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• Henry Qm

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1.-OBJETIVOS  Determinar el valor del C. B. R. de los suelos, 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”.  Introducir al estudiante a un método para evaluar la calidad relativa del suelo para sub rasante, sub base y base de pavimento.

2.-REFERENCIAS  AASHTO T 193-63  ASTM D 1883 -73  MTC E 132

3.-Marco TEORICO 3.1.-Definición Este ensayo fue inventado por la División de Carreteras de California en 1.929 y nos permite determinar la Resistencia al Corte de un suelo bajo condiciones de Humedad y Densidad controladas. El CBR (California Bearing Ratio) se obtiene como un porcentaje del esfuerzo requerido para hacer penetrar un pistón una profundidad de 0.1 pulgadas en una muestra de suelo y el esfuerzo requerido para hacer penetrar el mismo pistón, la misma profundidad de 0.1 pulgadas, en una muestra patrón de piedra triturada. Por lo tanto:

C . B . R .=

Esfuerzo en el suelo ensayado ∗100 Esfuerzo patron

Los Valores para el patrón (roca triturada), se muestran a continuación:

PENETRACIÓN (plg.)

ESFUERZO (lb./plg.2)

0 1 0 2 0 3

1.00 0 1.50 0 1.900

0

2.30

4 0 5

0 2.60 0

La relación C.B.R. generalmente se determina para 0.1” y 0.2” de penetración, ósea para un esfuerzo de 1000 y 1500 libras por pulgada cuadrada en el patrón respectivamente. Con el fin de duplicar en el laboratorio la condición más crítica que se presenta en el terreno, las muestras para el ensayo del C.B.R. se sumergen en agua hasta obtener su saturación. Los ensayos C.B.R. se pueden efectuar también sobre muestras inalteradas obtenidas en el terreno y sobre suelos en el sitio. 3.2.-Equipos           

Molde CBR, con collarín y la base perforada. Disco espaciador. Pistón o martillo (10 lb. 18 pulg.). Plato y vástago Trípode y extensómetro. Pistón cilíndrico. Marco de carga CBR. Tanque para inmersión. Balanza. Cronómetro. Horno.

3.3.- Resultados 3.3.1.-Curvas de tensión – penetración   

 

Calcular las tensiones de penetración en Mega Pascales (MPA) o en (Kg/cm2). Para ello se traza la curva en un gráfico tensión – penetración. La curva puede tomar, ocasionalmente, la forma cóncava hacia arriba debido a irregularidades de superficie u otras causas. En dichos casos el punto cero debe corregirse trazando una recta tangente a la mayor pendiente de la curva y trasladando el origen al punto en que la tangente corta la abcisa. Obtener De la curva los valores de las tensiones necesarias para lograr una penetración de 0.1” y 0.2”. Las curvas de tensión – penetración se dibujan en un mismo grafico para los distintos números de golpes.

3.3.2.-Razón de Soporte (CBR) El valor del CBR es la relación expresada en porcentaje entre la carga real, que produce una deformación establecida y la que se requiere para producir igual deformación establecida y la que se requiere para producir igual deformación en un material chancado y normalizado, se expresa por la relación:

C . B . R .=

Esfuerzo en el suelo ensayado ∗100 Esfuerzo patron

Para los suelos del tipo A – 1; A – 2 – 4 y A – 2 – 6, la razón de soporte se calcula solo para 5 mm de penetración (0.2 pulgadas). Para suelos del tipo A – 4; A – 5; A – 6 Y A – 7, cuando la razón correspondiente a 5 mm es mayor que a 2,5 mm, confirmar el resultado, en caso de persistencia, la razón de soporte corresponderá a 5 mm de penetración. Para suelos del tipo A – 3; A – 2 – 5 Y A – 2 – 7, el procedimiento a aplicar queda al criterio del ingeniero. Con el resultado del CBR se puede clasificar con la siguiente tabla:

CBR 0-5 5 – 10 10 – 20 20 – 30 30 – 50 50 – 80 80 - 100

CLASIFICACION Subrasante muy mala Subrasante mala Subrasante regular a buena Subrasante muy buena Subbase buena Base buena Base muy buena

Cuando se requiere conocer los efectos de pre consolidación natural, estructura de suelo, cementación natural, estratificación, que son aspectos que no pueden producirse con muestras remoldeadas de suelo ni con muestras supuestamente inalteradas que se ensayen en laboratorio, se recomienda efectuar el ensaye CBR in situ, siempre que el terreno natural esté en las condiciones más críticas en el momento de efectuar la prueba. El procedimiento que se sigue en esta prueba es similar al establecido en los ítems anteriores, con la diferencia que en este caso, la muestra no está confinada en un molde. Es condición que en el lugar que se realice el ensaye no existan partículas superiores al tamiz 20 mm (3/4”). La preparación del terreno requiere enrasar y nivelar un área de 30 cm de diámetro, para posteriormente colocar las sobrecargas estipuladas. El informe final del ensayo deberá incluir, además del CBR determinado, la curva de presión – penetración, la humedad, peso específico y densidad natural del suelo ensayado, antecedentes que pueden obtenerse del suelo inmediatamente vecino al que afectó el ensaye del CBR.

4.-Equipos utilizados en el ensayo  Máquina de compresión equipada con pistón de penetración C.B.R.

 Molde C.B.R.  Pesas para sobrecarga

 Martillo de Compactación  Vernier

 Balanza

5.-Procedimiento del Ensayo



Previo al ensayo de CBR, se debe de realizar el ensayo de Proctor modificado para determinar la densidad máxima y el contenido de humedad óptimo.



Elaboración de especímenes, se pesa el molde con su base, se coloca el collar y el disco espaciador y sobre este un disco de papel filtro del mismo diámetro, se compacta el espécimen en el interior a diferentes energías de compactación, frecuentemente de 12, 25 y 56 golpes respectivamente.



Una vez terminada la compactación se procede a desmontar, enrasar y pesar nuevamente el molde más el suelo, se le da la vuelta al molde y se le pone papel filtro se coloca aparato medidor de expansión compuesto por, un placa de metal perforada, un

trípode con un deformimetro, pesas y un pistón de penetración.



Se le coloca de la poza de expansión y se toma la lectura inicial del deformimetro de deja la muestra por 96 horas, después se retira la muestra y se la inclina con un ángulo de 15° grados respecto de la horizontal y dejar que toda el agua contenida en la muestra se libere.





Una vez liberada toda la muestra de toda el agua se procede con el ensayo de penetracion, se coloca a muestra en la máquina de compresión equipada con pistón de penetración C.B.R., se toma la lectura de cargas a las deformaciones indicadas por norma. Se realiza el mismo procedimiento con las demás muestras, finalmente en gabinete se calcula en gabinete el C.B.R. y se grafica la curva de diseño.