equipos para compactacion

7/24/2019 Equipos Para Compactacion

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UNIVERSIDAD ALAS PERUANASINGENIERIA CIVIL

CAMINOS IIING. PERCY JESUS ALPACA PACHECO


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Consiste fundamentalmente en el proceso artificial que sesigue para lograr el aumento en la densidad de un suelonatural o de relleno, a fin de obtener la mayor estabilidadde l. Este proceso se realiza mediante el empleo deequipos mecnicos o manuales (energa) y la adicin deagua que fuere necesaria.

Cuatro factores inciden en el logro de una buenacompactacin, y son estos: Tipo de material que se va a compactar (comportamiento

fsico mecnico). Contenido ptimo de humedad del material (ensayo

Prctor). Correcta eleccin de los equipos que se van a utilizar. Tcnicas que se van a emplear.


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Procedimiento Constructivo: Sistema de arranque, acarreo y extendido Espesores de extendido Caractersticas de los materiales Ms % de humedad respecto al ptimo Mtodo de compactacin y tramos de prueba Mtodos de extendido: Motoescrepas Tractor de cadenas Hoja empujadora de compactador Motoniveladora


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Los medios o controles que se siguen en obra para conocer si seha alcanzado la compactacin adecuada, varan segn el tipo demateriales:

Terraplenes - Densidad seca - K = Ev2/Ev1 - Huella

Pedraplenes

- ndice de huecos - Asientos (placas de carga) - Densidad (macrocatas) La densidad seca es la masa de elementos slidos en la unidad

de volumen del suelo considerado. K = Ev2/Ev1 es la relacin de mdulos de deformacin del 1 y

2 ciclo de carga, realizados mediante el ensayo de carga conplaca. El ensayo de la huella es la media de los asientosproducidos por el paso de un eje de 10 ton., medios pornivelacin.


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El ensayo de compactacin de laboratorio aceptado por la

mayora de las entidades que construyen carreteras es elensayo Prctor. Para este ensayo se usa una muestra desuelo compuesta por material menor a . La muestra secoloca en un molde metlico en tres capas iguales. El moldecilndrico de acero tiene dentro un dimetro de 10 cm (4) yuna altura de 11.6 cm (4.59). En el ensayo estndar, cadauna de las capas se compactan con la cada de un martillo de12.1 kg (5.5 libras) que golpea el material 25 veces desdeuna altura de 12 pulgadas sobre la muestra (ver Figura 2.3).El espcimen se remueve del molde y se pesa. Luego, setoma una muestra del cilindro y se pesa. Esa muestra se secahasta eliminar toda la humedad y se pesa de nuevo, de modoque se pueda determinar el contenido de humedad. Con la

informacin del contenido de humedad ya es posible calcularel peso seco del material. El ensayo se repite, generalmentevariando el contenido de humedad cada vez y se grafica paradeterminar el contenido de humedad ptimo.


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Este ensayo est designado por ASTM D698,AASHTO T99 NTP 339-142. El ensayoPrctor modificado est designado por ASTMD-1557, AASHTO T 180 o NTP 339-141. Serealiza de la misma manera, aplicando unamayor energa con un martillo de 2.2 kg (10libras), una altura de cada de 45 cm (18) yun total de cinco capas iguales.


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Las especificaciones para un proyecto pueden requerir queun contratista compacte el suelo al 100% de su densidadmxima, basada en el ensayo Prctor Estndar o enensayos de laboratorio con un nivel de energa similar. Sila mxima densidad seca del suelo en laboratorio sedetermina que es 2.20 kg/m3., el contratista deber

compactar el suelo en el campo hasta lograr una densidadde 2.20 kg/m3. Para verificar en el campo que se halogrado la compactacin se pueden realizar ensayos comoel cono de arena, el baln de agua o el ensayo nuclear. Losprimeros dos mtodos son ensayos destructivos queconsisten en excavar un hueco en el material compactadoy pesar el material extrado, medir el volumen del agujeroresultante usando arena o un baln de agua, determinarluego el contenido de humedad del material excavado ycalcular la densidad usando el peso total obtenido, lahumedad y el volumen del agujero.


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Se obtuvo los pesos del cono, con la arena a utilizar, y detodos los recipientes.

