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GUÍA PRÁCTICA DE LABORATORIO MÉTODO DE ENSAYO NORMALIZADO PARA .

“CBR DE LOS SUELOS” (California Bearing Ratio: Ensayo de Relación de Soporte de

California)

Elaborado por: Jafet Sánchez Rubina Supervisor Laboratorio de Ing. Civil UPN Lima Centro

INTRODUCCIÓN

Este método de ensayo está basado en las Normas ASTM D 1883 y AASHTO T 193, las mismas que se han adaptado al nivel de implementación y a las condiciones propias de nuestra realidad. Cabe indicar que está sujeto a revisión y actualización continua.

DEFINICIONES

Describe el procedimiento de ensayo para la determinación de un índice de resistencia de los suelos denominado valor de la relación de soporte, que es muy conocido, como CBR (California Bearing Ratio). El ensayo se realiza normalmente sobre suelo preparado en el laboratorio en condiciones determinadas de humedad y densidad; pero también puede operarse en forma análoga sobre muestras inalteradas tomadas del terreno. Este índice se utiliza para evaluar la capacidad de soporte de los suelos de subrasante y de las capas de base, subbase y de afirmado. Este modo operativo hace referencia a los ensayos para determinación de las relaciones de Peso Unitario - Humedad, usando un equipo modificado, principalmente la resistencia de suelos cohesivos, de tamaños máximos de partículas menores a 19mm(3/4")

RESUMEN DEL ENSAYO Para ensayos realizados sobre materiales compactados a un contenido de agua se preparan 3 especímenes. Los especímenes se compactan se compactan usando 3 diferentes esfuerzos de compactación para obtener pesos unitarios, tanto por encima como por debajo del peso unitario deseado. Después de permitir que lo especímenes se cubran de agua para humedecerse, u otro tratamiento específico como curado, cada espécimen estará sujeto a la penetración por un vástago cilíndrico. Los resultados de esfuerzo ( carga) versus la profundidad de la penetración se grafican para determinar el CBR de cada espécimen. El CBR la densidad especificada se determina con un gráfico de CBR vs. EL Peso Unitario Seco. Para pruebas en las cuales el resultado se determina para un rango de contenido de humedad, una serie de especímenes con cada uno de los 3 esfuerzos de compactación son preparados sobre el rango de contenido de agua de interés. Los esfuerzos de compactación se seleccionan para producir pesos unitarios superiores e inferiores al peso unitario deseado. Después de permitir que los especímenes se humedezcan, u otro tratamiento específico como curado, cada espécimen es penetrado.

RESUMEN DEL ENSAYO Los resultados se grafican para obtener el CBR para cada espécimen. Una gráfica para obtener el CBR versus el peso unitario para cada contenido de agua se realiza para determinar el mínimo CBR para el rango de contenido de agua. SIGNIFICADO Y USO. Este método de ensayo se usa para evaluar la resistencia potencial de la sub-rasante, subbase y material de base incluyendo materiales reciclados para usar en pavimentos de vías y campos de aterrizaje. El valor de CBR obtenidos en esta prueba forma parte integral de varios métodos de diseño de pavimento flexible.

LOGROS

 Al concluir el curso, el estudiante elabora un informe sobre las propiedades físicas, hidráulicas y mecánicas de los diversos tipos de suelos, utilizando los procedimientos estándares normados por ASTM, NTP y E050, con base a criterios de precisión en los resultados y presentando conclusiones y recomendaciones.

NORMAS:

El siguiente procedimiento de ensayo se rige a las siguientes normas: •  ASTM D 1883-99 •

NTP 339.145

EQUIPOS Y MATERIALES Compactación • • • • •

Molde de diámetro.= 6”, altura de 7” a 8” y un collarín de 2 ”.  Disco espaciador de acero diámetro. 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).

Prueba de Penetración

 Pistón sección circular Diámetro. = 2 pulg. • Aparato para aplicar la carga: Prensa hidráulica velocidad uniforme 1.27mm/minuto ( 0.05 pulg/min ), Con anillo calibrado. • Equipo misceláneo: balanza, horno, tamices, papel filtro, cronómetro, extensómetros,etc. • Dial de deformación: 2 diales de deformación de lectura de de 0.25mm (0.001 ”) con un rango mínimo de 0.200 •

INSTRUCCIONES DE SEGURIDAD 1. Es responsabilidad de todos los usuarios conocer y cumplir estrictamente con los detalles descritos en el reglamento del laboratorio. 2. El incumplimiento de este procedimiento, será considerado como falta grave, por lo cual se procederá a aplicar una sanción disciplinaria según el reglamento. 3. Este procedimiento no mitiga los daños que pudieran ocurrir en el desarrollo de las actividades dentro de las instalaciones del laboratorio, sin embargo busca prevenir los incidentes, para reducir los riesgos que pudieran causar. 4. La mala manipulación de los accesorios y/o equipos pueden causar golpes, cortes o contusiones, por lo que se recomienda tomar precauciones y el correcto uso de los equipos de protección personal ( EPP) durante su permanencia en las instalaciones. 5. Los equipos a usar en algunos casos resultarían sensibles a la mala manipulación, causando algunos riesgos para su salud, los usos serán previa supervisión del encargado de laboratorio. ´

