PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE CIVIL
PAVIMENTOS OCTAVO NIVEL
PRÁCTICA Nº “ Determinación del C.B.R. in-situ ”
FECHA:
HORA:
NOMBRE: GRUPO:
NOTA: ________ DETERMINACIÓN DEL C.B.R. IN-SITU
A.
INTRODUCCIÓN
La experiencia ha demostrado que las más pequeñas diferencias, en el ensayo C.B.R. son motivo de grandes diferencias en los resultados de las mismas, por lo tanto el cuidado a tener en esta prueba de campo, es fundamental para el éxito del ensayo. La prueba del C.B.R. “in-situ” es, bajo ciertas condiciones, una prueba satisfactoria para determinar la capacidad de soporte de un material en el lugar. Estas condiciones se dan para suelo compactado, a la humedad óptima y densidad máxima, como sería el caso de la subrasante de una vía. El ensayo del C.B.R. “in-situ”, tiene como propósito el de obtener valores sobre el material colocado, que pueden ser comparados con los obtenidos en el laboratorio. Además, cabe anotar el hecho, de que este ensayo evita la obtención de muestras, lo que es una gran ventaja.
B.
EQUIPO
NORMAS CODIFICADAS PARA LOS DISTINTOS ELEMENTOS DEL EQUIPO PARA LA REALIZACIÓN DE LA PRUEBA DE CBR “IN-SITU”
# 1 2 3 4
ELEMENTO Varillas de acople Pistón de carga Anillo
CÓDIGO CN 832 CN 833 CN 886 PR 20 o PR 60
Capacidad del anillo 5 6
Constante propia del anillo Varilla para sujetar el deformímetro Diales de deformación
CN 414 LC 8
7 8
Sensibilidad = 0.01 “ Sostén magnético Placa circular
LC 117 CN 802
Peso = 10 lbs Diámetro exterior = 10 “
C.
9
Diámetro interior = 2.1 / 32 ” Pesa de 20 lbs
CN 790
10
Diámetro = 8.5 “ Pesa de 10 lbs
CN 791
11
Diámetro = 8.5 “ Gato prensa
CN 410
Juego completo
CN 727
PREPARACIÓN DEL SITIO
1. Elegir el lugar del ensayo. 2.
Realizar una excavación de aproximadamente 50 centímetros de diámetro hasta llegar a la profundidad correspondiente al nivel en el cual se desea efectuar el ensayo. Si el ensayo es superficial la profundidad será la necesaria para garantizar la estabilidad de las placas y la representatividad del suelo ( 3 centímetros como mínimo ).
3. Limpiar y nivelar el sitio retirando todo el material suelto y las piedras mayores a 19 milímetros.
Preparación del Sitio (1)
Preparación del sitio (2)
Preparación del Sitio (3)
D.
1.
INSTALACIÓN DEL EQUIPO Comprobar con el nivel que la base rígida o barra de acople esté en una posición horizontal correcta. Esta base rígida puede ser ya sea una viga anclada, o bien,
un eje o
guardachoque de un camión cargado y tiene por objeto absorber la reacción del suelo, evitando el desplazamiento del pistón hacia arriba. 2. Instalar la prensa bajo la barra de acople utilizando los pernos respectivos. Deberá controlarse que exista un correcto ajuste entre la prensa y la barra 3.
Colocar la placa circular de 10 libras procurando que esta quede totalmente nivelada.
4.
Colocar sobre la placa circular una o dos pesas de 10 y 20 libras. Esta sobrecarga debe ser igual a la producida por el pavimento a construirse (subbase, base y capa de rodamiento) equivalente a la de un pavimento de concreto asfáltico de 12,5 centímetros de espesor.
5.
Se coloca el vástago de penetración con su respectivo anillo de carga.
6. Ajustar el pistón de penetración en el acople de la prensa y de modo que el vástago se apoye en la base circular. Se debe asegurar un ajuste óptimo y controlar además que no exista rozamiento entre las placas y el pistón. 7.
