Este documento presenta la guía de práctica de laboratorio para realizar la prueba de penetración dinámica con cono (DCP) en el laboratorio de ensayos de materiales. La prueba DCP mide la densidad y compactación de subbases y bases de pavimentos in situ mediante la correlación de los valores obtenidos con los de resistencia CBR en laboratorio. Se explica el procedimiento de la prueba, los cálculos para estimar CBR a partir de los valores DCP, y se concluye presentando la relación utilizada para estimar los valores

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GUÍA DE PRACTICAS DE LABORATORIO
ELABORADO POR:
DOCENTE RESPONSABLE
APROBADO POR:
COORDINADOR ÁREA DE CONOCIMIENTO
FIRMA: FIRMA:
FECHA: FECHA:
CARRERA: INGENIERIA CIVIL
ASIGNATURA: PAVIMENTOS
PROFESOR: ING. HUGO BONIFAZ

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HISTÓRICO DE MODIFICACIONES
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1 JUNIO 2014 TODAS CREACIÓN DEL REGISTRO

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PRACTICA No: 17
TEMA: ENSAYO DCP (CONO DE PENETRACIÓN DINÁMICA)
NORMA: ASTM D 6951-03
OBJETIVO: Determinar la densidad y compactación de las sub-rasantes y sub-bases de los
pavimentos in situ, y obtener correlaciones de estos valores con los obtenidos en laboratorio
para llevar un control de calidad del pavimento.
MARCO TEÓRICO:
Por muchos años, algunos ensayos de penetración, tales como DCP, DPA y STP, han sido
usados para determinar los valores de CBR de sub-rasantes o de capas de pavimentos
existentes sin necesidad de excavación de pozos a cielo abierto. Su capacidad para suprimir los
pozos a cielo abierto es la gran ventaja de estos ensayos de tal manera que es posible reducir
los costos y minimizar las perturbaciones en el tránsito. Prácticamente estos ensayos pueden
ser denominados ensayos SEMI NO DESTRUCTIVOS (Semi-NDT).
Es importante enfatizar que el ensayo DCP permite determinar el valor del CBR en sitio de
materiales para cualquier rango de resistencia pero con una profundidad límite de 800 mm.
La ecuación israelita de transformación a partir de los valores DCP a CBR, es ligeramente
diferente de la presentada en la literatura técnica y su expresión es (Livneh, 1987, Livneh e
Ishai, 1987):
5.1
(logDCP)71.020.2logCBR  (1)
Donde:
 DCP es la relación entre la profundidad de la penetración en milímetros y el
número de golpes requerido para alcanzar tal penetración
 CBR es el CBR del material en % a la profundidad de la penetración del DCP
Una comparación de dichas expresiones y otras expresiones presentadas en la literatura
técnica se muestran en Livneh (1987a y 1987b). Esta comparación indica la razonable validez
de la ecuación (1). Recientemente, sin embargo, una correlación adicional se ha obtenido a
partir de los estudios de campo y de laboratorio que han sido pre-publicados y garantizados.
Esta correlación es (Harrison, 1987):
(logDCP)32.181.2logCBR  (2)
La tabla 1 presenta las comparaciones requeridas para un número de valores típicos de DCP.
TABLA 1
Comparación de valores calculados CBR
DCP
(mm/golpe)
CBR en % de acuerdo a la ecuación Nº
(1) (2)
100 1.6 1.5
50 4.2 3.7
25 10.6 9.2
15 19.7 18.1
10 30.9 30.9
5 61.0 77.2
1 158.5 845.7*

