Valor Relativo de Soporte

8/16/2019 Valor Relativo de Soporte

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CAMPUS VERACRUZ - BOCA DEL RÍO

Facultad de Ingeniería

Laboratorio de Pavimentos

E.E. Vías Terrestres y Pavimentos

Práctica VRS

Uribe Chagal Leslie VanesaLordmendez Vite Luis

Cervantes Omar

26 / Mayo / 2016


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Valor Soporte de California (CBR) y Expansión (Exp) en Laboratorio.

Esta prueba determina el Valor Soporte de California (CBR) también conocido como valorrelativo de soporte (VRS), así como la expansión (Exp), de los materiales.

OBJETIVO:Esta prueba permite determinar la expansión originada por saturación de los materiales

para terraplén, subyacente y subrasante; para vericar que cumplan con lo indicado en las normasN-CMT-1-01(Materiales para Terraplén), N-CMT-1-02(Materiales para Subyacente) y N-CMT-1-03(Materiales para Subrasante.

La prueba consiste en compactar dinámicamente tres especímenes (en nuestro caso, 1)del material bajo estudio. con diferentes energías de compactación y un contenido de agua igualal del material en el banco a 1.5 m de profundidad; someter a cada espécimen a un proceso desaturación para obtener su cambio volumétrico, y una vez saturado, introducir en él un pistón depenetración de acero, con el propósito de cuanticar las cargas necesarias para lograr magnitudesde penetración especícas. La expansión de cada espécimen es la relación en porcentaje del in-cremento de su altura debido a la saturación, entre su altura original y la menor relación en por-centaje de las cargas aplicadas para producir penetraciones a 2.54 mm y 5.08 mm.

El valor relativo de soporte es la relación de las resistencias en porcentaje del mate-rial en estudio y de un material estándar a ser penetrados por un cilindro metálico, dichoesto, el objetivo es determinar las características de resistencia de un suelo que se utilizaprincipalmente para el diseño de pavimentos.

PROCEDIMIENTO:

- Por medio de cuarteos, se obtiene una parte representativa del material, de aproximadamente21 kg.

- Una vez obtenida la muestra, se separa mediante cribado manual el material retenido en la ma-lla de 3/4, colocando la fracción que pase en una charola y desechando el material retenido.


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- Posteriormente de seleccionar la muestra, se determina el contenido de agua, determinado dela siguiente formula: Vw = (Ws (Wb + 0.25)) / 100; siendo Vw= Volumen de agua por agregar(cm^3), Ws= Masa del material seco (gr), en nuestro caso se pesó 7 kg, Wb= Contenido deagua del material en el banco a 1.5 m de profundidad (%), cuando obtenemos la muestra en elbanco y la vamos a ensayar, pero como nosotros ya tenemos la muestra, ocupamos el conteni-do de humedad que nos dio en la prueba AASHTO Modicada (Ya que con ese mismo conteni-

do de humedad y con la misma energía de compactación, el material tendrán su máximo aco-modo dentro del molde). En nuestro caso el contenido de agua para la muestra fue de 647.5 ml.

- Una vez incorporada el agua, se mezcla cuidadosamente el material hasta homogeneizarlo per-fectamente, revolviendo hasta disgregar totalmente los grumos que pudieran haberse formado,nalmente, se cubre la muestra con un paño húmedo para evitar que pierda humedad la mues-tra.

- Se embalsa un molde con su collarín de extensión a la placa de base sin perforaciones. pormedio de las abrazaderas y se lubrican con aceite las paredes interiores del molde y del collarín;se inserta el disco espaciador dentro del molde; se coloca un papel ltro sobre el disco para im-pedir que el material se adhiera a él y se apoya el conjunto sobre la base.


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- Se coloca en el molde apoyado sobre la base, una de las fracciones de la porción de material yse compacta con el pisón, aplicando, uniformemente repartidos en la supercie de la primeracapa de material, 56 golpes con un pisón de 4.5 kg, posteriormente otra capa con 56 golpes delmismo pisón, terminando con una tercera capa de la misma forma. (La especicación es dadapor la Norma M-MMP-1-11/08; Considerando el material como Subrasante - De acuerdo a crite-rio en el laboratorio, por las características del material.)

- Terminando la compactación de todas las capas, se retira el collarín de extensión del molde y severica que el material no sobresalga del molde en un espesor promedio de 1.5 cm como máxi-mo, de lo contrario la compactación se repite, para lo que se extrae el material del molde, sedisgrega, se mezcla cuidadosamente para homogeneizarlo y se compacta como se mencionó.


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- Si el material no sobresalió mas de 1.5 cm, se enrasa cuidadosamente el espécimen compacta-do con una regla metálica, depositando en una charola el material excedente, para determinarsu contenido de agua de compactación.

Contenido de agua = ( Peso húmedo - Peso seco / Peso seco ) * 100

= (200 gr - 185 gr / 185 gr) * 100 = 8.11 %

- Se rellenan con material no las poquedades que pudieran resultar por el enrasado del espéci-men compactado; se desprende de la placa de base el molde con el espécimen, se retira el dis-co espaciador y se determina la masa del molde con el espécimen, que se registra como pesodel molde + peso del material.

= 7.95 kg (Compactado) ; Peso del material compactado = 5.2 kg

Siendo su Peso Volumetrico Húmedo = 5200 g / 2419.91 cm^3 (Volumen del molde) = 2.15 gr/ cm^3

Peso Volumetrico Seco = (2.15 gr/cm^3 / 100 + 8.11) * 100 = 1.98 gr/cm^3

GC= (PVSL(MOLDE) / PVSM( AASHTO) ) * 100 = (1.98 / 2.14) * 100 = 92.5 %

- Inmediatamente después de obtenida la masa del molde con el espécimen compactado, comose indicó, se coloca un papel ltro sobre una placa de base perforada; se invierte el molde conel espécimen de tal manera que su fondo sea ahora la parte superior; se coloca un papel ltroen contacto con el espécimen, y se ensambla el molde a la placa de base perforada por mediode las abrazaderas.