Comprobar el correcto funcionamiento del deformímetro y colocarlo junto al pistón.
Instalación del Equipo (1)
Instalación del Equipo (2)
CBR en sitio : Esquema de la Disposición de los Aparatos
E.
1.
PROCEDIMIENTO DE ENSAYO Encerar los deformímetros que miden la carga y la deformación. La carga inicial requerida para asegurar el ajuste del pistón será considerada como cero para efectos de determinar la relación de carga – deformación.
2.
Aplicar la carga suavemente por medio del gato hidráulico de manera que la velocidad de penetración del pistón sea aproximadamente de 1,27 milímetros por minuto (0,05 pulgadas por minuto).
3. Leer y anotar las lecturas de presión que se observan en el anillo de carga. Se deben registrar las lecturas de las cargas totales necesarias para hacer penetrar el pistón a 0,025; 0,050; 0,075; 0,100; 0,200; 0,300; 0,400 y 0,500 pulgadas. La velocidad con la que se aplica la penetración se puede controlar con un cronómetro. 4. Determinar el porcentaje de humedad del suelo a 2 centímetros de la superficie y la variedad del campo en un punto apartado de 10 a 15 cm del punto de penetración. 5.
Repetir el ensayo en otros dos puntos siguiendo los pasos antes indicados.
6.
Los cálculos y resultados deberán ser semejantes a aquellos obtenidos en los ensayos de C.B.R. que se efectúan en el laboratorio.
RECOMENDACIONES •
En el caso de que se emplee un camión como base rígida, éste debe estar libre de contacto con las personas. Esta interferencia podría ocasionar errores en las mediciones.
NOTAS •
Se requiere de una viga o punto de referencia en la medida de penetración del pistón.
•
Algunos técnicos tienen el convencimiento de que es necesario la saturación del suelo ya que ésta da mejores resultados.
F.
INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS
Se traza una curva – carga – penetración en papel milimetrado. Si la curva es uniforme, como en el ejemplo nº 1 (ver figura), el C.B.R. se calcula para 0,1 y 0,2 pulgadas de penetración con las cargas obtenidas. Si la curva tiene la concavidad como en el ejemplo nº 2, se dibuja una línea tangente en el punto de mayor pendiente (punto A) y se prolonga hasta la base, para obtener un cero
corregido (punto B). Luego, obteniendo los valores de carga corregidos, por ejemplo, para 0,1 pulgadas de penetración (punto C); 0,2 pulgadas de penetración (punto D).
CBR en sitio : Curva Carga - Penetración
Ejemplo 1 D C
Ejemplo 2
A
CORRECCIÓN DEL C.B.R. PARA UNA DENSIDAD 95% DE LA AASHTO MODIFICADO Para determinar el C.B.R. corregido de suelos sin hinchamiento y baja plasticidad, como se ha visto en las condiciones de ensayo, se necesita en primer lugar obtener el C.B.R. de tres profundidades diferentes; tomándose el promedio como el valor de C.B.R. que tiene la muestra en el lugar de estudio (figura).
I.A. SUELOS GRAVOSOS Y ARENOSOS Según la clasificación unificada, corresponden a los grupos de grava y arenas: GW
Gravas bien graduadas y mezclas de grava y arena con poco o nada de material fino.
GP
Gravas mal graduadas y mezclas de grava y arena con poco o nada de material fino.
SW
Arenas bien graduadas, arenas gravosas con poco y nada de material fino.
SP
Arenas mal graduadas y arenas gravosas con poco o nada de material fino.
Estos suelos generalmente tienen índices plásticos inferiores a 2 y pueden ser compactados en el campo, sin alterar su capacidad de soporte en los cambios de humedad, determinándose directamente después de compactado, el CBR. Puede ser el de densidad máxima el CBR para los cálculos de diseño o el menor de los mismos, siendo generalmente mayor del 20 %.
