Informe Cbr

LABORATORIO DE SUELOS Y PAVIMENTOS, ENSAYO DE CBR (CALIFORNIA BEARING RATIO) INV E-148

EDGAR FERNANDO SOLANO PIMIENTO. Código: 2170244

JONATHAN ALEXANDER CAMACHO GUTIERREZ. Código: 2162262 OSCAR JAVIER LEIVA OVIEDO Código: 2175004 SILVIA FERNANDA SOLANO PINZÒN. Código: 2174004

LUIS ALBERTO CAPACHO SILVA Docente de ingeniería civil

Caracterización de materiales II Grupo O1: martes 6 – 8 am

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER PRIMER PERIODO ACADÉMICO 2019 BUCARAMANGA - SANTANDER

INTRODUCCIÓN

1.

El ensayo de CBR denominado relación de soporte de California, permite medir el índice de resistencia de manera indirecta de una capa de suelo (subrasante, subbase, base) que se vaya a compactar. Normalmente se realiza en condiciones de humedad y densidad controladas, pero también se puede aplicar sobre muestras inalteradas o directamente en campo, siendo necesario en cualquier caso conocer el tipo de suelo.

OBJETIVOS

2.

❖ Determinar la capacidad de soporte CBR del suelo, mediante humedad y densidades controlables. Para determinar características, aplicación y uso de la muestra analizada. ❖ Evaluar una muestra de suelo particular para subrasante, subbase y base en pavimentos 3. MEMORIA DE CÁLCULO

Utilizando las siguientes ecuaciones y su respectivo procedimiento se completaron los formatos.

d = diámetro interno molde (152,4 mm) h = altura del molde (116,43 mm) Vm = volumen del espécimen compactado (m3) 𝜋 𝑉𝑚 = ∗ 𝑑 2 ∗ ℎ 4 𝜋 𝑉𝑚 = ∗ 0,15242 ∗ 0,11643 4 𝑉𝑚 = 0,002124 [𝑚3 ] Para el molde No. 11 (25 golpes): 𝑤𝑐 = 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (%) 𝑚 𝑇 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑡𝑎𝑟𝑎 (𝐾𝑔) 𝑚 𝑇+𝐻 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑡𝑎𝑟𝑎 + 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 ℎú𝑚𝑒𝑑𝑜 (𝐾𝑔)

𝑤𝑐,𝑝𝑟𝑜𝑚 =

𝑤𝑐,𝑝𝑟𝑜𝑚 = 22,84% 𝜌ℎ = 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 ℎú𝑚𝑒𝑑𝑎 (𝐾𝑔/𝑚3 ) 𝑚𝐻 = 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 ℎú𝑚𝑒𝑑𝑜 (𝐾𝑔)

𝜌ℎ =

𝑚𝐻 3,51 = 𝑉𝑚 0,002124

𝜌ℎ = 1652,66 [𝐾𝑔/𝑚3 ] 𝜌𝑑 = 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑠𝑒𝑐𝑎 (𝐾𝑔/𝑚3 )

𝑚 𝑇+𝑆 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑡𝑎𝑟𝑎 + 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 (𝐾𝑔) 𝜌𝑑 = 𝑤𝑐 = 𝑤𝑐 =

𝑚 𝑇+𝐻 − 𝑚 𝑇+𝑆 ∗ 100 𝑚 𝑇+𝑆 − 𝑚 𝑇

0,053 − 0,0462 ∗ 100 0,0462 − 0,0157 𝑤𝑐 = 22,3%

22,3% + 23,38% 2

𝜌ℎ 1 + %𝑤𝑐,𝑝𝑟𝑜𝑚

𝜌𝑑 =

1652,66 1 + 0,2284

𝜌𝑑 = 1345,42 [𝐾𝑔/𝑚3 ]

𝑤𝑝 = 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑛𝑒𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (%)

𝐹 = 10 ∗

𝑚 𝑇 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑡𝑎𝑟𝑎 (𝐾𝑔)

𝐹 = 22,03 [𝑙𝑏]

