Cartilla de Compactacion Hamm Emsa

COMPACTACIÓN en el asfaltado y obras de tierras

COMPACTACIÓN en el asfaltado y obras de tierras

INTRODUCCIÓN No hace demasiados años, a la compactación de suelos o del asfalto se le concedía una importancia muy por debajo de la merecida. La opinión reinante era que la compactación realizaba una aportación más bien escasa en el proceso constructivo. Hoy se ha invertido esta tendencia y la compactación goza de una atención mucho mayor. La razón es que se ha reconocido en qué medida una compactación de buena calidad contribuye a reducir los costes y a prolongar decisivamente la vida útil de las carreteras y edificaciones.

1. edición de septiembre 2008 Reservados todos los derechos © HAMM AG, AG, Tirschenreuth 2008 La obra está protegida en todas sus partes por los derechos de propiedad intelectual. Está prohibida y es sancionable cualquier utilización fuera de los estrictos limites marcados por el derecho de Copyright y que no cuente con la autorización previa de HAMM AG. Esta prohibición se aplica especialmente a la reproducción, traducción, microfilmado o almacenamiento y tratamiento en sistemas electrónicos. Hammstraße 1 D-95643 Tirschenreuth, Alemania Tel. +49 9631 / 80-0 Fax +49 9631 / 80-143 Correo electrónico [email protected] [email protected] u

No obstante, aún hoy hay amplias franjas de conocimientos sobre compactación que se basan en valores obtenidos de la experiencia, es decir que son empíricas en un alto grado. A esto se añade, por supuesto, las nociones fundamentales que aportan disciplinas como la física y la mecánica de suelos para explicar la interacción entre la máquina y el material. El conocimiento de estas relaciones causales básicas constituye, sin lugar a duda, la piedra angular para una buena compactación. El presente libro expone y explica estos conocimientos básicos tanto para los profanos en la materia como para los usuarios avanzados. La estructura de la obra permite una lectura discontinua de ciertos capítulos o su utilización como obra de consulta y estos posibles usos se han contemplado al organizar los capítulos y los temas. Los conceptos imprescindibles en la tecnología de compactación se explican en el capítulo "Principios de la compactación" compactación".. El capítulo "Tecnología de maquinaria" presenta luego las máquinas y tecnologías correspondientes de HAMM AG entre las que puede elegir el usuario para realizar su tarea de compactación concreta. Los capítulos "Obras de tierra" y "Asfaltado" exponen las características y los cometidos de los distintos materiales y capas así como los exámenes específicos de compactación y de laboratorio. El siguiente capítulo "Consejos útiles y tablas" proporciona al usuario un práctico instrumentario de información para su trabajo diario en la obra. Se agradecen los comentarios, sugerencias y apreciaciones sobre este libro. Envíelos por favor a [email protected]. Tirschenreuth, septiembre 2008

www.hamm.eu

Ralf Schröder, Licenciado en ing. (técnica)

INHALTSVERZEICHNIS INTRODUCCIÓN

I PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LA COMPACTACIÓN

II TECNOLOGÍA DE MAQUINARIA

1. Cometidos principales de la compactación 19

1. Rodillos autopropulsados 1.1. Dirección pivotante articulada de tres puntos

HISTORIA

2. Compactación estática 2.1. Carga lineal estática

3. Compactaci ón dinámica 3.1. Amplitud 3.2. Frecuencia 3.3. Masa oscilante 3.4. Masa amortiguada (masa activa) 3.5. Número de las pasadas del rodillo 3.6. Velocidad de aplanado 3.7. Vibración 3.8. Oscilación 3.9. Influencia de la carga lineal estática

4. Cifra de Nijboer

20 21

22

38

2.1. Rodillos tándem de dirección articulada 38 2.2. Rodillos tándem con dirección a las cuatro ruedas 39 2.3. Rodillos tándem con dirección a las cuatro ruedas: Clases de dirección 39

3. Rodillos combinados

42

30

4. Rodillos de neumáticos

43

4.1. Aspersión de aditivo

45

5. Rodillos de tres ruedas

45

6. Tipos de virolas

46

31

5.1. Capacidad portante 5.2. Grado de compactación

31 31

6. Control dinámico de compactación en todo el área y Control de compactación de asfalto en toda la superficie

36

23 24 24 24 25 25 26 26 29

5. Pruebas de compactaci ón 5.2.1. Obras de tierra 5.2.2. Asfaltado

2. Rodillos tándem

36

31 31

32

2.3.1. Dirección monoeje 2.3.2. Dirección monoeje con retorno automático 2.3.3. Dirección analógica 2.3.4. Paso en diagonal

2.4. Sistema aspersor de agua

6.1. Virolas de camisa lisa 6.2. Virolas de camisa lisa segmentada 6.3. Virolas de pisón 6.4. Virolas vibratorias, de oscilación y VIO

40 40 41 41

42

A I R A

N I U Q A M E D A Í G O L O N C E T

S A R R E I T E D S A R B O

47 47 48 49

7. Ruedas de caucho

49

8. Equipos suplementarios

50

8.1. HAMMTRONIC 8.2. HCQ (HAMM Compaction Quality)

A L E D S E L A N T Ó N I E C A M T A C D A N P U M F O S C O I P I C N I R P

O D A T L A F S A

50 52

8.2.1. Sensor e indicador de la temperatura del asfalto 8.2.2. Indicador HCQ 8.2.3. HCQ-Printer 8.2.4. Navegador GPS HCQ

52 52 54 54

8.3. KAG (dispositivo de corte y presión de bordes) 8.4. Esparcidor de gravilla 8.5. Calefacción de los neumáticos / faldones térmicos 8.6. Bandejas de pisón 8.7. Placa de empuje

56 56 57 58 58

S A L B A T & S E L I T Ú S O J E S N O C

III. OBRAS DE TIERRAS 1. Estructura de las vías de comunicación 1.1. Subsuelo 1.2. Cimientos 1.2.1. Terraplén 1.2.2. Subbase 1.2.3. Rasante

1.3. Estructura superior 1.3.1. Capa base (capa de protección contra heladas)

2. Principios fundamentales de las obras de tierras 2.1. Tipos de suelo 2.1.1. Roca 2.1.2. Suelos no cohesivos 2.1.3. Suelos de grano mixto 2.1.4. Suelos cohesivos

2.2. La curva de cribado 2.3. Forma del grano 2.4. Superficie de rotura

3. Pruebas de compactación 3.1. Cilindro de extracción 3.2. Procedimiento de sustitución de arena 3.3. Densitómetro (balón de densidad) 3.4. Densidad en húmedo 3.4.1. El contenido hídrico

3.5. Densidad en seco 3.6. Densidad Proctor 3.7. Densidad Proctor modificada 3.8. Sondas radiométricas

IV. ASFALTADO 62

1. Estructura de las vías de comunicación

62 63

1.1. Capa de rodadura 1.2. Capa de ligante 1.3. Capa base 1.4. Capa de protección contra heladas 1.5. Superestructuras de carretera típicas

63 63 63

80 81 81 81 81 82

63 63

64 64 64 64 65 65

66 68 68

69 69 69 70 71 71

71 72 72 73

4. Comprobaciones de la capacidad portante 74 4.1. Ensayo estático de carga por placa 4.2. Ensayo dinámico ligero de carga por placa 4.3. Ensayo CBR

V. CONSEJOS ÚTILES Y TABLAS

74 75 76

5. Obras de tierra – Control dinámico de compactaci ón en todo el área

77

6. Evaluación de los parámetros

77

2. Cometidos de la carretera

83

2.1. Evacuación de las cargas de la ruedas 83 2.2. Absorción de las tensiones de presión y de tracción 83 2.3. Agarre 84 2.3.1. Embotamiento 2.3.2. Planeidad

3. Daños en la carretera 3.1. Surcos de rodadas 3.2. Hundimientos 3.3. Sobresaturación de bitumen 3.4. Roturas 3.5. Grietas

4. Composición de asfalto 4.1. Agregado 4.2. Arena 4.3. Gravilla / gravilla fina 4.4. Bitumen 4.5. Bitumen modificado con polímeros 4.6. Fibras 4.7. Granulado de asfalto

5. Clasificación del asfalto 5.1. Penetración 5.2. Punto de reblandecimiento 5.3. Punto de fragilidad

84 84

85 85 85 86 86 86

87 87 87 88 88 89 89 89

90 90 91 91

6. Clases de asfalto y procedimiento constructivo

92

6.1. Capa base asfáltica 6.2. Ligante asfáltico 6.3. Capa de rodadura base 6.4. Hormigón asfáltico 6.5. Asfalto mástico con gravilla (SMA) 6.6. Asfalto de baja temperatura 6.7. Asfalto natural

92 92 92 92 92 93 93

6.8. Asfalto colado 6.9.Asfalto permeable 6.10. Asfalto de poros abiertos (silencioso) 6.11. Asfalto bicapa de poro abierto (ZWOPA) 6.12. Asfalto de dos capas "caliente sobre caliente" 6.13. Capas finas en la aplicación en caliente (DSH) 6.14. Reciclado en frío 6.15. Reforma 6.16. Repavimentación 6.17. Nueva mezcla

93 94 94 94 94 95 96 97 97 97

7. Indicaciones de instalació n

98

7.1. Compactación 7.2. Planeidad 7.3. Fusión entre capas 7.4. Soldaduras 7.5. Uniones (juntas) 7.6. Formaciones de bordes

98 98 98 99 99 99

8. Prueba de compactación 8.1. Ensayos en la probeta Marshall 8.2. Núcleos de perforación 8.3. Sondas radiométricas 8.4. Sondas electromagnéticas

9. FDAV (Control de compactación de asfalto en toda la superficie)

100 100 100 101 101

101

1. Consejos útiles para obras de tierra

105

1.1. Amplitud y frecuencia 1.2. Roca 1.3. Arena / grava / balasto / grava machacada 1.4. Arcilla / barro / limo

2. Tablas de obras de tierra

105 105 106 107

108

2.1. Clasificación del suelo (según la norma DIN 18196) 2.2. Densidades típicas de distintos suelos 2.3. Granulometrías 2.4. Resistencia del suelo y grado de compactación

3. Consejos útiles en las obras de asfalto

108 109 110 110

111

3.1. Preparación del trabajo (lista de verificación) 111 3.2. Reglas básicas para el apisonamiento de asfalto 112 3.3. Reglas de aplanado (10 obligaciones) 114 3.4. Esquemas de aplanado 116 3.5. Capa base asfáltica 120 3.6. Ligante asfáltico 120 3.7. Capa de rodadura base 120 3.8. Hormigón asfáltico 121 3.9. Asfalto mástico con gravilla (SMA) 121 3.10. Asfalto de baja temperatura 121 3.11. Asfalto permeable 122 3.12. Asfalto de poros abiertos (silencioso) 122 3.13. Asfalto de dos capas de poros abiertos (ZWOPA) 122 3.14. Asfalto de dos capas "caliente sobre caliente" (pavimentación InLine) 123 3.15. Capas finas en la aplicación en caliente (DSH) 123 3.16. Reciclado en frío 123 3.17. Reforma 124 3.18. Repavimentación 124 3.19. Nueva mezcla 124

4. Tablas de asfaltado 4.1. Clasificación del asfalto (antigua - nueva) 4.2. Campos de aplicación

5. Especifica ciones internacional es 5.1. Gran Bretaña 5.2. Categorías en Francia 5.3. Guía de aplanado en los EE.UU.

6. Fórmulas generales y tablas 6.1. Rendimiento de compactación 6.2. Conversión de unidades de medida


A I R A



O D A T L A F S A

125 125 125

126 126 132 134

136 136 138


HISTORIA

COMPACTION COMPACTACIÓN EN EL ASFALTADO Y OBRAS DE TIERRA

1911: Mientras otros fabricantes seguían construyendo rodillos con propulsión de vapor, HAMM desarrolla el primer rodillo apisonador motorizado del mundo.

1932: Alois Hamm crea el primer rodillo tándem con tracción total y dirección a las cuatro ruedas. Antes solo había rodillos de tres ruedas.

1983: HAMM desarrolla la oscilación, una forma de compactación dinámica con una efectividad máxima. Hoy se utiliza con un éxito total en la construcción de firmes de carretera, tanto en los rodillos tándem como en los rodillos autopropulsados para el movimiento de tierras.

Hacia el 1800 aparecen los primeros rodillos apisonadores de carreteras fabricados de hierro fundido y piedra y rellenos de agua o piedras.

1963: El rodillo de neumáticos GRW se lanza al mercado. Estos rodillos con dirección a las cuatro ruedas se siguen utilizando hasta hoy en innumerables obras en todos los rincones del mundo.

2004: HAMM recibe de nuevo distinciones internaciones por su orientación al usuario y su perfeccionada tecnología de compactación. Los últimos ejemplos de este éxito son los rodillos tándem de la serie DV y CompactLine.

construcción: En vez de gravilla, grava y balastos, ahora se trabajaba también con áridos minerales con ligante bituminoso: los rápidos automóviles levantaban, simplemente, demasiado polvo. Los nuevos materiales exigían nuevas tecnologías. HAMM acepto el reto y construyó en 1932 el rodillo tándem con tracción total y dirección a las cuatro ruedas, el primero del mundo y una patente que revolucionó la fabricación de rodillos y la construcción de carreteras.

de asfalto y capas de rodadura de hormigón asfáltico y, a finales de la década de los 60 se empezó a comercializar el asfalto mezclado con mastique y áridos. En consonancia con la diversificación en ciernes de las aplicaciones, HAMM desarrolló una nueva tecnología de compactación: la oscilación. Permite una compactación dinámica también en los puentes o en otras edificaciones sensibles a las vibraciones. Hoy este método está más solicitado que nunca porque con él se pueden compactar en muy poco tiempo capas finas y los nuevos tipos de asfalto difíciles de compactar. En general este sistema se ha impuesto también en la construcción de carreteras porque mejora la calidad y ahorra tiempo y energía. En suma, la oscilación es, hoy por hoy, la técnica de compactación más eficiente para el asfalto.

HISTORIA Las apisonadoras o rodillos compactadores se utilizan desde hace unos 250 años. Los primeros prototipos tenían pocos caballos de potencia: Una o varias caballerías tiraban de un rodillo de piedra o de hierro fundido. El camino que culmina en las máquinas compactadoras de alta tecnología como las que fabrica HAMM va estrechamente unido al desarrollo de nuevas tecnologías y materiales constructivos. Las innovaciones en la tecnología de compactación han sido repetidamente factores clave para la puesta en práctica de mejoras en los procedimientos de construcción. HAMM lleva desde principios del siglo XX aportando impulsos decisivos a este desarrollo vertiginoso. En torno al 1860 se utilizaron los primeros rodillos apisonadores con un grupo motriz formado por una máquina de vapor. De esta época data también la fundación de HAMM. Esta empresa ya había ganado renombre como fabricante de maquinaria agrícola cuando los hermanos Hamm presentaron el primer rodillo apisonador, una novedad mundial. En los años siguientes surgieron nuevos materiales de

A comienzos de los años 60 del pasado siglo los usuarios de las carreteras aumentaron sus demandas de calidad en lo relativo al confort de marcha, lo que puso la textura de la calzada en el punto de mira. HAMM fue de nuevo el primero en interpretar los signos del tiempo y presentó al publico experto el GRW, el primer rodillo de neumáticos con tracción total y dirección a las cuatro ruedas. Estos rodillos con accionamiento hidrostático para construcción de carreteras permitían ahora compactar como es debido los nuevos asfaltos fundidos. Durante esta época se desarrolló y se consolidó el método de compactación dinámica con vibración que abre la vía para que surjan firmes de carretera más resistentes - el tributo que exigen las cargas sobre el eje en perpetuo aumento. Se comienzan también a construir capas base

Antes del cambio de milenio HAMM tuvo tiempo aún de inaugurar una nueva etapa con la introducción del HAMMTRONIC. Este innovador control de máquina consigue una compactación aún más ecológica: Maximiza la productividad y alcanza unas cotas extraordinarias de capacidad ascensional con un consumo mínimo de combustible y unas reducidas emisiones sonoras y de gases de escape. Los rodillos HAMM son, desde hace ya muchos años, aptos

para la moderna tecnología de navegación y de medición. Los sistemas de documentación y de medición basados en coordenadas GPS permiten controlar todo el área de compactación y le indican al conductor del rodillo, por ej., en tiempo real cuantas pasadas se han realizado y si el suelo ya ha alcanzado la resistencia requerida. De este modo se obtienen superficies compactadas de un modo absolutamente uniforme sobre las que se pueden edificar construcciones de características complejas y elevadas cargas sobre el suelo. En los rodillos, HAMM no solo ve la tecnología de la maquinaria propiamente dicha, sino que cuida a la persona en el puesto de trabajo. Por eso, HAMM lleva ya décadas construyendo máquinas optimizadas desde el punto de vista de la ergonomía con confortables puestos de trabajo. Los 12 galardones internacionales que tiene en su haber son la mejor prueba del diseño excelente y a la medida de las necesidades del usuario. Cuando contemplamos este historial de empresa, caracterizado por el espíritu innovador y la aspiración de mejora continua, sentimos el impulso y la obligación moral de proseguir en el futuro esta línea de "innovar por tradición" y de enriquecer el sector de construcción con nuevas máquinas y tecnologías que abran nuevas vías.

I PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LA COMPACTACIÓN 1. Cometidos principales de la compactació n 19 2. Compactación estática 2.1. Carga lineal estática

3. Compactació n dinámica 3.1. Amplitud 3.2. Frecuencia 3.3. Masa oscilante 3.4. Masa amortiguada (masa activa) 3.5. Número de las pasadas del rodillo 3.6. Velocidad de aplanado 3.7. Vibración 3.8. Oscilación 3.9. Influencia de la carga lineal estática

20 21

22 23 24 24 24 25 25 26 26 29

4. Cifra de Nijboer

30

5. Pruebas de compactació n

31

5.1. Capacidad portante 5.2. Grado de compactación

31 31

5.2.1. Obras de tierra 5.2.2. Asfaltado

6. Control dinámico de compactación en todo el área y Control de compactación de asfalto en toda la superficie


31 31

A I R A



32 O D A T L A F S A



I PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LA COMPACTACIÓN La mejor base para una edificación es un lecho de roca natural porque es compacto y tiene una elevada capacidad portante. Pero si el suelo no alcanza una solidez suficiente por naturaleza o mediante relleno, será necesario compactarlo si se desea levantar una obra con resistencia suficiente a largo plazo. El proceso de compactación consiste en comprimir entre sí los fragmentos del material que forman el suelo. Al hacer esto se reducen los intersticios entre los fragmentos de áridos que contenían aire y agua. Se habla entonces de reducir el contenido de espacio vacío. Como los gránulos de áridos después de la compactación tienen una mayor superficie de contacto mutuo, aumenta también la fricción interna y la estabilidad del tejido edáfico. El resultado obtenido es una mayor resistencia de carga.

Una compactación correcta confiere a las vías, calzadas, carreteras y otras obras de tierra unas mejores propiedades de uso y asegura su durabilidad en el tiempo. Sin compactación, las carreteras pierden propiedades con gran celeridad. Una de las consecuencias de una compactación deficiente es, por ejemplo, la escasa resistencia de carga. Y, a su vez, donde falta resistencia se forman hundimientos y deformaciones del terreno. Además se intensifica el peligro de daños por heladas y se pueden producir, por ejemplo, grietas en el revestimiento de la calzada. En las secciones siguientes vamos a exponer los principios de la compactación. Las relaciones físicas básicas que gobiernan la compactación se aplican tanto a las obras de tierra como de asfaltado. Los casos en que las propiedades de los materiales se diferencian entre el suelo y el asfalto, se tratarán por separado en los capítulos sobre las obras de tierra y el asfaltado.

1. Cometidos principales de la compactación Las capas compactadas de suelo y de asfalto tienen las siguientes características principales: •

Una elevada capacidad de carga

•

Una buena estabilidad y equilibrio en carga

•

Una baja permeabilidad al agua

La compactación mejora las propiedades de edificabilidad de los suelos. Gracias a la proximidad entre sí de las partículas del suelo aumenta la resistencia al cizallamiento y se reduce la propensión a la deformación. Al mismo tiempo, la compactación minimiza la permeabilidad al agua. Así se reduce el riesgo de que los suelos cohesivos absorban agua y se esponjen. En el asfalto

•

•

La clase de mezcla de materiales

•

La curva de cribado

•

El tipo y la proporción del ligante

Un alto grado de planeidad

•

Una prolongada vida útil

•

Un elevado agarre de la superficie

•

•

Las propiedades del material de construcción son las que dictan en qué medida debe compactarse. A continuación figuran los parámetros más importantes: En los suelos •

El tipo de suelo (cohesivo / no cohesivo)

•

El contenido hídrico

•

La curva de cribado

•

La forma del grano (redondeada o con ángulos)

•

El grosor del capa

Las condiciones ambientales durante la aplicación (la temperatura, el viento, etc.)


A I R A


El grosor del capa

Un asfalto recién aplicado debe compactarse para, mediante la recolocación de las partículas, obtener una mayor densidad del material, o dicho de otro modo, una reducción de los intersticios vacíos de la capa de asfalto. Todas las capas, hileras y franjas deben fundirse en una obra compacta y sin juntas. Como resultado, la presión se distribuye mejor en la obra acabada y las fuerzas de empuje procedentes del tráfico se absorben y desvían con fiabilidad, lo que se traduce en una prolongación de la vida útil de la carretera.


O D A T L A F S A


Las construcciones y vías de tráfico, hechas para durar y sometidas a grandes cargas, requieren una base resistente y uniformemente compactada.


2. Compactación estática En la compactación estática el rodillo ejerce presión sobre el suelo por efecto de su propio peso. Estas fuerzas son exclusivamente verticales. La presión permite vencer la fricción interna del material y obtener una mayor densidad de estratificación. Es decir, los distintos granos minerales "se mueven" y se juntan en mayor densidad. El espacio vacío se reduce, aumentando así la estabilidad. Esta forma de compactación no alcanza un efecto demasiado profundo en comparación.

La compactación estática tiene los siguientes campos típicos de aplicación: •

•

•

•

Precompactación de pavimentos frágiles con una baja resistencia a la carga Alisar la capa de asfalto al final del proceso de compactación Prensar gravilla en el asfalto Compactar allí donde haya riesgo de que la vibración haga salir a la superficie agua (obras de tierra) o bitumen (en el asfaltado).

Principio de la compactación estática: El rodillo, con su propio peso, ejerce presión sobre el suelo. Así vence la fricción interna del material o la mezcla y las partículas se colocan en una posición más apretada.

2.1. Carga lineal estática El peso del rodillo y la anchura de la virola cuyo peso actúa sobre el suelo revisten una gran importancia para una compactación eficiente. Para poder comparar los distintos rodillos se calcula el cociente de la carga del eje y el ancho de la virola. Este conciente es la carga lineal y se mide en kg por cm de ancho de virola.

Tipo

Carga lineal estática

Línea Compacta 1,5 - 4 t

8 - 15 kg/cm

Rodillos tándem 7 - 13 t

25 - 30 kg/cm

Rodil los para obras de tierra 5 - 12 t

20 - 30 kg/cm

Rodillos para obras de tierra 12 - 25 t 40 - 70 kg/cm Rodillos estáticos de tres ruedas

35 - 60 kg/cm

Rodillos de neumáticos

10 00 - 320 0 kg /rueda

Carga lineal Carga sobre el eje (kg) [kg/cm] = estática Ancho de virola (cm) La carga lineal estática está en relación directamente proporcional al efecto de compactación del rodillo. No obstante y especialmente en la compactación de asfalto, este valor no se puede aumentar ilimitadamente, porque el material compactado tiende a "moverse" con cargas lineales demasiado elevadas, lo que causaría fisuras y ondulaciones en el asfalto.


A I R A



O D A T L A F S A

La carga lineal estática es una medida de la fuerza de compactación de un rodillo. Actúa allí donde la virola hace contacto con el suelo, en sentido vertical a la base.



3. Compactación dinámica Con los sistemas dinámicos se obtiene una mejora del efecto en profundidad y de la compactación en comparación con los rodillos estáticos. La elevada eficiencia de esta tecnología es la razón de que los rodillos con compactación dinámica supongan más del 90 % del total. En la compactación dinámica unas masas centrífugas excéntricas imprimen un movimiento vibratorio a la virola. Estas vibraciones se transmiten a las partículas del material que se está compactando. Esto reduce la resistencia de rozamiento entre los granos de material (se pasa de una fricción cohesiva a una fricción deslizante, de menor efecto), lo que facilita la reubicación de los granos. En combinación con la carga útil estática del rodillo se consigue de esta forma un elevado grado de compactación. La mayoría de los rodillos dinámicos funcionan con vibración. Con este procedimiento se hacen vibrar las virolas, que entonces transmiten los impactos verticalmente al suelo. HAMM ha desarrollado adicionalmente otro sistema más para la compactación dinámica: la oscilación. Este procedimiento es una forma especial de compactación dinámica que, en vez de fuerzas verticales, transmite fuerzas de cizallamiento al suelo o a la capa de asfalto lo que compacta el material de una forma suave pero a la vez muy efectiva. Principio de la compactación dinámica: Las vibraciones de la virola se transmiten a las partículas del material que se está compactando. De este modo, en vez de fricción cohesiva entre las partículas se genera solo un fricción deslizante mucho menor, lo que favorece su recolocación.

Los siguientes factores específicos del aparato determinan en gran medida el buen resultado de la compactación con rodillos dinámicos: •

Carga lineal estática

•

Amplitud

•

Frecuencia

•

Masa oscilante

•

Masa amortiguada

•

Velocidad de aplanado


A I R A


Compactación dinámica con vibración: Amplitud reducida - escasa fuerza de impacto - bajo efecto de profundidad.

Compactación dinámica con vibración: Gran amplitud - elevada fuerza de impacto - fuerte efecto de profundidad.

3.1. Amplitud

Cuanto mayor sea la amplitud, tanto mayor será también la energía de compactación generada por el rodillo vibratorio o de oscilación. Pero hay que tener en cuenta que la masa activa del rodillo también influye en gran medida sobre la energía de compactación generada. Por eso, a la hora de evaluar la potencia de compactación no se debe considerar la amplitud como único factor relevante.

La amplitud es el trecho que, durante la compactación, la virola en vibración se desplaza desde su posición de salida. Recorrido [mm]

Amplitud Tiempo [s]

En los rodillos vibratorios la virola vibra hacia arriba y hacia abajo. En los rodillos oscilatorios, la amplitud designa el tramo que se desplaza la virola hacia delante y hacia atrás en el punto de contacto. En este caso se habla de una amplitud tangencial.

Las amplitudes de más de 1,0 mm son idóneas para compactar materiales de poca resistencia (menos cohesivos) o capas más gruesas. Las amplitudes menores, por su parte, se prestan para los materiales más resistentes o en capas más finas y para las compactaciones superficiales. Cuando menor sea la capa vertida, tanto más reducida debe ser también la amplitud para evitar el efecto perjudicial de que el material se afloje y ahueque. Las amplitudes típicas para compactar tierra varían entre 0,7 y 2,0 mm en los rodillos vibratorios En la práctica, una amplitud más elevada con la misma masa en vibración se traduce en un mayor efecto de compactación y profundidad. En la compactación de asfalto con rodillos vibratorios tándem se utilizan principalmente amplitudes entre 0,25 y 0,8 mm para no desmenuzar las partículas de material y evitar las ondulaciones en el asfalto debidas a impactos demasiado fuertes.


O D A T L A F S A



3.2. Frecuencia

3.3. Masa oscilante

3.5. Número de las pasadas del rodillo

En la técnica de compactación, se entiende por frecuencia el número de revoluciones por segundo de la masa centrífuga excéntrica de la virola. La frecuencia se mide en hercios (hz). Según esto, 30 Hz son 30 impactos de la virola (oscilaciones) por segundo.

La masa oscilante de un rodillo está constituida por la virola (o virolas) junto con el motor hidráulico y la unidad vibratoria o de oscilación. La virola está separada del resto del aparato mediante topes de caucho.

El concepto de "pasada" se utiliza de distinto modo según las zonas. En este manual, este término se utiliza del modo siguiente:

Las frecuencias deben elegirse en función de la amplitud ajustada en la máquina. Se puede aplicar aquí la siguiente fórmula empírica:

3.4. Masa amortiguada (masa activa)

Amplitud reducida – frecuencia amplia Amplitud grande – frecuencia reducida 100

z

H n e ia c

n e u

50

c

e r F

Una pasada designa un trayecto individual.

La carga sobre el eje de un rodillo o de un rodillo autopropulsado está compuesta por la masa vibratoria descrita arriba y la masa amortiguada. La masa amortiguada, que también suele denominarse "masa activa", es por tanto la parte de la masa que está separada de las virolas mediante los topes de caucho. La masa de un rodillo está en relación directamente proporcional con su masa activa. La masa activa ejerce presión por su propio peso sobre el material a compactar, contribuyendo así considerablemente al resultado de compactación. Pero también la masa en vibración y la relación entre las dos magnitudes influye en la potencia de compactación.

0 0,5

1

1,5

2

2,5

3

Amplitudenmm

En las amplitudes reducidas se seleccionan frecuencias elevadas, con amplitudes grandes, frecuencias pequeñas.

En las obras de tierra el rango de frecuencias utilizado varía entre 25 y 50 Hz, en función del material y de la amplitud ajustada. Las frecuencias utilizadas en el asfaltado suele ser mayores que en los movimientos de tierras, para evitar las ondulaciones en el asfalto debidas a unos intervalos excesivos entre los impactos.


La "masa vibratoria" (en rojo en lo imagen) de un rodillo o de un rodillo autopropulsado está formada por la virola, el motor hidráulico y la unidad de oscilación o de vibración.

Es decir, un trayecto de ida y otro de vuelta serán dos pasadas. En esta definición se ha plasmado la ficha sobre el Control dinámico de compactación en todo el área de la Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV, Sociedad de investigación sobre tráfico y carreteras ) y los programas "Navegador GPS HCQ" y "Navegador de asfalto HCQ". Una característica decisiva de este software es el cómputo de las pasadas en cada punto medido. En este programa se cuenta, por lo tanto, cada trayecto como una pasada.

3.6. Velocidad de aplanado

A I R A


Cuando la velocidad del rodillo es correcta, las distancias entre los puntos de actuación de los impactos tienen el tamaño justo para que la superficie completa adquiera la compactación deseada con pocas pasadas.

En la compactación dinámica, sobre todo, la velocidad de marcha influye en la duración y frecuencia de la fuerza de compactación ejercida en una superficie concreta. A una baja velocidad de marcha y con una frecuencia invariable, el número de impactos por unidad de superficie es mayor que a una velocidad más elevada. Si la velocidad de marcha es demasiado alta en relación a la frecuencia de vibración, los puntos de actuación de los impactos estarán demasiado separados entre sí. Como consecuencia, se reducirá la penetración de energía de compactación por unidad de superficie y se necesitará un mayor número de pasadas. Además, hay peligro de que se formen ondulaciones indeseadas en el material si la distancia entre impactos es excesiva.


O D A T L A F S A

Si la velocidad del rodillo es excesiva, los puntos de actuación de los impactos tienen una distancia excesiva entre sí. Hay que aumentar entonces el número de pasadas para llegar a la compactación deseada.



3.7. Vibración

3.8. Oscilación

Hoy en día, los rodillos tándem o los autopropulsados con virolas vibratorias forman parte irrenunciable de la rutina de las obras. La vibración es un método de probada eficacia si se quieren obtener buenos resultados de compactación en las condiciones más diversas del suelo y del asfalto.

Hoy en día no queda ni la más mínima duda de las ventajas de la compactación por vibración sobre la compactación estática. HAMM ha seguido perfeccionando este sistema y ha desarrollado la virola oscilatoria. Estos rodillos oscilatorios son auténtica maquinaria de élite. Compactan casi sin sacudidas, respetando así el entorno y los edificios circundantes. Además, el número de pasadas necesarias es menor si lo comparamos con los rodillos con técnica vibratoria. Simultáneamente, la compactación va aumentando progresivamente cuando se emplea la oscilación; el tejido de material no vuelve a aflojarse. Otra ventaja más de la oscilación es el excelente aspecto externo que presentan las capas compactadas.

