UANCV –ING. CIVIL

INFORME Nº 004//ING. CIVIL- UANCV-2009-I

Asunto: ENSAYO DE LA RELACION DE SOPORTE CALIFORNIA (CBR)Apellidos Y Nombres: Curso: Laboratorio de Mecánica De Suelos IIDocente: Semestre: VIGrupo: 3

1.-MARCO TEORICO.-

E NSAYO D E L A R ELACION D E S OPORTE C ALIFORNIA (CBR)

G eneralidades

No basta con especificar el grado de compactación de un suelo. Dos suelos diferentes alcanzarán no solo densidades secas y humedades óptimas diferentes en el ensayo de compactación, sino que el material al estar constituido por partículas diferentes, tendrá un comportamiento en términos de ingeniería diferente. Por ello, se hace necesario un parámetro adicional que considere la capacidad de soporte del suelo en sí mismo para esas condiciones de compactación.

El ensayo de soporte de California se desarrolló por parte de la División de Carreteras deCalifornia en 1929 como una forma de clasificar la capacidad de un suelo para ser utilizado como subrasante o material de base en construcción de carreteras.

El ensayo CBR (la ASTM denomina el ensayo simplemente un ensayo de relación de soporte) mide la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controladas. El ensayo permite obtener un número asociado a la capacidad de soporte.

Los ensayos de CBR se hacen usualmente sobre muestras compactadas al contenido de humedad óptimo para un suelo específico, determinado utilizando el ensayo de compactación estándar o modificado del experimento.

El método CBR comprende los 3 ensayos siguientes:

- Determinación de la densidad y humedad.- Determinación de las propiedades expansivas del material.- Determinación de la resistencia a la penetración.

D efinición D e CBR

El CBR de un suelo es la carga unitaria correspondiente a 0.1” ó 0.2” de penetración, expresada en por ciento en su respectivo valor estándar. También se dice que mide la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controlada. El ensayo permite obtener un número de la relación de soporte, que no es constante para un suelo dado sino que se aplica solo al estado en el cual se encontraba el suelo durante el ensayo.

2.- OBJETIVO:

UANCV –ING. CIVIL

Esta norma describe el procedimiento de ensayo para la determinación de unÍndice de resistencia de los suelos de nominados valores de la de la relación de soporte, que es muy conocido debido a su origen, como CBR (California Bearing Ratio)

Obtener información de las condiciones reales en la que se encuentra el terreno de cimentación de un pavimento y establecer en forma estadística; los resultados que se obtendrá en laboratorio por medio de un equipo dinámico.

Esta investigación se ha realizado con suelos existentes en las carreteras del Perú, siguiendo los modelos matemáticos existentes proporcionando relaciones aplicadas al Perú para determinar valores de C.B.R.

3.-DEFINICIONES:

El CBR se obtiene como la relación de la carga unitaria (por pulgada cuadrada) necesariapara lograr una cierta profundidad de penetración dentro de la muestra de suelo compactadaa un contenido de humedad y densidad dadas con respecto a la carga unitaria patrón requerida para obtener la misma profundidad de penetración en una muestra estándar de material triturado. En forma de ecuación, esto se puede expresar como:

CBR carga unitaria del ensayo *100 (%) Carga unitaria patrón

Los ensayos de CBR se hacen usualmente sobre muestras compactadas al contenido de humedad óptimo para el suelo determinado utilizando el ensayo de compactación estándar (o modificado).

A menudo se compactan dos moldes de suelo: uno para penetración inmediata y otro para penetración después de dejarlo saturar por un periodo de 96 horas; este último se sobrecarga con un peso similar al del pavimento pero en ningún caso menor que 4.5 kg. Es necesario durante este periodo tomar registros de expansión para instantes escogidos arbitrariamente.

En ambos ensayos, se coloca una sobrecarga sobre la muestra de la misma magnitud de la que se utiliza durante el ensayo de expansión. El ensayo sobre la muestra saturada cumple dos propósitos:

1. Dar información sobre la expansión esperada en el suelo bajo la estructura de pavimento cuando el suelo se satura.2. Dar indicación de la pérdida de resistencia debida a la saturación en el campo.

