lunes, 16 de julio de 2012

Cuántos CBR puede tener un mismo suelo

¿Cuántos CBR puede tener un suelo?

La pregunta me volvió a surgir luego de escuchar la conferencia de un profesorísimo en un reciente congreso. El conferenciante dijo: "Si hacen un ensayo triaxial sobre un suelo obtendrán diferentes valores de módulo elástico dependiendo del confinamiento y la amplitud del esfuerzo desviador, y dependiendo del tipo de suelo". Con esto estoy plenamiente de acuerdo, pero luego agregó: "En cambio, si hacen un ensayo CBR sobre el suelo siempre obtendrán el mismo valor; el CBR siempre da lo mismo". Con esto último no estoy de acuerdo y les voy a explicar por qué me parece que aquí se cometió una tremenda imprecisión.


 

La resistencia del suelo compactado depende de varios factores pero esta es la lista de los más importantes:

1. Número de contactos entre partículas: esto está relacionado con la densidad de suelos granulares, mientras más denso, más contactos, y más resistencia, y viceversa.
2. Forma de las partículas: las formas angulosas aumentan la trabazón, y esta la resistencia al cortante; lo contrario para las formas redondeadas; de allí que el agregado triturado produzca materiales más resistentes.
3. Competencia de los granos: esto refiere qué tan duro es el agregado, y esto está asociado a su origen geológico. Se puede medir con una prueba de desgaste en L.A.
4. Succión: mientras mayor es la succión, el suelo está más seco y se aumenta la resistencia. Si disminuye la succión el suelo baja su resistencia. Esto está relacionado con el grado de saturación.
5. Velocidad de carga: no nos equivocamos mucho si afirmamos que el suelo es un material con un importante componente visco-elástico. Es decir, que la velocidad de carga afecta su resistencia. Mientras mayor es la velocidad de carga, mayor es la resistencia, y viceversa. Es por esto que el carril rápido de una carretera está en mejor condición que el canal lento. Esto es muy acentuado en suelos cohesivos o materiales con cohesión.
6. Confinamiento: a mayor confinamiento, mayor resistencia; sobre todo en suelos gruesos donde importa mucho el contacto entre las partículas.


De modo que así como estos factores afectan la resistencia del suelo durante una prueba triaxial, también la afectarán en una prueba de CBR, que me aceptarán que es un ensayo de placa a escala. Por ejemplo, para un mismo suelo, a grado de compactación, grado de saturación, y velocidad de penetración constantes, su valor CBR con tres discos de sobrecarga debería ser mayor que con solo un disco de sobrecarga (efecto del confinamiento). Igual, si dejamos todo lo demás constante y aumentamos la velocidad de carga de 1.27 mm/min (estándar para CBR) a, por ejemplo, 4 mm/min el CBR del último debería ser mayor que el estándar (efecto de la velocidad de carga).

Para aumentar en favor de mi argumento, veamos este gráfico que se llama espectro de curvas de diseño, que muestra la influencia del grado de compactación (una medida del número de contactos entre partículas) y del grado de saturación (una medida de la succión) en el valor de CBR del suelo.


En este gráfico se aprecia como:

a) Para un mismo grado de compactación, el valor CBR disminuye con el aumento del grado de saturación.
b) Para un mismo grado de saturación, el valor CBR aumenta con el grado de compactación.

Finalmente respondemos la pregunta, ¿cuántos CBR puede tener un mismo suelo? Y la respuesta es: tantos como combinaciones se tengan de los factores que afectan su resistencia.

¿Buena pregunta para un examen final, no?

Saludos y nos leemos.

 Freddy J. Sánchez-Leal
@ramcodesCEO









Tienes que leer la Parte II de este interesante y polémico tema en  http://blogramcodes.blogspot.com/2012/07/cuantos-cbr-tiene-un-suelo-parte-ii.html

10 comentarios:

  1. Ingeniero

    Plenamente de acuerdo con Ud., el CBR es un valor resultado que es funcion de variables
    controlables (humedad, compactacion, etc.) y variables no bien conocidas (estructuras del
    suelo, confinamiento real, etc.) por lo que se pueden obtener muchos valores de CBR para
    un mismo suelo en funcion de las caracteristicas puntuales en el ensaye o de las mismas
    en terreno

    Saludos

    Atte.

