UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

LABORATORIO:

“PAVIMENTOS”

TEMA: “CBR”

ALUMNO:

DIA Y HORARIO

: LUNES 11.30@1:30

AREQUIPA - PERU

2006

ENSAYO DE LA RELACION DE SOPORTE DE CALIFORNIA(CBR)

Referencias:

AASHTO T193-63

ASTMD1883-73

Objetivo

Introducirnos a un método para evaluar la calidad relativa del suelo para subrasante, sub base y base de pavimentos

Equipo

Equipo de cbr que consta de :

• Molde de compactación de 15.2 cm de diámetro *17.8 de altura(o equivalente ,con collar)

• Disco espaciador de 15.1de diámetro *6.14 cm de altura (ó 5.1 cm de altura si ese está disponible ).

• Martillo de compactación (bien el de 24.5 no el de 44.5 N)

• Aparato para medir la expansión con deformimetro de caratula con precisión de 0,01mm.

• Pesos para sobrecarga.

• Máquina ce comprensión equipada con pistón de penetración CBR (diámetro de 4.953 cm con sección transversalde 19.4 cm) y cpaz de penetrar a una de 1.27 mm/min.

• Pesos para sobrecarga .

• Maquina de compresión equipada con pistón de penetración CBR(diámetro de 4.953 cm con sección transversalde 19.4 cm )y capaza de penetrar a una rasa de 1.27 mm/min

EXPOSICION GENERAL

El ensayo de relación de soporte de California de desarrollo por parte de la división de carreteras de California en 1929 como una forma de la clasificación de la capacidad de un suelo para ser utilizado como sub-rasante o material de base en construcción de carreteras. Durante la segunda guerra mundial , el cuerpo de ingenieros de los Estados Unidos adoptó este ensayo para utilizarlo en la construcción de aeropuertos .

El ensayo CBR (la ASTM denomina el ensayo simplemente un ensayo d e relación de soporte ) mide la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controladas .El ensayo permite obtener un número de la relación de soporte ,pero de la aseveración anterior es evidente que este número no es constante para un suelo dado sino que se aplica solo al estado en el cual se encontraba el suelo durante el ensayo .De paso ,es interesante comentar que el experimento puede hacerse en el terreno o en un suelo compactado , pero este aspecto se encuentra fuera del objetivo del presente manual de laboratorio.

El número CBR (o simplemente,CBR )se obtiene como la relación de la carga unitaria (en libras por pulgada cuadrada ) necesaria para lograr una cierta profundidad de penetración(con un área de 19.4 cm.) dentro de la muestra compactada de suelo a in contenido de humedad y densidad dadas con respecto ala carga unitaria patrón requerida para obtener la misma profundidad de penetración en una muestra estándar de material triturado .En forma de ecuación esto es:

Carga unitaria del ensayo

CBR=------------------------------ *100 (%)

Carga unitaria patrón

De esta ecuación de puede ver que el número CBR es un porcentaje de la carga unitaria patrón. En la práctica, el símbolo de porcentaje se quita y la relación de presenta simplemente por el número entero como 3,45,98. Los valores de carga unitaria que deben utilizarse en la ecuación son las siguientes:

PENETRACION CARGA UNITARIA PATRÓN

---------------------- ---------------------------------------

mm pulg MPa psi

---------------------- ----------------------------------------

2.5 0.10 6.9 1.000

5.0 0.20 10.3 1.500

7.5 0.30 13.0 1.900

10.0 0.40 16.0 2.300

12.7 0.50 18.0 2.600

El número CBR usualmente se basa en la relación de carga para una penetración de 2.5 mm.Sin embargo , si el valor de CBR aumenta la penetración de 5.0 mm es mayor , el ensayo debería repetirse ( ordinariamente ) .Si un segundo ensayo produce nuevamente un valor de CBR mayor de 5.0 mm de penetración dicho valor debe aceptarse como valor final del ensayo.

