CUARTEO DE MUESTRASReduccin de las muestras de agregadosobtenidas en el campoLa finalidad de este tutorial es el de establecer los mtodos para reducir las muestras de agregados obtenidas en el campo al tamao requerido para las pruebas ...Instrucciones para hacer el ensayo CBR

Ensayo cbr

Vamos a aprender a hacer el ensayo de cbr, lo primero es aprender un poquito de historia por ejemplo de donde sali este ensayo, en 1929 por los ingenierosStantonyPorterdel departamento de carreteras de California presentaron este mtodo. DesdeesafechatantoenEuropacomoen Amrica, el mtodo CBR se ha generalizado y es una forma de clasificacin de un suelo para ser utilizado como subrasante o material de base en la construccin de carreteras. Este mtodo de ensayo fue utilizado principalmente en la construccin de aeropuertos.

Ahora bien ya sabiendo esto para qu sirve este ensayo?

Con este mtodo se puede medir la resistencia al corte deun suelobajocondicionesdehumedadydensidad controlada.

Tambin se dice que el cbr de un suelo es la carga unitaria que corresponde a 0.1 y 0.2 de penetracin y que su valor se expresa en %.

Es decir el cbr es nada ms y nada menos que la relacin entre la cargavs la penetracinen un espcimen con una muestra de suelo con una humedad y densidad dada que podemos conseguir de un patrn (Prctor).

No sobra destacar que hay diferentes formas de este ensayo, que son las siguientes:

CBR

En suelos inalterados.

En suelos alterados.

In situ.

Bien, las herramientas que usaremos para hacer este ensayo sern:

PARA LA COMPACTACIN

Molde de dimetro de = 6, altura de 7 a 8 y un collar de 2.

Disco espaciador de acero dimetro 5 15/16 y una altura 2.5

Martillo con un peso de 10 lb. Y una altura de cada de 18.

Trpode y dial deformmetro conaprox. 0.001.

Pesas de anulares de 5 lbs c/u (2 pesas).

PARA LA PRUEBA DE PENETRACIN

Pistnseccin circular Dimetro de2 pulg.

Aparato para aplicar la carga: Prensa hidrulica. V= 0.05 pulg/min. Con anillo calibrado.

Herramientas varias: balanza, tamices, cronmetro, papel filtro, horno, tanques parainmersin de muestra a saturar,etc.

LO QUE VAMOS A CONSEGUIR CON ESTE ENSAYO SON LOS SIGUIENTES VALORES:

Determinacin de la densidad y humedad.

Determinacin de las propiedades expansivas del material.

Determinacin de la resistencia a la penetracin.

Y por fin a lo que vinimos, sin ms ni ms:

PROCEDIMIENTO:

Lo primero que haremos es preparar el material para el ensayo. Esta tal vez es la parte ms importante del ensayo, bueno vamos paso a paso.

Secar el material al sol o en un horno a una temperatura de 60c

Desmenuzar los terrones (podemos usar un mazo con cabeza de hule) debemos cuidar de no romper las partculas individuales en la muestra.

Cuarteamos y conseguimos aproximadamente 20 kg. De material. (basado en una curva de 3 puntos)

Tamizamos por el tamiz

El material retenido en el tamiz lo pesamos y reemplazamos por material retenido entre y #4 (debemos tamizar aparte otra cantidad de material por el tamiz y el #4 para tener material para reemplazar)

Con la ayuda de una esptula ancha mezclamos todo muy bien

Obtenemos la humedad que tiene el material en ese momento

Llevar el material a la condicin de humedad optima conseguida con el Prctor

Nota importante: la humedad de la muestra a compactar no deber variar msde 2% de la humedad del Prctor. RecuerdenIMPORTANTE

MOLDEANDO LAS MUESTRAS

En el cilindro con su collar colocamosel espaciador y el papel filtro,

Llenamos el molde en 5 capas compactamos con los golpes necesarios para cada espcimen, conservar material para verificar la humedad del espcimen.

