Página 1
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
I. UBICACIÓN GEOGRAFICA DE CANTERA
Plano de ubicación del programa de exploración: El área donde se extrajo el marial para
el estudio de mecánica de suelos se encuentra ubicado en:
LUGAR DISTRITO PROVINCIA DEPARTAMENTO ALTURA
Yauli Yauli Huancavelica Huancavelica 3680 msnm
Página 2
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
Carretera hacia Yauli. kM. 8
II. Extracción De Material en la cantare e integrantes del grupo.
Página 3
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
III. Características del materia de extracción
El material se encuentra a lado de la carretera Huancavelica – Yuali en el Km 8.
Presenta una notaría cantidad de arena y grava
Se llevó una muestra de 70 kilos en costales sin alterar la humedad, para los
respectivos ensayos.
ENSAYOS DE LABORATORIO
CONTENIDO DE HUMEDAD INSITU:
DESCRIPCION MUESTRA N°1
Peso de muestra humedad + tara (gr) 160
Peso de tara(gr) 26.6
Peso de muestra húmeda(gr) 133.4
Peso de muestra seca + tara (gr) 175
Peso de muestra seca(gr) 110
Contenido de Humedad (%) 4.5
1.- GRANULOMETRIA:
OBJETIVOS
- Determinar la distribución del tamaño de partículas del suelo
- Trazar la curva granulométrica
- Clasificar el suelo por el método SUCS y AASHTO
Página 4
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
NORMAS APLICABLES
- ASTM D 422 (NTP 339.128)
MATERIALES
- Un juego de tamices normalizados.
- Balanza con capacidades superiores a 20kg y 2000gr y de precisión.
- Un vibrador mecánico.
- Herramientas y accesorios (Bandeja metálica, recipientes y brocha).
- Herramientas y accesorios (Bandeja metálica, recipientes y brocha).
Balanza normalizada Juego de tamices
Accesorios(brochas,
envases,etc)
Un vibrador mecánico
PROCEDIMIENTO
Se cuartea el material del cual se tomó 3000 gr. como muestra representativa
para el ensayo.
Luego se deposita el material en un juego de tamices y se hace vibrar el
conjunto durante 5 a 10 minutos, tiempo después del cual se retira del
vibrador.
se registra el peso del material retenido en cada tamiz.
Página 5
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
Se sumaron estos pesos (peso final después del ensayo) y se comparó con
el peso inicial resultado una diferencia mínima.
Se realizaron los cálculos respectivos obteniendo los resultados a
continuación.
RESULTADOS:
ensayo CBR Tipo de muestra: alterada
Ing. Johny Bendezu Acero Estrato:
Cantera Yauli Km. 8 Profundidad:
Cantera para bases y sub bases Norma: ASTMD 422(NTP 339.128)
tajo abierto
junio del 2015
Metodo de Explo.:
Fecha de Emision:
ANALISIS GRANULOMETRICO
Proyecto:
Solicitante:
Ubicación:
Material:
Muestra seca, del cual se tomó 3000 gr. Como muestra representativa para el ensayo.
Con el juego de tamices reglamentado se procedió al tamizado.
Página 6
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
3" 76.200 0.00 0.00 0.00 100.00
2" 50.800 121.20 100 100 4.04 4.04 95.96
1 - 1/2" 38.100 32.40 90 95 1.08 5.12 94.88
1" 25.400 329.50 75 85 10.98 16.10 83.90
3/4" 19.050 265.20 50 78 8.84 24.94 75.06
1/2" 12.700 344.50 40 70 11.48 36.43 63.57
3/8" 9.520 176.40 30 65 5.88 42.31 57.69
1/4" 6.350 262.20 28 62 8.74 51.05 48.95
Nº4 4.760 146.10 25 55 4.87 55.92 44.08
Nº8 2.380 359.50 20 50 11.98 67.90 32.10
Nº10 2.000 80.50 15 40 2.68 70.58 29.42
Nº16 1.190 225.50 13 38 7.52 78.10 21.90
Nº20 0.840 132.70 12 32 4.42 82.52 17.48
Nº30 0.590 134.20 10 25 4.47 87.00 13.00
Nº40 0.426 98.00 8 20 3.27 90.26 9.74
Nº50 0.297 81.10 7 18 2.70 92.97 7.03
Nº60 0.250 36.70 5 16 1.22 94.19 5.81
Nº80 0.177 48.70 4 12 1.62 95.81 4.19
Nº100 0.149 32.90 3 10 1.10 96.91 3.09
Nº200 0.074 43.10 2 8 1.44 98.35 1.65
Fondo 49.60 1.65 100.00 0.00
total = 3000.00 gr.
Usos
Granulomet.
