Ensayo CBR

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  • 1. ENSAYO C.B.R.California Bearing RatioASTM D 1883 NDICE

2. OBJETIVODeterminar el valor del C. B. R. de los suelos, cuandoson compactados y ensayados en el laboratorio,mediante la comparacin entre la carga de penetracinen el suelo y aquella de un material normalizado ostandard. 3. DESCRIPCIN DEL MTODOEste ensayo fue inventado por la Divisin de Carreterasde California en 1.929 y nos permite determinar laResistencia al Corte de un suelo bajo condiciones deHumedad y Densidad controladas.El CBR (California Bearing Ratio) se obtiene como unporcentaje del esfuerzo requerido para hacer penetrarun pistn una profundidad de 0.1 pulgadas en unamuestra de suelo y el esfuerzo requerido para hacerpenetrar el mismo pistn, la misma profundidad de 0.1pulgadas, en una muestra patrn de piedra triturada. 4. Por lo tanto:Esfuerzo en el Suelo Ensayado C.B.R.Esfuerzo en el Suelo PatrnLos Valores para el patrn (rocatriturada), semuestran a continuacin:PENETRACINESFUERZO (plg.)(lb./plg.2) 011.000 021.500 031.900 042.300 052.600 5. La relacin C.B.R. generalmente se determina para0.1 y 0.2 de penetracin, osea para un esfuerzo de1000 y 1500 libras por pulgada cuadrada en el patrnrespectivamente.Con el fin de duplicar en el laboratorio la condicin mscrtica que se presenta en el terreno, las muestras parael ensayo del C.B.R. se sumergen en agua hastaobtener su saturacin.Los ensayos C.B.R. se puede efectuar tambin sobremuestras inalteradas obtenidas en el terreno y sobresuelos en el sitio. 6. EQUIPO Molde CBR, con collarn y la base perforada. Disco espaciador. Pistn o martillo (10 lb. Y altura de cada de 15-18 pulg.). Plato y vstago. Trpode y extensmetro. Pistn cilndrico. Marco de carga CBR. Tanque para inmersin. Balanza. Cronmetro. Horno. 7. Molde C.B.R.Marco de Carga del C.B.R. 8. TCNICA DEL ENSAYOPreparacin de la muestra. Se pulverizan aproximadamente 100 libras demuestra con el rodillo; se pasa el material por eltamiz y se desechan las partculas retenidas enel tamiz; el material desechado es reeplazado por unpeso igual de material, pero con partculas que seanretenidas en el tamz y que pasen por el tamiz. Se determina la humedad ptima del materialsiguiendoel mismo procedimientodelaCompactacin Proctor Modificado con las siguientesexcepciones: 9. Se usa el material que pase por el tamiz enlugar del . Se usa el molde C.B.R. con sus aditamentos. El material sobrante de la determinacin de lahumedad ptima (25 libras aproximadamente), semezcla con una cantidad suficiente de agua paraproducir en contenido de humedad necesario paraobtener el mximo peso unitario seco. Se debeprevenir la evaporacin. Se pesan 3 moldes de C.B.R. con las respectivasplacas de soporte del molde, estas deben tener 28perforaciones de 1/8 de dimetro. 10. Se compactan 3 muestras en los moldes preparados,usando para el primero 56 golpes, para el segundo25 golpes y para el tercero 10 golpes. Se debentomar muestras de humedad para cada molde conanticipacin. Cada capa debe ser de 1 de espesordespes de compactada y la ltima capa debe estar ms arriba de la unin del molde con su collarn.La humedad de las muestras as compactadas nodebe ser ni mayor ni menor que 0.5% de lahumedad ptima; de otra forma se debe repetir elensayo. 11. Se retira el collarn del molde y se lo pesa junto conla muestra compactada, el disco espaciador y laplaca de soporte. Se coloca un filtro de papel sobre la placa de soportey luego se voltea el molde con la muestracompactada (el espacio dejado por el disco quedalgicamente en la parte superior) y se coloca sobrela placa de soporte. La muestra est lista para sersumergida. 12. Mtodo de sumergir la muestra y medir loscambios volumtricos.Con el fin de duplicar en el laboratorio lascondiciones de saturacin que se presentan en elterreno, la muestra preparada como se indicaanteriormente, se sumerge en un recipiente. Secoloca sobre las muestra sobrepeso de 5 libras (estorepresenta aproximadamente 3 de material). Por lotanto si se desea calcular el nmero de sobrepesosnecesarios, se estima el espesor en pulgadas delmaterial que la muestra va a soportar y se dividepor 3. 