ENSAYOS PARA DETERMINAR TIPO DE SUELO
CBR 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 mtodo desarrollado por la división de carreteras del Estado de California (EE.!!.) y sirve para evaluar la calidad relativa del suelo para sub"rasante, sub"base y base de pavimentos. #ambin ambin se dice $ue el CBR de un suelo es la carga unitaria $ue corresponde a %.&' y %.' de penetración y $ue su valor se epresa en *. Es decir, el CBR es nada m+s y nada menos $ue la relación entre la carga vs la penetración en un espcimen con una muestra de suelo con una humedad y densidad dada $ue podemos conseguir de un patrón (róctor). -o sobra destacar $ue hay diferentes formas de este ensayo, $ue son las siguientes •
En suelos inalterados.
•
En suelos alterados.
•
/n situ.
0ERR12/E-#13 4!E !31RE253 1R1 01CER E3#E E-3165 3ER7- 1R1 L1 C521C#1C/8•
2olde de di+metro de 9 :', altura de ;' a <' y un collar de '.
•
=isco espaciador de acero di+metro > &>?&:' y una altura .>'
•
2artillo con un peso de &% lb. 6 una altura de ca@da de &<'.
•
#r@pode y dial dial deform@metro con apro. %.%%&'.
•
esas de anulares de > lbs c?u ( pesas)
1R1 1 R1 L1 R!EB1 =E E-E#R1C/8E-E#R1C /8-
•
•
istón sección circular =i+metro de pulg. 1parato para aplicar la carga rensa hidr+ulica. A9 %.%> pulg?min. Con anillo calibrado.
•
0erramien 0erram ientas tas var varias ias bal balan ana, a, tam tamice ices, s, cro cronóm nómetr etro, o, pa papel pel fil filtro tro,, hor horno, no, tan$ues para inmersión de muestra a saturar, etc.
L5 4!E A1253 1 C5-3E!/R C5- E3#E E-3165 35- L53 3/!/E-#E3 A1L5RE3
•
=eterminación de la densidad y humedad.
•
=eterminación de las propiedades epansivas del material.
•
=eterminación de la resistencia a la penetración .
R5CE=/2/E-#5 Lo primero $ue haremos es preparar el material para el ensayo. Esta tal ve es la parte m+s importante del ensayo, bueno vamos paso a paso. •
•
•
•
•
3ecar el material al sol o en un horno a una temperatura de :%Dc =esmenuar los terrones (podemos usar un mao con cabea de hule) debemos cuidar de no romper las part@culas individuales en la muestra. Cuarteamos y conseguimos aproimadamente % g. =e material. (basado en una curva de F puntos) #amiamos por el tami G' El material retenido en el tami G' lo pesamos y reemplaamos por material retenido entre G' y HI (debemos tamiar aparte otra cantidad de material por el tami G' y el HI para tener material para reemplaar)
•
Con la ayuda de una esp+tula ancha meclamos todo muy bien
•
5btenemos la humedad $ue tiene el material en ese momento
•
Llevar el material a la condición de humedad optima conseguida con el róctor
Nota importante: la humedad de la muestra a compactar no deberá variar más de 2% de la humedad del Próctor. Recuerden Recuerden IMPORTNT!
25L=E1-=5 L13 2!E3#R13 •
En el cilindro con su collar colocamos el espaciador espaciador y el papel filtro,
•
Llenamos el molde en > capas compactamos con los golpes necesarios para cada espcimen, conservar material para verificar la humedad del espcimen.
•
#enemos $ue hacer uno con &%, >,>: golpes por capa
•
4uitamos el collar y enrasamos bien
•
Aolteamos el molde
•
4uitamos el disco espaciador y el filtro
•
=eterminamos la densidad y la humedad de la muestra
•
onemos 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 v+stago graduable
•
3obre este plato se colocan las sobrecargas necesarias (m@nimo I.> Jg)
•
•
•
3e coloca el molde dentro de un recipiente con agua suficiente para $ue pueda cubrir por completo el molde 3e monta el tr@pode con un etensómetro y se toma una lectura inicial y se tomar+ cada I horas =espus de K: horas o antes, depende si el material es epansivo o no se tomar+ la ltima lectura para calcular el hinchamiento.
Resistencia a la penetración Luego de $ue ya hemos hecho todo esto (saturación) •
3uMetamos bien el plato $ue pusimos sobre el espcimen y lo inclinamos para drenar la muestra por aproimadamente &> minutos y
•
Removeos el plato disco, filtro y los contrapesos
•
esamos la muestra
•
•
3e ponen los contrapesos necesarios para semeMar el peso del pavimento (generalmente podemos usar los contrapesos utiliados en la saturación) Colocamos el espcimen en una prensa y aplicamos una carga de &% lb para asentar el pistón.
