12 los compactadores y la compactacion en obra 2006
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Compactadores y Compactacion en ObraTRANSCRIPT
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LOS COMPACTADORES Y LA COMPACTACION EN OBRA
CONSTRUCCIONES INDUSTRIALES - 2005
Prof. Dr. Jorge A. Capote Abreu 1
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Prof. Dr. Jorge A. Capote Abreu
Dpto. de Transportes y Tecnologa de Proyectos y Procesos
e-mails:Ingeniera de la Construccin
[email protected] [email protected] [email protected]@unican.es
Dr. Daniel Alvear Portilla
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Esta presentacin ha sido realizada en base a la informacin facilitada por :
- CATERPILLAR- BOMAG- LEBRERO- SAKAI - Bibliografa especializada- Capitulo XIII del Libro
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Mquina autopropulsada o remolcada sobre ruedas, rulo o masa diseada para aumentar la densidad de los materiales por: peso esttico, impacto, vibracin, amasado (presin dinmica) o combinacin de estos efectos.
Definicin : Segn ISO 6165 - UNE 115-405-88CompactadoresCompactadores
La compactacincompactacin es la accin nica de los compactadores, aplicada a suelos, ridos, mezclas asflticas, e incluso a grandes masas de hormign seco (RCC).
CompactarCompactarEs unir los granos de manera que ocupen el menor volumen posible. Incremento de densidad.
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HUMEDAD
HUMEDAD ENER
GIA
ENERGI
A
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DE COM
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TIPO
DE SUELO
TIPO
DE SUELO EQUIPO
EQUIPO
DE COMPACTACION
DE COMPACTACION
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Kg/m3
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a
b
c V = 1000 cm3 = 102 mm
h = 122 mm
M = 2,5 kg.M = 2,5 kg.
26 go
lpes
/cap
a26
go
lpes
/cap
a
305 mm305 mm
El ensayo de apisonado PROCTORPROCTOR tiene por objeto determinar en un suelo la relacin entre la humedad y la densidad seca obtenida cuando es compactado en las condiciones establecidas en la NLT-107/76
PROC
TOR N
ORMA
L UN
E 103
500
PROC
TOR M
ODIFI
CADO
UNE 1
0350
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Esttico- Por impacto- Con vibracin- Con oscilacin
- De conduccin pedestre
- De conduccin sobre asiento
Compactacin pesada (a partir de las 3,5 t ) Compactacin ligera ( hasta las 3,5 t )
Dinmico
Remolcados
Autopropulsados
Sistema de propulsin
Sistema de apisonado
Para Suelos Para Mezclas Asflticas
Para Otras Aplicaciones Para Suelo y Asfalto
Tipo de Aplicacin
Categora de pesos
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Masa Esttica por cm. de generatriz - kg./cm -
=
Masa operacional operando sobre la generatriz
Ancho del rulo (long. de la generatriz - cm.)
Peso Operacional
Nmero de ruedas
Carga por rueda - kg. -
L cm
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Clasificacin Compactadores Vibratorios Compactadores s/ Neumticos
P0
P1
P2
P3
Carga por rueda
< 2.500 kg.
2.500 kg. a 4.000 kg.
4.000 kg. a 6.000 kg.
> 6.000 kg.
V0
V1
V2
V3
V4
V5
Compactador ligero
Compactador medio
Compactador pesadoCompactador muy pesado
Compactador muy pesado
Compactador muy pesado
Carga por cm. de generatriz
< 15 kg/cm
15 a 25 kg/cm
25 a 35 kg/cm
35 a 45 kg/cm
45 a 55 kg/cm
> 55 kg/cm
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CLASIFICACINVM6
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C L A S IF IC A C I N S E G N U N E 1 1 5 -43 5 / N F P 9 8 -7 3 6G r u p o T i tu l o d e l G r u p o C r i te r i o s d eC l a si f i c a c i n M q u in a s
1 C o m p a c t a d o res e s t t ic o s C a rg a L in e a l ( k g . / cm )C o m p a c t a d o r e sm o n o c il in d ro s y ta nd e m ,
ru l o li s o o p a ta d e c a b ra
2 C o m p a c t a d o res d e n e u m tic o s C a rg a p o r r ue d a ( kN )C o m p a c t a d o r e s d e n e u m t i c o s li s o s o c o n
re l ie v e
3 C o m p a c t a d o res v ib ra n te s ( L 1 ,3 m )C a rg a L in e a l ( k g . / cm )
A m p l it u d n o m in a l ( m m )
C o m p a c t a d o r e s
m o n o c il in d ro s y ta n d e m , d e
ru l o m a y o r d e 1 ,3 0 m .