    Miguel A. Villarroel V.
    Ingeniero Civil
    Puerto Montt Chile

    ResponderEliminar
  2. El CBR de un suelo es el resultado de un proceso normado, siendo el valor ,el límite hacia donde tienden por lo menos 3 muestras debidamente controladas en el laboratorio en idénticas condiciones de pruebaSaludos Ing. José F. Pereyra Graham; LIma - Perú

    ResponderEliminar
  3. Estimado Freddy, estoy totalmente de acuerdo con lo planteado por parte de usted, he estado en disímiles ensayos interlaboratorios, donde para obtener una media bastante real hemos tenido que tener como mínimo 9 muestras, la desviación entre los laboratorios ha sido muchas veces algo exagerada por lo que no le recomiendo a nadie que realice este ensayo para demostrar competencia en su laboratorio, existen varios factores que influyen en el mismo, aunque estén totalmente controladas todas las condiciones y las fuentes de incertidumbre que intervienen en el mismo, de igual modo, el sometimiento a 4 días sumergido muchas veces ofrece resultados falsos y erróneos que pueden costar errores a la hora de diseñar un pavimento. Le sugiero a los amigos que para mí el más fiel, es el CBR insitu, pues me da, en lo posible, las condiciones mas reales en el momento que se realiza el ensayo.
    Ing. Juan R. Tamayo.
    Luanda. Angola

    ResponderEliminar
  4. Yo opino que existe un solo valor de CBR, ya que se obtiene en base a un ensayo especifico y normalizado. Si se varian los factores que afectan a ese valor, ya no se consigue "CBR", si no, otro valor.

    Saludos cordiales desde Paraguay

    Jonny Baez

    ResponderEliminar
  5. CBR - um aspecto importante: normalmente é utilizada uma sobrecarga padrão, o próprio PORTER, que desenvolveu o CBR, sugeria sobrecargas variáveis, de acordo com o peso a que estará submetido o material. Att. Alfredo dAvila (Brasil)

    ResponderEliminar
  6. Un poco polemico pero interesante tema....

    Efectivamente un suelo ensayado con la prueba triaxial tendra cuantos resultados se obtengan de acuerdo a las condiciones a que se someta la muestra de suelo, es decir, confinamiento, esfuerzos, humedad, etc.y eso dependera de las condiciones que desee simular o representar el operador, pero si hacemos un ensayo CBR, el resultado sera uno y solo uno ya que la prueba esta normalizada con respecto a las condiciones de ejecución, compactacion, humedad, carga, velocidad de penetracion, etc. Eso de decir que pueden darse diferentes resultados es cierto bajo condiciones de experimentacion, pero en lo que se refiere a resultados normalizados, pues sera uno y uno solo si se siguen las normas ASTM. Por eso me parece que la opinion de Jose Pereyra es interesante: "el CBR de un suelo es el resultado de un proceso normado..........." y mas interesante resulta el hecho que hace notar: "... siendo el valor, el limite hacia donde tienden ...."... y es asi, ya que la prueba CBR trata de representar el maximo desempeño de un suelo bajo condiciones establecidas.


    César A. Palacios M., Ing.
    cpalacios@geolab.com.ec
    LABORATORIO GEOLAB & VialTech

    ResponderEliminar
  7. Estimados colegas, les agradezco mucho estos enriquecedores comentarios venidos de su estudio y experiencia; realmente me son muy útiles.

    A los ingenieros Villarroel (Chile), Tamayo (Angola), y Mendes (Brasil) me contenta que estemos de acuerdo en que el CBR de un suelo depende de las condiciones en que se haga el ensayo.

    También estoy de acuerdo con los ingenieros Pereyra (Perú), Báez (Paraguay) y Palacios (Ecuador), siendo el CBR un ensayo normado, por ejemplo por el estándar americano ASTM D 1883, es lógico que reporte el mismo resultado para un mismo suelo si se sigue el procedimiento establecido.

