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5/16/2018 Cbr Teorias - slidepdf.com

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CAPÍTULO V

DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA DE LOS SUELOS DE SUBRASANTE Y

MATERIAELS GRANUALRES DE CAPASDE SUBBASE Y BASE



INTRODUCCIÓN

• Se han desarrollado pruebas de muy diversascaracterísticas, para determinar la resistencia de lossuelos de subrasante y materiales granulares de las capas

de base y subbase. Muchas de ellas estáticas o deaplicación de carga muy lenta, por lo que norepresentan el posible comportamiento del suelo frentea las cargas móviles del tránsito.

• La excepción son los ensayos vibratorios para ladeterminación del módulo de elasticidad dinámico delsuelo.



INTRODUCCIÓN – ENSAYOS DE RESISTENCIA

PRUEBAS DE CAMPO• Prueba de Placa Directa: Módulo de reacción K.

• CBR de Campo.

• Prueba de Penetrómetro Dinámico de Cono.• Ensayos de Vibración: Modulo Elástico Dinámico.

ENAYOS DE LABORATORIO

• C.B.R.• Estabilómetro de HVEEN.

• Compresión Triaxial.



Ensayo C.B.R. (California Beraring Ratio)

• El C.B.R. es una medida del esfuerzo cortantedel suelo bajo condiciones de humedad y densidad controladas.

• El C.B.R. se expresa como un porcentaje del

esfuerzo requerido para hacer penetrar un pistónen el suelo que se ensaya, dividido entre elesfuerzo requerido para hacer penetrar el mismo

pistón hasta la misma profundidad en la muestrapatrón.

C.B.R. = ( σ Suelo ensayado / σ muestra Patrón) x 100



Características de la Muestra Patrón



Ensayo C.B.R. - Equipo

• Cilindros: 6” Φ interior y 7” altura, con collares deextensión de 2” altura y placa de base perforada de3/8” espesor.

• Martillo compactación: 10 lb, 18” caída, 2” Φ superficiede contacto.

• Falso fondo: 5 5/6” Φ y 2” altura, usados durante lacompactación y la inmersión.

• Trípode con medidor de expansión 0,001”.• Pistón: 7 ½” longitud y 3 pulg2 sección.• Máquina de carga tipo universal: rata carga continua

0,05 pulg / min.• Accesorios varios: cubetas, balanzas, hornos, etc.







Ensayo CBR – Método I

Gravas, arenas y suelos sin cohesión: Subbases y bases

• Pulverizar 50 kg de material, pasar por tamiz ¾”.Reemplazar retenido por pasa ¾ - retiene No. 4.

• Realizar curva de compactación proctor modificadousando molde CBR (1 / 12.22 pies3).

• Llevar el material sobrante a humedad óptima.• Pesar tres moldes de CBR con los aditamentos.• Compactar tres moldes con energías de 55, 25 y 12

golpes. Cada capa debe ser de 1” espesor. Tomar

muestra para humedad en cada molde. La humedad decompactación no debe variar más de 0.5% la óptima.• Retirar collar de extensión. Enrasar. Retirar demás

accesorios. Pesar los moldes con las muestras.




• Colocar papel filtro en base del molde. Voltear molde y colocar

en la base.• Para reproducir las condiciones de saturación que se presenten

en el terreno, la muestra se sumerge en agua. Colocar sobre lamuestra sobrepesos de 5 lb, para representar el peso de las capasque descansarán sobre el suelo. Cada sobrepeso de 5 lb

representa 3” de material.• Colocar filtro de papel sobre la superficie de la muestra

compactada, luego la placa perforada con su vástago y sobre estalos sobrepesos requeridos.

• Colocar el extensómetro y hacer la lectura inicial.• Sumergir la muestra y dejarla 4 días hasta que esté

completamente saturada (en suelos granulares 24 horas). Tomarmuestras todos los días.




• Sacar los moldes del agua y dejar escurrir.

• Pesar el molde con la muestra saturada.• Colocar nuevamente los sobrepesos.• Colocar la muestra en la prensa de C.B.R. levantar la

muestra hasta que esté en contacto con el pistón y se

esté aplicando una carga de 10 lb. Luego se coloca encero el indicador.

• Colocar extensiómetro en cero.• Aplicar la carga a una velocidad de 0.5 pulg/min.

Tomar lecturas a: 0.005, 0025, 0.050, 0.075, 0.100,0.150, 0.200, 0.250, 0.300, 0400 y 0.500 pulgadas depenetración del pistón.






• Sacar la muestra y tomar muestra para humedad alrededor del

orificio.• Determinar densidad seca de las muestras compactadas con

humedad óptima y 56, 25 y 12 golpes por capa.

• Determinar valores de esfuerzo correspondientes a las cargas

aplicadas.

σ suelo = (lectura x constante) / 3

• Para cada ensayo se traza la curva Esfuerzo leído Vs Penetración.Corregir si es necesario. Calcular valores de CBR a 0.1” y 0.2”.

CBR a 0.1” = ( σ leído a 0.1” / 1000) x 100

CBR a 0.2” = ( σ leído a 0.2” / 1500) x 100






• Trazar la curva Densidad Seca Vs Humedad de Moldeoy frente a ella la curva correspondiente a Densidad Seca

Vs CBR corregido. Para esta última curva se dispone de

tres puntos: CBR a 56, 25 y 12 golpes.• Sobre la curva Densidad Vs Humedad, pueden

marcarse las densidades correspondientes al 100%,95%, etc. de compactación y trazando horizontales por

estos puntos hasta encontrar la curva Densidad VsCBR, se hallan los valores de CBR, para una densidadespecífica.





