Ensayo de CBR.pdf

Ensayo CBR

1. CBR
CALIFORNIA BEARING RATIO
Elaborado por: Juan Carlos Huaranga Calixto
Supervisor Laboratorio de Ing. Civil UPN Lima Centro
▪ASTM D1883
▪ASTM D4429-93
▪AASHTO T 193
▪MTC E132-2016

2. Elaborado por: Juan Carlos Huaranga Calixto
Supervisor Laboratorio de Ing. Civil UPN Lima Centro
OBJETIVO
ElensayoCBRseempleaparaevaluarlacapacidadportantedeterrenoscompactados
comosuelosdesubrasanteydelascapasdesubsuelo,baseyafirmadodepavimento,
explanadasasícomoenlaclasificacióndeterrenos.
CALIFORNIA BEARING RATIO -CBR
LassiglasCBRsignificanCalifornianBearingRatioyprovienedequeesteensayofuedesarrollado,antes
delasegundaguerramundial,porelDepartamentodeTransportesdeCalifornia.
LapruebaCBRdesuelosconsistebásicamenteencompactarunterrenoenunosmoldesnormalizados,
sumergirlosenaguayaplicarunpunzonamientosobrelasuperficiedelterrenomedianteunpistón
normalizado.
ElCBResunensayoquesepuedeutilizarparaevaluarydiseñar.Seevalúansubrasantesosuperficiesdecolocación
deestructuras.Porotraparte,sediseñansuelosparaserutilizadoscomomaterialesdebaseysubbasedepavimento,o
pararellenosestructurales.
USO DEL ENSAYO

3. Elaborado por: Juan Carlos Huaranga Calixto
Supervisor Laboratorio de Ing. Civil UPN Lima Centro
DEFINICIONES
CALIFORNIA BEARING RATIO -CBR
SegúnlanormaASTMD1883-07,elCBResunensayode
cargaqueusaunpistónmetálico,de0.5pulgadascuadradas
deárea,parapenetrardesdelasuperficiedeunsuelo
compactadoenunmoldemetálicoaunavelocidad
constantedepenetración.SedefineCBR,elparámetrodel
ensayo,comolarelaciónentrelacargaunitariaenelpistón
requeridaparapenetrar0.1”(2.5cm)y0.2”(5cm)enel
sueloensayado,ylacargaunitariarequeridaparapenetrar
lamismacantidadenunapiedrapicadabiengradada
estándar;estarelaciónseexpresaenporcentaje.
Bien, por cada espécimen de suelo se calculan dos valores de CBR, uno a 0.1” de penetración, y el otro a
0.2” de penetración. La pregunta de siempre es ¿cuál de los dos es el CBR que se reporta? ASTM dice
que el que se reporta es el de 0.1” mientras este sea menor que el de 0.2”.

4. Elaborado por: Juan Carlos Huaranga Calixto
Supervisor Laboratorio de Ing. Civil UPN Lima Centro
ESPECIFICACIONES
CALIFORNIA BEARING RATIO -CBR
(http://blogramcodes.blogspot.com/2012/07/cbr-y-la-diferencia-entre-evaluar-y.html).
Los valores de CBR cercanos a 0% representan a suelos de pobre calidad,
mientras que los más cercanos a 100% son indicativos de la mejor calidad.
FUENTE NTE CE 010 –PAVIMENTOS URBANOS

5. Elaborado por: Juan Carlos Huaranga Calixto
Supervisor Laboratorio de Ing. Civil UPN Lima Centro
EQUIPOS Y MATERIALES
✓Prensa de compresión –con pistón de penetración
✓3 moldes cilíndricos de acero de 6” de diámetro interior con
placa de base y ollar de extensión
✓3 discos espaciadores
✓3 sobrecargas cada una de 4.5 kg
✓3 trípodes
✓3 diales de expansión con divisiones de 0.025 mm (0.001")
✓Disco espaciador de metal de forma circular
✓Pisón de compactación de 10 LIBRAS (4.54Kg) y una altura de
caída de 18”
✓Tamices, de 4.76 mm (No. 4), 19.05 mm(3/4")
✓Balanzas de 1g y 0.1g
✓Estufa capas de maeer un T°constante de 110 +/-5°C
✓Misceláneos, de uso general como cuarteador, mezclador,
cápsulas, probetas, espátulas, discos de papel de filtro del
diámetro del molde, etc.
CALIFORNIA BEARING RATIO -CBR

