Universidad Autónoma del Beni Facultad de Ingeniería y Tecnología Ensayo de Laboratorio N® Tema: !B!"! #relación de so$orte cali%ornia& c ali%ornia& Elaborado $or: Encargado de Laboratorio: Fec'a: Lugar:
Ensayo Ensayo de la "elación de (o$orte ali%ornia #!B!"& "e%erencias:
AASHTO T193-63 ASTMD1883-73 )!* Introducción!*
El ensayo de relación de soporte de Caliornia se desarrolló por parte de la di!isión de carreteras de Caliornia en 19"9 co#o $na or#a de la clasi%cación de la capacidad de $n s$elo para ser $tili&ado co#o s$'-rasante s$'-rasante o #aterial de 'ase en constr$cción de carreteras( D$rante la se)$nda )$erra #$ndial* el c$erpo de in)enieros de los Estados +nidos adoptó este ensayo para $tili&arlo en la constr$cción de aerop$ertos( El ensayo C, .la ASTM deno#ina el ensayo si#ple#ente $n ensayo de relación de soporte / #ide la resistencia al corte de $n s$elo 'a0o condiciones de $#edad y densidad controladas (El ensayo per#ite o'tener $n n2#ero de la relación de soporte *pero de la ase!eración anterior es e!idente $e este n2#ero no es constante para $n s$elo dado sino $e se aplica solo al estado en el c$al se encontra'a el s$elo d$rante el ensayo (De paso *es interesante co#entar $e el e4peri#ento p$ede acerse en el terreno o en $n s$elo co#pactado * pero este aspecto se enc$entra $era del o'0eti!o del presente #an$al de la'oratorio( El n2#ero C, .o si#ple#ente C(,(/ se o'tiene co#o la relación de la car)a $nitaria .en li'ras por p$l)ada c$adrada/ necesaria para lo)rar $na cierta pro$ndidad de penetración .con $n 5rea de 19( c#(/ dentro de la #$estra co#pactada de s$elo a $n contenido de $#edad y densidad dadas con
respecto a la car)a $nitaria patrón re$erida para o'tener la #is#a pro$ndidad de penetración en $na #$estra est5ndar de #aterial trit$rado(
+!* ob,etivo!*
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ntrod$cirnos a $n #todo para e!al$ar la calidad relati!a del s$elo( econocer y anali&ar el proceso a se)$ir para la deter#inación de $n par5#etro de resistencia de $n #aterial deno#inado relación de soporte de caliornia .C,/* en $na #$estra de s$elo )ran$lar y de e4pansión cero( Deter#inar la resistencia a la penetración* #ediante las c$r!as de enetración :s( presión para los C, de 1"* "6 y ;6 )olpes por capa .cinco capas/* y e4presar el !alor de C, a $na deor#ación de <(1== y <("== .p$l)adas/(
-*! E.ui$o!* E.ui$o de !B!" .ue consta de:
> Molde de co#pactación de 1;(" c# de di5#etro ?17(8 de alt$ra.o e$i!alente* con collar/ > Disco espaciador de 1;(1de di5#etro ?6(1 c# de alt$ra .o ;(1 c# de alt$ra si ese est5 disponi'le/( >
Martillo de co#pactación .'ien el de "(; no el de (; @/
> Aparato para #edir la e4pansión con deor#i#etro de carat$la con precisión de <*<1##( >
esos para so'recar)a(
> M5$ina ce co#prensión e$ipada con pistón de penetración C, .di5#etro de (9;3 c# con sección trans!ersal de 19( c#/ y capa& de penetrar a $na de 1("7 ###in( >
esos para so'recar)a(
> Ma$ina de co#presión e$ipada con pistón de penetración C, .di5#etro de (9;3 c# con sección trans!ersal de 19( c#/ y capa&a de penetrar a $na rasa de 1("7 ###in( -:* /arco Teórico!