Ensayo CBR – Método II

• La muestra se prepara en forma similar al método I.

• Elaborar 3 curvas de compactación: una compactandocon 56 golpes por capa, otra con 25 y otra con 12.

• Para inmersión y penetración se sigue el mismoprocedimiento del método I.

• Se calculan los valores de CBR para cada muestra(mínimo 9), igual que le método I.• Trazar las curvas de Densidad Seca Vs Humedad de

Moldeo y CBR Vs Humedad de Moldeo.

• Para las humedades cercanas a las que se encuentran enel terreno o a las que interesen, se trazan las curvasCBR Vs Densidad Seca. Estos datos se sacan de lascurvas anteriores.






• Para los porcentajes de densidad que se encuentran opueden obtenerse en el terreno, se trazan las curvasCBR Vs Humedad de Moldeo, tomando los datosanteriores necesarios del grupo de curvas anteriores.

• Para el caso 1, de este último grupo de curvas sedetermina el valor de CBR a una densidad segúnespecificaciones y humedad óptima (figura 5.5).

• Para el caso 2, hay que tener en cuenta la expansión

sufrida por cada muestra a causa de la inmersión en laalberca, mediante la expresión:

E(%) = ( (Lf – Li ) / Li ) x 100.




•El CBR de diseño se escoge para unas condiciones de humedady densidad tales que la expansión no supere un límite máximo de2%. La humedad se escoge siguiendo el criterio anterior, peroteniendo en cuenta la limitante de expansión máxima admisible y se determina la densidad más aconsejable para el suelo en el

campo.• Cuando el suelo tiene un Índice de Grupo mayor o igual a

6, el método para determinar el CBR de diseño es: • El procedimiento es similar al método II, pero se utilizan 5

moldes por energía. Con los datos de humedad, CBR, expansión,

densidad y energía se trazan las siguientes curvas:• Porcentaje de expansión Vs contenido de humedad.

• CBR Vs contenido de humedad.

• Densidad seca Vs contenido de humedad.








• Además deben trazarse las curvas “ISO CBR”.

• El CBR de diseño se determina para lossiguientes casos:

• CASO 1. Cuando la expansión es menor o igualque la admisible.

• CASO 2. Cuando la expansión es mayor que laadmisible.







ENSAYO CBR SOBRE MUESTRAS INALTERADAS

• Se realiza sobre material de subrasante, paracorrelacionar la humedad en el terreno con lausada en el diseño; también para efectos de

diseño cuando la compactación no es un factorque pueda controlarse. La muestra se obtienepor medio de un cilindro de CBR acondicionadocon un filo cortante, el cual se hace penetrar en

el suelo por medio de golpes. Se lleva allaboratorio con las precauciones del caso y seprocede a la penetración.



ENSAYO CBR DE CAMPO

• Se aplica a suelos de subrasante y amateriales de base y subbase.

• Es usado para la evaluación y diseño enlas condiciones siguientes:

• Grado de saturación mayor o igual a 80%.

• Material de grano grueso y no cohesivo.

• Suelo no modificado por actividades deconstrucción en los dos últimos años.



EQUIPO CBR DE CAMPO

• Camión o volqueta.

• Gato hidráulico.• Anillo de carga.

• Pistón con sus extremidades.

•

Sobrepesos.• Extensómetro.

• Equipo misceláneo

• El sitio que se escoja para el ensayo no debe

partículas > ¾. El área debe aplanarse conanterioridad y debe tener un diámetro deaproximadamente 30 cm.



PROCEDIMIENTO CBR DE CAMPO

• Se arma el equipo requerido.

• Se colocan sobrepesos, centrados en el pistón.

• Efectuar penetración.• Determinar densidad “in situ” del suelo

ensayado y su contenido de humedad.

• Se realizan los cálculos de igual forma como seobtienen los de laboratorio.





VALORES TÍPICOS DE CBR

Tipo de capa CBR (%)

Buenas bases de piedra y grava triturada 80 - 100

Buenas bases de grava 50 -80

Subbases buenas 30 – 50

Subrasantes muy buenas 20 – 30

Subrasantes regulares a buenas 10 –

20Subrasantes malas 5 – 10

Subrasantes muy malas 0 - 5



PRUEBA CON EL PENETRÓMETRO DINÁMICO DECONO - PDC

•

Se puede aplicar a suelos de subrasante y materialesde pavimento. El PDC permite obtener de una manerarápida la capacidad portante subrasantes.

• DESCRIPCIÓN. Figura.

• El PDC tiene un alcance de 800 mm de penetración,

profundidad suficiente donde los esfuerzostransmitidos son mínimos.

• Las lecturas son registradas en términos de lacantidad de golpes para penetrar cierta profundidad, loque permite calcular la penetración media por golpepara un estrato de suelo, índice de penetración onúmero dinámico (mm/golpe). También se puederegistrar gráficamente, llevando en las ordenadas ,hacia abajo, las profundidades y en las abscisas elnúmero de golpes.









CORRELACIÓN PDC - CBR

•

De acuerdo con las pruebas realizadaspor el MOPT, el CBR se obtiene:

CBR = 567 (ND)-1.40

ND = Índice PDC en mm/golpeEl PDC (W = 15 kg), permite obtener

correlaciones con otros parámetros de los

suelos: Compresión inconfinada,porcentaje de compactación y otros



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