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Facultad de arquitectura e ingeniería civil ESCUELA PROFESIONAL

de ingeniería

civil

ENSAYO CBR (CALIFORNIA BEARING RATIO) CURSO: PRACTICAS DE LABORATORIO-PAVIMENTOS DOCENTE: ING. FERNANDO KILLI DUEÑAS ALUMNOS: ALCCA SANA FERDINAN LUIS 131566 MAITAN LAZO NOE 141409 RAMOS SILVA EMER WILFREDO 140961 RODAS GUIZADO ABEL 130723 SILVESTRE YANA ELVIS SAÚL 140950 SOTELO ESCOBAR EDGAR ALEXANDER 141121 TERRAZAS HERRERA YERSON 131351 VALDEZ MORALES JULIO EDU 134062 SEMESTRE: 2017-II Cusco -Perú

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Practicas de Laboratorio Pavimentos- Ensayo CBR

2 de enero del 2018

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Practicas de Laboratorio Pavimentos- Ensayo CBR

INDICE Contenido 1)

OBJETIVOS...................................................................................................................... 4

2)

NORMA ............................................................................................................................. 4

3)

CONCEPTO ...................................................................................................................... 4

4)

MATERIALES Y EQUIPOS............................................................................................ 5

5)

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO .................................................................................. 6

6)

TOMA Y ANALISIS DE DATOS.................................................................................... 7

7)

CONCLUSIONES .......................................................................................................... 16

8)

REFERENCIAS .............................................................................................................. 16

2 de enero del 2018

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1) OBJETIVOS  Evaluar la calidad del suelo para sub-rasante suba-base y base de pavimentos.  El presente ensayo de CBR tiene como objetivo determinar el valor de CBR del suelo, cuando son compactados y ensayados en el laboratorio, mediante la comparación entre la carga de penetración en el suelo y aquella de un material normalizado o “standard”.  Determinar la resistencia al esfuerzo cortante del suelo, bajo condiciones de humedad y densidad cuidadosamente controladas.

2) NORMA  ASTM D 1883  MTC E 132

3) CONCEPTO Los valores de carga unitaria para las diferentes profundidades de penetración dentro de la muestra patrón están determinadas, el “CBR” que se usa para proyectos, es el valor que se obtiene para una penetración de 0.1 o 0.2 pulgadas, se elige el que sea más grande entre los dos. 𝐶𝐴𝑅𝐺𝐴 𝐸𝑁𝑆𝐴𝑌𝑂

CBR = 𝐶𝐴𝑅𝐺𝐴 𝑃𝐴𝑇𝑅𝑂𝑁 ∗ 100%

PENETRACIÓN

CARGA PATRON

0.1” ( 2.5 mm)

1000 lb/pulg2

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Practicas de Laboratorio Pavimentos- Ensayo CBR SIGNIFICADO DEL NUMERO CBR El número CBR, se obtiene de la relación de la carga unitaria (lbs/pulg2.) necesaria para lograr una cierta profundidad de penetración del pistón de penetración (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 (lbs/pulg2.) requerida para obtener la misma profundidad de penetración en una muestra estándar de material triturado. Los ensayos de CBR se hacen usualmente sobre muestras compactadas al contenido de humedad óptimo para un suelo específico, determinado utilizando el ensayo de compactación estándar o modificada del experimento.

4) MATERIALES Y EQUIPOS                     

Molde Compactador Disco Espaciador Pisón Máquina de Compresión Prensa de CBR Balanza Cápsulas Placa perforada con su vástago Pesas Comba de goma Horno eléctrico. Tamiz de No 4 y 3/4". Regla metal con filo para enrasar. Cuchillos Un rociador de agua. Bandejas Extensómetros Recipiente para sumergir las muestras Pipeta Probeta Papel filtro