El efecto de compactación con los rodillos vibratorios es producto de la acción combinada de la frecuencia inductora de la fuerza centrífuga excéntrica, la amplitud, la velocidad de marcha, el peso propio del rodillo y la forma y el tamaño de la superficie de contacto. Pero también hay que tener en cuenta que la compactación alcanzable también depende de las propiedades del material y de las condiciones al aplicarlo. La vibración de las virolas está generada por una masa centrífuga excéntrica que determina con su régimen de revoluciones la frecuencia de la vibración. Esta masa centrífuga está compuesta de una pieza fija y de otra suelta, el peso reversible. La posición del peso reversible depende de la dirección de giro de la onda inductora. En función de la dirección de giro el peso efectivo de la masa centrífuga aumenta o se reduce lo que permite a la virola girar con dos amplitudes distintas.

La oscilación funciona según un principio patentado. Una virola oscilatoria está equipada con dos ejes centrífugos excéntricos que giran sincronizados. Las masas centrífugas excéntricas de los dos ejes tienen una colocación opuesta. Fuerzan a la virola a describir un giro de avance y de retroceso en rápida alternancia. De este modo, la virola oscilatoria - al contrario que la vibrante - no se levanta nunca del suelo (está en contacto permanente con el suelo).

La vibración está indicada para casi todas las aplicaciones en las obras de tierras y de asfalto.

En la compactación oscilatoria se transmiten fuerzas de cizallamiento al suelo (o al asfalto) durante el giro tanto de avance como de retroceso de la virola. Esta "frecuencia doble" se traduce en una rápida intensificación de la compactación del material. A diferencia de esto, la virola vibratoria describe un movimiento de ascenso y de descenso y en cada revolución de la masa centrífuga excéntrica transmite una sola vez fuerzas al material. Cuando se utiliza la oscilación, la gran amplificación de la compactación aumenta todavía más gracias al peso propio (la carga lineal estática) que está actuando durante todo el tiempo. Igual que en la vibración, en la oscilación el rendimiento de compactación también se basa en la buena sintonización de las amplitudes y las frecuencias. Una ventaja de la técnica oscilatoria radica aquí en la autorregulación de la amplitud. Esta magnitud no está regulada mediante un lento mecanismo de regulación, sino por el propio material compactado: Si el material gana rigidez por efecto de la compactación, la amplitud se reduce automáticamente. El intervalo de reacción (el tiempo que requiere el sistema para reaccionar a un cambio) de este sistema autorregulado no llega a los 10 ms (10 ms corresponde a 1 cm a 4 km/h), así que la compactación siempre se realiza justo en el lugar preciso y con la amplitud correcta. En los sistemas con un mecanismo de regulación, el tiempo de reacción es de 500 ms, lo que supone 50 cm a una velocidad de 4 km/h.


En la virola de oscilación giran sincrónicamente dos ejes excéntricos. Fuerzan a la virola a describir un giro de avance y de retroceso en rápida alternancia.

En las virolas de vibración una masa excéntrica gira y obliga a la virola a ascender y descender en rápida alternancia.

A I R A



El esquema de principio indica las direcciones de actuación distintas de la vibración (virola delantera, sentido vertical de actuación) y de la oscilación (virola posterior, sentido tangencial de actuación). O D A T L A F S A

Masa centrífuga excéntrica fija

Sentido de actuación de la masa excéntrica fija Sentido de actuación de la masa excéntrica suelta

Masa centrífuga excéntrica suelta

Sentido de actuación resultante

Cuando se invierte el sentido de giro del eje inductor, cambia el peso activo de la masa centrífuga excéntrica en la virola de vibración y, con ello, la amplitud de la vibración.



Las ventajas de la técnica oscilatoria: Compactación •

•

Elevado rendimiento de compactación gracias a la combinación del peso útil estático y las fuerzas de cizallamientoactuantes horizontalmente La virola está siempre apoyada en el suelo, el peso activo y las fuerzas de cizallamiento se aprovechan permanentemente y la densidad requerida se alcanza con mayor rapidez

Asfalto •

•

Excelente aspecto exterior de las superficies

•

Buen sellado de la superficie al compactar asfalto

El material no se compacta en exceso, sino que la compactación aumenta progresivamente •

•

•

La compactación se incrementa con mayor rapidez que con la vibración, obteniéndose así una mejor compactación con menos pasadas

•

Elevado rendimiento de superficie gracias a la reducción de las pasadas

•

El conductor y la máquina •

•

•

El conductor disfruta de un mayor confort gracias a la reducción de las vibraciones Una menor sonoridad hace que el conductor se fatigue menos Se generan menos resonancias, lo que prolonga la vida útil del rodillo

Todos los materiales •

•

•

•

•

Es idóneo para casi todos los materiales y espesores de capa No produce impactos verticales que puedan desmenuzar las partículas de material •

•

El material no se vuelve a aflojar o ahuecar

•

Buena compactación de la superficie

•

Fusión perfecta entre las capas que ya no se desprenden unas de otras

Ideal para el asfalto difícil de compactar (asfalto mástico con gravilla, asfalto poroso) Resultados de compactación inmejorables en revestimientos de capa fina Muy buena planeidad longitudinal (sin formación de ondulaciones) No se desmenuzan las partículas del material previo al compactar costuras juntando "caliente y frío" Hermeticidad óptima de las costuras y uniones

El entorno y el medio ambiente

• •

Compactación efectiva, también en el rango inferior de temperaturas

•

• •

Tratamiento cuidadoso de los distintos firmes de asfalto

Bajo nivel de sacudidas, lo que evita que se ahuequen de nuevo las superficies limítrofes ya compactadas No molesta prácticamente nada al vecindario de las zonas adyacentes a la obra, gracias a su muy bajo nivel de trepidación Método de compactación ideal en la zonas interurbanas porque no conlleva ningún riesgo de destruir edificios antiguos colindantes o conductos y tuberías Compactación sin peligro en los aparcamientos subterráneos sin dañar la estructura de hormigón armado Ideal para los puentes porque la estructura del puente no resulta dañada por la muy baja carga vibratoria.

Las aplicaciones en todo el mundo en los más diversos materiales confirman las enormes ventajas de la compactación con técnica oscilatoria, tanto en las obras de tierra como de asfalto. Oscilación en las obras de tierra HAMM ofrece la técnica de oscilación también para las obras de tierra. Los rodillos autopropulsados para movimientos de tierra solo tienen una virola y por esta razón HAMM ha desarrollado un sistema centrífugo excéntrico que combina los dos sistemas dinámicos en una virola. Las virolas "VIO" pueden funcionar como una virola de vibración o como una de oscilación. Por eso son ideales para compactar suelos tanto cohesivos como no cohesivos. Pero no es posible técnicamente utilizar los dos sistemas simultáneamente. Oscilación en el asfaltado La oscilación sirve para todos los tipos de capa en el asfaltado. Los rodillos oscilatorios tándem de HAMM presentan notables ventajas con respecto a los demás sistemas de compactación, especialmente en las capas finas de asfalto, con firmes difícilmente compactables o que se hayan enfriado en gran medida. Muchos de los cometidos en que antes se utilizaban rodillos de neumáticos o estáticos, hoy los llevan a cabo los rodillos de oscilación, en muchos casos con una eficiencia mucho mayor. Las obras problemáticas (por ej. en los puentes sensibles a las vibraciones o en las proximidades de edificios), que tradicionalmente solo se prestaban a la compactación estática, hoy pueden compactarse con rodillos de oscilación con plena potencia dinámica sin que haya que temer daños en las estructuras sensibles del entorno.


A I R A



O D A T L A F S A

3.9. Influencia de la carga lineal estática La potencia de las virolas vibrantes u oscilantes se orienta por la carga lineal estática, igual que en una virola estática. Sin embargo, para obtener un efecto de compactación comparable se requieren cargas lineales estáticas mucho menores que con los rodillos puramente estáticos. La relación es, aproximadamente, de 1:3.



4. Cifra de Nijboer En las obras de asfaltado es sumamente importante evitar las fisuras y ondulaciones de la capa de asfalto. La cifra de Nijboer es un indicador de la propensión de un rodillo a generar fisuras y abombamientos (por empuje) delante de la virola. La cifra de Nijboer es el cociente de la carga lineal estática y del diámetro de la virola. Es decir, se calcula del modo siguiente:

N=

Carga lineal estática (kg/cm) [kg/cm2] Diámetro de virola (cm)

En la compactación dinámica, esta relación N no debe superar, en la medida de lo posible, 0,25 kg/cm². Los rodillos estáticos pueden llegar a compactar una cifra de Nijboer de 0,4 kg/cm². Si la máquina compactadora se atiene a esta regla, es muy bajo el riesgo de que se formen abombamientos o fisuras en el suelo o el asfalto. No obstante, la cifra de Nijboer no debe ser demasiado reducida porque entonces sería también demasiado baja la carga lineal estática y, por lo tanto, el rendimiento de compactación.

El diámetro de la virola es el factor de influencia principal en la formación de fisuras y abombamientos. Ya durante la proyección y construcción de los rodillos, HAMM dimensiona con inteligencia las virolas teniendo en cuenta la cifra de Nijboer para encontrar el equilibrio perfecto entre un rendimiento de compactación elevado y una tendencia baja a la formación de fisuras y abombamientos. Con este método HAMM lleva proporcionando desde hace años una elevada calidad en la compactación de asfalto.

5. Pruebas de compactación

5.2.2. Asfaltado

Las pruebas de compactación sirven para controlar los valores de compactación alcanzados en la obra. En función de los tipos de suelo o de las mezclas de asfalto se utilizan coeficientes característicos distintos. Aquí hay que diferenciar entre la determinación del grado de compactación y el de la capacidad portante.

Al igual que en las obras de tierra, en el asfaltado se puede determinar el grado de compactación in situ o en el laboratorio por distintos procedimientos. La base de comparación suele ser la probeta Marshall constituida en el laboratorio. Se fabrica según un método normalizado con una energía de compactación definida y sirve de referencia para la compactación obtenida en la obra.


Cifras típicas de Nijboer:

5.1. Capacidad portante

Los métodos para determinar el grado de compactación de las capas de asfalto se describen detalladamente en el capítulo sobre el asfaltado.

A I R A

•

Línea Compacta (1,5 - 4 t) 0,15 - 0,17 kg/cm 2

•

Rodillos tándem (7 - 13 t) 0,20 - 0,24 kg/cm 2

La capacidad portante de un substrato es un factor decisivo para determinar la compactación obtenida. Este valor se aplica, sobre todo, a los suelos no cohesivos. La capacidad portante se determina generalmente con pruebas dinámicas o estáticas de presión con placas de carga. En la zona angloamericana también está muy extendido el ensayo CBR para determinar el "California Bearing Ratio" (el valor californiano de capacidad de carga).

Con la misma carga sobre el je, la formación de abombamientos está en relación inversamente proporcional al diámetro de la virola.

5.2. Grado de compactación En los suelos cohesivos y en el asfalto se determina sobre todo el grado de compactación como coeficiente característico. Para obtener el grado de compactación se utilizan métodos de ensayo distintos para las obras de tierra y las de asfaltado.



5.2.1. Obras de tierra

El grado de compactación de un suelo se puede determinar in situ (en la propia obra) por distintos procedimientos. Es el criterio preferente para determinar la compactación en suelos cohesivos. El ensayo proctor (modificado) suele ser normalmente la base comparativa para determinar el grado de compactación. En esta prueba se determina en el laboratorio la densidad máxima posible del suelo con un contenido de agua ideal. Los métodos para determinar la capacidad portante o el grado de compactación de los suelos se explican detalladamente en el capítulo sobre obras de tierra.

O D A T L A F S A


COMPACTION COMPACTACIÓN EN EL ASFALTADO Y OBRAS DE

TIERRA

6. Control dinámico de compactación en todo el área y Control de compactación de asfalto en toda la superficie La necesidad de alcanzar resultados diarios cada vez mayores y unos plazos de obra cada vez más reducidos exigen nuevas estrategias en el área de supervisión del propio trabajo. Los controles puntuales convencionales y de muestreo que interrumpen u obstruyen la rutina de trabajo y la espera durante horas o días al resultado de las mediciones de control son ya métodos obsoletos que no responden a las exigencias de una obra moderna. Sin olvidar que la relación entre el volumen de las muestras de control y el volumen del trabajo de obra realizado es totalmenteinaceptable. Cuando solo era posible controlar la calidad mediante pruebas de muestreo, incluso en superficies extensas que abarcaban varios miles de metros cúbicos de suelos compactados, solo se verificaba la calidad con unas pocas muestras de suelo o algunas perforaciones. La relación dimensional de la muestra con respecto a la superficie compactada realmente era con frecuencia sumamente desfavorable, llegando incluso a ser de 1:1.000.000. Este análisis puntual estocástico dejaba muchos puntos mal compactados sin descubrir. Los trabajos de reparación y de mantenimiento eran el resultado y tenían una importante y creciente repercusión en los costes totales de la construcción de carreteras. En contraste a esta situación, la automonitorización en todo el área permite alcanzar una calidad mayor, es decir, confiere homogeneidad y durabilidad a la obra terminada. El Control dinámico de compactación en todo el área y el Control de compactación de asfalto en toda la superficie llevan a cabo una verificación integral de todo el objeto de control. Esto significa que se obtiene información sobre el estado de compactación alcanzado para todos y cada uno de los puntos del objeto de control. En el Control dinámico de compactación en todo el área y el Control de compactación de asfalto en toda la superficie se determina la capacidad portante o el grado de compactación durante el proceso de compactación. Complementariamente, un receptor de GPS mide la posición del rodillo. Las dos informaciones se ponen en relación y se guardan en un ordenador. Los sistemas metrológicos desarrollados por HAMM indican al conductor del rodillo en todo momento los puntos de la

superficie de trabajo que no se han compactado aún suficientemente. Las superficies compactadas con el procedimiento HAMM con control de compactación presentan un grado de compactación absolutamente homogéneo. Además, los datos registrados se prestan excelentemente para fines de documentación. Ya no hace falta realizar ninguna medición puntual adicional. Para evaluar los valores de medición obtenidos en la obra se puede realizar una calibración que tiene por objetivo establecer una correlación entre los valores de medición obtenidos con el rodillo (valores relativos) y las mediciones de control convencionales. La calibración puede realizarse mediante el grado de compactación o la capacidad portante.

II TECNOLOGÍA DE MAQUINARIA 1. Rodillos autopropulsados 1.1. Dirección pivotante articulada de tres puntos

2. Rodillos tándem

36 36

38

2.1. Rodillos tándem de dirección articulada 38 2.2. Rodillos tándem con dirección a las cuatro ruedas 39 2.3. Rodillos tándem con dirección a las cuatro ruedas: Clases de dirección 39 2.3.1. Dirección monoeje 2.3.2. Dirección monoeje con retorno automático 2.3.3. Dirección analógica 2.3.4. Paso en diagonal

2.4. Sistema aspersor de agua

40 40 41 41

42


42


43

4.1. Aspersión de aditivo

45

5. Rodillos de tres ruedas

45

6. Tipos de virolas

46

6.1. Virolas de camisa lisa 6.2. Virolas de camisa lisa segmentada 6.3. Virolas de pisón 6.4. Virolas vibratorias, de oscilación y VIO

49

8. Equipos suplementarios

50

8.2.1. 8.2.2. 8.2.3. 8.2.4.

Sensor e indicador de la temperatura del asfalto Indicador HCQ HCQ-Printer Navegador GPS HCQ

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47 47 48 49

7. Ruedas de caucho

8.1. HAMMTRONIC 8.2. HCQ (HAMM Compaction Quality)


O D A T L A F S A

50 52 52 52 54 54

8.3. KAG (dispositivo de corte y presión de bordes) 56 8.4. Esparcidor de gravilla 56 8.5. Calefacción de los neumáticos / faldones térmicos 57 8.6. Bandejas de pisón 58 8.7. Placa de empuje 58



II TECNOLOGÍA DE MAQUINARIA

Ventajas de la dirección pivotante articulada de tres puntos •

En las obras de tierra y de asfaltado se utilizan distintos tipos de rodillos. Distinguimos entre los rodillos autopropulsados, los tándem, los combinados, los de neumáticos y los rodillos de tres ruedas. •

1. Rodillos autopropulsados En las obras de tierra, se utilizan principalmente rodillos autopropulsados para la compactación. Delante, enganchada en el chasis, estos rodillos tienen una virola de pisón o de camisa lisa equipada con un mecanismo vibrador, de oscilación o VIO; detrás están el accionamiento con neumáticos de caucho y la unidad del motor. En todos los rodillos autopropulsados HAMM tienen fuerza motriz tanto las virolas como las ruedas y el eje trasero. Por eso, tienen una amplia capacidad maniobra sobre el terreno y pueden superar pendientes de hasta el 70%. La utilización de una innovadora dirección pivotante articulada de tres puntos ha mejorado considerablemente la calidad de conducción de los rodillos autopropulsados HAMM de la serie 3000 en comparación con otras máquinas con dirección articulada convencional. Los rodillos autopropulsados están disponibles en un rango de 5 a 25 toneladas y con anchos de trabajo entre 137 y 222 cm.

Los rodillos autopropulsados de la serie 3000 compactan también en las pendientes pronunciadas con una efectividad extrema.

Excelente estabilidad direccional: Sobre todo a alta velocidad, la dirección pivotante articulada de tres puntos proporciona una conducción confortable y un comportamiento direccional seguro del vehículo. Distribución del peso más homogénea: Con la dirección pivotante articulada de tres puntos el peso se distribuye homogéneamente entre el eje trasero y el delantero cuando la dirección está activada. Esto supone un aumento de la tracción y reduce en gran medida el riesgo de vuelco. En las curvas, el rodillo se inclina como haría una motocicleta, lo que permite un desplazamiento rápido y seguro en los tramos virados.

1.1. Dirección pivotante articulada de tres puntos •

La dirección pivotante articulada de tres puntos de HAMM es una versión perfeccionada a partir de la dirección articulada convencional. Se diferencia de las construcciones comunes por su disposición geométrica y la conexión de las tres articulaciones individuales y un apoyo pendular adicional entre las dos articulaciones superiores. La dirección pivotante articulada de tres puntos sirve de conexión entre el carro delantero y el trasero de los rodillos. La dirección cumple en la máquina la función de asegurar la capacidad de maniobra, la seguridad de conducción en terrenos difíciles y el confort de marcha (por su efecto de amortiguación) de la máquina.

HAMM ofrece tipos de rodillos muy diversos, como por ej. los rodillos tándem de dirección articulada (la serie HD) o con dirección a las cuatro ruedas (la serie DV), los rodillos tándem pequeños de dirección articulada (Línea Compacta) y los rodillos autopropulsados (la serie 3000).

•

Agilidad de maniobra: La homogeneidad de la distribución del peso posibilita también un ángulo de giro mayor y, con ello, un círculo de dirección menor sin peligro de que la máquina se vuelque. Amortiguación de impactos: Los desniveles del terreno se amortiguan con suavidad. Así, la cabina y el propio conductor no sufren prácticamente cargas de impacto.

Durante la rotación alrededor del eje, es decir al girar, el apoyo pendular de la dirección pivotante articulada de tres puntos asegura un trayecto seguro por la curva, también a una elevada velocidad.

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En la rotación alrededor del eje x, es decir, con un suelo desigual, la dirección pivotante articulada de tres puntos amortigua los impactos con rapidez y efectividad.

Forma de funcionamiento: Con una marcha normal en línea recta, el carro posterior y la virola se desplazan en un eje. Las fuerzas de empuje del carro posterior actúan verticalmente sobre el carro delantero. Pero cuando el rodillo se vira hacia la derecha o la izquierda, las fuerzas de empuje debe desviarse con arreglo al ángulo de giro, lo que, a su vez, genera una fuerza opuesta en el carro trasero y tiene como consecuencia una distribución desigual del peso en el eje trasero. El rodillo tiene entonces la propensión a volcarse en el sentido de la curva exterior. Los rodillos HAMM con dirección pivotante articulada de tres puntos tienen una solución mejor para la distribución de fuerzas: Un soporte pendular reduce el ángulo de giro a la mitad. Así, las fuerzas opuestas generadas en el carro trasero se mantienen siempre pequeñas, de modo que el rodillo autopropulsado o tándem está siempre bien equilibrado y no se puede volcar.




O D A T L A F S A

S A L B A T & S E L I T Ú S O J E S N

La dirección pivotante articulada de tres puntos permite una distribución homogénea del peso entre el carro delantero y el posterior y, con ello, también en el eje posterior, incluso con el rodillo girado.

O C


2. Rodillos tándem Los rodillos tándem tienen dos virolas. Disponen también de un accionamiento hidrostático de vibración y de traslación. El fin principal para el que están previstos es compactar asfalto y, por eso, están dotados además de sistemas de aspersión de agua. Las obras viales en todas las magnitudes son el campo de aplicación de estos rodillos con pesos brutos entre 1,5 y 14 toneladas y anchos de trabajo entre 80 y 214 cm. En función de tipo constructivo, se distingue entre los rodillos tándem de dirección articulada o a las cuatro ruedas. Los dos sistemas de dirección presentan ventajas para determinados cometidos de compactación y desplazamiento. Los rodillos HAMM para el asfaltado aceleran, frenan y maniobran con suavidad y sin sacudidas, para evitar ondulaciones o empujes de la capa de asfalto.

se modifican entre sí, pero la posición de las virolas no cambia con respecto a su cuerpo respectivo. Esto significa que los carros delantero y trasero se flexionan entre sí para que el rodillo gire, pero las propias virolas no intervienen en la maniobra.


En la marcha en línea recta las dos virolas de un rodillo tándem articulado se desplazan por la misma rodada. Por eso, también se habla de una marcha "con cobertura de rodada". En ciertas situaciones este efecto no es conveniente, por ej., al presionar los bordes. Así, se puede compactar diagonalmente en "paso en diagonal", es decir, con las virolas colocadas al tresbolillo. Para conseguir esto se desplaza lateralmente la dirección articulada con un cilindro hidráulico. Los rodillos tándem articulados se utilizan para compactar capas portantes, cubrientes y de protección antiheladas en el asfaltado y también en las obras simples de tierra.

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HAMM tiene una serie moderna de rodillos tándem articulados, la Serie HD. Estas máquinas también utilizan la innovadora dirección pivotante articulada de tres puntos.

2.1. Rodillos tándem de dirección ar ticulada Los rodillos tándem articulados tienen una junta articulada (véase el apartado sobre la dirección pivotante articulada de tres puntos) en el centro del rodillo que permite dirigir y maniobrar el rodillo. Al girar el volante, los ejes longitudinales del cuerpo delantero y trasero del carro La dirección pivotante articulada de tres puntos confiere al rodillo tándem de la serie HD un comportamiento de marcha especialmente silencioso y seguro.


Principio de la dirección articulada: Los rodillos tándem modifican al girar la posición recíproca de los ejes longitudinales trasero y delantero, pero las virolas permanecen fijas en el marco. (Representación central: la máquina se desplaza en paso en diagonal)

2.2. Rodillos tándem con dirección a las cuatro ruedas

2.3. Rodillos tándem con dirección a las cuatro ruedas: Clases de dirección

Los rodillos tándem con dirección a las cuatro ruedas tienen dos apoyos pivotantes que permiten dirigir cada virola por separado o las dos virolas a la par. Al contrario que los rodillos articulados, esta serie ofrece varios tipos de dirección especiales, lo que les abre un amplio espectro de aplicación. Además tienen la ventaja de que el peso se distribuye de un modo totalmente homogéneo sobre las virolas y las maniobras no modifican en absoluto el centro de gravedad. Gracias a su agilidad de maniobra, estas máquinas se prestan especialmente para compactar en obras con poco espacio disponible y en tramos de carretera con muchas curvas.

Los rodillos tándem con dirección total tienen varias clases de dirección distintas gracias a su forma constructiva especial.

Los rodillos tándem con dirección total se utilizan para compactar capas portantes, cubrientes y de protección antiheladas en el asfaltado y también en las obras simples de tierra.

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A I R A


Un HAMM DV 90 en paso en diagonal. El ancho de trabajo ha aumentado considerablemente.

2.3.1. Dirección monoeje La dirección monoeje es una forma clásica de dirección que ya conocemos en la mayor parte de los vehículos. Con este tipo de dirección, las virolas se desplazan en una línea solo en la marcha en línea recta. En las curvas, la virola no dirigida describe siempre un radio más estrecho que la virola dirigida. Por eso, en las curvas las rodadas de las dos virolas puede que no se solapen del todo. La dirección monoeje está indicada allí donde no haya espacio de sobra y predominen los trayectos en línea recta.

El eje longitudinal del rodillo tándem permanece invariable, pero las virolas modifican su ángulo con respecto al eje de la máquina. En la dirección monoeje solo se maniobra uno de los dos ejes.

2.3.2. Dirección monoeje con retorno automático Una peculiaridad de la dirección monoeje la encontramos en los rodillos HAMM de la serie DV. En el modo automático, cuando está activado el giro automático de asiento, siempre se dirige la virola delantera en sentido de marcha. La virola trasera en sentido de marcha retorna automáticamente a la posición cero al dar la vuelta. De este modo, el conductor puede concentrarse totalmente en la compactación de asfalto y no se arriesga a compactar, alguna vez por equivocación, en el modo diagonal de "paso de perro". Esta característica resulta muy útil porque poco antes de la extendedora y, por lo tanto, poco antes también de dar la vuelta, la virola delantera se gira hacia dentro para evitar que se forme una ondulación en el asfalto.

En la dirección analógica se maniobran los dos ejes. En este modo se pueden describir radios de curva extremadamente reducidos.

En el paso en diagonal las dos virolas se desplazan paralelamente pero al tresbolillo. De esta manera puede casi doblarse el ancho de trabajo de los rodillos HAMM.

2.3.3. Dirección analógica

2.3.4. Paso en diagonal

En la dirección analógica se dirigen simultáneamente las dos virolas al mismo tiempo pero en sentidos opuestos. De este modo, las virolas delantera y trasera marchan en las curvas sobre una línea y describen el mismo radio La dirección analógica aumenta en gran medida el ángulo de giro posible, permitiendo así un radio muy pequeño del círculo de dirección.

El paso en diagonal o "paso de perro" puede utilizarse en los rodillos tándem tanto con dirección ar ticulada como a las cuatro ruedas y en él la virola trasera se desplaza hacia la derecha o hacia la izquierda. De este modo, las rodadas de las dos virolas ya no se superponen, sino que se solapan.

La dirección analógica es ideal para compactar en curvas con radios muy pequeños o en lugares con poco espacio disponible.

El paso en diagonal es un sistema idóneo para compactar bordillos porque el conductor puede concentrarse exclusivamente en una virola, mientras que la otra virola marcha a la distancia elegida del bordillo y no llega a rozarlo. Por otro lado, la virola puede también colocarse justamente más allá del borde que se vaya a compactar. Este procedimiento resulta ventajoso en la compactación de bordes porque la cara superior del borde se vuelve a aplanar durante esta compactación. Otra función del paso en diagonal es ampliar el ancho de trabajo del rodillo mediante el solapamiento de las dos virolas. Así, con el paso en diagonal, se puede aumentar casi al doble el ancho de trabajo de estas máquinas. En la DV 90 con un ancho de virola de 168 cm, cuando funciona en "paso de perro" se obtiene un ancho de trabajo de 299 cm.


O D A T L A F S A




2.4. Sistema aspersor de agua Para evitar que el asfalto caliente se adhiera a las virolas de camisa lisa de los rodillos tándem, unas finas toberas las rocían con agua. Estas toberas requieren muy poco agua para su funcionamiento, por eso, el depósito de la máquina basta para toda la jornada de trabajo. Para garantizar la seguridad de funcionamiento, dos bombas seleccionables por separado se encargan de rociar las virolas. Si una de las bombas falla, se puede simplemente cambiar a la otra. En los rodillos HAMM, la cantidad de agua está controlada automáticamente en función de la velocidad del rodillo, con lo que se consigue una aplicación uniforme en las virolas de la cantidad de agua preseleccionada para el trayecto. Este sistema contribuye a elevar la productividad, porque se prolongan aún más los intervalos para reponer el agua del depósito.



Los rodillos de neumáticos se clasifican entre las compactadoras estáticas. Además de la compactación estática, los rodillos neumáticos consiguen un buen resultado de sellado superficial gracias al efecto de amasado y pisada (las fuerzas verticales y horizontales debido a la deformación de los neumáticos en la superficie de contacto). Por eso, se prestan muy bien para aplanar y alisar la capa de asfalto ya compactada.

Unas finas toberas distribuyen el agua de modo homogéneo por la virola i mpidiendo así que el asfalto se adhiera.

Los rodillos combinados son rodillos articulados o con dirección a las cuatro ruedas en que uno de los ejes tiene ruedas de caucho y el otro eje lleva una virola de camisa lisa. En este caso las ruedas de caucho van instaladas en el centro. Los rodillos combinados reúnen en una máquina las ventajas de los dos tipos de virolas. Se utilizan principalmente para compactar capas de asfalto.

Los rodillos combinados tienen una virola de camisa lisa en el eje delantero y cuatro neumáticos en el eje trasero.

En las capas de asfalto con poca estabilidad al principio del proceso de compactación se utilizan rodillos de neumáticos para la compactación preliminar. En este caso, se saca partido de la gran superficie de contacto de los neumáticos. Estos comprimen la mezcla de asfalto y la preparan para la compactación subsiguiente con los rodillos tándem. La precompactación con el rodillo de neumáticos evita los movimientos del material. En otros campos, los rodillos de neumáticos se utilizan sobre todo en las capas de asfalto finas y fáciles de compactar y también en los suelos cohesivos. El efecto y la profundidad de la compactación se basa en el peso intrínseco del rodillo y depende de la carga de la rueda, la presión interna del neumático y la velocidad de aplanado. La profundidad del efecto está en relación directamente proporcional con la carga de la rueda y la presión del neumático, y es inversamente proporcional a la velocidad de aplanado. Hay que tener en cuenta que una presión demasiado alta o demasiado baja de los neumáticos conlleva el peligro de que el neumático no se apoye en toda su superficie. Para poder corregir la presión de los neumáticos con rapidez y facilidad, la presión interna de los neumáticos de los rodillos de neumáticos de HAMM se puede regular durante la marcha mediante un sistema opcional de reinflado de los neumáticos. La forma de los neumáticos y las llantas y la mezcla de caucho utilizada están especialmente concebidas para las demandas específicas de las obras de asfaltado. En los rodillos de neumáticos nada más, las ruedas delanteras y traseras se colocan en tresbolillo, para que las rodadas se solapen. Además, la distancia entre las ruedas es mucho menor que el ancho de los neumáticos para que las franjas que no alcancen los neumáticos de un eje puedan ser aplanadas por los neumáticos del otro eje, con un solapamientosuficiente.

A I R A

Adicionalmente a la compactación estática, los rodillos de ruedas de caucho sellan la superficie gracias a su efecto de amasado y pisada. Estas características los hacen idóneos para el acabado y alisado final de la capa compactada de asfalto.



BAR

Esquema de principio de un sistema de reinflado de los neumáticos. El conductor puede modificar la presión de los neumáticos desde la cabina.

O D A T L A F S A



Influencia ejercida por la presión del aire de los neumáticos en el resultado de compactación (vista lateral, sección, superficie de apoyo)

Presión óptima del aire: Los neumáticos hacen contacto con el asfalto con todo el ancho de la rueda y pueden transmitir al suelo la fuerza de su peso en toda la sección.

4.1. Aspersión de aditivo Para evitar que, al comienzo del trabajo, el asfalto caliente se adhiera a las ruedas del rodillo de neumático, generalmente se suelen rociar con un aditivo especial que actúa de antiadherente. Cuando los neumáticos tienen más 60 °C de temperatura ya no se les adhiere la mezcla caliente (120 °C) aunque estén secos. Como los neumáticos se calientan con rapidez, solo se requieren cantidades pequeñas de aditivo. Por eso, los depósitos de aditivo tienen unas dimensiones también reducidas.

