Ensayos de laboratorio: C.B.R con muestras remoldeadas, compactadas y saturadas.

Objetivo

1. Dar información sobre la expansión esperada en el suelo bajo la estructura del pavimento cuando el suelo se satura.

2. Dar indicación de la pérdida de resistencia debida a la saturación en el campo. 3. El valor del CBR se utiliza para establecer una relación entre el comportamiento de

los suelos principalmente con fines de utilización como base y sub rasante bajo pavimentos de carreteras y aeropistas.

Procedimiento del ensayo de laboratorio

1. Preparar aproximadamente 4.5 Kg. De suelo de grano fino menor que el tamiz Nº 4. ó 5.5 Kg. De material con partículas de 19 mm de diámetro máximo, al contenido de humedad óptimo del suelo determinado con el esfuerzo de compactación adecuado (ensayo de compactación). Si se desea curar el suelo para obtener una distribución más uniforme de la humedad. Se debe mezclar con el porcentaje necesario de humedad y almacenar en un recipiente sellado por espacio de 12 a 24 horas antes del ensayo.

La muestra se pasa por el tamiz de (3/4”ASTM) descartando el material retenido. Si es necesario mantener el porcentaje de material grueso del material original se deberá efectuar un reemplazo. Para esto se determina por tamizado el porcentaje del material que pasa por el tamiz de 50 mm. (2”ASTM) y queda retenido en el tamiz de ¾”.

Se reemplaza dicho material por una masa igual de material que pasa por el tamiz de ¾”. Y queda retenido en el tamiz de 4.75 mm. tomada de la porción no utilizada de suelo original.

2. Antes de compactar el suelo en un molde, se debe tomar una muestra representativa para determinar su contenido de humedad (por lo menos 100 gr, si el suelo es de grano fino).

3. Pesar el molde sin su base ni el collar y regístrese los datos.

4. Ajustar el molde a la base, insertar el disco espaciador (el disco redondo sólido de 15.1 x 5.1. cm) en el molde y cubrirlo con un disco de papel de filtro.

5. Compactar el suelo de acuerdo con la norma ASTM ó D1557 Métodos B o D para el suelo utilizado de acuerdo con lo especificado por el instructor. Tomar una muestra representativa para determinar el contenido de humedad final del suelo remanente. Para el caso de la práctica se utilizará: (Tres ensayos)

Los métodos se indican en la tabla.

METODOS GOLPES CAPAS PESO DEL MARTILLO

Suelos de grano

fino 56,25,10 5 4.5 kg

Suelos de grano

6. Quitar el collar y enrasar la muestra suavemente hasta nivelar en el molde. Llenar con suelos finos los pequeños huecos que se hayan podido formar en la operación anterior de nivelación de la muestra. Para suelos de grano grueso se pueden utilizar partículas de suelo ligeramente menores que el agujero para completar el volumen en el sitio requerido.

7. Retirar la base y el disco espaciador, pesar el molde con el suelo compactado y determinar el peso unitario total del suelo.

8. Colocar un disco de papel de filtro sobre la base, invertir la muestra (de forma que el espacio de 5.1. cm dejado por el disco espaciador quede en la parte superior) y asegurar el molde a la base de forma que el suelo quede en contacto con el papel de filtro. Para muestras no saturadas, llevar a cabo los pasos 9 a 11 que se presentan a continuación.

9. Colocar la muestra en la máquina de compresión y sentar el pistón sobre la superficie de suelo utilizando una carga inicial no mayor de 4.5 Kg. Fijar el cero en los deformímetros de medida de carga y de penetración (o deformación).

10. Hacer lecturas de deformación o penetración como se indica en la “Exposición General” y tomar las respectivas lecturas de deformímetro de carga. Extraer la muestra del molde y tomar dos muestras representativas adicionales para contenido de humedad.

