CBR

1. Carrera Profesional de ingeniería civil
FACULTAD DE
INGENIERÍA Y
ARQUITECTURA
PAVIMENTOS
DOCENTE: Ms. Ing. Bryan Cárdenas Saldaña CBR EN LABORATORIO

2. Mensaje Inicial
IMPORTANCIA DEL CBR EN LA ETAPA DE ESTUDIOS
• Nos sirve para determinar la pertinencia del material de la subrasante
encontrada. • Nos dan resultados de posibles propiedades expansivas del
material ensayado. • Nos indica si el material ensayado es adecuado para
poder ser utilizado en afirmado, sub base y base. • Es importante para la
realización de diseños de pavimentos.
IMPORTANCIA DEL CBR EN OBRAS VIALES
• De acuerdo al CBR del material de cantera ensayado podremos utilizarlo
en las diferentes capas del pavimento (afirmado, Sub base, Base). • En caso
de encontrar un material de cantera con CBR menor al especificado en el
expediente técnico este no debe ser utilizado debiéndose encontrar un
material que cumpla con las especificaciones.

3. Logro de la sesión de aprendizaje
• Al culminar la sesión, el estudiante
presenta en la siguiente sesión su
informe de CBR en laboratorio de la
muestra extraída, de forma coherente,
para el manejo adecuado de su
relevancia para la carrera.

4. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO CBR
• PREPARACIÓN DEL MATERIAL
✓ Si se halla húmedo el material tendrá que ser secado
previamente, ya sea al aire o calentándolo a una
temperatura no mayor a 60°C.
✓ Una vez secado el material se desmenuzará los terrones
existentes, sin romper las partículas de la muestra.
✓ Cuando más del 75%, pasa por el tamiz de 3/4pulg
(19.0mm), se usa todo el material para preparar los
especímenes en la compactación.
✓ Si el material de la muestra que queda retenida en el tamiz
de 3/4pulg (19.0mm), es superior a un 25%, se separa el
material retenido en dicho tamiz y se reemplaza por una
cantidad igual de material que pasa por el tamiz de 3/4pulg
(19.0mm) y es retenido en el tamiz N°4 (4.75mm).

5. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO
CBR
• CANTIDAD DE MATERIAL
Para ensayo de proctor
✓ De la muestra preparada se toma la cantidad necesaria para el
ensayo de compactación, determinación de densidad, es decir
para determinar un punto de la curva de compactación. De
modo que para cada curva de compactación deberá disponerse
de unos 30kg de material suponiendo que se determinen 5 o 6
puntos.
✓ Debe tenerse presente que cada muestra se debe utilizar una
sola vez, es decir, que no podrá usarse material que haya sido
previamente compactado.
Para ensayo de CBR
✓ Se necesita 5 kg de material por cada molde de CBR.

6. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO
CBR
• DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD Y HUMEDAD
✓ El CBR para humedad óptima es la variante más
popular y es conocida también como CBR de tres
puntos.
✓ Es decir, utilizo para la realización del ensayo, los
resultados obtenidos del ensayo Proctor: el
contenido de humedad óptimo y la máxima densidad
seca.
✓ Se pesa el molde con su base, se coloca el collar y el
disco espaciador y, sobre éste, un disco de papel
filtro del mismo diámetro.

7. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO
CBR
✓ Una vez preparado el molde, se compacta el espécimen en su interior,
aplicando un sistema dinámico de compactación, pero utilizando en cada
molde la proporción de agua y la energía necesarias para que el suelo
quede con la humedad y densidad deseadas. Es frecuente utilizar tres o
nueve moldes por cada muestra. El número de golpes a usar es de 56, 25
y 12 golpes por cada capa.
✓ Luego, se quitará el collarín metálico; se enrasará la parte superior, por
medio de un enrasador o cuchillo de hoja resistente y bien recta,
corrigiendo cualquier irregularidad; se volteará el molde, y se quitará la
base metálica perforada y el disco espaciador.
✓ Se pesará el molde con la muestra y se determinará la densidad y la
humedad.
✓ Los resultados se dibujan en un mismo diagrama de contenido de agua
contra peso unitario seco, para las tres energías de compactación.
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 ℎú𝑚𝑒𝑑𝑎 =
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 ℎú𝑚𝑒𝑑𝑜
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒

8. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO
CBR
• DETERMINACIÓN DE LA EXPANSIÓN DEL MATERIAL
✓ Una vez determinada la densidad y humedad de la muestra, se desmonta el molde, se
coloca un papel filtro grueso de 6 pulg de diámetro sobre la superficie enrasada; se
vuelve a montar invertido encima de esta superficie el plato metálico perforado con
vástago graduable, luego sobre el plato se colocaran anillos necesarios para completar
una sobrecarga tal, que produzca una presión equivalente a la originada por todas las
capas de material que hayan de ir encima del suelo (sub base, base y capa de
rodamiento) que se ensaya, la aproximación quedará dentro de los 2.27 kg (5.5lb)
correspondientes a una pesa. En ningún caso la sobrecarga total mínima a emplearse
será de 10 libras (4.54 kg).

9. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO
CBR
✓ Una vez colocada el vástago y los anillos (pesas) se toma la primera
lectura para medir el hinchamiento colocando el trípode de medida con
su patas sobre los bordes del molde, haciendo coincidir el vástago del
dial con el de la placa perforada. Se anota su lectura, el día y la hora, y a
continuación se colocará cuidadosamente el molde dentro de un tanque
o depósito lleno de agua.

10. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO
CBR
✓ Para permitir el libre acceso de agua por debajo de la muestra, se recomienda
colocar el molde sobre bloques metálicos y no directamente sobre la
superficie del tanque o depósito. Asimismo, para que la muestra se sature
fácilmente por la parte superior, se recomienda verter agua del molde hasta el
nivel superior de los anillos. Los niveles de agua dentro y fuera del molde
deben ser iguales.
✓ Cada 24 horas, y por un periodo de 96 horas (4 días), se toman y registran las
lecturas del extensómetro. Es admisible también un periodo de inmersión más
corto si se trata de suelos granulares que se saturen de agua rápidamente y si
los ensayos muestran que esto no afecta los resultados. (Se comprueba
cuando dos lecturas de dial efectuadas con 24 horas de intervalo difieren en
menos de 0.03 mm.)

11. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO
CBR
• DRENAJE
✓ Después de saturada la muestra
durante 4 días, se saca el molde
del tanque y cuidadosamente se
drena, durante 15 minutos, el
agua libre que queda. Como para
drenar bien el agua hay que
voltear el molde, sujétese bien el
disco y la sobrecarga al hacer la
operación. Luego, remueva el
disco, la sobrecarga y el papel
filtro y se pesa la muestra.

12. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO
CBR
• DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA PENETRACIÓN
✓ Si no es necesario sumergir la muestra en agua, se colocará
sobre ella la pesa anular y se montarán las pesas de plomo, de
tal modo que se obtenga una sobrecarga semejante a la del
pavimento a construirse.
✓ Si la muestra ha sido sumergida en agua para medir la
expansión, y después de drenada, se colocará las pesa anular y
encima las pesas de plomo que tenía la muestra cuando estaba
sumergida en agua; es decir que la sobrecarga para la prueba de
penetración deberá ser prácticamente igual a la sobrecarga
colocada durante el hinchamiento.

13. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO
CBR
• DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA PENETRACIÓN
✓ El molde con la muestra y la sobrecarga se colocan debajo de la
prensa y se asienta el pistón de penetración, con una carga lo más
pequeña posible no debe exceder de 5kg y se colocan los diales de
lectura de tensión y deformación en cero. Esta carga inicial, se
necesita para asegurar un apoyo satisfactorio del pistón, pero debe
considerarse como carga cero para la relación carga-penetración.
✓ Se hinca el pistón manteniendo una velocidad de 0.05 pulgada por
minuto o 1,27 mm/min, y se leerán las cargas totales necesarias para
hincar el pistón en incrementos de 0.025”, y hasta alcanzar ½
pulgada.
✓ Finalmente, se determina el contenido de humedad de los extremos
y la parte media de la muestra y se retira el total de la muestra de
suelo del molde.
Milímetros Pulgadas
0.63 0.025
1.27 0.050
1.90 0.075
2.54 1.00
3.17 0.125
3.81 0.125
5.08 0.200
7.62 0.300
10.16 0.400
12.70 0.500

14. CÁLCULOS
• HUMEDAD DE COMPACTACIÓN
✓ El tanto por ciento de agua que hay que añadir al suelo con su humedad
natural para que alcance la humedad prefijada, se calcula como sigue:
%𝐷𝐸 𝐴𝐺𝑈𝐴 𝐴 𝐴Ñ𝐴𝐷𝐼𝑅 =
𝐻 − ℎ
100 + ℎ
∗ 100
H=Humedad prefijada
h=humedad natural
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 =
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 ℎú𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑
1 +
𝑃𝑜𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎
100
• DENSIDAD HÚMEDA Y DENSIDAD SECA
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 ℎú𝑚𝑒𝑑𝑎 =
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 ℎú𝑚𝑒𝑑𝑜
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒

15. CÁLCULOS
• EXPANSIÓN
✓ Se calcula por la diferencia entre las lecturas del deformímetro antes y después de la inmersión.
Este valor se refiere en tanto por ciento con respecto a la altura de la muestra en el molde, que es
de 127mm (5”).
%𝐸𝑥𝑝𝑎𝑛𝑠𝑖ó𝑛 =
𝐿2 − 𝐿1
127𝑚𝑚
∗ 100
L1=Lectura inicial en mm
L2=Lectura final en mm
• CBR
✓ Para determinar el CBR, se toma, como material de comparación, la piedra triturada.
✓ Valor de la relación de soporte (índice resistente CBR) se llama valor relación de soporte (índice
CBR), al tanto por ciento de la presión correspondiente a la misma penetración en una muestra
patrón. Las características de la muestra patrón son las siguientes:

16. CÁLCULOS

17. CÁLCULOS
Se dibuja una curva que la relacione presiones
(ordenadas) y las penetraciones (abscisas) y se
observa si esta curva presenta un punto de
inflexión. Si no presenta un punto de inflexión se
toman los valores correspondientes a (0.1” y
0.2”) de penetración. Si la curva presenta un
punto de inflexión, la tangente en ese punto
cortará el eje de abscisas en otro punto (o
corregido), que se toma como nuevo origen
para la determinación de las presiones
correspondientes a (0.1” y 0.2”)

18. CÁLCULOS
De la curva corregida tómese los valores de esfuerzo-penetración
para los valores de (0.1” y 0.2”) y calcúlese los valores de relación
de soporte correspondientes, dividiendo los esfuerzos corregidos
por los esfuerzos de carga unitaria patrón (1000 lb/plg2),
respectivamente y multiplíquese por 100. La relación de soporte
reportada para el suelo es normalmente (0.1”) de penetración.
Cuando la relación a 0.2” de penetración resulta ser mayor, se
repite el ensayo. Si el ensayo de comprobación da un resultado
similar, úsese la relación de soporte para 0.2” de penetración.

19. CONCLUSIONES
• Se dio a conocer el procedimiento, paso
a paso, del ensayo de laboratorio CBR.