𝑚 𝑇+𝐻 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑡𝑎𝑟𝑎 + 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 ℎú𝑚𝑒𝑑𝑜 (𝐾𝑔) 𝑚 𝑇+𝑆 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑡𝑎𝑟𝑎 + 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 (𝐾𝑔) 𝑚 𝑇+𝐻 − 𝑚 𝑇+𝑆 𝑤𝑝 = ∗ 100 𝑚 𝑇+𝑆 − 𝑚 𝑇 𝑤𝑝 =

0,0556 − 0,0438 ∗ 100 0,0438 − 0,0156

σ = presión aplicada (psi) Ap = área pistón (3 in2)

𝜎=

𝑤𝑐 = 41,81%

𝑤𝑝,𝑝𝑟𝑜𝑚 =

41,81% + 41,79% 2

LEC = lectura (Kg)

𝐹 22,03 = 𝐴𝑝 3

𝜎 = 7,34 [𝑝𝑠𝑖]

𝐶𝐵𝑅0,1" =

𝑤𝑝,𝑝𝑟𝑜𝑚 = 41,81%

F = fuerza aplicada (lb)

1 0,454

41,12 ∗ 100 1000

𝐶𝐵𝑅0,1" = 4%

𝐶𝐵𝑅0,1" =

154,92 ∗ 100 1500

𝐶𝐵𝑅0,1" = 10% 1 [𝑙𝑏𝑚] 𝑓𝑡 ∗ 32,2 [ 2 ] 0,454 [𝐾𝑔] 𝑠 1 [𝑙𝑏] ∗ 32,2 [𝑠𝑙𝑢𝑔]

𝐹 = 𝐿𝐸𝐶 [𝐾𝑔] ∗

El mismo procedimiento de datos se aplicó al espécimen de 10 y 56 golpes.

Con la ecuación de la recta se calcula el CBR para el 90%, 95% y 100% de densidad máxima, entramos con un valor de densidad cortamos las gráficas proyectamos a en la abscisa y tenemos el valor de CBR correspondiente. %DENSIDAD MÁXIMA 90% 95% 100%

DENSIDAD 1334,7 1408,85 1483

% CBR 9,8% 15,4% 20,9%

CBR DE DISEÑO Tabla 1: Datos de %CBR para densidades Max del 90,95 y 100%.

4. CONCLUSIONES



Se obtuvo un porcentaje de CBR del 15,4% para una densidad máxima del 95%, un CBR del 18,7% para una densidad máxima del 98% y un CBR del 20,9% para una densidad máxima del 100%.



El ensayo nos permite determinar que, a mayor número de golpes, es decir, a mayor grado de compactación el CBR aumenta y en consecuencia su resistencia es mayor.

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Este ensayo constituye dos criterios para evaluar, diseñar y estabilizar un suelo que se quiere usar como subrasante; el primero conocer su expansión y el segundo la capacidad de soporte como lo registra la tabla 235-3 del artículo 235 estabilización de suelos de subrasante.

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Según el artículo 231 se requiere que la subrasante tenga un valor de CBR mayor o igual al 3% para que cumpla la función de separación por parte del geotextil, lo cual se cumple para los tres valores calculados, que son 15,4 %, 18,7% y 20,9%.



En el artículo 232 se requiere que la subrasante tenga un CBR mayor o igual al 3% para que la función de estabilización por parte del geotextil sea efectiva, se puede afirmar que cumple al igual que el punto anterior por la misma razón.

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De acuerdo con el artículo 300 no sería posible utilizar dicho suelo para bases y subbase granulares para ningún tipo de tránsito (NT1, NT2 y NT3). Sin embargo, se podría utilizar para afirmados tanto de nivel de transito 1 como 2, ya que tenemos valores de CBR superiores al 15% y el requisito por normativa deben ser mayores o iguales al 15% para este tipo.

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Según en el artículo 340 sería un inconveniente utilizar dicho suelo para una base estabilizada con emulsión asfáltica, debido a tiene como requisito un porcentaje de CBR de mínimo el 20% y solo uno de los tres valores calculados cumple con dicho requerimiento siendo un CBR de 20,9%. Los demás valores calculados son del 15,4% y 18,7%.

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Según el artículo 461, para el reciclado de pavimentos asfalticos en frio en el lugar empleando ligantes bituminosos cuando se le añada un material de adición se realizará el ensayo CBR una vez por mes.