LABORATORIO DE PAVIMENTOS
LABORATORIO DE PAVIMENTOS
OBJETIVOS: Capacidad de soporte en materiales de mejoramiento. Determinacin de la densidad y humedad. Determinacin de las propiedades expansivas del material. Determinacin de la resistencia a la penetracin.
MARCO TEORICO:
ENSAYO DE C.B.R. (NCH 1852)El nmero CBR se obtiene como la relacin de la carga unitaria en Kg. /cm2 (libras por pulgadas cuadrada, (psi)) necesaria para lograr una cierta profundidad de penetracin del pistn (con un rea de 19.4 centmetros cuadrados) dentro de la muestra compactada de suelo a un contenido de humedad y densidad dadas con respecto a la carga unitaria patrn requerida para obtener la misma profundidad de penetracin en una muestra estndar de material triturado, en ecuacin, esto se expresa:CBR = Carga unitaria de ensayo * 100 Carga unitaria patrn
CBR = Carga unitaria de ensayo * 100Carga unitaria patrn
Los valores de carga unitaria que deben utilizarse en la ecuacin son:PENETRACINCARGA UNITARIA PATRN
mmPulgadaMpaKg. /cm2psi
2,540,16,9070,001000
5,080,210,30105,001500
7,620,313,10133,001900
10,160,415,80162,002300
12,70,517,90183,002600
Valores de Carga UnitariaEl nmero CBR usualmente se basa en la relacin de carga para una penetracin de 2.54 mm (0,1), sin embargo, si el valor del CBR para una penetracin de 5.08 mm (0,2) es mayor, dicho valor debe aceptarse como valor final de CBR.Los ensayos de CBR se hacen usualmente sobre muestras compactadas al contenido de humedad ptimo para el suelo especfico determinado utilizando el ensayo de compactacin estndar. A continuacin, utilizando los mtodos 2 o 4 de las normas ASTM D698-70 D1557-70 (para el molde de 15.5 cm. de dimetro), se debe compactar muestras utilizando las siguientes energas de compactacin:
MTODOGOLPESCAPASPESO DEL MARTILLO N
D6982 (suelos de grano fino)56324,5
4 ( suelos gruesos)56324,5
D15572 (suelos de grano fino)56544,5
4 (suelos gruesos)56544,5
Energas de Compactacin
El ensayo de CBR se utiliza para establecer una relacin entre el comportamiento de los suelos principalmente utilizados como bases y sub. Rasantes bajo el pavimento de carreteras y aeropistas, la siguiente tabla da una clasificacin tpica:CBRCLASIFICACIN GENERALUSOSSISTEMA DE CLASIFICACIN
UNIFICADOAASHTO
0 - 3muy pobresubrasanteOH, CH, MH, OLA5,A6,A7
3 - 7pobre a regularsubrasanteOH, CH, MH, OLA4,A5,A6,A7
7 - 20regularsub.-baseOL, CL, ML, SCA2,A4,A6,A7
SM, SP
20 - 50buenoBase, sub. baseGM,GC,W,SMA1b,A2-5,A3
SP,GPA2-6
> 50excelentebaseGW, GMA1-a, A2-4,A3
Clasificacin de suelos para Infraestructura de Pavimentos
MATERIALES Y EQUIPOS: Molde de Acero
Papel Filtro
Pistn
Pesos de sobrecarga
Prensa CBR
Trpode de acero para determinar la expansin
Dial
Disco Espaciador
Vastago
Horno
Brocha
Cucharon
PROCEDIMIENTOS:Preparar 3 Muestras de aproximadamente 5kg, con el Contenido de Humedad Optimo obtenido del ensayo de Compactacin- Proctor Modificado, que es 8.9%
Despus prepararemos el molde para el ensayo de CBR, Determinar dimensiones y masa del molde. Hecho esto, se ensambla el molde, con el collar y se coloca el disco espaciador en la base, encima de este se colocara el papel filtro.
Se colocara el suelo preparado, en el molde, en cinco capaz aproximadamente iguales. Cada capa ser compactada con 12 golpes. A esto se extraer un pequeo espcimen de muestra para poder obtener el contenido de humedad de muestra sin mojar.
Una vez compactado, se remueve el collar de extensin, y cuidadosamente se retira el material sobrante, con el enrasador, se aplana completamente el suelo compactado.
Se desmonta el molde y se vuelve a montar invertido, sin el disco espaciador, colocando un papel filtro entre el molde y la base, y se registra el peso.
Se coloca en la parte superior del molde el vstago, con los anillos de sobrecarga.
Este procedimiento se efecta para dos muestras ms, de 5 capas y 25 golpes, y, 5 capas y 56 golpes.
Se lleva los moldes con muestras y anillos de sobrecarga al tanque de agua, luego se colocan los diales en la parte superior de los vstagos y se toma una lectura inicial para medir el hinchamiento y se toman lecturas continuas durante 4 das (cada 24 horas).
