PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE CIVIL

PAVIMENTOS

OCTAVO NIVEL

PRÁCTICA Nº

“ Determinación del C.B.R. in-situ ”

FECHA: HORA:

NOMBRE:

GRUPO:

NOTA: ________

DETERMINACIÓN DEL C.B.R. IN-SITU

A. INTRODUCCIÓN

La experiencia ha demostrado que las más pequeñas diferencias, en el ensayo C.B.R. son

motivo de grandes diferencias en los resultados de las mismas, por lo tanto el cuidado a tener

en esta prueba de campo, es fundamental para el éxito del ensayo.

La prueba del C.B.R. “in-situ” es, bajo ciertas condiciones, una prueba satisfactoria para

determinar la capacidad de soporte de un material en el lugar. Estas condiciones se dan para

suelo compactado, a la humedad óptima y densidad máxima, como sería el caso de la

subrasante de una vía.

El ensayo del C.B.R. “in-situ”, tiene como propósito el de obtener valores sobre el material

colocado, que pueden ser comparados con los obtenidos en el laboratorio. Además, cabe

anotar el hecho, de que este ensayo evita la obtención de muestras, lo que es una gran

ventaja.

B. EQUIPO

NORMAS CODIFICADAS PARA LOS DISTINTOS ELEMENTOS DEL EQUIPO

PARA LA REALIZACIÓN DE LA PRUEBA DE CBR “IN-SITU”

# ELEMENTO CÓDIGO

1 Varillas de acople CN 832

2 CN 833

3 Pistón de carga CN 886

4 Anillo

Capacidad del anillo

Constante propia del anillo

PR 20 o PR 60

5 Varilla para sujetar el deformímetro CN 414

6 Diales de deformación

Sensibilidad = 0.01 “

LC 8

7 Sostén magnético LC 117

8 Placa circular

Peso = 10 lbs

Diámetro exterior = 10 “

Diámetro interior = 2.1 / 32 ”

CN 802

9 Pesa de 20 lbs

Diámetro = 8.5 “

CN 790

10 Pesa de 10 lbs

Diámetro = 8.5 “

CN 791

11 Gato prensa

Juego completo

CN 410

CN 727

C. PREPARACIÓN DEL SITIO

1. Elegir el lugar del ensayo.

2. Realizar una excavación de aproximadamente 50 centímetros de diámetro hasta llegar a la

profundidad correspondiente al nivel en el cual se desea efectuar el ensayo. Si el ensayo

es superficial la profundidad será la necesaria para garantizar la estabilidad de las placas y

la representatividad del suelo ( 3 centímetros como mínimo ).

3. Limpiar y nivelar el sitio retirando todo el material suelto y las piedras mayores a 19

milímetros.

Preparación del Sitio (1)

Preparación del sitio (2)

Preparación del Sitio (3)

D. INSTALACIÓN DEL EQUIPO

1. Comprobar con el nivel que la base rígida o barra de acople esté en una posición horizontal

correcta. Esta base rígida puede ser ya sea una viga anclada, o bien, un eje o

guardachoque de un camión cargado y tiene por objeto absorber la reacción del suelo,

evitando el desplazamiento del pistón hacia arriba.

2. Instalar la prensa bajo la barra de acople utilizando los pernos respectivos. Deberá

controlarse que exista un correcto ajuste entre la prensa y la barra

3. Colocar la placa circular de 10 libras procurando que esta quede totalmente nivelada.

4. Colocar sobre la placa circular una o dos pesas de 10 y 20 libras. Esta sobrecarga debe

ser igual a la producida por el pavimento a construirse (subbase, base y capa de

rodamiento) equivalente a la de un pavimento de concreto asfáltico de 12,5 centímetros de

espesor.

5. Se coloca el vástago de penetración con su respectivo anillo de carga.

6. Ajustar el pistón de penetración en el acople de la prensa y de modo que el vástago se

apoye en la base circular. Se debe asegurar un ajuste óptimo y controlar además que no

exista rozamiento entre las placas y el pistón.

7. Comprobar el correcto funcionamiento del deformímetro y colocarlo junto al pistón.

Instalación del Equipo (1)

Instalación del Equipo (2)

CBR en sitio : Esquema de la Disposición de los Aparatos

E. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO

1. Encerar los deformímetros que miden la carga y la deformación. La carga inicial requerida

para asegurar el ajuste del pistón será considerada como cero para efectos de determinar

la relación de carga – deformación.

2. Aplicar la carga suavemente por medio del gato hidráulico de manera que la velocidad de

penetración del pistón sea aproximadamente de 1,27 milímetros por minuto (0,05 pulgadas

por minuto).

3. Leer y anotar las lecturas de presión que se observan en el anillo de carga. Se deben

registrar las lecturas de las cargas totales necesarias para hacer penetrar el pistón a 0,025;

0,050; 0,075; 0,100; 0,200; 0,300; 0,400 y 0,500 pulgadas. La velocidad con la que se

aplica la penetración se puede controlar con un cronómetro.

4. Determinar el porcentaje de humedad del suelo a 2 centímetros de la superficie y la

variedad del campo en un punto apartado de 10 a 15 cm del punto de penetración.

5. Repetir el ensayo en otros dos puntos siguiendo los pasos antes indicados.

6. Los cálculos y resultados deberán ser semejantes a aquellos obtenidos en los ensayos de

C.B.R. que se efectúan en el laboratorio.

