equipos compactaci suelos y mezclas asfalticas
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Temas de la Presentación
• Principios básicos
de compactación
• Compactación desuelos
• Compactaciónasfáltica
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Principios Básicos de la Compactación
• Peso de la máquina
• Presión de contacto y presión de los neumáticos
• Características vibratorias: amplitud, frecuencia, fuerza centrífuga
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Fuerzas de Compactación
Manipulación /
Presión stática !mpacto "ibración
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Presión Estática
#rea de Contacto con el $uelo
#nc%o del &ambor
Peso
en el &ambor
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Manipulación
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Impacto
• Cada impacto va generando lacompactación
• Pisones vibratorios en altavelocidad compactan el suelodurante los impactos
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Vibración
• 'os pesos e(c)ntricos
%acen con que eltambor se mueva%acia arriba y %aciaaba*o mientras gira
• 'a vibración aumentael esfuerzo decompactación
• Menos efectiva en
materiales co%esivoscomo la arcilla
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Vibración – Amplitud
• #mplitud de
compactación esmitad del movimientodescendente total
• 'a compactación
resulta de la vibraciónen el suelo y delimpacto del tambor
• Mayor amplitud,
mayor efecto
#mplitud
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Frecuencia y Espaciamiento del Impacto
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Moimiento del Tambor
#mplitud
#lta #mplitud
+a*a
• n la misma frecuencia
una gran amplitud genuna fuerza mayor
• $i ambos martillosgolpean con igual
frecuencia el martillogrande %abrá %ec%o mtraba*o Pareciera que una alta amplitud yfrecuencia es me*or-
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Amplitud s Fuerza Centr!"u#a
Máquina . Máquina
0,1 mm 2034 #mplitud .,5 mm 2067342altura de elevación4
10 8z 29,000 vpm4 recuencia 1 8z 2.,100 vpm4 2n;mero de golpes4
.7 .
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$esonancia
• 'a frecuencia natural
en que un ob*eto vibrase le llamaAesonancia
• Bn compactadorvibratorio y el suelo,
*untos, tienen unaresonancia desistemaD
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$esonancia y Vibración
"ibración no esta cerca de laresonancia del sistemaE ba*o esfuerzo decompactación
"ibración cerca de la resonanciadel sistema2sin coincidir4E alto esfuerzo de compactación$i coincide la máquina rebota
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Fuerza Centr!"u#a s Frecuencia
• 'os compactadores son
diseFados con lafrecuencia cerca pero nen la resonancia delsistema
• recuencia más alta
transmite menos energí%acia el suelo y es menoefectiva
• 'a resonancia del sistempuede daFar la máquina
el suelo y es incómodapara el conductorGP&!MG : recuencias más ba*ascombinadas con amplitudes altas
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$uedas % &eumáticas
P$G2'#$&A4,#HC8G ''#H,PA$!GH I !H'#IG291J.0P$!4
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Compactación del 'uelo
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'uelos &aturales
$uelos finos #rcilla fina Aevest y embalses
#rcilla plástica Aevestimientos'imo fino Hivelación
$uelos rugosos #rena Cimentaciones&errapl)n Lrava Aocas y Iiques canto rodadoControl de erosión
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A#re#ados y (tros Materiales
#gregados #rena y grava Carreteras, drena*e
Lravilla Carreteras, drena*e
#gregado liviano undaciones, terrapl)n
Iesec%os Carreteras, fundaciones
Gtros $uelo estabilizado Carreteras, terrapl)n
+ase tratada +ases de carreteras
#sfalto reciclado $uperf de carreteras
Iesec%os de terrapl)n Aellenos $anitarios
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Clasi"icación de 'uelos–)ranulometria
• $i más del 10
del suelo fuera menorque 0,061 mm 2tamiz004, el suelo eslimoso o arcilloso
• Más de la mitad delmaterial tiene tamaFomayor a 0,061 mm, esarena o grava
• Más de la mitad tiene
un diámetro mayor a
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)ranulometria y Compactación%'uelo
at Clay :#rcilla gruesa
'ean Clay :#rcilla pobre
?ell ELradded $and #rena bien gradada
ine Lravel : Lrava ina
Bniform $and : #renauniforme
Moisturte: Cont 8umed