5. Rodillos de tres ruedas Los rodillos de tres ruedas tienen una virola delante situada en el centro y dos detrás, colocadas en los laterales. Las rodadas de estas tres virolas se superponen.

Demasiada presión del aire: Los neumáticos se abomban hacia afuera lo que hace muy pequeña la superficie de contacto de las ruedas con el asfalto. La fuerza no puede actuar en todo el ancho de la rueda.

El rendimiento de compactación de los rodillos de tres ruedas se basa únicamente en su elevada carga lineal estática, determinada por su gran peso y por las reducidas anchuras de las virolas. Una ventaja de los rodillos de tres ruedas es el generoso diámetro de sus virolas, con las que se consigue una excelente planeidad de la superficie e impiden las ondulaciones en el asfalto.


A I R A



Los rodillos estáticos de tres ruedas se prestan para alisar los firmes de asfalto y se pueden utilizar siempre con provecho cuando haya peligro de que una compactación dinámica atraiga agua o material bituminoso a la superficie. O D A T L A F S A

Falta presión del aire: Los neumáticos se abomban hacia dentro, lo que aumenta mucho la superficie de contacto de los neumáticos en la dirección de marcha, pero el efecto de compactación se reduce debido a que en el centro del neumático casi no se produce compactación alguna.



6. Tipos de virolas

6.1. Virolas de camisa lisa

Para la compactación en el asfaltado y obras de tierra se utilizan distintos tipos de virolas en función del área de aplicación y del tipo de máquina: •

Virolas de camisa lisa (estáticas o dinámicas)

•

Virolas de camisa lisa segmentadas (estáticas o dinámicas)

•

Virolas de pisón (estáticas o dinámicas)

Las virolas de camisa lisa tienen, como ya su nombre indica, una superficie lisa. Se utilizan sobre todo cuando se desea confeccionar una superficie llana y homogénea, como por ej. una capa cubriente de asfalto o, en las obras de tierra, el rasante o el lecho.


Rodillo autopropulsado de la serie 3000 con virola de camisa lisa. A I R A

Virola de camisa lisa Estático

Segmentado Estático

Vibración

Segmentado Vibración

Oscilación

VIO

Virola de pisón

Ruedas de caucho

Vibración

Estático


Rodillo autopropulsado Rodillo tándem


Rodillo combinado Rodillo de neumáticos Rodillo de tres ruedas Sinopsis de los tipos de rodillos y de las virolas y neumáticos que pueden llevar.

A continuación vamos a explicar con mayor detalle cada uno de estos tipos.

6.2. Virolas de camisa lisa segmentada Las virolas de camisa lisa segmentada constan de dos mitades del mismo tamaño, cada una de ellas impulsada por un motor de avance. Son ideales para compactar tramos virados o revestimientos asfálticos propensos a movimientos, porque, al conducir por curvas, el control antideslizamiento reduce la velocidad de la virola del interior de la curva. Así se reduce considerablemente el riesgo de traslados del material y de formación de fisuras en las curvas. Los rodillos tándem grandes están disponibles con virolas segmentadas y sin segmentar.

Las virolas de camisa lisa segmentadas sirven sobre todo para compactar trayectos muy virados y firmes de asfalto sensibles al empuje.

O D A T L A F S A



6.3. Virolas de pisón

6.4. Virolas vibratorias, de oscilación y VIO

Las virolas de pisón solo se utilizan en las obras de tierra y en el reciclaje en frío.

Los rodillos estáticos no tienen ningún sistema para generar vibraciones en las virolas. Las virolas de pisón y de camisa lisa integradas en rodillos para compactación dinámica (de vibración, oscilación o VIO) sí que tienen una unidad inductora adicional. Esta unidad, con ayuda de una o varias masas centrífugas excéntricas colocadas en un eje inductor, genera movimientos vibratorios u oscilatorios.

Están formadas por virolas de camisa lisa que llevan además soldados en su superficie unos tacos trapezoidales de 80 - 100 mm. Estas virolas sirven para trabajar y roturar los suelos en las labores de compactación de tierras. Además, el perfil de los pisones agranda la superficie, con lo que el suelo húmedo y cohesivo puede secarse con más rapidez.

Las virolas de pisón solo se utilizan en las obras de tierra y en el reciclaje en frío. Amasan el suelo y lo escardan.

Las virolas VIO de los rodillos autopropulsados pueden generar los dos tipos de pulsación (vibratoria u oscilatoria) y por eso son más versátiles en el campo de aplicación. Los sistemas dinámicos de compactación difunden más energía en el material y, por eso, compactan con mayor eficiencia que los rodillos estáticos.


Virola de vibración: Un vibrador circular genera un movimiento vibratorio vertical y sinusoidal

A I R A



Virola de oscilación: Dos masas centrífugas excéntricas (con un desfase de 180°) giran y hacen que la virola gire hacia delante y hacia atrás.

Los pisones agrandan la superficie (en tono naranja) lo que permite que los suelos empapados se sequen antes.

7. Ruedas de caucho

Virola VIO: En función de la posición que las masas centrífugas excéntricas tengan entre sí (equifásica o desfasada 180°), el rodillo autopropulsado compacta con vibración o con oscilación. O D A T L A F S A

Los neumáticos o ruedas de caucho son una forma especial de "virolas". Tienen una gran similitud con los neumáticos habituales sin perfil. Cuatro de estas ruedas especiales se colocan a cierta distancia en un "eje". Las ruedas de caucho crean una superficie especialmente hermética, cerrada y resistente a los elementos.



8. Equipos suplementarios Los rodillos necesitan equipamientos suplementarios para las aplicaciones especiales. A continuación vamos a presentar los equipos suplementarios más corrientes.

8.1. HAMMTRONIC El Hammtronic es un sistema de gestión de la máquina controlado mediante un microprocesador. Este sistema conecta en red, supervisa y regula todas las funciones importantes de la máquina, facilitando así en gran medida el trabajo del conductor. Así por ejemplo, el Hammtronic adapta la potencia del motor diésel a las condiciones concretas de utilización (la pendiente, la temperatura, la presión del aire, etc.). De este modo es posible un consumo de carburante extremadamente bajo. Toda la información importante para el conductor se muestra en un panel de mando central con pantalla de información. Para la comunicación con el operario se utilizan únicamente pictogramas claros y comprensibles internacionalmente. El Hammtronic supervisa y regula las funciones centrales de la máquina, evitando así los fallos de manejo. El conductor del rodillo pueden concentrarse totalmente en obtener un resultado de compactación inmejorable. Por todo ello, el Hammtronic es un buen auxiliar para obtener la mejor compactación posible optimizando la seguridad, rentabilidad y economía de costes. Este accesorio está disponible opcionalmente para la serie 3000. En los rodillos tándem con dirección pivotante de la serie DV forma parte del equipamiento estándar. El Hammtronic está formado por los siguientes componentes: Sistema de gestión del motor El sistema electrónico inteligente adapta automáticamente el régimen del motor diésel a la potencia requerida por los distintos accionamientos (el de traslación y el de vibración). De este modo se obtiene un considerable ahorro de combustible y se reduce el nivel sonoro. Control del accionamiento del avance El Hammtronic controla el arranque y el frenado del rodillo mediante funciones de rampa predefinidas. Este módulo incorpora además un sistema de regulación de

limitación de carga para proteger el motor diésel de las sobrecargas y un velocímetro que permite preseleccionar una velocidad constante.


Control antideslizamiento El sistema reconoce automáticamente los estados operativos y los datos de servicio (como por ej., las pendientes, la velocidad de marcha, el deslizamiento, la dirección de avance, etc.) El resultado es una extraordinaria capacidad ascensional del rodillo y un comportamiento rutero fiable también en los terrenos difíciles.

A I R A

Control de vibración El sistema electrónico de Hammtronic regula también el accionamiento hidrostático de vibración. El rodillo, por eso, compacta siempre con la misma frecuencia predefinida. El sistema compensa automáticamente las variaciones en la captación de energía del suelo, por ej. debido a las oscilaciones de espesor de capa, la composición o la humedad. Si el rodillo tiene que detenerse, el Hammtronic para también la vibración. Así se optimiza el rendimiento y la calidad de compactación. Pantalla de información En la pantalla de información del Hammtronic se reúnen a nivel central todos los datos de los sensores. Este display informa al conductor sobre todas las funciones de servicio más importantes. En los rodillos propulsados, esta información se muestra en el panel de instrumentos. Dirección (solo en la serie DV) El Hammtronic regula los distintos programas de dirección y se encarga de que las dos virolas se muevan de un modo suave y uniforme. Dirección (solo en la serie DV) El Hammtronic controla las funciones siguientes: •

Giro y desplazamiento del asiento

•

Desplazamiento de la cabina

•

Sistema aspersor de agua

•

KAG (dispositivo de corte y presión de bordes)

•

Esparcidor de gravilla

•

Calefacción de los neumáticos

•

Climatizador


El Hammtronic conecta en red y pilota los componentes principales de la máquina, ayudando así al conductor y asegurando además unas condiciones óptimas de marcha y unos costes operativos reducidos. 1. Sistema de gestión del motor 2. Control del accionamiento del avance 3. Control antideslizamiento 4. Control de vibración

1. Sistema de gestión del motor 2. Control del accionamiento del avance 3. Control antideslizamiento 4. Control de vibración 5. Dirección 6. Otras funciones. - Giro y desplazamiento del asiento - Desplazamiento de la cabina - Sistema aspersor de agua - KAG (dispositivo de corte y presión de bordes) - Esparcidor de gravilla - Calefacción de los neumáticos - Climatizador


O D A T L A F S A



8.2. HCQ (HAMM Compaction Quality)


El sistema Compaction Quality-System de HAMM constituye una herramienta potente y de probado éxito en las obras para el control dinámico de compactación en todo el área (en las obras de tierra) y para el control de compactación de asfalto en toda la superficie (en las obras de asfaltado). El sistema está disponible en distintas versiones modulares y ofrece el utillaje ideal para cada aplicación.

A pl pl ic ic ac ac ió ió n

E qu qu ip am am ie ie nt nt o r ec ec om om en en da da do do d el el r od od ilil lo lo

V en en ta ta ja ja s

Evaluación de la subestructura (sin calibración)

Obras pequeñas: Indicador HCQ HCQ-Printer Obras de mayores dimensiones: Navegador GPS HCQ

Reconocimiento de los puntos débiles Ejecución selectiva de otras medidas

Todos los suelos

Control de la compactación y demostración de la compactación máxima posible (sin calibración)

Obras pequeñas: HCQ-Printer Obras de mayores dimensiones: Navegador GPS HCQ

Evaluación de la aptitud para la compactación del material Reducción de las pasadas Optimización selectiva de las medidas de mejora del suelo

Suelos con una elevada capacidad portante, como por ej.: rasante, capas de protección antiheladas y las capas base ligadas o no ligadas

Demostración del cumplimiento de las instrucciones de trabajo en el método M3 (sin calibración)

Todas las obras: Navegador GPS HCQ

Garantía y documentación del trabajo de compactación exigido

Vertederos, suelos cohesivos, suelos con una capacidad portante muy baja

Utilización en el marco del método M2 (con calibración)

Obras pequeñas: HCQ-Printer Obras de mayores dimensiones: Navegador GPS HCQ

Control dinámico de compactación en todo el área (FDVK) Garantía de cumplimiento de los parámetros exigidos del suelo, como la capacidad portante y el grado de compactación (por ej. Ev1, Ev2, ...) Optimización selectiva de las medidas de mejora del suelo

Suelos con una elevada capacidad portante, como por ej.: Rasante, capas de protección antiheladas y las capas base ligadas o no ligadas

8.2.1. Sensor e indicador de la temperatura del asfalto Un sensor de infrarrojos montado en el rodillo mide la temperatura superficial del asfalto. El conductor ve la temperatura indicada en la pantalla o en el tablero de instrumentos. Esta información le ayuda a evitar pasadas por el asfalto frío y asegura una compactación óptima y rentable. 8.2.2. Indicador HCQ El indicador HCQ es un compactómetro. Esta formado por un ordenador, un sensor y una unidad indicadora. Permite controlar el trabajo realizado ya durante la compactación.

A I R A

Especialmente indicado para

El indicador HCQ se puede incorporar tanto en los rodillos autopropulsados como en los rodillos tándem con vibración. En los rodillos tándem hay que instalar además el sensor de temperatura del asfalto porque la rigidez del asfalto está determinada en gran medida por la temperatura. La compactación controlada es mucho más efectiva y rentable que la compactación con tomas de muestras sucesivas. Cuando se ejecuta correctamente, la compactación solo consume un pequeña parte de los costes y tiempo asignados al proyecto. Pero si se llega a compactar en exceso o en defecto y se producen daños por asentamiento del material y formación posterior de fisuras, los costes subsiguientes pueden alcanzar importes astronómicos. El indicador HCQ es una valiosa ayuda para que el conductor evite justo estas compactaciones excesivas o insuficientes.


Cuando el conductor del rodillo está compactando el asfalto, el indicador HCQ le informa en todo momento sobre la temperatura y la compactación alcanzada (valor HMV).

En la compactación de suelos en las obras de tierra el indicador HCQ informa en todas las situaciones sobre la compactación alcanzada (el valor HMV).

Un sensor en la virola capta la aceleración en la vibración y transmite el valor medido al ordenador. A partir de esta señal se obtiene el valor HMV (HAMM Measurement Value), una medida de la rigidez del suelo o del asfalto y de la compactación obtenida. Este valor HMV se muestra en la unidad de visualización.

Las ventajas del indicador HCQ en la rutina diaria de la obra:

El indicador HCQ está informando permanentemente permanentemente al conductor durante la marcha del grado de compactación. Así se garantiza una compactación homogénea sin zonas deficientemente compactadas. Además el sistema informa al conductor con una indicación de advertencia cuando el rodillo pasa al modo discontinuo. En el modo discontinuo se producen con frecuencia compactaciones excesivas, desmenuzamiento desmenuzamientoss del material o acumulaciones bituminosas en la superficie. Estas deficiencias se pueden soslayar desde un principio utilizando el indicador HCQ.

•

Compactación homogénea

•

Detección de los puntos débiles

•

Minimización del número de pasadas

•

•


O D A T L A F S A

No se producen ni compactaciones excesivas ni el aflojamiento posterior del terreno Ya no es necesario comprobar como hasta ahora la resistencia del suelo en las obras de tierra

•

Gran ahorro de tiempo y, con ello, de costes

•

No requiere ningún manejo específico



8.2.3. HCQ-Printer

8.2.4. Navegador GPS HCQ

El HCQ-Printer es un sistema de visualización y almacenamiento sencillo de usar para el control dinámico de compactación en todo el área.

El Navegador GPS HCQ se ha desarrollado a partir del Indicador HCQ. Pero, en contraposición al Indicador HCQ, el Navegador tiene una unidad de visualización y un receptor de GPS de alta precisión (como por ej. el receptor GPS D). Este receptor de GPS determina la posición actual del rodillo y el indicador HCQ suministra los valores de medición de la compactación. Un panel-PC registra los datos de medición y dispone de todas las funciones necesarias para introducir y supervisar datos durante la compactación y para el análisis en el laboratorio. No se requiere ningún otro sistema para evaluar los datos.

Utiliza el indicador HCQ de módulo base para medir la rigidez y representa los valores HMV gráficamente. La parte más importante de este sistema es una unidad de visualización instalada en la cabina del rodillo, en el campo visual del conductor. La pantalla divide la superficie a compactar en hasta 6 franjas de compactación paralelas con una longitud máxima de 960 m. Cada franja de compactación está, a su vez, segmentada en 6 c ampos. En este sistema, el trayecto recorrido se calcula a partir de la velocidad del rodillo. Los resultados de compactación se muestran mediante luces LED en la unidad de visualización y se pueden imprimir en la impresora instalada en la cabina. Las luces LED rojas señalizan zonas con una baja compactación, las luces LED verdes indican que la compactación ya es suficiente.

El Navegador GPS HCQ conecta cada valor medido de compactación con la posición del rodillo para poder luego representar gráficamente el resultado de compactación. El conductor del rodillo ve en todo momento donde se ha alcanzado ya la compactación requerida y donde no. El sistema guarda automáticamente los datos de posición y de medición en cuanto el usuario lo activa. Para mantener la mayor simplicidad posible del sistema, se han implementado dos interfaces del usuario: El modo de conductor y el modo de analista.

En el modo del conductor están disponibles todas las funciones que el conductor necesita para trabajar con el Navegador GPS HCQ. Este se puede visualizar en su pantalla del conductor los datos más importantes: •

Número de pasadas

•

Valor HMV (rigidez)

•

•

Modificación de la calidad (valor HMV o capacidad portante): ascendente, uniforme, descendente En las obras de tierra: Capacidad portante (después de una calibración previa)

•

En las obras de asfaltado: Grado de compactación

•

En las obras de asfaltado: Temperatura del asfalto

Para facilitar la orientación en la obra, se pueden mostrar también datos digitales de planificación o las líneas geográficas.

En el módulo de analista, el jefe de obra o los responsables de laboratorio pueden utilizar todas las características del sistema, efectuar la configuración base y evaluar los datos existentes. Antes del comienzo de la obra, el analista define explícitamente los parámetros de la obra, por ej., el espesor de las distintas capas o los coeficientes de los suelos que se van a compactar o de las mezclas de asfalto. Puede cargar los datos de planificación y las líneas geográficas y visualizarlas de fondo en el sistema para una mejor orientación. También puede evaluar los datos del rodillo ya durante la fase de obra. De este modo, está en disposición de reconocer tempranamente las zonas mal compactadas, analizar el problema y tomar las medidas necesarias para subsanarlo. El Panel PC puede utilizarse mediante una pantalla táctil o mediante un teclado inalámbrico. El intercambio de datos y la salvaguardia de los datos del proyecto se realiza fácil y rápidamente mediante un lápiz USB. Una vez concluida la obra, el analista puede archivar los datos del proyecto con rapidez y de un modo seguro y generar los informes y protocolos que desee el promotor de la obra. Los datos de medición se pueden reproducir en cualquier momento para las distintas posiciones de la obra.


A I R A



O D A T L A F S A

En el monitor y en la versión impresa de la impresora HCQ se documenta fehacientemente el resultado de compactación (valores HMV).

El navegador GPS HCQ acopla cada valor de medición de compactación con la posición del rodillo. En la pantalla del rodillo se va generando, entre otros elementos, un "mapa de compactación" que muestra al conductor donde se ha alcanzado ya la compactación exigida y donde falta todavía.



8.3. KAG (dispositivo de corte y presión de bordes)

8.4. Esparcidor de gravilla

Cuando se desee realizar una costura longitudinal (o central), o cuando las capas de asfalto no tengan un reborde, se recomienda ataludar y compactar las superficies de contacto o los bordes de las capas de asfalto. Este trabajo es necesario para que la costura tenga una buena calidad y el agua, la suciedad o las raíces no puedan penetrar por el lateral en las capas de asfalto.

Para garantizar desde el principio el buen agarre de la calzada suele ser necesario esparcir gravilla fina en la capa cubriente aún caliente.

Para esta operación se utilizan dispositivos de corte y de presión de bordes con aspersión de agua, que pueden tener formas, inclinaciones y tamaños muy variados. La herramienta que se requiera en cada caso se puede cambiar con facilidad y rapidez.

Para esta tarea lo que mejor se presta es una esparcidora en línea porque genera una estructura de dispersión muy homogénea y dosifica la gravilla con precisión. El ancho de dispersión de la esparcidora en línea suele coincidir a grosso modo con el ancho de las virolas de la máquina. Una alternativa a las esparcidoras en línea son las esparcidoras de plato difusor. También esparcen el material homogéneamente, pero el ancho de dispersión es mucho mayor que el ancho de las virolas de la máquina. Por eso, para las obras interurbanas o con tráfico adyacente están indicadas con reservas (porque hay peligro de dañar la pintura de los vehículos estacionados o que pasen en ese momento). Las esparcidoras en línea, al contrario que las de plato difusor, requieren una conducción más precisa, para evitar el solapamiento de las franjas adyacentes de esparcido. En función del caso concreto de aplicación, tanto las esparcidoras en línea como las de plato tienen ventajas y desventajas. Las modernas esparcidoras de gravilla de HAMM dosifican la cantidad de material en función de la velocidad del rodillo.

8.5. Calefacción de los neumáticos neumáticos / faldones térmicos La calefacción de los neumáticos y los faldones térmicos garantizan una temperatura óptima de los neumáticos aunque las temperaturas externas sean bajas o haya viento. Así se evita que el asfalto se adhiera a los neumáticos. La calefacción de los neumáticos se abastece de una c alefacción de infrarrojos que que funciona con gas. Sus radiadores está colocados directamente sobre los neumáticos. Para evitar un posible sobrecalentamiento, sobrecalentamiento, la calefacción se apaga automáticamente durante las paradas y al dar la vuelta. Los faldones térmicos no calientan activamente. Solo conforman un espacio cerrado hacia arriba y hacia los laterales en torno a las ruedas de caucho. Este espacio retiene el calor que asciende del asfalto caliente. Con este principio, los faldones consiguen un calentamiento de las ruedas de caucho y mantienen el calor, lo que reduce el consumo de gas de la calefacción de los neumáticos. Se recomiendan en todos los rodillos combinados y de ruedas de caucho. Con un esparcidor en línea la gravilla fina se dosifica con precisión en la capa de asfalto recién compactada.

Los faldones de los neumáticos retienen el calor que asciende del asfalto en el espacio que rodea las ruedas de caucho.


A I R A



Las esparcidoras de HAMM se distinguen además por las características siguientes:

Izquierda: El presionador de bordes le confiere a la capa de asfalto un perfil lateral nítido.

•

Variabilidad del ancho de esparcido

•

Montaje y desmontaje sencillos

•

Dosificación exacta y gradual

•

Difusión transversal exacta

•

Gran abertura de relleno

•

Aumento bajo de la carga lineal estática del rodillo

•

Bajo peso propio

•

Elevada capacidad

Derecha: El cortador de bordes crea un borde prácticamente vertical.

O D A T L A F S A



TIERRA

8.6. Bandejas de pisón

8.7. Placa de empuje

Con las bandejas de pisón, un rodillo autopropulsado de camisa lisa puede convertirse fácil y rápidamente en un rodillo autopropulsado de pisón. Las bandejas amplían el campo de aplicación de los rodillos autopropulsados porque con ellas se pueden también utilizar en suelos mixtos no cohesivos y arenosos, así como en todos los suelos cohesivos.

Una placa de empuje es un robusto utillaje auxiliar con borde de desgaste recambiable. Se utiliza exclusivamente en los rodillos autopropulsados de pisón. La placa de empuje se puede utilizar en todos los materiales y clases de suelo. Se presta especialmente bien para los trabajos de desprendimiento, pero también para las obras ligeras de tierra, para los vertederos y zanjas. En los trabajos menores de relleno se puede utilizar un rodillo con placa de empuje en vez de un bulldocer.

El montaje es muy sencillo y se puede realizar en la obra. Se pueden desmontar de nuevo en cualquier momento.

La placa de empuje resulta un útil aliado en las obras de tierra y puede sustituir incluso un bulldocer.

Las bandejas de pisón se montan en un abrir y cerrar de ojos en las virolas de camisa lisa.

III. OBRAS DE TIERRAS 1. Estructura de las vías de comunicación 1.1. Subsuelo 1.2. Cimientos 1.2.1. Terraplén 1.2.2. Subbase 1.2.3. Rasante

1.3. Estructura superior 1.3.1. Capa base (capa de protección contra heladas)

2. Principios fundamentales de las obras de tierras 2.1. Tipos de suelo 2.1.1. Roca 2.1.2. Suelos no cohesivos 2.1.3. Suelos de grano mixto 2.1.4. Suelos cohesivos

2.2. La curva de cribado 2.3. Forma del grano 2.4. Superficie de rotura

3. Pruebas de compactación 3.1. Cilindro de extracción 3.2. Procedimiento de sustitución de arena 3.3. Densitómetro (balón de densidad) 3.4. Densidad en húmedo 3.4.1. El contenido hídrico

3.5. Densidad en seco 3.6. Densidad Proctor 3.7. Densidad Proctor modificada 3.8. Sondas radiométricas

62 62 63 63 63 63


63 63 A I R A

64 64 64 64 65 65


66 68 68

69 69 69 70 71


71

71 72 72 73

4. Comprobaciones de la capacidad portante 74 4.1. Ensayo estático de carga por placa 4.2. Ensayo dinámico ligero de carga por placa 4.3. Ensayo CBR

74 75 76

5. Obras de tierra – Control dinámico de compactació n en todo el área

77

6. Evaluación de los parámetros

77

O D A T L A F S A



III. OBRAS DE TIERRAS


Entre las obras de movimientos de tierras se cuentan todas las obras en las que se utilice suelo como material de construcción o en las que se construya hacia el subsuelo en construcción abierta. Mediante los trabajos de obras de tierra se "remodela la superficie del terreno".

La estructura de una vía de comunicación se divide en tres zonas: •

Estructura superior

•

Cimientos (si fuera preciso)

•

Subsuelo


Trabajos típicos de obras de tierra: •

Cimientos de carreteras

•

Muros de insonorización

•

Construcción de diques

•

Vertederos

1.1. Subsuelo •

Capas de impermeabilización

•

Construcción de tuberías y sifones

Los rodillos autopropulsados HAMM de la serie 3000 son compactadoras con una potencia y capacidad de rendimiento extremados para las obras de tierra.

A I R A

En este capítulo se describirán las zonas o capas importantes para las obras de tierra.

El subsuelo es la roca o el suelo intacto de crecimiento natural. Está situado directamente bajo la estructura superior o los cimientos. Si la capacidad portante del subsuelo no es suficiente, el suelo se debe compactar más, estabilizar, mejorar o sustituir. También se puede conseguir una mejora de la capacidad portante mediante la colocación de geomallas y geotextiles no tejidos.

Representación esquemática de la estructura de las superficies viales. Según sea la forma y consistencia del subsuelo y en función de las necesidades de capacidad portante de la carretera, sólo son necesarias algunas de las capas que aquí se muestran.

1.2. Cimientos

1.3. Estructura superior

Se denomina cimiento a la estructura de tierra artificial que se encuentra entre el subsuelo y la estructura superior. La tarea de los cimientos es, ante todo, compensar los desniveles grandes del terreno para alcanzar la altura necesaria de la vía de comunicación. Además, junto con el subsuelo, sirve de fundamento para la posterior estructura superior.

Los diferentes modos de construcción de la estructura superior están reguladas en Alemania mediante las directivas para la estandarización de la estructura superior de las superficies viales, edición de 2001 ("Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaus von Verkehrsflächen Ausgabe 2001", RStO 01). La estructura superior consta de la capa de rodadura, la capa de aglomerante y una o varias capas base ligadas o no ligadas. Las capas de rodadura, aglomerante y base junto con sus funciones se describen detalladamente en el capítulo Asfaltado.

1.2.1. Terraplén Se entiende por terraplén a la elaboración artificial y por capas de un talud para elevar una estructura de tierra. 1.2.2. Subbase En función de las necesidades y del suelo natural, en algunos caso se incorpora una subbase sobre el subsuelo. Puede servir como capa inferior granular, capa filtrante o capa refringente capilar. 1.2.3. Rasante El subsuelo y los cimientos están delimitados de la estructura superior por la rasante (superficie del subsuelo o cimiento trabajada según el plano). La rasante es una superficie de separación y no tiene altura.

1.3.1. Capa base (capa de protección contra heladas) La capa base tiene la tarea de reducir los esfuerzos horizontales y verticales originados por el tráfico y que la calzada no haya podido suprimir, de forma que la rasante no soporte cargas ni deformaciones inadmisibles generadas por las tensiones. Las capas base se elaboran a partir de mezclas no ligadas o bien mezclas con ligante bituminoso o hidráulico. La capa de protección contra heladas es una forma especial de capa base. La mayoría de capas no ligadas de grava o balastos gruesos tienen la tarea adicional de proteger la estructura superior de la calzada que yace encima de los daños ocasionados por el ciclo de helada-rocío. Cuando el agua que hay en la capa de protección contra heladas se hiela, puede expandirse por los espacios que hay entre los fragmentos de roca sin dañar la estructura de la calzada.



O D A T L A F S A



2. Principios fundamentales de las obras de tierras A continuación se explicarán brevemente los conceptos más usuales referidos a las obras de tierras, así como parámetros y ensayos de laboratorio. Algunas de dichas explicaciones se aplican también en las obras de asfaltado.

2.1. Tipos de suelo Un suelo es un conjunto de minerales movedizos (grava, arena, piedras) o cohesivos (barro, arcilla, limo). Hay muchos tipos de suelos diferentes, ya que un suelo no suele constar de un solo material, sino casi siempre de una mezcla de varios materiales. Sin embargo, en relación con su compactibilidad, los tipos de suelo se pueden simplificar y dividir en: •

•

•

•

Roca Suelos no cohesivos, de grano grueso (arena, grava, etc.) Suelos de grano mixto (limo arenoso, arcilla guijarrosa, etc.) Suelos cohesivos de grano fino (arcilla, barro, limo, etc.)

Un suelo o una capa extendida de roca pura se compacta mejor con amplitudes y un peso elevados. Además, con rodillos de pata de cabra o apisonadores se puede demoler muy bien la roca. Cuando se utilice material puro de roca se debe prestar atención a que también se incorporen alternativamente capas de compensación con material de grano grueso, para garantizar una buena transitabilidad y compactación de la capa extendida. Si se utiliza material de roca con bloques muy grandes (diámetro superior a 50 cm), o bien se deberán demoler dichos bloques o bien separar. De lo contrario se producirían espacios vacíos que más adelante podrían formar hundimientos.

2.1.3. Suelos de grano mixto Estos suelos constan de una mezcla de suelos cohesivos y no cohesivos. Su consistencia depende mucho de la proporción de la mezcla de los diferentes tipos de suelo de los que se componen. El contenido de grano fino (diámetro del grano < 0,063 mm) debe estar, según la norma DIN 18196, entre el 5 y 40 %. Un suelo con un contenido elevado de grano fino se comporta de forma similar a un suelo cohesivo. Si, por el contrario, el contenido de grano fino es reducido, los componentes de grano grueso forman un armazón de grano resistente y firme. A pesar de todo se debería tener en cuenta que, debido al contenido de grano fino, estos suelos siguen mostrando un comportamiento dependiente de las condiciones meteorológicas, es decir, que pueden reaccionar sensiblemente al agua.

2.1.2. Suelos no cohesivos Los suelos no cohesivos (suelos de grano grueso) constan esencialmente de granos sueltos. Las partículas de material son mayores que en los suelos cohesivos y no se adhieren entre sí. La forma, el tamaño y la distribución de los granos aislados determinan básicamente las propiedades de dichos suelos. Además, en la estructura del suelo también influye la cantidad de agua contenida. Los suelos de este tipo se comprimen mejor, para alturas reducidas de carga volcada, con amplitudes pequeñas entre 0,5 y 1,1 mm y rodillos ligeros.

Debido a diversidad de las posibles variaciones de material, no se puede ofrecer una información más concreta para seleccionar la amplitud apropiada. 2.1.4. Suelos cohesivos Los suelos cohesivos constan principalmente de granos muy pequeños o de partículas sólidas con una superficie de tamaño adecuado. La cohesión y las propiedades de estos suelos se ven influidas en su mayor parte por fuerzas electroquímicas que actúan sobre las superficies de las partículas. A estas fuerzas se las denomina fuerzas cohesivas. Las fuerzas de inercia desempeñan aquí únicamente un papel secundario.