Es $n #todo desarrollado por la di!isión de carreteras del Estado de Caliornia .EE(++(/ y sir!e para e!al$ar la calidad relati!a del s$elo para s$'-rasante* s$''ase y 'ase de pa!i#entos( Se lla#a !alor de la relación de soporte .Bndice C,/* al tanto por ciento de la presión e0ercida por el pistón so're el s$elo* para $na penetración
deter#inada* con relación a la presión correspondiente a la #is#a penetración en $na #$estra patrón( as caracterBsticas de la #$estra patrón son las si)$ientes El ensayo roctor se reali&a para deter#inar la $#edad ópti#a a la c$al $n s$elo alcan&ar5 s$ #54i#a co#pacidad( a $#edad es i#portante p$es a$#entando o dis#in$yendo s$ contenido en el s$elo se p$eden alcan&ar #ayores o #enores densidades del #is#o( El n2#ero C, .o si#ple#ente C,/* se o'tiene de la relación de la car)a $nitaria .l'sp$l)"(/ necesaria para lo)rar $na cierta pro$ndidad de penetración del pistón de penetración .19( c#"/ dentro de la #$estra co#pactada de s$elo a $n contenido de $#edad y densidad dadas con respecto a la car)a $nitaria patrón .l'sp$l)"(/ re$erida para o'tener la #is#a pro$ndidad de penetración en $na #$estra est5ndar de #aterial trit$rado( En or#a de ec$ación esto es Car)a $nitaria del ensayo C,------------------------------ ?1<< .F/ Car)a $nitaria patrón De esta ec$ación de p$ede !er $e el n2#ero C, es $n porcenta0e de la car)a $nitaria patrón( En la pr5ctica* el sB#'olo de porcenta0e se $ita y la relación de presenta si#ple#ente por el n2#ero entero co#o 3* ;*98( os !alores de car)a $nitaria $e de'en $tili&arse en la ec$ación son las si)$ientes E@ETACO@ CAGA +@TAA AT@ ---------------------- --------------------------------------## p$l) Ma psi ---------------------- ---------------------------------------"(; <(1< 6(9 1(<<< ;(< <("< 1<(3 1(;<< 7(; <(3< 13(< 1(9<< 1<(< <(< 16(< "(3<< 1"(7 <(;< 18(< "(6<< El n2#ero C, $s$al#ente se 'asa en la relación de car)a para $na penetración de "(; ##( Sin e#'ar)o* si el !alor de C, a$#enta la penetración de ;(< ## es #ayor* el ensayo de'erBa repetirse
.ordinaria#ente/ (Si $n se)$ndo ensayo prod$ce n$e!a#ente $n !alor de C, #ayor de ;(< ## de penetración dico !alor de'e aceptarse co#o !alor %nal del ensayo( os ensayos de C, se acen $s$al#ente so're #$estras co#pactadas al contenido de $#edad ópti#o para el s$elo especB%co* deter#inado $tili&ando el ensayo de co#pactación est5ndar .o #odi%cado/( A contin$ación $tili&ando los #todos " ó de las nor#as ASTM D698 - 7< ó D1;;7 -7< . para el #olde de 1;(" c# de di5#etro /* se de'e co#pactar las #$estras $tili&ando las si)$ientes ener)Bas de co#pactación
Mtodo Golpes Capas eso de #artillo @ ---------------------------------- ----------- ---------- --------------------D698 " .S$elos de )rano %no/ ;6 3 "(; .S$elos )r$esos/ ;6 3 "(; D1;;7 ".S$elos de )rano %no/ ;6 ; (; .s$elos )r$esos/ ;6 ; (; A #en$do se co#pactan dos #oldes de s$elo - $no para penetración in#ediata y otro para penetración desp$s de de0arlo sat$rar por $n periodo de 96 oras (El se)$ndo espci#en es sat$rado d$rante 96 oras con $na so'recar)a apro4i#ada#ente i)$al al peso del pa!i#ento $e se $tili&ar5 en el ca#po* pero en nin)2n caso el peso de la so'recar)a ser5 #enor de *; I)( Es necesario d$rante este periodo