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Prueba % Proctor *Especi"+ compactación,
Aelación entre má( densidad
N el contenido optimo %umedad• Proctor estándar
E menos energía decompactación
• E .6.< =gJm 2.,
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Prueba Proctor y Ener#!a Compactia
• Proctor modificado
• E resulta en menor contenidde %umedad y densidad más al
• E com;n para campos de aterrizy grande popularidad en laconstrucción de carreteras
• Proctor estándarE resulta en mayor contenidde %umedad y densidad más ba
• E com;n para la mayorí
de las construcciones
C t id d - d d C t ió
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Contenido de -umedad y Compactación
• 8umedad adecuada
facilita lacompactación
• $uelo seco dificulta lacompactación
• (ceso de %umedadda como resultado enun suelo inestable
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Permeabilidad del 'uelo
• Compactación adecuad
reduce la permeabilidad• +a*a permeabilidad es
deseada para estabilidaresistencia a la erosión,desage
• Para revestimientos deterrapl)n y drena*es, lapermeabilidad es laprincipal especificación
no la densidad4
CGMG P#$# ' #LB#Q
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$esistencia del 'uelo – Fricción y Co.esión
•
#rena tiene resistencia a fricción y no tiene co%esióE contacto de grano a
grano
• #rcilla tiene resistenciaco%esiva y ba*a resistenca la fricciónE las partículas se *untan
• #gregados de base sueletener resistencia friccionaco%esiva
#rena
#rcilla
Entendiendo la Compactación del 'uelo
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Entendiendo la Compactación del 'uelo
• Lradación y clasificación del suelo
• Má(ima densidad seca y contenido ideal de %umedad
• Porcenta*e necesaria de compactación, Proctor stándar oModificado
•
#*ustes y velocidad de desplazamiento del compactadorvibratorio
• Lrueso de la capa
• Contenido de %umedad en el area
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Compactador de Tambor /iso
• Bsado principalmente
en arena y grava • Bsado en suelo
co%esivo si %ubierearena o grava
• Bsado para sellar lasuperficie de la capapara me*orar eldesage de aguapluvial
C t d T b d Pi ó Vib t i
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Compactador con Tambor de Pisón Vibratori
• Bsado en suelos
co%esivos• Bsado en suelos de
terrapl)n: rellenossanitarios, estanques,etc
• 'as PequeFas carasdel pisón proveenmuc%a más altapresión sobre el suelo
C t ió d l T b d Pi ó Vib t i
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Compactación del Tambor de Pisón Vibratori
HG PAGIBCH '"#HM!H&G I' M#&A!#' 2#+#RGJ#AA!+#4
C t d d $ d & áti
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Compactador de $uedas &eumáticas
• Bsado principalmente
en arena y grava • Bsado en suelo
co%esivo si %ubierearena o grava
• Bsado en agregado debase por que entreganmuy alta presión
• Caballete oscilante
Compactador Pisón de cu0a
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Compactador Pisón de cu0a
• Bsado en suelos
co%esivos• Bsado en suelos de
rellenos, rellenossanitarios y sueloslimosos etc
• #lta velocidad
• Casi vibración
$ d i d C t d
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$ecomendaciones de Compactadores
Profundidad vs 'evante material
1its de Tambor de Pisón Vibratorio
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1its de Tambor de Pisón Vibratorio
• $erie
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Mediciones de 2ensidad
• !ndicadores de densidadnuclear son usados con
más frecuencia paradeterminar el porcenta*e compactación
• 'os resultados incluyen:contenido de %umedad,
densidad y porcenta*e decompactación
• 'os indicadoresnormalmente pueden meprofundidades de %asta 0
m 2.34
$elaciones de Compactación Arcilla y Cieno
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$elaciones de Compactación Arcilla y Cieno
• #rcilla en general requieremayor esfuerzo de
compactación que la arena
• 'imo es normalmente inestabno puede ser compactado
• Compactadores con pisón decuFa y de ruedas neumáticas
son usados para obtener mapresión %acia el suelo
• Compactadores de tambor lisde ruedas neumáticas sonusados para alisar y sellar
superficies arcillosas
#rcilla
'imo
$elaciones de Compactación Arena y )ra
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$elaciones de Compactación – Arena y )ra
• Lrava generalmente
requiere mayoresfuerzo compactación
