UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD ANDINA
“NÉSTOR CÁCERES VELÁSQUEZ” CARRERA ACADÉMICO PROFESIONAL PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS CONCRETO Y ASFALTO
ENSAYO CBR “IN SITU” « ASTM D 4429/ MTC – E 133 - 2000 »
1.1.
OBJETIVO
Determinar la relación de soporte de suelos en campo (in situ) 1.2.
MATERIALES Y EQUIPOS
Imagen 01. Equipo para CBR “in situ”, ASTM D 4429
Gato mecánico de tornillo de operación manual Anillo de carga con amplitud de carga de 0 a 10 kN Pistón de penetración de 50,8mm de diámetro (3 pulg2 = 19,35cm2 de área) con adaptador de extensiones. Dial para medir deformaciones del anillo de carga con lecturas de 0,0025 mm Dial para medir penetraciones del pistón con lecturas de 0,025 Soporte para el dial de penetración, o puente de aluminio de longitud aproximada de 1,5 m Platina de sobrecarga, circular, de acero, de 254 mm de diámetro, con un agujero central circular de 51 mm x 4,54 kg Pesas de sobrecarga, una de 4.54 kg de 216 mm de diámetro total y dos pesas similares de las mismas dimensiones, pero de 9.08 kg cada una.
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1.3.
Vehículo de carga (reacción). de aproximadamente 3 Ton, equipado con una viga metálica en la parte posterior, con altura desde la superficie de ensayo mínimo de 0.6m Dos gatos tipo camión de 15 Ton de capacidad Equipo misceláneo. Envases de muestras para determinación de humedad y peso unitario, espátula, regla de enrase, cucharones para excavar, etc.
PROCEDIMIENTO
PREPARACIÓN DEL ÁREA A SER ENSAYADA o Limpiar y verificar horizontalidad o Separación mínima de puntos de ensayo: Suelos cohesivos 17.5cm, Suelos granulares gruesos 38cm. PREPARAR VEHÍCULO DE REACCIÓN o Suspender vehículo en gatos en extremos del eje posterior o Verificar horizontalidad INSTALAR EL EQUIPO CBR DE CAMPO Distancia máxima entre pistón y superficie de ensayo 12.5cm o COLOCAR PLATINA DE SOBRECARGA o Debajo del pistón de penetración que deberá pasar por el agujero central de la platina. ASENTADO DEL PISTÓN Carga aproximada de 21 kPa (3 psi). Para materiales con superficie o irregular utilizar capa muy delgada de yeso para el asentado del pistón. ACONDICIONAMIENTO DE LA SOBRECARGA o De presentarse irregularidades en la superficie que no permitan un contacto completo con la superficie de la platina de sobrecarga, puede utilizarse una capa de arena fina de 3 a 6mm de espesor y debe ser colocada mientras el pistón de penetración ejerce la presión de asentamiento. Sobre la platina se debe colocar la sobrecarga que aplique al suelo de o ensayo una presión equivalente a la intensidad de carga producida por las capas que se construirán sobre la superficie de ensayo, siendo
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esta sobrecarga como mínimo 4.5 kg (10 lb) más una pesa de sobrecarga de 9 kg (20 lb).
FIJACIÓN DE DIAL DE PENETRACIÓN Fija el dial de penetración al pistón y asentarla en el soporte o horizontal fijo.
COLOCAR EN CERO LOS DOS DIALES
APLICACIÓN DE LA CARGA o
Velocidad de carga aproximada 1.3mm por minuto (0.05” por min.).
o
Se registra las cargas para cada 0.6mm (0.025”) hasta una profundidad de 12.70mm (0.5”)
1.4.