El ensayo de penetración se lleva a cabo en una máquina de compresión utilizando una velocidad de deformación unitaria de 1.27 mm/min. Se toman lecturas de carga versus penetración cada 0.64 mm de penetración hasta llegar a un valor de 5.0 mm a partir del cual se toman lecturas con velocidades de penetración de 2.5 mm/min hasta obtener una penetración total de 12.7 mm.

El valor del CBR se utiliza para establecer una relación entre el comportamiento de los suelos, principalmente con fines de utilización como base y subrasante bajo pavimentos de, carreteras y aeropistas.5.-MATERIALES Y EQUIPOS:

UANCV –ING. CIVIL

Equipo de CBR: o Molde de compactación (con collar y base) o Disco espaciadorMartillo de compactaciónAparato para medir la expansión con deformímetro de carátula con precisión de 0.01 mmPesos para sobrecargaMáquina de compresión equipada con pistón de penetración CBR capaz de penetrar a una velocidad de 1.27 mm/minHornoBalanzaTamices

UANCV –ING. CIVIL

6.-PROCEDIMIENTO (CBR):

Paso#1.-descripcion de materiales:1.1.-Equipo empleado para las pruebas de compactación e hinchamiento.

1.2.-El equipo CBR para realizar, el tamizado, humedecimiento, la mezcla de suelo y la compactación.

UANCV –ING. CIVIL

Paso#2.- Preparar una muestra de suelo de grano fino (en cantidad suficiente para hacer 6 probetas) menor que el tamiz # 4, al contenido de humedad óptima del suelo determinado con el ensayo de Proctor Modificado.

Paso#3.- Antes de compactar el suelo en los moldes, tomar una muestra representativa para determinar su contenido de humedad (por lo menos 100 g si el suelo es de grano fino).

Paso#4.- Pesar los moldes sin su base ni el collar.

UANCV –ING. CIVIL

Paso#5.- Para cada molde ajustar el molde a la base, insertar el disco espaciador en el molde y cubrirlo con un disco de papel filtro.

Pasó#6.- Probetas de 5 capas cada una: 2 de 12 golpes por capa, 2 de 25 golpes por capa y 2 de 56 golpes por capa; dejar saturando una muestra de 12, de 25 y de 56 golpes por capa.

UANCV –ING. CIVIL

Paso#7.- Para cada molde retirar la base, el collar y el disco espaciador, pesar el molde con el suelo compactado y determinara el peso unitario total del suelo.

UANCV –ING. CIVIL

Paso#8.- Colocar un disco de papel filtro sobre la base, invertir la muestra y asegurar el molde a la base de forma que el suelo quede en contacto con el papel filtro.

Paso#9.- dejar saturando una muestra de 12, de 25 y de 56 golpes por capa.

UANCV –ING. CIVIL

Paso#10.- Colocar la muestra en la máquina de compresión y sentar el pistón sobre la superficie de suelo utilizando una carga inicial no mayor de 4.5 kg. Fijar el cero en losdeformímetros de medida de carga y de penetración (o deformación).

UANCV –ING. CIVIL

Paso#10.- Hacer lecturas de deformación o penetración y tomar las respectivas lecturas deldeformímetro de carga. Extruir la muestra del molde y tomar dos muestras representativas adicionales para contenido de humedad.

7.-CALCULO DE L A COMPACTACIÓN POR PROCTOR MODIFICADO

MOLDE NoNo DE CAPASNo DE GOLPES POR CAPA

III512

II525

I556

CONDICIONES DE LA MUESTRA SATURADO SIN SATURADO

SATURADO SIN SATURADO

SATURADO SIN SATURADO

Peso Suelo Humedo+MoldePeso Del MoldePeso Del Suelo HumedoVolumen Del SueloDensidad Del Suelo

gr. 12211 11965 12248 12208 12350 12300gr. 7237 7237 7215 7215 7217 7217gr. 4974 4728 5033 4993 5133 5083cc. 2323.46 2323.46 2323.46 2323.46 2323.46 2323.46