•
•
•
•
1Mustamos el dial de carga y el deform@metro a ceros. /niciamos la penetración a una rata de velocidad de .%>' ?min 0acemos lecturas cada %.%>' de penetración y anotamos la carga $ue se ha conseguido en cada punto. Cuando lleguemos a %.>' paramos de leer y soltamos la carga,
C7LC!L53 Las lecturas tomadas, tomadas, tanto de las penetraciones como como de las cargas, cargas, se representan gr+ficamente en un sistema de coordenadas como se indica en la Nig. 3i la curva esfuero " penetración $ue se obtiene es semeMante a la del ensayo -o. & de la Nig. I, los valores anotados ser+n los $ue se tomen en cuenta para el c+lculo de CBR. En cambio, si las curvas son semeMantes a las correspondientes a los -o. y F, las curvas deber+n ser corregidas traando tangentes en la forma indicada en la Nig. Los puntos 1 y B, donde dichas tangentes cortan el eMe de abscisas, ser+n los nuevos ceros de las curvas. Las
cargas un itaria s y penetraciones se determinar+ determinar+n n a partir partir de estos ceros. 3i analiamo analiamoss la curva del ensayo -o. F tendremos $ue le esfuero correspondiente a la penetración corregida de %.&' ser+ de F%% lb?pulg en lugar de &% lb?pulg, $ue es la correspondiente a la lectura inicial sin corregir de %.&'. 3i los los CBR CBR para para %.&' %.&' y %.' %.' son son seme semeMa Mant ntes es,, se reco recomi mien enda da usar usar en los los c+lc c+lcul ulos os,, el CBR CBR corr corres espo pond ndie ient nte e a %.' %.'.. 3i el CBR CBR corr corres espo pond ndie ient nte e
a %.' es muy superior superior al CBR correspon correspondient diente e al %.&', deber+ deber+ repetirse repetirse el ensayo.
ENSAYO DE PLACA DE CARGA El ensayo de placa de carga es carga es uno de los ensayos Oin situ' llevados situ' llevados a cabo para realiar un reconocimiento geotcnico. geotcnico . La eMecución de la prueba resulta imprescindible para la comprobación de la capacidad portante de portante de un suelo, en func funció ión n de su esta estado do natu natura rall o como como cons consec ecue uenc ncia ia de una una dete determ rmin inad ada a compactación. Consiste en aplicar una carga sobre una placa (generalmente r@gida), colocada sobre la superficie del terreno, y medir los asientos producidos. 3e utilian con gran gran prof profus usió ión n para para comp compro roba barr el módu módulo lo de defo deform rmac ació ión n de capa capass de terraplenes y de firmes. El mtodo habitualmente utiliado es el est+tico, con carga aplicada sobre una placa circular mediante un gato hidr+ulico, utiliando un camión cargado o una m+$uina pesada como reacción para el gato. La norma -L#"F>;?K< describe la realiación de este ensayo. El liego de rescripciones #cnicas enerales para para 5bras 5bras de Carret Carretera eras, s, especi especific fica a valore valoress m@nimo m@nimoss del módulo módulo E para para diferentes materiales y situaciones !N"#O" $IN "IT&: !N"#O '! (R) (ON P*( (orrelaciones a partir del ensa+o de car,a con placa.
3e describir+ el ensayo de carga con placa de forma adecuada en el cap@tulo dedica dedicado do a la reali realiaci ación ón de recono reconocim cimien ientos tos.. El prese presente nte apart apartado ado trata trata eclusivamente de los par+metros $ue pueden obtenerse del mismo mediante la correlación de sus resultados directos (la relación entre la tensión aplicada y la deformación medida por el asiento del suelo, as@ como el coeficiente de balasto o de reacción.) En la siguiente figura se representan de forma es$uem+tica las relaciones $ue se pueden establecer entre los valores obtenidos en los ensayos de carga con placa y los par+metros necesarios para calcular una cimentación,
Donde
!: módulo de deformación
del suelo (subrasante suelo (subrasante baMo la placa.) -: coeficiente de balasto de
la cimentación -/: coeficiente de balasto
para placa de %.F %.F m s: asiento de la cimentación. 0h: tensión de hundimiento
Coeficiente de balasto para placas de %PF% %PF% m (JF%) El valor de referencia del coeficiente de balasto est+ establecido para una placa cuadrada de %.F m de lado. Los valores usuales de JF% puede aproimarse, a efectos de anteproyecto, en función del tipo de suelo como sigue (de #eraghi, &K>>, citado en Rodr@gue 5rti et. al. &K
=ebe remarcarse $ue en el caso de los suelos arcillosos tiene gran importancia el valor de la presión de pre consolidación, por lo $ue la relación presión Q asiento debe deducirse realiando el ensayo a una velocidad de carga adecuada. 5btención del coeficiente de balasto para cimentaciones reales ara ara apat apatas as corrid corridas as de ancho ancho OB' (en metros metros), ), #eraghi raghi (&K>>) (&K>>) sugir sugirió ió etrapolar los valores de JF% mediante las epresiones siguientes
ara apatas rectangulares de ancho y largo B L, la epresión propuesta es
Entre las numerosas correlaciones propuestas con los par+metros el+sticos del terreno, destacamos la siguiente (Barden, &K:F y &K;I Asic, &K;&)
$ue para apatas corridas suficientemente largas se reduce a
VALOR DE RESISTENCIA DE HVEEM Los conceptos del 2todo 0veem de diseSo de meclas de pavimentación fuer fueron on desa desarr rrol olla lado doss por por Nran Nranci ciss -. 0vee 0veem, m, ante anteri rior orme ment nte e /nge /ngeni nier ero o de 2ateriales e /nvestigación con la =ivisión de Carreteras de California. El ensayo 0veem, en su forma actual, surgió de investigaciones indicadas por el =epartamento de Carreteras de California en &KI%. El mtodo abarca la determinación de un contenido aproimado de asfalto por medio del ensayo E$uivalente Centrifugo de Jerosene, y luego el sometimiento de probetas con este contenido de asfalto, y con contenidos mayores y menores, a un ensayo de estabi estabilid lidad. ad. #ambin mbin se efect efectan an un ensayo ensayo de epans epansión ión sobre sobre una una probeta $ue ha sido epuesta al agua. Este procedimiento de diseSo contina siendo el principal mtodo de diseSo usando en California y en algunos otros estados de los Estados !nidos. El propósito del 2todo 0veem es el determinar el contenido óptimo de asfalto para una combinación espec@fica de agregados. El mtodo tambin provee información sobre las propiedades de la mecla asf+ltica final.