2. Se llev el cono y los materiales al campo. 3. Se ubic la placa base en el suelo. 4. Se rompi el suelo con el cincel, a travs de la placa,

para obtener la muestra a trabajar. 5. Se removi la muestra sin perder material. 6. Se abri la llave del cono para dar paso a la arena que,en cuanto llen el hueco, dio paso al cerramiento de la

llave. 7. Se levant el cono del sitio para llevar a tomar su peso de

nuevo. 8. Debido al costo de la arena, se recoge del hueco para

despus tamizar y lavar para poderla usar de nuevo. 9. Se repite el proceso de pesado al equipo con la arena

que quedo en el depsito. 10. la muestra de suelo extrada fue pesada, horneada y

nuevamente pesada.


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La conversin a densidad seca se puede hacergracias al contenido de humedad conocido. Lasdesventajas de estos mtodos son que (1)consume demasiado tiempo realizar suficientesensayos para un anlisis estadstico completo, (2)hay problemas con las partculas de grantamao, y (3) se demora en determinar elcontenido de humedad. Como en cada una de lascapas colocadas se realiza un ensayo, cualquier

demora en los ensayos o en su aceptacin porparte de la supervisin puede demorar tambin el proceso constructivo.


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Los mtodos nucleares se usan ampliamente paradeterminar el contenido de humedad y la densidad de lossuelos. El Instrumental requerido para este ensayo puedetransportarse y colocarse fcilmente al relleno en laubicacin que se desee, y en unos pocos minutos, sepueden leer los resultados directamente de una pantalla

digital. Este sistema usa el efecto Compton de los rayosgamma para determinar la densidad y la termalizacinhidrogena de la velocidad de los neutrones para lasdeterminaciones de humedad. Los rayos emitidos ingresanen el terreno, donde una parte es absorbida y la otrareflejada. Los rayos reflejados pasan a travs de unostubos Geiger-Mller en la superficie del equipo. Los rayosreflejados se cuentan cada minuto y se leen directamenteen el equipo y se relacionan con curvas calibradas dehumedad y densidad.


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El GeoGauge es un instrumento porttil queproporciona un mecanismo simple, rpido y precisode medicin directa de la suavidad de las capas y elmdulo del suelo, que da datos sobre la densidad delsuelo. El instrumento aplica desplazamientos muypequeos del suelo (menores a 1.27x10-6 m.

0.00005) en 25 frecuencias establecidas entre 100 y196 Hz. Se determina la suavidad para cadafrecuencia y se muestra el promedio. El procesocompleto toma alrededor de 1 minuto. Si se asume unMdulo de Poisson y se conocen las dimensionesfsicas del motor, se pueden derivar el mdulo de

corte y el mdulo de Young. El motor pesa alrededorde 10 Kg, tiene 28 cm de dimetro y 25.4 cm de altoy descansa sobre un soporte en forma de anillo. Laenerga la proporcionan las bateras secasconvencionales.


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La mxima densidad seca es slo un mximo que se logra para un

determinado nivel de energa de compactacin aplicada y el mtodode aplicacin. Es fcil conseguir en el campo una energa decompactacin similar o mayor a la aplicada en el laboratorio con elequipo adecuado. Si se aplica en el campo una mayor energa decompactacin, se puede lograr una densidad mayor al 100% del valorobtenido en el laboratorio. Cada material tiene una curva decompactacin y tambin valores mximos distintos para una mismaenerga aplicada. Por ejemplo, el material afirmado (mezcla de arcilla,arena y grava consolidado naturalmente) tiene una densidad secaentre 2.2 gr./cm3 y 2.6 gr./cm3 con humedades ptimas entre 6% y8% cuando es de buena calidad, mientras que el mismo material demala calidad alcanza densidades menores a 2.2 gr./cm3. Las arenaslimosas por ejemplo tienen densidades mximas entre 1.7 gr./cm3 y1.5 gr./cm3 con humedades ptimas entre 10% y 12%. Las arenasbien graduadas tienen una densidad seca mayor que los suelosuniformes. Cuando la plasticidad se incrementa, la densidad seca delos suelos arcillosos disminuye.


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Es esencial determinar la cantidad de agua requeridapara lograr el contenido de humedad dentro delrango aceptable para la compactacin. En losprocesos constructivos, las especificaciones puedenrequerir extraer o aadir agua a la masa de suelo. Porejemplo, si un material de prstamo trabajado encantera tiene una humedad de 15.5% y la humedadptima que indican las especificaciones tcnicas delproyecto es de 18.3%, el contratista requerir aadiragua para elevar el contenido de humedad de

15.5% a 18.3%.

