ENSAYO C.B.R. California Bearing Ratio NDICE

OBJETIVO Determinar el valor del C. B. R. de los suelos, cuando son compactados y ensayados en el laboratorio, mediante la comparacin entre la carga de penetracin en el suelo y aquella de un material normalizado o standard.

DESCRIPCIN DEL MTODO Este ensayo fue inventado por la Divisin 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) razn de soporte california, se obtiene como un porcentaje del esfuerzo requerido para hacer penetrar un pistn una profundidad de 0.1 pulgadas en una muestra de suelo y el esfuerzo requerido para hacer penetrar el mismo pistn, la misma profundidad de 0.1 pulgadas, en una muestra patrn de piedra triturada

La relacin C.B.R. generalmente se determina para 2,5 y 5,0 mm de penetracin, o sea para un esfuerzo de1000 y 1500 libras por pulgada cuadrada en el patrn respectivamente. Con el fin de duplicar en el laboratorio la condicin ms crtica que se presenta en el terreno, las muestras para el ensayo del C.B.R. se sumergen en agua hasta obtener su saturacin. Los ensayos C.B.R. se puede efectuar tambin sobre muestras inalteradas obtenidas en el terreno y sobresuelos en el sitio

Reloj tensin

Reloj penetrac in

Anillo de carga Pisto de penetraci n

Molde C.B.R.

Marco de Carga del C.B.R.

EQUIPO ENSAYE CBR 1.- Molde CBR, con collarn y la base perforada. 2.- Disco espaciador. 3.- Pisn(4500 gr, altura cada de 450 mm). 4.- Sobrecargas 2.27 kg. 5.- Trpode y extensmetro. 6.- Tamices 20, 10 y 5 mm.

5 1 3 2 6 4

TCNICA DEL ENSAYO

Preparacin de la muestra. Se pulverizan aproximadamente 45 kg. de muestra con el rodillo; se pasa el material por el tamiz 20mm y se desechan las partculas retenidas en el tamiz; el material desechado es reemplazado por un peso igual de material, pero con partculas que sean retenidas en el tamiz 5mm y que pasen por el tamiz 20mm. Se determina la humedad ptima del material siguiendo el mismo procedimiento de la Compactacin Proctor Modificado con las siguientes excepciones.

Se usa el material que pase por el tamiz 20mm en lugar del 5mm. Se usa el molde C.B.R. con sus aditamentos. El material se mezcla con la humedad optima (7000 gr). Se debe prevenir la evaporacin. Se pesan 3 moldes de C.B.R. con las respectivas placas de soporte del molde, estas deben tener 28 perforaciones de 2mm de dimetro.

Se compactan 3 muestras en los moldes preparados, usando para el primero 56 golpes, para el segundo 25 golpes y para el tercero 10 golpes. Se deben tomar muestras de humedad para cada molde con anticipacin. Se debe colocar el disco espaciador y papel filtro antes de compactar el molde, esto para producir el espacio necesario para la penetracin de la probeta e igualar el volumen del molde de 150 mm, del molde de proctor. La ltima capa debe estar 12mm ms arriba de la unin del molde con su collarn. La humedad de las muestras as compactadas no debe ser ni mayor ni menor que 0.5% de la humedad ptima; de otra forma se debe repetir el ensayo.

Terminado el proceso de compactacin, se retira el collarn del molde, disco espaciador y la placa de soporte, para luego pesar este. Se coloca un filtro de papel sobre la placa de soporte y luego se voltea el molde con la muestra compactada (el espacio dejado por el disco queda lgicamente en la parte superior) y se coloca sobre la placa de soporte. La muestra est lista para ser sumergida

Mtodo de sumergir la muestra y medir los cambios volumtricos. Con el fin de duplicar en el laboratorio las condiciones de saturacin que se presentan en el terreno, la muestra preparada como se indica anteriormente, se sumerge en un recipiente. Se coloca la base con vstago, sobre la cual se coloca un sobrepeso de 4.54 kg. Para asimilar las cargas ejercidas por el pavimento, sobre el material estudiado Se coloca un extensmetro junto con un trpode que sirva para sostenerlo. Se sumerge la muestra en el recipiente y se deja all durante cuatro das hasta que est completamente saturada y no tenga ms cambios volumtricos; se debe tomar la lectura de los extensmetros

Al cabo de 4 das se saca el molde del agua, se seca y se deja escurrir por espacio de 15 minutos. Se quitan los sobrepesos y se pesa la muestra saturada con el fin de apreciar la cantidad de agua absorbida por el espcimen. La muestra se encuentra lista para la penetracin del pistn.