Despus del periodo de inmersin, se sacan los moldes del tanque, se colocan en un sitio donde escurran durante 15 minutos, se retiran los vstagos y las sobrecargas, se seca el molde y se pesa, para efectuar el ensayo de penetracin.
Inmediatamente despus de haber pesado, se coloca el molde y la muestra de 12 golpes en la prensa, luego se colocan las sobrecargas nuevamente, sin el vstago y se aade el pistn.
Se prepara Y calibra la prensa y el equipo que nos dar las lecturas de los pesos aplicados en libras y la deformacin en pulgadas para ello antes se selecciona el mtodo CBR. Y se anotan las lecturas de carga para las penetraciones de 0.025, 0.050, 0.075, 0.1, 0.15, 0.2, 0.3, 0.4 y 0.5 pulgadas.
Despus de terminado el ensayo se retirara el molde y nueva mente se prepara la prensa para realizar otro ensayo para los 25 y 56 golpes respectivamente.
Luego de la muestra se extraer un pequeo espcimen para poder obtener el contenido de humedad de muestra mojada.
MEMORIA DE CALCULO:
Contenido de Humedad:CONTENIDO DE HUMEDAD DE MUESTRA SIN MOJAR
NUMERO DE GOLPES122556
MUESTRAP-1P-2P-3
PESO LATA98.3598.3598.35
PESO LATA + SUELO HUMEDO372.64372.64372.64
PESO LATA SUELO SECO355.12355.12355.12
Ww17.5217.5217.52
Ws256.77256.77256.77
CONT HUM %6.826.826.82
CONTENIDO DE HUMEDAD DE MUESTRA MOJADA
NUMERO DE GOLPES122556
MUESTRAP2CUCHU2P1CUCHU4CUCHU1CUCHU3
PESO LATA59.0834.8439.339.7129.2954.22
PESO LATA + SUELO HUMEDO298.52253.37203.23236.07348.82365.82
PESO LATA SUELO SECO276.09229.84189.52216.83326.41336.9
Ww22.4323.5313.7119.2422.4128.92
Ws217.01195150.22177.12297.12282.68
CONT HUM10.3412.079.1310.867.5410.23
PROMEDIO11.209.998.89
12 Golpes25 Golpes56 Golpes
Sin mojarMojadaSin mojarMojadaSin mojarMojada
S.Humedo +molde (gr)11582.0011721.0011651.0011742.0011719.0011768.00
Masa del molde (gr)7137.007137.007048.007048.006963.006963.00
Masa del suelo (gr)4652.004703.004603.004787.004756.004805.00
Altura del molde (cm)11.6311.6411.6211.6411.6511.6411.6311.6411.6611.6511.6611.65
Altura del molde Prom (cm)11.6411.6311.6511.6411.6611.66
Dimetro del Molde (cm)15.2015.2015.2615.2615.2215.22
Volumen (cm3)2111.272110.372129.802127.972120.472120.47
Peso Especfico Nat.2.202.232.162.252.242.27
Peso Especif. Seco (gr/cm3)2.062.002.022.052.102.08
Peso Especif. Seco Promedio (gr/cm3)2.032.032.09
Peso Especfico Seco:
Expansin:
DEFORMACION
Tiempo (h)25 Golpes56 Golpes
Lect. DialExpansinLect. DialExpansin
mm%mm%
09v 37937.00-7v 53753-
24.00------
48.00------
72.009v 389380.787401577v 537530
96.00------
Penetracin:12 Golpes
Penetracin (pulg)P (lbs)
0.0000.75
0.025124.59
0.050350.66
0.075714.00
0.100923.76
0.1501505.56
0.2002023.18
0.2502430.01
0.3002785.70
0.4003451.39
0.5003950.00
25 Golpes
Penetracin (pulg)P (lbs)
0.0001.94
0.025217.01
0.050676.08
0.0751300.15
0.1002000.28
0.1503425.88
0.2004769.47
0.2505883.56
0.3006760.13
0.4007925.98
56 Golpes
Penetracin (pulg)P (lbs)
0.00026.64
0.0251227.41
0.0503091.41
0.0755236.16
0.1007226.00
0.1258156.00
Correcciones de las curvas
Calculo del CBR:
CONCLUSIONES:
El CBR de diseo para una pulgada de penetracin y 100% de compactacin es de 68%. El CBR de diseo para una pulgada de penetracin al 95% de compactacin es de 62.5%. La densidad seca mxima para una compactacin del 95 % es de 1.99 gr/ cm3 El suelo compactado con 25 golpes, al tercer da de saturacin posee un esponjamiento de 0.78740157%. El suelo compactado con 56 golpes, al tercer da de saturacin no presento ningn esponjamiento, ya que el suelo era de mejoramiento, una mezcla de grava y arena que no presento plasticidad.
BIBLIOGRAFIA:
Norma ASTM 1833 Norma AASHTO T 193
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