• l contenido de%umedad es críticopara arena bien
gradada
• l e(ceso decompactación puedequebrar la grava
#rena
Lrava
$elaciones de Compactación – A#re#ado
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$elaciones de Compactación – A#re#ado
• l comportamiento delagregado básico varía muc
• l contenido de %umedad ecrítico y suele ser malcontrolado
• Leneralmente requiere altoesfuerzo de compactación
un compactador de tamborvibratorio o con ruedasneumáticas
Caliza triturada
#gregado de rio
Puntos Importantes en Compactación
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Puntos Importantes en Compactación
• l contenido de %umedad es muy importante para suelos
finos y para suelos bien compactados• $uelos uniformes son normalmente inestables y difíciles de
compactar
• 'a compactación contínua puede resultar en e(ceso decompactación y densidad reducida
• Mayor velocidad de desplazamiento generalmente resulta enmenor esfuerzo de compactación
Compactación As"áltica
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Compactación As"áltica
Aplicaciones – Carreteras y Aeropuertos
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Aplicaciones Carreteras y Aeropuertos
• "ias Hacionales
• #utopistas urbanas yrurales
• Carreteras industrialesaeropuertos
Aplicaciones 3rbanas
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Aplicaciones – 3rbanas
• Calles urbanas
• Carreteras rurales
• Calles residenciales
• stacionamientos yentradas paraautomóviles
Aplicaciones – $ecuperaciones
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Aplicaciones $ecuperaciones
• ColdJinJplace recycling
2C!A4 Aeciclado en frio• 8otJinJplace recycling
28!A4 Aeciclado encaliente
Componentes de la Mezcla As"áltica
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Componentes de la Mezcla As"áltica
• #gregado rugoso
• #gregado fino
• Concreto asfáltico
• 'lenado mineral
• Modificador
Hormalmente 71J50minerales y 1J7cemento asfáltico
1 mm 2.34
Concreto As"áltico *A#lutinante,
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Concreto As"áltico *A#lutinante,
• Concreto de alta dureza
usado en climas calienty en carreteras de altotráfico
• Concreto de ba*a durezausado en climas frios y carreteras de ba*o tráfic
• #lgunas veces sonacrecentadosmodificadores para
cambiar la dureza
Modi"icadores y /lenados
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Modi"icadores y /lenados
&ipo Modificado Comentarios•
'lenado y e(tensor reduce el cont de asfalto,cemento portland reduce el cont de vacíos,Cenoiza volante me*ora la aglutinación
• Cauc%o y plástico me*ora la durezalate(, Cauc%o picado, P"C reduce fisuras
•
ibra aumenta la durezalana de roca, fiberglass difícil de compactar
• Gtros me*ora la dureza o(idante, antio(idante me*ora la ad%erencia
sensible al agregado
An#ularidad del A#re#ado
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# # #
#gregado Aedondeado #gregado #ngular
+a*a ricción !nterna #lta ricción !nterna E menor resistencia E alta resistencia
E fácil de compactar E difícil de compactar
Construcción T!pica de una &uea Carretera
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p
#glutinante 2+ase4
$ub +ase
&errapl)n
$ubJbase 2$uelo Hatural4
$%oulder &raffic 'ane Curso de ricción o atiga
Curso !ntermediario
$e.abilitación T!pica de 3na Carretera
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p
Fases de la Compactación
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Fases de la Compactación
• Ciertacompactaciónadicional
•
Movimiento delaglutinante
• Compactaciónprimaria
• Movimiento del
agregado
• Compactaciónadicional mínima
• $uperficie lisa
• Menos marcas
Compactadores $ecomendados
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Compactadores $ecomendados
• Compresión: vibratorio de tambores dobles 2II4
• !ntermediario: vibratorio de tambores doblesE vibratorio o estáticocon ruedas neumáticas
•
&erminado: vibratorio de tambores doblesE estático
J Auedas neumáticas
Entendiendo la Compactación As"áltica
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• IiseFo de la mezcla
• &ipo y granulometria delagregado
• &ipo y propiedades delconcreto asfáltico
• Modificadores/aditivos usados• &emperatura de mezcla y
colocación
• Lrueso de la capa
• Condición de la base
• &emperatura del aire, vientolluvias
• #*ustes del compactadorvibratorio y de ruedas
neumáticas• stándar de compactación
• "elocidad de compactación de pavimentación