4 C o m p a c t a d o res m ix to sC a rg a L in e a l ( k g . / cm )A m p l it u d n o m in a l ( m m )
C a rg a p o r r ue d a (kN )
S e c l a s if i c a n d e fo r m ain d e p e n d ie n te e l r u lo y e l
e je d e n e u m t i c o s .
5 C o m p a c t a d o res v ib ra n te s d e p is o n e s (L > 1 ,3 m )
C a rg a L in e a l ( k g . / cm )A m p l it u d n o m in a l ( m m )
C om p acd o re s d e r u lo d e p a ta d eca b ra , m o no c i lind r icos y ta n de m ,d e lo ng i tu d d e ru lo m en or d e 1 ,3 0m .
6 C o m p a c t a d o res v ib ra n te s ( L 1 ,3 m )C a rg a L in e a l ( k g . / cm )
N d e ru lo s v ib r a n te s
C om p ac ta do r es m o n oc il in dr o s yta n de m , d e ru lo l iso o p a ta d eca b ra , lo n gi tu d de r ulo m e no r de
1 ,3 0 m .
7 P is o n e s M a s a to ta l (k g )P i s o n e s v ib r an te s y d ep e rcu s i n
8 P la n c h a s V ib r a n te s P r e s i n e s t t i c a (k P a )P la n c h a s de u n o y d o s
s e n t id o s de m a r ch a .
G r u p o
1
2 C o m p a c t a d o res d e n e u m tic o s
3 C o m p a c t a d o res v ib ra n te s ( L 1 ,3 m )
4 C o m p a c t a d o res m ix to se je d e n e u m t i c o s .
5 C o m p a c t a d o res v ib ra n te s d e p is o n e s (L > 1 ,3 m )
C om p acd o re s d e r u lo d e p a ta d eca b ra , m o no c i lind r icos y ta n de m ,d e lo ng i tu d d e ru lo m en or d e 1 ,3 0m .
6 C o m p a c t a d o res v ib ra n te s ( L 1 ,3 m )
C om p ac ta do r es m o n oc il in dr o s yta n de m , d e ru lo l iso o p a ta d eca b ra , lo n gi tu d de r ulo m e no r de
1 ,3 0 m .
7 P is o n e s
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BRA COMPACTADORES ESTTICOSCOMPACTADORES ESTTICOS
Los compactadores estticoscompactadores estticos son aquellos que producen elefecto de compactacin por su peso propio, solamente.
PP
p1
p2
0,7 PP 0,3 PP
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54,5 kgf/cm.
42,3 kgf/cm.
Presin lineal
6,310 Kg.4,650 Kg.Sobre eje trasero
5,990 Kg.4,650 Kg.Sobre eje delantero
12,300 Kg.9,300 Kg.Total
CON CON LASTRELASTRE
SIN SIN LASTRELASTREPESOSPESOS
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BRA TEORAS SOBRE LA COMPACTACIN ESTTICATEORAS SOBRE LA COMPACTACIN ESTTICA
Varias son las teoras que sustentan la compactacin compactacin estticaesttica y muchos los ngulos de su valoracin; sin embargo se admiten y aceptan como validas las de:
Base del Cono Dim. de labase del cono
Superf. en cm2 Presin real enkg/ cm2
A 15 cm. 180 3,9
B 30 cm. 720 0,97C 45 cm. 1,630 0,43D 60 cm. 2,900 0,24
Teora del ConoTeora del Cono
A
B
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Teora del Bulbo Teora del Bulbo
TEORAS SOBRE LA COMPACTACIN ESTTICATEORAS SOBRE LA COMPACTACIN ESTTICA
La carga aplicada se distribuye en profundidad segn un bulbo a modo de cascaras de cebolla.