En los suelos cohesivos, las partículas se adhieren y pegan entre sí mediante las fuerzas cohesivas. La estructura y consistencia de estos suelos depende mucho, además, de la cantidad de agua contenida. En caso de un bajo contenido de humedad, el suelo es quebradizo, si el contenido de humedad es alto, el suelo e s pastoso e incluso líquido. Así pues, los suelos cohesivos son muy sensibles al agua. Por ello, cuando se vaya a aplicar un suelo cohesivo hay que fijarse en que se instale en una zona de contenido hídrico óptimo (Proctor) y en condiciones meteorológicas secas, y que además no pueda reblandecerse posteriormente. Los suelos cohesivos se compactan mejor mediante vibración u oscilación con amplitudes elevadas hasta 1,8 mm. Resultan especialmente adecuados los rodillos de apisonadora pesados, ya que amasan bien el suelo y aumentan la superficie. De esta forma puede evaporarse mejor el agua contenida en el suelo que adquiere una consistencia firme rígida, con lo que aumenta su capacidad portante. Mediante una estabilización del suelo (por ejemplo, con cal para eliminar el agua) o una mejora del suelo (por ejemplo, con cemento para aumentar la capacidad portante) se puede mejorar o estabilizar bastante un suelo cohesivo incluso antes de la propia compactación.


A I R A



2.1.1. Roca O D A T L A F S A

A diferencia de las piedras sueltas (por ejemplo, grava y arena), la roca es una piedra consolidada. Tiene una elevada cohesión interna ligada mineralmente y una elevada dureza estructural. Para proseguir con su tratamiento en las obras de tierras, primero se debe romper la roca. Los procedimientos adecuados para ello son la voladura, el cincelado, el fresado y la rotura. El material que se obtiene puede subdividirse a continuación mediante el cribado en diferentes tipos de grano. A partir de estos diferentes tipos de grano se puede, por ejemplo por medio de una curva granulométrica, elaborar de nuevo un material de instalación bien graduado.

Suelos no cohesivos antes y después de la compactación.

Suelos con distintas granulometrías antes y después de la compactación.

Suelos cohesivos antes y después de la compactación.



Ejemplo de distribución granulométrica según DIN 18196

2.2. La curva de cribado

Diferenciación según zonas de tamaño del grano. Partículasfangosas

La curva de cribado describe la distribución por tamaños de granos y fragmentos de una prueba de suelo o de un granulado de asfalto. Se determina mediante un análisis de cribado. La prueba que se va a analizar se coloca sobre la criba superior de un grupo de cribas de análisis. Las aberturas de malla de estas cribas se corresponden con un escalonamiento normalizado por tamaños y disminuyen de arriba abajo. Debajo de la criba inferior hay una cubeta para recoger las partículas más pequeñas. Con ayuda de un motor se hace oscilar el juego completo de cribas durante un tiempo determinado. La duración y la intensidad de las oscilaciones dependen de la prueba que se analice (cantidad de prueba, distribución aparente del grano y comportamiento de la prueba durante el cribado). Después del cribado, en cada una de las cribas quedan restos de la prueba inicial. Estos restos se pesan y se convierten en porcentaje de masa. Para apreciar mejor el análisis de cribado, las cantidades porcentuales obtenidas se trasladan a un diagrama con eje X logarítmico a través del número de tamiz correspondiente. La curva de cribado resultante puede compararse con la curva de cribado normal predeterminada.

•

Agregado fino

< 0,063 mm

•

Arena

> 0,063 mm < 2,0 mm

•

Grava

> 2,0 mm < 63,0 mm

•

Piedra

< 63,0 mm

Arcilla

100

M ed a i no

Granos dearena

Gu r es o

Fn i o

Granos degravilla

M ed ia no

G ru es o

Fn i o

M ed a i no

Gu r es o

Ejemplo: graduación amplia

90 % . M n e o d a b i r c e d o s a P


Partículascribadas

Partículasarcillosas Fn i o

Ejemplo: graduación intermitente

80

Ejemplo: graduación reducida

70 60 50 40 30 20

Además se diferencian distintos tamaños de grano dentro de la misma zona de tamaño:

A I R A

10 0

2 0 0 , 0

Zona de agregado fino:

6 0 0 , 0

2 0 , 0

1

5 , 0

2

4

8

6 1


5 , 3 1 6 3

Granulometríaenmm

› ›

Arcilla Limo

< 0,002 mm > 0,002 mm < 0,063 mm

Ejemplo de distribución granulométrica según DIN 18123 Partículasfangosas

Zona de arena:

Arcilla

› › ›

Arena fina Arena media Arena gruesa

> 0,063 mm < 0,2 mm > 0,2 mm < 0,63 mm > 0,63 mm < 2,0 mm

Zona de grava:

Partículascribadas

Partículasarcillosas Fn i o

100

M ed ia no

Granos dearena

G ru es o

Fn i o

Granos degravilla

M ed a i no

Gu r es o

Fn i o

M ed a i no

Gu r es o

Ejemplo: granulometría fina

90 % . M n e o d a b i r c e d o s a P

Ejemplo: granulometría mixta

80


Ejemplo: granulometría gruesa

70 60 50 40 30

› › › › ›

Grava fina Grava media Grava gruesa Gravilla Balastos

> 2,0 mm < 6,3 mm > 6,3 mm < 20,0 mm > 20,0 mm < 63,0 mm > 2,0 mm < 32,0 mm > 32,0 mm < hasta 63,0 mm

Zona de piedra:

20 10 0

2 0 0 , 0

6 0 0 , 0

2 0 , 0

1

5 , 0

Piedras Bloques

4

Cur va de cribad o de hormi gón as fáltico

> 63,0 mm < 200,0 mm > 200,0 mm

6 1

5 , 3 1 6 3

100 90 85

80

P

75

70

90 80

50

45

60 35

30

70

P

% . M n e o d a b i r c e d o s a P

100

0

90

10 20

70

30 60

60

40

50

50 40

40 30 20

90

10

100

0

27

60 70

30

80

20

13

90 9

6

9 0 , 0

% . M n e o d a b i r c e d o s o

80

10

10 0

100

20

40

60

40

20

0 10

30

60 50

O D A T L A F S A

Cu rva de crib ado de ho rmigó n asfáltico con gravilla

90

% . M n e o d a b i r c e d o s a

Estructura típica de un análisis de criba. Los áridos se pasan por cribas o tamices con un ancho de malla normalizado. A continuación el contenido de cada criba se pesa por separado y se calculan las relaciones porcentuales.

8

Granulometríaenmm

100

› ›

2

5 2 , 0

1 7 , 0

2

5

8 2 , 6 4 , 1 1 2 1 2

9 0 , 0

5 2 , 0

Granulometría en mm

El tamaño máximo de partícula se puede ver en el valor final de la curva de cribado. El desarrollo característico de la curva permite deducir la composición de la mezcla de material.

1 7 , 0

2

Granulometría en mm

Límite superior Límite inferior

5

100

8 2 , 6 1 1 1

% . M n e o d a b i r c e d o s o P



2.3. Forma del grano Las propiedades de un suelo o de una mezcla de materiales minerales dependen mucho de la forma de los diferentes granos del mineral. Así, la forma del grano influye en la dureza y propensión a la deformación (compactibilidad) de los suelos. Las formas de grano típicas son: esférico, compacto, prismático, plano, en forma de varilla y de plaquitas. Las granulaciones de los granos compactos pueden compactarse bien y en caso de esfuerzos mecánicos el grano tiende a desmenuzarse sólo un poco. Los granos planos, en cambio, dificultan el proceso de compactación y tienden a desmenuzarse más (o quebrarse).

Sinopsis de las formas típicas de los granos:

Forma esférica

Forma compacta

3. Pruebas de compactación Para evaluar la compactación, a menudo se recurre al grado de compactación. Describe la relación de una densidad comprobada en el laboratorio con la densidad conseguida realmente en la obra. Este grado de compactación se expresa en porcentajes. Es posible alcanzar grados de compactación en la obra de más del 100 %, ya que la densidad comprobada en el laboratorio sólo representa una magnitud de referencia relativa, que se consigue bajo condiciones normales. Por otra parte, hay diferentes procedimientos en función del tipo de suelo para comprobar la compactación. A continuación se explican brevemente los procedimientos más usuales.

2.4. Superficie de rotura La superficie de rotura (rugosidad del grano) influye en la estabilidad y por ello también en la compactibilidad de un suelo. Un suelo que esté compuesto principalmente de granos lisos, redondos o de cantos redondos, puede compactarse más fácilmente ya que los granos redondos no se ladean ni atascan, por lo que son más fáciles de reagrupar. El material que consta principalmente de granos con aristas vivas es más difícil de compactar, ya que los granos se ladean y atascan debido a su forma. Por otro lado, la estabilidad contra un nuevo esponjamiento en una capa de granos redondos es muy reducida. En cambio, una capa de granos de aristas vivas y rotos es muy estable.

Los granos redondeados son más fáciles de compactar pero es mayor su propensión a ahuecarse de nuevo.

Forma prismática

Forma aplanada

Forma de varilla

Forma de plaquita

Sin embargo hay que tener en cuenta que, por norma general, deben comprobarse tanto el grado de compactación como la capacidad portante.

3.1. Cilindro de extracción Sobre el suelo que debe comprobarse se ancla con clavos especiales una placa de fondo anular con un tubo guía integrado. El cilindro de extracción, un tubo de acero con arista cortante incorporada y un volumen conocido con precisión, se empuja por el tubo guía con la arista cortante hacia abajo. El cilindro de ex tracción se presiona hasta aprox. 100 mm por debajo de la superficie del suelo intacto. Bajo determinadas circunstancias se puede recurrir a la ayuda de un martillo especial. A continuación se retiran la placa de fondo y el tubo guía. El cilindro de extracción se extrae con cuidado con ayuda de una pala.

Las zonas que sobresalen a ambos bordes del cilindro se retiran con cuidado con ayuda de un cuchillo o una regla de acero hasta que la superficie de prueba esté a ras del borde del cilindro. Después se pone una tapa hermética a cada extremo del cilindro para evitar que se pierdan partes de la prueba del suelo o que se seque la prueba. Con este método se pueden realizar pruebas para determinar la densidad en húmedo o el grado de compactación del suelo.

3.2. Procedimiento de sustitución de arena Sobre el suelo que vaya a comprobarse se coloca una placa anular de acero y se ancla mediante clavos especiales. Se retira con cuidado y a mano el suelo que vaya a comprobarse (con ayuda de una cuchara y una brocha) hasta una profundidad definida y se conserva en un recipiente hermético al aire. La placa anular de acero sirve como placa de guía. Entonces se coloca sobre el anillo de acero una doble tolva previamente llenada de arena de pruebas, calibrada y pesada con exactitud. Abriendo una llave de cierre pasa la arena hacia el hoyo de pruebas hasta que esté completamente lleno. La llave de cierre se cerrará sólo cuando la parte inferior de la tolva también esté llena de arena. Para terminar, se pesa la tolva doble con el resto de arena en la parte superior. El peso y volumen de la cantidad de arena que contiene el hoyo de pruebas puede determinarse a partir de la diferencia de las pesadas. Con este método se pueden realizar pruebas para determinar la densidad en húmedo y de nuevo la densidad de volumen en seco. A partir de la densidad en volumen en seco y de la densidad Proctor se determina el grado de compactación.


A I R A



O D A T L A F S A


Los granos de aristas vivas se atascan y se encasquillan entre sí l o que dificulta la compactación, pero luego las capas son más estables.

O C

El procedimiento de cilindro de extracción permite determinar la densidad en húmedo del suelo. Este método se utiliza en los suelos cohesivos sin granos gruesos y en los suelos no cohesivos de arenas finas y medias.


Si se conoce la densidad de volumen en húmedo y la densidad Proctor, con el método de sustitución de arena se puede determinar el grado de compactación mediante la densidad húmeda. Este procedimiento se usa por ejemplo en todos los suelos no cohesivos, las mezclas de arena y gravilla o las capas con ligazón hidráulica.

3.4. Densidad en húmedo La densidad en húmedo ρf es el cociente de la masa húmeda mf y el volumen de la masa húmeda V f incluido el espacio poroso existente en la prueba y en el propio grano. La densidad en húmedo, la mayoría de las veces, es una medida con la que se describe la densidad de las pruebas de suelo tomadas de la obra.

3.4.1. El contenido hídrico

3.3. Densitómetro (balón de densidad) Un densitómetro consta de un cilindro de plástico transparente lleno de agua, aislado hacia abajo con un balón de goma. Con ayuda de un émbolo y de una biela de pistón con mango se puede ejercer presión sobre el agua, de forma que el balón de goma presione la base y se adapte con exactitud. Sobre el suelo que vaya a comprobarse se coloca una placa anular de fondo y se ancla mediante clavos especiales. Luego se coloca el densitómetro sobre la placa anular de fondo para realizar una marcación cero, es decir, medir exactamente el estado de la superficie del suelo con todas sus irregularidades antes de la excavación del hoyo de pruebas. Para ello se genera con el pistón una presión definida sobre el balón de goma y se realiza una marcación cero en Nonius (una escala en la biela de

pistón similar a la de un pie de rey). A continuación se retira con cuidado y a mano el suelo que vaya a comprobarse (con ayuda de una cuchara y una brocha) hasta una profundidad definida y se conserva en un recipiente hermético al aire. La placa anular de fondo sirve como placa de guía. Después de excavar el hoyo de pruebas se coloca de nuevo el densitómetro sobre la placa anular y se realiza una segunda medición en la forma descrita anteriormente. A partir de la diferencia de ambas lecturas en el Nonius se puede determinar el volumen de la prueba del suelo. Igual que con el procedimiento de sustitución de arena, con este método se pueden realizar pruebas para determinar la densidad en húmedo y de nuevo la densidad de volumen en seco. A partir de la densidad en volumen en seco y de la densidad Proctor se determina el grado de compactación.

El contenido hídrico de un suelo tiene una influencia determinante sobre su compactibilidad. El agua que contiene actúa como "lubricante". Si el contenido hídrico es muy reducido, el efecto de lubricante actúa sólo un poco y la resistencia de rozamiento de los granos sueltos entre sí es muy elevada. El suelo será difícil de compactar. Si el contenido hídrico es muy elevado, la presión hidráulica que se genera dentro del suelo al compactar es muy

elevada, lo que impide una buena compactación. El suelo será difícil de compactar. Pero si el contenido hídrico del suelo es el óptimo (véase ensayo Proctor), se podrá alcanzar el mejor resultado de compactación. En este caso, el agua actúa como lubricante sin interferir en el trabajo de compactación.

3.5. Densidad en seco Para determinar la densidad en seco de una prueba de suelo cuyo volumen se conoce, se seca la prueba hasta una constante de masa (por ejemplo, en un horno) y a continuación se pesa. La densidad en seco ρd es el cociente de la masa seca m d y el volumen de la masa seca V d incluido el espacio poroso existente en la prueba y en el propio grano.


A I R A


La densidad en seco sirve de base para determinar el grado de compactación. S A R R E I T E D S A R B O

El contenido de agua de un suelo influye decisivamente en la capacidad de compactación. El agua disuelta en el suelo funciona como un lubricante.

O D A T L A F S A

El densitómetro permite determinar la densidad en húmedo del suelo. Este método sirve para analizar los suelos cohesivos, las mezclas de arena y grava, la grava con bajo contenido de arena, las piedras y las capas con ligazón hidráulica o bituminosa.


C on te ni do d e a gu a d em as ia do b aj o.

C on te ni do d e a gu a ó pt im o.

C on te ni do d e a gu a d em as ia do e le va do .


La densidad Proctor marca el punto del contenido óptimo de agua.

3

Densidad seca [t/m ]

3.6. Densidad Proctor La densidad Proctor ( ρpr) se determina en el laboratorio dentro del marco del ensayo Proctor. En este ensayo se comprime una prueba de suelo en un cilindro de ensayo de acero con medidas predeterminadas, utilizando un contrapeso definido con un determinado trabajo de compactación y según un procedimiento de trabajo predeterminado (las medidas, los pesos y los procedimientos de trabajo dependen del grano máximo de la prueba que se va a analizar).

Densidad Proctor

Contenido de agua óptimo

Contenido hídrico [%]

Por el desarrollo de la curva de Proctor se puede deducir la clase de suelo. Cada material tiene un desarrollo característico.

El ensayo Proctor sirve para evaluar la densidad que alcanza un suelo en función de su contenido hídrico. Su resultado muestra con qué contenido hídrico resulta favorable compactar un suelo para conseguir una máxima densidad en seco. El contenido hídrico óptimo es con el que se consigue la densidad Proctor.

Densidad seca [t/m 3] 2.2

1

2.1 2 2.0 1.9 3 1.8

3.7. Densidad Proctor modificada

4

1.7

Igual que el ensayo Proctor, para determinar la densidad que puede alcanzar un suelo en función de su contenido hídrico también se utiliza el ensayo Proctor modificado. En el ensayo Proctor modificado se tiene en cuenta el elevado trabajo de compactación de la tecnología de maquinaria avanzada, mediante el cual se puede conseguir también un rendimiento de compactación elevado en la obra. (Aplicación del material de prueba en cinco capas en lugar de tres, para un aumento simultáneo de la masa del contrapeso.)

1.6

5

1.5

0

5

10

15

20

25


Curvas de Proctor típicas 1. Grava arenosa, 2. Arena gruesa, 3. Arena de partículas uniformes, 4. Limo arenoso, 5. Arcilla muy dúctil

Densidad seca [t/m 3] 2,30

2,20

3.8. Sondas radiométricas Para determinar la densidad de los suelos con rapidez y sin que resulte destructivo, se pueden utilizar sondas radiométricas. Para esta medición isotópica se utiliza la propiedad que tiene el material comprimido de reflejar o dispersar rayos gamma. La radiación reflejada de los isótopos radioactivos se mide con ayuda de detectores (un tipo de contador Geiger) y se establecen los valores de medición en relación con la densidad y contenido hídrico del suelo irradiado. Hay que diferenciar entre sondas que se colocan sobre la tierra y sondas de perforación. En las sondas que se colocan sobre la tierra, la fuente de rayos y el detector están en la parte inferior de la sonda. En las sondas de perforación, la fuente de los rayos está en la punta de una lanza que se hunde unos 300 mm en el subsuelo. El detector se encuentra o bien en la parte inferior de la sonda o bien en la punta de una segunda lanza que se hunde paralelamente a la lanza fuente de los rayos. Con la sonda de perforación se puede realizar una medición de profundidad, mientras que la profundidad de la medición con la sonda que se coloca sobre la tierra está limitada a 100 mm. Al contrario de lo que ocurre con otras comprobaciones de compactación que requieren mucho tiempo, en las que primero se tiene que tomar una prueba de suelo en la obra y a continuación se analiza en el laboratorio, la medición radiométrica proporciona el resultado a los pocos minutos. Sin embargo, hay que tener en cuenta que la densidad medida con las sondas radiométricas puede presentar ligeras diferencias con los resultados de medición obtenidos analíticamente. El manejo de los aparatos de medición radiométricos está autorizado únicamente para personas que posean una autorización para ello.

En las sondas de perforación una lanza se introduce a presión hasta 300 mm de profundidad en el subsuelo. El detector mide la emisión radioactiva de la lanza.


A I R A



O D A T L A F S A

2,10

2 2,00

1 1,90

1,80

La gráfica muestra esquemáticamente la diferencia entre el ensayo de Proctor estándar (a la izquierda) y el ensayo de Próctor modificado (a la derecha). Se diferencian en el número de capas, la masa del peso de caída y la altura de caída.

1,70 0,05

0,10

0,15

0,20


La curva de Proctor estándar (1) en comparación con la curva de Proctor modificada (2).



4. Comprobaciones de la capacidad portante

De esta forma queda excluida la manipulación de los valores de medición.

Al contrario de lo que ocurre con el grado de compactación, la capacidad portante mide la capacidad de carga del suelo y permite conclusiones sobre su grado de compactación. Se determina mediante ensayos en la obra. La capacidad portante se mide como módulo de elasticidad (por ejemplo, E v1, Ev2, Evd) en mega pascales (MPa) o mega newton por metro cuadrado (MN/m²). 1 MPa

1

MN

4.1. Ensayo estático de carga por placa En el ensayo estático de carga por placa se carga y descarga una placa circular, en general de 30 cm de diámetro, mediante un cilindro hidráulico en varios niveles. Al mismo tiempo se mide el hundimiento de la placa en el subsuelo. De estas mediciones se obtiene un diagrama de carga-asiento. Como resultado se determina el módulo de deformación de la primera carga (E v1) y de la segunda carga (E v2). La relación E v2 /Ev1 no debe sobrepasar un determinado valor que difiere entre sí según los diferentes países. A partir de estos valores se puede determinar la capacidad portante o el grado de compactación del suelo.

Los resultados de los ensayos estáticos de carga por placa están influidos en determinado grado por la composición de materiales que hay debajo de la placa de carga. Cuanto más homogéneo sea este material, mejor se podrán comparar entre sí los resultados de diferentes ensayos de carga por placa. Sin embargo, cuando el material es heterogéneo cabe esperar resultados diferentes en función de si debajo de la placa predominan componentes sensibles al asiento (por ejemplo, barro) o materiales no susceptibles de asentarse (por ejemplo, piedras). Para ejecutar el ensayo de carga por placa se necesita un apoyo, cuya carga útil sea al menos 10 kN superior a la mayor carga de prueba necesaria para el ensayo. Como apoyo de carga puede utilizarse, por ejemplo, un camión cargado, un rodillo o un apoyo lo suficientemente firme (carga útil necesaria: al menos 50 kN). Un ensayo estático de c arga por placa dura aproximadamente entre 20 y 30 minutos.

Un aparato de carga por placa está equipado con tres transductores de desplazamiento para la medición de asiento y un dinamómetro para la medición de la carga. Los valores de medición se registran digitalmente mediante un ordenador de campo y se evalúan.

4.2. Ensayo dinámico ligero de carga por placa


El ensayo dinámico ligero de carga por placa sirve para determinar, teniendo en cuenta el tipo de suelo y el contenido hídrico, el módulo dinámico de elasticidad E vd y, de esta forma, la capacidad portante y la compactación de los suelos. El ensayo dinámico de carga por placa se diferencia del ensayo estático de carga por placa en que la carga no se genera por una presión constante, sino por un golpe amortiguado y en que el tiempo de carga dura sólo aprox. 18 ms. Por este motivo, en la prueba con el aparato de contrapeso aparecen en general, también para carga repetida por choques, pequeñas compactaciones posteriores del suelo como durante la primera carga del ensayo estático de carga por placa. Además, debido a la carga intermitente se activan fuerzas de inercia de masas en el suelo y en el instrumento de comprobación, de forma que se puede diferenciar esencialmente el módulo de elasticidad dinámico E vd calculado a partir del asiento de la placa de carga del módulo de elasticidad E v2 de la segunda carga en el ensayo estático de carga por placa. El módulo de elasticidad dinámico E vd está, por experiencia, entre el módulo de elasticidad de la primera carga E v1 y de la segunda carga E v2 del ensayo estático de carga por placa. Un ensayo dinámico de carga por placa dura sólo aproximadamente dos minutos (en comparación con un ensayo estático de carga por placa, que puede tardar hasta media hora).

A I R A


El ensayo dinámico de carga por placa ligero es una manera sencilla de determinar con rapidez la capacidad de carga y la compactación a pie de obra.


200ms

Tensión σ [N/mm2] Δσ

Para llevar a cabo un ensayo de carga por placa se requiere un contrasoporte de carga. Esta función la pueden asumir también un camión cargado o un rodillo.

] m µ [ s o t n e i m i d n u H

Un diagrama típico de recorrido y fuerza (arriba) y una curva típica de módulo E resultantes del "ensayo dinámico ligero de presión de placa".

0,1mm

O D A T L A F S A

90 60 30 0

Carga inicial

Tiempo t[s] ΔS 2sec

] m m [ s o d i r r o c e R

Descarga Carga secundaria

Diagrama de carga asiento para el ensayo de contrasoporte de carga. ∆S = Recorrido que penetra la placa de carga en el suelo ∆σ = Modificación de la tensión normal

] N k [ F a z r e u F

Rigidezdinámica 6

5,6kN

S= 4

máx F máx s

Módulo de deformación dinámica 2

Evd = 0,75 x d x 0 Evd1 = 176

Evd2 = 130

Evd3 = 137

Módulo E [MN/m ] 2

máx σ máx s



TIERRA

5. Obras de tierra – Control dinámico de compactación en todo el área

4.3. Ensayo CBR El procedimiento CBR (California Bearing Ratio, valor californiano de capacidad de carga) se utiliza para identificar un suelo a una profundidad mesurable de indentación de puntales en el laboratorio o en la obra, el llamado valor CBR. El valor de referencia se obtiene mediante la carga de un suelo estándar de gran capacidad portante con balastos y gravilla, que se incorporará en un cilindro normalizado. La tensión calculada en un émbolo cilíndrico para una profundidad de penetración definida tiene asignado un valor CBR del 100 %. Este valor sirve como comparación para las capacidades portantes de los suelos conseguidas en la obra. Igual que para los suelos normativos, en la obra o en el laboratorio también se realiza el ensayo CBR para los suelos que hay que analizar y se determina la fuerza y la tensión. La relación porcentual de ambas tensiones da como resultado el valor CBR.

Estructura del ensayo del método CBR

Los valores de medición en la penetración a 2,5 y 5,0 mm son esenciales para comparar el material investigado con las rocas sueltas estándar. En estos dos puntos se determina la relación de las tensiones. El valor mayor (generalmente con 2,5 mm) se utiliza para evaluar la capacidad de resistencia del suelo.

El control dinámico del área de compactación (FDVK) es un método con el que se mide la capacidad portante de una estructura de obra de tierra durante la compactación con el rodillo vibrante. El rodillo es al mismo tiempo aparato de compactación y de medición. Los valores medidos se muestran gráficamente al usuario en un panel PC (navegador HCQ-GPS). Con ayuda de un receptor GPS se determina la posición y se documenta con precisión centimétrica. Este método se denomina también a menudo "Método M 2". El principio de medición para determinar la rigidez del suelo se basa en la interacción entre una virola vibrante de un rodillo vibratorio y el subsuelo. El valor HMV (Hamm Measurement Value) medido no dimensional ofrece información sobre la capacidad portante del suelo, similar a un ensayo de carga por placa. Después de una calibración en un procedimiento de verificación convencional también se puede mostrar directamente el valor correspondiente (por ejemplo E V2). En las obras de tierras, este procedimiento ofrece mucha información útil y está acreditado en las más diferentes obras de todo el mundo.

6. Evaluación de los parámetros σ s σ

5,0

0 ] m m [ S r o d a r t e n e p e d a d a r t n E

7,0

10,5

Tensión

σ

[N/mm2]

0,0 2,5

1

5,0

Roca menuda estándar = 100 %

2

7,5 Material del ensayo 1. en este ejemplo 2,5 / 7,0 * 100% = 36% 2. en este ejemplo 3,3 / 10,5 * 100% = 31%

σ

σ

= tensión en el material de ensayo = tensión en la roca menuda estándar

s

A continuación se indica que la valoración correcta de los parámetros determinados de densidad en seco ρd y grado de compactación D pr o bien los módulos de elasticidad Ev1, Ev2, E v2 /Ev1 y E vd requiere de los conocimientos técnicos necesarios de mecánica del suelo. Mientras que la densidad en seco ρd y también el grado de compactación DPr representan una magnitud absoluta, los módulos de elasticidad caracterizan exclusivamente el comportamiento de deformación del substrato en el momento de la comprobación. Es decir, no son magnitudes absolutas, pues el comportamiento de deformación está influido en función del tipo de suelo por un mayor o menor contenido hídrico, tiempo de reposo y fuerza de unión.

IV. ASFALTADO 1. Estructura de las vías de comunicación 1.1. Capa de rodadura 1.2. Capa de ligante 1.3. Capa base 1.4. Capa de protección contra heladas 1.5. Superestructuras de carretera típicas


80 81 81 81 81 82

83

2.1. Evacuación de las cargas de la ruedas 83 2.2. Absorción de las tensiones de presión y de tracción 83 2.3. Agarre 84 2.3.1. Embotamiento 2.3.2. Planeidad

84 84

3. Daños en la carretera

85

3.1. Surcos de rodadas 3.2. Hundimientos 3.3. Sobresaturación de bitumen 3.4. Roturas 3.5. Grietas

4. Composición de asfalto 4.1. Agregado 4.2. Arena 4.3. Gravilla / gravilla fina 4.4. Bitumen 4.5. Bitumen modificado con polímeros 4.6. Fibras 4.7. Granulado de asfalto

5. Clasificación del asfalto 5.1. Penetración 5.2. Punto de reblandecimiento 5.3. Punto de fragilidad

85 85 86 86 86

87 87 87 88 88 89 89 89

90 90 91 91

6. Clases de asfalto y procedimiento constructivo 6.1. Capa base asfáltica 6.2. Ligante asfáltico 6.3. Capa de rodadura base 6.4. Hormigón asfáltico 6.5. Asfalto mástico con gravilla (SMA) 6.6. Asfalto de baja temperatura 6.7. Asfalto natural 6.8. Asfalto colado 6.9.Asfalto permeable 6.10. Asfalto de poros abiertos (silencioso) 6.11. Asfalto bicapa de poro abierto (ZWOPA) 6.12. Asfalto de dos capas "caliente sobre caliente" 6.13. Capas finas en la aplicación en caliente (DSH) 6.14. Reciclado en frío 6.15. Reforma 6.16. Repavimentación 6.17. Nueva mezcla

92 92 92 92 92 92 93 93 93 94 94 94 94 95 96 97 97 97

7. Indicaciones de instalación

98

7.1. Compactación 7.2. Planeidad 7.3. Fusión entre capas 7.4. Soldaduras 7.5. Uniones (juntas) 7.6. Formaciones de bordes

98 98 98 99 99 99

8. Prueba de compactació n 8.1. Ensayos en la probeta Marshall 8.2. Núcleos de perforación 8.3. Sondas radiométricas 8.4. Sondas electromagnéticas

9. FDAV (Control de compactación de asfalto en toda la superficie)


A I R A



100 100 100 101 101

O D A T L A F S A

101 S A L B A T & S E L I T Ú S O J E S N O C


IV. ASFALTADO


Obras de asfaltado son aquellas en las que como material de construcción se utilizan componentes aglomerados bituminosos.

La superficie o la capa de rodadura suele ser la única parte visible de una carretera. Esta capa de rodadura forma parte de la estructura superior, compuesta de varias capas de distintos materiales y que, junto con la subestructura o cimientos puede alcanzar un grosor de un metro de profundidad. La estructura superior es la parte de la carretera que transfiere a los cimientos las cargas ejercidas por los vehículos sobre la capa de rodadura. Como estos suelen tener una capacidad portante reducida, las elevadas cargas causadas por el tráfico rodado deben distribuirse en un área amplia de los cimientos. El principal encargado de dispersar las cargas es la parte de aglomerado bituminoso de la estructura superior que se describe en la normativa alemana RStO 01 "Pautas para estandarizar la estructura superior de las superficies para el tráfico rodado".

Obras típicas de asfaltado: •

Construcción de carreteras

•

Sellado de vertederos

•

Sellado de diques y presas

Los rodillos tándem HAMM de la serie DV son representantes típicos de rodillos de asfaltado.

Para poder cumplir los cometidos de una vía de tráfico, sobre todo si va a estar muy transitada y sometida a cargas elevadas, la estructura superior está formada por varias capas. Cada una de estas capas tiene una finalidad definida. Con una buena planificación y ejecución forman una vía de tránsito a la altura de todas las exigencias planteadas.


A I R A

Representación esquemática de la estructura de las superficies viales. Según sea la forma y consistencia del subsuelo y en función de las necesidades de capacidad portante de la carretera, sólo son necesarias algunas de las capas que aquí se muestran.

A continuación se van a exponer brevemente los cometidos de cada una de las capas y se van a presentar a modo de ejemplo algunas estructuras de carreteras.

1.1. Capa de rodadura La capa de rodadura (DS) es la capa más superficial de una carretera. En general está aglomerada con un ligante y sus funciones principales son servir de capa sellante y de desgaste. Por su bajo contenido en intersticios vacíos impide que el agua y la fricción puedan penetrar a las capas subyacentes. Además, reduce el endurecimiento posterior del asfalto por efecto del oxígeno atmosférico. Las características principales de esta capa son la planeidad, la resistencia al deterioro, el agarre y una tonalidad lo más clara posible.


