Ensayo CBR- Norma ASTM-D1883
El California Bearing Ratio o CBR por sus siglas en inglés 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. Sus principales objetivos son:
Determinar la máxima resistencia de un suelo que está sometido a esfuerzos cortantes, además de evaluar la calidad relativa del suelo para ser usado como sub-rasante, sub-base y base de pavimentos. Determinar el valor de C.B.R de los suelos, cuando son compactados y ensayados en el laboratorio, mediante la comparación entre la carga de penetración en el suelo y aquella de un material normalizado.
El CBR de un suelo es la carga unitaria correspondiente a 0.1´´ o 0.2´´ de penetración, expresada en por ciento en su respectivo valor estándar. Este ensayo permite obtener el número de la relación de soporte que no es constante para el suelo dado sino que se aplica solo al estado en el cual se encontraba el suelo durante el ensayo. Instrumentos
Para realizar el ensyao CBR se utilizan una serie de instrumentos entre los cuales se encuentran:
Prensa de carga: Una prensa de carga de por lo menos 44.5KN de capacidad y prevista de un cabezal o base móvil que se desplace a una velocidad uniforme de 1.27mm/minuto para emplearla en forzar el pistón de penetración dentro de la muestra compactada. Molde: El molde debe ser de metal, de forma cilíndrica, con un diámetro interior de 6 ± 0.005’’ 0.005’’ y una altura de 7±0.005’’. Estará pr ovisto ovisto de un collar metálico de extensión de 2’’ 2’’ de altura y una placa metálica de base, perforada, de 3/8’’ 3/8’’ de altura. Disco espaciador: Un disco metálico circular espaciador de 5x15/16’’ 5x15/16’’ de diámetro y 2.416’’ 2.416’’ de altura. Martillo o pisón: Un martillo metálico tal como se especifica ya sea en la norma D693 o en la D1557. Dispositivo de medición de expansión: Consiste en un vástago metálico, regulabe y un plato perforado, perforado, con perforaciones cuyo diámetro no exceda de 1/16’’ 1/16’’ y un trípode metálico para soportar un dial extensómetro para medir la magnitud del hinchamiento durante el embebimiento del suelo.
Pesas: Una pesa metálica de forma anular y varias pesas metálicas ranuradas que tengan un peso de 5 libras cada una con un diámetro de 5x7/8’’ y un orif icio central de 2x1/8’’ de diámetro. Pistón de penetración: Un pistón metálico de penetración de 1.95’’ de diámetro y una longitud no inferior a 4’’. Si desde el punto de vista de ejecución del ensayo es ventajoso el empleo de un pistón de mayor largo, puede usarse. Diales extensométricos: Dos diales que permitan lecturas hasta de 0.001 pulgadas. Equipos varios: Otros elementos de uso general tales como recipientes para mezclar regla metálica enrasadora, balanzas, tanque o bandejas para sumergir los moldes, horno, papel de filtro y platos.
Procedimiento
Para realizar el ensayo CBR se deben de realizar los siguientes pasos a fin de obtener los datos más verídicos posibles: 1. Se coloca sobre el suelo compactado en el molde una sobrecarga de pesas que provoque una intensidad de carga igual al peso de material de base y pavimento dentro de la aproximación de 5 libras pero que no sea inferior a 10 libras. Si la muestra compactada a sido embebida previamente, la sobrecarga será igual a la usada en el período de inmersión. Para evitar que el suelo se eleve por el orificio de las pesas de sobrecarga, se coloca una pesa anular d e 5 libras sobre la superficie del suelo antes de asentar el pistón de penetración, luego se colocan las restantes sobrecargas. 2. Se asienta el pistón de penetración con la carga mínima posible, que en ningún caso excederá 10 libras fuerza. Se lleva a cero ambos diales de tensiones y deformaciones. Se requiere la carga inicial para asegurar un adecuado asentamiento del pistón y se la considerará como carga cero cuando se determine la relación penetración carga. 3. Se aplica la carga al pistón de penetración en forma tal que la velocidad de penetración sea de aproximadamente 0.005’’ por minuto. Se registran las lecturas de cargas presentadas cada 0.025’’ pulgadas de penetración hasta llegar a 0.2’’, a partir de ahí se anota el valor de la carga cada 0.1’’ hasta llegar a 0.5’’. Puede necesitarse, en los dispositivos de carga operados manualmente, tomar lecturas de las cargas en intervalos más próximos para controlar la velocidad de penetración. 4. Se retira el suelo del molde y se determina el contenido de humedad de la capa superficial de 1’’ de espesor. Se toma una muestra para determinar la humedad de toda la altura de la muestra compactada si se desea conocer el contenido de humedad promedio. Las muestras para determinar el contenido de humedad pasarán por lo menos 100 g si se trata de suelos finos y 500 g para suelos granulares.
Muestreo
Una vez realizado el procedimiento y preparada la muestra de acu erdo a la normativa ASTM D698 o ASTMD1557 se selecciona una muestra representativa con un peso aproximado de 10 libras o más en el caso de que el suelo sea fino y para suelos bastante granulados se saca una muestra representativa de 12 libras o más. Cálculos
Tras realizar el procedimiento se utilizan los datos obtenidos para calcular la curva de presión penetración y el valor de soporte relativo.
Curva de presiones penetraciones: Se calcula las presiones de penetración en megapascales o libras por pulgada cuadrada y se grafica la curva presión-penetración. En ciertos casos la curva presión-penetración puede presentaren su comienzo una concavidad hacia arriba, a causa de irregularidades superficiales o por otros motivos; en tales casos el origen de la curva debe ser corregido.
Valor soporte relativo: Utilizando los valores de presiones corregidas tomados de la curva presio- penetración para penetraciones de 0.1’’ y 0.2’’, se calcula los valores soportes para cada una de ellas, dividiendo las presiones corregidas por las presiones normalizadas de 1000libras/pulg2 y 1500libras/pulg2 respectivamente, y multiplicando por 100.