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5) PROCEDIMIENTO DE ENSAYO 1. Se pulverizan aproximadamente 45Kg de material. 2. Se pasan a través del tamiz de 3/4". 3. Se desecha la parte Retenida. 4. El material desechado se remplaza por una cantidad igual en peso de muestra representativa del mismo material que pasa el tamiz de 3/4" y quede retenido en el tamiz N°4. 5. Se realiza el ensayo de Compactación de acuerdo con la Norma MTC E-115, proctor modificado (se emplea el molde de CBR cuyo volumen es de 1/12.22 pie3). Se determina la densidad seca máxima y la Humedad Optima de Compactación. 6. Se coloca el molde CBR en la placa base, pesar molde + base. 7. Se coloca el disco espaciador, luego se coloca el collar y finalmente sobre el disco espaciador se coloca un disco de papel filtro grueso del mismo diámetro, y de esta manera se prepara los tres moldes. 8. Se compacta el espécimen en su interior (aplicando el sistema dinámico de compactación) 9. Antes de ser ensayadas, las muestras se someten a curado durante 24 horas en cámara húmeda, con el fin de permitir la disipación de presiones, y posteriormente se penetran. 10. Las muestras sumergidas se sacan de la alberca al cabo del periodo de inmersión, se vierte el exceso de agua y se dejan escurrir durante 15 minutos. 11. Se pone uno de los moldes sobre el soporte de carga de la máquina de ensayo y se ajusta de manera que el pistón de esta quede en contacto con la muestra. 12. La muestra debe tener el mismo número de pesas que el ensayo de inmersión. 13. Se ajusta en ceros el dial medidor de deformaciones. 14. Se da manivela de manera que el pistón penetre dentro del suelo a una velocidad de 0.05pulg/minuto, registrando las lecturas correspondientes en el dial de carga cuando la penetración sea: 0.005, 0.025, 0.050, 0.075, 0.10, 0.150, 0.200, 0.250, 0.300, 0.400 y 0.500 pulgadas.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Practicas de Laboratorio Pavimentos- Ensayo CBR 15. Se descarga el gato, se retira el molde del soporte de carga, se le quitan las pesas y la placa de la base. Se toma una muestra del sitio de la penetración para determinar la humedad. El procedimiento se repite para las tres muestras.

6) TOMA Y ANALISIS DE DATOS

1. DEL PROCTOR MODIFICADO max = 2.01 gr/cm3 OCH = 9.5 % max(98%) = 1.97 max(95%) = 1.91

gr/cm3 gr/cm3

2. CONTENIDO DE HUMEDAD DE LA MUESTRA MUESTRA

A

B

C

Wta ra (gr) =

20.39

20.52

20.41

Wres i pi ente + s uel o humedo(gr) =

167.52

194.32

182.54

Wres i pi ente + s uel o s eco(gr) =

166.21

192.49

181.24

1.31

1.83

1.3

145.82

171.97

160.83

0.90

1.06

0.81

Wagua = Wsuelo seco =

ω(%) =

ωpromedio(%) =

0.92

3. INCREMENTO DE AGUA A LA MUESTRA QUE SERA COMPACTADA W s uel o humedo(gr) = W suelo seco(gr) = W(%):OCH

7000 6935.939 9.5

INCREMENTO DE VOLUMEN DE AGUA 594.854

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Practicas de Laboratorio Pavimentos- Ensayo CBR 4. CALCULO DE LA DENSIDAD DEL SUELO HUMEDO, PARA CADA ESPECIEMEN COMPACTADO

V di s co es pa ci a dor Molde

V mol de (cm3) W mol de (gr) W mol de + s uel o humedo(gr) V molde efectivo (cm3) N° gol pes /ca pa W suelo humedo (gr) DENSIDAD SUELO HUMEDO gr/cm3

891

891

891

A

B

C

3239.59

3250.43

3248.88

5304.67

5406.33

5421

10700

10700

10550

2348.59

2359.43

2357.88

10

25

56

5395.33

5293.67

5129

2.30

2.24

2.18

5. CONTENIDO DE HUMEDAD ANTES DE SATURAR, SE TOMA LA MUESTRA, UNA ANTES DE COMPACTAR Y OTRA AL FINAL DE LA COMPACTACION

N° tara W tara (gr) W tara + s uelo humedo (gr) W tara + s uelo s eco (gr) W agua (gr) W suelo seco (gr)

ω (%) ω promedio (%)

1

2

3

4

5

6

0

0

0

0

0

0

106

106.21

107.45

106.1

107.25

106.45

105.84

105.53

107.12

105.85 106.89

0.16

0.68

0.33

105.84

105.53

107.12

105.85 106.89

106.1

0.151

0.644

0.308

0.236

0.330

0.398

0.25

0.272

0.36

106.1 0.35

0.337

0.333

6. DENSIDAD SECA DE LAS MUESTRSA COMPACTADAS

=

2.288

2.238

2.168

5373.954

5279.304

5111.960

Volumen del suelo seco, cm3 (Vs)1969.058

1934.378

1873.062

Volumen de vacios, cm3

379.532

425.052

484.818

Volumen de agua, cm3

21.376

14.366

17.040

GRADO DE SATURACION

5.632

3.380

3.515

7. GRADO DE SATURACION ANTES DE LA INMERSION Peso de suelo seco, gr (Ws)

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8. DEFORMACION VERTICAL Sobrecarga (gr) Altura del mol de (cm)

