AP- 010. Índice C.B.R. de un Suelo. Sin Inmersión. Ámbito de Suelos

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Descripción del Ensayo

El ensayo tiene como objetivo determinar la capacidad portante de un suelo en función de su estado, densidad y humedad, así como de la sobrecarga que se le aplique.

El Ensayo C.B.R. (California Bearing Ratio) se puede llevar a cabo sobre un suelo compacto en laboratorio o bien sobre muestras inalteradas de un determinado terreno. Una vez preparadas las muestras, éstas pueden ser sometidas a inundación de agua o ensayarlas sin inmersión.

La metodología que se expone en los siguientes puntos, corresponde a muestras compactadas en un laboratorio ensayadas sin inmersión.

Cómo se Hace

Debe haberse determinado la densidad máxima y la humedad óptima de suelo mediante el ensayo de Próctor Modificado.

Si la muestra está excesivamente húmeda, se dejará secar al aire, o en estufa, a temperatura inferior a 60ºC.

Se pasa la muestra por el tamiz 20 mm y se determina el porcentaje de masa retenida. Si éste es superior al 10%, se sustituye la parte retenida por material de tamaño de entre 20 y 5 mm. En el caso de que la fracción de material retenida por el tamiz de 20 mm supere el 30% de la muestra o existan partículas de tamaño superior a 50 mm, el ensayo no es adecuado para este tipo de suelo.

Una vez preparada la muestra y determinada su humedad, se aplica la cantidad de agua necesaria hasta llegar a la óptima. En un molde de dimensiones normalizadas, se introduce la muestra de suelo en cinco capas del mismo espesor, compactándose cada una de ellas con 15 golpes de un mazo de 4,535 kg que cae libremente a una altura de 457 mm.

Se repite el proceso con otros dos moldes compactándolos con 30 y 60 golpes respectivamente para cada una de las cinco capas.

Enrasados los moldes, una vez ya girados y extraída la base, se coloca, encima de la probeta, una sobrecarga anular de 2,25 kg y se lleva el conjunto a la prensa. Puede lastrarse la muestra con una carga equivalente a la esperada en obra.

La prensa se compone de un pistón metálico de 49,6 mm de diámetro y un sistema de medida de deformación.

Se aplica la carga sobre el pistón a una velocidad de penetración uniforme de 1,2 mm/min. Se anotan las lecturas de carga correspondientes a los valores de penetración en mm: 0,25, 0,50, 0,75, 1,00, 1,50, 2,00, 2,50, 3,00, 4,00, 5,00, 7,50, 10,00 y 12,50.

Una vez acabada la operación, se retira el molde de la prensa, se desmonta y se extrae, de la zona próxima a la penetración, una muestra de sol para determinar la humedad final de la muestra.

Si designamos Q como la fuerza total expresada en kN o en kP por las penetraciones correspondientes a 2,50 mm y 5,00 mm, el índice C.B.R. se calcula en conformidad al cuadro siguiente, para cada uno de los tres moldes preparados:

Penetración en mm.	CBR	CBR
. . . . .	Q en KN	Q en KP
2,50	7,57 x Q	0,0742 x Q
5,00	5 x Q	0,0490 x Q

Se elige como índice C.B.R de la muestra ensayada, el mayor de estos valores.

Cómo se expresan:

El índice C.B.R. es un número sin unidad. En un gráfico se representan las densidades secas en el eje de las ordenadas y sus respectivos índices C.B.R, en el de las abcisas.

Normas de Referencia o Relacionadas

UNE 103-502-94, NLT-111/78, ASTM D 1883 73, BS 1377:1990

Utilidad del Ensayo

La realización del ensayo resulta imprescindible siempre que se quiera conocer la capacidad portante de un terreno natural, o de bases de zahorra natural o artificial, ya que el resultado condiciona el tipo de firme o solución constructiva a adoptar en función del tipo de tráfico o uso que tendrá el pavimento.

Cuándo Hacerlo

Siempre antes de aceptar una determinada zahorra natural y determinados tipos de suelos para terraplenes (tolerables, adecuados o seleccionados).

Precauciones

Hay que asegurarse que la muestra que se envíe para hacer el ensayo corresponda a la tipología del material a compactar. Cada tipo de zahorra tiene distintas características y por consiguiente, valores variables de densidad seca y humedad óptima. Si durante el transcurso de las operaciones de compactación se observan diferencias en el aspecto, o hay un cambio de material, de proveedor, o de cantera, se deberá proceder a un nuevo ensayo Próctor para disponer de valores de referencia de compactación acordes al tipo de material que se está manejando.

Muestra

La muestra mínima para llevar a cabo un ensayo de Próctor Modificado es de 35 kg de material.

Exigencias

El nivel de exigencia de valor de índice C.B.R., ligado al nivel de compactación, es en función del tipo de material y de la situación del mismo. Por lo tanto, en el caso de terraplenes se exige en coronaciones valores de C.B.R. > 5 en suelos adecuados y seleccionados; en el caso de cimentación y núcleos de terraplenes (suelos tolerables, adecuados o seleccionados) el índice debe ser superior a 3.

Las explanadas, que se clasifican en tres categorías capaces de responder a las solicitaciones de determinados tipos de tráfico, tienen los siguientes grados de exigencia definidos por su C.B.R.

E1: 5 < C.B.R.< 10
E2: 10 > C.B.R. < 20
E3: C.B.R. >20

Las zahorras naturales tendrán una capacidad portante (C.B.R) no inferior a 20.

Se usará también el índice C.B.R como parámetro evaluador de soluciones de suelos utilizados con cemento o cal a 7 días de edad.