Informe Ensayo California Bearing Ratio (CBR)

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La expresión la cual define al Ensayo California Bearing Ratio (CBR) es:

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De la ecuación presentada podemos inferir que el CBR es un porcentaje de la carga unitaria del patrón. Para usar el CBR en alguna fórmula o uso durante la práctica solo se tomará en cuenta el número que acompaña al porcentaje (%)

La prueba de “Ratio de Soporte de California” o “California Bearing Ratio “(CBR) es una prueba de penetración, en la que un pistón estándar, que tiene un área de 3 pulgadas cuadradas se utiliza para penetrar el suelo a una tasa estándar de 0 a 0,05 pulgadas por minuto. Se relaciona la perforación de la Roca con la Fuerza aplicada para obtener los ratios de campo

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Previamente a la determinación de la resistencia a la penetración, las probetas ya compactadas se saturan durante 96 horas para simular las condiciones más desfavorables en obra y para determinar su expansión.

Como mínimo se confeccionarán tres probetas, las cuales poseen diferentes energías de compactación, las cuales son con 56 golpes, 25 golpes y 10 golpes. Para la realización del ensayo se requiere que el suelo a estudiar deba contener una mínima cantidad de material que pase por el tamiz 50mm y que quede retenido en el tamiz de 20mm. Es recomendable que esta relación no exceda el 20%.

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EQUIPO DE TRABAJO

- Aparato para medir la expansión:

Está compuesto por una placa metálica provista de un vástago ajustable de metal con perforación de diámetro menor o igual a 1,6 mm. y un trípode metálico para sujetar el calibre comparador con indicador de dial. Los elementos del aparato que medirá la expasión son los siguientes:

Pisón metálico con una cara circular de 50 ± 0,2 mm. de diámetro y con una masa de 2500 ± 10 grs. La altura de caída debe ser 305 ± 2 mm. controlada por una guía tubular.

Pistón de penetración metálico de 50 ± 0,5 mm. de diámetro y no menor que 100 mm. de largo.[pic 3]

Calibre, compuesto por dos deformímetros comparadores con indicador de dial, de 0,01 mm. de precisión.

- Prensa de ensayo de capacidad mínima de 44 KN. y cabezal o base movible

Funciona a una velocidad de 1,25 mm/min para presionar el pistón de penetración en la probeta. Este equipo debe estar provisto de un dispositivo indicador de carga con lecturas de curso no menor que 50 mm.

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- Molde metálico, cilíndrico

De diámetro interior de 152,4 ± 0,7 mm. y altura de 177,8 ± 0,1 mm. Debe tener un collarín de extensión metálico de 50,8 mm. de altura y una placa base metálica de 9,5 mm. de espesor, con perforaciones de diámetro igual o menor que 1,6 mm.

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- PROCEDIMIENTO

- Paso 1 : Preparación de la muestra:

Se preparará la muestra de un tamaño igual o mayor a 56 kg la cual deberá secarse al aire o en un horno a una temperatura menor que 60° C, hasta que la muestra se vuelva divisible.

La muestra pasará por el tamiz 20mm el cual descartará el material retenido. De caso ser necesario de mantener el porcentaje de material grueso del material original se deberá realizar un reemplazo de este. Para lo cual se deberá determinar por tamizado el porcentaje de material que pasa por el tamiz de 50mm queda retenido en el tamiz de 20 mm.

El material se remplazará por una masa igual de material que pasará por el tamiz de 20 mm y quedará retenido en el tamiz de 5 mm.

Una vez que se obtenga la muestra de ensayo se seleccionará una porción representativa de unos 35 kg para realizar el ensayo de compactación Proctor. Lo que sobra de la muestra se dividirá en porciones de unos 7kg cada una.

- Paso 2 : Compactación de las probetas del CBR

Según el ensayo Proctor, lo normal es que se compacte de tres a cinco probetas en un rango de 90 a 100%. Cada porción de suelo, se deberá mezclar con una cantidad determinada de agua para lograr la humedad óptima.

Luego de pesar el molde y verificar el volumen del mismo, se procederá a colocar el disco espaciador sobre la placa base, se fijará el molde con collarín sobre la placa y se colocará un disco de papel filtro que nos servirá como aislante entre el disco espaciador y la muestra, evitando así que esta se pueda adherir al disco al momento de retirarla. Con la muestra dentro del molde se procederá a realizar la compactación mediante 5 capas cada una de las porciones del suelo húmedo, se utilizará para cada porción de suelo una energía de compactación distinta, de esta manera la densidad a la cual se desea determinar el CBR quedará comprendida entre las densidades de dos probetas. Se compactarán con 56, 25 y 10 golpes respectivamente:

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Al inicio y al final de la compactación se tomarán dos muestras representativas para lograr calcular el contenido de humedad previo al ensayo.

Al concluir con la compactación se procederá a retirar el collarín y se enrasará el suelo al nivel del borde del molde, rellenando los errores por la eliminación de material grueso con material de menor tamaño. Se retira la placa base perforada del diso espaciador y se procede a pesar el molde con el suelo compactado.

- Paso 3: Saturación o Inmersión de la muestra:

Para determinar las propiedades expansivas del suelo se procederá a colocar un disco de papel filtro grueso sobre la base perforada el cual se ajusta el molde con el suelo compactado en forma invertida, de manera tal que el espacio formado por el disco espaciador quede en la parte superior.

En la superficie que quedará libre se colocará un disco de papel filtro y sobre este una placa metálica perforada provista de un vástago regulable. Sobre esta placa se colocará la sobre carga, cuyo número deberá especificarse, caso contrario se usará una sobrecarga mínima de 4.54 kg lo cual equivale al peso del pavimento.

Con mucho cuidado se colocará la muestra dentro del estanque con agua sobre pequeños bloques metálicos que permita el libre acceso