to#ar re)istros de e4pansión para instantes esco)idos ar'itraria#ente y al %nal del periodo de sat$ración se ace la penetración para o'tener el !alor C, para el s$elo en condición de sat$ración co#pleta( En a#'os ensayos de penetración para deter#inar los !alores de C, se coloca $na so'recar)a so're la #$estra de la #is#a #a)nit$d en la $e se $tili&ó d$rante el ensayo de e4pansión (El ensayo so're la #$estra sat$rada c$#ple dos propósitos > Dar inor#ación so're la e4pansión esperada en el s$elo 'a0o la estr$ct$ra de pa!i#ento c$ando el s$elo se sat$ra( > Dar indicación de la prdida de resistencia de'ida alas sat$ración en el ca#po(
El ensayo de penetración se lle!a a ca'o en $na #5$ina de co#presión $tili&ando $na tasa de deor#ación $nitaria de 1("7 ###in( Se to#an lect$ras de car)a contra penetración a cada <(; ## de penetración asta lle)ar a $n !alor de ;(<## a partir del c$al se to#an lect$ras con incre#ento de "(; asta o'tener $na penetración total de 1"(7 ##( El !alor de C, se $tili&a para esta'lecer $na relación entre el co#porta#iento delos s$elos principal#ente con %nes de $tili&ación con 'ase y s$' - rasante 'a0o pa!i#entos de carreteras y aeropistas (a si)$iente ta'la da cali%caciones tBpica( Con este #todo se p$ede #edir la resistencia al corte de $n s$elo condiciones de $#edad y densidad controlada(
'a0o
Ta#'in se dice $e el C(,( de $n s$elo es la car)a $nitaria $e corresponde a <(1J y <("J de penetración y $e s$ !alor se e4presa en F( Es decir el C(,( es nada #5s y nada #enos $e la relación entre la car)a !s la penetración en $n espci#en con $na #$estra de s$elo con $na $#edad y densidad dada $e pode#os conse)$ir de $n patrón .roctor/( @o so'ra destacar $e ay dierentes or#as de este ensayo* $e son las si)$ientes C,
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En s$elos inalterados( En s$elos alterados( n sit$(
0!* /ateriales Utili1ados
> Moldes para ensayo C, con s$s respecti!os collares y anillos > istón co#pactador( > esas de so'recar)a( > Discos perorados( > resa idr5$lica* para aplicar la car)a a !elocidad controlada > ,alan&as* e)la #et5lica* ecipientes para #e&cla* Horno* Al'erca* Krascos* Horno(
2!* 3rocedimiento!
1( Se #e&cla la #$estra de s$elo con la cantidad de a)$a $e nos entre)ó el ensayo roctor* la #is#a con la $e se o't$!o la $#edad ópti#a( "( Se co#pactan tres #oldes distintos con dierente ener)Ba y la #is#a $#edad ópti#a( Al pri#er #olde se le aplicaron 1" )olpes cada ; capas* al se)$ndo "6 )olpes y al tercero ;6( 3( $e)o se procede a enrasar la parte s$perior del s$elo y se !oltea el #olde retirando la 'ase #et5lica y el also ondo* se pesa el #olde con la #$estra y se deter#ina la densidad #54i#a y la $#edad ópti#a( ( ara la resistencia a penetración se colocan pesas en el #olde asta prod$cir $na so'recar)a i)$al a la e0ercida por el #aterial 'ase y el pa!i#ento( ;( $e)o este se coloca de'a0o del pistón y se le aplica $na car)a* tie#po #is#o en $e se pone en cero la presa y se co#ien&a a #edir la deor#ación y
las !ariaciones $e ay asta el %nal de la penetración( Desp$s se retira el #olde y se deter#ina el contenido de $#edad( 4!* 5atos obtenidos en el ensayo 6!* 7lculos 8!* "esultados 9!* onclusión )!* Bibliogra%ía Ane;os %otogr7