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:

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.

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.

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%C3%A1fico%2Bde%2B

determinaci%C3%B3n%2Bde%2BCBR%2B(NCh%2B1852%2BOf.%2B1981)..gif

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