Cálculo del CBR

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Clculo del CBR:Las lecturas tomadas, tanto de las penetraciones como de las cargas, se representan grficamente en un sistema de coordenadas como se indica en la Figura 1. Si la curva esfuerzo/penetracin que se obtiene es semejante a la del ensayo No. 1 de la Fig. 4, los valores anotados sern los que se tomen en cuenta para el clculo de C.B.R

Figura 1: curvas que relacionan la hincha de pistonEn cambio, si las curvas son semejantes a las correspondientes a los No. 2 y 3, las curvas debern ser corregidas trazando tangentes en la forma indicada en la Figura 3. Los puntos A y B, donde dichas tangentes cortan el eje de abscisas, sern los nuevos ceros de las curvas. Las cargas unitarias y penetraciones se determinaran a partir de estos ceros. Si se analiza la curva del ensayo No. 3 tendremos que el esfuerzo correspondiente a la penetracin corregida de 0.10 ser de 300 lb/pulg2 en lugar de 120 lb/pulg2, que es la correspondiente a la lectura inicial sin corregir de 0.10.El nmero C.B.R. es un porcentaje de la carga unitaria patrn. En la prctica, el smbolo de % se quita y la relacin se presenta simplemente por el nmero entero.

Para determinar el C.B.R. se toma como material de comparacin la piedra triturada que sera el 100%, es decir C.B.R. = 100%. La resistencia a la penetracin que presenta a la hinca del pistn es la siguiente:C.B.R.= (Carga unitaria patrn / Carga unitaria del ensayo) x 100 (%) (1)Si los C.B.R. para 0.10 y 0.20 son semejantes, se recomienda usar en los clculos, el C.B.R. correspondiente a 0.20.Si el C.B.R. correspondiente a 0.20 es muy superior al C.B.R. correspondiente al de 0.10, deber repetirse el ensayo.A continuacin indicamos el procedimiento particular a seguir cuando se trata de suelos granulares, poco plsticos, etctera. IA. SUELOS GRAVOSOS Y ARENOSOSEstos suelos en la clasificacin unificada, corresponden a los siguientes grupos de gravas 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 y arenas gravosas cpon poco o nada de material fino, y SP.- Arenas mal graduadas y arenas gravosas con poco o nada de material fino.Estos suelos gravosos y arenosos, sin cohesin, generalmente tienen ndices plsticos inferiores a 2, y pueden ser compactados rpidamente en el campo. En general, su capacidad de soporte no se no se altera apreciablemente con los cambios de humedad, de ah que su CBR se pueda determinar directamente despus de compactarlos, sin sumergirlos previamente en agua. El CBR que se adopte para los clculos de diseo de pavimentos flexibles, puede ser el correspondiente a su densidad mxima o, si se sigue un criterio ms conservador, el menor de los CBR obtenidos.El CBR de estos suelos granulares es, generalmente, mayor de 20 %.IB. SUELOS COHESIVOS, POCO PLSTICOS Y POCO O NADA EXPANSIVOSEstos suelos son los ms comunes y pertenecen a los siguientes grupos, dentro de la clasificacin unificada:GM.- Gravas limosas y mezclas limo-areno-gravosas.GC.- Gravas arcillosas y mezclas arcillo-areno gravosas.SM.- Arenas limosas y mezclas limo-arenosas.SC.- Arenas arcillosas y arcillas arenosas.CL.- Arcillas inorgnicas de baja a mediana plasticidad, arcillas limosas, arenosas y gravosas.ML.- Limos inorgnicos y arenas muy finas; arenas finas limosas o arcillosas, o limos arcillosos de baja plasticidad y OL.- Limos y arcillas limosas inorgnicas, de baja plasticidad.Para determinar el CBR de estos suelos se recomienda seguir uno de los procedimientos siguientes:El primero se aplica a condiciones climticas normales y a aquellos suelos cuya capacidad de soporte no vara apreciablemente cuando se altera ligeramente su contenido de humedad, o sea que no requieren un control muy estricto cuando son compactados en el campo.El segundo es un procedimiento ms elaborado y se aplica a condiciones climticas desfavorables y a aquellos suelos que son muy sensibles a pequeas cambios de humedad. Lo que hace se requiera un mayor control de ella en el campo

Foto 4: Valores tpicos del CBRProcedimiento IA) Se determinar una curva compactacin a 56 golpes.B) Se preparan 3 muestras (56, 25, 10) a humedad ptima 0.5%.C) Cada muestra se satura y se anota la expansin.D) Despus de las 96 horas se corre el ensayo.E) El CBR de diseo ser aquel correspondiente a la densidad que se especifique.

Foto 5: Determinacin del CBR para suelos poco sensibles a cambios pequeos de humedad (Procedimiento I).Procedimiento IIA) Se recomienda realizar 3 curvas de compactacin cada una de ellas a 56, 25, 12 golpes/capa, respectivamente, figura 7A. Si los ensayos de compactacin han sido realizados en forma apropiada, la representacin grfica, sobre un papel semilogartimico, del esfuerzo de compactacin por unidad de volumen, versus la densidad mxima, deber ser una lnea recta como en la figura 7B.B) Se saturan por 96 horas, se determina el hinchamiento y se drena.C) Se determina el CBR de cada muestra.D) Las curvas correspondientes a los contenidos de humedad, densidades y valores corregidos de los CBR se representan como en la Figura 8.E) En la Fig. 8A, se determina la zona densidad humedad, de acuerdo a la clase de obra y a las normas a seguirse.F) El CBR de diseo se seleccionar de las curvas CBR - Densidad, CBR Humedad, representadas en las Fig 8B, y 8C.G) Generalmente la densidad que se selecciona para determinar el CBR es la correspondiente al 95% de la MDS.

