cbr paviment0s

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    01-Feb-2016

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ensay0 del cbr para dise0 m0dern0 en paviement0s

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LABORATORIO N 02

LABORATORIOENSAYO DE CBROBJETIVOEl objetivo del ensayo de CBR es describir el procedimiento de ensayo para la determinacin de un ndice de resistencia de los suelos, denominado Valor de la Relacin de Soporte. Establece adems una relacin entre el comportamiento de los suelos principalmente utilizados como bases y sub bases rasantes bajo cualquier pavimento.GENERALIDADESEl ensayo de CBR mide la resistencia al corte (esfuerzo cortante) de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controladas, la Norma del MTC E 132-2000, basada en la norma ASTM denomina a este ensayo, simplemente como Relacin de Soporte.Se aplica para la evaluacin de la calidad relativa de suelos de subrasante, algunos materiales de sub bases y bases granulares, que contengan solamente una pequea cantidad de material que pasa por el tamiz de , y que es retenido en la malla. Nro. 4 y que la fraccin no exceda del 25%.Este ensayo puede realizarse tanto en laboratorio como en terreno, aunque este ltimo no es muy practicado.ENSAYO DE C.B.R. El nmero CBR se obtiene como la relacin de la carga unitaria en Kg. /cm2 (libras por pulgadas cuadrada, (psi)) necesaria para lograr una cierta profundidad de penetracin del pistn (con un rea de 19.32 centmetros cuadrados) dentro de la muestra compactada de suelo a un contenido de humedad y densidad dadas con respecto a la carga unitaria patrn requerida para obtener la misma profundidad de penetracin en una muestra estndar de material triturado, en ecuacin, esto se expresa:

CBR = Carga unitaria de ensayo * 100Carga unitaria patrnCBR = Carga unitaria de ensayo * 100Carga unitaria patrnLos valores de carga unitaria que deben utilizarse en la ecuacin son:PENETRACINCARGA UNITARIA PATRN

mmPulgadaMpaKg. /cm2psi

0,641,271,912,540,16,9070,001000

5,080,210,30105,001500

7,620,313,10133,001900

10,160,415,80162,002300

12,70,517,90183,002600

Valores de Carga Unitaria EQUIPO EMPLEADO1. Prensa similar a las usadas en ensayos de compresin, utilizada para forzar la penetracin de un pistn en el espcimen. El pistn se aloja en el cabzal y sus caractersticas deben ajustarse a las especificadas en el numeral 7.

El desplazamiento entre la base y el cabezal se debe poder regular a una velocidad uniforme de 1.27 mm por min. La capacidad de la prensa y su sistema para la medida de carga debe ser de 44.5 kN (10000 lbf) o ms y la precisin mnima en la medida debe ser 44N o menos.

2. Molde de metal, cilndrico de (6+- 0.026) de dimetro interior y de 7+-0.0182) de altura, provisto de un collar de metal suplementario de 2 de altura y una placa de base perforada de 3/8 de espesor. Las perforaciones no excedern de 1.6 mm las mismas que debern estar uniformemente espaciadas en la circunferencia interior del molde de dimetro.3. Disco espaciador, de metal, de forma circular, de 5 de dimetro exterior y de 0.05 de espesor, para insertarlo como falso fondo en el molde cilndrico durante la compactacin.4. Pisn de compactacin.5. Aparato medidor de expansin compuesto por: Una placa de metal perforada, por cada molde, de 149.2 mm (5 7/82) de dimetro, cuyas perforaciones no excedan de 1.6 mm (1/162) de dimetro Un trpode cuyas patas puedan apoyarse en el borde del molde que lleve montado y bien sujeto en el centro de un dial, cuyo vstago coincida con el de la placa, de forma que permita controlar la posicin de ste y medir la expansin, con aproximacin de 0.025 mm (0.001).

6. Pesas. Uno o dos pesas anulares de metal.7. Pistn de penetracin metlico de seccin transversal circular de 49.63 cm.8. Dos diales con recorrido mnimo de 1, uno con acoplamiento a la prensa para medir la penetracin 9. Estufas y balanzas 10. Tamices Nro. 4 y 11. Miscelneos, como cuarteador, mesclador, esptulas, etc.

Todos los instrumentos conforme a la norma. Abajo se muestran imgenes de algunos equipos principales que se utilizan en el ensayo de CBR, como por ejemplo molde, collarn, pesas, trpode, plancha perforada, prensa, pisones de impacto, enrasadores, bandejas, etc.