1.3. Capa base La capa base tiene la tarea de absorber y reducir los esfuerzoshorizontalesyverticalesoriginadosporel tráfico y que la c alzada no haya podido suprimir, de forma que la rasante no soporte cargas ni deformaciones inadmisibles generadas por las tensiones. Durante el desarrollo de las obras, esta capa debe sellar el lecho subyacente contra las precipitaciones con rapidez y eficacia y ofrece también una base de apoyo sólida, uniforme y plana a las capas superiores de ligante y de rodadura. Las capas base se fabrican con ligazón bituminosa o hidráulica o sin ligazón. ATS HGT STS UTS

-

Capa base asfáltica (con ligazón bituminosa) Capa base ligada hidráulicamente Capa base de piedra machacada (sin ligar) Capa base sin ligar

1.2. Capa de ligante

1.4. Capa de protección contra heladas

La capa de aglomerante (asfáltico), también denominada de compensación, se fabrica a partir de mezclas bituminosas. Constituye la transición entre la capa base de granulometría gruesa y la capa de rodadura de granulometría fina. Sirve de substrato de las capas de firme asfáltico para absorber las fuerzas de empuje del tráfico. Su presencia crea una zona especialmente apta para captar las tensiones. Además compensa las irregularidad de la capa base.

Una capa base especial es la de protección contra heladas (FSS). Esta capa no ligada de grava o balastos gruesos tienen la tarea adicional de proteger la estructura superior de la calzada que yace encima de los daños ocasionados por el ciclo de helada-rocío.


O D A T L A F S A




1.5. Superestructuras de carretera típicas Las ilustraciones siguientes son ejemplos de es tructuras de carretera en distintas formas de construcción Pero hay que tener en cuenta que la estructura y el grosor de las capas debe ajustarse a las exigencias que plantee la carretera en concreto. Construcción con asfalto Dos modos de construcción típicos que cumplen los requerimientos de la clase de construcción SV (fig. a la izquierda, autovía o carretera colectora industrial, diseñada sobre > 32 millones equivalente 10 toneladas de transiciones de eje) y de la clase de construcción III (fig. a la derecha, carretera principal, diseñada sobre 0,8 - 3 millones equivalente 10 toneladas de transiciones de eje).

Modo de construcción en hormigón Dos modos de construcción típicos que cumplen los requerimientos de la clase de construcción SV (izquierda) y de la clase de construcción III (derecha).

La finalidad prevista de una carretera es proporcionar al tráfico rodado una vía segura y estable en todas las condicionesclimatológicas. Por esta razón, una carretera debe poseer unas propiedades determinadas. Los principales requisitos son: •

•

•

•

•

Una subestructura o cimientos con capacidad portante Un drenaje suficiente para evacuar el agua Un buena hermeticidad en toda la c alzada, para que el agua no pueda penetrar en la construcción Una capa de rodadura que permita un tránsito seguro y confortable por ella y que sea resistente al deterioro, la deformación y los ataques químicos y climatológicos Una superficie clara, plana y con agarre

Además la estructura de la carretera debe estar preparada para absorber las fuerzas que actúen en ella y transmitirlas a los cimientos sin que causen daños.

Izquierda: La estructura superior distribuye uniformemente las cargas de las ruedas sobre las capas.

Modo de construcción de reciclaje Modo de construcción típico que cumple los requisitos de la clase de construcción III.

2.1. Evacuación de las cargas de la ruedas Cuando un vehículo transita por una carretera o permanece sobre ella, el peso del vehículo o las fuerzas dinámicas que surgen al acelerar o al frenar, deben pasar del neumático a la carretera y esta los absorbe. La estructura superior distribuye estas cargas y fuerzas uniformemente a las capas subyacentes y, por último a los cimientos o al subsuelo. Seleccionando los materiales constructivos y los grosores de capa correctos se consigue que no sea demasiado elevada.

A I R A

2.2. Absorción de las tensiones de presión y de tracción La mayor parte de las sustancias y materiales utilizados en la construcción de carretera son elásticos. Esto significa que una carga provoca una deformación determinada que, cuando la carga desaparece, el firme vuelve a recuperar su forma original. Estas deformaciones se producen en las carreteras por efecto del tráfico que transita por ellas. La estructura de la carretera está por tanto expuesta, además de a las puras cargas horizontales, a tensiones de tracción y de presión. Como todas estas tensiones son en las capas superiores de la carretera mayores que en las inferiores, las resistencias de presión y de tracción de los componentes deben ser allí especialmente elevadas. Para obtener esta resistencia mayor, los áridos deben aglomerarse aquí con ligantes, cosa que no se requieren en las capas inferiores.

Derecha: Junto a las cargas de las ruedas también aparecen tensiones de presión y de tracción. Las tensiones de tracción y de presión son mayores directamente bajo la superficie de la calzada. Se van reduciendo al distribuirse por la estructura de la carretera.

Leyenda DS ABi ATS HGT KRC FSS




O D A T L A F S A

Capa de rodadura Ligante asfáltico Capa base asfáltica Capa base ligada hidráulicamente Capa de reciclaje en frío Capa de protección contra heladas S A L B A T & S E L I T Ú S O J E S N O C


3. Daños en la carretera

2.3. Agarre

2.3.1. Embotamiento

El agarrre caracteriza el efecto de la rugosidad (la textura de la superficie) en la resistencia de fricción (la capacidad de arrastre de fuerza) entre las ruedas y la calzada. La rugosidad está determinada por la textura de la superficie y las propiedades de la capa de rodadura y se modifica por el tráfico, las condiciones climatológicas y el medio ambiente. El agarre de una carretera es una característica muy compleja que ya debería establecerse también en el momento de planificar la obra. Sus factores de influencia son los siguientes:

Para garantizar el agarre de una carretera desde el principio, en Alemania por ejemplo es obligatorio esparcir gravilla fina o arena de machaqueo sobre la capa de rodadura aún caliente. A continuación el material esparcido se compacta sobre la capa de rodadura aún caliente. El árido contenido en la mezcla asfáltica está totalmente envuelto en el ligante pero el material esparcido no. Solo se "adhiere" al firme mediante el asfalto que contiene la mezcla, pero por lo demás el material esparcido está libre de ligantes. La ventaja de embotar el material esparcido es que este árido está exento de ligantes desde que comienza su uso, con lo que se consigue un elevado agarre inicial. Es decir, en el uso inicial el agarre se consigue mediante las partículas de árido esparcidas. Con el uso se va desgastando la capa asfáltica envolvente superficial de la mezcla asfáltica, lo que, por a su vez, se traduce en un aumento del agarre.

•

•

•

Composición de la mezcla Áridos (resistencia al pulimento del árido grueso PSV y granzón) Embotamiento (esparcimiento de gravilla fina)

2.3.2. Planeidad Durante la instalación y compactación también se puede moldear decisivamente el agarre de la superficie tomando las medidas siguientes: •

Aplanado correcto

•

Embotamiento uniforme

•

Supervisión de la compactación obtenida

•

•

•

•

Evitar que el asfalto se acumule en manchas a nivel superficial

Los hundimientos tienen las causas siguientes: Las carreteras están sometidas a un elevado esfuerzo debido a los efectos del clima y el tráfico, por eso con el transcurso del tiempo tiene lugar un proceso de deterioro y desgaste que, a largo plazo, terminará con ellas. En las carreteras (calles) interurbanas este desarrollo con frecuencia se acelera por las apertura de zanjas que permiten la penetración del agua en el cuerpo de la carretera. Además, una ejecución o planificación deficientes de la obra pueden acortar considerablemente la durabilidad de la carretera. Los daños más frecuentes que sufren las carreteras se pueden dividir a grandes rasgos en los siguientes:

Evitar las sedimentaciones al aplicar la mezcla con la extendedora

•

•

Los cimientos no tienen la resistencia de carga suficiente. El agua, que penetra en la estructura de la c arretera y socava el material que la constituye.

Cuando hay daños por hundimiento se producen grietas en la superficie del asfalto. Las grietas se originan por las tensiones de tracción que se producen en el dorso de la capa ligada inferior y se van transmitiendo desde allí hasta la superficie de la carretera. Surcos de rodadas en la calzada.


A I R A


3.1. Surcos de rodadas Los surcos de rodadas tienen las c ausas siguientes:

Para garantizar una elevada seguridad viaria es muy importante que la superficie de la calzada esté lo más nivelada posible. Así se evitan los desequilibrios en el comportamiento rutero de los vehículos y aumenta la seguridad en las situaciones de emergencia (por ejemplo durante las frenadas en seco o las maniobras para evitar un obstáculo). Además, lógicamente, una calzada llana aumenta el confort de marcha para los conductores porque produce menos vibraciones y ruido durante la conducción. Estos efectos positivos repercuten también favorablemene en el entorno (los residentes de los alrededores) al disminuir la contaminación sonora.

•

•

Evitar las temperaturas demasiado elevadas de la mezcla Evitar una vibración excesiva con temperaturas elevadas de la mezcla

3.2. Hundimientos

Una elevada planeidad protege también la propia carretera porque entonces tiene que absorber una carga de impactos muy reducida. Al esparcir arenilla o gravilla especial sobre el asfalto se consigue desde el principio un elevado agarre de la superficie.

Compactación excesiva. Los intersticios necesarios en la capa asfáltica están rellenos de asfalto; Cuando el tejido del material está sometido a carga (por el tráfico) no puede comprimirse y luego volver a distenderse (comportamiento elastoplástico), sino que se deforma plásticamente (sobre todo con las altas temperaturas en verano). Subcompactación. Las partículas no se tocan, es decir no se forma una estructura granular en grado suficiente; en el área de los surcos de rodada los neumáticos de los vehículos van comprimiendo la capa asfáltica al cabo del tiempo hasta que se alcanza la densidad máxima.

•

Cimientos con una resistencia insuficiente

•

Mezcla inadecuada


Grietas en la superficie debido a hundimientos en la calzada.

O D A T L A F S A


Asfalto caliente antes de esparcir la arenilla

Asfalto después de esparcir la arenilla


3.3. Sobresaturación de bitumen

Sobresaturación de bitumen.

La sobresaturación de bitumen se produce en los casos siguientes: •

•

•

Cuando la mezcla asfáltica contiene demasiado ligante Cuando la compactación no se efectúa bien. El asfalto se atrae a la superficie por un número excesivo de pasadas con vibración o por un aplanado y alisado demasiado intensos. Cuando se comienza a compactar demasiado pronto porque la mezcla está aún demasiado caliente

3.4. Roturas

Roturas en la calzada.

4. Composición de asfalto El asfalto en una mezcla de áridos, asfalto e intersticios vacíos. Los intersticios están formados de aire y, por lo tanto, no aportan peso. Pero el volumen de los intersticios, el contenido de espacio vacío sí que tiene una gran importancia porque contribuye en gran medida a la estabilidad del asfalto. La proporción de los intersticios en la mezcla de asfalto suele ser normalmente un 5 o 6% del volumen. El asfalto, en relación a su peso, se compone de un 95% de masa de áridos y un 5% de masa de asfalto. El ligante adhiere entre sí las partículas de árido, consiguiendo así que el asfalto sea muy resistente contra los esfuerzos mecánicos. Como ligante se suele utilizar asfalto caliente (asfalto de carreteras o, para carreteras que vayan a soportar cargas extremas, asfalto modificado con polímetros).

4.1. Agregado El agregado utilizado en las obras de asfaltado suele ser polvo de roca y no debe contener ningún componente orgánico ni susceptible de absorber agua en cantidades perjudiciales. Cumple la función de mejorar la granulometría en el área de finos y, de este modo, reducir el contenido de espacio vacío. Además el agregado da cuerpo al asfalto y, junto con la arena y el asfalto, constituye el mortero bituminoso. La proporción de agregado repercute en gran medida sobre las propiedades de la mezcla de asfalto. A medida que se aumenta la cantidad de agregado (con una cantidad de asfalto invariable): •

•

Las roturas tienen las causas siguientes: •

•

•

•

Pero hay otros ligantes bituminosos para las obras de asfaltado. Se diferencian del asfalto caliente por la temperatura y la forma en que se procesan.

El asfalto no contiene suficientes áridos o la receta de la mezcla no es correcta. No está asegurado el efecto de adherencia entre las partículas.

Compactación dinámica en un asfalto demasiado frío

•

Hundimientos

•

Daños por hielo

•

Costuras mal realizadas

•

Fatiga del material

A I R A


4.2. Arena

Mezcla demasiado caliente durante la aplicación

Las grietas tienen las causas siguientes:

Se intensifica la rigidez del mortero y se reduce su capacidad de adherencia.

Otros ligantes bituminosos:

El agua penetra en la hechura de la carretera y, sobre todo en invierno, el hielo daña y rompe la estructura de la carretera, por ej. por las plaquitas de hielo

3.5. Grietas

Aumenta la cantidad de mortero


Grietas en la superficie de la calzada.

•

Asfalto de penetración

•

Emulsiones de asfalto

•

Asfalto espumado

•

Asfalto frío

Una forma especial la forman los asfaltos modificados con polímeros, que presentan unas características peculiares en comparación con los asfaltos corrientes para carreteras.

En el asfaltado se utilizan arenas de machaqueo o sin machacar con una granulometría de 0,063 mm a 2 mm. Una elevada proporción de arena fina (0,063 a 0,2 mm) puede influir, igual que el agregado, en las características de mortero de la mezcla de asfalto. Por lo demás, arena de la graduación adecuada es importante para formar una textura granulométrica resistente en el asfalto.


O D A T L A F S A

Para obtener unos resultados excelentes es importante elegir los componentes adecuados para la mezcla de asfalto. A continuación vamos a describir las propiedades y ventajas de los componentes más importantes. S A L B A T & S E L I T Ú S O J E S N O C


4.3. Gravilla / gravilla fina La gravilla y la gravilla fina son áridos triturados o machacados (con un 90% de partículas fracturables) con una granulometría mínima de 2 mm y un granzón de 22 mm. La gravilla fina cumple unos criterios más exigentes que la gravilla normal en lo referente a la granulometría, la proporción de granzón y grano demasiado fino, la forma de las partículas, la resistencia a las heladas y la constancia de volumen. Al firme de la calzada se le pueden conferir las características idóneas con mayor fiabilidad utilizando gravilla fina que gravilla normal. Las gravillas favorecen la estabilidad y son necesarias para el agarre. Las gravillas de color claro aumentan la reflexión de la luz y contribuyen a hacer más clara la superficie de la calzada. Una condición importante para una ligazón duradera entre los componentes (y por lo tanto, para la durabilidad de la c arretera) es que las gravillas sean afines con el asfalto. Un asfalto mástico con gravilla está caracterizado por una elevada proporción de gravilla, muy poca arena y mucho agregado, lo que le confiere una textura de gravilla con capacidad intrínseca de soporte. La curva de cribado muestra la composición granulométrica discontinua porque un componente solo está presente en muy escasa medida (curva de cribado de graduación intermitente). La malla de partículas está en este caso sometida a un esfuerzo mucho mayor que en un lecho sólido de mortero rígido (por ej. en el caso del asfalto colado) porque la arena que falta no puede asumir la función de soporte en la malla de partículas.

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

Al aplicar y compactar la mezcla debe ayudar a superar la fricción interna de la mezcla de áridos

Amortiguar los impactos del tráfico Reducir las tensiones causadas por el cambio de temperatura Impedir que permanentes

se

produzcan

4.7. Granulado de asfalto

El bitumen o betún modificado con polímeros (BMP) se trata de un asfalto para carreteras que se ha mezclado con polímero (un tipo de plástico) y da como resultado un producto homogéneo. El comportamiento termoviscoso y elastoviscoso del asfalto cambia en este producto. En función del polímero utilizado puede obtenerse una mayor estabilidad al calor y un comportamiento mejorado ante el frío. Simultáneamente puede tener un comportamiento adherente mejorado con respecto a los áridos. Por todas estas características, este producto tiene un espectro de aplicación más amplio en comparación con el asfalto de carretera.

El granulado de asfalto está constituido por material asfáltico obtenido de triturar o fresar fragmentos de tamaño mediano. Este granulado asfáltico se puede utilizar como material de reciclaje para una nueva mezcla. La proporción admisible varía según la finalidad a la que esté destinado y la región donde se vaya a aplicar. Además hay que analizar el granulado con precisión para poder evaluar correctamente los efectos del material añadido sobre la nueva mezcla. Hay que tener en cuenta que en el granulado de asfalto se habla del tamaño de los fragmentos y no de granulometría, porque una partícula de este granulado está formada por numerosas partículas de áridos y de asfalto. Si se desea deducir la granulometría del material que contiene solo se puede determinar el tamaño máximo del granzón. Además es digno de considerarse que el asfalto utilizado originariamente ha envejecido y puede por eso haberse endurecido.

deformaciones

Facilitan la aplicación y la compactación Aseguran una recuperación elástica suficiente (retorno al estado inicial después de una deformación de carga)

Pero otro factor a tener en cuenta es que el bitumen modificado con polímeros es, aproximadamente, un tercio más caro que el asfalto de carretera.

4.6. Fibras

Noobstante,tienden adeformarsepermanentemente debido a la c arga del tráfico con altas temperaturas

Las clases de asfalto con composición granulométrica discontinua (como por ej. el S.M.A. o asfalto silencioso) tienen una superficie específica menor (un contenido reducido de finos) y por eso se les añaden aditivos estabilizantes - como celulosa o fibras sintéticas. Estas fibras tienen la propiedad de ligar el asfalto al material durante la fabricación, el transporte y la aplicación o compactación, evitando así que la película de ligante fluya debido a su consistencia relativamente espesa. La proporción de fibras en la masa total de la mezcla varía, según la clase, entre el 0,3 y 1,5 %.

Requieren una temperatura de tratamiento más elevada, lo que acrecienta el riesgo de una mala ejecución con una climatología fría y húmeda. Elevan la estabilidad a altas temperaturas

•

Reducen la recuperación elástica con el frío

•

Las áreas de aplicación más importantes del bitumen modificado con polímeros son las áreas de tráfico intenso en la construcción de carreteras para el tráfico rodado y aeropuertos y la fabricación de pistas sellantes y de tejado de alta calidad.

Disipan mejor las tensiones por frío

•

•

•

Sellar la capa de rodadura acabada (y las demás capas subyacentes) para que no pueda penetrar agua

Clases de asfalto más duras: •

El asfalto tiene las funciones siguientes:

Ligar todas las partículas de árido de modo fijo y duradero a la capa acabada

4.5. Bitumen modificado con polímeros

Clases de asfalto más blandas:

4.4. Bitumen En función de la capa, son muy diversas las exigencias planteadas al ligante y las propiedades que debe tener. Pero hay muchas propiedades comunes entre las diversas clases de ligante. A continuación vamos a exponerlas y, simultáneamente, distinguiremos las clases "bitumen o asfalto" (general), "clases de asfalto más blandas" y "clases de asfalto más duras".

Adherir la mezcla aplicada de modo sólido y duradero (afianzamiento de posición)


A I R A



O D A T L A F S A

Requieren capas de asfalto más gruesas sobre un lecho nivelado y sólido. Permiten, en ciertos casos, un contenido de asfalto más elevado. Los suplementos de celulosa o de fibras sintéticas ayudan a unir mejor el mineral con el bitumen. (Representación muy aumentada)



5. Clasificación del asfalto

5.2. Punto de reblandecimiento

El asfalto de carretera se divide en varias clases distintas en función de sus características especiales ante la temperatura. Estas características se evalúan con métodos físicos de ensayo. Los tres métodos más importantes son: •

•

•

Penetración – Informa sobre el grado de dureza del asfalto. Punto de reblandecimiento – la temperatura límite del paso de un comportamiento viscoelástico a un estado viscoso. Punto de fractura – la temperatura límite del paso de un comportamiento viscoelástico a un estado quebradizo.

Asfaltos corrientes de carretera DIN 1995 (antiguo)

Bitumen modificado con polímeros

DIN EN 12591 (nuevo)

TL BMP

Clase

PuReb Anillo y bola

P en et ra ci ón

C la se

PuReb anillo y bola*

P en et ra ci ón

C la se

PuReb anillo y bola

Penetración

B 25

59 - 67

20 - 30

20/30

55 - 63 (57 - 63)

20 - 30

BMP 25 A

63 - 71

10 - 40

B 45

54 - 59

35 - 50

30/45

52 - 60 (53 - 59)

30 - 45

BMP 45 A

55 - 63

20 - 60

B 65

49 - 54

50 - 70

50/70

46 - 54 (48 - 54)

50 - 70

BMP 65 A

48 - 55

50 - 90

B 80

44 - 49

70 - 100

70/100

43 - 51 (43 - 49)

70 - 100

BMP 130 A

40 - 48

120 - 200

B 200

37 - 44

160 - 210

160/220

35 - 43 (37 - 43)

160 - 220

-

-

-

* Los fabricantes alemanes de asfalto y bitumen se han puesto de acuerdo para limitar los márgenes de producción a 6° C (valor entre paréntesis)

5.1. Penetración Según este método, se recaba información sobre la dureza de las clases de asfalto introduciendo una aguja con arreglo a la norma DIN EN 1426. La medida de la dureza del asfalto se determina mediante un penetrómetro. Una aguja lastrada con un peso (peso total 100 g) se introduce en un intervalo de cinco segundos en un objeto de asfalto calentado al baño maría (a 25°C). Se mide el recorrido de la aguja. El valor medido, expresado en 1/10 mm, constituye la base para clasificar el ligante en las clases de asfalto utilizadas en la construcción de carreteras.

El cálculo del punto de reblandecimiento "anillo y bola" (según DIN EN 1427) es otra posibilidad de clasificar el ligante que se va analizar. Con el método de anillo y bola se determina a qué temperatura pasa el asfalto del estado sólido al líquido. El punto de reblandecimiento "anillo y bola" es la temperatura a la que una capa de asfalto que se encuentra en un anillo de latón (con un diámetro interior de 19 mm) se deforma de un modo concreto bajo el peso de una bola de 3,5 g. Para calentar homogéneamente la prueba, el ensayo se lleva a cabo en un baño de agua temperada calentada de modo uniforme (5 K/min). El punto de reblandecimiento de anillo y bola es la temperatura leída en el momento en que el asfalto que rodea a la bola toca la placa del fondo.


A I R A

El ensayo de "el anillo y la bola" permite clasificar el aglutinante. Una elevada penetración significa siempre un punto bajo de reblandecimiento.

Cuanto más elevado es el punto de reblandecimiento, tanto más duro es el asfalto. Este método de ensayo se puede aplicar al asfalto y a los ligantes asfálticos con un punto de reblandecimiento de anillo y bola entre 30 y 200 °C.


5.3. Punto de fragilidad El paso del asfalto del estado viscoplástico al sólido se puede averiguar con el punto de fragilidad según Fraass (DIN EN 12593). Una película fina de asfalto se funde o se comprime sobre una plaquita de metal. La muestra (la plaquita de metal con el revestimiento asfáltico) se enfría de modo gradual (con una velocidad de refrigeración de un 1 K/min) y se somete a una carga dinámica (la plaquita se dobla). Se determina la temperatura a la que la película asfáltica se rasga o se rompe. El margen de plasticidad del asfalto se determina calculando la diferencia entre las temperaturas del punto de reblandecimiento "anillo y bola" y la del punto de rotura según Fraass.


El punto de Fraass o punto de fragilidad determina el paso del bitumen del estado plástico espeso al estado sólido. Los valores típicos son -15°C para B 200 o -2°C para B 25.

O D A T L A F S A


La penetración de la aguja permite determinar el grado de dureza del tipo de bitumen. "B 200" significa un hundimiento de 200 1/10 mm.

O C


6. Clases de asfalto y procedimiento constructivo Debido al tráfico rodado y a las condiciones climatológicas, pero también en consideración a aspectos técnicos y económicos, las distintas capas de la estructura superior asfáltica deben cumplir distintos requisitos. Para amoldarse selectivamente a estos requisitos específicos hay distintas clases de asfalto y, también, métodos constructivos especiales. A continuación vamos a exponer brevemente las clases de asfalto y los métodos constructivos más importantes.

mezcla granulométrica gradual con partículas de hasta 16 mm), el espesor de capa idóneo es de 8 cm. Con capas más gruesas (como por ej. 10 cm) deben emplearse siempre mezclas ricas en gravilla y con pocas partículas redondeadas, para evitar los aplastamientos.

para que el asfalto no se mueva y las partículas tengan una ubicación invariable entre sí (adherencia).

Empleo de capas de rodadura base:

El asfalto mástico con gravilla como capa de rodadura se distingue sobre todo por su elevada estabilidad y resistencia al desgaste y, por eso, se presta especialmente para las autovías y carreteras urbanas y de largo recorrido sometidas a un intenso tráfico rodado.

•

•

6.1. Capa base asfáltica

Construcción de caminos vecinales La capa de rodadura y base se unifican por razones técnicas. Esto es necesario cuando el espesor total relativamente bajo (entre 8 y 10 cm) basta para asegurar la resistencia requerida pero no permite distinguir entre la capa base asfáltica y la capa de rodadura.

Se trata de una mezcla de asfalto y de áridos.

6.4. Hormigón asfáltico La granulometría máxima utilizada puede ser de 16, 22 o 32 mm. La idea subyacente es utilizar principalmente áridos de la región, pero con las cargas que hoy soporta una calzada no siempre se puede materializar esta idea. La capa base asfáltica, gracias a la capacidad térmica que posee cuando tiene un gran espesor, se puede aplicar hasta a -3 °C.

El hormigón asfáltico se aplica en caliente y es una mezcla de áridos con la granulometría graduada idónea y con pocos intersticios. Después de aplicarlo y compactarlo es hermético, estable y resistente a las fuerzas de empuje. El machaqueo de las partículas del hormigón asfáltico permiten que se engranen bien y que se forme una capa de rodadura con un agarre y estabilidad muy buenos. Pero también aquí es necesario esparcir gravilla.

La granulometría máxima utilizada puede ser de 5, 8 u 11 mm.

Para alcanzar el agarre inicial necesario cuando se abren al tráfico, es necesario adoptar las medidas siguientes: Esparcir y aplanar 0,5-2 kg/m² de una mezcla de gravilla y arena de machaqueo (1-3 mm) uniformemente sobre la capa de rodadura de asfalto mástico con gravilla. El material no ligado debe retirarse una vez enfriada la mezcla.

6.6. Asfalto de baja temperatura El asfalto de baja temperatura es un asfalto que se puede mezclar y trabajar a temperaturas más bajas que las mezclas asfálticas convencionales. El empleo de este tipo de asfalto tiene varias ventajas: •

6.2. Ligante asfáltico El ligante asfáltico es una mezcla de áridos enriquecida con asfalto de carretera con un granulometría de la graduación idónea. La composición está elegida de tal modo que la densidad de posición y la granulometría del ligante asfáltico ya no cambia por efecto del tráfico rodado.

El granzón utilizado puede ser de 5, 8, 11 o 16 mm pero debe adaptarse al grosor de aplicación. •

Empleo del hormigón asfáltico: •

•

La granulometría máxima utilizada puede ser de 11, 16 o 22 mm.

El hormigón asfáltico se aplica principalmente como capa de rodadura sobre una capa de ligante. Como capa de rodadura el hormigón asfáltico está a la altura de los requisitos del tráfico en las carreteras comarcales o interurbanas.

6.3. Capa de rodadura base

6.5. Asfalto mástico con gravilla (SMA)

Una capa de rodadura base es una sujeción asfáltica monocapa que, simultáneamente, asume las funciones de capa base y c apa de rodadura. La mezcla que lo forma son áridos mezclados de granulometría gradual con asfalto de carreteras como sustancia ligante.

El asfalto mástico con gravilla es una mezcla con un elevado porcentaje de gravilla y asfalto. Como la mezcla tiene una alta proporción de gravilla con cantos de fractura y gravilla gruesa y tiene relativamente poca arena (composición granulométrica discontinua), al asfalto para carreteras hay que añadirle aún ligantes estabilizadores (como por ej., fibras minerales y orgánicas, sílice o polímetros)

Con la granulometría corriente de 0/16 (es decir, una

•

•

•

Hay un intervalo de tiempo mayor para aplicar y compactar (con una temperatura de mezcla normal) Enfriamiento más rápido del asfalto y, con ello, se puede abrir al tráfico en menos tiempo Se pueden realizar desplazamientos más largos desde la planta mezcladora hasta la obra (en este caso, fabricación a una temperatura de mezclado convencional) Menos emisiones (menor molestia por olor) para el personal aplicador y los residentes en las cercanías Se desprenden menos vapores y aerosoles asfálticos, si bien, hasta el momento, no se ha demostrado el efecto perjudicial para la salud de estas sustancias

Para fabricar asfalto de baja temperatura (también llamado de baja viscosidad) se añade a la mezcla asfáltica normal un aditivo, que suele ser un tipo de cera. Las propiedades de manipulación y uso de este asfalto

modificado no cambian. Un aspecto interesante de este tipo de asfalto es que para fabricarlo hace falta bastante menos energía, lo que reduce la emisión de dióxido de carbono (CO 2). Pero también hay que mencionar que el ahorro de energía prácticamente se anula por los costes extras del aditivo.

6.7. Asfalto natural El asfalto natural es una materia prima que se da en la Naturaleza, compuesta de betún natural y minerales. Se añade en cantidades pequeñas al asfalto convencional para mejorar sus propiedades: •

Aumenta la resistencia a la deformación del asfalto

•

Eleva la capacidad de adherencia al mineral

•

Mejora la envoltura del mineral con asfalto

•


A I R A


Incrementa la resistencia al envejecimiento por efecto de la oxidación y la radiación solar

Especialmente en las superficies viarias muy castigadas, puede ser conveniente añadir asfalto natural.


6.8. Asfalto colado El asfalto colado es una masa densa que se puede extender y verter cuando está caliente. Está compuesto de gravilla, arena, agregado y bitumen. La mezcla de áridos tiene una composición con pocos intersticios y caracterizada por una curva de c ribado continua. El contenido de ligante está especialmente adaptado a los intersticios de la mezcla de áridos para llenarlos por completo cuando la capa está terminada.

O D A T L A F S A

El asfalto colado no requiere normalmente ninguna compactación ulterior, pero sí que debe embotarse para aumentar su agarre inicial. S A L B A T & S E L I T Ú S O J E S N O C


6.9.Asfalto permeable El asfalto permeable al agua se refiere a un asfalto muy rico en gravilla con un contenido mucho mayor de intersticios comunicados. Estos huecos facilitan en gran manera la evacuación del agua (el efecto de drenaje) entre los neumáticos del vehículo y el firme de la carretera. El asfalto permeable se utiliza en los casos siguientes: •

•

•

Para que el agua de lluvia fluya mejor en las zonas en que no haya un desagüe natural adecuado por falta de pendiente longitudinal o transversal Para reducir el peligro de aquaplaning y el peligro que conlleva de accidentes Para reducir la neblina de agua levantada por los vehículos, mejorando así la vista de los conductores

El asfalto permeable al agua reduce además por su propia naturaleza las emisiones sonoras. Pero el objetivo principal para el que está diseñado es mejorar la evacuación del agua.

6.10. Asfalto de poros abiertos (silencioso) El asfalto de poros abiertos (o silencioso) designa un tipo de asfalto que reduce los ruidos de rodadura de los neumáticos. Tiene numerosos poros accesibles desde el exterior y un alto contenido de espacios vacíos, hasta el 27%. Con un asfalto de estas características se pueden amortiguar los ruidos de marcha hasta 5 bis 10 dB(A). Esto supone reducir a la mitad el volumen sonoro percibido subjetivamente. El asfalto silencioso absorbe en los grandes intersticios que tiene una parte del sonido generado por los vehículos y al rodar los neumáticos. Además, este asfalto drena naturalmente agua. Pero el objetivo principal para el que está diseñado es reducir las emisiones sonoras. Un sellado especial asfáltico debajo de la capa de asfalto silencioso, conocido internacionalmente como SAMI (Stress Absorbing Membrane Interlayer), impide que el agua penetre en las capas inferiores de la estructura de la carretera, causando allí daños.

