MARCO TEÓRICO
ENSAYO DE CBR
Este método fue propuesto en 1929 por los ingenieros T. E. Stanton y O. J. Porter del departamento departamento de carreteras de California. Desde esa feca tanto en Europa como en !mérica" el método C#$ se a generali%ado y es una forma de clasificaci&n de un suelo para ser utili%ado como su'rasante o material de 'ase en la construcci&n de carreteras. Durante la segunda guerra mundial" el cuerpo de ingenieros de los Estados (nidos adopt& este ensayo para utili%arlo en la construcci&n de aeropuertos.
El Ensayo C#$ )California #earing $atio* Ensayo de $elaci&n de Soporte de California+ mide la resistencia al esfuer%o cortante de un suelo suelo y y para poder e,aluar la calidad del terreno para su'rasante" su' 'ase y 'ase depa,imentos de pa,imentos..
Se efect-a 'ao condiciones controladas de umedad y densidad.
Este es uno de los par/metros necesarios o'tenidos en los estudios geotécnicos pre,ios como tam'ién lo son el Ensayo Proctor y Proctor y los an/lisis granulométricos del terreno.
El ensayo C#$ mide la resistencia al corte de un suelo 'ao condiciones de umedad y densidad controladas" el ensayo permite o'tener un n-mero de la relaci&n de soporte pero" de la ase,eraci&n anterior" es e,idente 0ue éste n-mero no es constante para un suelo dado" sino 0ue" se aplica al estado en el cu/l se encontra'a el suelo durante el ensayo. Se sa'e tam'ién 0ue el ensayo se puede acer en el terreno o en el suelo compactado.
El n-mero C#$ se o'tiene como la relaci&n de la carga unitaria )en l'splg+ necesaria para lograr una cierta profundidad de penetraci&n del pist&n dentro de la muestra compactada de suelo a un contenido de umedad y densidad dadas con respecto a la carga unitaria patr&n re0uerida para o'tener la misma profundidad de penetraci&n en una muestra est/ndar de material triturado.
El ensayo C#$ )California #earing $atio+ mide la carga necesaria para penetrar un pist&n de dimensiones determinadas a una ,elocidad pre,iamente fiada en una muestra compactada de suelo después de a'erla sumergido en agua durante cuatro d3as y de a'er medido su incamiento. El eco de sumergir la muestra se de'e a 0ue as3 podemos pre,er la ipotética situaci&n de acumulaci&n de umedad en el suelo después de la construcci&n. Por tanto después de a'er compactado el suelo y de a'erlo sumergido" lo penetramos con un pist&n el cual ,a conectado a un pe0ue4o 5plotter5 0ue nos genera una gr/fica donde se nos representa la carga respecto la profundidad a la 0ue a penetrado el pist&n dentro de la muestra. Esta gr/fica suele ser una cur,a con el tramo inicial recto y el tramo final c&nca,o acia a'ao )si el tramo inicial no es recto se corrige+. (na ,e% tenemos la gr/fica miramos los ,alores de la carga 0ue soporta'a el suelo cuando el pist&n se a'3a undido 2.6 mm y 6mm y los e7presamos en tanto por ciento" tomando como 3ndice C#$ el mayor de los porcentaes calculados.
TIPOS DE C.B.R.