% peso
retenido
% acum.
retenidoMALLA ABERTURA
PESO
RETENIDO
% acum.
que pasa
% Pasa malla Nº 4 : 44.08
% Pasa malla Nº 200 : 1.65
Limite liquido : 37.7
Limite plastico : 23.21
Indice de plasticidad : 14.49 Grava mal graduada
DATOS
GP
CLASIFICACION SUCS
% Pasa malla Nº 10 : 29.42
% Pasa malla Nº 40 : 9.74
% Pasa malla Nº 200 : 1.65
Limite liquido : 37.7
Limite plastico : 23.21
Indice de plasticidad : 14.49
A - 2 - 6 (0)
CLASIFICACION AASHTODATOS
GRAVAS = 55.92 %
ARENAS = 42.43 %
FINOS = 1.65 %
ANALISIS DE LA MUESTRA
D10 = 0.441 Coef. De Uniformidad
D30 = 2.085 LUEGO: Cu = 24.493
D60 = 10.805 Coef. De Curvatura
Cc = 0.913
TENEMOS:
Página 7
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
CONCLUSIONES
La granulometría muestra mayor cantidad de gravas y mínima cantidad de finos respecto a los
usos establecidos, no hay una buena gradación.
El porcentaje de desgaste es de 66.23%, lo que indica que no hay una buena resistencia de soporte
a los esfuerzos, siendo este material no apto para diseño de pavimentos.
La equivalencia de arena mayor a 40% lo que indica que el suelo presenta mayor cantidad de
arenas.
2.- LÍMITES DE ATTERBERG
Límite líquido. Es el contenido de humedad por debajo del cual el suelo se comporta como
un material plástico. A este nivel de contenido de humedad el suelo está en el vértice de
cambiar su comportamiento al de un fluido viscoso.
Límite plástico. Es el contenido de humedad por debajo del cual se puede considerar el suelo
como material no plástico.
Límite de contracción. Es el contenido de humedad por debajo del cual no se produce
reducción adicional de volumen o contracción en el suelo.
Los límites líquido y plástico se utilizan para clasificar e identificar los suelos.
El límite de contracción se aplica en varias áreas geográficas donde el suelo sufre grandes
cambios de volumen entre el estado seco y el estado húmedo.
El límite líquido se puede utilizarse para estimar asentamientos en problemas de
consolidación.
La consistencia de un suelo es la relativa facilidad con la que puede ser deformado y depende
de un contenido de humedad determinado. Para los suelos cohesivos se definen cuatro estados
de consistencia:
Sólido
Semisólido
Plástico
Líquido
La frontera entre tales estados son los llamados límites de Atterberg.
Página 8
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
DETERMINACIÓN DEL LÍMITE LÍQUIDO Y DEL LÍMITE PLÁSTICO
I. Objetivo:
Determinar el límite líquido y el límite plástico del material préstamo, de una cantera.
Entender el procedimiento a seguir para determinar los límites de consistencia del
material préstamo.
Ver los resultados y tomar decisiones para la utilización del material préstamo.
II. Equipos e instrumentos
Balanza con una precisión de 0.01 g. Fig. 001
Horno de secado. Fig. 002
Tamiz N# 4. Fig. 003
Placa de vidrio para límite plástico. Fig. 004
Tara para el secado de muestras. Fig. 005
Capsula de porcelana más una espátula. Fig. 006
Una copa de Casagrande para límite líquido. Fig. 007
Fig 01
Fig02
Página 9
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
Fig03
Fig04
III. Procedimiento de ensayo de límite liquido:
El procedimiento en general consiste en colocar una muestra húmeda en la copa de
Casagrande, dividirlo en dos con un acanalador y contar el número de golpes requeridos
para cerrar la ranura.
Si el número de golpes es exactamente 25, el contenido de humedad de la muestra es el
límite líquido.
El procedimiento estándar es efectuar por lo menos tres determinaciones para tres
contenidos de humedad diferente, se anota el número de golpes y su contenido de humedad.
Luego se grafican los datos en la escala semilogaritmica y se determina el contenido de
humedad para N = 25 golpes
Página 10
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
1. Trabajo en laboratorio
a. Preparamos la muestra seca, pasando por la malla Nº 40 para obtener una muestra
representativa de 300 g.
b. La muestra es colocada en una vasija para después añadir agua en pequeña
cantidad.
c. Mesclar la muestra con una espátula hasta que el color sea uniforme y homogénea,
la consistencia de la pasta debe ser pegajosa
d. Se coloca una pequeña cantidad de masa húmeda en la parte central de la copa y se
nivela la superficie.
e. Luego se pasa el acanalador por el centro de la copa para cortar en dos la pasta del
suelo
Página 11
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
f. Poner en movimiento la cazuela con ayuda de la manivela y suministrar los golpes
que sean necesarios para cerrar la ranura en 12.7 mm.
g. Cuando se cierre la ranura en 1/2", registrar la cantidad de golpes y tomar una muestra
de la parte central para la determinación del contenido de humedad.
h. Este proceso se repite nuevamente con tres muestras, para lograr puntos a diferente
contenido de humedad.
