UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA

SUELOS Y ROCAS II

ENSAYO DE CBR

Grupo:

1

Nombre:

Cynthia Carolina Cruz Castillo

Docente:

Ing. Ángel Tapia

Paralelo:

“A”

Fecha:

22/ 01/ 2014

Loja- Ecuador

1. INTRODUCCION

El ensayo de relación de soporte de California (CBR) de un suelo es la

carga unitaria correspondiente a una o dos pulgadas de penetración,

expresada en porcentaje en su respectivo valor estándar.

De acuerdo al Ing. Luis Chang Chang del Centro Peruano de Investigación

Sísmica y Mitigación de Desastres, el CBR mide la resistencia al corte de

un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controlada para poder

evaluar la calidad del terreno que será usado como subrasante, subbase y

base de pavimentos.

2. OBJETIVO

El ensayo de CBR se hace con el fin de determinar:

Capacidad de soporte en materiales de mejoramiento.

Determinación de la densidad y humedad.

Determinación de las propiedades expansivas del material.

Determinación de la resistencia a la penetración.

3. MATERIALES Y EQUIPOS

Moldes: Cilindros de metal, con un collarín y un plato base que deberá

ajustarse a las dimensiones del molde.

Pisón: De metal que proporcionara los golpes de compactación.

Aparato para medir la expansión: Corresponde a una placa de metal

perforado, estará provista de un vástago en el centro con un sistema de

tornillo que permita regular su altura. Un trípode que pueda apoyarse en

el borde del molde, con un deformímetro en el centro, de manera que

permita medir la expansión del material.

Pesos de sobrecarga: Una pesa anular y dos pesas ranuradas de metal.

Pistón de penetración: Un pistón de metal cilíndrico.

Dispositivo de carga: Aparato de compresión capaz de aplicar carga

creciente uniforme a una proporción de 1.3 mm/min.

Tanque de remojo: Donde se depositaran las muestras, debe tener un

nivel de agua constante sobre la parte superior de los moldes.

Horno, recipientes para contenido de humedad, tamices, cucharas, regla,

mezcladora, balanza.

4. PROCEDIMIENTO

El procedimiento descrito a continuación corresponde a la norma AASHTO

T 193- 99.

4.1 Muestra de ensayo:

Se procede como se indica en la norma AASHTO T 99 o AASHTO T 180

para compactación, excepto que:

Cuando más del 75% del peso de la muestra pase por el tamiz ¾, se usa

todo el material para preparar los especímenes en la compactación.

Cuando la muestra retenida en el tamiz ¾ tiene un peso superior a 25%,

se separa el material retenido en dicho tamiz y se sustituye por una

proporción igual de material comprendido entre los tamices ¾ y Nº 4,

obtenida tamizando otra porción de la muestra.

Se toma la muestra de 5kg para cada molde de CBR.

En función de la humedad optima y densidad máxima realizada en el

ensayo de compactación, se añade la cantidad de agua necesaria a las

muestras para ensayarlas en estado de humedad óptima, además se

toma una porción de muestra para efectuar el cálculo de contenido de

humedad.

4.2 Proceso de CBR:

Determinar dimensiones y masa del molde. Hecho esto, se ensambla el

molde, con el collar y el plato base, y un disco espaciador, el cual debe

tener registrada la altura.

Se forma un espécimen compactando el suelo preparado, con el molde,

en cinco capaz aproximadamente iguales, para una altura total de 125

mm. Cada capa será compactada con 56 golpes.

Una vez compactado, se remueve el collar de extensión, y

cuidadosamente se retira el material sobrante, con el enrasador, se

aplana completamente el espécimen compactado. Se desmonta el

molde y se vuelve a montar invertido, sin disco espaciador, colocando

un papel filtro entre el molde y la base, y se registra el peso.

Se coloca en la parte superior del molde un vástago, con los anillos de

sobrecarga. Y se toma una lectura inicial para medir el hinchamiento

colocando el trípode en los bordes y el dial en el centro del vástago. Se

sumerge el molde en el tanque y se toman lecturas continuas durante

4 días.

Este procedimiento se efectúa para dos especímenes más, de 5 capas

y 25 golpes, y, 5 capas y 10 golpes.

Después del periodo de inmersión, se sacan los moldes del tanque, se

colocan en un sitio donde escurran durante 15 minutos, se retiran el

vástago y las sobrecargas, se seca el molde y se pesa, para efectuar el

ensayo de penetración.