I.B. SUELOS COHESIVOS, POCO PLÁSTICOS Y POCO O NADA EXPANSIVOS Son los más comunes y pertenecen a los siguientes grupos: GM
Gravas limosas y mezclas limo – arena – gravosas.
GC
Gravas arcillosas y mezclas arcilla – arena – gravosas.
SM
Arenas limosas y mezclas limo – arenosas.
SC
Arenas arcillosas y arcillas arenosas.
CL
Arcillas orgánicas de baja a mediana plasticidad; arcillas limosas, arenosas y gravosas.
ML
Limos orgánicos y arenas muy finas; arenas finas limosas o arcillosas, limos arcillosos de baja plasticidad.
OL
Limos y arcillas limosas inorgánicas de baja plasticidad.
Para determinar el CBR, es recomendable seguir uno de los siguientes pasos:
El primero, aquel que es aplicado a condiciones climáticas normales y no requiere de control estricto y cuya capacidad de soporte no varía mucho con la humedad. El segundo, es un procedimiento elaborado para condiciones climáticas desfavorables y que son “sensibles” a los cambios de humedad, requiriendo un mayor control.
I.C. SUELOS COHESIVOS, PÁSTICOS Y EXPANSIVOS
Pertenecen a los siguientes grupos: MH
Limos orgánicos, suelos limosos y arenosos de granulometría fina, micáceos y diatomáceos; y limos elásticos.
CH
Arcillas inorgánicas muy plásticas.
OH
Arcillas orgánicas de plasticidad media a elevada.
El método para determinar el CBR en este caso, es similar al anterior, pero se deberá seleccionar cuidadosamente las humedades y densidades puesto que no siempre la humedad óptima y la densidad máxima son las más adecuadas. Por lo tanto, el CBR seleccionado deberá corresponder a la humedad y densidad bajo las c uales, el suelo presenta menor hinchamiento.
II. DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD Y HUMEDAD Deben ser determinadas “in situ” seleccionando convenientemente un lugar cerca del cual se obtuvo la muestra.
III. DETERMINACIÓN DEL C.B.R. El CBR de muestras inalteradas, se determina en los siguientes casos: a.
Cuando se proyecta construir un pavimento encima del terreno de fundación existente, sin efectuar trabajos previos de compactación.
b. Cuando se desea correlacionar las pruebas de penetración realizadas “in situ”, con la humedad de diseño. c.
En este caso, deberá determinarse tanto el CBR correspondiente a la humedad natural, o sea, la existente en el sitio, como el CBR correspondiente a la humedad que se ha seleccionado para el diseño; debiéndose saturar las muestras en agua de ambos, durante cuatro días.
Las diferencias obtenidas entre estas determinaciones y el CBR obtenido “in situ”, permitirá hacer correcciones apropiadas a los resultados logrados directamente en el terreno. Ensayo CBR en sitio : Lámina de Datos y Resultados
PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERA LABORATORIO DE PAVIMENTOS
ENSAYO C.B.R. OBRA: LOCALIZACIÓN: ENSAYO Nº MUESTRA Nº DESCRIPCIÓN
SONDEO Nº PROFUNDIDAD
FECHA: OPERADOR: CÁLCULO:
DATOS DE ESPONJAMIENTO
Fecha
Hora
Intervalo (días)
Molde Nº 1 Lectura Esponjamiento dial Pulgadas %
DESPUES DE LA SATURACIÓN
Molde Nº Peso muestra húmeda + molde + base (g) Peso molde + base (g) Peso del agua absorbida (g) Porcentaje del agua absorbida (%) Observaciones
DATOS DEL ENSAYO DE PENETRACIÓN C.B.R.
Tiempo (min) 0,5 1,0 1,5 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0
Penetración (mm-pulg) 0,63 1,27 1,90 2,54 5,08 7,62 10,16 12,70
Cargas tipo (Kg/cm2)
70,31 105,46 133,58 161,71 182,80
Molde Nº 1 Carga de ensayo dial Kg Kg/cm2
C.B.R. Kg/cm2 %
