cbr curso 2006 [modo de compatibilidad] v1.pdflaboratorio de mecánica de suelos c.b.r. se calcula...

TALLER BÁSICO DE

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil

Laboratorio de Mecánica de Suelos

MECÁNICA DE SUELOS

C.B.R.

Elaborado por: Luisa Shuan Lucas

Expositor: Dra. Diana Calderon Cahuana


Laboratorio de Mecánica de SuelosDEFINICIÓN

Desarrollado por la División de Carreteras de California en 1929.

CCCBBBRRRCALIFORNIA BEARING RATIO ASTM D1883

Curso Taller de Mecánica de Suelos CEC-FIC-UNI

de California en 1929.Se emplea en el diseño de pavimentos ypara evaluar la resistencia al corte demateriales que conforman las capas de unpavimento


Laboratorio de Mecánica de Suelos DEFINICIÓN

• El CBR, está definido como el esfuerzo requeridopara que un pistón normalizado penetre en el suelo auna profundidad determinada, comparado con elesfuerzo requerido para que el pistón penetre hastaesa misma profundidad en una muestra patrón consistente en piedra chancada.


consistente en piedra chancada.

(%)100)arg

arg( x

patrónunitariaaCensayodelunitariaaC

CBR=


Laboratorio de Mecánica de Suelos C.B.R.

Penetración Carga Unitaria Patrón

mm pulg Mpa Psi

VALORES EN PIEDRA CHANCADA DE ALTA CALIDAD


mm pulg Mpa Psi2.5 0.10 6.9 1,000 5.0 0.20 10.3 1,500 7.5 0.30 13.0 1,900 10.0 0.40 16.0 2,300 12.7 0.50 18.0 2,600


Laboratorio de Mecánica de Suelos C.B.R.

Se calcula el CBR para 0.1” y 0.2”son semejantes. Generalmente seadopta el valor para 0.1”


Pero el CBR correspondiente a 0.2” es muy superior al CBR correspondiente al 0.1”, deberárepetirse el ensayo.


Laboratorio de Mecánica de Suelos EQUIPO

Para la Compactación- Molde de diám.= 6”, altura de 7” a 8” y un collarín de 2”.- Disco espaciador de acero diám. 5 15/16” y alt. 2.5”- Pisón Peso 10 lb. y altura de caída 18”.- Trípode y extensómetro con aprox. 0.001”.- Pesas de plomo anular de 5 lbs c/u (2 pesas).

Para la prueba de penetración- Pistón sección circular área= 3 pulg2.


- Pistón sección circular área= 3 pulg2.- Aparato para aplicar la carga: Prensa hidráulica con anillo de carga. V = 0.05pulg/min. - Equipo misceláneo: Balanza, horno, tamices, papel filtro, tanques parainmersión de muestra a saturar, cronómetro, extensómetros, etc.


Laboratorio de Mecánica de Suelos EQUIPO DE COMPACTACIÓN



Laboratorio de Mecánica de Suelos EQUIPO PARA COMPACTACIÓN

Pisón Peso 10 lb. y altura decaída 18”.


Disco espaciador deacero diám. 5 15/16” yalt. 2.5”




Trípode y extensómetrocon aprox. 0.001”.


Laboratorio de Mecánica de Suelos EQUIPO PARA COMPACTACIÓN


• Sobrecargas MetálicasUna anular y las restantes ranuradas, con peso de 2.27 Kg. (5 lb.) cada una,




Aparato para aplicar la carga: Prensa hidráulicacon anillo de carga. V = 0.05 pulg/min.



EQUIPO


Molde, Cuarteador, Mezclador, Cápsulas, Probetas,Espátulas, Discos de Papel Filtro


Laboratorio de Mecánica de Suelos PROCEDIMIENTO

• Se prepara la muestranecesaria. Previamente sedebe haber efectuado elensayo proctormodificado.

• Se calcula una cantidadsuficiente para moldear tres muestras.


tres muestras.

• Los moldes se compactancon el óptimo contenidode humedad obtenido conel ensayo proctormodificado



• Se preparan los tres moldesCBR y se colocan a las placasde base. Hay que colocar undisco espaciador sobre laplaca de la base de cadamolde.

• Se compacta cada molde a


• Se compacta cada molde a diferente energía decompactación.

• La energía de compactación secontrola con el N°de golpes yserán de 56, 25 y 10 golpes porcapa respectivamente.



• Luego de compactado, seenrasa y se retira de laplaca de base.

• Se gira el molde de modoque la parte superior quede abajo, se retira el discoespaciador y queda un


abajo, se retira el discoespaciador y queda un espacio para luego colocarla sobrecarga.

• Se fija de nuevo a la placade base. Luego la muestraestá preparada para laetapa de saturación.



• Se coloca un papel filtrosobre la parte superior de lamuestra. Luego se sitúa laplaca perforada con vástagoajustable y sobre ella secoloca las pesas desobrecarga.


• El trípode con el cuadrantemedidor de deformaciones secoloca sobre el canto delmolde y se ajusta al vástagode la placa perforada. Seregistra la lectura y se quita eltrípode.



• Se sumerge el molde en unrecipiente con agua y se dejasaturar durante cuatro días.Colocar el soporte de trípodesobre la muestra todos losdías y tomar nota la lecturade la expansión.