El asfalto de poros abiertos constituye una alternativa o un complemento a las obras de protección acústica, tan costosas y complicadas.

•

•

A la hora de conseguir una carretera silenciosa, un papel importante le corresponde también a la planeidad del firme asfáltico. Las ondulaciones en el asfalto transversales a la carretera producen unas emisiones sonoras enormes a ciertas velocidades. Como ejemplo negativo podemos aducir aquí las antiguas calles de adoquín. La compactación con rodillos oscilatorios tándem, sobre todo, está en condiciones de evitar estas ondulaciones en el asfalto y mejora considerablemente la planeidad.

•

•

Se reduce a largo plazo la formación de surcos de rodadas El tiempo de obra se acorta considerablemente porque dos etapas de trabajo pueden realizarse sucesivamente sin pausa intermedia El monto total de material tiene una mayor capacidad de retener el calor, lo que aumenta el intervalo disponible para compactar con el rodillo. Esto permite asfaltar aunque la climatología sea adversa. Se ahorra material en la capa de rodadura más costosa porque se puede realizar mas delgada

6.11. Asfalto bicapa de poro abierto (ZWOPA) El asfalto bicapa de poro abierto se ha desarrollado a partir del asfalto de poro abierto. En este asfalto, en vez de una capa de poro abierto, se aplican sobrepuestas dos capas de poro abierto que cumplen funciones diferenciadas. La capa inferior del asfalto bicapa ofrece un gran espacio hueco en profundidad porque utiliza una granulometría de 0/16. Con esta c aracterística se obtiene sobre todo una reducción acústica en el rango de baja frecuencia. La capa superior del asfalto bicapa tiene una granulometría más fina de 0/8 y reduce el ruido por la finura de su estructura. Con esta fina textura se consigue además un buen agarre. Las secciones reducidas de los poros actúan como un filtro, impidiendo así que las partículas grandes de suciedad penetren a la capa inferior.

6.12. Asfalto de dos capas "caliente sobre caliente" El método “asfalto bicapa en caliente" (pavimentación InLine) describe la aplicación sin solución de continuidad de la capa de ligante y de rodadura sin utilizar un rodillo para compactar la capa de ligante. Este método tiene las ventajas siguientes: •

•

La capa de rodadura tiene una mayor estabilidad y durabilidad Las capas de rodadura y ligante se acoplan muy bien entre sí, por eso, después de la compactación con el rodillo queda garantizada la excelente unión de las capas

A pesar de las ventajas de este método, hay que tener en cuenta que por muy buen rendimiento de compactación que tenga la extendedora, no se puede renunciar nunca a la compactación con el rodillo. Solo la reubicación de la partículas, tal y como se consigue con la compactación mediante rodillo, da como resultado una compactación definitiva y una íntima imbricación de las capas. Además, con la compactación mediante rodillo se evitan las grietas de contracción al enfriarse el asfalto. Otra razón es que la capa de rodadura solo adquiere la hermeticidad y planeidad necesarias mediante la compactación con el rodillo y luego el alisado y acabado. El método de pavimentación Inline de VÖGELE se presta especialmente para la aplicación de "asfalto bicapa en caliente" porque aquí se utilizan extendedoras convencionales. Estas máquinas se modifican simplemente para adaptarlas a este uso específico (depósitos de mezclado más grandes, etc.), pero, por lo demás, pueden seguir utilizándose en las obras normales.

antes de asfaltar con la nueva mezcla se aplica una película de aglomerante con una ex tendedora especial Este procedimiento se llama "capas finas con aplicación en caliente sobre sellado" (DSH-V en sus siglas alemanas). La capa selladora tiene dos efectos. Por un lado mejora la unión entre capas e impermeabiliza las capas inferiores y por otro, crea distintas zonas funcionales dentro de la capa DSH-V: una zona con pocos espacios vacíos en la parte inferior (impermeabilización) y una zona con muchos intersticios en la parte superior (con efecto de drenaje y reducción de las emisiones sonoras). Las ventajas de la capas fines aplicadas en caliente se perfeccionan aún más con este método. Los dos procedimientos solo son aptos para un compactado estático o mediante oscilación, porque si no se forman ondulaciones en el firme de la calzada o se estropea la estructura de la calzada (por desmenuzamiento de las partículas). Los rodillos de oscilación han demostrado especialmente su buen hacer en estos revestimientos asfálticos. Este tipo de compactación tan suave y fiable y el mayor intervalo disponible para el procesamiento constituyen una inmensa ventaja a la hora de compactar estos revestimientos tan finos y que, por eso, se enfrían tan rápido.


A I R A



O D A T L A F S A

6.13. Capas finas en la aplicación en caliente (DSH) Las "capas finas de aplicación en caliente" describe un método económico de puesta a punto y saneamiento de la capa de rodadura que restablece el agarre del firme. Las principales ventajas que tiene esta forma de asfaltado son los altos valores de agarre, la mejora del efecto de drenaje y la reducción de las emisiones acústicas. El grosor de capa corriente suele estar en torno a 2 cm. La granulometría máxima es de 5 o de 8 mm. Es muy conveniente utilizar una extendedora con aspersión porque mejora la ligazón entre la nueva capa de desgaste y el firme antiguo de la carretera. Directamente



6.14. Reciclado en frío El reciclado en frío en un procedimiento ecológico y rentable para fabricar capas base de alta calidad. En el reciclaje en frío in situ, una recicladora en frío forma gránulos con el pavimento antiguo de la carretera y les añade homogéneamente ligante nuevo (emulsión bituminosa, asfalto espumado o suspensión de cemento). De este modo, en una única fase de trabajo se fabrica una nueva mezcla de obra. Después del compactado se forma una capa que, en función del ligante, tendrá las propiedades de una mezcla ligada con asfalto o de una mezcla ligada con cemento. Las capas bases formadas por este método presentan una elevada resistencia. Las recicladoras en frío están equipadas con un rotor mezclador o fresador, un mezclador de circulación forzada y una instalación aspersora. Algunos tipos de máquina tienen además un martinete para aplicar y precompactar la nueva mezcla de material.

Un factor decisivo es que la precompactación se realice con celeridad, inmediatamente después de la preparación, especialmente en el reciclado en frío sin martinete integrado. Después se recomienda pasar un pesado rodillo autopropulsado con una elevada amplitud que compacte las zonas inferiores de la capa reciclada. Lo mejor para compactar capas de gran espesor con granulometría gruesa es un rodillo de apisonadora, las capas más finas es conveniente compactarlas con virolas de camisa lisa. Después de alisarlas con una aplanadora, las zonas superiores de la capa se pueden compactar con un rodillo autopropulsado con una amplitud baja. Si se emplea una recicladora con martinete, la primera compactación se puede realizar también con un rodillo tándem de vibración. Independientemente de si se precompacta o no, para obtener una superficie óptima hay que compactar además con un rodillo de neumáticos. Bombas controladas por microprocesador

6.15. Reforma El método de reforma consiste en devolver el relieve a una capa de rodadura antigua mediante una recicladora en caliente, sin modificar la composición del asfalto. Los surcos de rodada y las demás desigualdades del terreno se pueden compensar levantando el asfalto y volviéndolo a aplicar en una capa nivelada. También se puede cambiar en cierta medida la inclinación transversal (para que el agua fluya con más facilidad).

Reforma: sólo se recicla la capa de rodadura.

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6.16. Repavimentación Además de devolver el relieve al firme antiguo (igual que en el método de reforma), se aplica y trabaja una nueva capa fina de rodadura con un segundo sinfín distribuidor y un martinete. Las dos capas se compactan al mismo tiempo, con lo que consigue una buena unión entre las capas. Este método resulta adecuado para mejorar el agarre, compensar los surcos de rodada profundos, cambiar la pendiente transversal y reforzar la capa de rodadura.


Repavimentación: El pavimento se reforma de nuevo a partir del material de la capa de rodadura disponible. Para la capa de desgaste se utiliza material nuevo.

6.17. Nueva mezcla Las figuras muestran el reciclaje en frío in situ utilizando bitumen espumoso como ligante. Arriba se ve un rotor de fresado y un rotor mezclador, debajo un mezclador de circulación forzada. El bitumen espumoso se produce en la cabina de mezcla mezclando bitumen caliente con agua y aire. De esta forma el bitumen se vuelve espuma y envuelve las partículas fresadas.

Bombas controladas por microprocesador

A diferencia del método de reforma y de repavimentación, en el método de nueva mezcla el firme de la c alzada se mejora añadiendo nueva mezcla y /o asfalto. Las propiedades originales se pueden restablecer selectivamente o incluso mejorar. La homogeneidad de la mezcla resultante (el asfalto levantado y la nueva mezcla) se consigue mezclándola en profundidad en una mezcladora de circulación forzada y doble eje. La calidad es comparable con la de una mezcla de asfalto nueva. Las posibilidades de utilización abarcan desde la restauración de una capa de rodadura resquebrajada hasta la estabilización de una estructura superficial demasiado blanda. También se puede reforzar la obra mediante una capa de desgaste nueva (nueva mezcla plus). Los campos de utilización coinciden con los de los métodos de reforma y de repavimentación y llegan hasta el restablecimiento completo de una capa de rodadura demasiado quebradiza o demasiado blanda. También se puede reforzar la obra mediante una capa de desgaste nueva (nueva mezcla plus).


Nueva mezcla: A partir del material de capa de rodadura disponible y de la mezcla adicional se genera una nueva capa de rodadura.

Nueva mezcla Plus: Sobre la capa de rodadura de material disponible y mezcla adicional se incorpora además una capa de desgaste de material nuevo.


O D A T L A F S A



7. Indicaciones de instalación La construcción de una obra compacta y durable compuesta de varias capas requiere el mayor cuidado y experiencia. Los factores más importantes a tener en cuenta son: •

Compactación

•

Planeidad

•

Fusión entre capas

•

Soldaduras

•

Conexiones

•

Formación del borde

7.3. Fusión entre capas

7.4. Soldaduras

La fusión entre capas designa la ligazón resistente al empuje que hay entre dos capas o estratos de la estructura de la carretera y que las convierte en un todo conjunto. La imbricación y adherencia entre las distintas capas impide los movimientos internos por efecto del tráfico rodado y del clima. La importancia de la fusión entre capas ha crecido en los últimos años debido al aumento progresivo de la intensidad del tráfico. Una fusión deficiente entre las capas puede causar daños o deformaciones en la sujeción asfáltica cuando actúa en combinación con otros factores desfavorables. A pesar de este peligro, actualmente la fusión entre capas no está sometida a ninguna norma de verificación. Es decir, es competencia de las empresas constructoras asegurarse por su propio interés que la fusión entre capas se realice con la técnica correcta.

Las soldaduras (o costuras) son las superficies de contacto cuando la mezcla asfáltica se aplica en bandas adyacentes (soldadura longitudinal) o cuando se interrumpe el trabajo en sentido de aplicación (soldadura transversal). La soldadura se forma correctamente cuando se aplica "en caliente". Si el trabajo se realiza como es debido, la imbricación entre las partes será muy buena y las bandas se adherirán entre sí de un modo fiable. Si la mezcla asfáltica no se aplica con las dos partes "en caliente", sino solo una de ellas, la superficie de contacto debe prepararse de un modo similar a la superficie de unión en la fusión de capas. Condiciones de la superficie de soldadura: •

Requisitos de la superficie de unión:

7.1. Compactación Una compactación adecuada posee una importancia primordial porque reduce el contenido de vacío en la mezcla y permite alcanzar el grado de compactación requerido.

7.2. Planeidad En el aspecto de la planeidad hay que diferenciar entre la planeidad longitudinal y transversal. La planeidad en sentido transversal es importante para drenar el agua de la carretera en un grado suficiente. Cuando la nivelación transversal está alterada por surcos de rodada, el agua ya no puede fluir libremente y puede dar lugar al fenómeno del acuaplaneo en el área de estos surcos. La nivelación en sentido longitudinal, al inducir vibraciones en los vehículos, influye considerablemente en el confort de marcha, el esfuerzo que debe soportar la carretera, las emisiones sonoras y la seguridad de marcha.

En la medida de lo posible, una superficie de contacto inclinada (inclinación de 70 - 80°)

•

La superficie debe estar igualada

•

Rugosidad y porosidad

•

Debe rociarse toda ella con ligante

•

Debe estar limpia de polvo y suciedad

•

Rugosidad y porosidad

•

Seca y limpia de antiadherentes

•

Debe estar limpia de polvo y suciedad

•

•

Seca y limpia de antiadherentes

•

No debe presentar zonas en mal estado ni señalizaciones de tráfico

Revestimiento con una película suficientemente gruesa de ligante (en su caso, rociarla con adhesivo de contacto o una emulsión asfáltica)

•

•

•

Las uniones del asfalto a canalones, bordillos, techos de hormigón, muros y edificaciones integradas (como por ej. la tapa de la alcantarilla) Cuando se junta asfalto colado con asfalto de la misma clase En las superficies pequeñas (zanjas)

Las condiciones que tienen que cumplir las juntas coinciden en lo esencial con las de las soldaduras. La diferencia entre las dos es que los flancos de las juntas deben realizarse en vertical y pueden ser también lisos. Además se les debe aplicar una imprimación.

7.6. Formaciones de bordes La formación de los bordes consiste en fabricar, moldear, compactar y sellar los bordes al descubierto de todas las capas del asfalto. Los bordes deben ataludarse mediante un presionador de bordes (por lo general, con una inclinación del 2 : 1) y luego se rocían con asfalto caliente para sellarlos. Con este procedimiento se evita que el agua pueda penetrar por el lateral en la capas más profundas. Siempre hay que asegurarse de que los bordes no se ensucien antes del sellado.


A I R A



7.5. Uniones (juntas) Si se producen capas adyacentes con propiedades no comparables, las uniones deben realizarse en forma de juntas. Las juntas se pueden hacer o bien mediante vertido o con cintas de junta susceptibles de fundirse.

O D A T L A F S A

Las juntas se ejecutan notablemente más anchas que las soldaduras porque tienen que absorber y compensar todos los cambios de longitud y anchura debidos a las temperaturas. Uniones que deben ejecutarse en forma de juntas: •

Cuando se coloca asfalto de laminación junto a asfalto colado o a la inversa.



8. Prueba de compactación De modo similar a las obras de tierra, también en el asfaltado hay distintos métodos para determinar el grado de compactación y la resistencia de la capa de asfalto. A continuación se explican brevemente los procedimientos más usuales. Grado de compactación

Obra (por ej. núcleo de perforación) Laboratorio (por ej. probeta Marshall)

8.1. Ensayos en la probeta Marshall

8.2. Núcleos de perforación

8.3. Sondas radiométricas

Para comprobar la compactación del asfalto pavimentado se toman in situ (es decir, en la obra) núcleos de perforación de la capa asfáltica acabada y luego se analiza en el laboratorio su densidad y contenido de espacio. Los valores determinados se comparan con la compactación alcanzada de la muestra de la probeta Marshall. Con este método de inspección, la capa asfáltica se "daña" en la zona en que se toma el núcleo de perforación, aunque la perforación se vuelva a rellenar con asfalto (punto de toma de muestra = punto débil).

Un método de inspección no destructivo es medir la densidad con sondas radiométricas en la obra. Los rayos gamma se descargan en el material objeto del ensayo y este los refleja más o menos debilitados y dispersos. Con las reflexiones medidas se puede analizar la densidad, de un modo similar a los rayos X en una exploración médica. Este método es ideal como forma de control porque, en parte, no requiere complicados ensayos de laboratorio que tardan mucho tiempo. Pero la precisión del resultado depende en gran medida del manejo del dispositivo.

Los núcleos de perforación se sacan de la cubierta lista de asfalto y a continuación se analiza en el laboratorio.

8.4. Sondas electromagnéticas En la obra se toman muestras de la mezcla aplicada y en el laboratorio se crean a partir de ellas muestras de probeta Marshall. Las muestras Marshall son probetas cilíndricas normalizadas que se producen con un trabajo de compactación definido y que sirven de referencia con respecto al rendimiento de compactación en la obra. Las muestras Marshall sirven sobre todo para determinar la densidad espacial y otros coeficientes tecnológicos, como por ej. la estabilidad de Marshall, la fluidez de Marshall y la resistencia a hendirse por tracción. Pero también permite analizar la composición del asfalto.

De modo similar a las sondas radiométricas, el instrumento metrológico PQI (Pavement Quality Indicator, indicador de la calidad de la pavimentación) se utiliza para medir la densidad. A diferencia de las sondas de isótopos, el PQI no mide la densidad con rayos gamma sino mediante un campo electromagnético.

Elaboración de una probeta Marshall: Una forma de acero definida se rellena de mezcla y se compacta por ambos lados mediante un aparato compactador Marshall. El proceso de compactación prevé un número determinado de impactos a partir de una altura predeterminada. Después se deja enfriar la probeta hasta temperatura ambiente.

Una medición con la sonda PQI tarda pocos segundos y suministra resultados incluso más rápido que una medición con una sonda radiométrica. Estas características hacen de este método de medición el instrumento de control ideal en la obra. Pero también en esta sonda la precisión del resultado depende en gran medida del manejo del dispositivo.

9. FDAV (Control de compactación de asfalto en toda la superficie) El Control de compactación de asfalto en toda la superficie es, análogamente al Control dinámico de compactación en todo el área, una herramienta para controlar y documentar la calidad de modo exhaustivo en todo el área. Pero, a diferencia de las obras de tierra, la rigidez del asfalto no se puede considerar un criterio de calidad. En el asfaltado los factores esenciales son el grado de compactación y la proporción de intersticios vacíos, no la capacidad portante. Además la rigidez del asfalto depende mucho de su temperatura, el espesor de la capa y la estructura o

subsuelo que le sirvan de lecho. Por eso, los valores de rigidez medidos en un manto de asfalto tienen una utilidad muy limitada como coeficientes. También es problemático calibrar los valores de rigidez con respecto al grado de compactación, por los factores de influencia que acabamos de citar. El Control de compactación de asfalto en toda la superficie no ha sido sistematizado aún en una reglamentación.

V. CONSEJOS ÚTILES Y TABLAS 1. Consejos útiles para obras de tierra

105

1.1. Amplitud y frecuencia 1.2. Roca 1.3. Arena / grava / balasto / grava machacada 1.4. Arcilla / barro / limo


105 105 106 107

108

2.1. Clasificación del suelo (según la norma DIN 18196) 2.2. Densidades típicas de distintos suelos 2.3. Granulometrías 2.4. Resistencia del suelo y grado de compactación


108 109 110 110

111

3.1. Preparación del trabajo (lista de verificación) 111 3.2. Reglas básicas para el apisonamiento de asfalto 112 3.3. Reglas de aplanado (10 obligaciones) 114 3.4. Esquemas de aplanado 116 3.5. Capa base asfáltica 120 3.6. Ligante asfáltico 120 3.7. Capa de rodadura base 120 3.8. Hormigón asfáltico 121 3.9. Asfalto mástico con gravilla (SMA) 121 3.10. Asfalto de baja temperatura 121 3.11. Asfalto permeable 122 3.12. Asfalto de poros abiertos (silencioso) 122 3.13. Asfalto de dos capas de poros abiertos (ZWOPA) 122 3.14. Asfalto de dos capas "caliente sobre calie nte" (pavimentación InLine) 123 3.15. Capas finas en la aplicación en caliente (DSH) 123 3.16. Reciclado en frío 123 3.17. Reform a 124 3.18. Repavimentación 124 3.19. Nueva mezcla 124

4. Tablas de asfaltado 4.1. Clasificación del asfalto (antigua - nueva) 4.2. Campos de aplicación

5. Especificaciones internacionales 5.1. Gran Bretaña 5.2. Categorías en Francia 5.3. Guía de aplanado en los EE.UU.

6. Fórmulas generales y tablas 6.1. Rendimiento de compactación 6.2. Conversión de unidades de medida

125 125 125

126 126 132 134

136 136 138


A I R A



O D A T L A F S A



V. CONSEJOS ÚTILES Y TABLAS

1. Consejos útiles para obras de tierra

En el capítulo "Consejos útiles y tablas" deseamos proporcionarle tanto al operario de la máquina como al responsable de planificación o al jefe de obras una serie de informaciones útiles y de cuadros de datos que les servirán de valiosa ayuda en su trabajo diario en la obra. Hay que tener en cuenta que algunos de los valores expuestos tienen un valor puramente orientativo, porque; por lo general, dependen de una multiplicidad de factores. Algunos de los datos de las tablas proceden de las normas DIN y de las fichas de consulta vigentes en Alemania. Por eso, sobre todo para las aplicaciones fuera del territorio de este país, deben entenderse únicamente como pautas guía. En caso de discrepancia, siempre se debe dar prioridad a la normativa local vigente.

Los tipos de suelo utilizados con más frecuencia en las obras de tierra vamos a tratarlos brevemente, con recomendaciones de compactación e indicaciones sobre la profundidad de trabajo con los distintos rodillos.

La sección "Consejos útiles y tablas" está dividida en los apartados obras de tierras y asfaltado.

1.1. Amplitud y frecuencia La selección de la máquina más adecuada y la configuración de la vibración correspondiente dependen del suelo que se vaya a compactar. Los rodillos tienen propensión a pasar al modo discontinuo en los suelos con una elevada capacidad de resistencia. Cuando el suelo es muy duro, la virola rebota con tal fuerza que la energía de compactación del impacto siguiente se disipa en el aire. Este efecto debe evitarse en lo posible. Si, con una amplitud constante, se reduce la frecuencia, queda más tiempo hasta que la virola vuelve a tocar el suelo. Entonces está en condiciones de transmitir energía de compactación al suelo con cada impacto. La reducción de la frecuencia no reduce la eficiencia prácticamente nada. Más bien al contrario, el rodillo trabaja con la mayor eficiencia justo antes del funcionamiento discontinuo. En este modo discontinuo, sin embargo, la eficiencia se reduce a la mitad.

Si la máquina sigue en el modo discontinuo, pero ya no se puede seguir disminuyendo más la frecuencia, entonces se debe cambiar a una amplitud reducida. En este caso, el ajuste de la frecuencia tiene un comportamiento análogo a una amplitud grande, solo en un rango de frecuencia más elevado. No obstante, con una amplitud reducida se aminora también el efecto de profundidad de la máquina. El modo discontinuo se reconoce por el tono sordo que se escucha durante la compactación. Pero el método de reconocimiento más seguro es la indicación de modo discontinuo del indicador HCQ.

1.2. Roca Recomendación de compactación Tipo de máquina: Rodillo pesado para obras de tierra (10-25 t) Tipo de virola: Virola de camisa lisa Amplitud: Primero una amplitud grande (si se requiere, una amplitud menor) Pasadas: 4-10


A I R A



En la gráfica se reconoce que los suelos rocosos se pueden compactar de modo considerablemente más rentable reduciendo un poco la profundidad de trabajo.

0 3410

3412

3 41 4

35 16

3 518

35 20

3625

3411

O D A T L A F S A

50

100

150

200 cm

Profundidad de trabajo idónea desde el punto de vista económico Profundidad de trabajo máx. (= más pasadas)

Indicaciones medias que, como es lógico, pueden variar mucho en función de las condiciones del suelo..



1.3. Arena / grava / balasto / grava machacada

1.4. Arcilla / barro / limo

Recomendación de compactación

Recomendación de compactación

Tipo de máquina: Tipo de virola: Amplitud: Pasadas:

Tipo de máquina: Tipo de virola:

Todos los rodillos para obras de tierra Virola de camisa lisa Primero una amplitud grande, luego pequeña 4-12

Amplitud: Pasadas:

0

Todos los rodillos para obras de tierra Virola de pisón para amasar y trabajar la tierra o bien para ampliar la superficie y desecar Virola de camisa lisa para el alisado posterior de la superficie grande 6-12

0 3205

3307

3410

3412

3 41 4

35 16

3 518

35 20

3205

3625

3411

50

50

100

100

150

150

3307

3410 3411

3412

3414

3516

3518

3520

3625


A I R A


En los suelos cohesivos la compactación depende en gran manera del contenido hídrico.

200 cm

200 Profundidad de trabajo idónea desde el punto de vista económico Profundidad de trabajo máx. (= más pasadas)

Indicaciones medias que, como es lógico, pueden variar mucho en función de las condiciones del suelo.

En la arena, grava y balasto, la reducción de la profundidad de trabajo se traduce en un aumento de la eficiencia, sobre todo en los rodillos autopropulsados pesados.

cm

Profundidad de trabajo idónea desde el punto de vista económico Profundidad de trabajo máx. (= más pasadas)

Indicaciones medias que, como es lógico, pueden variar mucho en función de las condiciones del suelo.


Cuando se compactan suelos cohesivos el efecto no es tan profundo como en los suelos no cohesivos comparables. De todos modos, también aquí reduciendo la profundidad de trabajo se consigue un incremento de la rentabilidad.

O D A T L A F S A




2.2. Densidades típicas de distintos suelos

En los siguientes cuadros se enumeran y clasifican de modo sinóptico las propiedades de distintos suelos.

2.1. Clasificación del suelo (según la norma DIN 18196)

División según la distribución granulométrica

Grava

Suelos de granulometría gruesa Arena

División según las propiedades plásticas

Denominación

Graduación reducida

GE

Graduación amplia

GW

Graduación intermitente

GI

Graduación reducida

SE

Graduación amplia

SW

Graduación intermitente

SI

Material / suelo

Densidad g/cm³

Suelos cohesivos

1,65 - 2,05

Tierra, húmeda

1,5

- 1,7

Tierra, saturada de agua

1,7

- 1,9

Tierra, seca

1,4

- 1,6

Arena fina

1,6

- 1,9

Arena gruesa

1,6

- 1,9

Grava, mojada

1,9

- 2,1

Grava, seca

1,7

- 1,9

Limo orgánico

1,25 - 1,6

GU limoso

Tierra vegetal

1,25 - 1,45

GT

Arena del Rin 0/2, seca

1,4

- 1,6

GT*

Arena, húmeda

1,7

- 1,9

GU*

Proporción de grava

La tabla muestra a modo ejemplar la densidad aproximada de distintos suelos. Los valores indicados dependen, como es de suponer, en gran medida de la composición exacta del suelo y de su contenido de agua. Por eso, se trata solo de pautas utilizables para una estimación general.


A I R A



arcilloso

Suelos de grano mixto SU

Arena, mojada

1,9

- 2,1

SU*

Arena, seca

1,5

- 1,65

ST

Limo

1,4

- 1,7

Bala sto (gravilla triturada) 5/10, seca

1,4

- 1,6

Arena del Rin 0/63, seca

1,5

- 1,7

Arcilla, mojada

1,9

- 2,1

Arcilla, seca

1,7

- 1,9

Turba

1,0

- 1,25

limoso Proporción de arena arcilloso ST*

Limo

Ligeramente plástico

UL

Moderadamente plástico

UM

Marcadamente plástico

Suelos de granulometría fina

Arcilla

O D A T L A F S A

UA

Ligeramente plástico

TL

Moderadamente plástico

TM

Marcadamente plástico

TA

En esta tabla se muestra el esquema de la clasificación de suelos según DIN 18196. Se ha renunciado a una subclasificación más pormenorizada de los suelos con arreglo a porcentajes de masa, granulometrías y límites de fluidez.




2.3. Granulometrías Granulometría > 200 s s o a v d i a s b e i h r c o c s a o l n u c s í o t l r e a P u S

s o v s s i s a l a e s h u o c o í t g c r n s a a o P f l e u S

Denominación

Magnitudes de comparación

Las orientaciones en la sección "Consejos útiles en las obras de asfalto" tienen por objeto aclarar nociones básicas en torno a la compactación del asfalto. Además se proporcionan recomendaciones de compactación para los tipos de asfalto más comunes.

-

mm

Bloques

63

- 200

mm

Piedras

20

- 63

mm Gruesa -

mayor que avellanas, menor que huevos de gallina

6,3

- 20

mm Mediana - Grava

mayor que guisantes, menor que avellanas

2

- 6,3

mm Fina -

menor que guisantes, mayor que cabezas de cerillas

0,63

- 2

mm Gruesa -

mayor que sémola, menor que cabezas de cerillas

3.1. Preparación del trabajo (lista de verificación)

0 ,2

- 0 ,6 3

m m M ed ia na - Arena

i gu al q ue s ém ol a

0,063

- 0,2

mm Fina -

menor que sémola pero las partículas individuales son aún perceptibles

0,02

- 0,063

mm Grueso -

0,00 63

- 0,02

mm Mediana - Limo

0 ,0 02

- 0 ,0 06 3 mm Fi na -

< 0,002 -

mm

Las partículas individuales ya no se reconocen a simple vista

Arcilla

Un método de evaluar con facilidad las granulometrías de los distintos suelos es realizar comparaciones de tamaño con distintos objetos cotidianos.

Antes de arrancar el rodillo: •

•

Capa Plataforma Capa de protección contra heladas clase SV, I a V Capa de protección contra heladas clase VI Capas base de gravilla y balasto 1 2

Módulo de deformación Ev2 [MN/m²]

Verifique el buen funcionamiento de la iluminación, los intermitentes y el faro panorámico

•

Compruebe el nivel del aceite del motor y del aceite hidráulico

•

Cerciórese de que el filtro de agua y la instalación de aspersión funcionen correctamente

•

•

Grado de compactación Dpr [%]

Divergencia con respecto a la altura de referencia [cm]

Desigualdad [mm/4 m]

> 45

-

-

-

> 120 1

103

± 2,0

-

> 100

100

± 2,0

-

103

± 2,0

< 20

> 120, 150 o bien 180

2

Clase constructiva V: Ev2 > 100 MN/m² En función del material, el espesor de capa y el módulo de deformación de la base

Esta tabla muestra la capacidad portante y el grado de compactación mínimo exigidos a las distintas capas de las obras de tierra, basados en los baremos corrientes en Alemania.

Si hay peligro de heladas, asegúrese antes de comenzar el trabajo de que no se hayan adherido por el hielo cuerpos extraños a las virolas y neumáticos

•

•

2.4. Resistencia del suelo y grado de compactación

Dese una vuelta en torno al rodillo para asegurarse de que no haya obstáculos en el área de trabajo ni de tránsito

Como norma general, deje funcionar la máquina al ralentí, para que el motor y la instalación hidráulica alcancen la temperatura de funcionamiento


A I R A



En los rodillos de neumáticos, compruebe la presión de servicio del sistema neumático En los rodillos combinados y de neumáticos, asegúrese del buen funcionamiento de la calefacción de los neumáticos

Después del terminar el trabajo o en caso de interrupciones prolongadas: •

Al estacionar el rodillo asegúrelo para que no pueda rodar accidentalmente

•

Una vez finalizado el trabajo, extraiga el interruptor seccionador de la batería

•

O D A T L A F S A

Cuando haya riesgo de heladas, vacíe completamente los depósitos de agua y el sistema de aspersión y coloque la máquina sobre tacos de madera.

Como norma general: •

Aténgase a los intervalos de cambio de aceite y de servicio



3.2. Reglas básicas para el apisonamiento de asfalto A la hora de preparar y llevar a cabo la compactación con el rodillo siempre se deben tomar como referencia el tipo de mezcla, las condiciones locales de aplicación y la climatologíareinante.

•

•

Con una velocidad demasiado baja, hay un elevado riesgo de que se formen ondulaciones por efecto de los virajes. A velocidades muy bajas hay peligro de que se formen abombamientos al compactar con vibración.

Por lo general: •

•

asfalto se ha enfriado demasiado o excesivamente rápido por efecto del viento o de la abundancia de agua de aspersión. En este caso la superficie se ha enfriado pero el núcleo está aún caliente. El rodillo destruye esta "tapa" y se producen grietas.

Las capas de rodadura se compactan con amplitudes reducidas y frecuencias elevadas. Las capas gruesas a partir de 8 cm se compactan primero con una amplitud elevada y luego reducida.

Las consecuencias: Número de rodillos

Temperatura de aplanado

El número necesario de rodillos depende de varios factores:

En general se aplica lo siguiente: "Un rodillo no debe estar solo". Porque si en una obra hay disponible un único rodillo, si falla esta máquina (y también las minucias pueden causar su parada técnica), ya no se podrá continuar aplicando el producto.