2. Resultados de ensayos
N° t Wt Wt+Wm Wt+Wms N golpes Wm Wms %h
m-03 25.4 37.90 32.71 19 12.50 7.31 41.50
6 26.3 36.48 32.57 24 10.18 6.27 38.41
7 24.8 36.70 32.77 30 11.90 7.97 33.01
Página 12
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
IV. Procedimiento del ensayo de límite plástico.
El límite plástico es la humedad correspondiente en el cual el suelo se cuartea y quiebra al
formar pequeños rollitos o cilindros pequeños.
Conjuntamente con el límite líquido, el límite plástico es usado en la identificación y
clasificación de los suelos.
1. Trabajo en laboratorio
a) Se trabaja con el mismo material preparado para el limite liquido se toma
aproximadamente 20 g.
b) Luego se amasa el suelo y se deja que pierda humedad hasta una consistencia a la
cual pueda enrollarse sin que se pegue a las manos esparciéndolo y mezclándolo
continuamente sobre la placa de vidrio.
c) El rollito debe ser adelgazado en capa movimiento hasta que su diámetro sea de 3.2
mm (1/8 pulg).
37.7LIMITE LIQUIDO
30.00
32.00
34.00
36.00
38.00
40.00
42.00
44.00
0 5 10 15 20 25 30 35
LIMITE LIQUIDO
Página 13
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
d) La prueba continua hasta que el rollito empieza a rajarse y tiende a desmoronarse.
e) Una vez que se ha producido el límite plástico se debe colocar el rollito en un
recipiente de peso conocido y se pesa para determinar el contenido de humedad.
f) Seguidamente se vuelve a repetir la operación tomando otra porción de suelo.
g) El límite plástico es el promedio de ambas determinaciones.
2. Resultado de ensayos
N° t Wt Wt+Wm Wt+Wms Wm Wms %h prom
m-10 24.7 33.40 30.83 8.70 6.13 29.56
cv-2 25.4 35.24 33.10 9.84 7.70 21.72
11 23.9 33.84 32.02 9.94 8.12 18.35
23.21
23.21
LIMITE PLASTICO
Página 14
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
V. CONCLUSIONES Y SUGERENCIAS
Obtenido los resultados realizamos un cuadro comparativo.
Página 15
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
3 .- ENSAYO DE ABRASIÓN LOS ANGELES
Objetivos:
Su objetivo es analizar el desgaste del agregado grueso menor a 1 ½ ´´ pulg. (37.5 mm).
Conocer la norma peruana de agregados gruesos adecuados para su uso en
construcción.
Ser capaz de alterar los agregados de manera que sean resistentes y aptos para la
construcción civil.
Referencias:
Resistencia al desgaste de los agregados gruesos de tamaños menores de 37.5 mm (1
½´´mm) ASTM C-131.
Resistencia al desgaste de los agregados gruesos de tamaños mayores de 19 mm (3/4´´)
por medio de las máquinas de los ángeles ASTM C-535
Diseño de espesores Pavimento Asfáltico para calles y Carreteras. Ing. German Vivar
R. Estructuración de Vías terrestre. M. en I.C. Fernando Olivera Bustamante.
Equipo
Máquina de desgaste de los Ángeles
Tamices de los siguientes tamaños: 3”,2 ½”,2”,1 ½”,1”,3/4”, ½”,3/8”,1/4”, N°4, N°8.
Un tamiz N° 12 para el cálculo del desgaste
Esferas de acero de 46.38 a 47.63mm de diámetro de peso equivalente entre 390ª
445gr.
Horno capaz de mantener de 110-+ 5 °C
Balanza. Sensibilidad de 1.0 gr
Página 16
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
Exposición General:
La cantidad de material a ensayar y el número de esferas a incluir dependen de la
granulometría del agregado grueso. En la tabla siguiente se muestra el método a emplear, así
como la cantidad de material, numero de esferas, numero de revoluciones y tiempo de rotación,
para cada uno de ellos.
La gradación que se use deberá ser representativa de la gradación original del material
suministrando para la obra.
Procedimiento:
1. El material deberá ser lavado y secado en horno a una temperatura constante de 105-
110 °C, tamizado según las mallas que se indican y mezcladas en las cantidades del
método al que corresponden, según la tabla.
2. Pesar la muestra con precisión de 1 gr, para el caso de agregados gruesos hasta 1 ½” y
5 gr para agregados gruesos de tamaños mayores a ¾”.