C.#.$. suelos remoldeados. C.#.$. suelos inalterados. C.#.$. suelos gra,osos y arenosos. C.#.$. suelos coesi,os poco o nada pl/sticos. C.#.$. suelos coesi,os pl/sticos. El e7perimento de suelos gra,osos y arenosos se reali%a inmediatamente en cam'io en suelos coesi,os poco o nada pl/sticos y suelos coesi,os pl/sticos se reali%a mediante e7pansi&n se efectuar/ con agua en 8 d3as saturaci&n m/s desfa,ora'le y la medida de e7pansi&n se reali%ar cada 28 oras. El ensayo permite o'tener un n-mero de la relaci&n de soporte pero" de la ase,eraci&n anterior" es e,idente 0ue éste n-mero no es constante para un suelo dado" sino 0ue se aplica al
estado en el cu/l se encontra'a el suelo durante el ensayo. De paso" es interesante comentar 0ue el e7perimento puede acerse en el terreno o en un suelo compactado. El n-mero C#$ )o simplemente C#$+ se o'tiene como la relaci&n de la carga unitaria )en l'splg+ necesaria para lograr una cierta profundidad de penetraci&n del pist&n )con un /rea de 19.8 cm+ dentro de la muestra compactada de suelo a un contenido de umedad y densidad dadas con respecto a la carga unitaria patr&n re0uerida para o'tener la misma profundidad de penetraci&n en una muestra est/ndar de material triturado. El C.#.$. ,ar3a de acuerdo a la compactaci&n del suelo su contenido de umedad al compactar y cuando se reali%a el ensayo. os ensayos del C.#.$. pueden ser reali%ados :;n Situ< usando el e0uipo correspondiente al la'oratorio tanto en muestras inalteradas como en compactadas. os ensayos :;n situ< se reali%an solamente en el suelo con el contenido de umedad e7istente. =an sido pensados procedimientos para preparar la muestra de la'oratorio de diferentes clases de suelos con el fin de reproducir las condiciones 0ue ,erdaderamente se producir/n durante y después de la construcci&n. Estos procedimientos se aplican cuando le contenido de umedad durante la construcci&n ,a a ser el &ptimo para tener la m/7ima densidad" adem/s el suelo ,a a ser compactado al menos al 96>. Si se utili%ar3an otros medios para controlar la compactaci&n" los procedimientos de'er3an ser modificados de acuerdo a ellos. os ensayos de C#$ se acen usualmente so're muestras compactadas al contenido de umedad &ptimo para el suelo espec3fico" determinado utili%ando el ensayo de compactaci&n est/ndar. ! continuaci&n" utili%ando los métodos 2 o 8 de las normas !ST? D@9AB & D166B ) para el molde de 16.6 cm de di/metro+" se de'e compactar muestras utili%ando las siguientes energ3as de compactaci&n* Método D698 2 (suelos de grano fino) 4 ( suelos gruesos) D1557 2 (suelos de grano fino) 4 (suelos gruesos)
Golpes 56 56 56 56
Capas 3 3 5 5
Peso del martillo N 24,5 24,5 44,5 44,5
Tabla V.16 Energías de Compactación
El ensayo de C#$ se utili%a para esta'lecer una relaci&n entre el comportamiento de los suelos principalmente utili%ados como 'ases y su'rasantes 'ao el pa,imento de carreteras y aeropistas" la siguiente ta'la da una clasificaci&n t3pica* CB
Clasi!icación general
"sos
#istema de Clasi!icación
0 - 3 3 - 7 7 - 20 20 - 50 50
muy pore pore a regular regular
surasan!e surasan!e su-ase
ueno
ase,suase
e.elen!e
ase
$ni!icado "#,$#,%#,"& "#,$#,%#,"& "&,$&,%&,$ %, *%,*$,+,% ,* *+,*%
%%#&T' '5,'6,'7 '4,'5,'6,'7 '2,'4,'6,'7 '1,'2-5,'3 '2-6 '1-a,'2-4,'3
/ala 17 $lasifi.a.in de suelos para nfraes!ru.!ura de aimen!os
ECUACIÓN DEL CBR
De ésta ecuaci&n se puede ,er 0ue el C#$ es un porcentae de la carga unitaria patr&n. os ,alores de carga unitaria 0ue de'en utili%arse en la ecuaci&n son los siguientes*
El C#$ usualmente se 'asa en la relaci&n de carga para una penetraci&n de 2.6 mm. Sin em'argo" si el ,alor de C#$ a una penetraci&n de 6. mm. es mayor el ensayo de'er3a repetirse. Si un segundo ensayo" produce nue,amente un ,alor de C#$ mayor de 6. mm. de penetraci&n" dico ,alor de'e aceptarse como ,alor final del ensayo.
os ensayos de C#$ se acen usualmente so're muestras compactadas al contenido de umedad &ptima para el suelo espec3fico determinado" utili%ando el ensayo de compactaci&n.
