California Bearing Ratio (CBR): Concepto y Aplicación
Este artículo fue publicado por el autor Editores el 09/02/2025 y actualizado el 09/02/2025. Esta en la categoria Artículos.
La relación de carga de California (California Bearing Ratio, CBR) es una prueba de laboratorio que mide la capacidad de soportar cargas de un suelo no tratado o subrasante. Desarrollada por el Departamento de Carreteras de California en la década de 1920, la prueba CBR es utilizada hoy en día en todo el mundo como un método de diseño y evaluación de la capa de subrasante en proyectos de carreteras, aeropuertos y otros tipos de infraestructura.
¿Qué es el CBR?
El CBR es una medida adimensional que compara la resistencia de un suelo a la carga con la resistencia de un suelo de referencia. La prueba consiste en empujar un pistón cilíndrico a una velocidad constante en un suelo compactado en un molde especial. El pistón tiene un área superficial conocida y la carga necesaria para empujar el pistón a una profundidad específica se mide durante la prueba. Luego, se calcula el CBR dividiendo la carga de prueba por la carga de referencia.
El suelo de referencia utilizado en la prueba CBR es una mezcla de arena y arcilla con una densidad y humedad específicas. La carga de referencia se establece en 1,000 libras por pulgada cuadrada (psi) para suelos granulares y 2,000 psi para suelos cohesivos. Los valores de CBR varían desde menos de 1 para suelos muy blandos hasta más de 100 para suelos muy duros.
Aplicaciones del CBR
La prueba CBR se utiliza en una variedad de aplicaciones de ingeniería civil, incluyendo:
- Diseño de carreteras: La prueba CBR se utiliza para determinar la capacidad de soporte de carga de la subrasante y ayudar a diseñar la capa de base y la capa de subrasante de una carretera.
- Diseño de aeropuertos: La prueba CBR se utiliza para determinar la capacidad de soporte de carga de la subrasante y ayudar a diseñar la capa de base y la capa de subrasante de una pista de aterrizaje.
- Diseño de diques y terraplenes: La prueba CBR se utiliza para determinar la capacidad de soporte de carga de la subrasante y ayudar a diseñar la capa de base y la capa de subrasante de un dique o terraplén.
- Diseño de cimentaciones: La prueba CBR se utiliza para determinar la capacidad de soporte de carga de un suelo y ayudar a diseñar la cimentación de un edificio o estructura.
Procedimiento de la prueba CBR
La prueba CBR se lleva a cabo en tres etapas: preparación del suelo, prueba de carga y cálculo del CBR.
Preparación del suelo
La preparación del suelo consiste en compactar el suelo en un molde especial con una densidad y humedad específicas. El molde tiene un diámetro de 3 pulgadas y una altura de 4 pulgadas y se llena con una muestra de suelo que pesa entre 2,500 y 3,000 gramos. El suelo se compacta en tres capas utilizando un compactador de mano o una máquina de compactación manual. Después de la compactación, se mide la humedad del suelo y se ajusta si es necesario.
Prueba de carga
La prueba de carga se realiza empujando un pistón cilíndrico con un diámetro de 1 pulgada y una altura de 2 pulgadas a una velocidad constante de 0,05 pulgadas por minuto. Se mide la carga necesaria para empujar el pistón a profundidades de 0,10, 0,20 y 0,30 pulgadas. La carga máxima se registra en la profundidad de 0,10 pulgadas.
Cálculo del CBR
El CBR se calcula dividiendo la carga de prueba por la carga de referencia. Si el suelo tiene un valor de CBR inferior a 2, se considera un suelo débil y se requiere la estabilización del suelo antes de la construcción. Si el suelo tiene un valor de CBR entre 2 y 5, se considera un suelo moderadamente fuerte y se puede utilizar sin estabilización. Si el suelo tiene un valor de CBR superior a 5, se considera un suelo fuerte y se puede utilizar sin estabilización.
Ventajas e inconvenientes del CBR
La prueba CBR tiene varias ventajas, incluyendo:
- Fácil de realizar: La prueba CBR se puede realizar en el laboratorio o en el sitio de construcción.
- Rápida y económica: La prueba CBR es rápida y económica en comparación con otras pruebas de suelo.
- Aceptada internacionalmente: La prueba CBR es aceptada en todo el mundo como un método de diseño y evaluación de la subrasante.
Sin embargo, la prueba CBR también tiene algunos inconvenientes, incluyendo:
- Limitada a cargas lentas: La prueba CBR solo mide la capacidad de soporte de carga a velocidades lentas y no se puede utilizar para predecir el comportamiento del suelo bajo cargas dinámicas o rápidas.
- Sujeta a errores de interpretación: La prueba CBR está sujeta a errores de interpretación y no siempre es una indicación precisa de la capacidad de soporte de carga del suelo.
- No se aplica a todos los tipos de suelo: La prueba CBR no se aplica a todos los tipos de suelo, como suelos orgánicos o rocosos.
Preguntas frecuentes
¿Qué es el CBR?
El CBR es una medida adimensional que compara la resistencia de un suelo a la carga con la resistencia de un suelo de referencia.
¿Cómo se realiza la prueba CBR?
La prueba CBR se realiza compactando el suelo en un molde especial, empujando un pistón cilíndrico a una velocidad constante y midiendo la carga necesaria para empujar el pistón a profundidades específicas. Luego, se calcula el CBR dividiendo la carga de prueba por la carga de referencia.
¿Qué valores de CBR se consideran suelos débiles, moderadamente fuertes y fuertes?
Si el suelo tiene un valor de CBR inferior a 2, se considera un suelo débil. Si el suelo tiene un valor de CBR entre 2 y 5, se considera un suelo moderadamente fuerte. Si el suelo tiene un valor de CBR superior a 5, se considera un suelo fuerte.
¿Qué son las ventajas e inconvenientes del CBR?
Las ventajas del CBR incluyen que es fácil de realizar, rápida y económica, y aceptada internacionalmente. Los inconvenientes del CBR incluyen que solo mide la capacidad de soporte de carga a velocidades lentas, está sujeta a errores de interpretación y no se aplica a todos los tipos de suelo.
Referencias
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- Huang, Y. (2012). Soil Testing for Highway Construction. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons.
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