6. Elaborado por: Juan Carlos Huaranga Calixto
Supervisor Laboratorio de Ing. Civil UPN Lima Centro
PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
CALIFORNIA BEARING RATIO -CBR
Cuandomásdel96%enpesodelamuestrapaseporeltamiz
de19.1mm(3/4"),seutilizaparaelensayoelmaterialquepasa
pordichotamiz.Cuandolafraccióndelamuestraretenidaenel
tamizde19.1mm(3/4")sea>=5%hasta30%enpeso,se
separaelmaterialretenidoendichotamizysesustituyeporuna
proporciónigualdematerialcomprendidoentrelostamicesde
19.1mm(3/4")yde4.75mm(No.4),obtenidatamizandootra
porcióndelamuestra.
Se determina la humedad óptima y la densidad máxima por medio del ensayo de compactación elegido. Se compacta un
número suficiente de especímenes con variación en su contenido de agua, con el fin de establecer definitivamente la humedad
óptima y el peso unitario máximo.

7. Elaborado por: Juan Carlos Huaranga Calixto
Supervisor Laboratorio de Ing. Civil UPN Lima Centro
PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
Mezclecompletamentelamuestrayredúzcala
paraobtenerunespécimendeensayo,usando
elprocedimientoaplicabledescritoenla
PrácticaASTMC-702.
CALIFORNIA BEARING RATIO -CBR
1 2
3
4
Delamuestraasípreparadasetomalacantidadde6kg
paraelensayoporcadamoldeCBR.
5 kg muestra –embolsar para evitar perdida de humedad
6 Kg 6 Kg

8. Elaborado por: Juan Carlos Huaranga Calixto
Supervisor Laboratorio de Ing. Civil UPN Lima Centro
PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
CALIFORNIA BEARING RATIO -CBR
❑Se determina la humedad natural del suelo mediante secado en estufa
❑Conocida la humedad natural del suelo, se le añade la cantidad de agua que le falte para alcanzar la humedad fijada
para el ensayo, generalmente la óptima determinada según el ensayo de compactación elegido y se mezcla íntimamente
con la muestra.
Registrar el peso tara
Registrar el tara + muestra
Llevar al horno por 24 horas
A 110°C +/-% 5°C
Medir el agua requerido
según el OCH
Anadir el agua en la muestra de 6 Kg

9. Elaborado por: Juan Carlos Huaranga Calixto
Supervisor Laboratorio de Ing. Civil UPN Lima Centro
PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
CALIFORNIA BEARING RATIO -CBR
Conocida la humedad natural del suelo, se le añade la cantidad de agua que le falte para alcanzar la humedad fijada para el
ensayo, generalmente la óptima determinada según el ensayo de compactación elegido y se mezcla íntimamente con la
muestra.
5 kg muestra –embolsar para evitar perdida de humedad
6 Kg
Añadido el agua el la muestra mezclar

10. Elaborado por: Juan Carlos Huaranga Calixto
Supervisor Laboratorio de Ing. Civil UPN Lima Centro
ELABORACIÓN DE ESPECÍMENES
CALIFORNIA BEARING RATIO -CBR
Se pesa el molde con su base, se coloca el collar y el disco espaciador
3 medidas
Altura
3 medidas del
Diámetro
✓Pesar el molde + placa base sin el collarín
✓Calcular el Volumen
✓Ensamblar el molde

11. Elaborado por: Juan Carlos Huaranga Calixto
Supervisor Laboratorio de Ing. Civil UPN Lima Centro
ELABORACIÓN DE ESPECÍMENES
CALIFORNIA BEARING RATIO -CBR
➢UnavezpreparadoelmoldeCBR,compactarlamuestraempleandoelOCHcalculadoanteriormente.
➢Compactarlamuestraenlos3moldesCBRencadaunodeellosen5capas,primerocon56golpes
segundode25golpesyporultimode12golpesporcadacapa.
1
2
3
4
5
5
4
3
2
1
Disco espaciador
Antesdecompactar
colocarpapelfiltro
Separa la muestra en 5 partes iguales

