UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil Laboratorio de Mecánica de Suelos
TALLER BÁSICO DE MECÁNICA DE SUELOS
C.B.R. Expositor: Luisa Shuan Lucas
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DEFINICIÓN
CBR CALIFORNIA BEARING RA RATIO TIO ASTM D1883 D1883
Desarrollado por la División de Carreteras de California en 1929. Se emplea en el diseño de pavimentos y para evaluar la resistencia al corte de materiales que conforman las capas de un pavimento
Febrero 2006
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•
El CBR, está definido como el esfuerzo requerido para que un pistón normalizado penetre en el suelo a una profundidad determinada, comparado con el esfuerzo requerido para que el pistón penetre hasta esa misma profundidad en una muestra patrón consistente en piedra chancada.
CBR
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DEFINICIÓN
=
(
C arg a unitaria del ensayo C arg a unitaria patrón
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) x100 (%)
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VALORES EN PIEDRA CHANCADA DE ALTA CALIDAD Penetración mm 2.5 5.0 7.5 10.0 12.7
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Carga Unitaria Patrón
ul
M a 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
6.9 10.3 13.0 16.0 18.0
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Psi 1,000 1,500 1,900 2,300 2,600
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Se calcula el CBR para 0.1” y 0.2” son semejantes. Generalmente se adopta el valor para 0.1” Pero el CBR correspondiente a 0.2” es muy superior al CBR correspondiente al 0.1”, deberá repetirse el ensayo. Febrero 2006
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EQUIPO
Para la Compactación - Molde de diám.= 6”, altura de 7” a 8” y un collarín de 2”. - Disco espaciador de acero diám. 5 15/16” y alt. 2.5” - Pisón Peso 10 lb. y altura de caída 18”. - Trípode y extensómetro con aprox. 0.001”. - Pesas de plomo anular de 5 lbs c/u (2 pesas). Para la prueba de penetración - Pistón sección circular área= 3 pulg2. - Aparato para aplicar la carga: Prensa hidráulica con anillo de carga. V = 0.05 pulg/min. - Equipo misceláneo: Balanza, horno, tamices, papel filtro, tanques para inmersión de muestra a saturar, cronómetro, extensómetros, etc.
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EQUIPO DE COMPACTACIÓN
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EQUIPO PARA COMPACTACIÓN
Pisón Peso 10 lb. y altura de caída 18”.
Disco espaciador de acero diám. 5 15/16” y alt. 2.5”
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EQUIPO
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Trípode y extensómetro con aprox. 0.001”.
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EQUIPO PARA COMPACTACIÓN
Sobrecargas Metálicas Una anular y las restantes ranuradas, con peso de 2.27 Kg. (5 lb.) cada una, Curso Taller de Mecánica de Suelos
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EQUIPO
Aparato para aplicar la carga: Prensa hidráulica con anillo de carga. V = 0.05 pulg/min. Febrero 2006
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EQUIPO
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Molde, Cuarteador, Mezclador, Cápsulas, Probetas, Espátulas, Discos de Papel Filtro Febrero 2006
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EQUIPO
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PROCEDIMIENTO
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•
Se prepara la muestra necesaria. Previamente se debe haber efectuado el ensayo proctor modificado.
•
Se calcula una cantidad suficiente para moldear res mues ras.
•
Los moldes se compactan con el óptimo contenido de humedad obtenido con el ensayo proctor modificado
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•
PROCEDIMIENTO
Se preparan los tres moldes CBR y se colocan a las placas de base. Hay que colocar un disco espaciador sobre la placa de la base de cada molde.
•
•
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diferente energía de compactación. La energía de compactación se controla con el N°de golpes y serán de 56, 25 y 10 golpes por capa respectivamente.
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PROCEDIMIENTO
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•
Luego de compactado, se enrasa y se retira de la placa de base.
•
Se gira el molde de modo que la parte superior quede aba o, se retira el disco espaciador y queda un espacio para luego colocar la sobrecarga.
•
Se fija de nuevo a la placa de base. Luego la muestra está preparada para la etapa de saturación.
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PROCEDIMIENTO
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•
S e coloca un papel filtro
•
El trípode con el cuadrante medidor de deformaciones se coloca sobre el canto del molde y se ajusta al vástago de la placa perforada. Se registra la lectura y se quita el trípode.
sobre la parte superior de la muestra. Luego se sitúa la placa perforada con vástago ajustable y sobre ella se coloca las pesas de sobrecarga.
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PROCEDIMIENTO
•
Se sumerge el molde en un recipiente con agua y se deja saturar durante cuatro días. Colocar el soporte de trípode sobre la muestra todos los días y tomar nota la lectura de la expansión.
