FACULTAD DE INGENIERIA CIVILDEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL

ASIGNATURA: Caminos IITEMA: Ensayo de CBRDOCENTE: Ing. Juan Pablo GamarraPRESENTADO POR: Castro Cuba Vivanco Juan Jos 121374 Jalixto Condori Ronald Jansh 120865SEMESTRE: 2015-1

Cusco - Per

1. OBJETIVOS

Establecer una relacin entre el comportamiento del suelo utilizado como subrasante bajo el pavimento, determinando el valor de CBR

2. MARCO TEORICOEl ensayo de CBR mide la resistencia al corte (esfuerzo cortante) de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controladas, la ASTM denomina a este ensayo, simplemente como Relacin de soporte y esta normado con el nmero ASTM D 1883-73.Se aplica para la evaluacin de la calidad relativa de suelos de subrasante, algunos materiales de sub. bases y bases granulares, que contengan solamente una pequea cantidad de material que pasa por el tamiz de 50 mm, y que es retenido en el tamiz de 20 mm. Se recomienda que la fraccin no exceda del 20%.Este ensayo puede realizarse tanto en laboratorio como en terreno, aunque este ltimo no es muy practicado.ENSAYO DE C.B.R. (NCH 1852)El nmero CBR se obtiene como la relacin de la carga unitaria en Kg. /cm2 (libras por pulgadas cuadrada, (psi)) necesaria para lograr una cierta profundidad de penetracin del pistn (con un rea de 19.4 centmetros cuadrados) dentro de la muestra compactada de suelo a un contenido de humedad y densidad dadas con respecto a la carga unitaria patrn requerida para obtener la misma profundidad de penetracin en una muestra estndar de material triturado, en ecuacin, esto se expresa:CBR = Carga unitaria de ensayo * 100Carga unitaria patrn

Los valores de carga unitaria que deben utilizarse en la ecuacin son:PENETRACINCARGA UNITARIA PATRN

mmPulgadaMpaKg. /cm2psi

2,540,16,9070,001000

5,080,210,30105,001500

7,620,313,10133,001900

10,160,415,80162,002300

12,70,517,90183,002600

Valores de Carga UnitariaEl nmero CBR usualmente se basa en la relacin de carga para una penetracin de 2.54 mm (0,1), sin embargo, si el valor del CBR para una penetracin de 5.08 mm (0,2) es mayor, dicho valor debe aceptarse como valor final de CBR.Los ensayos de CBR se hacen usualmente sobre muestras compactadas al contenido de humedad ptimo para el suelo especfico determinado utilizando el ensayo de compactacin estndar. A continuacin, utilizando los mtodos 2 o 4 de las normas ASTM D698-70 D1557-70 (para el molde de 15.5 cm. de dimetro), se debe compactar muestras utilizando las siguientes energas de compactacin:MTODOGOLPESCAPASPESO DEL MARTILLO N

D6982 (suelos de grano fino)56324,5

4 ( suelos gruesos)56324,5

D15572 (suelos de grano fino)56544,5

4 (suelos gruesos)56544,5

Energas de Compactacin

El ensayo de CBR se utiliza para establecer una relacin entre el comportamiento de los suelos principalmente utilizados como bases y sub-rasantes bajo el pavimento de carreteras y aeropistas, la siguiente tabla da una clasificacin tpica:CBRCLASIFICACIN GENERALUSOSSISTEMA DE CLASIFICACIN

UNIFICADOAASHTO

0 - 3muy pobresubrasanteOH, CH, MH, OLA5,A6,A7

3 - 7pobre a regularsubrasanteOH, CH, MH, OLA4,A5,A6,A7

7 - 20regularsub.-baseOL, CL, ML, SCA2,A4,A6,A7

SM, SP

20 - 50buenoBase, sub. baseGM,GC,W,SMA1b,A2-5,A3

SP,GPA2-6

> 50excelentebaseGW, GMA1-a, A2-4,A3

Clasificacin de suelos para Infraestructura de PavimentosEnsayo de compactacin Proctor Modificado

3. MATERIALES Y EQUIPOSEQUIPO EMPLEADOSELECCIN DEL MTODO DE PRCTOR1. COMPACTACION de moldesUn molde, de dimetro 6 y altura 7. Este molde va unido a una placa de base y una extensin en la parte superiorUn pisn mecnico de proctor modificado.Disco espaciador h=2.416

3. PENETRACION Prenson:Provista de un pistn que pueda desplazarse 0.05 pulg / min, cuya seccin es 3 pulg2, dimetro de 1.954 pulg y capacidad de 10000 lb, divisin de 10 lb o menos Deformmetro-d=0.001, capacidad de 1 Otros Horno Una bandeja Taras Balanza Tamiz de Cuarteador Capsulas Probetas Esptulas Papel filtro

4. PROCEDIMIENTOS1. Muestras Las muestras deben prepararse de acuerdo con la NCh 1534/1 1534/2. Obtener dos o ms muestras de ensayo representativas con un tamao de aproximadamente 4.5 Kg en el caso de suelo fino y de 5.5 kg en el caso de suelos granulares, y mezclar homogneamente con agua.