- Se colocan, sobre el espécimen compactado, una placa de expansión con su vástago ajustabley las placas de carga que sean necesarias para producir una sobrecarga equivalente a la de las

capas que se construirán sobre la capa del material en estudio, de acuerdo con lo que indique elproyecto o apruebe la Secretaría. Si no se especican las capas sobresalientes, la sobrecargaserá de 4.54 + 0.02 kg.


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- Se introduce cuidadosamente el molde en el tanque de saturación, de manera que se permita ellibre ujo de agua tanto en la parte inferior como en la superior del espécimen; se coloca el trí-pode del dispositivo de medición en expansión sobre el molde, con su extensómetro arriba delvástago del extensómetro y se efectúa una lectura inicial para la determinación de la expansiónque se registra como hv en mm, en nuestro caso la lectura fue de 52 mm. y se deja saturar du-rante 96 hrs., manteniendo el nivel de agua del tanque aproximadamente a 25 mm sobre la par-te superior del molde. Para materiales granulares que presenten un drenaje rápido, el periodode saturación podrá ser mas corto, pero no menor de 24 hrs., con la condición de que se de-muestre que esto no afecta los resultados de la expansión. De igual manera, en materiales arci-

llosos de alta comprensibilidad, podrá requerirse un periodo de saturación mayor de 96 hrs., encuyo caso se suspenderá la saturación cuando el extensómetro no muestre movimiento algunodurante 24 hrs.


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- Sin retirar la carga se ajusta el extensómetro para medir la penetración, previamente acopladoal pistón de penetración, apoyando su vástago sobre la pared del molde y se ponen en cerostanto su carátula como la del extensómetro del anillo de medición de carga.

- Se aplica la carga de forma que el pistón de penetración se desplace con una velocidad unifor-me de 1.27 mm/min, leyendo y registrando las cargas aplicadas para obtener cada unas de laspenetraciones indicadas en la siguiente tabla:

- (La carga es registrada y multiplicada por una constante de la maquina de 12.24, para así de-terminar la carga real en Kg.)

Lecturas Tiempo min: seg Penetración: mm Carga: kg

Primera 0:30 0.64 122.4

Segunda 1:00 1.27 367.2

Tercera 1:30 1.91 612

Cuarta 2:00 2.54 795.6

Quinta 3:00 3.81 1162.8

Sexta 4:00 5.08 1432.08


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- Para el espécimen penetrado, se representan grácamente las cargas determinadas, como seindica a continuación:

- En una gráca, en la que en el eje de las abscisas se indican las penetraciones y en el de lasordenadas las cargas, se marcan los puntos correspondientes, los que se unen con una líneacontinua que no presente cambios bruscos de pendiente. Una curva como la “F” dibujada conlínea discontinua, indicará que la penetración no estuvo bien efectuada, por lo que se desecharáel espécimen, siendo necesario repetir su compactación, extensión y penetración.

- Se registran las cargas C2.54 y C5.08 correspondientes a las penetraciones de 2.54 y 5.09 mm,con aproximación de 1.02 kg. Estos valores corresponderán a las cargas con la que se determi-na el Valor Soporte de California (CBR) del espécimen.

- En los casos en que el inicio de la curva represente una concavidad hacia arriba, como la curva“E” que se muestra en la gura anterior, se efectúa una corrección como se ilustra en la siguien-te gura; trazando una tangente en el punto de inexión hasta cortar el eje de las abscisas en elpunto que se designa como O’, el cuál se tomará como nuevo origen de las penetraciones y apartir de él se marcan los puntos P2.r4 y P5.08 correspondientes a las penetraciones de 2.54 y5.08 mm., respectivamente;las coordenadas CC2.54 y CC5.08 representan las cargas corregi-das para dichas penetraciones, en KN, que se tomarán como las cargas C2.54 y C5.08 corres-pondientes.

- Se repite el procedimiento descrito en el punto anterior, hasta contar con las determinaciones delas cargas C2.54 y C5.08, aplicadas o corregidas, para el espécimen compactado.


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- En la práctica si se presentó este problema, quedando nuestra gráca de la siguiente forma:

- Se calculan, con una décima de aproximación, los valores soporte de California a 2.54 y 5.08mm de penetración del espécimen compactado, mediante las siguientes expresiones:

CBR 2.54 = (100 * C2.54) / 13.34 y CBR 5.08= (100 * C5.08) / 20.01

- Dando como resultado CBR 2.54 = 44.97% y CBR 5.08= 49.72 %- Teniendo un promedio de 47.34 %.- De acuerdo con la Norma N-CMT-1-03/02 (Materiales para Subrasante) los requisitos de calidad

que debe cumplir el material son:


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CONCLUSIONES:

Nuestro material pasa con la especicación para Valor de Soporte de California, tiene una expan-sión casi nula y un grado de compactación al 92.5% lo que correspondería que si se obtenemos lacompactación al 100% aumentaría nuestro CBR, recticando que es un excelente material para eldiseño de un pavimento.

REFERENAIAS:

- Normativas SCT

Característica Especicación Valor encontrado

Tamaño máximo; mm 76 -

Límite líquido; % máximo 40 -

Índice plástico; % máximo 12 -

Valor Soporte de California; % mínimo 20 47.34

Expansión máxima; % 2 0.01

Grado de compactación; % 100 +- 2 92.5

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