h1 h2
F
P =F
A
La presin P ejercida sobre una superficie circular de dimetro D, ser:
P =4 F1 D2A1 = . r 2 . ( D/ 2) 2 =
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Teora del cono
Teora del bulbo
RELACIN PRESINRELACIN PRESIN--PROFUNDIDADPROFUNDIDAD
0,2
P
profundidad bajo su superficie - D1 D 2 D 3 D 4D
0,5
0,75
Profundidad bajola superficie Presin terica
0,5 D 0,6 P1,0 D 0,3 P1,5 D 0,15 P2,0 D 0,09 P3,0 D 0,03 P4,0 D 0,015 P
0,5 D 0,6 P1,0 D 0,3 P1,5 D 0,15 P2,0 D 0,09 P3,0 D 0,03 P4,0 D 0,015 P
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Rueda remolcada
Q
Wg
Wr
Z
e
Q
Z
e
Rueda autopropulsada
Q
Wg
Wr
Q
= V / r
U - velocidad angular -rad/seg.V - velocidad tangencialr - radio externo de la ruedaQ - peso del rodilloWg- resistencia a la rodaduraWr - resistencia a la pendientee - dist. del pto. aplicacin de la reaccin resultante del camino al eje vertical de la rueda.
Fuerzas y momentos que actan sobre las ruedas de Fuerzas y momentos que actan sobre las ruedas de los compactadores estticoslos compactadores estticos
EFECTO DE
EFECTO DE
ARROLLAM
IENTO
ARROLLAM
IENTO
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BRA FUERZAS Y MOMENTOS QUE ACTAN SOBRE FUERZAS Y MOMENTOS QUE ACTAN SOBRE
EL RODILLO PATA DE CABRAEL RODILLO PATA DE CABRA
Q
V
FF =
. Q
gVn
. La mayor eficacia de compactacin se logra a mayor velocidad
Fuerza de impacto
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QV
Cual ser la fuerza de impacto de un rodillo pata de cabra de 5,200 Kg. de peso, 1.200 mm de dimetro y 4 patas de 100 mm por generatriz dispuestas a 10, circulando a 5 km./h ?
V 2 PD/2 + Z
= = (1,4)( 2 ) 0,1(1,2)( 2) + (0,1)
= 0,746 m/ seg.
FF =
. Q
gVn
. FF = .0,7464
.1.15
10
5200
9,81= 11,320 kg./pata
= 3,18 vueltas/seg. = 1,15 seg.1,4
2 (1,2/2 + 0,1)=
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235 HP/22,7 t
Landfill CompactorsLandfill Compactors
de 20 a 35 t
mximo confort y aislamiento del compartimento del operador
rulos autolimpieza
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Baja frecuencia, Alto impacto600-650 golpes/min. 1000 - 1500 kg.-golpe
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X X = A sen ( 2 N= A sen ( 2 Nt t + )+ ) X - posic. Inst. Pto. M.
N - frecuencia - Hz.
A - amplitud - mm
- desfase entre mov. vib. suelo y del rulo.
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Bajo momento excntrico Gran momento excntrico
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ABm M
r
C m . r . wf 2=
Ampl m.rM=
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Motor - Contrapeso
Masa Vibrante
RuedasMotrices Bastidor Rodillo
Latiguillos Sist. Hidr.
ROPS
Cabina
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ACONSTRUCCIO
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LES -2005
Prof. D
r. Jorge A
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Prof..Dr. Jorge A. Capote Abreu
LOS COMPACTADORES Y LA COMPACTACIN EN OBRALOS COMPACTADORES Y LA COMPACTACIN EN OBRA
Prof..Dr. Jorge A. Capote Abreu
LOS COMPACTADORES Y LA COMPACTACIN EN OBRALOS COMPACTADORES Y LA COMPACTACIN EN OBRA
80HP/12,9
t
Prof..Dr. Jorge A. Capote Abreu
LOS COMPACTADORES Y LA COMPACTACIN EN OBRALOS COMPACTADORES Y LA COMPACTACIN EN OBRA
33 HP/2
,3 t
P
0,5P
0,5P
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Para trabajos en condiciones especiales y/o sitios con constricciones laterales se usan compactadores con mandos a distancia.
