Equipos Compactaci Suelos y Mezclas Asfalticas

8/17/2019 Equipos Compactaci Suelos y Mezclas Asfalticas

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Paving Products

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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