3. Introducir la muestra con la carga abrasiva en la máquina de los Ángeles
Página 17
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
4. cerrar la abertura del cilindro con su tapa, ésta tapa posee empaquetadura que impide la
salida de polvo fijada por medio de pernos. Accionar la máquina, regulándose el número
de revoluciones adecuado según el método.
5. Finalizado el tiempo de rotación, se saca el agregado y se tamiza por la malla N° 12
6. El material retenido en el tamiz N° 12 se lava y se seca en horno, a una temperatura
contante entre 105°C pesar la muestra con precisión de 1gr.
Página 18
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
Cálculos:
W total de agregados seco= 5044.5gr
Malla Gr.
1” 1283.0
¾” 1256.4
½” 1253.3
3/8” 1251.8
Por lo cual se introducen 12 esferas de acero en las cuales se da 500 revoluciones.
Agregado retenido en la malla N°12= 2207.80gr
% desgaste = 56.23%
Conclusiones
El porcentaje de desgaste no cumple con los requisitos para sub base ya que para sub
base como máx. es el de 50%.
Por lo cual el material no brinda la resistencia al desgaste.
4.- EQUIVALENTE DE ARENA
OBJETIVO:
Viene motivado por la posible presencia de finos arcillosos en la arena que pueden afectar
negativamente tanto a la resistencia del hormigón como a su durabilidad. Nos da un índice
representativo de la proporción y características de los finos (arcillas, impurezas, etc.) que
contiene un suelo granular o un árido fino.
MATERIALES:
Agitador.
Página 19
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
Probeta graduada.
Muestra de 600 gr.
Varilla lastrada.
PROCEDIMIENTO:
Llenamos la probeta de agua (500 ml).
Vertemos contenido de muestra de arena.
Golpeamos parte inferior para
desalojar burbujas y humedecer muestra.
Dejamos reposar 10 minutos.
Agitamos la probeta.
Introducimos tubo irrigador al fondo de la muestra y ascendemos poco a poco. (permite
el ascenso del material fino atrapado)
Dejar reposar durante 20 minutos.
Realizamos las respectivas mediciones.
Página 20
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
CÀLCULO:
A=250ml.
B=155ml.
E.A=61.73 %
Por tanto: el tipo de suelo es arenoso, ya que según nuestro cuadro de resultados el E.A. es
mayor a 40%.
Página 21
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
5.- ENSAYO PROCTOR:
PROCEDIMIENTO:
1. Se secó y se pesó 20 kilos de agregado.
2. Tamizamos por la malla ¾’’, y la mezclamos para que pueda homogenizarse.
3. Recogemos 3 bolsas de 6 kilos aproximadamente. Embolsamos mezclando para
mantener su gradación. Pasamos a pesarlo.
4. En la fuente la vaciamos la primera muestra, y la agregamos una cantidad de agua
de 420ml (7% de agua).
Página 22
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
5. Mezclamos hasta lograr una muestra homogénea húmeda.
6. Armamos el molde proctor ajustando a su base. En ella echamos una capa de
muestra, apisonamos con el martillo de 44 kg, abarcando a toda área de la muestra.
7. De esta forma hasta compactar 5 capas, a 25 golpes cada capa.
8. Sacamos el collarín del proctor, la enrazamos la muestra sobresaliente, hasta
obtener un nivel horizontal. Luego la llevamos a pesar la muestra con el, molde.
Página 23
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
9. Luego desajustamos la base del molde, para sacar la muestra. De la parte media de
la muestra extraemos, una porción para hallar el contenido de humedad en una tara.
RESULTADOS:
1. CONTENIDO DE HUMEDAD:
DESCRIPCION MUESTRA
N°1 MUESTRA
N°2 MUESTRA
N°3
Cantidad de agua añadida 420 ml 480 ml 540ml
Peso de muestra húmeda + tara (gr) 192 173 174
Peso de tara(gr) 26.6 25.71 26.54
Peso de muestra húmeda(gr) 165.4 147.29 147.46
Peso de muestra seca + tara (gr) 175 156 156
Peso de muestra seca(gr) 148.4 130.29 129.46
Contenido de Humedad (%) 11.46 13.05 13.90
2. PESO ESPECIFICO:
𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 =𝑃𝑒𝑠𝑜 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑜 − 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜∗ 100
