gráfica 22 CBR vs Densidad seca grupo 8

Tablas de CBR de diseño para cada grupo GRUPO

9

Golpes

CBR escogido

Densidad seca (gr/cm3)

CBR de diseño (%)

10

47,1%

1,863

25

63,8%

1,960

99,6%

2,056

56

90%

Tabla 21 CBR de diseño grupo 9

21

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GRUPO

1

Golpes 10 25 56

CBR escogido

Densidad seca (gr/cm3)

CBR de diseño (%)

29,2% 63,8% 123,9%

1,800 1,922 2,140

95%

Tabla 22 CBR de diseño grupo 1

GRUPO

7

Golpes

CBR escogido

Densidad seca (gr/cm3)

CBR de diseño (%)

10

47,1%

1,194

25

96,0%

1,992

123,9%

2,022

56

112%

Tabla 23 CBR de diseño grupo 7

GRUPO

3

Golpes 10 25 56

CBR escogido

Densidad seca (gr/cm3)

38,6% 69,4% 185,4%

CBR de diseño (%)

1,762 1,874 1,992

199%

Tabla 24 CBR de diseño grupo 3

GRUPO

5

Golpes

CBR escogido

Densidad seca (gr/cm3)

CBR de diseño (%)

10

38,6%

1,849

25

70,4%

1,915

56

144,9%

2,050

136%

Tabla 25 CBR de diseño grupo 5

GRUPO

8

Golpes

CBR escogido

Densidad seca (gr/cm3)

10

49,9%

1,875

25

90,6%

1,970

56

160,9%

2,049

CBR de diseño (%) 136%

Tabla 26 CBR de diseño grupo 8

22

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Zonas homogéneas

GRUPO

CBR (%)

4 9 1 7 3 5 8

140 90 100 110 200 140 140

% CBR ordenado de Numero de resultados menor a mayor mayores o igual que 90 100 110 140 200

Porcentaje de resultados mayores o iguales que

7 6 5 4 1

100,0% 85,7% 71,4% 57,1% 14,3%

Tabla 27 Solución de método instituto de asfalto

Transito Bajo Medio Alto

Tránsito (EE) 10^6

Percentil X = 60%

CBR de diseño (%) 134

X = 75% X = 87,5%

108 99

Tabla 28 Solución de método instituto de asfalto

Gráfica 23 Determinación de la resistencia o respuesta homogénea de cada área de diseño

4. PRECISIÓN Y SESGO No es posible determinar la precisión y sesgo del este ensayo puesto que no hay suficientes datos.

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5. COMPARACIÓN CON LAS ESPECIFICACIONES Y/O LA TEORÍA En resumen; los datos obtenidos que se observan en la tabla 24, pueden ser comparados con las especificaciones técnicas en las que el material se clasifica de manera cualitativa, tipo de suelo y además de sugerir el uso que se le puede dar. Tránsito Bajo Medio Alto

Tránsito (EE) Percentil CBR de diseño (%) 10^6 X = 87,5% 99 Tabla 24 CBR Obtenidos

Con los resultados obtenidos de la tabla 24 y con la clasificación cualitativa del suelo de acuerdo al CBR descrita en la ilustración 2 se tiene que;   

Para el tránsito bajo el CBR es de 134, valor muy alto que no se encuentra en el rango establecido. Se asume que se puede usar como base y que la clasificación es excelente Con un valor de CBR de 198 para el tránsito medio, el material se clasifica como excelente y de uso como base. Por último, el CBR para el tránsito alto es de 99 lo cual también se clasifica como excelente y de uso para base

Ilustración 2 Clasificación del suelo con CBR

De lo anterior, se analiza que el material utilizado para la práctica de laboratorio tiene condiciones excelentes y se usaría como material para base, cabe resaltar que este material posee una resistencia muy buena y que los tres valores obtenidos no están tan dispersos.

6. CASO PRÁCTICO DE APLICACIÓN NO APLICA

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7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 



En razón a los valores obtenidos de CBR en un intervalo de [99-134]% se tiene un material de excelente calidad que sirve como material base, el cuál posee una resistencia potencial. Según la literatura, el CBR para una base debe ser como mínimo 80, lo que confirma que el material si podría tener ese uso. Los parámetros de resistencia del suelo son de las condiciones más importantes a la hora del diseño de un pavimento en un tramo de vía, ya que de este básicamente depende el comportamiento mecánico de cada una de las capas cuando estas son sometidas a un tipo de carga.



Utilizar un valor de CBR alto proporciona a la vía alta resistencia y por consiguiente favorece al confort, funcionabilidad y durabilidad. Por tal razón, este es un ensayo con alto grado de importancia el cual necesita en sus resultados la mayor confiabilidad posible.



Los valores de CBR obtenidos en el ensayo, tienen magnitudes que nos permiten concluir que son valores excelentes para ser usados en una base y que el material utilizado durante el ensayo se puede clasificar según sistema unificado, en suelos GW o GM.

BIBLIOGRAFÍA [1] MONTEJO FONSECA, ALFONSO. Ingeniería de Pavimentos para Carreteras, 3ª. Ed. Universidad Católica de Colombia [2] SANCHEZ SABOGAL, FERNANDO y CAMPAGNOLI MARTÍNEZ, SANDRA XIMENA. Pavimentos Asfálticos de Carreteras - Guía práctica para los estudios y diseños. 2016. Ed Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito [3] SÁNCHEZ SABOGAL, FERNANDO. Pavimentos, Universidad La Gran Colombia. 1984. [4] INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS – INV. Especificaciones Generales de Construcción de carreteras y Normas de Ensayo para materiales de carreteras. 2007. Sección 100. Suelos En www.invias.gov.co Documentos técnicos. [5] INTITUTO DE DESARROLLO URBANO – IDU. "ESPECIFICACIONES TÉCNICAS GENERALES DE MATERIALES Y CONSTRUCCIÓN PARA PROYECTOS DE INFRAESTRUCTURA VIAL Y DE ESPACIO PÚBLICO EN BOGOTÁ D.C, -IDU ET 2011.

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