igura 1. !parato para determinar el C#$ uente* ;nstituto Facional de G3as. Forma ;FG EB18AB El C#$ de un suelo es la carga unitaria correspondiente a .1< & .2< de penetraci&n" e7presada en por ciento en su respecti,o ,alor est/ndar. Tam'ién se dice 0ue mide la resistencia al corte de un suelo 'ao condiciones de umedad y densidad controlada. El ensayo permite o'tener un n-mero de la relaci&n de soporte" 0ue no es constante para un suelo dado sino 0ue se aplica solo al estado en el cual se encontra'a el suelo durante el ensayo. os ensayos de C#$ se acen usualmente so're muestras compactadas al contenido de umedad &ptimo para un suelo espec3fico" determinado utili%ando el ensayo de compactaci&n est/ndar o modificada del e7perimento. (nas de las condiciones incorporadas al método inicialmente propuesto por Porter )19HA+ fueron las siguientes*
I a utili%aci&n del ensayo de C#$ de'e ser principalmente para el dise4o de pa,imentos fle7i'les. I Fo es recomenda'le para determinar espesores de losas de ormig&n en relaci&n con el espesor total de la estructura" a pesar de 0ue mucas ,eces es incorporado al dise4o. I Para simular las peores condiciones del suelo ensayado este de'e ser sumergido en agua durante cuatro d3as.
PAVIMENTO
Tam'ién puede decirse pa,imento a los conectores de ,ias de comunicaci&n con asfaltos com'inados naturales. En ingenier3a ci,il" es la capa constituida por uno o m/s materiales 0ue se colocan so're el terreno natural o ni,elado" para aumentar su resistencia y ser,ir para la circulaci&n de personas o ,e3culos. Entre los materiales utili%ados en la pa,imentaci&n ur'ana" industrial o ,ial est/n los suelos con mayor capacidad de soporte" los materiales rocosos" el ormig&n y las me%clas asf/lticas. En la actualidad se encuentra en in,estigaci&n pa,imentos 0ue ayudan al medio am'iente como el formado por no7er. (na de las primeras formas de pa,imentaci&n fue la cal%ada romana" construida en ,arias camadas. Esta gran o'ra de ingenier3a logr& 0ue ,arios tramos ayan resistido durante siglos y se puedan encontrar inclusi,e oy. De acuerdo al i'ro !%ul de C!?;FOS" el material de'e tener un C#$ m3nimo de* USO
No. CBR
Su'B$asantes Esta'ili%adas Su'B#ase Com-n Su'B#ase ranular #ase ranular Su'B#ase Piedra Triturada #ase Piedra Triturada
2 H 8 6 9
Efectuando so're muestras saturadas a 96> de compactaci&n. NORMAS DE REFERENCIA O RELACIONADAS:
(FE 1HB62B98" FTB111A" !ST? D 1AAH H" #S 1H*199
UTILIDAD DEL ENSAYO:
a reali%aci&n del ensayo resulta imprescindi'le siempre 0ue 0uiera conocerse la capacidad portante de un terreno natural" o 'ases de %aorra natural o artificial" ya 0ue el resultado condiciona el tipo de firme o soluci&n constructi,a a adoptar en funci&n del tipo de tr/fico o uso 0ue tendr/ el pa,imento. a operaci&n de sumergir la muestra nos da una indicaci&n de la pérdida de resistencia del suelo de'ida a la saturaci&n" es decir" la situaci&n m/s e7trema del suelo. Tam'ién" nos facilita informaci&n so're el posi'le incamiento del suelo 'ao la carga durante la su u'icaci&n en o'ra" en estado de saturaci&n.
BIBLIOGRAFÍA
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http://apuntesingenierocivil.blogspot.com/2011/04/ensayo-para-ladeterminacion-del-cbr.html
http://www.ingenieracivil.com/2007/05/determinacin-del-cbr.html
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http://www.cismid.uni.edu.pe/descargas/alabgeo/labgeo!2p.pd"
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http://es.slideshare.net/santitru#illo1/ensayo-cbr$btn%e&t
