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ENSAYO CBR (CAPACIDAD PORTANTE)
el CBR (California Bearing Ratio), el cual es un índice empleado para expresar las características de resistencia y deformación de un suelo, estableciéndose en él una relación entre la resistencia a la penetración de un suelo y la que corresponde a un material de referencia.
EQUIPOS
PARA LA COMPACTACIÓN
Moldes cilíndricos de acero de 7" a 8" de altura y 6" de diámetro. Se le acopla un collarín de extensión de 2" de altura y una base perforada.
PARA EL CBR
Moldes cilíndricos de acero de 6” de diámetro interior, a cada molde se le acopla un collarín de 2” de alto y base perforada.
Un martillo de 10 LIBRAS (4.54Kg) y una altura de caída de 18”.
Un disco separador.
Un cuchillo para enrasar el material al molde.
PARA LA EXPANSIÓN :
Para medir el hinchamiento del material al absorber agua se utiliza el siguiente equipo
Plato y vástago: el plato tiene perforaciones a distancias iguales.
Trípode y extensómetro: para medir la expansión del material, se emplea un extensómetro con aproximación a 0.001”, montado sobre un trípode
Pesas de sobrecarga, se emplean una pesa anular y varias pesas cortas.
En la expansión solo se emplean 3 moldes cilíndricos
La muestra es nueva, no se debe utilizar la misma con la cual se realizó el ensayo de compactación.
Dos papeles filtro, en cada molde
PARA LA PENETRACIÓN
Un pistón cilíndrico de 3” cuadradas de sección circular y de longitud suficiente para poder pasar a través de las pesas y penetrar el suelo hasta ½”
Aparato para aplicar carga: se utiliza una prensa manual que está especialmente diseñada de tal forma que permite aplicar la carga a una velocidad de 0.05 pulg/min. Generalmente estos aparatos llevan anillos calibrados.
OBJETIVO
determinar la máxima resistencia de un suelo que está sometido a esfuerzos cortantes, además evaluar la calidad relativa del suelo para ser usado como sub-rasante, sub-base y base de pavimentos.
Determinar el valor del C. B. R. de los suelos,
PROCEDIMIENTO
1) Se seca la muestra al aire libre. Luego se tamiza por la malla 1/4” y separamos unos 15 a 20 kg. En nuestro caso fue 18kg.
2) Luego dividimos el material en partes a cada cual se le aplicará el ensayo
3) Tomamos una porción del material y se le agrega agua a la mezcla y lo revolvemos con el cucharón y con la mano para lograr uniformidad. Esto se asemeja al trabajo de la motoniveladora en el campo
4) Para Proctor modificado se toma 4 muestras de 3 Kg. de muestra pasados por la malla Nº 4 (para suelos finos)
5) Agregarle 4%, 8%, 12% y16% de agua del total del peso de la muestra, removerlo hasta quedar la muestra totalmente uniforme en humedad dando un indicador que está lista para realizar el primer punto de compactación
6) Agregar en el molde cilíndrico una pequeña capa de suelo, dar 25 golpes con martillo en forma circular, repitiendo el proceso con 5 capas.
7) Sobre la mesa de trabajo se coloca una bolsa de yute (no de papel porque absorbe el agua) y se le saca la corona del molde. Con ayuda de una espátula y un cuchillo se procedió a enrasar y al respectivo pesaje de esta muestra.
8) Si aparece una piedra grande que deje vacío al enrasar se saca y se rellena. Esto se asemeja al trabajo que hacen los ayudantes del maquinista en el campo limpiándole el paso de piedras grandes.
9) Al retirar el anillo en cada uno de los 3 moldes y con un cuchillo se recorta la muestra al ras con el borde.
10) Una vez pesado sesacómuestra para hallar elcontenido de humedad y secolocó en cápsula de aluminio.
11) Se toma una muestra pequeña (gramos) de la capa más alta y se deposita en una cápsula para hallar el contenido de humedad
12) Con este contenido de humedad determinamos la densidad seca a partir de la densidad húmeda. .
EXPANSIÓN DEL MATERIAL
Tomamos material seco que pase por la malla Nº 4 (para suelos finos) y se le agrega el contenido de agua necesaria para que obtenga la máxima densidad seca y lo revolvemos con el cucharón y con la mano para lograr uniformidad.
Se coloca una pesa en la base y luego un papel filtro, el cual para luego poner el suelo en 5 capas y compactar con los golpes que le tocan por anillo (56, 25, 12) con el proctor modificado.
Luego se escaba y se retira el anillo superior, y se enrasa hasta dejar una superficie lisa.
Se coloca un papel filtro sobre la superficie enrasada y se coloca la base metálica perforada y se voltea la muestra.
Sobre la superficie libre se coloca otro papel filtro y se montará el platillo con el vástago fijo.
Sobre el platillo se colocará las pesas de plomo. Estas representan el peso de las capas superiores del pavimento. La sobrecarga mínima es de 10 libras equivalente a un pavimento de 5" de espesor.
El trípode con el cuadrante medidor de deformaciones se coloca sobre el canto del molde y se ajusta el vástago de la placa perforada. Se registra la lectura de la esfera y se quita el trípode.
Con las pesas de sobrecarga se sumergen los moldes en un tanque de agua, se coloca el trípode con el extensómetro montado y se deja en saturación por 4 días. Se anotan las lecturas para controlar el hinchamiento cada 24 horas.
Después de sumergida la muestra durante cuatro días se debe drenar está secándola y posteriormente volteándola y sujetando el platillo y las pesas durante 15 minutos.
Se remueve el disco, las pesas y el papel filtro, y se pesan las muestras.
RESISTENCIA A LA PENETRACIÓN
La penetración máxima en la muestra es de ½ pulgada. La lectura de deformación es de un cuarto de pulgada por minuto y el otro paralelamente va marcando la carga.
Si la lectura correspondiente a cada penetración va progresando y la lectura de carga se repite significa que la muestra ya fallo,el pistón simplemente penetra sin que encuentre resistencia. Un suelo que es malo no ofrece resistencia, en cambio un sueloque es bueno ofrece resistencia hasta la última lectura.
El proceso de lectura se repite con cada una de las dos muestras restantes.
La penetración del pistón es a velocidad constante (aprox. 5 centésimos de pulgada por minuto).
La constante de la maquina es: 9.879527126 x lectura + 88.85960411.
Se tienen dos extensómetros: uno nos da valores de carga (superior) y el otro nos da los valores de deformación (inferior).Este último se calibra en cero.
Se determina los valores de la carga ya corregidos para 0.1 y 0.2 pulgadas de penetración con lo que obtendremos los valores de C.B.R. Para lo cual se divide las cargas entre la carga patrón (1000 y 1500 lbs/plg2), luegose multiplicacada relación por 100 para obtener un porcentaje.
El índice de C.B.R se obtuvo como un porcentaje del esfuerzo que se requiere para hacer penetrare el pistón hasta la misma profundidad de una muestra patrón de piedra triturada.
Una vez obtenidos los valores se grafica la curva densidad seca vs. CBR. El valore correspondiente al 95% del Proctor nos dará el valor del CBR.
Las lecturas se dan cada: 0.64 mm; 1.27 mm; 1.91 mm; 2.54 mm; 3.18 mm; 3.81 mm; 4.45 mm; 5.08 mm; 7.62 mm; 10.16 mm, 12.70 mm.
Se coloca el molde sobre el soporte de carga del gato (enla prensa) y se ajusta de manera que el pistón esté centrado con la muestra. .
1.Se colocan las pesas metálicas anulares de plomo. El molde con la muestra y la sobrecarga se coloca debajo del pistón de la prensa de carga aplicando una carga de asiento de 10 libras.
Se grafican los datos obtenidos de carga-penetración.
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