PROCEDIMIENTO1. Muestras Las muestras fueron proporcionadas por el grupo encargado de la excavacin de la calicata, por lo que nos ceimos bsicamente a ello. 2. Preparacin de las probetas Las muestras de ensayo van a ser sometidas a inmersin, por lo que, sacamos una muestra representativa del material para determinar su humedad (igual o mayor a 100 g para suelos finos y de 500 g para suelos granulares) al iniciar el ensayo y otra muestra de material restante, despus de efectuarse el mismo. Si se desea determinar la humedad promedio sacar una muestra que comprenda toda la altura del molde. Colocamos el disco espaciador sobre la placa base. Fijamos el molde, con su collarn, sobre la placa y se coloca un disco de papel filtro sobre el espaciador. Compactamos el suelo hmedo en el molde de acuerdo al Proctor con el fin de obtener la humedad ptima (Wop) y la densidad mxima (dmax). Se ha utilizado 3 muestras con 56, 25 y 10 golpes. En cada muestra se han realizado 3 y 5 capas respectivamente. Chaflaneamos los bordes para luego retirar el collarn y enrasamos cuidadosamente el suelo compactado con la regla metlica o enrasador al nivel del borde del molde. Rellenar con material de tamao menor cualquier hueco que pueda haber quedado en la superficie por la eliminacin de material grueso. Sacamos la placa base perforada y el disco espaciador y pesar el molde con el suelo compactado. Restar el peso del molde determinando la masa del suelo compactado (M). Determinamos la densidad de la muestra antes de la inmersin, dividiendo la masa de suelo compactado por la capacidad volumtrica del molde (v).

Colocamos un disco de papel filtro sobre la base perforada, invertir el molde y fijarlo a la placa base, con el suelo compactado en contacto con el papel filtro. Para la inmersin, colocar el molde con las sobre cargas (que simulan el peso del pavimento) en agua, permitiendo el libre acceso del agua a la parte superior e inferior de la probeta. Tomar mediciones iniciales para la expansin o asentamiento y dejar la probeta en remojo durante 4 dias. Mantener la muestra sumergida a un nivel de agua constante durante este periodo. Colocar el vstago ajustable y la placa perforada sobre la probeta de suelo compactado y aplicar las cargas hasta producir una sobrecarga, redondeada en mltiplos de 2.27 kg y mayor o igual a 4.54 kg. Al trmino del periodo de inmersin tomar las mediciones finales de la expansin y calcularla como un porcentaje de la altura inicial de la probeta.

Expansin en mm Sacar el agua libre dejando drenar la probeta a travs de las perforaciones de la placa base durante 15 min. Cuidar de no alterar la superficie de la probeta mientras se saca el agua superficial. Retira las cargas y la placa base perforada, pesar el molde con el suelo. Restar la masa del molde determinando la masa del suelo compactado despus de la inmersin (Mi). Obtener la densidad correspondiente, dividiendo la masa de suelo compactado por la capacidad volumtrica del molde (v):

Anexo: Archivo fotogrfico. PREPARACION DE MUESTRAS

PREPARACION DE ESPECIMENES O PROBETAS

3. Penetracin Colocar sobre la probeta, la cantidad suficiente de cargas para producir una sobrecarga igual a la ejercida por el material de base y el pavimento, redondeando a mltiplos de 2.27 kg y que en ningn caso debe ser menor que 4.54 kg. Si la probeta ha sido previamente sumergida, la sobrecarga debe ser igual a la aplicada durante el periodo de inmersin. Apoyar el pistn de penetracin con la carga mas pequea posible, la cual no debe exceder en ningn caso 45 N (4.5 Kgf). Colocar los deformimetros en cero. Esta carga inicial se necesita para asegurar un apoyo satisfactorio del pistn y debe considerarse como carga cero para la determinacin de la relacin carga-penetracin. Aplicar la carga del pistn de penetracin de manera que la velocidad de penetracin sea 1.25 (mm/min) en aquellos suelos donde se demuestre a travs de ensayos comparativos que el cambio de velocidad no altera los resultados del ensayo. Anotamos las cargas en Kg-f para las penetraciones, luego dividir entre el rea del pistn para poder elaborar el cuadro de CBR.

ANEXO FOTOS: PRUEBA DE PENETRACION.

RESULTADOS: Curvas de presin penetracin Calcular las presiones de penetracin en (Kg/cm2). Para ello se traza la curva en un grfico tensin penetracin. La curva puede tomar, ocasionalmente, la forma cncava hacia arriba debido a irregularidades de superficie u otras causas. En dichos casos el punto cero debe corregirse trazando una recta tangente a la mayor pendiente de la curva y trasladando el origen al punto en que la tangente corta la abscisa. Obtener De la curva los valores de las presiones necesarias para lograr una penetracin de 0.1 y 0.2. Las curvas de presin penetracin se dibujan en un mismo grafico para los distintos nmeros de golpes.Con el resultado del CBR se puede clasificar el suelo usando la siguiente tabla: CBRCLASIFICACION

0 - 5Subrasante muy mala

5 10Subrasante mala

10 20Subrasante regular a buena

20 30Subrasante muy buena

30 50Sub. base buena

50 80Base buena

80 - 100Base muy buena