Procedimiento (Penetracin del Pistn) Se colocan de nuevo los sobrepesos, un mnimo 4,54 o mas siempre mltiplo de 2.27, sobre la muestra saturada. Se coloca la muestra sobre la plataforma de prensa del C.B.R. La muestra debe estar alineada con el pistn; se levanta la plataforma por medio del gato hidrulico hasta que el pistn est en contacto con la muestra se le est aplicando una carga mxima de 45.

Se aplica la carga por medio del gato hidrulico de la prensa del C.B.R. a una velocidad de 1.27 mm por minuto. Se toma la lectura de las cargas, aplicadas a 0.64(0.025), 1.27(0.050), 1.91(0,075), 2.54(0.1), 3.16(0.125), 3.81(0.150), 4.45(0,175), 5.08(0,2), 7.62(0,3), 10.16(0,4) y 12.7 mm(0,5). de penetracin del pistn. Se saca la muestra de la prensa del C.B.R. y se toma la muestra de humedad alrededor del orificio dejado por el pistn.

CLCULOS Se calculan los Esfuerzos Aplicados dividiendo la carga para el rea del pistn. La carga se obtiene multiplicando cada lectura del dial de cargas por la constante del aparato del anillo de carga. Se dibujan las curvas Esfuerzo vs. Penetracin para cada molde, colocando en las abscisas cada una de los valores de penetracin y en las ordenadas los respectivos esfuerzos. En cada una de las curvas, el cero debe ser desplazado, para as compensar los errores debidos a irregularidades en la superficie de las muestras y para corregir la curva si esta empieza cncava hacia arriba.

Gata equipo manual falta anillo y relojes

Gata equipo Automtico completo

Se determina el valor del C.B.R. para cada molde tomando en cuenta que: La relacin C.B.R. generalmente se determina para 2.54 y 5.08 de penetracin, o sea para un esfuerzo de 6.9 MPa y 10.3 Mpa respectivamente. De estos dos valores, ya sea que se pida el CBR a 2.54 o 5.08, generalmente se usa el que sea mayor. Se grafican los valores respectivos de Densidad Seca (antes de saturar) y C.B.R. de cada molde. Se determina el C.B.R. de la muestra de acuerdo a la Densidad Seca Mxima (Proctor), as obtenindose el CBR a la densidad requerida como para el grafico del el siguiente ensaye, que 95% de la DMCS.

Para el caso de que la muestra ensaya corresponda a suelo de Subrasante, se reportar el C.B.R. que corresponda al 95% de la Densidad Seca Mxima

EJEMPLO Determinar el valor del C.B.R., a partir de los datos mostrados en la tabla presentada a continuacin:

L C R C .R E TU A .B .NS REA I L EI N O L B L NA TLZ D S REN: AA Z UI I A A E I /

N GL E OP S

N ML E OD

MS MT A A A. + ML E OD (r g)

MS AA ML E OD (r g)

MS AA MT RA AE I L (r g)

V L MN OU E ML E OD C C D. . H C (K / g m )3

H MDD UEA (% )

D. . S C (K / g m )3

5 6 2 5 1 0

3 4 5

94 24 94 00 89 87

43 53 42 53 47 46

41 71 41 57 42 41

21 16 22 10 22 11

22 ,2 6 23 ,1 1 28 ,0 4

7 ,1 7 ,0 7 ,2

27 ,09 19 ,91 14 ,94

B L NA TLZ D S REN: AA Z UI I A A E I /

C L UO EHMDD A A . . AC L D U E A P R CB RN ML E OD MU. . M H (r g) MEA . C S (r g) AU GA (r g) H MD UE. ( ) % PO RM HM U.