El rango de temperaturas ideal para compactar asfalto se encuentra entre 140 y 100 °C. En este margen se pueden compactar con oscilación y vibración la mayor parte de los asfaltos. Con temperaturas más elevadas, debe tenerse cuidado con la compactación dinámica para evitar el riesgo de mover el material o de desagregarlo (por ejemplo, atrayendo a la superficie el asfalto). Bajo determinadas circunstancias (por ej. con un asfalto de baja estabilidad), a temperaturas por encima de 140°C debe compactarse únicamente con un método estático. A temperaturas por debajo de 100 °C la compactación debe ser exclusivamente estática o mediante oscilación, para evitar los desmenuzamientos de las partículas.

Número de las pasadas del rodillo

Peso de los rodillos

El número necesario de pasadas depende de varios factores:

En el asfaltado, se utilizan rodillos con pesos útiles entre 1,5 y 14 toneladas que se pueden dividir a grandes rasgos en las categorías siguientes:

• • • •

• • • • • • •

La capacidad de aplicación según el peso y el área La compactabilidad de la mezcla Precompactación con la extendedora Tiempo de compactación disponible

Clase y peso de los rodillos Velocidad de aplanado Espesor de aplicación Temperatura de la mezcla / climatología La compactabilidad de la mezcla Precompactación con la extendedora Estabilidad de la subestructura

No se pueden proporcionar cifras absolutas con respecto al número de pasadas sin conocer todos estos parámetros.

•

Si la velocidad es demasiado elevada hay peligro de que se formen ondulaciones al aplicar la vibración ("efecto de tabla de lavado").

•

•

En las pendientes ascendentes se debe compactar con vibración. Las descendentes requieren un método estático.

•

En las pendientes en que se empleen rodillos combinados, las ruedas se deben colocar siempre cuesta abajo para tener la mayor fuerza de tracción posible.

•

Con temperaturas del asfalto por debajo de 100 °C solo se debe compactar con métodos estáticos o con oscilación porque la vibración conlleva el riesgo de desmenuzar o perjudicar la textura de las partículas de material (formación de grietas). Además se puede destruir la fusión de capas.

•

Grietas en el aplanado

Rodillos ligeros

1,5 - 6 t

•

Rodillos semipesados

7 - 11 t

•

Rodillos pesados

11 - 14 t

• •

•

Cuando el rodillo empuja por delante una "ondulación de proa". Este fenómeno ocurre cuando la extendedora ha precompactado insuficientemente y luego se utilizan rodillos pesados demasiado pronto. Al aplicar pavimentaciones gruesas, si se espera demasiado con la compactación o si la superficie del

En las capas de rodadura, las fisuras son un fenómeno muy preocupante. Si no se cierran, el agua y la suciedad pueden penetrar por ellas. Estas grietas se pueden volver a cerrar muy bien pasando un rodillo de neumáticos o combinado sobre el asfalto suficientemente caliente, gracias al efecto de amasado y de pisada de los neumáticos.

A I R A


Las grietas longitudinales se forman en el asfalto por las causas siguientes:

Las grietas transversales se forman en el asfalto por las causas siguientes:

•

•

Por el cizallamiento de la mezcla al utilizar rodillos pesados. En este caso la superficie se ha enfriado pero el núcleo está aún caliente. El rodillo destruye esta "tapa" y se producen grietas. Este efecto se produce sobre todo cuando en las áreas con pendiente transversal se comienza a pasar el rodillo por el borde situado más arriba. Es decir, no se puede formar un contrafuerte en que el rodillo pueda "descansar".


Por errores en la subestructura.

Esta gráfica muestra las áreas de temperatura en que se deben utilizar los distintos sistemas de compactación.

O D A T L A F S A

Peculiaridades a tener en cuenta cuando se utiliza un rodillo vibratorio •

Velocidad de aplanado La velocidad típica del rodillo para todos los asfaltos se encuentra entre 3 y 6 km/h.

•


•

Antes de dar la vuelta (de cambiar del desplazamiento de avance al de retorno), hay que desconectar la vibración En caso de que la extendedora haya precompactado poco, la primera pasada se debe compactar con un método estático (para evitar los desplazamientos del material)


•

Seleccione la amplitud y la frecuencia en función de la clase de asfalto y del grosor de aplicación


3.3. Reglas de aplanado (10 obligaciones) Primer deber: Pasar el rodillo lo más próximo posible detrás de la extendedora Para obtener una compactación óptima y aprovechar al máximo el intervalo disponible de temperatura idónea, hay que comenzar lo antes posible a compactar. Por otro lado, tampoco debe comenzarse a compactar demasiado pronto para evitar que se produzcan desplazamientos del material. Las temperaturas del asfalto en torno a 140 °C han demostrado en muchos casos su conveniencia. Pero la temperatura para pasar el rodillo puede variar en función de la mezcla de asfalto. A unas temperaturas entre 80 y 100 °C debería normalmente haberse concluido ya la compactación. Características típicas de una entrada en servicio prematura del rodillo: • • •

•

Arqueamiento junto a la virola Fisuras transversales detrás de la virola Adherencia del asfalto a la virola a pesar de la aspersión Fuerte empuje delante de la virola

Segundo deber: Primero hay que compactar las soldaduras (conexiones) Soldaduratransversal: La compactación de la soldadura transversal se comienza desde el lado frío con un solapamiento de unos 10-20 cm de asfalto caliente. No pase longitudinalmente ni en diagonal sobre la costura transversal (solo excepcionalmente cuando no haya espacio suficiente en la obra), porque entonces se formará una ondulación prácticamente imposible de planchar. Soldadura longitudinal en la aplicación "caliente junto a frío": La compactación de la soldadura longitudinal se comienza desde el lado frío con un solapamiento de 10-20 cm de asfalto caliente. Compacte solo con un método estático o con oscilación, para no dañar el asfalto frío. Para compactar la superficie restante se comienza por el lado más alejado de la costura.

Soldadura longitudinal en la aplicación "los dos lados en caliente": Dejar que se forme una costura central (aprox. 15 cm) y compactarla al final. Tercer deber: Al compactar comenzar siempre con el borde inferior

misma rodada, para obtener una compactación uniforme y evitar los virajes en el asfalto caliente. El paso en diagonal (10 cm) se aprovecha para evitar cizallar el asfalto porque las virolas no van entonces totalmente por la misma rodada. Todas las rodadas del rodillo deben solaparse lateralmente (aprox. 10 cm), para que no se queden franjas sin compactar.

se adhiere a los neumáticos. Décimo deber: El rodillo no se debe dejar jamás parado sobre el asfalto caliente Si el rodillo se estaciona sobre el asfalto caliente, causará rápidamente aplastamientos u ondulaciones que luego, la mayor parte de las veces, ya no se pueden aplanar ni eliminar.

Al compactar carreteras con inclinación transversal o curvas, siempre se empieza con el lado más bajo. De esta forma se forma un contrafuerte sobre el que se puede apoyar el rodillo. En la pasada final hay que compactar estáticamente de arriba hacia abajo para alisar las huellas que puedan aún quedar en el asfalto.

Séptimo deber: Efectuar el cambio de pista del rodillo en el lado frío Los virajes para cambiar la pista del rodillo se efectuará solo en la parte del asfalto que ya esté fría, para evitar los aplastamientos.

LAS 10 OBLIGACIONES PARA LOS

Cuarto deber: Antes de dar la vuelta hay que desconectar la vibración / oscilación

Octavo deber: Pasar el rodillo en pistas paralelas

CONDUCTORES DEL RODILLO

La vibración / oscilación se conecta después del arranque y se apaga justo antes dar la vuelta. Después se vuelve a encender de nuevo. Si el rodillo parado sigue compactando en el sitio con vibración u oscilación se formarán ondulaciones en el asfalto que luego serán muy difíciles de alisar en las pasadas posteriores. El modo automático ofrece aquí gran comodidad al conductor porque la vibración / oscilación se apaga automáticamente y se vuelve a arrancar en cuanto se sobrepasa o no se alcanza una velocidad determinada.

La superficie asfaltada se debe aplanar en pistas o franjas paralelas para garantizar una compactación lo más homogénea posible. En la medida de los posible, el rodillo no debe dar la vuelta en franjas distintas directamente adyacentes. Es mejor efectuar la siguiente vuelta siempre un par de metros más adelante o más atrás. Así se evitan las ondulaciones al invertir la marcha.

Adicionalmente, antes de dar la vuelta se debe girar el volante un poco para que la suave ondulación que siempre se produce aquí tenga un recorrido ligeramente diagonal (y no transversal) con respecto a la franja compactada. Esta ondulación ligeramente diagonal se puede luego alisar fácilmente en las pasadas siguientes.

Cantidad insuficiente de agua: En este caso el asfalto se queda adherido a la virola y hay que desprenderlo rascando. Durante este trabajo no se puede compactar. En las capas de rodadura las adherencias en las virolas producen huellas imborrables en el asfalto.

Quinto deber: Cambiar la velocidad del rodillo siempre con suavidad

Demasiada agua:

Como regla general, siempre debe acelerarse y frenarse suavemente para evitar las ondulaciones en el asfalto. Este principio se aplica sobre todo al dar la vuelta porque las ondulaciones que se produzcan aquí son luego muy difíciles de alisar en las pasadas siguientes. Sexto deber: Conducir por la misma rodada al avanzar y al retroceder En la marcha de avance hasta la extendedora y hacia atrás hasta el asfalto frío, el rodillo debe marchar por la

A I R A

I.

PASAR EL RODILLO LO MÁS PRÓXIMO POSIBLE DETRÁS DE LA EXTENDEDORA

II.

PRIMERO HAY QUE COMPACTAR LAS SOLDADURAS (CONEXIONES)

III. AL COMPACTAR COMENZAR SIEMPRE CON EL BORDE INFERIOR

Noveno deber: Rociar las virolas con suficiente agua para evitar las adherencias

Si se rocía demasiada agua en la virola el asfalto se seca más rápidamente, lo que, a su vez, acorta el tiempo disponible para la compactación. Además, la superficie del asfalto puede hacerse porosa en ciertos casos, lo que la hace luego más propensa al desgaste. Rodillos de neumáticos: Los neumáticos se deben rociar con un aditivo especial al comienzo del trabajo de compactación. Cuando se calientan por el asfalto, normalmente este material ya no




IV. ANTES DE DAR LA VUELTA HAY QUE DESCONECTAR LA VIBRACIÓN / OSCILACIÓN V.

CAMBIAR LA VELOCIDAD DEL RODILLO SIEMPRE CON SUAVIDAD

VI. CONDUCIR POR LA MISMA RODADA AL AVANZAR Y AL RETROCEDER

O D A T L A F S A

VII. EFECTUAR EL CAMBIO DE PISTA DEL RODILLO EN EL LADO FRÍO VIII. PASAR EL RODILLO EN PISTAS PARALELAS IX. ROCIAR LAS VIROLAS CON SUFICIENTE AGUA PARA EVITAR LAS ADHERENCIAS X.

EL RODILLO NO SE DEBE DEJAR JAMÁS PARADO SOBRE EL ASFALTO CALIENTE



3.4. Esquemas de aplanado


En este capítulo se muestran gráficamente los esquemas de aplanado más utilizados para las distintas condiciones de aplicación. La numeración de las pistas muestra el orden en que se pasa por ellas el rodillo. En general se aplica lo siguiente: •

•

•

Antes de dar la vuelta hay que virar un poco para que la compresión ligera que siempre se produce discurra ligeramente en diagonal con respecto a la rodada del rodillo (y no transversalmente, véase también las reglas de aplanado, el cuarto deber). Una compresión diagonal se puede volver a alisar en la pasada siguiente. Una compresión transversal con respecto a la rodada del rodillo se intensificaría aún más con las pasadas siguientes. Para facilitar la representación, este efecto no se muestra en los esquemas. Todas las rodadas del rodillo deben solaparse lateralmente (aprox. 10 cm), para que no se queden franjas sin compactar (véase las reglas de compactado, el sexto deber).

A I R A


Cambie siempre la rodada en el asfalto ya enfriado. S A R R E I T E D S A R B O

El cambio de rodada se debe realizar siempre en el asfalto que ya se haya enfriado, para evitar los desplazamiento de material en el asfalto caliente. Aplicación sin fijación lateral Virar delante de la extendedora para que la compresión no se produzca transversal a la rodada del rodillo sino ligeramente en diagonal.

O D A T L A F S A

La primera rodada del rodillo (rodada 1) se comienza dejando una distancia de aprox. 20 cm hacia el lateral. Si se comenzase directamente en el lateral podría ocurrir que el rodillo se venciese hacia afuera. Con las siguientes rodadas (2 y 3) se compacta la superficie restante hasta que en el otro lateral solo queda una delgada franja. Al final se compactan las dos delgadas franjas a la derecha y a la izquierda (rodadas 4 y 5).



Aplicación con fijación lateral (como por ej., un bordillo)

Aplicación "parte caliente junto a parte caliente" con dos rodillos


A I R A


La primera rodada del rodillo (rodada 1) se puede comenzar directamente en el lateral, porque el rodillo no puede vencerse hacia el lado del bordillo. Con las siguientes rodadas (rodadas 2 y 3) se compacta toda superficie restante hasta el lateral opuesto.

Aplicación "parte caliente junto a parte fría"


Para simplificar,aquí se supone que los dos costados tienen una fijación lateral. Los dos rodillos comienzan directamente en los costados (rodada 1 de cada uno) y compactan luego la franja siguiente (la rodada 2 de cada uno) dejando una franja de unos 15 cm a la izquierda y a la derecha de la costura. Uno de los dos rodillos compacta luego la soldadura que se ha dejado sin compactar (rodada 3).

O D A T L A F S A

Aplicación "parte caliente junto a parte fría": Para simplificar,aquí se supone que el costado libre tiene una fijación lateral. Con la primera y la segunda rodada (rodadas 1 y 2) la costura se compacta primero desde el lado frío con un solapamiento de 10-20 cm y luego con un solapamiento de media anchura de la virola. Después se comienza en el otro lado, directamente en la fijación lateral (rodada 3) y se va avanzando hasta la costura (rodadas 4 y 5).



3.5. Capa base asfáltica

3.8. Hormigón asfáltico

Rodillo

Rodillos pesados

Rodillo


Amplitud

Comenzar con una amplitud grande

Amplitud

Amplitud reducida

Pasadas

Muchas pasadas

Pasadas

Número medio de pasadas

Clase de compactación

Vibración y oscilación



Características peculiares

Si el asfalto tiene poca estabilidad, compactar estáticamente las 2 primeras pasadas Procesamiento sencillo


Evitar la velocidad baja Evitar las temperaturas demasiado elevadas Si el asfalto tiene poca estabilidad, compactar estáticamente las 2 primeras pasadas

3.6. Ligante asfáltico 3.9. Asfalto mástico con gravilla (SMA) Rodillo


Amplitud

Amplitud grande

Pasadas





Material propenso al desplazamiento Evitar la baja velocidad Evitar las temperaturas demasiado elevadas Si el asfalto tiene poca estabilidad, compactar estáticamente las 2 primeras pasadas

3.7. Capa de rodadura base

Rodillo

Rodillos semipesados a pesados

Amplitud

Amplitud reducida

Pasadas





Evitar las temperaturas demasiado elevadas para que el asfalto no suba a la superficie Suele ser sencillo de procesar

3.10. Asfalto de baja temperatura

Rodillo


Rodillo


Amplitud


Amplitud

Amplitud grande en ligante y capa base Amplitud pequeña en capa de rodadura

Pasadas

Muchas pasadas

Pasadas







Si el asfalto tiene poca estabilidad, compactar estáticamente las 2 primeras pasadas


Ampliación hacia abajo en 10-20 °C del rango de temperatura para compactar


A I R A



O D A T L A F S A



3.11. Asfalto permeable

3.14. Asfalto de dos capas "caliente sobre caliente" (pavimentación InLine)

Rodillo

Rodillos ligeros hasta semipesados

Rodillo


Amplitud

Amplitud reducida

Amplitud

Amplitud reducida

Pasadas

Número bajo hasta medio de pasadas

Pasadas

Pocas pasadas


Estático o vibración


Sobre todo oscilación y en algunos casos, vibración


Evitar las temperaturas demasiado elevadas para que el asfalto no suba a la superficie Solo pocas pasadas con vibración Los bordes no deben compactarse con un presionador de bordes porque si no el agua no podrá drenarse


Material propenso al desplazamiento Comenzar a compactar con temperaturas bajas porque la capa es muy gruesa y el asfalto se enfría lentamente Si el asfalto tiene poca estabilidad, compactar estáticamente las 2 primeras pasadas Si se producen desplazamientos de material, compactar solo con oscilación

3.12. Asfalto de poros abiertos (silencioso) Rodillo

Rodillos ligeros hasta semipesados

3.15. Capas finas en la aplicación en caliente (DSH)

Amplitud

Amplitud reducida

Rodillo


Pasadas


Amplitud

Ninguno



Pasadas

Pocas pasadas


Evitar las temperaturas demasiado elevadas para que el asfalto no suba a la superficie Solo pocas pasadas con vibración Los bordes no deben compactarse con un presionador de bordes porque si no el agua no puede drenarse


Solo oscilación o estática


Oscilación solo en una dirección (hacia la extendendora) Formación de ondulaciones si se utiliza vibración

3.13. Asfalto de dos capas de poros abiertos (Z WOPA) Rodillos ligeros hasta semipesados

Amplitud

Amplitud reducida

Pasadas





Evitar las temperaturas demasiado elevadas para que el asfalto no suba a la superficie Solo pocas pasadas con vibración Los bordes no deben compactarse con un presionador de bordes porque si no el agua no puede drenarse

A I R A



O D A T L A F S A

3.16. Reciclado en frío Rodillo


Rodillo

Rodillos pesados

Amplitud


Pasadas

Muchas pasadas




Si el asfalto tiene poca estabilidad, compactar estáticamente las 2 primeras pasadas



4. Tablas de asfaltado

3.17. Reforma Rodillo


Amplitud

Amplitud reducida

Pasadas





Propenso a la formación de grietas Intervalo temporal pequeño para la compactación

Las dos tablas siguientes tienen por objeto clasificar y exponer las áreas de aplicación de las diversas clases de asfalto o betún.

4.1. Clasificación del asfalto (antigua - nueva) Asfaltos corrientes de carretera DIN EN 12591 (nuevo)

Clase

PuReb Anillo y bola

P en et ra ci ón

Cl ase

PuReb anillo y bola*

P en et ra ci ón

C la se

PuReb anillo y bola

Penetración

B 25

59 - 67

20 - 30

20/30

55 - 63 (57 - 63)

20 - 30

BMP 25 A

63 - 71

10 - 40

30/45

52 - 60 (53 - 59)

30 - 45

BMP 45 A

55 - 63

20 - 60

50/70

46 - 54 (48 - 54)

50 - 70

BMP 65 A

48 - 55

50 - 90

70 - 100

BMP 130 A

40 - 48

120 - 200

160 - 220

-

-

-

B 45

Rodillo


Amplitud

Amplitud reducida

Pasadas





Propenso a la formación de grietas Intervalo temporal pequeño para la compactación

Bitumen modificado con polímeros

DIN 1995 (antiguo)

3.18. Repavimentación

B 65

54 - 59

35 - 50

49 - 54

50 - 70


B 80

44 - 49

70 - 100

70/100

43 - 51 (43 - 49)

B 200

37 - 44

160 - 210

160/220

35 - 43 (37 - 43)

TL BMP

A I R A

Sinopsis comparativa de los asfaltos de carretera convencionales según la antigua y la nueva norma, así como de los tipos de asfalto modificado con polímeros. * Los fabricantes alemanes de asfalto y bitumen se han puesto de acuerdo para limitar los márgenes de producción a 6 (valor entre paréntesis)



4.2. Campos de aplicación Bitumen modificado polimerizado según TL BMP

Asfalto corriente de carretera

3.19. Nueva mezcla según DIN 1995

B 25

B 45

B 65

B 80

B 200

Rodillo


según DIN EN 12591

20/30

30/45

50/70

70/100

160/220

Amplitud

Amplitud reducida

Capa base asfáltica

Pasadas





Intervalo temporal pequeño para la compactación

BMP 25 A

BMP 45 A

BMP 65 A

BMP 130 A

O D A T L A F S A

Ligante asfáltico o t n e

m i v a p e d o p i T

Hormigón asfáltico Asfalto mástico con gravilla Asfalto de poros abiertos S A L B A T & S E L I T Ú S O J E S N

Asfalto colado Capas de rodadura base Masas sellantes de fugas Obras hidráulicas

O C

Campos de aplicación del asfalto de carretera y del asfalto modificado con polímero. Utilización general Utilización en casos especiales

Inadecuado


5. Especificaciones internacionales

MANUAL OF CONTRACT DOCUMENTS FOR HIGHWAY WORKS VOLUME 1 SPECIFICATION FOR HIGHWAY WORKS SERIES 600 EARTHWORKS Clause 612 Compaction of Fills

En esta sección se presentan a modo de ejemplo especificaciones para la compactación de rodillos vigentes en Gran Bretaña, Francia y los EE.UU.

5.1. Gran Bretaña En el Reino Unido los rodillos se clasifican en categorías según la clase del rodillo y un "factor de peso" calculado. Con la asignación en categorías se puede observar cuantas pasadas están prescritas para un material determinado. MANUAL OF CONTRACT DOCUMENTS FOR HIGHWAY WORKS VOLUME 1 SPECIFICATION FOR HIGHWAY WORKS SERIES 800 ROAD PAVEMENTS - UNBOUND, CEMENT AND OTHER HYDRAULICALLY BOUND MIXTURES Clause 802 Transport, Laying, Compaction and Trafficking of Unbound Mixtures Transporting (…) Compaction (…) 7 Compaction of unbound mixtures shall be carried out by a method specified in Table 8/4, unless the Contractor demonstrates at site trials that a state of compaction achieved by an alternative method is equivalent to or better than that using the specified method. (…) 9 For the purposes of Table 8/4 the following shall apply: (i) The number of passes is the number of times that each point on the surface of the layer being compacted shall be traversed by the item of compaction plant in its operating mode (or struck, in the case of power rammers). (…)

MANUAL OF CONTRACT DOCUMENTS FOR HIGHWAY WORKS VOLUME 1 SPECIFICATION FOR HIGHWAY WORKS SERIES 900 ROAD PAVEMENTS – BITUMINOUS BOUND MATERIALS

General 1 Except for dynamic compaction, which shall comply with Clause 630, and unless otherwise described in Appendix 6/3, the Contractor shall carry out compaction in compliance with this Clause, as soon as practicable after deposition, on all those Classes of fill in Table 6/1 which require to be compacted. 2 Compaction shall be either method or end-product as required for the Class of fill in Table 6/1, using plant appropriate to the Class of fill and the site conditions. (…) Method Compaction (…) 6 Plant and methods not included in Table 6/4 shall only be used providing the Contractor demonstrates at site trials that a state of compaction is achieved by the alternative method equivalent to that obtained using the specified method. (…) 9 The Contractor or Overseeing Organisation may carry out field dry density tests as described in sub- Clause 15 of this Clause on material compacted to method requirements at a frequency defined in Appendix 6/3. If the results of field tests show densities which indicate the state of compaction to be inadequate, then if this is due to failure of the Contractor to comply with the requirements of the Contract, the Contractor shall carry out such further work as is required to comply with the Contract. 10 For the purposes ofTable 6/4 the following shall apply: (i) The minimum number of passes N is the minimum number of times that each point on the surface of the layer being compacted shall be traversed by the item of compaction plant in its operating mode, or struck by power rammers or falling weight compactors. D is the maximum depth of the compacted layer. (…) (iii) The compaction plant in Table 6/4 is categorised in terms of static mass. The mass per metre width of roll is the total mass on the roll divided by the total roll width. Where a smooth wheeled roller has more than one axle the category of the machine shall be determined on the basis of the axle giving the highest value of mass per metre width. (…) End-product Compaction (…)

Method 1

Wet cohesive material Selected wet cohesive material Chalk

Method 2

Dry cohesive material Well graded granular material Selected well graded granular material Stony cohesive material Selected stony cohesive material

Method 3

Silty cohesive material Uniformly graded granular material Selected uniformly graded granular material Selected granular material

Method 4

Chalk Selected uniformly graded granular material

Method 5

Coarse granular material Selected coarse granular material

Method 6

Selected granular material Selected granular material (coarse grading) Selected granular material (fine grading) Cement stabilised well graded granular material Lime and cement stabilised well graded granular material

Method 7

Cement stabilised silty cohesive material Lime stabilised cohesive material Lime and cement stabilised cohesive material

End product (test)

Reclaimed pulverised fuel ash cohesive material (95% of max. dry density) Selected conditioned pulverised fuel ash cohesive material (95% of max. dry density) Selected granular material (90-95% of max. dr y density) Selected well graded granular material (95% of max. dry density) Selected cohesive material (100% of max. dry density) Cement stabilised conditioned pulverised fuel ash cohesive material (95% of max. dry density)

SPECIFICATION FOR THE REINSTATEMENT OF OPENINGS IN HIGHWAYS – Second Edition (HAUC) APPENDIX A8 Compaction Requirements (…) NG1.6 Alternative Options (…) 3) Alternative compaction equipment Alternative compaction equipment, including any compaction device not specifically permitted within Section S10 and Appendix A8, may be permitted, provided it has been proven to be capable of achieving the performance requirements permitted in Section S10, Appendix A2 and/or Appendix A8. a) For all compaction plant notshown in Appendix A8, an approved operating procedure should be established, by development testing, in an appropriate trench environment with the relevant material options to meet the performance requirements permitted in Section S10, Appendix A2 and/or Appendix A8. The development testing shall be verified by an independent, accredited laboratory. b) Where alternative compaction plant is intended to be used on more than one type of material, as defined in Appendix A8, an approved compaction procedure shall be established, as defined in section NG1.6(3) a) above, for each intended category of material. (…)

A I R A


TABLE 6/1: Acceptable Earthworks Materials: Classification and Compaction Requirements Compaction Methods and Materials

Clause 901 Bituminous Pavement Materials Compaction 13 Bituminous materials shall be laid and compacted in layers which enable the specified thickness, surface level, regularity requirements and compaction to be achieved. (…) 15 Except where otherwise specified compaction shall be carrie d out using 8-10 tonnes dead weight smoothwheeled rollers having a width of roll not less than 450 mm, or by multi-wheeled pneumatic-tyred rollers of equivalent mass, or by vibratory rollers or a combination of these rollers. Surface course and binder course material shall be surface finished with a smooth-wheeled roller which may be a deadweight roller or a vibratory roller in nonvibrating mode. Vibratory rollers shall not be used in vibrating mode on bridge decks. 16 Vibratory rollers may be used if they are capable of achieving at least the standard of compaction of an 8-tonnes deadweight roller. They shall be equipped or provided with devices, indicating the frequency at which the mechanism is operating and the travel speed. The performance of vibratory rollers proposed for use shall be assessed as follows: (…) (ii) by the Contractor producing evidence of independent trials demonstrating that, under comparable conditions, a state of compaction at least equivalent to that obtained using an 8-tonnes deadweight roller is achieved by the make and model of vibratory roller proposed for use. (…)



O D A T L A F S A



Type of Compactio n Plant Category Vibratory tamping roller

o ve r 1 80 0 k g u p t o 2 30 0 k g

kg/m (kg/wheel)

Type of Compactio n Plant

Category

Smoothed wheeled roller (or vibratory roller operating without vibration)

Mass per metre width of roll:

3 20 5P

2 20 4

3307P 3410P 3411P 3412P 3 41 4P 3516P 3518P 3520P

2345 2827 3089 3173 3 86 9 4393 4896 5667

HD10C HD8 HD12 HD10

770 888 1050 1150

HD13 HD14 DV40 3205 3307 VIO H D75 3307 3410 HD70 HDO70V HD75.4 HD075V HD90 HDO90V HD90.4 DV70 DV70VO DV90 DV90VO 3411 3412 3 412VI O

13 96 1496 1704 1927 2107 2 26 2 2345 2652 2393 2557 2375 2405 2714 2762 2896 2597 2597 2801 2708 2921 3126 3126

HD110 HD120 over 2900 kg up to 3600 kg HDO120V HD130 3414 over 3600 kg up to 4300 kg 3414V IO o ve r 4 30 0 k gu p t o 5 00 0 k g 3 51 6

3119 3086 30 66 3203 3836 383 6 4 34 6

over 2300 kg up to 2900 kg over 2900 kg up to 3600 kg o ve r 3 60 0 k gu p t o 4 30 0 k g over 4300 kg up to 5000 kg over 5000 kg Vibratory roller

Hamm Model

Mass per metre width of a vibratory roll:

over 2100 kg up to 2700 kg



o ve r 13 00 kg up to 18 00 kg

over 1800 kg up to 2300 kg o ve r 1 80 0 kg up to 23 00 kg over 2300 kg up to 2900 kg



over 5000 kg

3518 3520 3625


over 5400 kg

Hamm Model

kg/m (kg/wheel)

3307

2345

3307V IO 3410 HD70 HDO70V HD75 HDO75V HD75.4

2107 2652 2450 2580 2310 2426 2402

DV70 DV70VO 3411 3412 3412V IO 3414 3414VI O

2647 2647 2921 3126 3126 3836 3 836

3516 3518 HD90 HD90.4 HDO90V HD110 HD120 HD O12 0V

4346 5100 2756 2949 2940 3155 3116 312 1

HD130 DV90 DV90VO 3520 3625 H W9 0B /1 0 H W9 0B /12

3255 2899 2893 5622 7284 5 41 0 6 39 3

3516P 3518P 3520P

4393 4896 5667

G RW 10 H D15 0 T T GRW15 GRW18 GRW10

11 00 17 91 1500 1800

Deadweight tamping roller Mass per metre width of roll: over 4000 kg up to 6000 kg Pneumatic-tyred roller

TABLE 8/4: (11/04) Compaction Requirements for Unbound Mixtures (This Table is to be read in conjunction with sub-Clause 802.9) Type of Compaction Plant

Category

Smoothed wheeled roller (or vibratory roller operating withoutvibration)

Mass per metre width of roll: over 2700 kg up to 5400 kg

Vibratoryroller

over 5400 kg Mass per metre width of a vibratory roll: over 700 kg up to 1300 kg over 1300 kg up to 1800 kg over 1800 kg up to 2300 kg over 2300 kg up to 2900 kg

over 2900 kg up to 3600 kg over 3600 kg up to 4300 kg over 4300 kg up to 5000 kg over 5000 kg


(halfballasted)


GRW15 (halfballasted)

GRW10 (full ballasted)

5100 5622 7284


GRW21 GRW15 (full ballasted)


GRW24 GRW21 (halfballasted)





3411, 3412, 3412VIO, 3414, 3414VIO, 3516, 3518 HD90, HD90.4, HDO90V, HD110, HD120, HDO120V, HD130 DV90, DV90VO 3520, 3625, HW90B/10, HW90B/12

HD8, HD10C, HD10, HD12 HD13, HD14 DV40 3205, 3307VIO HD75 3 307, 3410 HD70, HDO70V, HD75.4, HD075V, HD90, HDO90V, HD90.4 DV70, DV70VO, DV90, DV90VO 3411, 3412, 3412VIO HD110, HD120, HDO120V, HD130 3414, 3414VIO 3516 3518, 3520, 3625

16

unsuitable

unsuitable

8

16

unsuitable

8*

unsuitable

unsuitable

3*

8*

unsuitable

4 2* 3

6 3* 5

10 5* 9

2*

3*

5*

3 2* 2 2 2

5 3* 4 4 3

8 4* 7 6 5

H am m M od el

C oh es iv e M at er ia l (less than 20% granular content)

Granular Material (20% or more granular content including cement bound material) Minimum Passes/Lift Minimum Passes/Lift for compacted lift thickfor compacted lift thickness up to ness up to 1 00 m m 1 50 mm 2 00 m m 1 00 m m 1 50 m m 2 00 m m

Chalk Material Minimum Passes/Lift for compacted lift thickness up to

Bituminous Mixtures

Minimum Passes/Lift for compacted lift thickness up to 1 00 m m 1 50 m m 2 00 m m 4 0 m m

6 0m m

8 0 m m 1 00 m m

1800

Vibrating Roller Twin Drum 600–1000 kg/m

NP

NP

NP

6

NP

NP

6

8

NP

5

7

NP

NP

2250

1000–2000 kg/m

HD10, HD12, HD13, HD14 DV40

4

8

NP

3

6

NP

2

4

6

4

5

6

8

Over 2000 kg/m

HD 70, HDO70V, HD75, HDO75V, HD75.4, HD90, HD90.4, HDO90V HD110,HD120, HDO120V,HD130 DV70, DV70VO, DV90, DV90VO

2

3

5#

2

3

4

NP

3

4

3

4

4

6

2500 2650 2650 3000 3000 3075

HD8, HD10C

A l A bo ve P la nt

F or M ax im um a nd M in im um c om pa ct ed l if t t hi ck ne ss See Appendix A2.6, Table A2.3

Notes

NP = Not Permitted Twin drum vibrating rollers are vibrating rollers providing vibration on two separate drums

3250 3500 3500 3500

# = Not permitted on wholly cohesive material i.e. clay and/or silt with no particles > 75 micron (µm)

A I R A


Specification for the Reinstatement of Openings in Highways – Second Edition Table A8.1-3 Compaction Requirements for Granular, Cohesive and Cement Bound Materials, Chalk Materials and Bituminous Mixtures Compaction Plant and Weight Category



Table has to be viewed in accordance to „MANUAL OF CONTR ACT DOCUMENTS FOR HIGHWAY WORKS (VOLUME 1), SPECIFICATION FOR HIGHWAY WORKS“, especially Clause 802“ * Passes (N) have been halved because of Clause 802/9/(iv)/(b)

Mass per wheel: o ve r 10 00 kg u pt o 1 50 0 k g

Number of passes for layers not exceeding the following compacted thicknesses: 110 mm 150 mm 225 mm

Hamm Model

For Maximum and Minimum compacted lift thickness See Appendix A2.6, Table A2.3

Twin drum vibrating rollers are preferred for compaction of bituminous mixtures

O D A T L A F S A



TABLE 6/4: Method Compaction for Earthworks Materials: Plant and Methods (Method 1 to Method 7) (This Table is to be read in conjunction with sub-Clause 612.10)

Type of Compaction Plant Smoothed wheeled roller (or vibratory roller operating withoutvibration)

Ref No.

