Ensayos de compactación · CBR · Índice de soporte de California
Ensayo CBR (Índice de Soporte de California)
Medimos la capacidad portante de suelos de carreteras, rellenos y explanadas como valor CBR. Realizamos ensayos CBR in situ con un pistón bajo una carga de reacción, encargamos los ensayos CBR de laboratorio a un laboratorio acreditado e informamos los resultados según el pliego de su proyecto.
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- CBR in situ en obra
- CBR de laboratorio en laboratorio acreditado
- Carreteras, rellenos y explanadas
- Desde 2001 ensayos de suelos
- Carga de reacción: camión cargado
- Gato y anillo dinamométrico
- Pistón normalizado, 19,35 cm²
- Placas de sobrecarga
- Comparador y viga de referencia
- Suelo ensayado
Definición
¿Qué es el ensayo CBR?
El CBR (California Bearing Ratio, índice de soporte de California) fue desarrollado por el Departamento de Carreteras del Estado de California. Un pistón cilíndrico de 19,35 cm² de sección se hinca en el suelo a velocidad constante y se mide la carga necesaria para una penetración dada.
El valor CBR es la relación entre esta carga y la necesaria para la misma penetración en una piedra machacada patrón, expresada en porcentaje. Normalmente se usa el valor a 2,5 mm de penetración. Si el valor a 5 mm es mayor, se repite el ensayo; si el resultado es el mismo, se usa el mayor.
En el diseño de firmes de carreteras, aeropuertos y patios, el valor CBR indica la capacidad portante de la explanada. Cuanto mayor es el valor, más resistente es el suelo y más delgadas pueden ser las capas del firme. Valores típicos: alrededor del 2 % para arcilla, alrededor del 10 % para algunas arenas y 80–100 % para subbases de alta calidad.
De un vistazo
| Normas | CBR in situ: ASTM D4429, BS 1377-9. CBR de laboratorio: ASTM D1883, TS EN 13286-47. |
|---|---|
| Pistón | Sección de 19,35 cm², velocidad de penetración de aprox. 1,27 mm/min. |
| Carga patrón | 13,2 kN a 2,5 mm, 20,0 kN a 5 mm. |
| Lecturas | Lecturas de carga escalonadas hasta 12,5 mm de penetración. |
| Tamaño de partícula | Tamaño máximo de partícula 20 mm. |
| Resultado | Curva carga–penetración, valor CBR y humedad. |
Tipos de ensayo CBR
¿CBR in situ o CBR de laboratorio?
Ensayo CBR in situ
Se realiza en el sitio sobre el suelo en su estado natural o compactado. Como carga de reacción se usa un camión cargado. Muestra el estado real de un relleno o explanada terminados.
- Control de rellenos y explanadas compactados
- Evaluación de suelos existentes de carreteras y explanadas
- Resultado leído en obra el mismo día
Ensayo CBR de laboratorio
Una muestra de obra se compacta en un molde con la humedad del ensayo Proctor. Normalmente se sumerge 4 días, se mide el hinchamiento y luego se carga con el pistón. Estos ensayos los realizamos en un laboratorio acreditado.
- Valor CBR de diseño para proyectos de carreteras
- Idoneidad de materiales de relleno y de préstamo
- Valor saturado, para la condición más desfavorable
En obra
¿Cómo se realiza el ensayo CBR in situ?
- Se prepara la superficieSe retira el material suelto del punto de ensayo y la superficie se deja plana y horizontal.
- Se instala el montajeSe coloca un camión cargado sobre el punto. El gato, el anillo dinamométrico y el pistón se colocan bajo el chasis, perpendiculares al suelo.
- Se colocan las placas de sobrecargaAlrededor del pistón se colocan placas de sobrecarga que representan el peso de las capas del firme superiores.
- Se asienta el pistónEl pistón se asienta sobre el suelo con una carga pequeña y se ponen a cero el comparador y el indicador de carga.
- PenetraciónEl pistón se hinca en el suelo a velocidad constante. Las cargas se leen a intervalos fijos hasta 12,5 mm de penetración.
- Se toma una muestra para la humedadSe toma una muestra de unos 350 g justo debajo del punto de ensayo para determinar la humedad.
- CálculoSe dibuja la curva carga–penetración y, si hace falta, se corrige el inicio. Las cargas a 2,5 y 5 mm se dividen por las cargas patrón para obtener el valor CBR.
- InformePara cada punto se informan la curva carga–penetración, el valor CBR, la humedad y el cumplimiento del pliego.
Lectura de los resultados
¿Cómo se calcula el valor CBR?
El valor CBR se calcula por separado para dos penetraciones:
CBR2,5 = P2,5 / 13,2 kN × 100
CBR5 = P5 / 20,0 kN × 100
- Resultado. Normalmente se usa el valor a 2,5 mm. Si el valor a 5 mm es mayor, se repite el ensayo; si el resultado es el mismo, se usa el mayor.
- Corrección del cero. Una parte cóncava al inicio de la curva se debe al asentamiento del pistón y se corrige desplazando la curva al origen.
Evaluación
Calculadora del valor CBR
Los valores iniciales son un ejemplo. La calculadora obtiene el valor CBR a partir de las cargas a 2,5 y 5 mm, lo compara con el valor especificado y clasifica el suelo según rangos comúnmente aceptados.
Para explanadas de CBR bajo también da un módulo resiliente aproximado: MR ≈ 10 × CBR (MPa). Esta aproximación solo se usa para suelos finos de CBR bajo.
Esta herramienta es para una evaluación preliminar. El valor CBR de diseño lo fija el pliego del proyecto.