Compactación Vibratoria
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Pesos Auto%$eersibles
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Iirección de traslación
uerzas de
Compactación
uerzas de
Compactación
Aotación del(c)ntrico
PequeFos
agrietamient
os
Aotación del(c)ntrico
Amplitud
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p
*Para camadas muy fnas, no es recomendada vibración, especialmente en soportesde base rígida
Compactación con $uedas &eumáticas
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&eumáticos P'%456C
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• Heumático angosto y
redondeado• más presión en los
neumáticos y mayorpresión de contactocon el suelo
• Mayor presión en elsuelo cerca de lasuperficie
&eumáticos P'%786B
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• Heumático anc%o yliso
• 'as mayores cargasposibles para losneumáticos
•
Mayor penetraciónde presión %acia elsuelo
Tiempo 2isponible para Compactar
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Temperatura de la mezcla
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'!M!& #'&G : .
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$egunda Pasada
2stático4
Primerapasada
• 'os Ios &ambores "ibrando
Caliente
río
Caliente
río .1 mm 2O34
Compactando el e;tremo *Primera Pasada,
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Pasadas 'ucesias en capa caliente
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.1 mm 2O34
Cambio de 2irección
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Mantenerse siempre sobre el lado caliente
vitar paradas en capas calientes mientras se espera
Compactando la Corona
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Compactación &eumática
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• $uperposición de porlo menos 6O mm 2934en cada pasada delado a lado
• Mantiene losneumáticos calientes
todo el tiempo
Compactación de Capa Fina
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1. mm 234 o menos
• Bso:
E ba*a amplitudE vibración de untamborE modo estático
Compactación a mayor espesor
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1. mm 234 o más
• Bso:E amplitudmediana o alta
Puntos de la Compactación – Fisuras de Fati#a
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Causas posibles:
• !nadecuación deldiseFo o de lacompactación delagregado de base
• (cesivacompactación de finacapa de asfalto2densidad muy alta,vacíos sin aire muyba*os4
Puntos de la Compactación – A#rietamientos
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Causas posibles:
• $ubJbase inadecuadao compactación de labase de agregado
• Compactacióninadecuada del asfalto2densidad muy ba*a,vacíos sin aire muyaltos4
Puntos de la Compactación – A#rietamientos :untas/on#uitudinales
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Causas posibles:
• Material insuficienteen la *untura durantela pavimentación
• Compactacióninadecuada de la *untura
Puntos de la Compactación – Marcas de &eumático
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Causas posibles:
•Muc%o lastre o presióndel neumático muyalta
• Pasada muy caliente
•
&erminado muy frío dela compactación
• Capa espesa y blanda
• Heumático muy
angosto
Puntos de la Compactación – As"alto Viscos
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Causas posibles:
•Heumáticos muy fríos
• Modificadores en elconcreto
• mulsión para evitar
que el asfalto quedeviscoso es ineficiente
Puntos de la Compactación – Marcas deImpacto
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Causas posibles:
•"ibración muy fría
• "ibración en unaamplitud muy alta
• Compactación de
terminado muy fría
• &erminado muy leve
Puntos de la Compactación – Fractura del A#re#ado
Causas posibles:
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Causas posibles:
• "ibración con amplitudo frecuencia muy alta
• Compactador muc%opesado
• "ibración muy fría
• l anc%o total deltambor no está encontacto con la capacaliente
Puntos de la Compactación – Tipo yutilización del As"alto
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• "ariaciones en lae(istencia
• #lmacena*e del concretoasfáltico
• &iempo y temperatura dla mezcla en el tambor
• Mezcla de un modificaden el tambor
• #lmacena*e de mezclacaliente
Conclusión de los Princ!pios y T9cnicas deCompactación
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