2. Preparacin de las probetas Si las muestras de ensayo van a ser sometidas a inmersin, sacar una muestra representativa del material para determinar su humedad (igual o mayor a 100 g para suelos finos y de 500 g para suelos granulares) al indicar la compactacin y otra muestra de material restante, despus de efectuarse la compactacin. Si las muestras no se van a someter a inmersin, obtener la muestra para la determinacin de humedad de una de las caras cortadas despus de efectuar la penetracin, y para ello sacar la humedad de la capa superior en un espesor de 25 mm. Si se desea determinar la humedad promedio sacar una muestra que comprenda toda la altura del molde. Colocar el disco espaciador sobre la placa base. Fijar el molde, con su collar de extensin, sobre dicha placa y colocar un disco de papel filtro grueso sobre el espaciador. Compactar el suelo hmedo en el molde de acuerdo al Proctor con el fin de obtener la humedad optima (Wop) y la densidad mxima (dmax). Generalmente se utilizan como mnimo 3 muestras con 56, 26 y 12 golpes.

Retirar el collar de extensin y enrasar cuidadosamente el suelo compactado con la regla al nivel del borde del molde. Rellenar con material de tamao menor cualquier hueco que pueda haber quedado en la superficie por la eliminacin de material grueso. Sacar la placa base perforada y el disco espaciador y pesar el molde con el suelo compactado. Restar el peso del molde determinando la masa del suelo compactado (M). Determinar la densidad de la muestra antes de la inmersin, dividiendo la masa de suelo compactado por la capacidad volumtrica del molde (v).

Colocar un disco de papel filtro grueso sobre la base perforada, invertir el molde y fijarlo a la placa base, con el suelo compactado en contacto con el papel filtro. Colocar el vstago ajustable y la placa perforada sobre la probeta de suelo compactado y aplicar las cargas hasta producir una sobrecarga, redondeada en mltiplos de 2.27 kg y mayor o igual a 4.54 kg. Si la muestra va a ser sometida a inmersin, colocar el molde con las cargas en agua, permitiendo el libre acceso del agua a la parte superior e inferior de la probeta. Tomar mediciones iniciales para la expansin o asentamiento y dejar la probeta en remojo durante 96 hrs. Mantener la muestra sumergida a un nivel de agua constante durante este periodo. Al trmino del periodo de inmersin tomar las mediciones finales de la expansin y calcularla como un porcentaje de la altura inicial de la probeta.

Expansin en mm Sacar el agua libre dejando drenar la probeta a travs de las perforaciones de la placa base durante 15 min. Cuidar de no alterar la superficie de la probeta mientras se saca el agua superficial. Retira las cargas y la placa base perforada, pesar el molde con el suelo. Restar la masa del molde determinando la masa del suelo compactado despus de la inmersin (Mi). Obtener la densidad correspondiente, dividiendo la masa de suelo compactado por la capacidad volumtrica del molde (v):

3. Penetracin Colocar sobre la probeta, la cantidad suficiente de cargas para producir una sobrecarga igual a la ejercida por el material de base y el pavimento, redondeando a mltiplos de 2.27 kg y que en ningn caso debe ser menor que 4.54 kg. Si la probeta ha sido previamente sumergida, la sobrecarga debe ser igual a la aplicada durante el periodo de inmersin. Para evitar el solevantamiento del suelo en la cavidad de la carga ranurada se coloca en primer lugar la carga anular sobre la superficie del suelo, antes de apoyar el pistn de penetracin, y despus se colocan las cargas restantes. Apoyar el pistn de penetracin con la carga ms pequea posible, la cual no debe exceder en ningn caso 45 N (4.5 Kgf). Colocar los calibres de tensin y deformacin en cero. Esta carga inicial se necesita para asegurar un apoyo satisfactorio del pistn y debe considerarse como carga cero para la determinacin de la relacin carga-penetracin. Aplicar la carga del pistn de penetracin de manera que la velocidad de penetracin sea 1.25 (mm/min) en aquellos suelos donde se demuestre a travs de ensayos comparativos que el cambio de velocidad no altera los resultados del ensayo. Anotar las cargas para las penetraciones mostradas en la tabla.Lecturas55 golpes26 golpes12 golpes

0.0250.500.1

0.0502.40.61.7

0.07551.82.7

0.1007.32.93.8

0.1259.53.95.1

0.15011.45.26.1

0.20016.47.77.2

0.30026.412.312.2

0.40036.415.116.4

0.50046.416.220.2

VALORES DE PENETRACIN Anotar la carga y penetracin mxima si esta se produce para una penetracin menor que 12.7 (mm), (0.5 pulgadas).

