Hypotheses Statements

Los espesores de las tongadas en el caso de terraplenes y presas de tierra pueden ser variables. Están muy relacionados con las posibilidades de compactación, que dependen del tipo de material.

Las causas determinantes de los espesores de extendido pueden clasificarse en función de: - Tipo del material (granulometría, plasticidad, grado de humedad)

- Energía de compactación.

- Tipo de compactador y características - Nº de pasadas

- Velocidad (espaciamiento en vibrantes)

Obtener una producción elevada en el arranque no presenta problema, éste radica en el extendido y compactación en un solo tajo, porque la limitación del espesor de cada tongada exige disponer de grandes superficies en los terraplenes.

La compactación en obra es un proceso rápido, producido por la energía y acción al moverse unas máquinas, compactadores, cuyo objetivo es proporcionar los resultados que se relacionan en la Tabla 6.1 a la estructura de los materiales.

El equipo de movimiento de tierras de extendido a su paso por el material suelto de las capas de terraplén ocasiona ya una cierta compactación por su propio peso y la vibración de su movimiento, estimándose en un 70-80% de la solicitada PN, de forma que el procedimiento de compactación tiene que hacer el resto.

Otro caso de extendido son las capas del paquete del firme que tienen unos espesores fijos y que normalmente se extienden en su espesor completo, debiendo conseguir la compactación las

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densidades especificadas para ellas. En las capas del firme no hay pues libertad para variar espesores, pero hay que comprobar si la extendedora es capaz de dar el espesor suficiente antes de compactar y si los compactadores son capaces de actuar eficazmente en todo el espesor.

OBJETIVOS EFECTO CONTROL, ENSAYOS

Aumento de la resistencia - Capacidad portante _{- Estabilidad del terraplén}

- De penetración ó índice

CBR

- Triaxiales - Corte

- Compresión simple

Disminución del volumen de

huecos - Impermeabilidad - Permeabilidad

Resistencia a la deformación - Limitación de asientos y _{cambios de volumen} - Módulo de Deformación _Edométrico

Tabla 6.1 Objetivos de la compactación.

El caso más corriente lo constituyen las estructuras de materiales sueltos, terraplenes y pedraplenes de carreteras, presas y otras construcciones, en las cuales hay libertad para elegir los espesores de las tongadas, y donde las características geotécnicas de los materiales son decisivas para la elección del Procedimiento Constructivo:

• Sistema de arranque, acarreo y extendido • Espesores de extendido

• Características de los materiales • Más % de humedad respecto al óptimo • Método de compactación y tramos de prueba

Métodos de extendido: • Mototraíllas

• Tractor de cadenas

• Hoja empujadora de compactador • Motoniveladora

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Los medios o controles que se siguen en obra para conocer si se ha alcanzado la compactación adecuada, varían según el tipo de materiales:

• Terraplenes: - Densidad seca - K = Ev2/Ev1 - Huella • Pedraplenes: - Índice de huecos

- Asientos (placas de carga) - Densidad (macrocatas)

La densidad seca es la masa de elementos sólidos en la unidad de volumen del suelo considerado.

K = Ev2/Ev1 es la relación de módulos de deformación del 1º y 2º ciclo de carga, realizados

mediante el ensayo de carga con placa. El ensayo de la huella es la media de los asientos producidos por el paso de un eje de 10 t, medios por nivelación.

6.2 DENSIDADES.

La densidad seca medida en el tajo debe ser la especificada en el pliego de condiciones.

Normalmente se considera el porcentaje sobre la obtenida en el laboratorio según el ensayo Proctor Normal (PN), o el Proctor Modificado (PM). Los rangos habituales para terraplenes son los de la Tabla 6.2. PROCTOR MODIFICADO PROCTOR NORMAL CORONACIÓN 97-98 % 100-103 % NÚCLEO 95 % 98 %

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El ensayo Proctor consiste en compactar el material contenido en un molde cilíndrico de dimensiones estándar, por medio de una maza, que se deja caer libremente desde determinada altura y un cierto nº de veces. Realizando el ensayo con el material y diferentes grados de humedad, y después de desecar, los resultados se llevan a un gráfico, obteniendo una densidad máxima seca para una humedad llamada óptima.

El aspecto de la curva Proctor de densidad-humedad, da una idea de la compactabilidad del material ensayado. Un ángulo fuerte significa que una variación pequeña en la humedad causa una baja importante de densidad, y como es muy difícil en obra mantener la humedad en valores muy próximos a la óptima WOpt. , esta curva correspondería a un material de mala compactabilidad. Si la curva es

redondeada donde ambos lados caen suavemente indica en general un material de buena granulometría y compactabilidad.

Los métodos normales de obtención de densidades en obra son el aparato nuclear, y el cono de arena. El método más fiable es el de arena, pero es más lento y depende de la destreza del operario, y del estado de los medios auxiliares que utilice.

Las densidades se obtienen cada un número determinado de m3 (en la nueva propuesta de PG3, cada 500 m3), o en la superficie definida como lote (5 ensayos en 500 m2).

Las densidades conseguidas con los nucleares deben contrastarse con las obtenidas por otros métodos.

En el nuclear de transmisión directa, la varilla no se introduce hasta el fondo de capa, sino hasta la mitad. La varilla tiene una longitud de 25 cm. Se emplea normalmente con suelos.

El de retrodispersión se utiliza cuando hay dificultad para la introducción de la varilla, y su efecto es en una profundidad de 6-12 cm, apto para suelo cemento, grava cemento y mezclas asfálticas.

La densidad no es uniforme en el espesor compactado y la medida por cualquier método es una media de la capa, siendo en el fondo de capa y superficie menor que a una cierta profundidad y cuanto mayor sea la exigencia de densidad, menor debe ser el espesor de la capa o tongada.

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Sin embargo el efecto de compactación de capas sucesivas produce un aumento de la compactación de forma que la densidad media de la altura total compactada en terraplenes se aproxima a la obtenida con el método de ensayo.

Generalmente el efecto en profundidad con los rodillos vibratorios es mayor del lado húmedo que del seco respecto del WOpt. y más importante cuanto más arcilloso es el material.

Materiales más secos requieren menores espesores.

El reparto de densidades depende también de las amplitudes de vibración, con bajas la densidad aumenta en superficie, y con elevadas en fondo.

En determinados materiales especiales, la Capacidad portante (Índice CBR) disminuye al aumentar la densidad, presentando un máximo con un valor inferior al 100% PN, es decir que el objetivo de la compactación no tiene por que ser la máxima densidad, pero en la mayoría aquella aumenta con la densidad.