El valor R de resistencia de 0veem se obtiene con un ensayo usando el estabilómetro como el indicado en la Nigura
3e usa una probeta cil@ndrica de IT (&% cm) de di+metro y .>T (:.F cm) de altura envuelta en una membrana y sometida a carga vertical sobre la sección completa de la probeta a una presión dada. 3e mide la presión horiontal resultante, la $ue sirve para calcular el valor R
donde pv 9 presión vertical aplicada ph 9 presión horiontal en el manómetro = 9 desplaamiento horiontal de la muestra, registrado por el nmero de vueltas de la manivela para pasar de h a ; Jg?cm (:
PENETRACIÓN DINÁMICA DE CONO El =C fue desarrollado en &K>: por 3cala estudios realiados realiados en campo por Livneh y /shali (&K<;) y Jleyn (&K;>) han sido b+sicos para la evaluación de pavimentos. oster osterior iormen mente te se ha difun difundid dido o su uso en /ngla /nglater terra, ra, 1ustr 1ustrali alia, a, Canad Canad+, +, -ueva -ueva Uelanda y Estados !nidos. Este instrumento es utiliado esencialmente para evaluar la resistencia de suelos tanto no disturbados como compactados y estimar un valor de CBR en campo. 1 diferencia de este ltimo, el =C presenta ventaMas como su simplicidad y econom@a de uso. /mpl@citamente, el =C estima la capacidad estructural de las diferentes capas $ue conforman a un pavimento, detecta simult+neamente el grado de heterogeneidad $ue puede encontrarse en una sección y la uniformidad de compactación del material, de una manera r+pida, continua y bastante precisa. .& Especificaciones eomtricas del =C Recientemente la 13#2 publicó una metodolog@a est+ndar para el uso y aplicación del =C en pavimentos, con la designación =":K>&"%F. Este ensayo utilia un =C basado en el dimensionamiento de 3oVers, con un martinete de < g el cual tiene una ca@da libre de >;> mm y un cono intercambiable en la punta con un +ngulo de :%W y un di+metro de % mm.
El cono din+mico es un dispositivo para medir in situ la resistencia de los materiales de los pavimentos y de la subrasante. En la Nigura I.K se muestra el aparato.
Este ensayo se eMecuta hincando el cono dentro del pavimento o subrasante levantando y deMando caer un martillo. 3e registra la penetración para cada ca@da y se la denomina tasa de penetración (penetración rate 9 R), en mm?golpe. El CBR est+ relacionado con R por
Curva DCP
r+fica $ue representa la penetración acumulada en función del nmero de golpes acumulados para los respectivos respectivos datos. En este tipo de curvas, como se muestra en la
Nig. se puede visibiliar el nmero de capas eistentes representadas por rectas de diferentes pendientes, tambin se puede determinar el espesor de dichas capas.
Núero DCP
Este nmero representa la penetración obtenida por golpe y se epresa en mm?golpe es el valor de la pendiente de la curva =C para la capa en estudio, mientras m+s vertical sea la gradiente, menor ser+ la resistencia del suelo. 1simismo, esta medida de penetr penetraci ación ón descr describ ibe e la resis resisten tencia cia promed promedio io de un suelo suelo a travs travs de ciert cierta a profundidad alcanada, la cual se determina como el trabaMo realiado por el suelo para detener el cono de penetración, dividido dividido entre la distancia de penetración.
B/BL/5R1N/1
• •
•
http??VVV.estudiosgeotecnicos http??VVV.estudiosgeotecnicos.info?inde.php?ensay .info?inde.php?ensayo"carga"placa? o"carga"placa? http??libro"pavimentos.blogspot.pe?%&%?&?valor"de"resistencia"r"de" hveem.html http??libro"pavimentos.blogspot.pe?%&& http??libro"pavimentos.blogsp ot.pe?%&&?%>?ensayo"de"pen ?%>?ensayo"de"penetracion" etracion" dinamica"con"cono.html
