ensayo de cbr
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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
%C3%A1fico%2Bde%2Bdeterminaci%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