P O T R E E E E CA R C O D R F R NI NR F R N I E E E CA 9%MS g 5 D C K/ m3

28 04 1 18 90

7 . 1 7 , 0

E U C N EA S E C A I D JUT OA = B = Ae P ra =5 1 0 LCUA ETR

Y= X B A+X = L cuaD l et r i a

7 . 2

42 , 2 1, 6 6 9 1, 0 9 4Cl uo e a d ac l ll v r e let r a P cua M a

ML EN OD ND G L E E OP S P n tai n ee c r m m 06 ,5 12 ,5 19 ,0 25 ,0 31 ,0 37 ,5 44 ,0 50 ,0 56 ,0 62 ,5 69 ,0 75 ,0 Pl . u g 02 ,05 05 ,00 07 ,05 00 ,10 02 ,15 05 ,10 07 ,15 00 ,20 02 ,25 05 ,20 07 ,25 00 ,30L CU A E TR

3 5 6 LCUA ETR Ma p 0 , 3 1 , 0 2 , 0 3 , 0 4 , 0 5 , 0 6 , 2 7 , 3 8 , 2 9 , 2 1, 0 2 1, 1 1L CU A E TR

4 2 5 LCUA ETR Ma p 03 , 06 , 10 , 15 , 20 , 24 , 28 , 3 , 3 37 , 42 , 46 , 50 ,L CU A E TR

Ma p 02 , 03 , 05 , 08 , 10 , 13 , 15 , 1 , 8 21 , 23 , 26 , 29 ,

1 0 4 5 9 0 16 3 12 8 20 3 27 8 36 3 30 8 46 2 42 7 58 1

8 2 4 4 4 6 6 8 8 19 0 18 2 10 5 11 7 12 9 23 1 22 3

4 1 0 2 1 3 2 4 4 5 6 6 8 8 1 9 4 15 0 10 2 14 3

(( 04 2 1, 6 / 9 0 0 =p (1x, ) 6 ) 1, / . M 2 + 9 ) 412 a

Ee po Clc lo aa v r j ml a u pr lle a M a % B a50 m o02 p a CR . 8 m . "

( , / 0 )107% 7 1, * 0=1 3 3

G A I O CBR R FC S . .P lg d s u aa Ma p Ma p Ma p M ld o e D n id d es a CBRa02 .. ."

02 ,0 5 05 ,0 0 07 ,0 5 00 ,1 0 02 ,1 5 05 ,1 0 07 ,1 5 00 ,2 0 02 ,2 5 05 ,2 0 07 ,2 5 00 ,3 0

0 ,3 1 ,0 2 ,0 3 ,0 4 ,0 5 ,0 6 ,2 7 ,3 8 ,2 9 ,2 1 ,2 0 1 ,1 1

0 ,3 0 ,6 1 ,0 1 ,5 2 ,0 2 ,4 2 ,8 3 ,3 3 ,7 4 ,2 4 ,6 5 ,0

0 ,2 0 ,3 0 ,5 0 ,8 1 ,0 1 ,3 1 ,5 1 ,8 2 ,1 2 ,3 2 ,6 2 ,9

5 G lp s 6 o e 2 G lp s 5 o e 1 G lp s 0 o e 9 %D C 5 MS

27 09 19 91 14 94 18 90

7 1 3 6 2 0 3 2

Grafico de Tensin15,0

11,1 10,2 10,0 8,2 9,2

a P M

7,3 6,2 5,0 5,0 3,0 2,0 1,5 0,3 0,0 0,000 0,2 1,0 0,6 0,3 0,050 1,0 0,8 0,100 1,0 1,3 0,150 Pulgadas 1,5 1,8 2,1 2,0 2,4 4,0 3,3 2,8 2,6 2,9 4,2 3,7 5,0

4,6

2,3

0,5

0,200

0,250

0,300

0,350

DENSIDAD /C.B.R