12. Elaborado por: Juan Carlos Huaranga Calixto
Supervisor Laboratorio de Ing. Civil UPN Lima Centro
ELABORACIÓN DE ESPECÍMENES
CALIFORNIA BEARING RATIO -CBR
➢Terminadalacompactación,sequitaelcollaryseenrasaelespécimenpormediodeunenrasadorocuchillode
hojaresistenteybienrecta.Cualquierdepresiónproducidaaleliminarpartículasgruesasduranteelenrase,se
rellenaráconmaterialsobrantesingruesos,comprimiéndoloconlaespátula.
Rellenar con material pasante malla No 4 Limpiar con brocha Enrasar

13. Elaborado por: Juan Carlos Huaranga Calixto
Supervisor Laboratorio de Ing. Civil UPN Lima Centro
ELABORACIÓN DE ESPECÍMENES
CALIFORNIA BEARING RATIO -CBR
➢Sedesmontaelmoldeysevuelveamontarinvertido,sindiscoespaciador,colocandounpapelfiltro
entreelmoldeylabase.Sepesa.
Registrar peso para
Muestra sin saturar
Papel filtroPapel filtro

14. Elaborado por: Juan Carlos Huaranga Calixto
Supervisor Laboratorio de Ing. Civil UPN Lima Centro
INMERSIÓN
CALIFORNIA BEARING RATIO -CBR
❑Sesumergenlosmoldesenagua(enalgunas
modalidadesdeensayonosesumergelamuestra).
❑Colocacióndelaplacaperforadayelvástagoasícomo
lospesosnecesariosparacalcularlasobrecarga
calculada.
❑Colocareltrípodedemedidasobreelbordedelmolde,
coincidiendoelvástagodelmicrocomparador.
❑Tomademedidasdiariasdelmicrocomparadordurante
almenos4días.(cada24horas)
❑Sacarlamuestradelagua,dejarescurrirpor15minutos
yregistrarelpeso.
ASTMdicequeelnúmerodesobrecargas,queesunmáximodetres,deben
utilizarsesegúnelniveldeconfinamientoalqueseestimevayaatenerelsueloen
laestructura.Elnúmeromínimoesuna.

15. Elaborado por: Juan Carlos Huaranga Calixto
Supervisor Laboratorio de Ing. Civil UPN Lima Centro
PENETRACIÓN DEL PISTÓN –PRENSA CBR
CALIFORNIA BEARING RATIO -CBR
Llévese el conjunto de la muestra a la prensa y colóquese en el orificio central de la sobrecarga anular, el pistón
de penetración y añade el resto de la sobrecarga si hubo inmersión, hasta completar la que se utilizó en ella.

16. Elaborado por: Juan Carlos Huaranga Calixto
Supervisor Laboratorio de Ing. Civil UPN Lima Centro
PENETRACIÓN DEL PISTÓN –PRENSA CBR
CALIFORNIA BEARING RATIO -CBR
❑Semontaeldialmedidordemaneraquesepueda
medirlapenetracióndelpistónyseaplicauna
cargade50N(5kg)paraqueelpistónasiente.
Seguidamentesesitúanencerolasagujasdelos
dialesmedidores.
❑Seaplicalacargasobreelpistóndepenetración
medianteelgatoomecanismocorrespondientede
laprensa,conunavelocidaddepenetración
uniformede1.27mm(0.05")porminuto.
❑Desmoldarysacarunamuestradelcorazónpara
determinarelcontenidodehumedad