Los ensayos de CBR se hacen usualmente sobre mustras compactadas al contenido de humedad óptimo para el suelo especifico , determinado utilizando el ensayo de compactación estçandar (o modificado). A continuación utillizando los métodos 2 ó 4 de las normas ASTM D698 - 70 ó D1557 -70 ( para el molde de 15.2 cm de diámetro ), se debe compactar las muestras utilizando las siguientes energías de compactación :

Método Golpes Capas Peso de martillo N

---------------------------------- ----------- ---------- ---------------------

D698: 2 (Suelos de grano fino) 56 3 24.5

4 (Suelos gruesos) 56 3 24.5

D1557: 2(Suelos de grano fino) 56 5 44.5

4 ( suelos gruesos) 56 5 44.5

A menudo se compactan dos moldes de suelo - uno para penetración inmediata y otro para penetración después de dejarlo saturar por un periódo de 96 horas .El segundo espécimen es saturado durante 96 horas con una sobrecarga aproximadamente igual al lpeso del pavimento que se utilizará en el campo , pero en ningún caso el peso de la sobrecarga será menor de 4,5 Kg. Es necesario durante este perido tomar registros de expansión para instantes escogidos arbitrariamente y al final del periódo de saturación se hace la penetraciónpar obtener el valor CBR para el suelo en condición de saturación completa.

En ambos ensayos de penetración para determinar los valores de CBR se coloca una sobrecarga sobre la muestra de la misma magnitud en la que se utilizó durante el ensayo de expansión .El ensayo sobre la muestra saturada cumple dos propósitos :

El ensayo de penetración se lleva a cabo en una máquina de compresión utilizando una tasa de deformación unitaria de 1.27 mm/min. Se toman lecturas de carga contra penetración a cad a0.5 mm de penetración hasta llegar a un valor de 5.0mm a partir del cual se toman lecturas con incremento de 2.5 mmhasta obtener una penetración total de 12.7 mm.

El valor de CBR se utiliza para establecer una relación entre el comportamiento delos suelos principalmente con fines de utilización con bade y sub - rasante bajo pavimentos de carreteras y aeropistas .La siguiente tabla da - calificaciones típica.

Sistema de clasificación

---------------- --------------

Nª Clasificación

general Usos Unificado AASHTO

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0-3 Muy pobre Subrasante OH,CH.MH.OL A5,A6,A7

3-7 Pobre a regular Subrasante OH,CH,MH,OL A4,A5,A6,A7

7-20 Regular Sub- base Ol,Cl,Ml,Sc,Sm,Sp,Gp A2A4,A6,A7

20-50 Bueno Base,sub-base GM,GG,SW,SM,SP,GP A1b,A2-5,A3,A2-6

50 Excelente Base GW,GM Ala,A2-4,A3

Se publican mucho diseños de pavimentos en los cuales se entra a la tabla con el número CBR y de lee directamente el espesor de Sub-rasante ,base,y/o espesor del pavimento flexible , basado en las cargas dellanta esperada .Algunas veces el valor de CBR se convierte a módulo de sub-rasante (utilizando también tablas ) antes de entrar a las diseño de pavimento .

Procedimiento experimental

1.Preparar aproximadamente 3 Kg de suelo de grano fino menor que el tamiz 4 ó 5 .5 Kg de material con particulas de 19 mm de diámetro máximo al contenido de humedad óptima del suelo determinado con el esfuerzo de compactación adecuado (ensayo de compactación ).Si se desea curar el suelo para obtener una distribución más uniforme de la humedad ,se debe mezclar con el porcentaje necesario de humedad y almacenar en un recipiente sellado por espacio de 12 a 24 horas antes del ensayo.

Antes de compactar el suelo en un molde, se debe tomar una muestra representativa para determinar su contenido de humedad (por lo menos 100 g. si el suelo es de grano fino).

Para muestras no saturadas,llevar a cabo los pasos 9ª 11 que se presentan a continuación

Para muestras saturadas:

ANALISIS DE DATOS

Aconsecuencia de los sucesos ocurridos tendremos que asumir los datos siguientes

Bibliografía

Mecánica de suelos en la practica de la geología aplicada a la ingeniería R E DASHKO

Manual de laboratorio de suelos en ingeniería civil JOSEPH BOWLES

Suelos mecánica JUARES BADILLO

Apuntes del curso de pavimentos FIC 2006 dictadas por el mg CALIXTO YANKY