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Las placas vibrantes pueden ser:
Una direccin
Dos direcciones
Placas Vibrantes Unidirrecionales
Placas Vibrantes Bi-direccionales
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Prof..Dr. Jorge A. Capote Abreu
LOS COMPACTADORES Y LA COMPACTACIN EN OBRALOS COMPACTADORES Y LA COMPACTACIN EN OBRA
Rodillo
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Visibilidad
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y girato
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1 m
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LOS COMPACTADORES Y LA COMPACTACION EN OBRA
CONSTRUCCIONES INDUSTRIALES - 2005
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Qx x
m h= =0 7213 4000 05
6497
3,
, , /
Q k W . v . tn
=n
v
t
w
Ancho Ancho rodillorodillo
Velocidad del Velocidad del cilindro en m/hcilindro en m/h Espesor Espesor
capacapa
NmeroNmerode de
pasadaspasadas
EficienciaEficiencia
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BRA La produccin horariaproduccin horaria de los Compactadores se
calcula segn la siguiente frmula:
A
h
v
np
QQ = E A . V . hnp
Fc
V : velocidad del compactador en m/h.
DondeDonde:A : ancho del rodillo en m.h : espesor de la capa en m.
E : coeficiente (eficiencia) utilizadonp : nmero de pasadas necesarias.
Fc : factor de compresibilidad
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BRA Se tiene un terreno areno-limoso que debemos compactar hasta lograr el
95% Proctor Std.
El compactador vibrante disponible es de 2,13 m de ancho (A) La velocidad media de compactacin estimada es de 4,0 Km./h (V) La capa tendr un espesor compactada de 0,5 m (h) El nmero de pasadas necesarias es de 6 (np ) El factor de compresibilidad del suelo es: Fc = 0,9 La eficiencia estimada de la obra: E = 0,7
Q =( 2,13 ) ( 4 )( 0,50 ) ( 1,000 ) ( 0,90 ) ( 0,70 )
6=
447, 30 m3/h
Q =Q = EA . V . h
npFc
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Arcilla
Limo
ArenaGrava
RellenosRocas
Pata de cabra
m3/h
PRODUCCIONES POR
TIPO DE SUELO Y
COMPACTADOR
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Empleo de medios convencionales para la
determinacin de las densidades alcanzadas.,
con o sin extraccin de muestras.
Empleo de medios basados en la emisin
un istopo radiactivo que mide la humedad
y densidad del material con el auxilio de un
microprocesador instalado en el equipo.
Sistema de medicin continua de la compactacin (CCC) mediante
mecanismos electrnicos incorporados a la mquina.
Densimetra Convencional
Gammadensmetros
Compactometros
Mtodo de la arena
Mtodo del baln de agua
Extraccin testigos
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COMPACTOMETROCOMPACTOMETRO Sistema integrado en el rodillo Medicin instantnea y contina
Pantalla de Datos
Un smbolo del rodillo continuamente marca su posicin.
Nivel de compactacin, Frecuencias, Resonancia
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Prof. Dr. Jorge A. Capote AbreuDr. Daniel Alvear PortillaIngeniera de la Construccin
Dpto. de Transportes y Tecnologa de Proyectos y Procesos
UNIVERSIDAD DE CANTABRIA-
Direccin:
GIDAIGIDAI Grupo de Investigacin y Desarrollo de Actuaciones IndustrialesE.T.S. Ingenieros Industriales y Telecomunicacin
Avda. Los Castros, s/n39005 SANTANDER (Cantabria)
ESPAA
Telf. 942-20.1826 Fax: 942-20.1873
e-mail: [email protected]
http://gru
pos.unic
an.es/GID
AIGIDAI/
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