¿Cuántos CBR tiene un suelo? Parte II
Leyendo y analizando los comentarios sobre el
artículo “¿Cuántos CBR tiene un suelo?” donde respondíamos que tiene tantos CBR
como combinaciones de los factores que afectan su resistencia se puedan tener,
me pareció que hacía falta escribir una segunda parte.
La mitad de los comentarios, venidos de los
profesionales de ese estupendo foro iberoamericano de carreteras llamado
Camineros, suscriben los postulados de mi artículo, mientras que la otra mitad
plantean que si el ensayo se realiza según el estándar, un mismo suelo siempre
va a tener el mismo valor de CBR.
Yo no estoy de acuerdo con esta última afirmación
pues me parece que el estándar ASTM D 1883, que rige el ensayo CBR, tiene
varias opciones abiertas a la decisión del ejecutante o las condiciones de la
agencia o institución que requiere la prueba, cuya selección haría que el
ensayo fuera diferente para un mismo suelo. Para sustentar mi opinión, se me
ocurrió hacer una disección del ensayo, en su última versión de 2007, en los artículos
específicos que dan esas opciones abiertas para los factores que afectan la
resistencia del suelo, y por ende afectarían al valor final de CBR.
En el inciso 1.5 de la referida norma dice que “La
agencia (institución que requiere el ensayo) especificará el contenido de agua
o rango del contenido de agua y el peso unitario seco para el cual se desea el
CBR”. Ya por aquí podemos obtener diferentes valores de CBR para un mismo
suelo.
El inciso 1.6 dice “A menos que sea
especificado de otra manera por la agencia que requiere el ensayo, o a menos
que se haya demostrado que no tiene efecto en el material ensayado, todos los
especímenes deberán ser sujetos a inmersión antes de la penetración”. Aquí se
dice implícitamente entonces que se pueden tener dos condiciones de
hidratación, la sumergida o la no sumergida, por lo cual inferimos que un mismo
suelo podría producir al menos dos valores de CBR luego de terminado el ensayo.
En el inciso 5.2 dice que el ensayo de CBR se
puede hacer a humedad óptima del
Proctor, para suelos gruesos sin cohesión, o donde permita hacerlo por razones
técnicas. Mientras que el inciso 5.3 dice que el ensayo CBR se podría hacer
para un rango de contenidos de agua
en suelos donde el efecto de la humedad en el CBR sea desconocido o se pretenda
evaluar. En este caso, esta alternativa de la norma podría dar lugar a varios
valores de CBR para un mismo suelo.
[Nota: Por cierto que ASTM en esta revisión del
CBR removió la interpretación del ensayo de CBR 15 puntos que databa de la
década de 1960 y que fue copiada de la norma francesa para evaluación de suelo
arcilloso].
El inciso 8.2.6 dice que, cuando el ensayo se
hace con inmersión, se debe sacar el espécimen del agua y se deja escurrir (“drain
downward”) por 15 minutos (inclusive se puede inclinar el espécimen) antes de
ensayarse. Es durante esta fase de escurrido cuando el grado de saturación del
suelo podría cambiar y la succión del suelo podría aumentar, ambos de forma
incontrolada, pudiendo producir diferentes valores de CBR.
Finalmente, el inciso 9.1 indica que el estándar no establece el número
de sobrecargas a colocar sobre el espécimen antes del ensayo (solamente el
mínimo). Dice que deben ser colocadas tantas sobrecargas como sea suficiente para
producir la intensidad especificada. Luego entonces, si la sobrecarga afecta a
la resistencia, es de esperar tantos valores de CBR para un mismo suelo como número de sobrecargas se utilicen.
Hemos presentado aquí cinco (5) razones por las
cuales, aún siguiendo el estándar ASTM al pie de la letra, se pueden conseguir
diferentes valores de CBR para un mismo suelo.
Pero ante esta realidad demostrada a través de
este ejercicio académico, lo más importante que quiero destacar es que el
ensayo CBR puede ser utilizado ex profeso para simular las condiciones de grado
de compactación, grado de saturación y sobrecarga a la que el proyectista tenga
contempladas.
Mis saludos y respetos para todos,
Freddy J. Sánchez-Leal.