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La tabla 1 indica que la Eq. (1) encabeza los valores de CBR los cuales son aproximadamente 15
% más altos que algunos obtenidos por la Ec. (2), para valores de DCP de aproximadamente 15
mm/golpe y más altos. Este incremento se genera a partir del hecho que el ángulo de la cabeza
del cono es 30º en el ensayo que muestra la Ec. (1) y con 60º en el ensayo que muestra la Ec.
(2). La diferencia entre estos dos penetrómetros se ha obtenido en una investigación especial
diseñada para determinarlo (Kleyn, 1975), los trazos fueron realmente similares.
Adicionalmente, es importante anotar que la ventaja de la Ec. (1) se presenta en un rango más
bajo de valores de DCP, donde los valores calculados a través de esta ecuación son más
plausibles que los calculados mediante la Ec. (2).
- PARTE EXPERIMENTAL:
- MATERIALES, EQUIPOS E INSUMOS.
Materiales y equipos cantidad insumos cantidad
DCP de 8 kg
Herramientas para ensamblaje del DCP
Aceite lubricante
Herramienta para sacar roscas
Barra de medición graduada
Taladro de percusión, o aparato saca-
núcleos
Bomba de vacío
Mazo de masa dual
1
-
1
1
1
1
1
1
PROCEDIMIENTO
1. Remover la superficie bituminosa de la vecindad del punto de ensayo.
2. Luego de ensamblar el aparato, se debe registrar la lectura cero del instrumento, esto se
logra sosteniendo el Cono de Penetración Dinámica en la superficie del pavimento,
verificando que esté en posición vertical e ingresando la lectura cero en las hojas de
registro de la investigación.

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3. Se inicia el ensayo desde la parte superior de la capa de base. El instrumento se debe
sostener en posición vertical. Se procede a elevar cuidadosamente el peso hasta la manilla
pero sin levantar el instrumento. Luego, dejar caer libremente el peso. Si durante el
ensayo, el Cono de Penetración Dinámica se desplaza de la vertical, no se debe intentar
corregir esto, ya que el contacto entre el extremo inferior de la varilla y el borde del orificio
va a producir resultados erróneos.
Consideraciones:
 Se recomienda que se tomen lecturas a incrementos de penetración de 10 milímetros;
sin embargo, es más sencillo tomar una lectura luego de un número dado de golpes.
Para esto, se deberá cambiar el número de golpes entre lecturas de acuerdo a la capa
que se está penetrando. Para bases de buena calidad, realizar las lecturas cada 5 o 10
golpes es normalmente satisfactorio, pero para sub-rasantes y sub-bases débiles es
más apropiado tomar lecturas cada 1 o 2 golpes. No existe mayor ventaja al tomar
muchas lecturas, sin embargo, si las lecturas se toman demasiado espaciadas, algunos
puntos débiles se podrían omitir y va a ser más difícil identificar los límites exactos
entre capas.
 El análisis del ensayo del Cono de Penetración Dinámica, está basado en un esquema
gráfico de penetración en función del número acumulado de golpes aplicados.
 En la construcción de un pavimento, cada capa se va a representar por una penetración
en función de una línea de golpes de pendiente constante. Los límites de capas se
pueden identificar generalmente por un cambio de pendiente de esta línea.
 Además, algunos investigadores han producido relaciones que indican el CBR del sitio
como una función de la pendiente de la línea (mm/golpes). Esto permite obtener una
aproximación del CBR de las capas individuales del pavimento.

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CÁLCULOS
Para obtener la relación entre los datos obtenidos con DCP con CBR se debe utilizar la
siguiente tabla:
La correlación entre la penetración por golpe (DCP) del cuadro 2 se deriva de la ecuación
CBR= 292/DCP1.12
recomendada por el cuerpo de ingenieros de la armada de los Estados Unidos. Esta
ecuación es utilizada para todo los suelos, exceptuando los suelos arcillosos de baja
plasticidad (CL) con CBR por debajo de 10 y los suelos CH. Para este tipo de suelos, las
siguientes ecuaciones son recomendadas por el cuerpo de ingenieros de la armada de los Estados
Unidos:
CBR de suelos CL < 10: CBR= 1/ (0.017019 x DCP)2
Suelos CH: CBR = 1/0.002871 x DCP
RESULTADOS
La relación utilizada para estimar los valores del CBR in situ debe ser incluida.