¿Qué es la Relación de Soporte de California (CBR)?
Qué mide el ensayo
La Relación de Soporte de California (CBR) es un ensayo de penetración que compara la resistencia de un suelo con la de la piedra triturada estándar. El resultado es un porcentaje. El ensayo empuja un émbolo contra el material a una velocidad uniforme. La FAA da un ejemplo: un CBR de 15 significa el 15 % de la resistencia de la piedra caliza triturada estándar.
Cómo funciona el ensayo de laboratorio
La FAA exige que los ensayos CBR de laboratorio se hagan según la ASTM D1883. La muestra es material del sitio, remoldeado a la humedad y la densidad que dará la construcción. La muestra se satura antes del ensayo.
En la ASTM D1883, el ensayo introduce en la muestra un pistón de unos 49,6 mm de diámetro a 1,27 mm por minuto. Sobre la muestra descansa una sobrecarga de al menos 4,54 kg, y la saturación dura 96 horas. El CBR es la relación entre la carga medida y la carga estándar a 2,54 mm y a 5,08 mm de penetración. Si el valor a 5,08 mm es mayor, el laboratorio repite el ensayo.
Los ensayos CBR son difíciles de interpretar en materiales gravosos. El molde confina la grava y el resultado sale demasiado alto. Para grava y suelos gravosos, la FAA limita el módulo de la subrasante E a 50 000 psi, que equivale a un CBR de 33. En general, bastan tres ensayos CBR por cada tipo principal de suelo.
Uso del CBR en el diseño de pavimentos de aeródromo
En pavimentos flexibles, el CBR es la forma habitual de describir la resistencia de la subrasante. La FAA lo convierte en un módulo elástico con E = 1 500 x CBR (E en psi), que FAARFIELD usa para el diseño de espesores.
Algunos límites usan el CBR directamente:
- Cuando el CBR medio de la subrasante es inferior a 5, la FAA recomienda mejorar la subrasante. Por debajo de 3, la FAA indica que hay que mejorarla.
- Un pavimento flexible necesita una subbase sobre subrasantes con un CBR inferior a 20. La subbase estándar (Ítem P-154) debe tener un CBR de al menos 20.
- EASA enumera cuatro categorías de resistencia de subrasante para pavimentos flexibles en el método ACN-PCN (número de clasificación de aeronaves y número de clasificación de pavimentos). Usan CBR 15 (A), 10 (B), 6 (C) y 3 (D).
- La orientación de EASA indica que el suelo a 15 cm bajo la superficie de la franja de pista debe tener un CBR de 15 a 20. Esto evita daños al tren de morro.
Origen
O. J. Porter, del Departamento de Carreteras de California, desarrolló el ensayo. Durante la Segunda Guerra Mundial, el Cuerpo de Ingenieros lo adoptó para pavimentos flexibles de aeródromo. Un artículo de 1942 de la Highway Research Board describe esa adopción.
Estimación en campo
Un penetrómetro de cono dinámico (DCP) da una estimación del CBR en campo. La FAA da CBR = 292 / DCP^1.12 para la mayoría de los suelos, con DCP en mm por golpe.
Preguntas Frecuentes
- ¿Qué significa un CBR de 15?
- Un CBR de 15 significa que el material ofrece el 15 % de la resistencia a la penetración que ofrece la piedra caliza triturada estándar. La FAA da este ejemplo en la AC 150/5320-6G. Un CBR más alto significa un material más resistente.
- ¿Por qué los ingenieros saturan la muestra antes del ensayo CBR?
- Una muestra saturada simula un pavimento en servicio. La FAA indica que las cimentaciones de pavimento alcanzan una saturación casi completa después de unos 3 años. Un CBR saturado también representa la época más débil del año, por ejemplo el deshielo de primavera o después de una tormenta. La ASTM D1883 satura la muestra durante 96 horas (4 días).
- ¿Cómo se relaciona el CBR con el módulo elástico?
- En suelos de grano fino no expansivos, la FAA estima el módulo elástico E como 1 500 veces el CBR en psi, o 10 veces el CBR en MPa. La relación es aproximada. FAARFIELD usa E, y convierte un valor de CBR en E con esta ecuación.
- ¿El CBR puede estimarse en campo?
- Sí. El ensayo con penetrómetro de cono dinámico (DCP) da una penetración en milímetros por golpe, y la FAA la correlaciona con el CBR. Para la mayoría de los suelos, CBR = 292 / DCP^1.12, con DCP en mm por golpe. Se aplica otra ecuación a las arcillas de baja plasticidad (CL) con un CBR inferior a 10 y a las arcillas de alta plasticidad (CH).
Referencias
- faa-ac-150-5320-6g
- AC 150/5320-6G, Airport Pavement Design and Evaluation FAA
- faa-ac-150-5370-10h
- AC 150/5370-10H, Standard Specifications for Construction of Airports FAA
- faa-ac-150-5335-5d
- AC 150/5335-5D, Standardized Method of Reporting Airport Pavement Strength: ACR-PCR FAA
- easa-ear-aerodromes
- Easy Access Rules for Aerodromes (Regulation (EU) No 139/2014), consolidated edition of March 2026 EASA
- nicet-astm-d1883-checklist
- Performance Examination Checklist, Soils: ASTM D1883-16 (California Bearing Ratio of Laboratory-Compacted Soils) NICET
- hrb-1942-middlebrooks-bertram
- Soil Tests for Design of Runway Pavements (Middlebrooks and Bertram), Proceedings of the Highway Research Board, Vol. 22 Highway Research Board, 1942
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