TOMA DE MUESTRA PARA HUMEDAD o Tomar una muestra del punto en donde el pistón de penetración fue aplicado. DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD Se debe determinar el peso unitario del suelo ensayado, a una o distancia de 10 a 15cm (4” a 6”) desde el punto de penetración
CALCULOS Y RESULTADOS
Calcular esfuerzos dividiendo carga aplicada y área del pistón para cada registro. Trazar la curva esfuerzo-penetración. De ser necesario corregir cuando la curva sea cóncava hacia arriba. o
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Imagen 02. Curvas Esfuerzo-Penetración, corrección por curva cóncava hacia arriba, ASTM D 4429
Calcule CBR de la curva corregida, con el valor de esfuerzo para 0.1”
Tome los esfuerzos en el material patrón de la tabla.
o
Penetración
Esfuerzo
mm
pulgadas
MN/m2
Kgf/cm2
psi
2.54
0,1
6.90
70.31
1,000
5.08
0,2
10.35
105.46
1,500
Tabla 01. Esfuerzo patrón para 0.1” y 0.2” de penetración, ASTM D 4429
Calcule CBR de la curva corregida con el valor de esfuerzo para 0.2”
La relación de soporte generalmente es el correspondiente a 0.1” de
penetración.
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Si la relación de soporte a 0.2” resulta ser mayor se debe repetir el ensayo, si
en ésta se obtiene un resultado similar la relación de soporte corresponderá a la de 0.2”
1.5.
El informe deberá contener: Localización del ensayo. o Material. o o Profundidad del ensayo. o Curva de esfuerzo - penetración. o Relación de soporte corregida para 2,54 mm (0,1") de penetración o Relación de soporte corregida para 5,08 mm (0,2") de penetración o Humedad. o Densidad.
BIBLIOGRAFIA
Norma ASTM D 4429 Norma E 133 -2000 MTC 1.6.
ANEXOS 1.6.1.
NORMA
1.6.2.
INFORMACION COMPLEMENTARIA
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Imagen 03. Esquema del ensayo CBR “in situ”, http://www.carreteros.org/normativa/otros/nlt/pdfs/azules/1958/112_58_63.pdf
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Imagen 04. Ejecución de CBR “in situ” en suelo natural, http://www.jacksondrilling.co.uk/images/jd_130.jpg
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Imagen 04. Ejecución de CBR “in situ” en capa granular, http://static.wixstatic.com/media/933a22_21357a3c401c4bc19f7a005fb3b404aa.jpg
FORMATO CBR IN SITU (página siguiente)
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UNIVERSIDAD ANDINA "NESTOR CACERES VELASQUEZ" FACULTAD DE INGENIERIAS Y CIENC IAS PURAS CARRERA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS, CON CRETO Y ASFALTOS
OBRA:
DESCR. DEL SUELO ENSAYA DO:
LUGAR: PROFUNDIDAD DEL ENSAYO:
OBSERVACIONES:
FECHA:
ENSAYO DE CBR "IN SITU" METODO AST M D - 4429
ENSAYO Nro. CONDICION DE ENSAYO
DATOS PARA HUMEDAD / DENSIDAD Tara Nro. Tara + suelo humedo Tara + suelo seco Peso del agua Peso de tara Peso del suelo seco % de humedad Promedio de humedad Densidad humeda (gr/cm3) Densidad seca (gr/cm3)
PENETRACION ENSAYO N°:
PENETRACION LECTURA
TIEMPO
mm.
pulg.
0.00
0.000
0.000
0.30
0.635
0.025
1.00
1.270
0.050
1.30
1.905
0.075
2.00
2.540
0.100
3.00
3.810
0.150
4.00
5.080
0.200
5.00
6.350
0.250
6.00
7.620
0.300
7.00
8.890
0.350
8.00
10.160
0.400
9.00
11.430
0.450
10.00
12.700
0.500
ECUACION DEL ANILLO
DIAL
ESFUERZO CORRECCIÓ CBR% kg/cm2 kg/cm2
LECTURA
DIAL
ENSAYO N°:
ESFUERZO CORRECCIÓ CBR% kg/cm2 kg/cm2
LECTURA
DIAL
ESFUERZO CORRECCIÓ CBR% kg/cm2 kg/cm2
(1)
(1)
(1)
(2)
(2)
(2)
: Esfuerzo = (2.038439 * LD + 5.798216) / 19.35 [Kg/cm2], Laboratorio de Mecánica de Suelos, Concreto y Asfalto - FICP/UANCV
(1) Esf uerzo patr ón par a 0.1" = 70.31 Kg/cm2 = 1,000 psi SOBRECARGA:
ENSAYO N°:
:
(2) Es fuerz o patrón para 0.2" = 105.46 Kg/cm2 = 1,500 psi
% HUMEDAD PUNTO DE ENSAYO:
DENSIDAD PUNTO DE ENSAYO: