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MINISTERIO DE INFRAESTRUCTURA FUNDACION DE LABORATORIO NACIONAL DE VIALIDAD FUNDALANAVIAL

FLNV- MVS-15B

MANUAL VISUALIZADO VERSION 2

CBR EN LABORATORIO

NOVIEMBRE 2003

FLNV -MVS-15B

MINISTERIO DE INFRAESTRUCTURA

FUNDACION LABORATORIO NACIONAL DE VIALIDAD

FUNDALANAVIAL Fecha: 28/11/2003

VERSION 2 MANUAL VISUALIZADO Pág.

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METODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR EL VALOR SOPORTE CBR (CALIFORNIA BEARING RATIO)

NORMA A.S.T .M. D 1883 / A.S.S.H.T.O. T-193 1 OBJETO El objeto de este ensayo es determinar la resistencia a la penetración de un suelo

compactado bajo condiciones controladas de humedad y densidad y que se expresa como una relación de soporte porcentual entre la carga unitaria del suelo y la carga unitaria patrón de la piedra picada, establecida por la penetración a una misma profundidad de un pistón de penetración.

2 DURACIÓN Aproximadamente siete (7) días 3 EQUIPO REQUERIDO

Figura 1 Equipo requerido ? Prensa de carga con una capacidad mayor o

igual a 44,5 KN capaz de aplicar una fuerza uniformemente a una rata de 0.05 in/min (1,27 mm/min) para hacer penetrar el pistón dentro del espécimen.

? Moldes cilíndricos de metal con diámetro

interno de 6?0,26 in (152 ± 0,66 mm) y una altura de 7?0,018 in (177,8±0,46 mm).

Acoplados con collar (collar de extensión) metálico no menor de 2" (50,8 mm) de altura y con base cilíndrica metálica perf orada con vástago graduado, que puede acoplarse en ambos extremos del molde.

? Disco espaciador metálico de diámetro no

menor de 5 15/16" (150,8±0,8 mm) y 2,416±0,005 in (61,37±0,127 mm) de altura.

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? Martillos de compactación de acuerdo a los ensayos Proctor Standard (ASTM D698) ó Proctor Modificado (ASTM D1557).

? Aparatos medidores de expansión, un plato

perforado de diámetro 51/8 a 15/16 (149,23 a 150,81 mm) y huecos uniformemente espaciados sobre el plato con una barra metálica ajustable colocada perpe ndicular al plato.

? Un trípode de metal para colocar el reloj

comparador, para medir la cantidad de expansión durante la inmersión.

? Horno controlado termostáticamente capaz de

mantener una temperatura de 110±5 ºC. ? Una o dos pesas (para cada espécimen)

teniendo una masa total de 4,54±0,02 kg. La pesa anular debe estar entre 57/8 a 515/16 in (149,23 a 150,81 mm) de diámetro y el agujero central aproximadamente 21/8 in (53,98 mm) de diámetro.

? Pistón de penetración . Un pistón de metal de

1,954±0,005 in (49,63±0,13 mm) de diámetro y mayor a 4 in (101,6 mm) de largo.

? Reloj comparador de 0,001 in (0,015 mm) con

una apreciación de 0,2 mínimo. ? Utensilios y herramientas de uso general:

bandeja o poncheras, cucharas, regla de borde recto, papel de filtro, balanzas, etc.

? Tanque para inmersión de los moldes que

permita mantener el nivel de agua a 25 mm (1") por encima del tope de los especimenes .

4 PREPARACIÓN DEL ES PECIMEN

Los especimenes se preparan conforme a lo especificado en los métodos de ensayos para

compactación ASTM D-698 ó D-1557 (ver Manual Visualizado para PROCTOR FLNV -MVS-12) con molde de Fi = 6” (152,4 mm), excepto cuando: ? Si la gradación del material pasar

completamente por el tamiz ¾" (19 mm), se prepara el espécimen para la compactación utilizando todo el material sin modificación.

? Si hay material reteni do en el tamiz de ¾” (19

mm) se remueve el material retenido y se reemplaza por una cantidad igual del material que pasa por el tamiz ¾” (19 mm) y retenido en el tamiz Nº 4 (4,75 mm), obtenido por separación de las porciones del material que no se ha utilizado en otros ensayos.

5 HUMEDAD DE MEZCLADO

5.1 Para un solo contenido de humedad

Al material preparado como se indico anteriormente, añadir la cantidad de agua necesaria para obtener la humedad optima de mezclado que fue calculada previamente en el ensayo de compactación (D698 ó D1557). LLLaaa DDDeee nnnsss iiidddaaaddd SSS eeeccc aaa MMMáááxxx iii mmmaaa ((( DDDMMMSSS))) ooobbbttt eeennniii dddaaa eee nnn eeelll eeennnsss aaayyy ooo dddeee ccc ooo mmmppp aaaccctttaaaccc iiióóó nnn,,, eeemmmppp llleeeaaa nnndddooo uuunnn mmmooolll dddeee ddd eee FFFiii === 444””” ((( 111000111 ,,,666 mmmmmm))) pppuuueee dddeee sss eeerrr llliii gggeeerrraaa mmmeeennnttt eee sss uuupppeeerrr iiiooorrr aaa lllaaa DDDMMMSSS qqquuueee sss eee ooobbbttt iiieeennn eee cccooo mmmpppaaaccc tttaaannn dddooo eeelll mmmaaattteeerrr iiiaaalll eeennn uuunnn mmmooo llldddeee ddd eee FFFiii === 666””” pppaaarrraaa dddeee CCCBBBRRR... Para casos donde el CBR se desea al 100% de la DMS y a humedad óptima (w op), compactar el suelo de acuerdo al ensayo de compactación real izado previamente (D 698 ó D1557) y a contenido de humedad entre ? 0,5 % de la w op. DDDooonnnddd eee lllaaa DDDMMMSSS fff uuueee dddeeettt eeerrr mmmiii nnnaaaddd aaa eeennn uuunnn mmmooo lllddd eee ddd eee ccc ooommmpppaaaccc tttaaaccc iiióóónnn dddeee FFFiii === 444”””((( 111000 111,,,666 mmmmmm))) ,,, ppp uuueeeddd eee sss eeerrr nnneeeccc eeesss aaarrr iiiooo ccc ooo mmmpppaaaccctttaaarrr eee lll eeesss pppéééccc iii mmmeeennn uuusss aaannndddooo 777 555 gggooolll pppeeesss ppp ooorrr ccc aaappp aaa óóó mmmááásss ,,, pppaaarrraaa ooo bbbttteeennneeerrr uuu nnnaaa dddeeennnsss iiidddaaa ddd iiiggguuuaaalll ooo mmmaaayyyooorrr aaa lllaaa dddeeesss eeeaaaddd aaa...

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Cuando se desea el CBR a la humedad óptima y algún porcentaje de la DMS, compactar tres especímenes de suelo preparados entre ? 0,5 % de la w op y utilizando el método de compactación realizado previamente (D 698 ó D1557) compactar a diferentes Nº de golpes cada espécimen. El número de golpes por capa varía lo suficiente para preparar especímenes que tengan densidades por encima y por debajo de la deseada. Típicamente, si se requiere el valor de CBR al 95% de la DMS, se preparan especímenes compactados con 56, 25 y 10 golpes por capa, que son satisfactorios. Se realiza luego el ensayo de penetración a cada espécimen.

5.2 Para un rango de humedades

Preparar los especimenes de manera similar a 5.1, excepto que cada espécimen utilizado para determinar la curva de compactación se debe penetrar. Adicionalmente se debe hacer la curva de compactación para las otras energías de compactación (Nº de golpes) y los especímenes también deben ser penetrados. Las compactaciones antes indicadas se realizaran en el molde de CBR. NNNoootttaaa::: uuu nnnaaa gggrrráááfff iiicccaaa sss eee mmmiiilllooogggaaarrr íííttt mmmiiicccaaa ddd eee DDDeeennnsss iiidddaaaddd SSSeeeccc aaa vvv sss EEEnnneeerrr gggíííaaa ddd eee CCCooo mmmpppaaaccctttaaaccc iiióóónnn ((( fff ttt --- lllbbb/// fff ttt333))) gggeeennneeerrraaa lll mmmeeennnttt eee eeesss uuunnnaaa lll ííínnneeeaaa rrr eeeccc tttaaa cccuuuaaannn dddooo ssseee ccc ooolll ooocccaaa eeennn lllaaa eeesss cccaaalll aaa lllggg lllaaa eee nnneeerrrgggíííaaa dddeee ccc ooommmppp aaaccc tttaaaccciiióóó nnn eeesss ttteee ttt iiipppooo ddd eee gggrrráááfff iiiccc ooo eeesss mmmuuuyyy úúúttt iiilll ppp aaarrraaa eeesss tttaaabbbllleeeccc eeerrr lllaaa eeennneeerrrggg íííaaa dddeee ccc ooo mmmpppaaaccc tttaaaccc iiióóó nnn yyy eeelll NNNººº ddd eee gggooolllpppeeesss pppooorrr cccaaapppaaa qqquuueee sss eee nnneeeccc eeesss iii tttaaannn pppaaarrr aaa rrr eeelllaaaccc iii ooonnnaaarrr uuunnnaaa DDDeeennnsss iiiddd aaaddd SSSeeeccc aaa rrr eeeqqquuueeerrr iiidddaaa yyy uuu nnn rrr aaannnggg ooo dddeee cccooo nnnttteeennn iiidddooo dddeee aaaggg uuuaaa (((%%% www )))

6 EJECUCIÓN DEL ENSAYO

Para obtener el CBR se requiere realizar los ensayos siguientes: Compactación preparar tres (3) especímenes, los cuales compactaran en moldes de 6” (152,4 mm) a la misma humedad (Humedad de mezcla) y a tres (3) diferentes energías (Nº de golpes). Expansión mediante la inmersión y saturación de los especimenes. Penetración de cada uno de los especímenes, compactados a diferentes energías de compactación (Nº de golpes). 6.1 Compactación 6.1.1 Se pesa el molde de CBR con la base sin collarín en la balanza y apreciación de ? 1 g (0,002 lb), (véase figura 2), anote el valor en la hoja de registro, (peso molde).

Figura 2 Peso del molde sin collarín 6.1.2 Se Inserta el disco espaciador dentro del molde y se ensambla el collarín al cuerpo del mismo (véase figura 3 y 4). .

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Figura 3 Inserción del disco dentro del molde

Figura 4 Ensamblado del collarín 6.1.3 Se coloca encima un disco de papel de filtro grueso en sustitución del disco de malla Nº 200 (0,074 mm), como se aprecia en la figura 5.

Figura 5 Colocación de papel de filtro 6.1.4 A cada espécimen agregue un volumen de agua equivalente a la humedad de mezclado, nor malmente corresponde al w op del ensayo de compactación (véase figura 6).

Figura 6 Adición de agua a la mezcla SSSiii eee lll eeesss pppéééccc iii mmmeee nnn eeessstttááá hhh úúú mmmeeedddooo dddeee ttteeerrr mmmiiinnneee lllaaa hhh uuu mmmeee dddaaaddd hhhiiigggrrrooosss ccc óóóppp iiicccaaa yyy dddeeettteeerrr mmmiii nnneee eeelll aaaggg uuuaaa aaa aaa ñññaaaddd iiirrr ccc ooonnn lllaaa sss iiiggguuuiii eeennnttt eee eeexxx ppprrreeesss iii óóónnn::: www aaañññaaaddd iii rrr === WWWsss (((www oooppp --- www hhh ))) ::: dddooonnndddeee WWW === WWW hhh /// ((( 111 +++www hhh ///111000000)))

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6.1.4 Se mezcla el agua con el material usando cucharón y guantes de goma hasta lograr una repartición un iforme de la humedad, (véase figura 7).

Figura 7 Mezclado del material 6.1.5 Se introduce cada uno de los tres (3) especímenes de suelos dentro de bolsas plásticas y se guarda por un periodo no menor de 12 horas, para lograr una redistribución uniforme de la humedad, especia lmente si se trata de suelos finos (véase figura 8).

Figura 7 Coloc ación del material en bolsas

6.1.6 Después del período de curado se toma una porción representativa de cada espécimen, se procede a determinar su contenido de humedad y a anotarla en la planilla del ensayo como % de humedad de Compactación. LLLooosss vvv aaalllooorrreeesss ddd eee lll aaa hhhuuu mmmeee dddaaaddd,,, eeesss eeennnccc iii aaalll mmmeeennnttteee ppp aaarrraaa sss uuueeelllooosss fff iiinnnooosss ,,, nnnooo dddeeebbbeee nnn vvvaaarrr iiiaaarrr eee nnn ±±± 000 ,,,555 %%% ddd eee lll aaa hhhuuummmeee dddaaaddd ddd eee mmmeeezzz ccc lllaaaddd ooo... SSSiii nnn ooo eeesss aaasss ííí ddd eeebbbeee nnn dddeeesss ccc aaarrr tttaaarrr ssseee lll ooosss eeesss pppeeeccc ííímmmeeennneeesss yyy ppprrr eeepppaaarrraaarrr ooottt rrraaasss ... EEEjjjeeemmmppp lllooo::: HHHuuummmeee dddaaaddd dddeee MMMeeezzz ccclllaaa dddooo::: 111222%%% RRRaaannnggg ooo dddeee HHHuuu mmmeeeddd aaadddeeesss ::: 111222,,,555 %%% –––111 111,,,555%%% 6.1.7 Se coloca una porción del espécimen dentro del molde de CBR (véase figura 8) y se tapa la porción restante con un paño húmedo para evitar la perdida de humedad.

Figura 8 Colocación del material en el molde de CBR

6.1.8 Se debe compactar con martillo en la periferia y centro, distribuyendo el número de golpes en cada capa (véase figura 9). 6.1.9 Cada espécimen se elaborará con igual número de golpes por capa, preparando tres (3) especimenes con diferentes números de golpes. Normalmente el Nº de golpes elegido es 56, 25 y 10.

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Sin embargo si el ensayo de compactación se realizó en un molde de 4” (101,6 mm) es posible que sea necesario aumentar el número de golpes de 56 a 75, u otro Nº de golpes para lograr la DMS requerida.

Figura 9 Martillo de c ompactación El número de capas y las dimensiones del martillo de compactación corresponde al método de compactación realizado previo a este ensayo (ASTM D698 - Proctor Standard - o ASTM D1557 - Proctor Modificado). CCCuuuaaannn dddooo ssseee uuusss aaa uuunnn mmmooo llldddeee dddeee cccooo mmmppp aaaccc tttaaaccc iii óóónnn dddeee 111000111,,,666 mmmmmm ((( 444””” ))) ppp aaarrraaa eeelll eeennnsssaaayyy ooo ddd eee ccc ooo mmmppp aaaccctttaaaccc iiióóó nnn,,, lllaaa dddeeennnsss iii dddaaaddd ppp uuueeeddd eee sss eeerrr lll iiigggeeerrraaa mmmeee nnnttteee mmmaaayyyooorrr aaa lllaaa ooobbbttteeennn iiiddd aaa uuusss aaannnddd ooo eeelll mmmooolllddd eee dddeee 666””” ((( 111555222,,, 444 mmmmmm))) ,,, pppooorrr lllooo qqquuueee pppuuu eeedddeee sss eeerrr nnneeeccc eeesss aaarrr iiiooo ccc ooo mmmpppaaaccc tttaaarrr lll aaa cccaaapppaaa ccc ooonnn vvvaaalllooorrreeesss mmmaaayyy ooorrreeesss aaa 555666 gggooo lllpppeeesss ,,, dddiii gggaaammmooosss 666 555 gggooolll pppeeesss uuu oootttrrr ooosss vvv aaalllooorrreeesss hhhaaassstttaaa lll ooogggrrraaarrr dddeee nnnsss iiidddaaadddeeesss mmmaaayyy ooorrreeesss aaa lllaaa rrr eeeqqq uuueeerrr iiidddaaa... EEElll eeesss pppéééccc iii mmmeee nnn ccc ooo mmmpppaaaccc tttaaa dddaaa ttt iiieee nnneee 111111 666,,,444333 mmmmmm ((( 444,,, 555333”””))) dddeee aaa llltttuuurrraaa...

6.1.10 Se repite el proceso hasta lograr compactar las cinco (5) capas de iguales espesores. El proceso se repite para las otras dos (2) especímenes que se compactaran respectivamente con 25 golpes y 10 golpes del martillo. El plano superior de la última capa estará a 13 mm por encima de la unión del molde con el collarín para facilitar el enrasado del espécimen. 6.1.11 Se retira el collarín y se procede a enrasar con la regla metálica el material excedente sobre la parte superior del molde, como se aprecia en la figura 10.

Figura 10 Enrase del material En caso de quedar irregularidades en la superficie se rellenarán con material sobrante pasante tamiz Nº 4. 6.1.12 Se retira el disco espaciador y se coloca en la base un disco de papel de filtro grueso de 6” (152,4 mm) de diámetro en sustitución de la malla Nº 200 (véase figura 11 y 12).

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Figura 11 Extracción del disco espaciador

Figura 12 Colocación de papel de filtro 6.1.13 Se Invierte el molde de modo que la superficie enrasada quede hacia abajo y ensamble a la base o plato perforado (véase figura 13).

Figura 13 Inversión del molde 6.1.14 Se procede a pesar el conjunto e n una balanza de 20 kg y 1 g de apreciación y anote resultado en una hoja de registro (peso mo lde + Suelo húmedo inicial). (véase figura 14).

Figura 14 Pesada del conjunto

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6.2 Expansión

Si es necesario se coloca otro disco de papel de filtro grueso (diámetro 6'), sobre la superficie libre del espécimen y se deja reposar unos 30 minutos (véase figura 15).

Figura 15 Colocación de papel de filtro adicional 6.2.1 Se coloca el disco perforado y vástago ajustado sobre el espécimen y luego las pesas para producir una sobrecarga similar a la producida por la estructura del pavimento a construirse (véase figura 16).

Figura 16 Colocación de disco de perforación

La sobrecarga mínima a emplear es de 4,54 kg (10 lb). 6.2.2 Se ensambla el collarín y se coloca el trípode sobre el molde y el extensómetro sobre el vástago graduable, como se aprecia en la figura 17. Moviendo la parte graduable del vástago se coloca el reloj comparador en una lectura convenida.

Figura 17 Colocación del extensometro sobre el vástago

6.2.3 Se retira el trípode y extensómetro y se sumerge cada uno de los tres (3) moldes en el tanque de saturación apoyados sobre rejilla metálica o plástica y no directamente sobre el fondo del tanque para que circule el agua por debajo de los moldes (véase figura 18).

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Figura 18 Inmersión de las muestras Para que los especímenes se saturen compl emente se mantendrá el nivel de agua unos 25 mm por encima del nivel superior de cada espécimen (dentro y fuera del molde). 6.2.4 Se coloca el trípode con el extensómetro en la parte superior del molde y anote la lectura inicial en la hoja de registro (Lectura Hora o minutos) Cada 24 horas y por un periodo de 9 6 horas (4 días) se tomaran y anotaran lecturas de reloj comparador. AAAlllggguuunnnooosss sssuuueeelll ooosss aaarrreee nnnooosss ooosss ppp oooccc ooo ppplllááásss ttt iiiccc ooosss pppuuu eeedddeeennn nnneeeccc eeesss iiitttaaarrr pppeeerrr iiioooddd ooosss mmmaaasss ccc ooorrr tttooosss dddeee sss aaatttuuurrraaaccc iiióóónnn eeennn cccaaammmbbbiii ooo ccciii eeerrr tttooosss sssuuueee lllooosss aaarrrccc iiilll lllooosss ooosss ppp uuueeeddd eeennn rrr eeeqqquuu eeerrriiirrr pppeeerrr íííoooddd ooosss mmmaaayyy ooorrreeesss ddd eee 444 ddd íííaaasss pppaaarrraaa eeesss tttaaabbbiii llliiizzz aaarrr sssuuu eeexxxpppaaannnsss iii óóónnn...

En el esquema anterior se presenta un corte frontal del conjunto. 6.2.5 Tomada la última lectura se retira trípode y extensómetro y se saca cada uno de los moldes y cuidadosamente póngalos a drenar durante 15 minutos sin perturbar los especimenes, como se observa en la figura 19.

Figura 19 Escurrido de los moldes 6.2.6 Se debe secar bien el molde para eliminar el agua adher ida (véase figura 20) y retire pesas, disco perforado, papel de filtro y collarín y se pesa el molde y el espécimen en una balanza de 20 kg y 1 g de apreciación y se anota el resultado en hoja de registro (peso Molde + Suelo Húmedo Final).

TRIPODE

MOVIBLE VASTAGO

NIVEL DE AGUA APROXIMADO

PESAS DE SOBRECARGA DISCO METALICO PERFORADO

PAPEL DE FILTRO

BLOQUES O TACOS METALICOS BASE PERFORADA

RECIP. METALICO

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Figura 20 Secado de los moldes

6.3 Penetración

6.3.1 Se coloca el mol de en la prensa con las mismas pesas de sobrecarga usadas para la inmersión (véase figura 21). Para evitar que el desplazamiento del suelo blando obstruya el agujero de las pesas se instala primero la pesa anular de 5 lb (2,27 kg) e inmediatamente se asienta el pistón en la prensa sobre el espécimen aplicando una carga no mayor de 10 lb (4,54 kg), Se coloca el resto de las pesas alrededor del pistón Se lleva a cero el dial del reloj comparador que mide la deformación (penetración) y el del que mide la carga aplicada después de aplicar la carga de asentamiento.

Figura 21 Prensa para CBR En el esquema siguiente se presenta un corte transversal de una la prensa hidráulica con el espécimen ensayando. 6.3.2 Se aplica la carga del pistón a una rata de 0,05 pulg /min (1,27 mm/min) y se registra en la planilla de ensayo las cargas para cada una de las siguientes penetraciones: 0,025" (0,64 mm); 0,050" (1,27 mm); 0,070" (1,91 mm); 0,100" (2,54 mm);

PRENSA HIDRAULICA

MUESTRA DE TIERRA

PESAS (SOBRECARGA)

AREA 3 PULGADAS2

PISTON DE

PENETRACION

CABEZA PRENSA HIDRAULICA

ALTURA DEL

ESPECIMEN

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0.200" (5,08 mm); 0,300" (7,62 mm); 0,400" (10,16 mm) y 0,500" (12,70 mm), (véase figura 22).

Figura 22 Espécimen ensayando

6.3.3 Se descarga la prensa, se baja el molde y se remueve las pesas y base, y se procede a sacar el espécimen del molde con extracción, ( véase figura 23). 6.3.4 Se toma una porción de suelo a unos 1" (25 mm) por debajo del tope del núcleo y determine % de humedad. Se registra este valor en la hoja de ensayo (% de Humedad en Inmersión). Si desea mayor precisión se debe tomar otra muestra en la base y determinar la humedad promedio.

Figura 23 Extracción del espécimen

7 CALCULOS Y RESULTADOS (GRÁFICOS)

7.1 Compactación

7.1.1 Volumen de agua de Mezclado (V? )

Espécimen seco Vw = Ws x wh, (cm3) (1)

Row Espécimen húmedo V w = Wh x w m – w h, (c m3) (2)

(1 + w h) Row

Donde

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wm es la Humedad de mezclado en centesimal

(%wm/100), generalmente corresponde a la

humedad óptima del ensayo de compactación

(wop/100)

wh es la Humedad higroscópica, en centesimal

Ws es el Peso seco (g)

Wh es el Peso espécimen húmedo (g)

Ro??w es la ??Densidad de agua 1g/cm3

7.1.2 DENSIDAD HÚMEDA ( GAMMAh)

Gammah = Wh x 1000, kg/m3 (3) Vm

Wh es el Peso húmedo (g)

Vm es el Volumen molde (cm3)

7.1.3 HUMEDAD (W)

a. De Compactación (wc)

wc = Wh – Ws x 100 (4) Ws b. Después de la Inmersión

ws = Wh – Ws x100 (5) Ws

7.1.4 DENSIDAD SECA (GAMMAS) DE COMPACTACION

GAMMAs = Gammah , (kg/m3 ) (6)

(1 + wc / 100) wc = %wc 100

7.2 Expansión o hinchamiento La expansión porcentual del espécimen (%Exp.) es la relación entre su variación de altura (Lf - Li) durante la inmersión y su altura inicial. % Exp. = Lf – Li * 100 (7) H Lf es la Lectura final del extensómetro Li es la Lectura inicial (al empezar el período) H es la Altura del espécimen compactado

7.3 Penetración

7.3.1 Esfuerzo De Deformación o de Penetración

Normalmente las cargas aplicadas se miden en anillos dinamométricos los cuales son calibrados (hojas de calibración) para transformar la lectura del reloj comparador (mm o pulg.) en kilogramo fuerza o libra fuerza. Esta relación debe ser una línea recta por la que se puede obtener un factor de conversión (Fc) expresado en kg/mm o lb/in. El área del pistón es constante (1935 mm2 = 3 in2). Se puede definir una constante (K) para cada anillo (K = Fc/A) que multiplicada por cada lectura del reloj comparador permite obtener los esfuerzos de deformación (Sigma).

Para cada uno de los tres ensayos de penetración se representa en un gráfico una relación entre la resistencia a la penetración (psi o MPA) en el eje de las ordenadas contra la penetración (pulg. o mm) en el eje de las abscisas resultando en vez de una recta que es el comportamiento de dicha representación, una curva a causa de asentamientos y ajustes del material u otras causas al comienzo del ensayo, con una apreciable inflexión o curvatura en la parte inicial. Si esta inflexión es hacia arriba (curvas 2 y 3) se requiere corregir los esfuerzos de penetración tanto para 0,1" (2,54 mm) como para 0.2" (5,08 m).

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Para corregir la curva se trazará una tangente al punto de inflexión (punto. Máximo pendiente) que se prolonga hasta interceptar el eje de las abscisas, que representará el nuevo origen, los nuevos valores corregidos se efectuaran sobre la curva original desplazando las deformaciones de Fi, 1” y 2”, tal como se indica en la grafica1.

7.3.2. CURVA DE ESFUERZO – DEFORMACIÓN

(RESISTENCIA A LA PEN ETRACIÓN – PROFUNDIDAD DE PENETRACIÓN)

Grafica 1 Curva Esfuerzo vs Deformación

El CBR se define como una relación porcentual entre la carga unitaria del suelo (a esfuerzo de penetración) y la carga unitaria de una piedra triturada y bien gradada (carga unitaria patrón). Por norma el valor del CBR se establece para penetraciones o deformaciones de 0,1" (2,54 mm) y 0,2" (5,08 mm). Para estos valores el esfuerzo unitario patrón es respectivamente de 1000 psi (70,49 kg/cm2) y 1500 psi (105,68 kg/cm 2) luego: Ejemplo: % CBR0,1 = Sigma 0,1”, (psi) x 100 (8) 1000 psi % CBR0,2 = Sigma 0,2” (psi) x 100 (9) 1500 psi Se calculan estos valores para cada una de los tres especimenes compactadas a distintas energías de compactación y se anotan en la hoja de registro (Valores de CBR). 7.4 Capacidad soporte CBR

7.4.1 CBR PARA UN CONTENIDO DE HUMEDAD Con los datos obtenidos de los tres especímenes, graficar el CBR vs Densidad Seca, relacionándolos como se observa en la grafica 2. Determinar el valor del CBR al porcentaje a la densidad seca que se requiera.

.

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Grafica 2 CBR vs Densidad Seca

7.4.2 CBR para un rango de humedades

Graficar los datos de las tres energías de compactación (Nº de golpes) como se muestra en la figura 3. Los datos así graficados representan la respuesta del suelo en el rango de humedad (% w) deseada. Seleccionar el CBR como valor más bajo entre el contenido de agua (% w) deseado y que tenga una Densidad Seca mínima requerida y Densidad seca alcanzada por la compactación en el rango de humedades.

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