Tenemos que hacer uno con 10, 25,56golpes por capa

Quitamos el collar y enrasamos bien

Volteamos el molde

Quitamos el disco espaciador y el filtro

Determinamos la densidad y la humedad de la muestra

Ponemos el filtro sobre la superficie enrasada y esta va a ser la parte inferior de la muestra

En la parte donde estaba el espaciador colocamos otro filtro y

El plato con un vstago graduable

Sobre este plato se colocan las sobrecargas necesarias(mnimo 4.5 Kg)

Se coloca el molde dentro de un recipiente con agua suficiente para que pueda cubrir por completo el molde

Se monta el trpode con un extensmetro y se toma una lectura inicial y se tomar cada 24 horas

Despus de 96 horas o antes, depende si el material es expansivo o no se tomara la ltima lectura para calcular el hinchamiento.Resistencia a la penetracinLuego de que ya hemos hecho todo esto (saturacin)

Sujetamos bien el plato que pusimos sobre el espcimen y lo inclinamos para drenar la muestra por aproximadamente 15 minutos y

Removeos el plato disco, filtro y los contrapesos

Pesamos la muestra

Se ponen los contrapesos necesarios para semejar el peso del pavimento (generalmente podemos usar los contrapesos utilizados en la saturacin)

Colocamos el espcimen en unaprensa y aplicamos una carga de10 lb para asentar el pistn.

Ajustamos el dial de carga y el deformmetro a ceros.

Iniciamos la penetracin a una rata de velocidad de .05/min

Hacemos lecturas cada0.025 de penetracin yanotamos la carga que se ha conseguido en cada punto.

Cuando lleguemos a 0.5 paramos de leer y soltamos la carga,

Retiramos el espcimen de la prensa y determinamos la humedad (superior, medio, inferior de la muestra)

CLCULOS

Estos los tome prestados jeje

Laslecturastomadas, tantodelaspenetracionescomode lascargas, se representan grficamente en un sistema de coordenadas como se indica en la Fig. 4.

Si la curvaesfuerzo - penetracinque seobtiene essemejante a la del ensayo No. 1 de la Fig. 4, los valores anotados sern los que se tomen en cuenta para el clculo de CBR.

En cambio, si las curvas son semejantes a las correspondientes a los No. 2 y 3,lascurvasdebern sercorregidastrazandotangentes enlaforma indicadaenla Fig. 4. LospuntosA y B, donde dichas tangentescortan el eje de abscisas, sern los nuevos ceros de las curvas.

Las cargasunitarias y penetraciones sedeterminaranapartirdeestos ceros. Si analizamos la curva del ensayo No. 3 tendremos que leesfuerzo correspondiente a la penetracin corregida de 0.1 ser de 300 lb/pulg2 en lugar de 120 lb/pulg2, que es la correspondiente alalecturainicialsin corregir de 0.1.

Si los CBR para 0.1y0.2 sonsemejantes, serecomiendausar en los clculos,elCBR correspondiente a 0.2. SielCBRcorrespondiente a0.2esmuy superioralCBRcorrespondienteal0.1, deber repetirse el ensayo.

En este vdeo podrs ver cmo se realiza el ensayo CBR para disear un suelo compactado bajo la norma ASTM D 1883-05, y con la tcnica de mapas de resistencia promovida por la norma tcnica venezolana Fondonorma NTF 2000-1:2009 que actualiza la norma COVENIN 2000-87

Cono de arena

Conodearena

La calidad durante un proceso de compactacin en campo se mide a partir de un parmetro conocido como grado de compactacin, el cual representa un cierto porcentaje. Su evaluacin involucra la determinacin previa del peso especfico y de la humedad ptima correspondiente a la capa de material ya compactado. Este mtodo de conocer el grado de compactacin es un mtodo destructivo ya que se basa en determinar el peso especfico seco de campo a partir del material extrado de unhoyo,elcual se realiza sobre la capa de material ya compactada.Es importantedecirqueesteensayoaplicasolo para suelosgranularesy queseancohesivos,tambientenemosquemencionarquemientrasse estahaciendoelensayono puedehabervibracionescerca dellugar dondese esthaciendola prueba.Elespesordelhoyovaadependerdeltamanomaximodelasparticulascontenidasenelsuelo,lascualessemuestranen la siguiente tabla

Para haceresteensayovamosa necesitarelsiguienteequipo:

1.Moldeprctor para conocerla densidad de la arena.3. Equipo (compuesto de un frasco, un cono metlico y arena slica o de Ottawa que pase la malla #20 y se retenga en la #304. Base metlica para elcono5. Balanza de 20 kg con aproximacin de 1 gr6. Unacharolacuadrada7. Una brocha y una cuchara8. Una cpsula de aluminio con tapa9. Un horno con temperatura controlable que sea capaz de mantener una temperatura de 110C10.Un cincel y un martillo11.Bolsasdeplasticas12.Una placa de 10cm de dimetro