gr./cc. 2.14 2.03 2.17 2.15 2.21 2.19

Capsula No

Suelo humedo+capsula

Peso suelo seca+capsula

Peso del agua

Peso de la capsula

Peso del suelo seco

%de humedad

No 8 9 3 17 12 RC 15 15 15

gr. 156.45 168.23 201.65 157.59 149.45 203.45 147.56 121.14 224.15

gr. 141.03 152.41 188.03 142.98 136.57 190.23 135.48 112.56 208.11

gr. 15.42 15.82 13.62 14.61 12.88 13.22 12.08 8.58 16.04

gr. 30.51 30.51 27.00 30.65 30.39 25.34 30.64 30.87 25.70

gr. 110.52 121.90 161.03 112.33 106.18 164.89 104.84 81.69 182.41

% 13.95 12.98 8.46 13.01 12.13 8.02 11.52 10.50 8.79

Promedio de humedad % 13.47% 8.46% 12.57% 8.02% 11.01% 8.79%

UANCV –ING. CIVIL

Densidad del suelo gr./cc.

FECHA HORA TIEMPO DIAL EXPANCION DIAL EXPANCION DIAL EXPANCIOPN

mm % mm % mm %22/05/2006 10:15 A.M. 0 9.5 0.00 0.00 10.2 0.00 0.00 11.3 0.00 0.0023/05/2006 10:15 A.M. 24:00:00 9.54 0.04 0.032 10.23 0.03 0.024 11.3 0.00 0.0024/05/2006 10:15 A.M. 48:00:00 9.58 0.08 0.064 10.25 0.05 0.040 11.5 0.2 0.1625/05/2006 10:15 A.M. 72:00:00 9.61 0.11 0.088 10.27 0.07 0.056 11.60 0.3 0.2426/05/2006 10:15 A.M. 96:00:00 9.62 0.12 0.096 10.27 0.07 0.056 11.60 0.3 0.24

Penetraciónmm

Tiempo Carga Est. MOLDE No III MOLDE No II MOLDE No IDial Kg Kg/cm2 Corr

ec.Dial Kg Kg/cm2 Corr

ec.Dial Kg Kg/cm2 Corr

ec.

0.63 0:30 26 26.0 1.31 56 56.0 2.83 146 146.0 7.381.27 1:00 38 38.0 1.92 121 121.0 6.12 300 300.0 15.161.91 1:30 55 55.0 2.78 220 220.0 11.12 430 430.0 21.742.54 2:00 70.31 70 70.0 3.54 310 310.0 15.67 518 518.0 26.183.81 3:00 109 109.0 5.51 374 374.0 18.91 702 702.0 35.495.09 4:00 105.00 133 133.0 6.72 440 440.0 22.24 871 871.0 44.036.35 5:00 172 172.0 8.69 501 501.0 25.32 987 987.0 49.897.62 6:00 203 203.0 10.26 560 560.0 28.31 1138 1138.0 57.528.84 7:00 265 265.0 13.40 618 618.0 31.24 1210 1210.0 61.1610.16 8:00

8.-CONCLUCION:A) Se recomienda realizar 3 curvas de compactación cada una de ellas a 56, 25, 10 golpes/capa.B) Se saturan por 96 horas, se determina el hinchamiento y se drena.C) Se determina el CBR de cada muestra.D) Las curvas correspondientes a los contenidos de humedad, densidades y valores corregidos de los CBR se representan como en la Fig 7.E) En la Fig. 8A, se determina la zona densidad humedad, de acuerdo a la clase de obra y a las normas a seguirse.F) El CBR de diseño se seleccionará de las curvas CBR - Densidad, CBR Humedad, representadas en las Fig 8B, y 8C.G) Generalmente la densidad que se selecciona para determinar el CBR es la correspondiente al 95% de la MDS.

9.-RECOMENDACIONES:

Realizar con cuidado el ensayo Cuidar los materiales que se está usandoNo jugar en el momento de hacer el ensayo