@ramcodesCEO
Ing. Sanchez-Leal, le mando un saludo, y quisiera dar mi opinion en esta interesante disertacion, y sere breve:
ResponderEliminarUna de las primeras notas aclaratorias de la norma dice "La precisión de este método de ensayo es dependiente de la competencia del personal que realiza y la idoneidad de los equipos y las instalaciones utilizadas. Las agencias que cumplen los criterios de la Práctica D 3740 generalmente se consideran capaces en competencia y objetividad para ensayar"
Por eso cuando usted menciona "El estándar ASTM D 1883, que rige el ensayo CBR, tiene varias opciones abiertas a la decisión del ejecutante o las condiciones de la agencia o institución que requiere la prueba", simplemente esta llegando a una conclusion obvia: "ESTE ES EL ESPIRITU DE LA PRUEBA", que la agencia (diseñador), laboratorio que ensaya y cualquier otro involucrado, SE SUPONE, son competentes para indicar, cuales de estas "OPCIONES ABIERTAS", son las que se apegan al proyecto especifico.
Esta "Libertad" de manejar las variables posibles, es lo que ha hecho que la prueba se mantenga vigente por decadas hasta nuestros dias, esto lo logra una prueba que mantenga en un rango aceptable de confiabilidad sus resultados, comparados con los desempeños esperados de campo.
Creo que ha interpretado mal el inciso 1.6, no existen dos condiciones de hidratacion, simplemente si yo estoy "seguro" que el suelo no es suceptible a la condicion de inmersion hasta el punto de saturacion, entonces puedo omitir este paso y ensayar inmediato al moldeo del especimen. Pero le aseguro que pocos se arriesgaran a omitir este paso, cuando mucho, evaluaran cada 24 horas la falta o no del fenomeno del hinchamiento del suelo y en base a este pueden interpretar un periodo mas corto de inmersion (2 o 3 dias). El caso es mas simple, pues suelos con granulometrias gruesas deberian ser menos suceptibles al hinchamiento, por lo cual pueden requerir menos periodos.
Igual en los incisos 5.2 y 5.3, no es correcto decir que habra dos CBR distintos para un mismo suelo, dependiendo si mantengo fija la humedad de compactacion y vario el esfuerzo o viceversa. Mas bien creo, lo correcto en este punto, es saber que deseo evaluar, en base a las caracteristicas mas reales de la condicion de construccion de la obra. Por ejemplo considere, ¿Que es mas critico para lograr la mayor resistencia del suelo que estoy evaluando, la humedad con la que se compacte o el esfuerzo de compactacion que se aplique?. La respuesta depende del tipo de suelo que tenga y la norma le da una idea.
Y asi podriamos ir analizando cada punto (sobrecargas, grado de saturacion, etc) donde la agencia o el diseñador debe solicitar en base a su "COMPETENCIA" cuales deben ser los requerimientos especificos bajo los cuales debe determinarse ese valor de CBR.
--
Ing. Alfredo Torres Dahbura
Lab. de Control de Calidad
ASFALCA S.A. de C.V.
El Salvador, C.A.
Ing. Torres,
EliminarLe agradezco mucho su valioso comentario.
Precisamente ma ha dado Ud. la razón. Existen las opciones abiertas y están sujetas al criterio de quien solicita el ensayo, por tanto, y nuevamente, un mismo suelo podría tener varios valores de CBR aún siguiendo la norma. Y esto está bien, entiéndase que no es una crítica, es la razón de ser de la prueba, al igual que, por ejemplo, los procedimientos AASHTO para módulo resiliente.
Le pregunto, colega, ¿dónde está el error de competencia cuando Ud. selecciona 1 pesa de sobrecarga, por razones de su estructura de pavimentos, y yo 3 pesas por el mío? ¿Dónde está el error de competencia cuando la agencia para la que Ud. trabaja exige 95% del Proctor y la mía 100%? ¿O, dónde está el error de competencia si Ud. diseña para una zona con innundaciones y yo para una zona desértica? ¿Ve a lo que me refiero?
Lo que sí, y permítame una amable aclaratoria, no debemos confundir exactitud con precisión. Las variaciones a las que yo me refiero en mi artículo y en mis comentarios son de exactitud, mientras que a las que se refiere la norma bajo el parágrafo de "Precision and bias" (Precisión y sesgo) son de precisión. En términos llanos, la variación por "exactitud" viene de hacer un procedimiento diferente (en este caso permitido por la norma), mientras que la variación por "precisión" viene de hacer el mismo procedimiento (por ser un proceso estocástico), basándose obviamente en la competencia de quien ejecuta.
Finalmente, y aclaro para todo el grupo, soy un defensor del ensayo CBR de laboratorio, quitándole el período de 4 días de inmersión pues lo considero un muy peligroso error (ya lo he explicado antes y sino también está escrito en mi blog) e incluso agregándole un procedimiento para convertir el CBR en módulo elástico, pues permite al proyectista variar de manera controlada muchos de los factores que influyen en la resistencia del suelo. En cambio, el CBR de campo no lo puedo defender pues lamentablemente no veo como, pero es simplemente mi opinión.
