Stiffness Estimation of Unbound Marginal Granular Materials Through Dynamic CBR Test

RESUMEN La evaluación en laboratorio de la respuesta de materiales granulares no ligados (e.g., subbases y bases granulares para pavimentación) bajo carga dinámica es limitada en Colombia. Este estado de la práctica se relaciona, entre otros aspectos, con que el equipo triaxial dinámico requerido para su determinación es costoso y los protocolos de ensayo complejos. Como alternativa, en la última década se han realizado desarrollos sobre el ensayo CBR dinámico (dCBR), que emplea el equipo, pero modifica el protocolo del ensayo de CBR convencional. Esta investigación propone las bases de un nuevo protocolo para el ensayo de dCBR, para determinar la rigidez de materiales granulares (i.e., módulo resiliente equivalente) mediante la aplicación de siete etapas de carga repetida, donde cada etapa está definida por una deformación objetivo. El estudio incluyó dos materiales granulares marginales (MGMs), con índices de plasticidad altos (IP>6). Los resultados sugieren que el protocolo propuesto para el ensayo de dCBR permite la estimación del módulo resiliente equivalente. Adicionalmente, este protocolo discrimina el efecto de la plasticidad de la fracción fina del mgm sobre su rigidez (i.e., reducción de módulo resiliente equivalente al incrementar el índice de plasticidad). Con base en los resultados obtenidos, se propone avanzar en la caracterización de un mayor número de materiales para validar los resultados preliminares presentados e indagar sobre una posible correlación entre valores de módulo resiliente y módulo resiliente equivalente. ABSTRACT Laboratory evaluation of unbound granular materials response (e.g., paving granular subbases and bases), subjected to dynamic load is limited in Colombia. This state of the practice is related, among other aspects, to the fact that the dynamic triaxial equipment required for its determination is expensive, and the test protocols are complex. In the last decade, work has been carried out to develop the dynamic CBR test (dCBR) that employs the CBR equipment but modifies the testing protocol applied in the CBR test. This research proposes the basis of a new protocol for the dCBR test to determine the stiffness of granular materials (i.e., equivalent resilient modulus) by applying seven steps repeated load, where each step is defined by a target strain. The study included two marginal granular materials (MGMs) with high plasticity indexes. The results suggest that the proposed dCBR test protocol allows for estimating the equivalent resilient modulus. In addition, the proposed protocol differentiates the effect of the plasticity index on the stiffness of the MGM (i.e., reduction of equivalent resilient modulus as the plasticity index increases). Therefore, we propose to extend the range of materials characterized to validate the preliminary results presented and inquire about a possible correlation between the values of resilient modulus and equivalent resilient modulus.