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜 =𝑊
𝑉
Página 24
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒:𝜋 ∗ (15 2)2
4 𝑥11 6 = 2116 𝑐𝑚
DESCRIPCION MUESTRA N°1 MUESTRA N°2 MUESTRA N°3
Peso de molde + muestra(gr) 10046 10200 10210
Peso de molde (gr) 5637 5637 5637
Peso de la muestra(gr) 4409 4563 4573
volumen del molde(gr) 2116 2116 2116
Peso específico húmedo(gr/cm3) 2.084 2.156 2.161
3. PESO ESPESIFICO SECO.
DESCRIPCION MUESTRA N°1 MUESTRA N°2 MUESTRA N°3
Peso de la muestra húmeda en molde (gr) 4409 4563 4573
Contenido de humedad (%) 11.46 13.05 13.90
Peso de muestra seca en molde (gr) 3955.837969 4036.345102 4014.787603
Peso específico seca(gr/cm3) 1.869 1.908 1.897
El contenido de humedad óptimo es:
11.6
15.2
𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒔𝒆𝒄𝒂 =𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒉ú𝒎𝒆𝒅𝒐
𝟏 +𝒘𝟏𝟎𝟎
Página 25
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
Para lo cual calculamos la cantidad de agua en mililitros:
Contenido humedad % de agua
13.05 8
13.4 x
13.9 9
Donde: 𝑥 = 9 − 0 5882 = 8 56 % → 𝑎𝑔𝑢𝑎 = 8 412 ∗ 6 ∗ 10 = 504 2 𝑚𝑙
5. ENSAYO DEL CBR
OBJETIVO
El objetivo del ensayo de CBR es establecer una relación entre el comportamiento de los
suelos principalmente utilizados como sub. base bajo el pavimento de carreteras, determinando
la relación entre el valor de CBR y la densidad seca que se alcanza en el campo.
ENSAYO DE C.B.R.
El número CBR se obtiene como la relación de la carga unitaria en Kg. /cm2 (libras por
pulgadas cuadrada, (psi)) necesaria para lograr una cierta profundidad de penetración del pistón
(con un área de 19.4 centímetros cuadrados) dentro de la muestra compactada de suelo a un
contenido de humedad y densidad dadas con respecto a la carga unitaria patrón requerida para
Página 26
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
obtener la misma profundidad de penetración en una muestra estándar de material triturado, en
ecuación, esto se expresa:
𝐶𝐵𝑅 = 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑛𝑠𝑎𝑦𝑜
𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑎𝑡𝑟𝑜𝑛 𝑥 100
Carga unitaria de ensayo: en lib/pulg2
Carga unitaria del patrón: 1000 lib/ pulg
Los valores de carga unitaria que deben utilizarse en la ecuación son
EQUIPO EMPLEADO
1. SELECCIÓN DEL MÉTODO DE PRÓCTO
Se determina la humedad óptima y la densidad máxima por medio del ensayo de
compactación elegido. Se compacta un número suficiente de especímenes con
variación en su contenido de agua, con el fin de establecer definitivamente la
humedad óptima y el peso unitario máximo.
El ensayo del CBR se trabaja con la humedad óptima del proctor estándar que es
de 13.4% equivalentes un 504.0 ml.
2. OBTENCION DEL OCH Y LA MDS
Un molde, de diámetro 101.6 mm y volumen de 936.6 cm3. Este molde va unido a
una placa de base y una extensión en la parte superior
Un pisón mecánico, según las normas tiene un peso de 44.5 N y una altura de caída
de 457.2mm.
Una bandeja
Taras
Balanza
3. COMPACTACIÓN DE MOLDES
Disco espaciador
Moldes
Pisón mecánico
Una bandeja
Taras
Balanza
Papel filtro
Prensa de Ensayo
Cargas
Pistón de penetración
Aparato para medir expansión
Página 27
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
PROCEDIMIENTO
1. Muestras
Obtener tres muestras de ensayo seco pasados por la malla Nª 3/4” representativas cada
una de 6.00Kg. y mezclar homogéneamente con la cantidad de 540 ml de agua, cada
muestra.
Conocida la humedad natural del suelo, se le añade la cantidad de agua que le falte para
alcanzar la humedad fijada para el ensayo, generalmente la óptima determinada según
el ensayo de compactación elegido y se mezcla íntimamente con la muestra.
Página 28
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
2. Elaboración de especímenes.Se pesa el molde con su base, se coloca el collar y el
disco espaciador y, sobre éste, un disco de papel de filtro grueso del mismo diámetro.
Una vez preparado el molde, se compacta el espécimen en su interior, aplicando un
sistema dinámico de compactación (ensayos mencionados, ídem Proctor Estándar o
Modificado), pero utilizando en cada molde la proporción de agua y la energía (número
de capas y de golpes en cada capa) necesarias para que el suelo quede con la humedad
y densidad deseadas. Utilizar 03 moldes, la prueba se efectúa dando (56, 25 y 12) golpes
en cada molde respectivamente en 05 capas.