PROCEDIMIENTO


• Después de cuatro días, sesaca el molde, se deja drenardurante 15 minutosaproximadamente.




• Se quitan las pesas, la placa perforada y el papel filtro. • Se colocan nuevamente las pesas de sobrecarga y se

prepara para la etapa de penetración..



• Se coloca el molde sobre elsoporte de carga de laprensa y se ajusta demanera que el pistón quedecentrado con la muestra.

• Se coloca en cero elindicador de presión del

PROCEDIMIENTO


• Se coloca en cero elindicador de presión del anillo de carga y el dial dedeformación.



• La velocidad de penetracióndel pistón en el suelo es de 0.05 de pulgada por minuto.La velocidad se controla portiempo con un cronómetro.

• Se registran las lecturas dela presión a 0.025, 0.050, 0.075, 0.100, 0.200, 0.300, 0.400, y 0.500 pulgadas de

PROCEDIMIENTO


0.400, y 0.500 pulgadas de penetración.

• Luego de terminada laprueba, se retira lassobrecargas, se recupera elsuelo ensayado y se tomamuestra para determinar lahumedad final


Laboratorio de Mecánica de Suelos GRÁFICO

• Se traza una curva presión - penetración en escala aritmética.El CBR se calcula para 0.1 y 0.2 pulgadas de penetración conlas presiones correspondientes.




• Si la curva tiene la curvatura con mas de dos puntos de inflexión, sedebe efectuar la corrección trazando una tangente en el punto de mayorpendiente y se prolonga hasta la base para obtener un cero corregido.Luego se leen los valores de carga corregidos para 0.1 pulgadas depenetración y 0.2 pulgadas de penetración




Curva de CBR Vs. Densidad Seca



Laboratorio de Mecánica de Suelos EJEMPLO

PENETRACIONK 10.304

PENETRACIONPRESION MOLDE 1 MOLDE 2 MOLDE 3EN PULG PATRON DIAL PRESION DIAL PRESION DIAL PRESION

0.025 28.0 96.2 15.0 51.5 7.0 24.0 0.050 70.0 240.4 39.0 134.0 18.0 61.8 0.075 124.0 425.9 69.0 237.0 32.0 109.9


0.100 1000 185.0 635.4 122.0 419.0 60.0 206.1 0.150 310.0 1,064.7 217.0 745.3 105.0 360.6 0.200 1500 443.0 1,521.6 301.0 1,033.8 146.0 501.5 0.250 525.0 1,803.2 374.0 1,284.6 186.0 638.8 0.300 1900 614.0 2,108.9 452.0 1,552.5 217.0 745.3 0.400 2300 820.0 2,816.4 589.0 2,023.0 277.0 951.4 0.500 2600 1,011.0 3,472.4 712.0 2,445.5 339.0 1,164.4



2 0 0 0 . 0

2 5 0 0 . 0

3 0 0 0 . 0

3 5 0 0 . 0

Pre

sión

(lb

s/pu

lg2)


8 7 6

6 3 7

3 1 0

0 . 0

5 0 0 . 0

1 0 0 0 . 0

1 5 0 0 . 0

0 . 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5

P e n e t r a c i o n ( p u l g . )

Pre

sión

(lb

s/pu

lg



COMPACTACIONPrueba Nº 1 2 3Nº de capas 5 5 5Nº de golpes por capa 56 25 10Peso del molde + Suelo compacto (gr) 8901.0 8825.0 8519.0


Peso del molde + Suelo compacto (gr) 8901.0 8825.0 8519.0Peso del Molde (gr) 3937.0 4052.0 3975.0Peso suelo compacto (gr) 4964.0 4773.0 4544.0Volumen del Molde (cm3) 2111.0 2101.0 2095.0Densidad Humeda (gr/cm3) 2.351 2.272 2.169Densidad seca (gr/cm3) 2.204 2.130 2.034Contenido de humedad(%) 6.7 6.6 6.7



CURVA DENSIDAD SECA vs. HUMEDAD

2.190

2.200

2.210

Den

sida

d S

eca

(gr/

cm3)

CURVA: DENSIDAD SECA vs. C.B.R.

2.140

2.180

2.220

2.260

Den

sida

d S

eca

(gr/

cm3)

EJEMPLO


2.170

2.180

0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0

Humedad (%)

Den

sida

d S

eca

(gr/

cm

CBR al 95%MDS

2.020

2.060

2.100

20 30 40 50 60 70 80 90 100

C.B.R.(% )D

ensi

dad

Sec

a (g

r/cm


Laboratorio de Mecánica de Suelos APLICACIÓN

Clasificación de suelos para uso en Pavimentos

CBRClasificación general usos

Sistema de Clasificación

Unificado AASHTO

0 - 3 muy pobre subrasante OH,CH,MH,OL A5,A6,A7

3 - 7 pobre a regular subrasante OH,CH,MH,OL A4,A5,A6,A7


3 - 7 pobre a regular subrasante OH,CH,MH,OL A4,A5,A6,A7

7 - 20 regular sub-base OL,CL,ML,SC A2,A4,A6,A7

SM,SP

20 -50

bueno base,subbase GM,GC,W,SM A1b,A2-5,A3

SP,GP A2-6

> 50 excelente base GW,GM A1-a,A2-4,A3

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