El California Bearing Ratio (CBR) o en castellano «Prueba de relación de carga de California» se realiza en laboratorios de materiales de construcción para evaluar la resistencia de las subrasantes del suelo y los materiales de la capa base.
Quienes diseñan y construyen carreteras, pistas de aeropuertos y calles de rodaje, estacionamientos y otros pavimentos confían en los valores de las pruebas CBR al seleccionar el espesor de la base y de la carpeta de rodadura.
El CBR es importante para conocer el espesor de la base y de la carpeta de rodadura
¿De que trata la prueba CBR?
El ASTM D1883 y AASHTO T 193 para la prueba CBR es un método empírico simple, que compara la resistencia a la penetración de la muestra de prueba con la de una muestra «estándar» de material de piedra triturada bien graduada utilizando un pistón de tamaño estándar.
La prueba no caracteriza ninguna propiedad del suelo aparte de la resistencia a la penetración. El Departamento de Transporte de Florida desarrolló una versión modificada de este método como la prueba FM 5-515 Limerock Bearing Ratio (LBR).
Las pruebas de CBR también se pueden realizar in situ en subrasantes del suelo con un aparato que use un pistón de penetración del mismo tamaño o con el penetrómetro de cono dinámico (DCP).
La norma ASTM D4429 se usa a menudo como una prueba exploratoria para determinar las condiciones in situ de los suelos o las bases o para confirmar los resultados de las pruebas de laboratorio.
¿Por qué es importante la prueba CBR?
A principios de la década de 1900, el desarrollo económico impulsó la demanda de más kilómetros de carreteras de mejor calidad, lo que a su vez resultó en un aumento del tráfico por carretera.
En 1928 y 1929, los ingenieros de la División de Carreteras de California (ahora Caltrans) desarrollaron la prueba CBR para garantizar que los pavimentos pudieran construirse económicamente y aún soportar las cargas por eje previstas.
Establecieron la resistencia a la penetración del material base (roca triturada) como una referencia estándar para comparar con todos los demás materiales del suelo y de la capa base.
California adoptó oficialmente la prueba CBR en 1935 y ahora es un método estándar en ASTM, AASHTO, el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU. (USACE), las normas británicas y otras.
Los valores CBR son reconocidos como parte integral del diseño de pavimentos y pistas por los Departamentos de Transporte estatales, la Administración Federal de Carreteras (FHWA), y la Administración Federal de Aviación (FAA). El uso extensivo del CBR durante un largo período y la información obtenida de las correlaciones de campo han establecido su confiabilidad para el diseño de pavimentos.
Procedimiento de prueba CBR
La preparación de muestras ocupa la mayor parte del tiempo requerido para probar muestras CBR en el laboratorio geotécnico. Los materiales propuestos para el proyecto se muestrean y procesan en el laboratorio en una serie de especímenes de prueba.
La preparación se lleva a cabo usando pasos iguales o similares que se encuentran en el método C de las pruebas de relación de humedad/densidad (Proctor) de ASTM D698 o D1557 (AASHTO T 99 y T 180).
El especificador de la prueba CBR puede solicitar cambios en la densidad seca de los especímenes. Cambiar el número requerido de conteos de golpes ajustará la densidad seca. También son necesarios discos espaciadores, pesos de sobrecarga y otros aparatos para medir la expansión.
La prueba se aplica principalmente a materiales cohesivos con tamaños máximos de partículas de menos de 19 mm (0,75 pulgadas), pero también se puede utilizar para evaluar la resistencia de suelos granulares y agregados.
Para la mayoría de los métodos, se preparan y remojan de tres a cinco muestras durante un período antes de la prueba de penetración. Los especímenes de prueba preparados se colocan en un marco de carga y se someten a cargas de penetración reguladas desde un pistón con un área de superficie de 3 pulgadas² (1935 mm²) . Las cargas se registran en intervalos de penetración especificados y se trazan gráficamente.
En resumen
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.
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