Este documento describe dos métodos para evaluar las propiedades de los suelos y materiales granulares usados en la construcción de pavimentos: la relación de soporte de California (CBR) y el penetrómetro dinámico de cono (PDC). El CBR mide indirectamente la resistencia al corte mediante la penetración de un pistón bajo sobrecarga, mientras que el PDC evalúa la resistencia in situ aplicando una carga vertical dinámica. El documento explica los procedimientos de cada prueba y cómo se pueden estimar parámetros como

1. Universidad Nacional de Colombia
Sede Manizales
Facultad de Ingeniería y Arquitectura
Departamento de Ingeniería Civil
Pavimentos. Profesor: Luis Ricardo Vásquez Varela, M.Sc.
Perfil y propiedades.
California Bearing Ratio (CBR) & Penetrómetro
Dinámico de Cono (PDC).
Referencias:
• Principles of Pavement Design (Yoder & Witczak, 1975).
• Especificaciones Generales de Construcción de Carreteras y Normas
de Ensayo (INVÍAS, 2013)
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2. CALIFORNIA BEARING RATIO.
(RELACIÓN DE SOPORTE DE CALIFORNIA O VALOR RELATIVO DE SOPORTE).
ASTM D1883 – 07e2 Standard Test Method for CBR (California Bearing Ratio) of Laboratory-Compacted Soils.
ASTM D4429 – 09a Standard Test Method for CBR (California Bearing Ratio) of Soils in Place.
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3. California Bearing Ratio.
• Medida indirecta de la resistencia al
corte causado por la penetración de
un pistón, en condición sin drenaje,
en suelos de subrasante y materiales
granulares.
• El ensayo fue desarrollado por Omer
James Porter en California (USA) en la
década de 1920.
• Se suele emplear en materiales con
tamaño máximo de 19 mm.
• Fases del ensayo:
– Inmersión de 4 días para alcanzar la
condición crítica de humedad.
– Penetración de la muestra con un pistón
metálico.
– Es posible hacer una penetración antes
del periodo de inmersión y una después
del mismo para comparación.
• En ambas fases del ensayo se
emplean sobrecargas que
representan el confinamiento debido
al peso del pavimento.
– El peso por defecto son 10 libras-fuerza,
aunque debería seleccionarse un valor
que represente el pavimento por
construir.
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4. LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 413/03/2017
Marco de carga.
Molde y sobrecargas.
Trípode con dial de medida de la expansión durante el
periodo de inmersión.

5. 13/03/2017 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 5

6. LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 6
Pistón
estándar
Pistón de penetración.
Diámetro = 49.6 mm (1.95”).
Área = 3 in².
152.4 mm
6”
177.8mm
7”
Transductor
para medir la
carga aplicada
Transductor
para medir la
penetración
Pesas anulares
Muestra
Molde
estandarizado
Presión(psi)=Carga(lb.)/3plg² 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
Penetración (pulgadas)
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Velocidad de penetración = 0.05 plg. / min.
Tiempo de ensayo = 10 minutos.

7. • Carga corregida para 0.1 in. = 460 lb.
– Presión: 460 lb / 3 in² = 153 psi.
– CBR = 153 psi / 1,000 psi * 100%
– CBR = 15%
• Carga corregida para 0.2 in = 680 lb.
– Presión: 680 lb. / 3 in² = 227 psi.
– CBR = 227 psi / 1,500 psi * 100%
– CBR = 15%
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0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50
Carga(lb.)
Penetración (pulgadas)
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Penetración
(in)
Presión de referencia (psi) para un
material triturado de alta calidad
(Yoder & Witczak, 1975)
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0
1000
1500
1900
2300
2600