Terminada la compactación, se quita el collar y se enrasa el espécimen por medio de un
enrasador o cuchillo de hoja resistente y bien recta. Cualquier depresión producida al
eliminar partículas gruesas durante el enrase, se rellenará con material sobrante sin
gruesos, comprimiéndolo con la espátula.
Si el espécimen se va a sumergir, se toma una porción de material, entre 100 y 500g
(según sea fino o tenga grava) al final de la compactación con las porciones sobrantes
del espécimen enrasado y se determina la humedad del Suelo compactado.
Se desmonta el molde y se vuelve a montar invertido, sin disco espaciador, colocando un
papel filtro entre el molde y la base. Se pesa.
Este procedimiento se hará con cada uno de los tres moldes (56, 25 y 12 golpes)
respectivamente.
Página 29
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
3.- Inmersión
Determinar la densidad de la muestra antes de la inmersión, dividiendo la masa de suelo
compactado por la capacidad volumétrica del molde (v).
)/(............ 3cmgv
MMUESTRA
Si la muestra va a ser sometida a inmersión, colocar el molde con las cargas en agua,
permitiendo el libre acceso del agua a la parte superior e inferior de la probeta. Tomar
mediciones iníciales para la expansión o asentamiento y dejar la probeta en remojo
durante 96 hrs. Mantener la muestra sumergida a un nivel de agua constante durante este
periodo.
Al término del periodo de inmersión tomar las mediciones finales de la expansión y
calcularla como un porcentaje de la altura inicial de la probeta.
Página 30
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
4.116
expexp%
ansiónancion
Expansión en mm
Sacar el agua libre dejando drenar la probeta a través de las perforaciones de la placa
base durante 15 min. Cuidar de no alterar la superficie de la probeta mientras se saca el
agua superficial.
Retira las cargas y la placa base perforada, pesar el molde con el suelo. Restar la masa
del molde determinando la masa del suelo compactado después de la inmersión (Mi).
Obtener la densidad correspondiente, dividiendo la masa de suelo compactado por la
capacidad volumétrica del molde (v):
V
Mii
Página 31
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
4.- Penetración
Colocar sobre la probeta, la cantidad suficiente de cargas para producir una sobrecarga
igual a la ejercida por el material de base y el pavimento, redondeando a múltiplos de
2.27 kg y que en ningún caso debe ser menor que 4.54 kg. Si la probeta ha sido
previamente sumergida, la sobrecarga debe ser igual a la aplicada durante el periodo de
inmersión.
Para evitar el solevantamiento del suelo en la cavidad de la carga ranuradas se coloca
en primer lugar la carga anular sobre la superficie del suelo, antes de apoyar el pistón de
penetración, y después se colocan las cargas restantes.
Apoyar el pistón de penetración con la carga mas pequeña posible, la cual no debe
exceder en ningún caso 45 N (4.5 Kgf). Colocar los calibres de tensión y deformación en
cero.
Esta carga inicial se necesita para asegurar un apoyo satisfactorio del pistón y debe
considerarse como carga cero para la determinación de la relación carga-penetración.
Aplicar la carga del pistón de penetración de manera que la velocidad de penetración
sea 1.25 (mm/min) en aquellos suelos donde se demuestre a través de ensayos
comparativos que el cambio de velocidad no altera los resultados del ensayo.
Anotar las cargas para las penetraciones mostradas en la tabla.