13. Se coloca un filtro de papel sobre la superficie de lamuestra compactada, luego la placa perforada consu vstago y sobre esta los pesos y sobre-pesosrequeridos. Se coloca un extensmetro junto con un trpode quesirva para sostenerlo. Se sumerge la muestra en el recipiente y se deja alldurante cuatro das hasta que est completamentesaturada y no tenga ms cambios volumtricos; sedebe tomar la lectura de los extensmetros todoslos das. 14. Al cabo de 4 das se saca el molde del agua, se secay se deja escurrir por espacio de 15 minutos. Se quitan los sobrepesos y se pesa la muestrasaturada con el fin de apreciar lacantidad de aguaabsorbida por el espcimen. La muestra seencuentra lista para la penetracin del pistn. 15. Procedimiento (Penetracin del Pistn) Se colocan de nuevo los sobrepesos sobre lamuestra saturada. Se coloca la muestra sobre la plataforma de prensadel C.B.R. La muestra debe estar alineada con elpistn; se levanta la plataforma por medio del gatohidrulico hasta que el pistn est en contacto conla muestra y se le est aplicando una carga de 10libras. Despus se vuelve a colocar en cero elindicador de carga. Se coloca tambin elextensmetro en cero. 16. Se aplica la carga por medio del gato hidrulico de laprensa del C.B.R. a una velocidad de 0.05 porminuto. Se toma la lectura de las cargas, aplicadas a0.025, 0.050, 0.075, 0.1, 0.3, 0.4 y 0.5 depenetracin del pistn. Se saca la muestra de la prensa del C.B.R. y setoma la muestra de humedad alrededor del orificiodejado por el pistn. Para sacar la muestra del molde se usa el extractorde muestras con la placa de 6 de dimetro. 17. CLCULOS Se calculan los Esfuerzos Aplicados dividiendo lacarga para el rea del pistn. La carga se obtienemultiplicando cada lectura del dial de cargas por laconstante del aparato. Se dibujan las curvas Esfuerzo vs. Penetracin paracada molde, colocando en las abscisas cada una delos valores de penetracin y en las ordenadas losrespectivos esfuerzos.En cada una de las curvas, el cero debe serdesplazado, para as compensar los errores debidosa irregularidades en la superficie de las muestras ypara corregir la curva si esta empieza cncava haciaarriba. 18. Curva Esfuerzo vs. Penetracin 1000,000800,000Esfuerzo (lb/plg2)600,000 56 golpes 25 golpes 10 golpes400,000200,0000,0000 0,1 0,20,3 0,4 0,5Penetracin (plg) 19. Se determina el valor del C.B.R. para cada moldetomando en cuenta que: La relacin C.B.R.generalmente se determina para 1 y 2 depenetracin, osea para un esfuerzo de 1000 y 1500libras por pulgada cuadrada en el patrn,respectivamente. De estos dos valores se usa el quesea 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 ala Densidad Seca Mxima obtenida en el ensayo deCompactacin, como se muestra a continuacin: 20. 2200,0smaDensidad Mxima (kg/m3)x2100,02000,01900,0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 C.B.R. C.B.R. muestra 21. Para el caso de que la muestra ensayadacorresponda a suelo de Subrasante, se reportar elC.B.R. que corresponda al 95% de la Densidad SecaMxima. 22. EJEMPLO 23. Determinar el valor del C.B.R., a partir de los datosmostrados en la tabla presentada a continuacin: 24. PENETRACIN PRESIN DENSIDADN GOLPESmm Kg./cm2 MAXIMA0,6351,2782,54 10 1017605,08 207,62 2910,16350,6351,2792,54 20 2519705,08 457,62 7010,16900,6371,27 152,54 40 5520305,08 907,62 14010,16160 25. Curva Esfuerzo vs. Penetracin2.54 mm5.08 mmP(Pr esin Patrn) 70.31 kg / cm 2 )P(Pr esin Patrn) 105 .46 kg / cm 2 ) 26. Resultados del ensayo de penetracin:N GOLPES 102555 P2,54 mm (Kg./cm2)10 24,75 49,50.9 * smax 0.95 * 2030 1928.5 kg / m3P5,08mm CBRDis eo 35.5%(Kg./cm2) 21,5 50 99,5Es 50 * 35.5 1775 kg / cm2 C.B.R. 2,54 mm (%) 14,22 35,270,4 C.B.R. 5,08 mm (%) 20,93 47,41 84,35 Curva C.B.R. vsDensidad Seca Mxima 27. FORMATOS DELABORATORIO