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LABORATORIO DE DISEÑO DE PAVIMENTOS

CBR (RELACION DE SOPORTE DE CALIFORNIA)

REFERENCIA NORMATIVA:

NTP 339. 145MTC E 132ASTM D1883-99

1. OBJETIVO:

1.1 Este ensayo determina un índice de resistencia de los suelos, se realiza con un suelo preparado en laboratorio, en condiciones de humedad y densidad; también se puede operarse en muestras inalteradas tomadas del terreno.

1.2 Este índice se utiliza para evaluar la capacidad de soporte de los suelos de subrasante de pavimentos, capas de base, sub-base, afirmado y materiales granulares compactados en laboratorio.

2. MARCO TEORICO:

El ensayo de CBR es una medida indirecta de la resistencia del suelo a la penetración y se trata de un ensayo relativamente simple para obtener un indicador de la resistencia del suelo de la subrasante, subbase y base para uso de carreteras y aeropuertos aunque por sí mismo no representa una propiedad fundamental del material. El valor de CBR obtenido puede ser aplicado directamente para el diseño de pavimentos en los métodos empíricos y a través de correlaciones de módulo resilente en el caso de los métodos mecanísticos – empíricos.El ensayo fue desarrollada por la división de carreteras de california en 1929 y adoptado por el cuerpo de ingenieros para usarlo en el diseño de pavimentos flexibles en lugares donde el congelamiento no es un factor de control.

El procedimiento de este ensayo determina los materiales para sub rasante, subbase y base de un pavimento a partir de especímenes compactados en laboratorio. Consiste de los siguientes pasos:

- Preparar los especímenes para el ensayo de suelos.- Inmersión de los especímenes en agua y medición de la expansión- Realizar el ensayo de penetración en las muestras de suelo preparadas.

ING. MARY LUZ APAZA APAZA Página 1


Aunque los ensayos de penetración son frecuentemente realizados en especímenes de laboratorio, también podrían realizarse sobre muestras inalteradas de suelo o en el campo donde se encuentra el suelo.

Las operaciones básicas para realizar un ensayo de CBR son las mismas sin importar las variaciones en las condiciones de suelo ni el tipo de construcción. El ensayo esencialmente mide la resistencia de cortante de suelo bajo condiciones de humedad y densidad controladas. El CBR para el suelo es la relación obtenida al dividir el esfuerzo de penetración requerido para lograr que un pistón penetre en el suelo 0.10 pulgadas con un esfuerzo estándar de penetración de 1000 libras por pulgada cuadrada (psi) a una velocidad de 0.05 pulg/min. Este esfuerzo estándar de penetración es aproximadamente lo que se requiere para lograr que el mismo pistón penetre 0.10 pulgadas dentro de la masa de roca triturada (piedra caliza). El valor de CBR puede ser considerado como la fuerza del suelo respecto a la de piedra triturada.

El CBR (%) se calcula con la siguiente expresión:

CBR=100( xy )Dónde:

“X” es la resistencia del material, ya sea para 2.54 mm (0.1 pulg) o 5.08 (0.2 pulg) de penetración, “y” es la presión patrón o estándar tomada como referencia, 1000 psi para 0.1 pulg. De penetración y 1500 psi para 0.2 pulg de penetración.



3. EQUIPOS Y MATERIALES:

Equipo de CBR

Molde, de metal, cilíndrico, provisto de un collar de metal suplementario y un placa de base perforada.

Disco espaciador, de metal, de forma circular: usado como falso piso de fondo en el molde cilíndrico durante la compactación

Pistón de compactación

Aparato medidor de expansión:

Vástago de metal con un sistema de tornillo que permita regular la altura

Un trípode cuyas patas se puedan apoyarse en el borde del molde

Un dial (deformimetro)

Pesas : Uno o dos pesas de metal usados como sobrecarga

Pistón de penetración : Metálico de sección transversal circular, área de 19.35cm2 (3 pulg2), y con longitud necesaria para realizar el ensayo de penetración, capaz de penetrar una velocidad de 1.27 mm/min

Tanque : con capacidad suficiente para la inmersión del molde en agua



Estufa : termostáticamente controlada, capas de mantener una temperatura de 110 ± 5 °C

Balanzas :

De 20kg de capacidad De 1000g de capacidad

Tamices : de 4.76mm(N° 4); 19.05mm(3/4”) y 50.80 mm(2”)

Misceláneos:

Cuarteador o enrazador Bandejas Capsulas o latas Probeta Espátula Disco de papel filtro del Ø del molde.



4. PROCEDIMIENTO:

4.1. Preparación de la muestra:

- Secar el material al aire o calentándolo a 60 °C- Disgregar los terrones existentes y tener cuidado de no

romper las partículas individuales de la muestra.

- Tamizado de la muestra- Cuando más del 75% en peso de la muestra pase por el

tamiz 3/4”, se utiliza ese material para el ensayo.

- Cuando la fracción de la muestra retenida en el tamiz 3/4" sea superior a un 25% en peso, se separa el material retenido en dicho tamiz y se sustituye por una proporción igual de material comprendido entre los tamices 3/4" y de N° 4, obtenida tamizando otra porción de la muestra

- Pesar la muestra (5500 gr)

4.2. Elaboración de especímenes

- Pesar el molde con su base- Colocar el collar y el disco espaciador y,

sobre este, un disco de papel filtro del mismo diámetro.

- Saturar la muestra con 300 ml de agua



Una vez preparado el molde, se compacta el espécimen en su interior, aplicando un sistema dinámico de compactación, pero utilizando en cada molde la proporción de agua y la energía (número de capas y de golpes en cada capa) necesarias para que el suelo quede con la humedad y densidad deseadas

- Seguidamente se quitara el collarín, se enrasara la parte superior del molde, se volteara el molde y se quitara la base del molde perforada y el disco espaciador

- Colocar papel filtro sobre la base, se empalmara el plato con el vástago graduable y se colocara las pesas para sobrecarga mínima de 10 lbs



- Marcarse puntos referenciales en el molde para ubicar el deformimetro de expansión en el tanque.

- Sumergir el molde dentro de un tanque o depósito lleno con agua, ajustar el cero del deformimetro de expansión y registrar el tiempo de comienzo del ensayo y se tomara la lectura inicial cada 24 horas al cabo de 96 horas

- Se calcula el % de hinchamiento.

5. CALCULOS Y ANALISIS



6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Se recomienda dejar marcas en la parte superior del molde, para ubicar fácilmente el

deformimetro. Y evitar posibles fallos en el ensayo.

7. BIBLIOGRAFIA

Ingeniería de pavimentos - M.Sc. Ing. José Rafael Menéndez Acurio www.wikipedia.com www.civilgeeks.com


http://www.civilgeeks.com/

http://www.wikipedia.com/

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