Instrucciones para hacer el ensayo CBR

Ensayo cbr

Vamos a aprender a hacer el ensayo de cbr, lo primero es aprender un poquito de historia por ejemplo de donde salió este ensayo, en 1929 por los ingenieros  Stanton   y   Porter   del departamento de carreteras de California presentaron este método. Desde  esa    fecha  tanto  en  Europa  como   en América, el método CBR se ha generalizado y es una forma de clasificación de un suelo para ser utilizado como subrasante o material de base en la construcción de carreteras. Este método de ensayo fue utilizado principalmente en la construcción de aeropuertos.

Ahora bien ya sabiendo esto ¿para qué sirve este ensayo?

Con este método se puede medir la resistencia al corte de  un suelo    bajo     condiciones    de   humedad    y   densidad controlada.

También se dice que el cbr de un suelo es la carga unitaria que corresponde a 0.1” y 0.2” de penetración y que su valor se expresa en %.

Es decir el cbr es nada más y nada menos que la relación entre la carga  vs la penetración  en un espécimen con una muestra de suelo con una humedad y densidad dada que podemos conseguir de un patrón (Próctor).

No sobra destacar que hay diferentes formas de este ensayo, que son las siguientes:

Cbr

ü  En suelos inalterados.

ü  En suelos alterados.

ü  In situ.

Bien, las herramientas que usaremos para hacer este ensayo serán:

Para la Compactación

ü  Molde de diámetro de = 6”, altura de 7” a 8” y un collar de 2”.

ü  Disco espaciador de acero diámetro 5 15/16” y una altura 2.5”

ü  Martillo con un peso de 10 lb. Y una altura de caída de 18”.

ü  Trípode y dial deformímetro con   aprox. 0.001”.

ü  Pesas de anulares de 5 lbs c/u (2 pesas).

Para la Prueba de Penetración

ü  Pistón  sección circular Diámetro de  2 pulg.

ü  Aparato para aplicar la carga: Prensa hidráulica. V= 0.05 pulg/min. Con anillo calibrado.

ü  Herramientas varias: balanza, tamices, cronómetro, papel filtro, horno, tanques para   inmersión de muestra a saturar,  etc.

Lo que vamos a conseguir con este ensayo son los siguientes valores:

ü  Determinación de la densidad y humedad.

ü  Determinación de las propiedades expansivas del material.

ü  Determinación de la resistencia a la penetración.

Y por fin a lo que vinimos, sin más ni más:

Procedimiento:

Lo primero que haremos es preparar el material para el ensayo. Esta tal vez es la parte más importante del ensayo, bueno vamos paso a paso.

ü  Secar el material al sol o en un horno a una temperatura de 60°c

ü  Desmenuzar los terrones (podemos usar un mazo con cabeza de hule) debemos cuidar de no romper las partículas individuales en la muestra.

ü  Cuarteamos y conseguimos aproximadamente 20 kg. De material. (basado en una curva de 3 puntos)

ü  Tamizamos por el tamiz ¾”

ü  El material retenido en el tamiz ¾” lo pesamos y reemplazamos por material retenido entre ¾” y #4 (debemos tamizar aparte otra cantidad de material por el tamiz ¾” y el #4 para tener material para reemplazar)

ü  Con la ayuda de una espátula ancha mezclamos todo muy bien

ü  Obtenemos la humedad que tiene el material en ese momento

ü  Llevar el material a la condición de humedad optima conseguida con el Próctor

Nota importante: la humedad de la muestra a compactar no deberá variar más  de 2% de la humedad del Próctor. Recuerden IMPORTANTE

Moldeando las muestras

ü  En el cilindro con su collar colocamos   el espaciador y el papel filtro,

ü  Llenamos el molde en 5 capas compactamos con los golpes necesarios para cada espécimen, conservar material para verificar la humedad del espécimen.

ü  Tenemos que hacer uno con 10, 25,56  golpes por capa

ü  Quitamos el collar y enrasamos bien

ü  Volteamos el molde

ü  Quitamos el disco espaciador y el filtro

ü  Determinamos la densidad y la humedad de la muestra

ü  Ponemos el filtro sobre la superficie enrasada y esta va a ser la parte inferior de la muestra

ü  En la parte donde estaba el espaciador colocamos otro filtro y

ü  El plato con un vástago graduable

ü  Sobre este plato se colocan las sobrecargas necesarias   (mínimo 4.5 Kg)

ü  Se coloca el molde dentro de un recipiente con agua suficiente para que pueda cubrir por completo el molde

ü  Se monta el trípode con un extensómetro y se toma una lectura inicial y se tomará cada 24 horas

ü  Después de 96 horas o antes, depende si el material es expansivo o no se tomara la última lectura para calcular el hinchamiento.

Resistencia a la penetración

Luego de que ya hemos hecho todo esto (saturación)

ü  Sujetamos bien el plato que pusimos sobre el espécimen y lo inclinamos para drenar la muestra por aproximadamente 15 minutos y

ü  Removeos el plato disco, filtro y los contrapesos

ü  Pesamos la muestra

ü  Se ponen los contrapesos necesarios para semejar el peso del pavimento (generalmente podemos usar los contrapesos utilizados en la saturación)  

ü  Colocamos el espécimen en una  prensa y aplicamos una carga de  10 lb para asentar el pistón.

ü  Ajustamos el dial de carga y el deformímetro a ceros.

ü  Iniciamos la penetración a una rata de velocidad de .05”/min

ü  Hacemos lecturas cada  0.025” de penetración y  anotamos la carga que se ha conseguido en cada punto.

ü  Cuando lleguemos a 0.5” paramos de leer y soltamos la carga,

ü  Retiramos el espécimen de la prensa y determinamos la humedad (superior, medio, inferior de la muestra)

 Cálculos

Estos los tome prestados jeje

Las   lecturas  tomadas, tanto  de  las  penetraciones  como  de las  cargas, se representan gráficamente en un sistema de coordenadas como se indica en la Fig. 4.

Si la curva  esfuerzo - penetración  que se  obtiene es  semejante a la del ensayo No. 1 de la Fig. 4, los valores anotados serán los que se tomen en cuenta para el cálculo de CBR.

En cambio, si las curvas son semejantes a las correspondientes a los No. 2 y 3,  las  curvas  deberán ser  corregidas  trazando  tangentes en  la  forma indicada  en  la Fig. 4. Los  puntos  A y B, donde dichas tangentes  cortan el eje de abscisas, serán los nuevos ceros de las curvas.

Las cargas  unitarias y penetraciones se  determinaran  a  partir  de    estos ceros. Si analizamos la curva del ensayo No. 3 tendremos que le  esfuerzo correspondiente a la penetración corregida de 0.1” será de 300 lb/pulg2 en lugar de 120 lb/pulg2, que es la correspondiente a   la   lectura  inicial  sin corregir de 0.1”.

Si los CBR para 0.1”  y  0.2” son  semejantes, se  recomienda  usar en los cálculos,  el  CBR correspondiente a 0.2”. Si  el  CBR  correspondiente a  0.2”  es  muy superior  al   CBR   correspondiente  al  0.1”, deberá repetirse el ensayo.

En este vídeo podrás ver cómo se realiza el ensayo CBR para diseñar un suelo compactado bajo la norma ASTM D 1883-05, y con la técnica de mapas de resistencia promovida por la norma técnica venezolana Fondonorma NTF 2000-1:2009 que actualiza la norma COVENIN 2000-87