EQUIPOS DE COMPACTACION

I. COMPACTACION

La compactación es el procedimiento de aplicar energía al suelo suelto para eliminar espacios vacíos, aumentando así su densidad y en consecuencia, su capacidad de soporte y estabilidad entre otras propiedades.

Su objetivo es el mejoramiento de las propiedades de ingeniería del suelo.

II. PROPÓSITO DE LA COMPACTACIÓN DE SUELOS

¿PARA QUÉ SE COMPACTA EL SUELO?

• Mayor capacidad de carga

• Disminución de la contracción del Suelo

• Mayor estabilidad volumétrica

• Menor permeabilidad

• Disminución del asentamiento

APLICACIONES:

• Sub-bases de caminos, pistas, playas de acopio

• Rellenos, terraplenes, pedraplenes.

III. DESCRIPCIÓN EQUIPOS DE COMPACTACION

Máquina autopropulsada, de gran peso, dotada de uno o varios rodillos o ruedas cuya función consiste en planificar y dar la compacidad requerida al material sobre el cual se desplaza.

IV. TIPOLOGÍA

En general, el problema de la compactación va ligado al del material a compactar y esta es la razón de la existencia de múltiples y diferentes equipos en el mercado que se diferencian más que en la energía de compactación que suministran, en la forma en que dicha energía es transmitida al terreno.

V. ELECCION DEL METODO DE COMPACTACION

La elección del método de compactación (equipo), depende de:

1. Tipo de Suelo

2. Variaciones del suelo dentro de la obra

3. Tamaño e importancia de la obra a ejecutar

4. Especificaciones de compactación del proyecto: Densidad, humedad óptima, Tamaño del sitio, Nº de pasadas.

5. Tiempo disponible para ejecutar el trabajo

6. Equipo que ya se posea antes de comenzar los trabajos

7. Economía

VI. EQUIPOS EMPLEADOS SEGÚN TIPO DE SUELO

SUELOS GRANULARES:

SE COMPACTAN MEJOR POR VIBRACIÓN.

La vibración reduce las fuerzas de fricción, dejando que las partículas caigan libremente por su propio peso.

- Placas y rodillos vibratorios

- Masas desde altura (comp. dinámica)

SUELOS COHESIVOS:

SE COMPACTAN MEJOR POR AMASADO E IMPACTO.

La tendencia de los suelos es combinarse, formando laminaciones continuas con espacios de aire entre ellas, impidiendo que caigan partículas en los vacíos con la vibración. La fuerza de impacto produce un esfuerzo de cizalle que junta las laminaciones ,oprimiendo las bolsas de aire hacia la superficie

- Pisones

- Rodillo Pata de Cabra y Neumático

- Circulación adecuada del equipo de transporte.

Los métodos más conocidos de aplicación de energía son por impacto o golpes, por presión usando un peso estático, por vibración sacudiendo las partículas y por amasado, manipulando o reacomodándolas. La eficiencia de los distintos métodos de compactación depende del tipo de suelo que se manipula. Los métodos apropiados de compactación según el tipo de suelo se identifican.

Los fabricantes suelen proporcionar gráficos para determinar el rango de aplicación de sus equipos.

Se muestra de manera detallada los rangos de uso de cada tipo de compactador en relación con el tipo de suelo.

No se puede seleccionar el equipo de excavación y compactación apropiado hasta que no se identifiquen correctamente los suelos. La Tabla Siguiente proporciona una guía para la selección del equipo de compactación basado en el tipo de material a trabajar.

Como se ve en esta tabla, si no se consigue la densidad requerida con 4 ú 8 pasadas del equipo, debería considerarse el uso de otro equipo más pesado u otro método.

VII. CLASIFICACION DE EQUIPOS DE COMPACTACION

COMPACION ESTATICA O PRESION

La compactación se logra utilizando una máquina pesada, cuyo peso comprime las partículas del suelo, sin necesidad de movimiento vibratorio.

COMPACTADORES DE RUEDAS NEUMÁTICAS

Formados por hileras delanteras y traseras de neumáticos lisos, en número, tamaño y configuración tales que permitan el solape de las huellas de las delanteras con las de las traseras. Serán capaz de alcanzar una masa de al menos treinta y cinco toneladas (35 ton) y una carga por rueda de cinco toneladas (5 ton), con una presión de inflado que pueda alcanzar al menos ocho décimas de mega pascal (0,8 MPa).

PERMITE COMPACTAR SUELOS ARCILLOSOS Y ALGUNAS VECESSUELOS GRANULARES

Los compactadores de Ruedas Neumáticas Se usarán para la densificación de todo tipo de capas de firme y/o explanadas bien graduadas, ya que durante la compactación se consigue un incremento en el efecto de amasado, resultando una superficie acabada más densa y uniforme.