Precio
Precio del ensayo CBR
El precio depende sobre todo del número de ensayos, de si es in situ o de laboratorio y de la ubicación del proyecto. Se da por proyecto o como precio unitario por ensayo.
- Cuantos más ensayos en la misma obra, menor el precio por ensayo
- El CBR de laboratorio requiere antes un ensayo Proctor
- Para el CBR in situ, el camión de reacción lo aporta la obra salvo acuerdo en contrario
- El coste es menor si se combina con ensayos de placa de carga, nucleares y Proctor
Rellene los datos y su mensaje se abre listo para enviar por WhatsApp. Si tiene un plano con los puntos de ensayo, añádalo al mismo chat.
Límites del método
¿Qué hay que vigilar?
- El tamaño máximo de partícula es 20 mm; en material con grava gruesa los resultados pueden ser engañosos. Para áridos mayores se usa el ensayo de placa de carga
- El ensayo in situ no es fiable en suelos cohesivos con humedad alta y CBR inferior al 5 %
- El CBR in situ refleja la humedad de ese día; el valor puede bajar en épocas de lluvia
- Para el diseño se prefiere el CBR de laboratorio saturado, que muestra la condición más desfavorable
Después del ensayo
¿Qué contiene el informe?
- Puntos y datos del ensayo
- Curva carga–penetración de cada punto
- Valores CBR a 2,5 y 5 mm
- Humedad y, en laboratorio, hinchamiento
- Comparación con el valor especificado
En obra
De nuestros ensayos CBR
Comparación
¿CBR, placa de carga o LWD?
| Ensayo | ¿Qué proporciona? | ¿Cuándo elegirlo? |
|---|---|---|
| CBR | Índice de soporte de California (%) | Diseño de firmes de carreteras y patios, control CBR exigido por el pliego |
| Ensayo de placa de carga | Capacidad portante, k, Ev1, Ev2 | Control de Ev2 en explanadas y rellenos |
| Deflectómetro de impacto ligero (LWD) | Módulo de deformación dinámico Evd | Comprobación rápida en muchos puntos sin carga de reacción |
| Proctor | Peso unitario seco máximo y humedad óptima | Referencia para el control de compactación y el CBR de laboratorio |
| Densidad nuclear | Densidad y humedad in situ | Comprobación rápida del grado de compactación respecto al Proctor |
Preguntas frecuentes
Sobre el ensayo CBR
¿Qué es el ensayo CBR?
El CBR (índice de soporte de California) es un ensayo en el que un pistón de 19,35 cm² de sección se hinca en el suelo a velocidad constante y la carga necesaria para una penetración dada se compara con la necesaria para la misma penetración en una piedra machacada patrón. El resultado se da en porcentaje.
¿Cómo se calcula el valor CBR?
La carga a 2,5 mm de penetración se divide por 13,2 kN y la carga a 5 mm por 20,0 kN, y cada una se multiplica por 100. Normalmente se usa el valor a 2,5 mm. Si el valor a 5 mm es mayor, se repite el ensayo; si el resultado es el mismo, se usa el mayor.
¿Según qué norma se realiza el ensayo CBR?
El CBR in situ según ASTM D4429 (también lo describe BS 1377-9) y el CBR de laboratorio según ASTM D1883 y TS EN 13286-47. El pliego del proyecto decide qué norma se aplica.
¿Qué diferencia hay entre el CBR in situ y el de laboratorio?
El CBR in situ se realiza en el sitio sobre el suelo en su estado natural o compactado y muestra su condición ese día. En el CBR de laboratorio la muestra se compacta en un molde con la humedad del Proctor, normalmente se sumerge 4 días y se obtiene el valor para la condición más desfavorable.
¿Realizan ustedes los ensayos CBR de laboratorio?
Nosotros tomamos las muestras en obra. Los ensayos CBR de laboratorio y Proctor se realizan en un laboratorio acreditado, e informamos los resultados junto con los ensayos de campo.
¿Qué es un buen valor CBR?
Como orientación general, por debajo del 3 % es una explanada muy pobre, 3–7 % pobre, 7–20 % regular y 20–50 % buena. Para materiales de subbase y base se esperan valores superiores al 50 %. Los límites exactos los fija el pliego del proyecto.
¿Para qué materiales es adecuado el ensayo CBR?
Para suelos con un tamaño máximo de partícula de 20 mm. En material con grava gruesa el resultado puede ser engañoso y se usa en su lugar la placa de carga. El ensayo in situ no da resultados fiables en suelos cohesivos con humedad alta y CBR inferior al 5 %.
¿Qué se necesita para un ensayo CBR in situ?
Como carga de reacción se necesita un camión cargado que pueda llegar al punto de ensayo. Salvo acuerdo en contrario, el camión lo aporta la obra. El punto de ensayo debe estar nivelado y libre de material suelto.
¿Qué diferencia hay entre el CBR y la placa de carga?
El CBR da el índice portante en porcentaje con un pistón pequeño y se usa en el diseño de firmes. La placa de carga da capacidad portante, módulo de balasto y Ev2 con una placa mayor. Se realiza el ensayo cuyo valor exige el pliego.
¿De qué depende el precio de un ensayo CBR?
Sobre todo del número de ensayos, de si es in situ o de laboratorio y de la ubicación del proyecto. El CBR de laboratorio requiere además un ensayo Proctor. El precio se da por proyecto o como precio unitario por ensayo.
Midamos cuánto soporta la explanada de su carretera
Envíenos el número de ensayos, si prefiere in situ o laboratorio, el material y la ubicación del proyecto. Prepararemos el programa de ensayos y le enviaremos nuestro presupuesto.
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