Figura 7A, 7B: Relacin entre el esfuerzo de compactacin por unidad de volumen y la densidad mxima.

Figura 8: Familia de curvas que relacionan los CBR corregidos con los contenidos de humedad y densidades.IC. SUELOS COHESIVOS, PLSTICOS Y EXPANSIVOSEstos suelos pertenecen a la clasificacin unificada: MH, CH y OH.- El mtodo que se sigue es semejante al Procedimiento II.- Seleccionar cuidadosamente las humedades y densidades.- No siempre la humedad ptima y la densidad mxima es la ms adecuada.- Muchas veces el hinchamiento de estos suelos es menor cuando se compacta a densidades y con humedades distintas a la densidad mxima y humedad ptima.- El CBR a usar es aquel en que el suelo presente menor hinchamiento.- Para facilitar la seleccin del CBR de diseo, es recomendable representar grficamente los % de hinchamiento vs. Los contenido de humedad en los diferentes estados de compactacin.- La comparacin de las curvas que relacionan los hinchamientos, CBR y densidades con las humedades de compactacin permitir establecer los lmites de humedad y densidad apropiados, facilitando as la seleccin del CBR de diseo.II. DETERMINACIN DEL CBR DE SUELO INALTERADOS1) Obtencin de las muestras:Se emplear:a. Cilindros con bordes cortantesb. Moldes cortantes por su cara lateral y ajustable mediante abrazaderas especiales.c. Cajas de madera cuya base y tapa sean removibles.Antes de obtener muestras de suelos, se recomienda limpiar el sitio, y si es posible nivelarlo.Cuando se emplean moldes CBR con bordes cortantes, la obtencin de muestras se hace introduciendo estos moldes a presin. Una vez que ha sido introducido completamente, se excava el suelo que esta alrededor del molde. Luego, se enrasan las superficies de ambas caras y se vierte parafina liquida a fin de evitar prdidas de humedad por evaporacin. Luego las muestras se envan a los laboratorios.Si se obtienen muestras utilizando cilindros ajustables, se recomienda excavar el terreno en tal forma que se obtenga un cono o columna de suelo, aproximadamente del mismo dimetro y altura del cilindro. La superficie lateral de esta columna de suelo se alisa con un cuchillo y se introduce el cilindro aflojando las abrazaderas. Cuando el cilindro se halla lleno, se ajustan estas, se corta la muestra por debajo; se enrasan las superficies de ambas caras del cilindro, y se vierte parafina liquida para llenar los espacios libres que queden entre el cilindro y la muestra. El material se enva al laboratorio.Para la obtencin de muestras de suelos areno-gravosos gravo- arenosos, se quitar la base y tapa de la caja de madera que se utilize y se introducir esta cuidadosamente hasta llenarlo de material. Una vez llena se verter parafina liquida de modo que cubra completamente la muestra, la que se recubrir con parafina, se colocar y fijar la tapa y base y se la enviar al laboratorio.2) Determinacin de la densidad y humedad Se determinan in Situ3) Determinacin del CBR Si la muestra sin perturbar ha sido obtenida mediante un molde semejante al de la figura, se quita la cubierta de parafinas de una cara, se enrasa la superficie, se coloca un papel filtro grueso y se monta la base perforada. Luego, se invierte el molde, se enrasa la superficie de la otra cara, se coloca y se determina el hinchamiento.

III. METODO CBR in situAparatos Gato mecnico de tornillo Anillos de carga Pistn de penetracin Diales Soporte para el dial de penetracin Platina de sobrecarga Pesas de sobrecarga Vehculo de carga Gatos tipo camin Equipos miscelneosEs un mtodo adecuado para determinar la capacidad de soporte de un material en el lugar donde ser sometido a las solicitaciones de la estructura que soportar. Debera realizarse cuando se presenten materiales dudosos y en movimientos de tierra importantes. Bsicamente la fase de penetracin de este ensayo es similar a la descrita anteriormente.Lo usual es determinar primero la densidad in situ del material en el lugar de ensayo, el cual puede ser usado bajo cualquiera de las siguientes condiciones: Cuando in situ la densidad y el contenido de agua son tal que el grado de saturacin es de un 80% o superior, Cuando el material es de granos gruesos y su cohesin es tal que no se vea afectado por cambios en la humedad. Cuando el material ha estado en el lugar por varios aos. En estos casos La humedad no es constante pero flucta dentro de rangos estrechos y el ensayo CBR in situ se considera como un indicador satisfactorio de la capacidad de soporte del suelo. Por lo general se elige un lugar donde no haya piedras mayores a 3/4", deber removerse el material suelto y nivelar la superficie, luego se coloca un sistema de reaccin montando un gato, con anillo dinamomtrico y pistn, en forma vertical, aplicando la reaccin con un vehculo cargado u otro sistema (figura 3.21.). En caso de que el pistn sea colocado en forma horizontal, la reaccin ser dada por la pared contraria del pozo construido para este efecto. Se colocan los anillos de sobrecarga directamente al suelo y se carga el pistn al suelo con una fuerza menor que 4,54 kg. Se debe instalar un dial comparador para registrar las lecturas de deformaciones, en un punto que permanezca constante e inmvil (por ejemplo una viga empotrada al suelo en poyos de hormign). La penetracin se realiza en forma similar al ensayo tradicional y el ensayo se repite en otros dos puntos escogidos con anterioridad. La forma de expresar los resultados tambin es idntica al mtodo de laboratorio, es decir, trazando la curva tensin contra penetracin, corrigiendo la curva si fuese necesario y calculando el CBR in situ, usando los valores de penetracin de 0,1" y 0,2".