PROCEDIMIENTOSe mide el dimetro y altura del cilindro y se calcula el volumen del cilindro; despus se pesa el cilindro con la base, se cierra la vlvula del cono, se coloca ste sobre las mariposas del cilindro evitando que se mueva, se abre la vlvula y se llena el molde con arena hasta que sta se derrame; se cierra la vlvula una vez que ha cesado el movimiento al interior del frasco y se enraza el cilindro ayudado por un cordell para evitar ejercer presin, se limpia la base con la brocha y se pesa; por diferencia de pesos se obtiene el peso de la arena que dividida entre el volumen del cilindro nos proporcionar el peso volumtrico. Se repite el proceso anterior de 3 a 5 veces dependiendo las varaciones en el peso de la arena.Cilindroy base

FrascoconconoPara obtener el peso de la arena que llena el cono y la base se procede a hacer lo siguiente: se pesa el equipo con arena, se coloca la base sobre una superficie plana (en este caso la charola), se cierra la vlvula y se coloca el cono sobre la placa permitiendo que fluya la arena dentro del cono, cuando se detenga el movimiento de la arena dentro del frasco se cierra la vlvula y, se pesa el equipo con la arena sobrante.conosobrela placa para obtener el pesode la arena retenida entre el cono y la placaEl siguiente paso es la obtencin del peso volumtrico de campo, para ello se pesa el equipo con arena y la cpsula. En el campo, en el lugar en que se realizar la prueba se debe nivelar, colocar la placa y trazar el dimetro de sta, se extrae el material procurando evitar perdidas hasta una profundidad de 8 a 10 cm. El material extrado deber colocarse en una bolsa de plstico para evitar que pierda agua. Despus se coloca el cono sobre la base, se cierra la vlvula y cuando est listo se abre la vlvula para que fluya la arena dentro de la cala y el cono, cuando se llenen ambos elementos, se cierra la vlvula y se pesa el equipo con la arena restante. Se pesa el material extrado de la cala y de ah mismo se obtiene una muestra representativa que ser pesada para obtener el contenido de humedad, con estos datos se obtiene el peso especfico seco mximo de campo y dividindolo entre el peso volumtrico seco mximo de laboratorio nos indica el grado de compactacin de campo.RESULTADOS OBTENIDOS

W cilindro +base = 4.332 kg dimetro = 10 cm h = 11.60 cmWequipo= 6.876 kgA = 0.7854(0.102)=0.007854mVol. = 0.007854(0.1160)=0.000911m

PESO ESPECFICO DE LA ARENA

Wcilindro+ base+ arena = 5.655 kg5.655-4.332=1.323kg= 1.323/0.000911= 1452kg/mWcilindro+ base+ arena = 5.672 kg5.672-4.332=1.34kg= 1.34/0.000911= 1472kg/mWcilindro+ base+ arena = 5.654 kg5.654-4.332=1.322kg= 1.322/0.000911= 1452kg/mpor lo tanto el peso especfico de la arena es = 1452kg/m

PESO DE LA ARENA QUE LLENA EL CONO Y LA BASEpesodelequipo= 6.876 kgpesodelequipo+ arenasobrante= 4.536 kgpeso de la arenaquellena el cono y la base =(6.876-4.536) = 2.34 kgpesedelequipo+ arenasobrante= 4.555 kgpeso de la arena que llena el cono y la base =2.31

kg

pesodelequipo+ laarenasobrante= 4.558 kgpeso de la arena que llena el cono ylabase=2.32 kgpor lo tantoel pesode la arena que llena el cono y la base es = 2.32 kg.

OBTENCIN DEL PESO VOLUMTRICO DE CAMPOPeso delequipo+ arena antes de lacala= 6.876 kgPeso delequipo+ arena despusdelacala= 3.339 kgPesodelmaterialextradodelacala= 718.10grPesodela cpsulanmero83 = 26.70grPesodela cpsula + suelohmedo =136.50grPeso delacpsula + suelo seco = 129.40grElpeso especficodela arenaes= 1452 kg/m6.876-3.3393.537 1452kg/m =(1.217kg)/volde la cala-2.3201.217 kg1.217kg/1452cm = 0.00083815427m= pesodelsuelohmedo / vol. de la cala = 0.718/0.00083815427=861.60 kg/cmpesoespecficomximodelab. = 1810 kg/mW=Ww/Ws= (136.5-129.4)/(129.40-26.7)=0.069 =6.91%dmx.depocam= 861.6/(1+.069)= 805.99 kg/mG.C. = (805.99/1810)*100=44.53 %CONCLUSINEstaprctica es muy interesante ya que por medio de ella podemos conocer el grado de compactacin de una capa en campo, es muy sencilla, no necesita mucho tiempo (con excepcin de esperar a que se seque la muestra extrada de la cala), adems de que la informacin que nos proporciona es muy cercana a la realidad.

BIBLIOGRAFAMecnicadesuelosJurez Badillo y Rico RodrguezMecnicadesueloslambe

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