La finalidad de este ensayo, es determinar la capacidad de soporte (CBR) de suelos y agregados compactados en laboratorio, con una humedad óptima y niveles de compactación variables. Es un método desarrollado por la división de carreteras del Estado de California (EE.UU.) y sirve para evaluar la calidad relativa del suelo para sub-rasante, sub-base y base de pavimentos. El ensayo mide la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controladas, permitiendo obtener un (%) de la relación de soporte. El (%) CBR, está definido como la fuerza requerida para que un pistón normalizado penetre a una profundidad determinada, expresada en porcentaje de fuerza necesaria para que el pistón penetre a esa misma profundidad y con igual velocidad, en una probeta normalizada constituida por una muestra patrón de material chancado.

La expresión que define al CBR, es la siguiente:

CBR= (carga unitaria del ensayo / carga unitaria patrón) * 100 (%)

Bien, las herramientas que usaremos para hacer este ensayo serán:

Para la Compactación

  Molde de diámetro de = 6”, altura de 7” a 8” y un collar de 2”.

  Disco espaciador de acero diámetro 5 15/16” y una altura 2.5”

  Martillo con un peso de 10 lb. Y una altura de caída de 18”.

  Trípode y dial deformímetro con aprox. 0.001”.

  Pesas de anulares de 5 lbs c/u (2 pesas).

Para la Prueba de Penetración

  Pistón sección circular Diámetro de 2 pulg.

  Aparato para aplicar la carga: Prensa hidráulica. V= 0.05 pulg/min. Con anillo calibrado.

  Herramientas varias: balanza, tamices, cronómetro, papel filtro, horno, tanques para inmersión de muestra a

saturar, etc.

Lo que vamos a conseguir con este ensayo son los siguientes valores:

  Determinación de la densidad y humedad.

  Determinación de las propiedades expansivas del material.

  Determinación de la resistencia a la penetración.

Procedimiento:Lo primero que haremos es preparar el material para el ensayo. Esta tal vez es la parte más importante del

ensayo, bueno vamos paso a paso.

  Secar el material al sol o en un horno a una temperatura de 60°c

  Desmenuzar los terrones (podemos usar un mazo con cabeza de hule) debemos cuidar de no romper las

partículas individuales en la muestra.

  Cuarteamos y conseguimos aproximadamente 20 kg. De material. (Basado en una curva de 3 puntos)

  Tamizamos por el tamiz ¾”

  El material retenido en el tamiz ¾” lo pesamos y reemplazamos por material retenido entre ¾” y #4 (debemos

tamizar aparte otra cantidad de material por el tamiz ¾” y el #4 para tener material para reemplazar)

  Con la ayuda de una espátula ancha mezclamos todo muy bien

  Obtenemos la humedad que tiene el material en ese momento

  Llevar el material a la condición de humedad optima conseguida con el Próctor

Nota importante: la humedad de la muestra a compactar no deberá variar más de 2% de la humedad del

Próctor. Recuerden IMPORTANTE

Moldeando las muestras

  En el cilindro con su collar colocamos el espaciador y el papel filtro,

  Llenamos el molde en 5 capas compactamos con los golpes necesarios para cada espécimen, conservar

material para verificar la humedad del espécimen.

  Tenemos que hacer uno con 10, 25,56 golpes por capa

  Quitamos el collar y enrasamos bien

  Volteamos el molde

  Quitamos el disco espaciador y el filtro

  Determinamos la densidad y la humedad de la muestra

  Ponemos el filtro sobre la superficie enrasada y esta va a ser la parte inferior de la muestra

  En la parte donde estaba el espaciador colocamos otro filtro y

  El plato con un vástago graduable

  Sobre este plato se colocan las sobrecargas necesarias (mínimo 4.5 Kg)

  Se coloca el molde dentro de un recipiente con agua suficiente para que pueda cubrir por completo el molde

  Se monta el trípode con un extensómetro y se toma una lectura inicial y se tomará cada 24 horas

  Después de 96 horas o antes, depende si el material es expansivo o no se tomara la última lectura para

calcular el hinchamiento.