8. Tipos de muestra para el ensayo de
CBR.
En laboratorio.
• Se preparan muestras con diferentes
humedades y energías de
compactación con la metodología
Proctor.
– Mapa de la relación peso unitario –
humedad – resistencia.
– Evaluación del CBR en depósitos
sedimentarios.
• Se obtienen muestras “inalteradas” in
situ para preservar la humedad y la
estructura del suelo, por ejemplo, en
suelos residuales.
En campo.
• Se traslada el equipo de penetración al
campo.
– Pistón de penetración.
– Diales de medida.
– Sobrecargas anulares.
• Aspectos importantes de este ensayo:
– Evalúa el CBR con la humedad in situ.
– La extensión lateral del material define un
comportamiento diferente al del molde.
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9. LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 9
Relación densidad seca – humedad – CBR en un suelo arcillo –
arenoso.
Relación densidad seca – humedad – CBR en un suelo arcillo –
areno - gravoso.
Humedad (%)
Humedad (%)
Densidadseca(Mg/cm³)
Densidadseca(lb/ft³)
CBR (%)
Compactación
liviana
Compactación
pesada
Compactación intermedia
Porcentajedecompactaciónrelativa(martillode4.5kg.)
(Mg/cm³)
Compactación
con martillo de
4.5 kg.
Compactación
con martillo de
2.5 kg.
Líneas de igual valor de
CBR (%)
Compactación
Compactación con
martillo vibratorio
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Estudio de suelos sedimentarios en
laboratorio.

10. 13/03/2017 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 10
Obtención de un molde de suelo
“inalterado” para CBR de laboratorio.

11. 13/03/2017 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 11
Subrasante
1. Excavación hasta la fundación.

12. 13/03/2017 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 12
Subrasante
2. Hinca del molde de CBR.
1. Excavación hasta la fundación.

13. 13/03/2017 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 13
Subrasante
1. Excavación hasta la fundación.
2. Hinca del molde de CBR.
3. Excavación del suelo alrededor del molde.

14. 13/03/2017 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 14
Subrasante
1. Excavación hasta la fundación.
2. Hinca del molde de CBR.
3. Excavación del suelo alrededor del molde.
4. Recuperación y transporte de la muestra.

15. Realización de un ensayo de CBR in situ.
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16. PENETRÓMETRO DINÁMICO DE CONO
(DYNAMIC CONE PENETROMETER).
ASTM D6951 / D6951M - 09 Standard Test Method for Use of the Dynamic Cone Penetrometer
in Shallow Pavement Applications.
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17. Penetrómetro Dinámico de Cono.
• Método de ensayo para establecer la
resistencia in situ de suelos inalterados o
materiales compactados.
• La tasa de penetración del PDC de 8 kgf se
puede emplear para estimar el CBR, el
espesor y la resistencia al corte de un estrato
así como otras propiedades del material.
• Este método aplica la carga de forma vertical,
por lo cual solo se puede emplear en
pavimentos o losas de piso.
• El ensayo permite evaluar hasta 1,000
milímetros por debajo de la superficie; es
posible emplear barras de extensión pero se
altera la validez de las correlaciones
existentes por el cambio de inercia y el
incremento en la fricción lateral.
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http://www.pavementinteractive.org/wp-content/uploads/2008/03/MdotGuywithDCPT.jpg

18. 13/03/2017 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 18

19. Relación CBR – PDC (mm/golpe).
(ASTM D6951-09 / INVÍAS E-172-13).
ASTM D6951-09
• Para todos los suelos, menos CL
con CBR < 10 y CH:
• Para suelos CL con CBR < 10:
• Para suelos CH:
INV-E-172-13
LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 19
𝐶𝐵𝑅 =
292
𝑃𝐷𝐶1.12
𝐶𝐵𝑅 =
1
0.017019 × 𝑃𝐷𝐶 2
𝐶𝐵𝑅 =
1
0.002871 × 𝑃𝐷𝐶
13/03/2017
Esto está mal

20. LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 2013/03/2017

21. 13/03/2017 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 21

22. 13/03/2017 LUIS RICARDO VÁSQUEZ VARELA, M.Sc. 22