Página 32
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
DATOS OBTENIDOS DE LOS ENSAYOS
ENSAYO INICIAL DE CONTENIDO DE HUMEDAD DEL CBR ANTES DE HABER SUMERGIDO AL AGUA
peso de la tara + muestra húmeda (gr)
peso de la tara ( gr)
peso húmedo de muestra (gr)
numero de tara (gr)
numero de molde
numero de golpes
MUESTRA 1
186 27 159 5 N° 16 56 golpes
MUESTRA 2
184 27.74 156.26 10 N° 7 25 golpes
MUESTRA 3
175 26.72 148.28 8 11 12 golpes
ENSAYO FINAL DE CONTENIDO DE HUMEDAD DEL CBR DESPUES DE HABER SUMERGIDO AL AGUA
Página 33
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
peso de la tara + muestra húmeda (gr) peso de la
tara ( gr)
peso hum.de la muestra ( gr)
numero de tara (gr)
numero de molde numero de
golpes
MUESTRA 1
150 33.63 116.37
3 N° 16
56 golpes
MUESTRA 2
146 22.76 123.24
2 N° 7
25 golpes
MUESTRA 3
141 32.54 108.46
16 N° 11
12 golpes
REGISTRO DE PESOS DE CADA UNO DE LAS MUESTRAS ANTES DE SUMERGIR AL AGUA
cantidad de agua optima 8.412%
peso del molde + muestra ( gr)
peso del molde (gr)
numero de molde
numero de golpes
MUESTRA 1
504.72ml 11793 7205 N° 16 56 golpes
MUESTRA 2
504.72ml 11650 7221 N° 7 25 golpes
MUESTRA 3
504.72ml 11548 7243 11 12 golpes
REGISTRO DE PESO SATURADO DE CADA UNO DE LAS MUESTRAS DESPUES DE ESTAR SUMERGIDO EN EL AGUA DURANTE TRES DIAS
peso del molde + muestra húmeda ( gr)
peso del molde (gr)
numero de molde
numero de golpes
MUESTRA 1
11928 7205 N° 16 56 golpes
MUESTRA 2
11699 7221 N° 7 25 golpes
MUESTRA 3
11646 7243 N°11 12 golpes
Página 34
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
MEDICION DE LECTURA DE EXPANSIÓN DEL PRIMER DIA
numero de molde
numero de golpes
Expiación (DIAL) mm
MUESTRA 1 N° 16 56 golpes 0.017
MUESTRA 2 N° 7 25 golpes 0.024
MUESTRA 3 11 12 golpes 0.027
MEDICION DE LECTURA DE EXPANSIÓN DEL SEGUNDO DIA
numero de molde
numero de golpes
Expiación (DIAL) mm
MUESTRA 1 N° 16 56 golpes 0.018
MUESTRA 2 N° 7 25 golpes 0.027
MUESTRA 3 11 12 golpes 0.03
MEDICION DE LECTURA DE EXPANSIÓN DEL TERCER DIA
ENSAYO DE PENETRACION MOLDE DE 56 GOLPES
área del pisón 7.64 pulg2
MUESTRA 1
numero de molde
numero de golpes
N° 16 56 golpes
numero de molde
numero de golpes
Expiación (DIAL)
MUESTRA 1 N° 16 56 golpes 0.018
MUESTRA 2 N° 7 25 golpes 0.0282
MUESTRA 3 11 12 golpes 0.031
Página 35
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
LECTURA DIAL PULG. LECTURA DE
FUERFA (KN)
LECTURA DE FUERZA (libras)
ESFUERZO DEL ENSAYO EN lib/pulg *98
0.025 0.001 0.2 2.9
0.05 0.001 0.2 2.9
0.075 0.002 0.4 4.9
0.1 0.002 0.4 4.9
0.15 0.004 0.9 11.0
0.2 0.014 3.1 37.0
0.25 0.02 4.5 53.0
0.3 0.025 5.6 66.0
0.4 0.033 7.4 87.0
0.5 0.038 8.5 100.0
ENSAYO DE PENETRACION MOLDE DE 25 GOLPES
MUESTRA 2
numero de molde
numero de golpes
N° 7 25 golpes
LECTURA DIAL pulg
LECTURA DE FUERFA (KN)
LECTURA DE FUERZA (libras)
ESFUERZO DEL ENSAYO EN lib/pulg2 *98
0.025 0.004 0.899 11.020
0.05 0.009 2.023 23.900
0.075 0.015 3.372 39.100
0.1 0.018 4.047 47.100
0.15 0.025 5.620 65.900
0.2 0.029 6.519 66.115
0.25 0.033 7.419 87.000
0.3 0.036 8.093 95.161
0.4 0.042 9.442 110.120
0.5 0.045 10.116 118.200
Página 36
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
ENSAYO DE PENETRACION MOLDE DE 12 GOLPES
MUESTRA 3
numero de molde
numero de golpes
N° 7 25 golpes
LECTURA DIAL LECTURA DE
FUERFA (KN)
LECTURA DE FUERZA (libras)
ESFUERZO DEL ENSAYO EN lib/pulg2* 98
0.025 0.002 0.450 5.000
0.05 0.003 0.674 8.000
0.075 0.006 1.349 16.000
0.1 0.008 1.798 21.000
0.15 0.014 3.147 37.000
0.2 0.019 4.271 50.000
0.25 0.023 5.171 60.000
0.3 0.026 5.845 68.000
0.4 0.031 6.969 81.000
0.5 0.035 7.868 92.000
CALCULOS Y RESULTADOS
RESULTADOS DE CONTENIDO DE HUMEDAD ANTES DE HABER SUMERGIDO AL AGUA
W%= (Wagua /wseco)*100
peso de la tara + muestra seca (gr) peso de la tara
( gr)
peso seco de
la muestra
(gr) W% DE
HUMEDAD
numero de tara (gr)
numero de molde
numero de golpes
MUESTRA 1
169 27 142 11.97 5 N° 16 56 golpes
MUESTRA 2