•
Después de cuatro días, se saca el molde, se deja drenar durante 15 minutos aproximadamente.
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• •
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PROCEDIMIENTO
Se quitan las pesas, la placa perforada y el papel filtro. Se colocan nuevamente las pesas de sobrecarga y se prepara para la etapa de penetración.. Curso Taller de Mecánica de Suelos
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PROCEDIMIENTO
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•
Se coloca el molde sobre el soporte de carga de la prensa y se ajusta de manera que el pistón quede centrado con la muestra.
•
Se coloca en cero el indicador de presión del anillo de carga y el dial de deformación.
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PROCEDIMIENTO
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•
La velocidad de penetración del pistón en el suelo es de 0.05 de pulgada por minuto. La velocidad se controla por tiempo con un cronómetro.
•
Se registran las lecturas de la presión a 0.025, 0.050, 0.075, 0.100, 0.200, 0.300, . ,y . pu ga as e penetración.
•
Luego de terminada la prueba, se retira las sobrecargas, se recupera el suelo ensayado y se toma muestra para determinar la humedad final
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•
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GRÁFICO
Se traza una curva presión - penetración en escala aritmética. El CBR se calcula para 0.1 y 0.2 pulgadas de penetración con las presiones correspondientes.
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•
GRÁFICO
Si la curva tiene la curvatura con mas de dos puntos de inflexión, se debe efectuar la corrección trazando una tangente en el punto de mayor pendiente y se prolonga hasta la base para obtener un cero corregido. Luego se leen los valores de carga corregidos para 0.1 pulgadas de penetración y 0.2 pulgadas de penetración
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GRÁFICO
Curva de CBR Vs. Densidad Seca
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EJEMPLO
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PENETRACION 10.304 K ENETRACIO PRESION MOLDE 1 EN PULG PATRON DIAL PRESION 0.025 28.0 96.2 0.050 70.0 240.4 0.075 124.0 425.9 0.100 1000 185.0 635.4 0.150 310.0 1,064.7 0.200 1500 443.0 1,521.6 0.250 525.0 1,803.2 0.300 1900 614.0 2,108.9 0.400 2300 820.0 2,816.4 0.500 2600 1,011.0 3,472.4
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MOLDE 2 DIAL PRESION 15.0 51.5 39.0 134.0 69.0 237.0 122.0 419.0 217.0 745.3 301.0 1,033.8 374.0 1,284.6 452.0 1,552.5 589.0 2,023.0 712.0 2,445.5
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MOLDE 3 DIAL PRESION 7.0 24.0 18.0 61.8 32.0 109.9 60.0 206.1 105.0 360.6 146.0 501.5 186.0 638.8 217.0 745.3 277.0 951.4 339.0 1,164.4
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EJEMPLO
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3500.0
3000.0
2500.0 ) g l u p /
2
b l ( n ó i s e r P
2000.0
1500.0
1000.0
876 637
500.0
310
0 .0 0 .0
0 .1
0 .2
0 .3
0 .4
0.5
P e n e t r a c io n ( p u l g . )
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EJEMPLO
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COMPACTACION Prueba Nº Nº de capas Nº de golpes por capa Peso del Molde (gr) Peso suelo compacto (gr) Volumen del Molde (cm3) Densidad Humeda (gr/cm3) Densidad seca (gr/cm3) Contenido de humedad(%)
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1 5 56
2 5 25
3 5 10
. 3937.0 4964.0 2111.0 2.351 2.204 6.7
. 4052.0 4773.0 2101.0 2.272 2.130 6.6
. 3975.0 4544.0 2095.0 2.169 2.034 6.7
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EJEMPLO
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CUR VA DENSIDAD SE CA vs. HU MEDAD
CURVA: DENSIDAD SECA vs. C.B.R.
2.260
2.210
2.220 )
2.200
)
3
3
m 2.180 c / r g ( a c 2.140 e
m c / r g ( a c e 2.190
d a d i s 2.100 n e D
d a d i s n e D 2.180
CBR al 95% MDS
2.060
2.020
2.170 0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
20
30
50
60
70
80
90
100
C.B.R.(% )
Humedad (%)
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APLICACIÓN
Clasificación de suelos para uso en Pavimentos Sistema de Clasificación Clasificación general
usos
muy pobre
subrasante
Unificado
AASHTO
OH,CH,MH,OL
A5,A6,A7
CBR 0-3 7 - 20
, regular
sub-base
,
,
OL,CL,ML,SC
,
,
,
A2,A4,A6,A7
SM,SP 20 50
> 50
Febrero 2006
bueno
excelente
base,subbase
GM,GC,W,SM
A1b,A2-5,A3
SP,GP
A2-6
GW,GM
A1-a,A2-4,A3
base
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