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El ensayo CBR de laboratorio: ¿Qué es? y ¿cuál es su procedimiento?

¿Qué es el ensayo CBR?

El ensayo CBR se emplea para evaluar la capacidad portante de terrenos compactados como terraplenes, capas de firme, explanadas así como en la clasificación de terrenos.

Las siglas CBR significan Californian Bearing Ratio y proviene de que este ensayo fue desarrollado, antes de la segunda guerra mundial, por el Departamento de Transportes de California.

La prueba CBR de suelos consiste básicamente en compactar un terreno en unos moldes normalizados, sumergirlos en agua y aplicar un punzonamiento sobre la superficie del terreno mediante un pistón normalizado.

Se rige por la norma ASTM 1883 o por la norma UNE 103502 entre otras.

Ensayo CBR

A continuación pasa a describirse los detalles del ensayo de CBR.

Procedimiento CBR suelos

La prueba del CBR consiste en determinar la carga que hay que aplicar a un pistón circular de 19,35 cm2 para introducirlo en una muestra de suelo a una velocidad de 1,27 mm/min y hasta obtener una penetración de 2,54 mm.

A través de este procedimiento se determina lo que se llama el Índice CBR que es la relación entre la carga determinada y la que se obtiene por el mismo procedimiento para una muestra tipo de roca machacada. Se expresa en porcentaje.

El procedimiento de ejecución de la prueba CBR consta de los siguientes pasos:

  1. Determinación de la humedad óptima y densidad máxima de las muestras de suelo mediante el ensayo Proctor modificado o normal.
  2. Añadir agua a una muestra de suelo para alcanzar la humedad óptima.
  3. Compactar la muestra en tres moldes CBR estandarizados de 15,24 cm de diámetro y 17,78 cm de altura. La muestra se compacta en 3 capas por molde siendo la energía de compactación de cada molde de 15, 30 o 60 golpes por capa mediante una maza de 2,5 kg que se deja caer libremente desde una altura de 305 mm.
  4. Posteriormente se enraza el molde, se desmonta y se vuelve a montar invertido.
  5. Se sumergen los moldes en agua (en algunas modalidades de ensayo no se sumerge la muestra).
  6. Colocación de la placa perforada y el vástago así como los pesos necesarios para calcular la sobrecarga calculada.
  7. Colocar el trípode de medida sobre el borde del molde, coincidiendo el vástago del microcomparador.
  8. Toma de medidas diarias del microcomparador durante al menos 4 días.
  9. Sacar la muestra del agua, escurrir y secar exteriormente.
  10. Aplicar la carga sobre el pistón de penetración mediante la prensa CBR y tomar las lecturas de la curva presión penetración.
  11. Una vez finalizado el ensayo se debe presentar los resultados en una gráfica densidad seca – índice CBR similar a la mostrada a continuación. También conviene mostrar los datos de compactación, humedad, densidad, hinchamiento y absorción.

Gráfico ensayo CBR

Los resultados se muestran en gráficos de curvas densidad seca vs CBR. Este índice indica el porcentaje de presión ejercida por el pistón sobre el suelo para una penetración determinada con relación a la presión correspondiente a la misma penetración en una muestra tipo.

Cabe comentar que el índice CBR no es una propiedad intrínseca del suelo si no que depende de las condiciones de humedad-densidad del suelo.

También puede calcularse el CBR in situ sobre el terreno natural o en laboratorio sobre muestras inalteradas.

No obstante, los resultados y valores CBR hay que tomarlos con cierta precaución puesto que es un ensayo que presenta cierta dispersión de resultados (al igual que el SPT), no refleja las condiciones a las que estará sometido el suelo y es una prueba poco fiable para suelos con CBR elevados.

Correlaciones ensayo CBR

A pesar de lo anterior, es un ensayo muy habitual y suele correlacionarse con el módulo de elasticidad del suelo. A continuación, se presenta una de las relaciones más habituales.

E=65·(CBR)0,65  (en Kp/cm2)

Igualmente, cuando no es posible realizar el ensayo CBR puede estimarse a partir de otros ensayos como es el ensayo SPT de acuerdo a relaciones como la mostrada a continuación:

NSPT Suelo granular 5 10 12 15 20 25 30
Suelo cohesivo 2 5 7 10 15 17 20
CBR estimado 1 2 3 5 10 20 30

Instrucción para el diseño de firmes de la red de Carreteras de Andalucía. España. 

 

Imagen principal tomada de https://civilgeeks.com/

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Comentarios

  3. segundo eduardo diaz fernandez dice

    Se les agradece por toda esta información que es muy importante, y solo pedirles que continúen apoyándonos con mas información y ejemplos de cálculos.

    Responder

  11. Santos Calderon Huaman dice

    La formula que están alcanzando en que unidades esta, para calcular el modulo de elasticidad del suelo, gracias por la respuesta.

    Responder

  17. Harley Amado dice

    Gracias por la información.

    Tengo una duda, el CBR tiene alguna relación con algún otro parámetro geotécnico (ángulo de fricción, etc)

    Responder

    • geotecnia dice

      Buenas,
      Sí, el CBR está relacionado con la compacidad del terreno y con él los parámetros resistentes que lo definen como puede ser el ángulo de rozamiento, cohesión, densidad, etc.
      Saludos

      Responder

  20. William 2 dice

    Muchas gracias por c partir tan valiosa información
    Soy perforista diamantina y me gustaría aprender todo sobre mecánica de suelos me podrían apoyar con esa información concerniente a pruebas que se hacen en el entorno de la perforación
    Muchas gracias Bendiciones

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  22. JAMILET dice

    Muy intererante la informacion brindada, queria hacer una consulta con respecto a los ensayos que se realizan previamente al CBR, siempre se debe realizar un proctor o tambien se puede reemplazar por la densidad relativa o depende del tipo de suelo en estudio.
    Graciassss

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  28. juan carlos morales dice

    buenas tardes. cuantos ensayos de cbr son necesarios hacer en una via. o como se calcula la cantidad de cbr necesarios para un proyecto.

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    • geotecnia dice

      Buenas Juan Carlos,
      Depende del tipo de vía y de la normativa en vigor. Le recomiendo que consulte la normativa, en ella normalmente se prescribe el número de ensayos a realizar. Por ejemplo, en España se suele usar el PG-3.

      Saludos

      Responder

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