    Sin embargo, mi planteamiento tiene dos vertientes, que son la intención del artículo que publiqué en mi blog:

    1) El CBR de un suelo no puede ser el mismo, si se sigue el procedimiento ASTM, porque en dicho procedimiento hay muchas condiciones que están abiertas al usuario, a saber: a) No está establecido el número de sobrecargas anulares, b) No está establecida la condición de hidratación; se sugiere 4 días de inmersión, pero también hay en seco o para esa entelequia que llaman "humedad de equilibrio", c) la norma no establece un grado mínimo de compactación, y d) en la norma hay dos variantes, d.1) con especímenes a humedad óptima, y d.2) para evaluar el CBR en un rango de humedad (que da lugar al CBR de 15 puntos). Sabido esto, aunque se siga el procedimiento normativo, es virtualmente imposible que un mismo suelo tenga un solo valor de CBR. Nuevamente, el CBR depende de las condiciones establecidas para el ensayo, y aún siguiendo la norma se pueden obtener diferentes valores para un mismo suelo. Tengo comentarios adicionales con el CBR de 4 días de inmersión; durante el periodo de escurrido después de los 4 días de inmersión, se somete al suelo a un aumento (incontrolado) de la succión que daría lugar a resultados muy variables e impredecibles, sobre todo en suelos gruesos cohesivos (que es algo que podría explicar el comentario del ingeniero Tamayo y que es el fundamento básico de las innumerables críticas que le hace la academia a este ensayo).

    2) Esta es la vertiente que considero más importante para los proyectistas, siendo el valor del CBR influido por las condiciones del ensayo (grado de saturación y sobrecarga), entonces podría ser utilizado tal como lo hacemos en un ensayo triaxial donde podemos cambiar a voluntad la presión de confinamiento en la cámara o, si tuviéramos un triaxial a succión controlada, podríamos fijar el nivel de succión en el suelo durante el ensayo, o si hiciéramos un triaxial sin control de succión con al menos 15 puntos (15 especímenes diferentes compactados a diferentes energías de compactación y contenidos de agua) podríamos obtener curvas de diseño con la técnica de RAMCODES, al igual que en el CBR. Lo que les quiero decir es que, sabiendo que además podemos "mecanizar" el valor CBR analizándolo como una prueba de placa a escala, el ensayo CBR es un ensayo de consideración para el diseño de pavimentos, al menos con carga monotónica. Haciendo un símil con la aviación, el CBR es un Cessna mientras que el triaxial a succión controlada es un F-16, pero ambos vuelan, que es lo que nos interesa, volar es aquí medir el desempeño.

    Para cerrar les vuelvo a responder a la pregunta ¿Cuántos CBR tiene un suelo? Tantos como condiciones de ensayo se tengan.

    Mis saludos para todos y les renuevo mi agradecimiento.

    Freddy Sánchez-Leal.

    ResponderEliminar
  8. Como estudiante de mi ultimo semestre de ingeniería civil estoy fascinado con todo lo que hace RAMCODES, y este articulo publicado por el ingeniero Freddy J. Sánchez super interesante, algo que me hace inclinarme mucho por la geotecnia. Mis conocimientos no son tan extensos como los de muchos aquí pero tengo una pregunta para que me la respondan: Si un suelo tiene varios CBR ¿Con cual debo diseñar entonces? Porque en vista de que se pueden tener muchos resultados dependiendo de los factores antes mencionados por el ingeniero, se debe considerar uno que sea el mas viable. Espero una pronta respuesta ante mi inquietud.

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. César, estamos muy agradecidos por tu comentario y tus conceptos sobre el trabajo que realizamos. Tu observación es correcta y creo que has entendido perfectamente el hecho que tratamos de exponer. Para diseñar el suelo hace falta conocer la resistencia requerida por el proyecto y las condiciones de sobrecarga e hidratación del mismo. Esta información viene del reporte de un especialista. Luego, en laboratorio, lo que hacemos es encontrar el grado mínimo de compactación que garantice que el suelo va a tener esas condiciones solicitadas por el especialista. Eso es diseñar. Te invito a leer este artículo que explica más detalladamente esto http://blogramcodes.blogspot.com/2012/08/experto-en-ramcodes-para-suelos.html

      Eliminar
  9. Hola Freddy una pregunta si me puedes ayudar. estoy dando clases de pavimentos y me gustaria que me pudieras colaborar en lo que hago para mejorar la calidad de estudiantes podrias ayudarme con esta pregunta. Deseo construir un camino en un decierto ¿ recomendaria hacer un ensayo de CBR para condicion Saturada?.. Gracias

    ResponderEliminar

Déjanos tu comentario. Es muy apreciado por nosotros y toda esta comunidad.