Informe de CBR

    República Bolivariana De Venezuela[pic 1]

Ministerio Del Poder Popular Para La Defensa

Universidad Nacional Experimental Politécnica

De La Fuerza Armada Bolivariana.

U.N.E.F.A.

                Ciclo Básico – Táchira.

Caracterización de la resistencia que presenta una muestra de suelo a la penetración con un esfuerzo establecido bajo condiciones de humedad y densidad controlada para la utilización de bases, subrasantes y capa asfáltica en la estructura de  un pavimento.

(ensayo de CBR)

[pic 2]

San Cristóbal, febrero de 2016

Índice

Introducción……………………………………………………………….…...3

Objetivos……………………………………………………………………..…4

Marco teórico……………………………………………………………….….5

Marco Práctico……………………………………………………………....6-8

Cálculos……………………………………………………………………..9-12

Conclusiones……………………………………………………………….…13

Recomendaciones…………………………………………………………....14

Introducción

El ensayo CBR se emplea para medir la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controlada destinados a ser usados en sub-rasante, sub-base y bases granulares en la construcción de vías y aeropuertos expresándose en K/cm2 necesarios para lograr cierta profundidad de penetración del pistón dentro de una muestra de suelo. Siendo este un parámetro necesario en los estudios geotécnicos previo a la construcción de carreteras y aeropuertos. Cabe destacar que el ensayo CBR puede realizarse en laboratorio como también en el campo (in situ) tomando en cuenta que este último presenta mayor dificultad.

Objetivos

Objetivo General

• Caracterizar la resistencia que presenta una muestra de suelo a la penetración con un esfuerzo establecido bajo condiciones de humedad y densidad controlada para la utilización de bases, subrasantes y capa asfáltica en la estructura de  un pavimento.

Objetivos Específicos

• Evaluar la resistencia del material utilizado.
• Determinar un índice CBR, que nos permita expresar las características de Resistencia y deformación del suelo extraído.
• Adquirir las propiedades de expansión de la muestra de suelo.
• Calcular el aguante de la penetración al 01” y 02”.

Marco teórico

El ensayo CBR suele emplearse en carreteras y aeropuertos para la caracterización mecánica de los suelos por ser un ensayo sencillo para ser realizado in situ o en laboratorio. Es, posiblemente, el ensayo más utilizado en todo el mundo para estimar la capacidad de soporte de una explanada, factor básico para el dimensionamiento de los firmes. En España ya no se utiliza el CBR para la clasificación de la explanada, actualmente la norma 6.1-IC “Secciones de firme”, clasifica las explanadas en función del módulo de compresibilidad en el segundo ciclo de carga del Ensayo de carga con placa (Ev2). Sin embargo, en la clasificación de los materiales para la formación de explanadas, dicha norma, sí utiliza el índice CBR como prescripción complementaria a la Clasificación de suelos del PG-3 a la hora de caracterizar dichos materiales.

La prueba de CBR es un ensayo de penetración y además se mide el hinchamiento del suelo al sumergirlo durante 4 días en agua.

El CBR de un suelo es la  carga unitaria correspondiente a 0.1 ó 0.2 de penetración, expresada en porciento en su respectivo valor estándar. También se dice que mide la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controlada. El ensayo permite obtener un número de la relación de soporte, que no es constante para un suelo dado sino que se aplica solo al estado en el cual se encontraba el suelo durante el ensayo. Se aplica para evaluación de la calidad relativa de suelos de subrasante, algunos materiales de sub – bases y bases granulares, que contengan solamente una pequeña cantidad de material que pasa por el tamiz de 50 mm, y que es retenido en el tamiz de 20 mm. Se recomienda que la fracción no exceda del 20%. Este ensayo puede realizarse tanto en laboratorio como en terreno, aunque este último no es muy practicado.

Marco Práctico

Materiales y equipos utilizados:

Para la Compactación:[pic 3]

1. Molde de diám.= 6”, altura de 7” a 8” y un collarín de 2”.
2. Disco espaciador de acero diám. 5 15/16” y alt. 2.5”
3. Pisón Peso 10 lb. y altura de caída 18”.
4. Trípode y extensómetro con aprox. 0.001”.
5. Pesas de plomo anular de 5 lbs c/u (2 pesas).