166 27.74 138.26 13.02 10 N° 7 25 golpes
MUESTRA 3
158 26.72 131.28 12.95 8 11 12 golpes
Página 37
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
RESULTADO FINAL DE CONTENIDO DE HUMEDAD DEL CBR DESPUES DE HABER SUMERGIDO AL AGUA
peso de la tara + muestra seca (gr)
peso de la tara ( gr)
peso seco de la muestra ( gr)
W% DE HUMEDAD
mumero de tara (gr)
numero de molde
numero de golpes
MUESTRA 1
128 33.63 94.37 23.31 3 N° 16
56 golpes
MUESTRA 2
131 22.76 108.24 13.86 2 N° 7
25 golpes
MUESTRA 3
126 32.54 93.46 16.05 16 11
12 golpes
CALCULO DE LA DENSIDAD SECA Y HUMEDA DE LAS MUESTRAS ANTES DE SUMERGIR AL AGUA
cantidad de agua optima 8.412%
peso del molde + muestra ( gr)
peso del molde (gr)
numero de molde
numero de golpes
W% DE HUMEDAD
MUESTRA 1
504.72ml 11793 7205 N° 16 56 golpes 11.97
MUESTRA 2
504.72ml 11650 7221 N° 7 25 golpes 13.02
MUESTRA 3
504.72ml 11548 7243 11 12 golpes 12.95
den húmeda densidad seca MUESTRA
2.168 1.94 gr/cm3 muestra 1
2.093 1.85 gr/cm3 muestra 2
2.034 1.80 gr/cm3 muestra 3
CALCULO DE LA DENSIDAD SECA Y HUMEDA DE LAS MUESTRAS DESPUES DE SUMERGIR AL AGUA
peso del molde + muestra húmeda ( gr)
peso del molde (gr)
numero de molde
numero de golpes
W% DE HUMEDAD
MUESTRA 1 11928 7205 N° 16 56 golpes
23.31
MUESTRA 2 11699 7221 N° 7 25 golpes
13.86
MUESTRA 3 11646 7243
N°11
12 golpes 16.05
Página 38
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
den húmeda
densidad seca MUESTRA
2.232 1.81 gr/cm3 muestra 1
2.116 1.86 gr/cm3 muestra 2
2.081 1.79 gr/cm3 muestra 3
RESUMEN DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS
Página 39
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
Página 40
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
GRAFICO DEL CBR
Para graficar el CBR de cada muestra se opta la máxima densidad seca antes de sumergir al agua.
Dens. Max. = 1.94 gr/ cm3
Se tomara el esfuerzo del patrón= 1000 lib/ pulg2
Cada grafico de las muestras se interseca a 0.1 pulg. Del dial
El 95% del CBR también se analiza con la densidad máx.
Grafica de penetración del CBR muestra 1 (56 golpes)
Grafica de penetración del CBR muestra 2 (25 golpes)
Página 41
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
𝐶𝐵𝑅 =67
1000𝑥 100 = 6 %
𝐶𝐵𝑅 = 5
1000𝑥 100 = 5%
Página 42
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
Grafica de penetración del CBR muestra 3 (13 golpes)
𝐶𝐵𝑅 =20
1000𝑥 100 = 2%
Página 43
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
Resumen final del grafico
CONCLUSIONES:
Según el CBR obtenido al 95% es de 6.65% no es apto para el uso de una BUB. BASE según el
cuadro de rangos de una pavimentación. De tal manera se tiene que mejorar o cambiar el
material ya que el % mínimo para una sub base es de 20% - 50%
Página 44
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
Página 45
ENSAYO DE BCBR PARA SUBASE ASIGNATURA : PAVIMENTOS TEMA : ESTUDIO DE CBR DOCENTE : ING. JOHNY BENDEZU ACERO
CONCLUSIONES:
La granulometría muestra mayor cantidad de gravas y mínima cantidad de finos respecto
a los usos establecidos, no hay una buena gradación.
El porcentaje de desgaste es de 66.23%, lo que indica que no hay una buena resistencia
de soporte a los esfuerzos, siendo este material no apto para diseño de pavimentos.
La equivalencia de arena mayor a 40% lo que indica que el suelo presenta mayor cantidad
de arenas.
Según el CBR obtenido al 95% es de 6.65% no es apto para el uso de una BUB. BASE
según el cuadro de rangos de una pavimentación. De tal manera se tiene que mejorar o
cambiar el material ya que el % mínimo para una sub base es de 20% - 50%.
SUGERENCIAS:
De acuerdo a los resultados del ensayo CBR nos indica q para el diseño de sub base
no es apto, por el cual para nuestra sub base se cambiar por otro material.
La muestra se puede utilizar en diseño de sub rasante con una previa estabilización
consistente con aplicación de cemento, cal.
Contenido de humedad:13.4
Recommended