Inmediatamente después de haber pesado, se colocan las sobrecargas

nuevamente, sin el vástago. El espécimen se coloca sobre la prensa y

se añade el pistón. Se monta el dial medidor de manera que pueda

medir la penetración del pistón y se aplica una carga inicial de 10 lb.

Se enceran las agujas de los diales medidores y se aplican la carga

sobre el pistón de penetración mediante el gato o mecanismo

correspondiente del aparato de carga, con una velocidad uniforme de

1.27 (.05”) por minuto. Y se anotan las lecturas de carga para las

penetraciones de 0.025, 0.050, 0.075, 0.1, 0.15, 0.2, 0.3, 0.4 y 0.5

pulgadas.

Con el gato mecánico, se realiza la extracción de la muestra y se

toman dos muestras para contenido de humedad de cada espécimen

ensayado.

5. METODOLOGÍA

5.1 Humedad de compactación.- El porcentaje de agua que se

debe añadir al suelo para que alcance la humedad optima es:

% deagua a añadir= H−h100+h

∗100

H= Humedad optima

h= Humedad natural

5.2 Agua absorbida.- Se calcula a partir de los datos de las

humedades antes de la inmersión y después de la inmersión, la

diferencia entre ellas se toma en porcentaje.

5.3 Expansión.- Se determina en porcentaje, de la diferencia entre

las lecturas del dial antes y después de la inmersión, con

respecto a la altura del molde.

% Expancion= L 2−L1127

∗100

L1= Lectura inicial en mm

L2= Lectura final en mm

5.4 Curva de deformaciones.- Se traza la curva que relacione las

presiones versus las penetraciones, se observa si la curva

presenta inflexiones. Si presenta inflexiones se toma los valores

a 0.1 y 0.2 pulg de penetración. Si la curva presenta punto de

inflexión, la tangente a ese punto cortara el eje de las abscisas

en otro punto, el cual se toma como nuevo origen para

determinar las presiones correspondientes.

Fig1: Curva de deformaciones

Fuente: http://www.slideshare.net/UCGcertificacionvial/cbr-aashto-t193-cbr-02-1490272#btnNext

5.5 Relación de soporte de California (CBR).- Los valores de

carga corregidos se determina para cada espécimen a 0.1 pulg y

0.2 pulg de penetración. El CBR es obtiene en porcentaje,

dividiendo los valores de carga corregidos a 0.1 pulg y 0.2 pulg

para las cargas normales de 1000 psi y 1500 psi

respectivamente y multiplicando estas por 100.

CBR 0.1= {Presion de penetracion para 0.1 ¿Cargaunitaria de patron para 0.1 de penetracion} *10¿

CBR 0.2= {Presion de penetracion para 0.2 ¿Ca rgaunitaria de patron para 0.2 de penetracion} *10¿

El CBR es generalmente seleccionado a 0.1 pulg de penetración. Si la

relación a 0.2 pulg de penetración es mayor a la penetración de 0.1

pulg, la prueba se realizara nuevamente. Si la prueba de chequeo da

un resultado similar a la relación 0.2 pulg de penetración se usara esta.

5.6 Diseño de CBR para un solo contenido de agua.- Usando los

datos de los tres especímenes, se traza la gráfica de CBR versus

densidad seca. El diseño CBR se determina al porcentaje

deseado de la densidad seca máxima, normalmente el mínimo

porcentaje de compactación permitido.

Fig2: Diseño de CBR

Fuente: http://3.bp.blogspot.com/_XaEAVDzMVyc/SVBxY7ypp2I/AAAAAAAAAAs/pDRHeWh_71k/s320/Gr

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6. ANALÍSIS DE RESULTADOS

7. CONCLUSIONES

El CBR de diseño para una pulgada de penetración y 100% de

compactación es de 68%.

El CBR de diseño para una pulgada de penetración al 95% de

compactación es de 62.5%.

La densidad seca máxima para una compactación del 95 % es de 2.318

gr/ cm3

El espécimen compactado con 56 golpes, al cuarto día de saturación

posee un esponjamiento de 0.0094%.

El espécimen compactado con 25 golpes, al cuarto día de saturación no

presento ningún esponjamiento, lo que está bien, ya que el suelo era

de mejoramiento, una mezcla de grava y arena que no presento

plasticidad.

El espécimen compactado con 10 golpes presento un esponjamiento

de 0.022%.

BIBLIOGRAFIA

Norma ASTM 1833

Norma AASHTO T 193

ANEXO FOTOGRÁFICO