5. CALCULOS Y RESULTADOS5.1 DATOS

5.1.1. PROCESO DE COMPACTACIONpeso proctor vaco6.85Kg

peso disco espaciador6.95Kg

volumen2123.920cm3

55 golpes26 golpes12 golpes

peso (Kg)proctor lleno13.813.7513.8

peso (Kg)muestra5.45.255.2

peso (gr)hmeda5051.3124899.4924869.722

Densidad2.3782.3072.293

5.1.2. LECTURA DE DEFORMACIONESLecturas55 golpes26 golpes12 golpes

0.0250.500.1

0.0502.40.61.7

0.07551.82.7

0.1007.32.93.8

0.1259.53.95.1

0.15011.45.26.1

0.20016.47.77.2

0.30026.412.312.2

0.40036.415.116.4

0.50046.416.220.2

5.1.3. CONTENIDOS DE HUMEDAD DESPUES DE LA COMPACTACIONCompactacin55 golpes26 golpes12 golpes

peso muestra hmeda (gr)34.6927.5627.71

peso muestra seca (gr)32.4525.7225.95

Humedad %6.9037.1546.782

Razn de Soporte (CBR) El valor del CBR es la relacin expresada en porcentaje entre la carga real, que produce una deformacin establecida y la que se requiere para producir igual deformacin establecida y la que se requiere para producir igual deformacin en un material chancado y normalizado, se expresa por la relacin:

P = Carga obtenida en el ensayoPi = Carga unitaria normalizada

5.2 CALCULOS5.2.1 CBR 55 GOLPES55 golpes

Deformimetro (pulg)DeformacinEsfuerzo (lg/pulg2)Carga Patrn% CBR

LecturasecKglb

0.0250.5523.37051.53171.17

0.0502.42493.184205.47068.490

0.075550188.718416.124138.708

0.1007.373273.229602.471200.824100020.082

0.1259.595354.066780.716260.239

0.15011.4114423.880934.655311.552

0.20016.4164607.6001339.758446.586150029.772

0.30026.4264975.0402149.963716.654

0.40036.43641342.4802960.168986.723

0.50046.44641709.9203770.3731256.791

5.2.2 GRAFICA ESFUERZO VS DEFORMACION 55 GOLPES

5.2.3 CBR 26 GOLPES

5.2.4 GRAFICA ESFUERZO VS DEFORMACION 26 GOLPES

26 golpes

DeformimetroDeformacinEsfuerzoCarga Patron% CBR

LecturasecKglb

0.025004.99811.0213.674

0.0500.6627.04559.63319.878

0.0751.81871.137156.85852.286

0.1002.929111.556245.98181.99410008.199

0.1253.939148.300327.001109.000

0.1505.252196.067432.328144.109

0.2007.777287.927634.879211.626150014.108

0.30012.3123456.9491007.573335.858

0.40015.1151559.8331234.431411.477

0.50016.2162600.2511323.553441.184

5.2.5 CBR 12 GOLPES12 golpes

DeformimetroDeformacinEsfuerzoCarga Patrn% CBR

LecturasecKglb

0.0250.118.67319.1236.374

0.0501.71767.463148.75649.585

0.0752.727104.207229.77676.592

0.1003.838144.625318.899106.300100010.630

0.1255.151192.393424.226141.409

0.1506.161229.137505.246168.415

0.2007.272269.555594.369198.123150013.208

0.30012.2122453.275999.471333.157

0.40016.4164607.6001339.758446.586

0.50020.2202747.2271647.636549.212

5.2.6 CURVA ESFUERZO VS DEFORMACION 12 GOLPES

5.2.7 CURVA COMPARACION DE ESFUERZO VS DEFORMACION DE LOS 3 ENSAYOS

5.3 CALCULO DEL CBR AL 100% Y 95%

5.3.1. DATOSCBRDensidad

29.7722.378

14.1082.307

13.2082.293

5.3.2 GRAFICO CBR VS DENSIDAD

Linealizando la curva tendremos la siguiente ecuacin:Y=0.0049*X+2.2328Si nuestra densidad seca mxima es 2.42 reemplazando en la formula tendremos:

CBRDensidad

100%38.2042.42

95%13.5102.299

6. CONCLUSIONES

El CBR obtenido al 100% es de 38.204% el cual es superior a los CBR de los 3 ensayos por lo que podemos decir que el ensayo est bien realizado. De acuerdo a la clasificacin del suelo por el CBR podemos concluir que nuestro suelo posee una sub. Base buena.CBRCLASIFICACION

0 - 5Subrasante muy mala

5 10Subrasante mala

10 20Subrasante regular a buena

20 30Subrasante muy buena

30 50Sub. base buena

50 80Base buena

80 - 100Base muy buena

CLASIFICACIN DEL SUELO DE ACUERDO AL CBR

EL CBR obtenido al 95% es de 13.510% el cual se encuentra dentro de los CBR de 12 y 26 golpes por lo que el ensayo esta bien realizado. Al observar la curva comparacin de esfuerzo vs deformacin de los 3 ensayos notamos que tanto la curva de 55 goles y el de 12 son casi unas lneas rectas, mientras que la de 26 goles presenta una concavidad esto se presume que ocurri por que posea un mayor contenido de humedad que las dems muestras ya que a un pequeo esfuerzo se deforma de manera considerable. A medida que la compactacin aumentaba la densidad seca es mayor .