Resistencia a la penetración

Luego de que ya hemos hecho todo esto (saturación)

  Sujetamos bien el plato que pusimos sobre el espécimen y lo inclinamos para drenar la muestra por

aproximadamente 15 minutos y

  Removeos el plato disco, filtro y los contrapesos

  Pesamos la muestra

  Se ponen los contrapesos necesarios para semejar el peso del pavimento (generalmente podemos usar los

contrapesos utilizados en la saturación)

  Colocamos el espécimen en una prensa y aplicamos una carga de 10 lb para asentar el pistón.

  Ajustamos el dial de carga y el deformímetro a ceros.

  Iniciamos la penetración a una rata de velocidad de .05”/min

  Hacemos lecturas cada 0.025” de penetración y anotamos la carga que se ha conseguido en cada punto.

  Cuando lleguemos a 0.5” paramos de leer y soltamos la carga,

  Retiramos el espécimen de la prensa y determinamos la humedad (superior, medio, inferior de la muestra)

Norma utilizada para esta prueba: ASTM D 1883-05

Tablas de Resultados

TARA N° 38 23tara suelo húmedo g 39.64 43.51Tara suelo seco g 33.53 36.45Peso de agua g 6.11 7.06Peso de tara g 11.19 11.01Peso del suelo seco g 22.3 25.4Cont. De Agua % 27.35 27.75promedio 27.55

p.plg Lectura en 10+

0.025 140.050 200.075 270.100 350.150 420.200 470.250 520.300 540.350 580.400 600.450 630.500 65

Molde n° 6N° de capas 3N° de golpes por capa 60Condiciones de La muestra Pre mojadoPeso suelo húmedo + molde g

8.555

Peso de molde g. 4.285Peso del suelo húmedo g. 8.635

Observaciones

- En suelos plásticos, el tiempo de curado no debe ser menor que 24 horas, en cambio en suelos de baja plasticidad el plazo puede ser menor e incluso podría eliminarse.

- Si la densidad a la cual se requiere el CBR, es menor que la obtenida mediante 10 golpes de pisón, se compacta la probeta con menor energía de compactación.

- Si la muestra de suelo proviene de zonas desérticas en que se asegure que las precipitaciones anuales son inferiores a 50 mm o no nieva, se puede eliminar la inmersión.

- En suelos finos o granulares que absorben fácilmente humedad, se permite un período de inmersión más corto, pero no menor de 24 horas, ya que se ha demostrado que con este período de tiempo, no se verán afectados los resultados.

- Para suelos del tipo A-3, A-2-5, y A-2-7, el procedimiento a aplicar (inmersión o no), debe quedar a criterio del ingeniero responsable del estudio.

- Para suelos del tipo A-4, A-5, A-6, A-7, cuando el CBR en 5 mm es mayor que en 2,5 mm, se debe confirmar con información obtenida con ensayos previos, o bien repetir el ensayo. Si los ensayos previos o el ensayo de chequeo entregan un resultado similar, emplear la razón de soporte de 5 mm de penetración.

- Para suelos del tipo A-1, A-2-4, y A-2-6, se calcula el CBR sólo para 5 mm de penetración.

- En la tabla 3.20. se indican rangos de valores de CBR, con una clasificación y posibles uso como material de construcción.

CBR Clasificación cualitativa del suelo Uso

Cbr Clasificación cualitativa del suelo

Uso

2-5 Muy mala Sub-rasante5-8 Mala Sub-rasante8-20 Regular-buena Sub-rasante20-30 Excelente Sub-rasante30-60 Buena Sub-rasante60-80 Buena Base80-100 Excelente base

Figura 3.20. Tabla de clasificación y uso del suelo según el valor de CBR.

Molde C B R y accesorios.