Freddy J. Sánchez-Leal, CE, MEng
Por otra parte, el ensayo de laboratorio que ejecutara el ingeniero o el investigador, sera siempre en busqueda de obtener UN VALOR representativo de las condiciones UNICAS, representativas del suelo, en el estado en que se asume su investigacion. Si se asume el suelo saturado, o el suelo seco, o parcialmente saturado, sera UNA SOLA la condicion en la que se hace la investigacion o la medicion del parametro buscado. Por supuesto, y como todos sabemos, existen una serie de factores que alteraran los resultados de un ensayo con respecto a otro, que incluyen factores de muestreo, de operacion, de equipo, de interpretacion y calculo, y otros. Estos factores, todos, afectan el valor de UN SOLO SUELO, en un solo estado representativo y UNICO. Si se desea calcular este valor en estado diferente, llamese saturado, y ya no seco, los resultados deberan ser para ese especifico estado del suelo, diferente al primero, pero tambien UNICO. Por lo tanto, mal hacemos al decir que un suelo puede tener varios valores de CBR, cuando la premisa -COMO TESIS ORIGINAL- esta la busqueda de UN VALOR para UN SUELO UNICO.
ResponderEliminarMuchas gracias, reciban cordiales saludos.
Mario A. Candia Gallegos
Cusco, Peru/Moscow, Idaho, USA
INGECO SRL, INGENIEROS CONSULTORES
GEOTECNIA Y MECANICA DE SUELOS Y MATERIALES EN LA MINERIA, FUNDACIONES Y PAVIMENTOS
candiamario@hotmail.com
telp. (407)460-7842
Sí y no. Sí, si el suelo que estamos estudiando corresponde a una subrasante de pavimento. Ya el suelo está ahí, con su composición, con sus propiedades índices de relación de vacíos, grado de saturación, con sus condiciones de confinamiento, todas estas que el especialista se encarga de estimar y tratar de modelar con el ensayo que nos ocupa o con cualquier otro. Pero no, si nuestro objetivo es diseñar el suelo para sub-base, base o relleno estructural. En este caso el proyectista podría estudiar la variación de la respuesta del suelo (en este caso su propiedad mecánica de resistencia expresada, salvando limitaciones, por el parámetro CBR), afectada por un rango de condiciones como la sobrecarga o confinamiento, el estado de esfuerzos interno del suelo (mejor conocido como succión, y que representamos de forma indirecta con el grado de saturación, que es a su vez una propiedad índice), y la relación de vacíos (que representamos como peso unitario, y que es a su vez una propiedad índice, y que a la vez también cuantifica de forma indirecta el número de contactos entre partículas, que a la vez influye notablemente en la resistencia de suelos granulares) y todo esto manteniendo como constante el suelo, entendido como su composición de partículas gruesas, intermedias y finas, con sus diversas formas y competencias (dureza), y con las propiedades de plasticidad del cementante natural (o artificial). Lo interesante también es que el estándar ASTM, como ya demostré anteriormente en un artículo de mi blog, permite al proyectista hacer estas variaciones tanto en el ensayo CBR, como en el ensayo de módulo resiliente (AASHTO). Por eso afirmo, todas las veces que hagan falta, que un mismo suelo puede tener tantos valores de CBR como condiciones de ensayo se tengan. Estas variaciones a las que me refiero, aclaro nuevamente, son variaciones de exactitud, no de precisión, ni mucho menos de sesgo.
EliminarIngerniero Freddy seria muy interesante, para terminar de aclarar el asunto de los CBR distintos para distintas condiciones de ensayo se tengan, con un ejemplo y que podamos desarrollar rápidamente, por que creo que se esta llevando el análisis a diferencias distintas, pero por precisión entre laboratorios o competencias, o es decir, una mala ejecución del ensayo, que no es a lo que se refiere el articulo, si no mas bien a querer aprovechar mejor un suelo y los recursos que se disponen al diseñar realmente un suelo y no castigarle con condiciones que no serán representativas en la vida útil del terraplén, ademas, es importante invitarlos a realizar los ensayos, en todas las condiciones descritas y comprar estos resultados.
EliminarCordial Saludo.
Sí, correcto. Buena observación. Sin embargo, aquí está todo escrito para quien guste entenderlo. Poco a poco la idea irá calando. A veces las mismas respuestas opuestas terminan por confirmar lo dicho, como es este el caso. Saludos.
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