Para muestras saturadas:

11. Colocar la placa perforada con el vástago ajustable sobre el suelo compactado y aplicar suficientes pesas ranuradas adicionales para obtener la sobrecarga deseada dentro de una aproximación de 2.2 Kg. Cuidando de que la sobrecarga total no sea inferior a 4.5 Kg. Registrar la sobrecarga total (asegurarse de incluir la placa perforada como parte del peso de sobrecarga). También asegurarse de usar un disco de papel de filtro entre la base perforada del vástago y el suelo para evitar que el suelo se pegue a la base del vástago.

12. Sumergir el molde y las pesas en un recipiente de agua de forma que el agua tenga acceso tanto a la parte superior como a la parte inferior de la muestra y ajustar el deformímetro de carátula (con lecturas al 0.01 mm) en su respectivo soporte (Fgs. indicadas en la teoría). Marcar sobre el molde los puntos donde se apoya el soporte de forma que pueda removerse y volverse a localizar sobre el molde en el mismo sitio cuando se desee hacer una lectura.

13. Colocar suficientes pesas ranuradas (no menos de 4.5 Kg.) sobre la muestra de suelo para simular la presión de sobrecarga requerida.

14. Ajustar en cero el deformímetro de expansión y registrar el tiempo que comienza del ensayo, tomar las lecturas a:

El ensayo de expansión puede terminarse después de 48 horas si las lecturas en el deformímetro de expansión se mantienen constantes por lo menos durante 24 horas 15. Al final de las 96 horas de inmersión, sacar la muestra y dejarla drenar por espacio

de 15 min. Secar completamente la superficie superior de la muestra con toallas de papel.

16. Pesar la muestra sumergida incluyendo el molde y regístrese los datos. 17. Hacer los pasos 9 a 11 (es decir, tomar lecturas de penetración y cargas).

18. Tomar muestras para contenido de humedad del espécimen saturado de la siguiente forma:

Dos dentro de los 3 cm superiores del suelo Dos dentro de los 3 cm inferiores del suelo Dos en el centro de la muestra de suelo

Cálculos y presentación de resultados

19. Dibujar una curva de resistencia a la penetración (la ordenada) en Lbs/plg2 _{contra la}

penetración de plg. tanto para la muestra recién compactada como para la muestra saturada. Si la curva no es esencialmente lineal a través del origen, extender una línea desde la porción recta de la curva para tratar de interceptar el eje de las abscisas. La diferencia entre este valor y la penetración correspondiente a cero es una corrección que debe utilizarse para calcular el valor de CBR. Las curvas para ambas muestras (la saturada y la recién compactada) deben dibujarse en la misma gráfica con su identificación adecuada, junto con los valores de corrección de las curvas, de forma que se pueda apreciar fácilmente el efecto de saturación en la muestra.

20. Obtener la resistencia a la penetración para 2.5 y 5.0 mm de la curva (utilizando las correcciones del paso 1 anterior si se necesitan) y calcular el valor de CBR

21. Calcular los contenidos de humedad y las densidades secas de las muestras antes de saturar y en la condición final luego de saturadas. Para la muestra saturada, utilizar los datos del paso 18 del procedimiento A

22. Calcular el porcentaje de expansión sobre la base de la altura nominal inicial de la muestra. Dibujar una curva de porcentaje de expansión (ordenada) contra el tiempo transcurrido en una gráfica separada

23. El informe debe comparar los valores de CBR, presentar un resumen de los contenidos de humedad adecuadamente identificados, e incluir las curvas requeridas. Discutir el significado de un valor grande o pequeño obtenido en el CBR, cualquier cambio sufrido en el valor de CBR con la saturación, y cualquier expansión que hubiera podido tener lugar. ¿Cómo podría reducirse la expansión (si

existe una cantidad significativa) o eliminarse para este suelo? Asegurarse de registrar en el informe los datos de Clasificación Unificada del Suelo y su respectiva clasificación AASHTO.