Operaciones

Compactar Remocin


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Compactacin del terrapln de la base y sub-base encarreteras Compactacin de acabado, simulacin de trfico en la

carpeta asfltica. Eleccin de maquinaria para la compactacin

La eleccin del equipo de compactacin depende del tipode suelo

Rodillos lisos: se utilizan en gravas y arenasmecnicamente estables.

Rodillos neumticos: se usa en arenas uniformes ysuelos cohesivos, humedad cercana a lmite plstico.

Rodillos pata de cabra: suelos finos, humedad entre 7a 20 % por debajo del limite plstico Rodillo vibratorio: se utiliza especialmente en suelos

granulares.


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Los rodillos lisos provienen del diseooriginal romano que consista en un cilindrode piedra halado por traccin animal.

El rodillo liso consiste en un cilindro de acerocon un determinado peso que compacta elmaterial por presin. Inicialmente, el cilindroera llevado por un tractor otro equipoautomotriz, hasta que se dise el actualmodelo autopropulsado.


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Los rodillos especiales con salientes soncompactadores que consisten en un gran tamborde acero, provistos de salientes que justamentele dan su nombre. La dimensin de las salientesvara segn el fabricante as como su forma. El

tambor puede ser hueco y se puede aumentar depeso agregando un lastre con el propsito deproducir una presin de contacto mayor. Losrodillos pueden ser unidades independientesimpulsadas con un tractor de orugas oautopropulsados.

Originalmente, los primeros rodillos tenansalientes con forma de pata de cabra (sheepfootRoller) y de all naci


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el nombre de rodillo pata de cabra, que es el nombrecomo se les llama generalmente y as nos referiremosa lo largo del texto.

Posteriormente se desarrollaron salientes con otrasformas cnicas o de tronco de cono que dieronorigen a los compactadores de pisones (tampingfoot, en la literatura inglesa), que sin embargo enLatinoamrica se han llamado usando el mismotrmino original pata de cabra, pero que no es lams adecuada (Ver Figuras). La mayor diferenciaentre ambos modelos radica en la forma de las

salientes, la velocidad que pueden llegar a desarrollary su capacidad de ser autopropulsados o jalados por un tractor.


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El rodillo liso vibratorio es un rodillo liso provisto deun movimiento excntrico en el interior del cilindroque le proporciona un movimiento vibratorio. Puedenusarse para la compactacin de suelos granulares contamaos de partculas que van desde grandes

fracciones rocosas hasta arena fina. Pueden usarse ensuelos semi-cohesivos, siempre y cuando ms del10% del material tenga un IP de 5. Los rodillos msgrandes pueden ser muy eficientes en capas de rocade hasta 90 cm. Tambin se usan para las

operaciones deacabado o sellado de capas, pero conla vibracin desconectada. En algunos casos se puedeincluso hacer vibrar uno de los rodillos dejando elotro esttico para sellar la capa.


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Estos rodillos son superficiales que aplican el principio deamasado al efecto de la compactacin debajo de la superficie.Pueden ser autopropulsados o montados


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Compactador de impacto de tres lados


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Para evitar los accidentes de tener un hombretrabajando en zanjas, se coloca algunas vecesun disco de compactacin similar a uncilindro de pisones, al brazo de una

excavadora para lograr la compactacin delrelleno en zanjas o tambin puede decirse deaquellos equipos que por su tamao odimensiones pueden ser introducidos en

zanjas o reas reducidas y ser operadosdentro de estas.


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Se usan para compactar suelos y concretoasfltico en ubicaciones donde no puedenllegar las unidades grandes.

Pueden ser autopropulsadas, tanto con diesel

o gasolina. Estas unidades son clasificadaspor la fuerza centrfuga, las revoluciones porminutos, la profundidad de penetracin de lavibracin (o espesor de capa), avance en m/sy cobertura de rea por hora.


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Estos martillos se usan para compactar sueloscohesivos o mezclas de suelos en reasconfinadas. Estas unidades tienen un rangode impacto entre 40 a 1200 m-kg por

segundo, con impactos de hasta 85 golpespor minuto, dependiendo del modeloespecificado.


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