4500

4501

4502

17.8029

17.8142

17.7378

5.097

5.097

5.097

12.7059

12.7172

12.6408

Altura del di s co es paci ador (cm) Altura del mol de (cm)

9. EXPANSIÓN DEBIDO A SATURACION

Le ctura s (hr)

De forma ci on

De forma ci on

De forma ci on

(cm)

(%)

(cm)

(%)

(cm)

(%)

0

0.175

0.000

0.9618

0.000

0.2183

0.000

24

0.176

0.005

0.9629

0.009

0.2541

0.283

48

0.177

0.010

0.9632

0.011

0.2558

0.297

72

0.177

0.016

0.9837

0.172

0.2568

0.305

96

0.177

0.016

0.9638

0.016

0.2578

0.312

10. PENETRACION ECUACION DEL ANILLO Sobreca rga (gr)

450

450

450

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Practicas de Laboratorio Pavimentos- Ensayo CBR 1ra MUESTRA - 12 golpes PRESION PATRON (lib/pulg2)

1000 1500

PENETRACION

lectura (L)

presion corregida

CBR

(lib/pulg2) (lib/pulg2)

(%)

presion

(pulg)

(mm)

(mm)

0

0.000

0

0.000

0.025

0.635

0.069

90.763

0.05

1.270

0.15

198.557

0.075

1.905

0.274

365.254

0.1

2.540

0.355

474.752

0.15

3.810

0.532

714.460

0.2

5.080

0.716

963.093

0.25

6.350

0.835

1123.272

0.3

7.620

0.932

1253.452

0.4

10.160

1.02

1371.277

0.5

12.700

500

50

990

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2da MUESTRA - 25 golpes PRESION PATRON (lib/pulg2)

1000 1500

PENETRACION

lectura (L)

presion

(pulg)

(mm)

(mm)

0

0.000

0

0.000

0.025

0.635

0.2

265.585

0.05

1.270

0.325

434.164

0.075

1.905

0.425

569.542

0.1

2.540

0.572

768.593

0.15

3.810

0.729

980.617

0.2

5.080

0.921

1238.706

0.25

6.350

1.108

1488.875

0.3

7.620

1.214

1630.278

0.4

10.160

1.323

1775.463

0.5

12.700

1.343

1802.083

presion corregida

(lib/pulg2) (lib/pulg2)

CBR (%)

500

50

990

66

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3ra MUESTRA - 56 golpes PRESION PATRON

PENET RACIO

(lib/pulg2)

(pulg)

(mm)

(mm)

0

0.000

0

0.000

0.025

0.635

0.2

265.585

0.05

1.270

0.456

611.535

0.075

1.905

0.562

755.063

0.1

2.540

0.725

975.225

0.15

3.810

0.884

1189.075

0.2

5.080

1.08

1451.480

0.25

6.350

1.23

1651.602

0.3

7.620

1.36

1824.705

0.4

10.160

1.5

2010.878

0.5

12.700

1000 1500

lectura (L)

presion

presion corregida

(lib/pulg2) (lib/pulg2)

CBR

(%)

500

50

990

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CUADRO DE RELACIONES DE ESFUERZO PENETRACION PARA LA MUESTRA PATRON MUESTRA PATRON PENETRACION

ESFUERZO

(mm)

(pl g)

Mpa

2.54

0.1

6.9

70.31

1000.5

5.08

0.2

10.35

105.46

1500.8

kg/cm2 Lb/pul 2

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CALCULAMOS EL VALOR DEL CBR CUANDO LA PENETRACION EN LA MUESTRA PATRO ES DE 0.1 PULGADAS

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CALCULAMOS EL VALOR DEL CBR DEL SIGUIENTE GRAFICO:

9.5

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7) CONCLUSIONES  La máxima densidad seca con un próctor modificado de 95%, es de 2.043 gr/cm3.  El espesor de las capas del pavimento está en función del CBR.  De la gráfica de máxima densidad seca y CBR se ha obtenido el CBR de diseño que para nuestro caso es el siguiente: Para 0.1”.................................... 66 %  Según la Tabla de Clasificación de suelos para Infraestructura de Pavimentos, del porcentaje obtenido en el ensayo de CBR podemos deducir que el tipo de suelo en estudio presenta un CBR bueno, ya que nuestro CBR, nos dio 66%, el cual puede ser usado para la conformación de base de nuestro pavimento flexible.

8) REFERENCIAS  Manual de laboratorio de suelos en ingeniería civil ( Joseph E. Bowles )  Laboratorio de mecánica de suelos ( UNI )

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