RECOMENDACIONES

En el caso de que se emplee un camión como base rígida, éste debe estar libre de

contacto con las personas. Esta interferencia podría ocasionar errores en las mediciones.

NOTAS

Se requiere de una viga o punto de referencia en la medida de penetración del pistón.

Algunos técnicos tienen el convencimiento de que es necesario la saturación del suelo ya

que ésta da mejores resultados.

F. INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS

Se traza una curva – carga – penetración en papel milimetrado.

Si la curva es uniforme, como en el ejemplo nº 1 (ver figura), el C.B.R. se calcula para 0,1 y 0,2

pulgadas de penetración con las cargas obtenidas.

Si la curva tiene la concavidad como en el ejemplo nº 2, se dibuja una línea tangente en el

punto de mayor pendiente (punto A) y se prolonga hasta la base, para obtener un cero

corregido (punto B). Luego, obteniendo los valores de carga corregidos, por ejemplo, para 0,1

pulgadas de penetración (punto C); 0,2 pulgadas de penetración (punto D).

CBR en sitio : Curva Carga - Penetración

CORRECCIÓN DEL C.B.R. PARA UNA DENSIDAD 95% DE LA AASHTO MODIFICADO

Para determinar el C.B.R. corregido de suelos sin hinchamiento y baja plasticidad, como se ha visto en

las condiciones de ensayo, se necesita en primer lugar obtener el C.B.R. de tres profundidades

diferentes; tomándose el promedio como el valor de C.B.R. que tiene la muestra en el lugar de estudio

(figura).

Ejemplo 1

Ejemplo 2

A

C

D

I.A. SUELOS GRAVOSOS Y ARENOSOS

Según la clasificación unificada, corresponden a los grupos de grava y arenas:

GW Gravas bien graduadas y mezclas de grava y arena con poco o nada de material fino.

GP Gravas mal graduadas y mezclas de grava y arena con poco o nada de material fino.

SW Arenas bien graduadas, arenas gravosas con poco y nada de material fino.

SP Arenas mal graduadas y arenas gravosas con poco o nada de material fino.

Estos suelos generalmente tienen índices plásticos inferiores a 2 y pueden ser compactados en

el campo, sin alterar su capacidad de soporte en los cambios de humedad, determinándose

directamente después de compactado, el CBR. Puede ser el de densidad máxima el CBR para

los cálculos de diseño o el menor de los mismos, siendo generalmente mayor del 20 %.

I.B. SUELOS COHESIVOS, POCO PLÁSTICOS Y POCO O NADA EXPANSIVOS

Son los más comunes y pertenecen a los siguientes grupos:

GM Gravas limosas y mezclas limo – arena – gravosas.

GC Gravas arcillosas y mezclas arcilla – arena – gravosas.

SM Arenas limosas y mezclas limo – arenosas.

SC Arenas arcillosas y arcillas arenosas.

CL Arcillas orgánicas de baja a mediana plasticidad; arcillas limosas, arenosas y gravosas.

ML Limos orgánicos y arenas muy finas; arenas finas limosas o arcillosas, limos arcillosos

de baja plasticidad.

OL Limos y arcillas limosas inorgánicas de baja plasticidad.

Para determinar el CBR, es recomendable seguir uno de los siguientes pasos:

El primero, aquel que es aplicado a condiciones climáticas normales y no requiere de control

estricto y cuya capacidad de soporte no varía mucho con la humedad.

El segundo, es un procedimiento elaborado para condiciones climáticas desfavorables y que son

“sensibles” a los cambios de humedad, requiriendo un mayor control.

I.C. SUELOS COHESIVOS, PÁSTICOS Y EXPANSIVOS

Pertenecen a los siguientes grupos:

MH Limos orgánicos, suelos limosos y arenosos de granulometría fina, micáceos y

diatomáceos; y limos elásticos.

CH Arcillas inorgánicas muy plásticas.

OH Arcillas orgánicas de plasticidad media a elevada.

El método para determinar el CBR en este caso, es similar al anterior, pero se deberá

seleccionar cuidadosamente las humedades y densidades puesto que no siempre la humedad

óptima y la densidad máxima son las más adecuadas. Por lo tanto, el CBR seleccionado deberá

corresponder a la humedad y densidad bajo las cuales, el suelo presenta menor hinchamiento.

II. DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD Y HUMEDAD

Deben ser determinadas “in situ” seleccionando convenientemente un lugar cerca del cual se

obtuvo la muestra.

III. DETERMINACIÓN DEL C.B.R.

El CBR de muestras inalteradas, se determina en los siguientes casos:

a. Cuando se proyecta construir un pavimento encima del terreno de fundación existente, sin

efectuar trabajos previos de compactación.

b. Cuando se desea correlacionar las pruebas de penetración realizadas “in situ”, con la

humedad de diseño.

c. En este caso, deberá determinarse tanto el CBR correspondiente a la humedad natural, o

sea, la existente en el sitio, como el CBR correspondiente a la humedad que se ha

seleccionado para el diseño; debiéndose saturar las muestras en agua de ambos, durante

cuatro días.

Las diferencias obtenidas entre estas determinaciones y el CBR obtenido “in situ”, permitirá

hacer correcciones apropiadas a los resultados logrados directamente en el terreno.

Ensayo CBR en sitio : Lámina de Datos y Resultados