17. Elaborado por: Juan Carlos Huaranga Calixto
Supervisor Laboratorio de Ing. Civil UPN Lima Centro
CÁLCULO
CALIFORNIA BEARING RATIO -CBR
COMPACTACION
Molde Nº 1 2 3
Capas Nº 5 5 5
Golpes por capa Nº 56 25 10
Condición de la muestra NO SATURADO SATURADO NO SATURADO SATURADO NO SATURADO SATURADO
Peso de molde + Suelo húmedo (gr) 13150.0 12765.0 12535.0
Peso de molde (gr) 8065 7925 7850
Peso del suelo húmedo (gr) 5085.0 4840.0 4685.0
Volumen del molde (cm
3
) 2121 2105 2118
Densidad húmeda (gr/cm
3
) 2.397 2.299 2.212
Tara (Nº) 0.0 0.0 0.0
Peso suelo húmedo + tara (gr) 491.20 489.70 510.50
Peso suelo seco + tara (gr) 460.70 459.80 478.40
Peso de tara (gr) 0.00 0.00 0.00
Peso de agua (gr) 30.50 29.90 32.10
Peso de suelo seco (gr) 460.70 459.80 478.40
Contenido de humedad (%) 6.62 6.50 6.71
Densidad seca (gr/cm
3
) 2.249 2.159 2.073

18. Elaborado por: Juan Carlos Huaranga Calixto
Supervisor Laboratorio de Ing. Civil UPN Lima Centro
MUESTRA
CALIFORNIA BEARING RATIO -CBR
PENETRACION
CARGA
STAND.
kg/cm2
MOLDE Nº 19 MOLDE Nº 20 MOLDE Nº 21
PENETRACION CARGA CORRECCION CARGA CORRECCION CARGA CORRECCION
mm Dial (div)kg kg % Dial (div)kg kg % Dial (div)kg kg %
0.000 0 0 0
0.635 443.5 394.1 95.1
1.270 968.0 797.6 636.2
1.905 1497.0 1214.5 927.6
2.540 70.45 2039.42033.5149.4 1640.41720.1126.4 1223.51415.5104.0
3.180 2541.5 2106.6 1662.8
3.810 3057.0 2590.8 2111.1
5.080 105.68 3577.13668.7179.7 3061.53161.0154.8 2563.92705.8132.5
7.130 4097.1 3550.2 3021.2
10.160 17.6 17.6 17.6
EXPANSION
FECHA HORA TIEMPO DIAL EXPANSION DIAL EXPANSION DIAL EXPANSION
mm % mm % mm %
18-05-12 14:25 0 0.000 0.00 0 0.000 0.00 0 0.000 0.00
19-05-12 15:15 48 0.000 0.00 0 0.000 0.00 0 0.000 0.00
20-05-12 15:55 72 0.000 0.00 0 0.000 0.00 0 0.000 0.00
21-05-12 16:45 96 0.000 0.00 0 0.000 0.00 0 0.000 0.00
22-05-12 17:35 120 0 0.000 0.00 0 0.000 0.00 0 0.000 0.00
No Presenta

19. Elaborado por: Juan Carlos Huaranga Calixto
Supervisor Laboratorio de Ing. Civil UPN Lima Centro
GRÁFICA
CALIFORNIA BEARING RATIO -CBR
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
0 5 10 15
Carga (Kg)
Penetración (mm)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
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5000
0 5 10 15
Carga (Kg)
Penetración (mm)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
0 5 10 15
Carga (Kg)
Penetración (mm)C B R ( 0 . 1" )149.4%
C B R ( 0 . 2 " )179.7% C B R ( 0 . 1" )126.4%
C B R ( 0 . 2 " )154.8% C B R ( 0 . 1" )104.0%
C B R ( 0 . 2 " )132.5%
❑56Golpes ❑25Golpes ❑10Golpes

20. Elaborado por: Juan Carlos Huaranga Calixto
Supervisor Laboratorio de Ing. Civil UPN Lima Centro
GRÁFICA
CALIFORNIA BEARING RATIO -CBR
2.030
2.080
2.130
2.180
2.230
2.280
80.0 120.0 160.0 200.0
Densidad Seca (gr/cm3)
CBR (%)

21. Elaborado por: Juan Carlos Huaranga Calixto
Supervisor Laboratorio de Ing. Civil UPN Lima Centro
GRÁFICA
CALIFORNIA BEARING RATIO -CBR