RODILLO ESPECIALES CON SALIENTES

Los rodillos especiales con salientes son compactadores que consisten en un gran tambor de acero, provistos de salientes que justamente le dan su nombre.

La dimensión de las salientes varía según el fabricante así como su forma. El tambor puede ser hueco y se puede aumentar de peso agregando un lastre con el propósito de producir una presión de contacto mayor.

RODILLO PATA DE CABRA

Estos rodillos se presentan frecuentemente para trabajar adosados a un tractor de orugas que lo impulsa. El rodillo pata de cabra es apropiado para compactar todos los materiales de grano fino, especialmente cuando el IP es muy grande, mayor de 18% hasta 50%. Generalmente estos suelos plásticos con un alto contenido de arcilla o arenosos con algo de barro cementante

COMPACTACION DINAMICA

El principio de funcionamiento es sencillo. Cuando el compactador está elevado, el rodillo rota levantándose a sí mismo por un lado, y cae de nuevo a tierra. El impacto del rodillo golpeando el suelo proporciona la fuerza de compactación. El mayor énfasis para desarrollar el diseño de este compactador fue la necesidad de desarrollar un implemento con gran energía de compactación que pudiera ser usado para compactar suelos con bajo contenido de humedad en

regiones áridas.

Un bloque de gran peso se deja caer de una altura Importante y el suelo se compacta con el impacto.

Usualmente solo hace contacto con el 50 % de la superficie que compacta, aproximadamente.

VIBRATORIOS

COMPACTADOR VIBRATORIO MONOCILÍNDRICO

Está compuesto por un cilindro metálico vibratorio liso (con o sin tracción) que actuará como elemento de compactación y dos neumáticos traseros de tracción.

Pueden usarse para la compactación de todo tipo de capas de cimiento, núcleo, explanada y firme, teniendo una mejor adaptación a la compactación de suelos no cohesivos, donde el efecto de la vibración posibilita una mejor acomodación de los elementos granulares.

También pueden ser usarse para el sellado de capas. El efecto de planchado logra alisar y eliminar las marcas dejadas por los otros compactadores.

SOLO PERMITE COMPACTAR CAPAS DELGADAS (< 20 CM) DE MATERIAL

GRANULAR Y NO SE OBTIENE DENSIDADES ALTAS

COMPACTADOR VIBRATORIO BICILÍNDRICO (O TÁNDEM)

Está compuesto por dos cilindros metálicos vibratorios lisos (con tracción) que actúan de compactación. Pueden usarse para la densificación de todo tipo de capas de firme y/o explanadas bien graduadas, aunque generalmente son usados para la compactación y el acabado de capas asfálticas.

COMPACTADORES PEQUEÑOS

DISCOS COMPACTADORES

Para evitar los accidentes de tener un hombre trabajando en zanjas, se coloca algunas veces un disco de compactación similar a un cilindro de pisones, al brazo de una excavadora para lograr la compactación del relleno en zanjas.

Algunos modelos más modernos incluyen sistemas de control remoto para dirigirlos garantizando la seguridad del personal en la obra. Estos sistemas de control remoto pueden ser por radio o por rayos infrarrojos; este último sistema se prefiere en la Comunidad Europea, donde los sistemas de radiofrecuencia no están permitidos.

PLANCHA COMPACTADORA

Se usan para compactar suelos y concreto asfáltico en ubicaciones donde no pueden llegar las unidades grandes. Pueden ser autopropulsadas, tanto con diesel o gasolina. Estas unidades son clasificadas por la fuerza centrífuga, las revoluciones por minutos, la profundidad de penetración de la vibraci6n (o espesor de capa), avance en m/s y cobertura de área por hora.

MARTILLOS COMPACTADORES

Estos martillos se usan para compactar suelos cohesivos o mezclas de suelos en areas confinadas estas unidades tienen un rango de impacto entre 40 – 1200 m-kg por segundo , con impacto de hasta 85 golpes por minuto .

RECOMENDACIONES

Hay condiciones externas al equipo y que se relacionan con su uso que pueden reducir el rendimiento existe un factor de eficiencia que se aplica al valor de rendimiento

Los valores de eficiencia para las operaciones de compactación que se suelen manejar van entre 45 y 50 minutos por hora.

La densidad de un suelo sometido a compactación disminuye con la profundidad al aumentar el espesor de la capa. Esta disminución no influye en capas de hasta 20 cms.

En general se tiene un aumento considerable de la densidad entre una y seis pasadas, que se va haciendo mas lento para las pasadas siguientes.