INSTRUCCIONES DE SEGURIDAD  ABREVIATURAS • Peligro.- Fuente de energía, material o situación con potencial de producir daño en términos de una lesión o enfermedad, daño a la propiedad, al ambiente de trabajo o a una combinación de ambos. • Riesgo.- Probabilidad por consecuencia que ocurra un hecho específico peligroso. • Consecuencia.- Resultado de un hecho especifico después del contacto con un peligro. • Probabilidad. - Posibilidad de que el riesgo ocurra, lo cual dependerá de los controles existentes (protecciones, existencia de instrucciones, capacitación, verificación). • Incidente.- Acontecimiento no deseado, que tiene el potencial de crear lesiones a las personas la propiedad o al medio ambiente. • Accidente.- Acontecimiento no deseado que produce daño a las personas, a la propiedad o al medio ambiente.

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA

Si todo el material pasa el tamiz de 19mm (3/4 ”)  toda la gradación deberá usarse para preparar muestras a compactar sin modificación. Si existe material retenido en el tamiz de 19mm (3/4 ”), este material deberá ser romovido y reeplazado por una cantidad igual de material que pasa el tamiz de 19mm (3/4 ”) y sea retenido en el tamiz N 4 obtenido por separación de porciones de la muestra. °

PROCEDIMIENTO 1. Determinar la densidad y la humedad del suelo mediante el ensayo de Proctor .

2. Mezcle el suelo con agua hasta llegar al óptimo contenido de humedad obtenido en el ensayo del Proctor.

3. Compacte la muestra de suelo en 5 capas con diferentes números de golpes (12 , 25 y 56 golpes por cada capa)

4. Retire el collarín y el disco espaciador.

5. Instale el deformímetro para el registro de posibles expansiones, luego sature durante 96 horas .

6. Coloque el dial de deformación para controlar la velocidad y la penetración del pistón.

6. Coloque el anillo de carga sobre la superficie del espécimen y mida el esfuerzo .

Marco de carga y anillo para medir el esfuerzo

Dial de deformación para controlar la velocidad y la penetración del pistón

CÁLCULOS

DETERMINACIÓN DE LA EXPANSIÓN

Suelos con hinchamiento mayores a 3%

CBR < 9%

Suelos con 2% de hinchamiento como máximo

CBR >= 15%

Suelos con hinchamiento menores de 1%

CBR > 30%

PENETRACION EN PULG 0.025 0.050 0.075 0.100

PATRON

1000

MOLDE 1 DIAL PRESIÓN

MOLDE 2 DIAL PRESIÓN

MOLDE 3 DIAL PRESIÓN

24.0 75.0 143.0 211.0

82.4 257.6 491.2 724.7

13.0 39.0 75.0 130.0

44.7 134.0 257.6 446.5

5.0 12.0 30.0 62.0

17.2 41.2 103.0 212.9

1,243.3 1,871.9 2,369.9

250.0 362.0 463.0

858.7 1,243.3 1,590.3

142.0 213.0 280.0

487.7 731.6 961.7

2,837.0 3,826.2 4,654.0

538.0 687.0 808.0

1,847.9 2,359.6 2,775.2

335.0 415.0 466.0

1,150.6 1,425.4 1,600.6

0.150 0.200 0.250

1500

362.0 545.0 690.0

0.300 0.400 0.500

1900 2300 2600

826.0 1,114.0 1,355.0

CUESTIONARIOS 1. El CBR se utiliza para evaluar la capacidad de : a)  La capacidad de soporte de los suelos b)  La capacidad de densidad de los suelos c)  La capacidad de durabilidad de los suelos d)  Todas las anteriores 2) Para realizar el ensayo de CBR es necesario determinar el: a) Optimo contenido de humedad b) Máxima densidad seca c) a y b d) N.A 3. Para el ensayo de CBR se compacta la muestra de suelo en: a) 3 capas con diferentes números de golpes (12 , 25 y 56 golpes por cada capa) b) 4 capas con diferentes números de golpes (12 , 25 y 56 golpes por cada capa) c) 5 capas con diferentes números de golpes (12 , 25 y 56 golpes por cada capa) d) 6 capas con diferentes números de golpes (12 , 25 y 56 golpes por cada capa) 4. Para registrar la deformación, el suelo deberá ser saturado durante: a) 76 horas b) 76 días c) 96 horas d) 96 días