Para la Prueba de Penetración[pic 4]

1. Pistón sección circular Diám. = 3 pulg.
2. Aparato para aplicar la carga: Prensa hidráulica. V= 0.05 pulg/min. Con anillo calibrado.
3. Equipo misceláneo: balanza, horno, tamices, papel filtro, tanques para inmersión de muestra a saturar, cronómetro, extensómetros

Procedimiento:

• Preparar aproximadamente 3 Kg de suelo de grano fino menor que el tamiz 4 de material con partículas de 19 mm de diámetro máximo al contenido de humedad óptima del suelo determinado con el esfuerzo de compactación adecuado (ensayo de compactación) Si se desea curar el suelo para obtener una distribución más uniforme de la humedad, se debe mezclar con el porcentaje necesario de humedad y almacenar en un recipiente sellado por espacio de 12 a 24 horas antes del ensayo.

• Antes de compactar el suelo en un molde, se debe tomar una muestra representativa para determinar su contenido de humedad (por lo menos 100 g. si el suelo es de grano fino).
• Pesar el molde sin su base ni collar.
• Ajustar el molde a la base, insertar el disco espaciador (el disco redondo sólido de 15.1 *5.1 cm) en el molde y cubrirlo con un disco de papel de filtro.
• Compactar el suelo de acuerdo con la norma ASTM. Tomar una muestra representativa para determinar el contenido de humedad final del suelo remanente.
• Quitar el collar y enrasar la muestra suavemente hasta nivela en el molde, Llenar con suelos finos los pequeños huecos que se hayan podido formar en la operación anterior nivelación de la muestra .Para suelos de granos grueso se pueden utilizar partículas de suelo velación de la muestra .Para suelos de grano grueso se pueden utilizar partículas de suelo ligeramente menores que el agujero para completar el volumen en el sitio requerido.
• Retirar la base y el disco espaciador, pesar el molde con el suelo compactado y determinar el peso unitario total del suelo.
• Colocar un disco de papel de filtro sobre la base, invertir la muestra (de forma que el espacio de 5.1cm dejado por el disco espaciador quede en la parte superior) y asegurar el molde a las base de forma que el suelo quede en contacto con el papel de filtro.
• Para muestras no saturadas, llevar a cabo los pasos que se presentan a continuación:
• Colocar suficientes pesas ranuradas (no menos de 4.5Kg) sobre la muestra de suelo para simular la presión de sobrecarga requerida.
• Colocar la muestra en la máquina de comprensión y sentar el pistón sobre la superficie suelo utilizando una carga inicial no mayor de 4.5 Kg .Fijar el cero en los de suelo, utilizando una carga inicial no mayor de 4.5 Kg. Fijar el cero en los deformimetros de medida una carga y de penetración (o deformación).
• Hacer lecturas de deformación o penetración como se indica en la exposición general y tomar las respectivas lecturas del deformimetro de carga .Extrudir la muestra del molde y tomar dos muestras representativas adicionales para contenido de humedad.
• Para muestras saturadas:
• Colocar la placa perforada con el vástago ajustable sobre el suelo compactado y aplicar suficientes pesas ranuradas adicionales para obtener la sobrecarga deseado dentro de una aproximación de 2.2 Kg cuidando que la sobrecarga total no sea inferior a 4.5 Kg.
• Registrar la sobrecarga total (asegurarse de incluir la placa perforada como parte del peso de sobrecarga). También asegurarse de usar un disco de papel de filtro entre la base perforada del vástago y el suelo para evitar que el suelo se pegue a la base del vástago.
• Sumergir el molde y las pesas en un recipiente de agua de forma que el agua tenga acceso tanto a la parte superior como a la parte inferior de la muestra y ajustar el deformimetro de carátula (con lecturas al 0.01 mm )en su respectivo soporte .Marcar sobre el molde los puntos donde se apoya el soporte de forma que removerse y sobre el molde los puntos donde de apoya el soporte de forma que pueda removerse y volverse a localizarse sobre el molde en el mismo sitio cuando se desea hacer una lectura.
• Al final de las 96 horas de inmersión retirar la muestra y dejarla drenar por un espacio de 15min secar completamente la superficie superior de la muestra con papel.
• Pesar la muestra incluyendo el molde.
• Hacer los pasos de muestra saturadas y tomar las lecturas de penetración y cargas.
• Presentar los datos obtenidos

Conclusiones

El ensayo CBR es de gran importancia para la construcción de vías terrestres como para aeropuertos debido a que dicho ensayo nos permite conocer y caracterizar el suelo que va a ser usado en la estructura de un pavimento como lo son la sub-rasante, sub-base y base, arrojando datos necesarios para determinar si dicho suelo califica para emplearse en la estructura del pavimento o si por el contrario debe removerse para utilizar material de préstamo que cumpla con los requisitos mínimos para la obra, llevándonos a cumplir con los parámetros requeridos por las normas COVENIN para la construcción de carreteras y pistas aeroportuarias.

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