Method 1 Category

Hamm Model

Method 2

Method 3

Method 4

Method 5

D

N

D

N

D

N

D

N

D

Method 6

N

Method 7

N for D = 110 mm

N for D = 150 mm

N for D = 250 mm

N for D = 150 mm

N for D = 250 mm

Mass per metre width of roll: over 2100 kg up to 2700 kg

3307, 3307VIO, 3410 HD70, HDO70V, HD75, HDO75V, HD75.4 DV70, DV70VO

125

8

125

10

125

10*

175

4

unsuitable

unsuitable

unsuitable

unsuitable

unsuitable

unsuitable

2


3411, 3412, 3412VIO, 3414, 3414VIO, 3516, 3518 HD90, HD90.4, HDO90V, HD110, HD120, HDO120V, HD130 DV90, DV90VO

125

6

125

8

125

8*

200

4

unsuitable

16

unsuitable

unsuitable

unsuitable

unsuitable

3

over 5400 kg

3520, 3625, HW90B/10, HW90B/12

150

4

150

8

unsuitable

300

4

unsuitable

8

16

unsuitable

12

unsuitable

3516P, 3518P, 3520P

225

4

150

12

250

4

350

4

unsuitable

12

20

unsuitable

4

8

125

6

unsuitable

150

10*

240

4

unsuitable

unsuitable

unsuitable

1

Mass per metre width of roll:

Deadweight tamping roller 1

over 4000 kg up to 6000 kg Mass per wheel:

Pneumatic-tyred roller 1


GRW10

unsuitable

unsuitable

2


HD150TT, GRW15, GRW18, GRW10 (half ballasted)

150

5

unsuitable

unsuitable

300

4

unsuitable

unsuitable

unsuitable

unsuitable

12

unsuitable

3


GRW15 (half ballasted)

175

4

125

12

unsuitable

350

4

unsuitable

unsuitable

unsuitable

unsuitable

6

unsuitable


GRW10 (full ballasted), GRW15 (full ballasted), GRW18 (half ballasted), GRW18 (full ballasted), GRW21, GRW21 (half ballasted), GRW21 (full ballasted), GRW24, GRW24 (half ballasted), GRW24 (full ballasted)

225

4

125

10

unsuitable

400

4

unsuitable

unsuitable

unsuitable

unsuitable

5

unsuitable

4

unsuitable


A I R A


Mass per metre width of avibratory roll:

Vibratory tamping roller 3


3205P

150

12

150

12

200

12*

unsuitable

unsuitable

8

12

unsuitable

16

unsuitable

4


3307P, 3410P

150

9

150

9

250

12*

unsuitable

400

5

6

10

unsuitable

12

unsuitable

5


3411P, 3412P

200

9

200

9

275

12*

unsuitable

500

6

6

10

unsuitable

10

unsuitable

6


3414P

225

9

225

9

300

12*

unsuitable

600

6

4

8

unsuitable

8

16

7


3516P, 3518P

250

8

over 5000 kg

3520P

275

9 9

250 275

9 9

300

9*

unsuitable

700

300

7*

u nsuitable

800

6 6

3

7

12

7

14

3

6

10

6

12


Vibratory roller 3


HD8, HD10C, HD10, HD12

100

6**

125

5**

150

6**

125

5**

unsuitable

8**

unsuitable

unsuitable

unsuitable

unsuitable

4


HD13, HD14 DV40

125

4**

150

4**

200

5* **

175

2**

unsuitable

3**

8**

unsuitable

unsuitable

unsuitable

5


6


7


8

o ver 3600 kg up to 4300 kg

3414, 3414VIO

225

4

225

4

300

9


3516

250

4

250

4

300

10

over 5000 kg

3518, 3520, 3625

275

4

275

4

300

4*

3205, 3307VIO

150

4

150

4

225

12*

unsuitable

unsuitable

4

6

12

12

unsuitable

HD75

150

2**

150

2**

225

6* **

unsuitable

unsuitable

2**

3**

6**

6**

unsuitable

3307, 3410

175

4

175

4

250

10*

unsuitable

400

5

3

5

11

10

unsuitable

HD70, HDO70V, HD75.4, HD075V, HD90, HDO90V, HD90.4 DV70, DV70VO, DV90, DV90VO

175

2**

175

2**

250

5* **

unsuitable

400

5**

2**

3**

6**

5**

unsuitable

3411, 3412, 3412VIO

200

4

200

4

275

8*

unsuitable

500

5

3

5

10

10

unsuitable

HD110, HD120, HDO120V, HD130

200

2**

200

2**

275

4* **

unsuitable

500

5**

2**

3**

5**

5**

unsuitable

8*

unsuitable

600

5

2

4

8

8

unsuitable

6*

unsuitable

700

5

2

4

7

8

unsuitable

unsuitable

8 00

5

2

3

6

6

12

Table has to be viewed in accordance to „MANUAL OF CONTR ACT DOCUMENTS FOR HIGHWAY WORKS (VOLUME 1), SPECIFICATION FOR HIGHWAY WORKS - Series 600 Earthworks“, especially Clause 612

Machine mass is defined including cabin weight. * See Clauses 612/10/(xiv) and 612/6 for further information ** Passes (N) have been halved because of Clause 612/10/(viii)


O D A T L A F S A



5.2. Categorías en Francia

CLASSIFICATION SÉTRA : NORME FRANÇAISE HOMOLOGUÉE La norme NF P98-736 établit une méthode de classification des différents types de compacteurs à partir des caractères morphologiques et des paramètres les plus significatifs pour la fonction compactage. 1. Classification des compacteurs vibrants de Largeur de cylindre ≥ 1,30m Suivant leur morphologie, leur mode d‘action et la longueur de génératrice du cylindre pour les compacteur s vibrants, les compacteurs font l‘objet chacun d‘une classification spécifique. Cette classification fait intervenir les caractéristiques de masse du compacteur à travers la charge linéaire statique (M1/L) en kg/cm, ainsi que celles vibratoires avec l’amplitude à vide théorique A0. A0 est fonction du moment excentrique m.e et de la masse vibrante M0 du compacteur.

2. Classification des compacteurs vibrants de Largeur de cylindre ≤ 1,30m

CLASSIFICATION DES COMPACTEURS VIBRANTS CLASSES V*0 V*1 V*2 V*3 V*4 V*5

CONDITIONS

VP*0

Les classes sont désignées par V*n (Vibrants) avec un indice n variant de 1 à 5.

VP*1

Suivant la morphologie du compacteur, le symbole * est remplacé par la lettre:

VP*2

• • •

T pou r Tandem M pour Monocylindre X pour Mixte

VP*3 VP*4 VP*5

MONOCYLINDRE

TANDEM 2 CYLINDRES VIBRANTS

COMPACTEURS

≥ 0,2

CLASSES

Supérieur à 15

entre 0,2 et 0,6

PV 1

(M1/L) < 10

(M1/L) < 7,5

(M1/L) < 5

entre 15 et 25

≥ 0,6

PV 2

10 ≤ (M1/L) < 15

7,5 ≤ (M1/L) < 12,5

5 ≤ (M1/L) < 10

Supérieur à 25

entre 0,6 et 0,8

PV 3

-

12,5 ≤ (M1/L) < 17,5

10 ≤ (M1/L) < 15

entre 25 et 40

≥ 0,8

PV 4

(M1/L) ≥ 15

(M1/L) ≥ 17,5

(M1/L) ≥ 15

Supérieur à 40

entre 0,8 et 1,0

et

CONDITIONS (M1/L) en kg/cm

≥ 1,0

Supérieur à 55

entre 1,0 et 1,3

kg*

mm** Classification

entre 55 et 70

≥1,3

HD 8 VV

1445

800

PV 2

DV 70 TV

7 53 5

1 50 0 V X1 / VX 0/ P L0

3518 HT P

17920 2220 VPM4 / VPM3

HD 10 C VV

1575

1000

PV 2

DV 70 TO

7 53 5

1 50 0 V X1 / VX 0/ P L0

Supérieur à 70

entre 1,3 et 1,6

3520

1 98 00 2 22 0

HD 10 VV

2320

1000

PV 3

DV 90 VV

9 575

1 68 0

V T1 / V T0

3520 P

2 0 00 0 2 22 0 V PM 5 / V PM 3

≥1,6

HD 10 VT

2220

1000

PV 3

DV 90 VO

9 41 0 1 68 0

V T1 / V T0

3520 HT

1 98 00 2 22 0

HD 12 VV

2540

1200

PV 3

DV 90 TV

8 8 85

1 68 0 V X1 / VX 0/ P L0

3520 HT P

19900 2220 VPM5 / VPM3

HD 12 VT

2440

1200

PV 3

DV 90 TO

8 73 5

1 68 0 V X1 / VX 0/ P L0

3625 HT

24785 2220

HD 13 VV

3675

1300

PV 3

3205

5 475

13 70

GRW 10

HD 13 VT

3525

1300

PV 3

Supérieur à 70

CONDITIONS (M1/L)√A0

et

Type

kg*


Type

V M1 / VM1

3205 P

5 81 5

HD 14 VV

419 5 13 80

P V4 / V T 0

3307

6 84 0 16 80

HD 14 VT

4 20 0 13 80

P V4 / V X 0

3307 P

6 8 40

HD 70

7 26 5 15 00

V T1 / V T0

3307 HT

6 84 0 16 80

HD 70 K

69 70

15 00

V X1 / P L0

3307 HT P

6 84 0 1 68 0 V PM 2/ VP M1

1 37 0 V PM 1 / VP M1 V M2 / VM1

1 68 0 V PM 2 / VP M1 V M2 / VM1

A0

HDO 70 V

7 70 5 15 00

V T1 / V T0

3307 VIO

6 37 0 16 80

V M2 / VM1

entre 7,5 et 15

≥ 0,2

HD 75

76 80

16 80

V T1 / V T0

3307 HT VIO

6 37 0 16 80

V M2 / VM1

Supérieur à 15

entre 0,2 et 0,6

HD 75 K

7 34 0 16 80

V X1 / P L0

3412

12 20 0 2 14 0

V M3 / VM 2

HD 75.4

8 10 0 16 80

V T1 / V T0

3412 P

1 23 0 0 2 14 0 V PM 3 / V PM 2

HD 75.4 K

7 50 0 16 80

V X1 / P L0

3412 HT

12 20 0 2 14 0

HDO 75 V

7 96 5 16 80

V T1 / V T0

3412 HT P

1 23 0 0 2 14 0 V PM 3 / V PM 2

HD 90

919 0 16 80

V T1 / V T0

3412 VIO

11 92 0 2 14 0

V M3 / VM 2

HD 90 K

8 58 5

1 68 0 V X1 / VX 0 /P L0

3412 HT VIO

11 92 0 2 14 0

V M3 / VM 2

HD 90.4

9 820

16 80

V T1 / V T0

3414

1 42 40 2 14 0

V M3 / VM 2

HDO 90 V

entre 15 et 25

≥ 0,6

Supérieur à 25

entre 0,6 et 0,8

entre 25 et 40

≥ 0,8

Supérieur à 40

entre 0,8 et 1,0

V M3 / VM 2

9 58 0 16 80

V T1 / V T0

3414 P

1 43 4 0 2 14 0 V PM 3 / V PM 2

HDO 90 V BF* 9 58 0 16 80

V T1 / V T0

3414 HT

1 42 40 2 14 0

HD 110

V T2 / VT 0

3414 HT P

1 43 4 0 2 14 0 V PM 3 / V PM 2

≥ 1,0 entre 1,0 et 1,3

HD 110 K

9 22 5

3414 VIO

1 40 10 2 14 0

entre 55 et 70

≥1,3

HD 120

12 28 0 19 80

V T2 / VT 0

3414 HT VIO

1 40 10 2 14 0

V M3 / VM 2

Supérieur à 70

entre 1,3 et 1,6

HDO 120 V

12 25 0 19 80

V T2 / VT 0

3516

1 57 55 2 14 0

V M4 / VM 2

HD 130

13 82 0 214 0

V T2 / VT 0

3516 P

15855 2140 VPM4 / VPM2

Supérieur à 70

≥1,3

HD 150 TT

14330 1680

3516 HT

1 57 55 2 14 0

DV 40 VV

413 0

12 00

P V 4 / VT 0

3516 HT P

1 58 55 2 14 0 V PM 4 / V PM 2

DV 40 TV

3 88 0 12 00

P V 4 / V X0

3518

1 78 25 2 22 0

DV 70 VV

7 865

15 00

V T1 / V T0

3518 P

18025 2220 VPM4 / VPM3

DV 70 VO

7 865

15 00

V T1 / V T0

3518 HT

1 78 20 2 22 0

Suivant la morphologie du compacteur, le symbole * est remplacé par la lettre: T pou r Tandem et M pour Monocylindre.

1 68 0 V X 2/ V X0 / PL 0

PL0

kg*

9170


1986


V M5 / VM 3 V M5 / VM 3 VM5 PL0

GRW 15

116 80 19 86

P L0 / P 1

HW 90 - 10 t

10 60 0 1100

S1 / S1

HW 90 - 12 t

124 65 1100

S1 / S1


* Poids opérationnel ** Largeur de bandage/travail

O D A T L A F S A

V M3 / VM 2

entre 40 et 55 Supérieur à 55

10 54 0 16 80

Type


A I R A

entre 40 et 55

Pour les compacteurs mixtes, classer la partie avant VXn (cylindre vibrant) puis celle arrière Pn (pneus).

CLASSES

TANDEM 1 CYLINDRE VIBRANT

A0

entre 7,5 et 15

(M1/L)√A0

CLASSIFICATION DES COMPACTEURS VIBRANTS A PIEDS On peut remarquer que le paramètre (M1/L) √A0 ne tient pas rigueur du rapport des masses, de la fréquence, de la vitesse de translation etc. qui interviennent aussi dans le compactage. Cependant, il est actuellement largement utilisé comme référence française dans le classement des compacteurs vibrants.

Pour les petits compacteurs vibrants de largeur de compactage ≤ 1,30m, le paramètre (M1/L) en kg/cm et la morphologie du compacteur : Monocylindre ou Tandem 1 ou 2 cylindres vibrants sont utilisés pour la classification. Les classes sont désignées par PVn (Petits Vibrants) avec un indice n variant de 1 à 4.

V M3 / VM 2

V M4 / VM 2 V M4 / VM 3 V M4 / VM 3



5.3. Guía de aplanado en los EE.UU.

MAXIMUM ROLLING SPEED IN MILES PER HOUR (MPH) TO ACHIEVE DESIRED IMPACTS PER FOOT IMPACTS PER LINEAR FOOT Hertz

VPM

10

11

12

13

14

15

30

1800

2,0

1,9

1,7

1,6

1,5

1,4

31

1860

2,1

1,9

1,8

1,6

1,5

1,4

32

1920

2,2

2,0

1,8

1,7

1,6

1,5

33

1980

2,3

2,0

1,9

1,7

1,6

1,5

34

2040

2,3

2,1

1,9

1,8

1,7

1,5

35

2100

2,4

2,2

2,0

1,8

1,7

1,6

36

2160

2,5

2,2

2,0

1,9

1,8

1,6

37

2220

2,5

2,3

2,1

1,9

1,8

1,7

38

2280

2,6

2,4

2,2

2,0

1,9

39

2340

2,7

2,4

2,2

2,0

1,9

40

2400

2,7

2,5

2,3

2,1

41

2460

2,8

2,5

2,3

42

2520

2,9

2,6

43

2580

2,9

2,7

44

2640

3,0

2,7

45

2700

3,1

46

2760

47 48

MAXIMUM ROLLING SPEED IN FEET PER MINUTE (FPM) TO ACHIEVE DESIRED IMPACTS PER FOOT

MPH

IMPACTS PER LINEAR FOOT Hertz

VPM

10

11

12

13

14

15

30

1800

180,0

163,6

150,0

138,5

128,6

120,0

31

1860

186,0

169,1

155,0

143,1

132,9

124,0

32

1920

192,0

174,5

160,0

147,7

137,1

128,0

33

1980

198,0

180,0

165,0

152,3

141,4

132,0

34

2040

204,0

185,5

170,0

156,9

145,7

136,0

35

2100

210,0

190,9

175,0

161,5

150,0

140,0

36

2160

216,0

196,4

180,0

166,2

154,3

144,0

37

2220

222,0

201,8

185,0

170,8

158,6

148,0

1,7

38

2280

228,0

207,3

190,0

175,4

162,9

152,0

1,8

39

2340

234,0

212,7

195,0

180,0

167,1

156,0

1,9

1,8

40

2400

240,0

218,2

200,0

184,6

171,4

160,0

2,2

2,0

1,9

41

2460

246,0

223,6

205,0

189,2

175,7

164,0

2,4

2,2

2,0

1,9

42

2520

252,0

229,1

210,0

193,8

180,0

168,0

2,4

2,3

2,1

2,0

43

2580

258,0

234,5

215,0

198,5

184,3

2,5

2,3

2,1

2,0

44

2640

264,0

240,0

220,0

203,1

188,6

176,0

2,8

2,6

2,4

2,2

2,0

45

2700

270,0

245,5

225,0

207,7

192,9

180,0

3,1

2,9

2,6

2,4

2,2

2,1

46

2760

276,0

250,9

230,0

212,3

197,1

184,0

2820

3,2

2,9

2,7

2,5

2,3

2,1

47

2820

282,0

256,4

235,0

216,9

201,4

188,0

2880

3,3

3,0

2,7

2,5

2,3

2,2

48

2880

288,0

261,8

240,0

221,5

205,7

192,0

49

2940

3,3

3,0

2,8

2,6

2,4

2,2

49

2940

294,0

267,3

245,0

226,2

210,0

196,0

En la tabla se puede consultar la velocidad (MPH, millas por hora) máxima a la que puede moverse el rodillo a una frecuencia determinada para obtener el número requerido de impactos por pie (por ejemplo: 60 hercios requiere una velocidad de 3,4 MPH para obtener 12 impactos por pie).

FPM En la tabla se puede consultar la velocidad (FPM, pies por minuto) máxima a la que puede moverse el rodillo a una frecuencia determinada para obtener el número requerido de impactos por pie (por ejemplo: 60 hercios requiere una velocidad de 300 FPM para obtener 12 impactos por pie).


A I R A


172,0

50

3000

3,4

3,1

2,8

2,6

2,4

2,3

50

3000

300,0

272,7

250,0

230,8

214,3

200,0

51

3060

3,5

3,2

2,9

2,7

2,5

2,3

51

3060

306,0

278,2

255,0

235,4

218,6

204,0

52

3120

3,5

3,2

3,0

2,7

2,5

2,4

52

3120

312,0

283,6

260,0

240,0

222,9

208,0

53

3180

3,6

3,3

3,0

2,8

2,6

2,4

53

3180

318,0

289,1

265,0

244,6

227,1

212,0

54

3240

3,7

3,3

3,1

2,8

2,6

2,5

54

3240

324,0

294,5

270,0

249,2

231,4

216,0

55

3300

3,8

3,4

3,1

2,9

2,7

2,5

55

3300

330,0

300,0

275,0

253,8

235,7

220,0

56

3360

3,8

3,5

3,2

2,9

2,7

2,5

56

3360

336,0

305,5

280,0

258,5

240,0

224,0

57

3420

3,9

3,5

3,2

3,0

2,8

2,6

57

3420

342,0

310,9

285,0

263,1

244,3

228,0

58

3480

4,0

3,6

3,3

3,0

2,8

2,6

58

3480

348,0

316,4

290,0

267,7

248,6

232,0

59

3540

4,0

3,7

3,4

3,1

2,9

2,7

59

3540

354,0

321,8

295,0

272,3

252,9

236,0

60

3600

4,1

3,7

3,4

3,1

2,9

2,7

60

3600

360,0

327,3

300,0

276,9

257,1

240,0

61

3660

4,2

3,8

3,5

3,2

3,0

2,8

61

3660

366,0

332,7

305,0

281,5

261,4

244,0

62

3720

4,2

3,8

3,5

3,3

3,0

2,8

62

3720

372,0

338,2

310,0

286,2

265,7

248,0

63

3780

4,3

3,9

3,6

3,3

3,1

2,9

63

3780

378,0

343,6

315,0

290,8

270,0

252,0

64

3840

4,4

4,0

3,6

3,4

3,1

2,9

64

3840

384,0

349,1

320,0

295,4

274,3

256,0

65

3900

4,4

4,0

3,7

3,4

3,2

3,0

65

3900

390,0

354,5

325,0

300,0

278,6

260,0

66

3960

4,5

4,1

3,8

3,5

3,2

3,0

66

3960

396,0

360,0

330,0

304,6

282,9

264,0

67

4020

4,6

4,2

3,8

3,5

3,3

3,0

67

4020

402,0

365,5

335,0

309,2

287,1

268,0

68

4080

4,6

4,2

3,9

3,6

3,3

3,1

68

4080

408,0

370,9

340,0

313,8

291,4

272,0

69

4140

4,7

4,3

3,9

3,6

3,4

3,1

69

4140

414,0

376,4

345,0

318,5

295,7

276,0

70

4200

4,8

4,3

4,0

3,7

3,4

3,2

70

4200

420,0

381,8

350,0

323,1

300,0

280,0


O D A T L A F S A



6. Fórmulas generales y tablas

Rendimiento de área ( A ) con distinto número de pasadas ( n): n

En esta sección se proporcionan algunas fórmulas generales para estimar los rendimientos de compactación y para convertir la unidades de medida.

An= An

6.1. Rendimiento de compactación

An n

A1 n

[m2 /h]

Rendimiento de área en m²/h con n pasadas Rendimiento de área en m²/h con una pasada Número de pasadas

Rendimiento de área con distintas velocidades del rodillo


Rendimiento en metros cúbicos ( V ) con espesores de capa ( d ) distintos 2,22 m 2,14 m

m2/h

1,98 m

15000

V= A n d [m3 /h] V An

Ejemplo Velocidad de trabajo: 5km/h Ancho de virola: 80 cm -> Rendimiento de área: 3500 m 2 /h

1,68 m 1,50 m 1,37 m 1,30 m

10000

1,20 m

d

Rendimiento de masa ( M ) con una densidad de material definida ( ρ)

Nota: Cálculo con ancho de virola -100 mm por el solapamiento

5000

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

M

ρ

Rendimiento de masa en t/h Rendimiento de metros cúbicos en m³/h Densidad de material específica en t/m³


km/h

Con ayuda de este diagrama se puede determinar el rendimiento de área ( A ) de los rodillos tomando su ancho de virola a distintas velocidades. La forma de utilizar este diagrama se explica en el ejemplo de consulta. 1


M= V ρ [t/h] V

1,00 m

Rendimiento de metros cúbicos en m³/h Rendimiento de área en m²/h con n pasadas Grosor de capa en m

A I R A

O D A T L A F S A

La fórmula en que se basa es la siguiente:

An w V

Rendimiento de área en m²/h con una pasada Ancho de virola menos 10 cm en m Velocidad en km/h



6.2. Conversión de unidades de medida

Metric Conversion Table

Los diagramas de escala permiten convertir rápidamente una unidad en otra. Las fórmulas exactas permiten una conversión exacta también.

To convert from

1

1,2

2

1,5

2,5

3

4

5

6

8

10

12

16

14

18

20

Kilómetro

Longitud 0,65

0,75

1

1

1,5

1,5

3

2

2

5

4

3

6

4

15

10

8

5

6

20

30

8

40

12,5 Millas

10

60

100 Metro

80

Longitud 4

6

5

1

1,5

7

8

9

10

3

2

15

4

5

20

6

30

10

8

40

15

50

20

75

100

40

30

150

80

60

200

100

250

150

300

200

Pie

250 Centímetro

Longitud 0,5

-20

1

0

3

2

20

40

5

4

60

10

80

100

20

120

30

95

60

140

160

Pulgada

200 °C

180

Temperatura 0

40

-20

1

1,5

60

100

80

2

3

1 20

4

1 40

5

160

180

6

8

200

10

220

240

15

260

20

2 80

3 00

30

32 0

40

3 40

60

36 0

3 80

80

°F

100 Litro

Volumen 0,25

0,5

0,75

1

1,5

Diagramas de escala para la conversión rápida de unidades.

2

3

4

5

6

8

10

12

20

26

Galones USA

into

Tabla de conversión métrica

multiply by

Para convertir de

a

multiplicar por

Celsio °C

Fahrenheit

(°C × 9/5) + 32

Celsio °C

Fahrenheit

centimeters

inches

0.3937

Centímetro

Pulgada

(°C × 9/5) + 32 0.3937

cubic centimeters

cu inches

0.06102

C ent ím et ro c úbi co

P ulg ad a cú bi ca

0. 06 10 2

cubic meters

cu feet

35,31

Metro cúbico

Pie cúbico

35,31

cubic meters

cu yards

1,308

Metro cúbico

Yarda cúbica

1,308

Hertz

vibrations/min

60,0

Hercio

Vibración/min

60,0

h or se po we r, m et ri c

h or se po we r, S AE

0 ,9 86 3

PS, métrico

SAE-PS

0,9863

h or se po we r, S AE

h or se po we r, m et ri c

1 ,0 14

PS, SAE

PS, métrico

1,014

horsepower, SAE

kilowatts

0,7457

PS, SAE

Kilovatio

0,7457

kilograms

pounds

2,205

Kilogramo

Libra

2,205

kilograms

tons (long)

9,842 × 10-4

Kilogramo

Tonelada británica

9,842 × 10-4

kilograms

tons (short)

1,102 × 10-3

Kilogr amo

Tonelada americana

1,102 × 10-3

kilograms ( force)

Newtons

9,807

Kilogramo (fuerza)

Newton

9,807

kilograms/cm

pounds/in.

5,60

Kilogramo/cm

Libra/pulgada

5,60

3

A I R A

kilograms/cu.m

lb/cu ft

0,0624

Kilogramo/m

L ib ra /p ie cú bic o

0, 06 24

kilograms/cu.m

lb/cu yd

1,6856

Kilogramo/m3

L ib ra /y ar da c úb ic a

1 ,6 85 6

kilograms/sq.cm

lb/sq in.

14,22

Kilogramo/cm2

Libra/pulg ada cuadrada

14,22

kilograms/sq.m

lb/sq ft

0,2048

Kilogramo/cm2

L ib ra /p ie s c ua dr ad o

0 ,2 04 8

kilometers

miles

0,6214

Kilómetro

Millas

0,6214

kilometers/hr

miles/hr

0,6214

Kilómetro/ hora

Millas/ hora

0,6214

kilometers

feet

3208,9

Kilómetro

Pie

3208,9

kilowatts

horsepower, SAE

1,341

Kilovatio

SAE-PS

1,341

liters

cu ft

0,035

Litro

Pie cúbico

0,035

liters

gal (U.S. liq)

0,264

Litro

Galones (líquido USA)

0,264

liters

qts (U.S. liq)

1,057

Litro

Cuartillo (líquido USA)

1,057

meters

feet

3,281

Metro

Pie

3,281

meters

inches

39,37

Metro

Pulgada

39,37

meters

miles (statute)

6,214 × 10

Metro

Milla de tierra británica

6,214 × 10

meters

yards

1,094

Metro

Yarda

1,094

millimeters

inches

0,039

Milímetro

Pulgada

0,039

millimeters

feet

0,0033

Milímetro

Pie

0,0033

Newtons

pounds (force)

0,225

Newton

Libra (fuerza)

0,225

Newtons

kilograms ( force)

0,102

Newton

Kilogramo (fuerza)

0,102

sq centimeters

sq inches

0,155

C en tí me tr o c ua dr ad o

P ul ga da c ua dr ad a

0 ,1 55

sq kilometers

sq miles

0,3861

K il óm et ro cu ad ra do

M il la s c ua dr ad as

0 ,3 86 1

sq meters

sq feet

10,76

Metro cuadrado

Pie cuadrado

10,76

sq meters

sq yards

1,196

Metro cuadrado

Yarda cuadrada

1,196

sq millimeters

sq inches

1,55 × 10-3

M il ím et ro c ua dr ad o

P ul ga da c ua dr ad a

1 ,5 5 × 10-3

tons (metric)

kilograms

1000,0

Toneladas, m étricas

Kilogramo

1000,0

tons (metric)

pounds

2205,0

Toneladas, métricas

Libra

2205,0

-4




-4

O D A T L A F S A


STICHWORTVERZEICHNIS

Contenido hídrico 71 Control antideslizamiento 50

I Indicaciones de aplanado USA 134

Rendimiento de compactación 136 Repavimentación 97, 124

Control del accionamiento del avance 50

Indicaciones de instalación 98

Roca 64, 105

A

Control de vibración 50

Indicador HCQ 52

Agarre 84 Agregado 87

D

Rodillos autopropulsados 36 Rodillos combinados 42 Rodillos de neumáticos 43

Amplitud 23, 105

Daños en la carretera 85

Juntas 99

Rodillos de tres ruedas 45

Arcilla 107 Arena 87, 106 Asfaltado 80

Densidad en húmedo 71 Densidad en seco 71 Densidades típicas de distintos suelos 109

K KAG (dispositivo de corte y presión de bordes) 56

Rodillos tándem 38 Rodillos tándem con dirección a las cuatro ruedas 39 Rodillos tándem de dirección articulada 38

Asfalto colado 93 Asfalto de baja temperatura 93, 121

Densidad Proctor 72 Densidad Proctor modificada 72

L

Roturas 86 Ruedas de caucho 49

Asfalto de dos capas “caliente sobre caliente” 94, 123 Asfalto de dos capas de poros abiertos (ZWOPA) 94, 122

Densitómetro 70 Dirección analógica 41

La curva de cribado 66 Ligante asfáltico 92, 120

S

Asfalto de poros abiertos (OPA) 94, 122 Asfalto mástico con gravilla (SMA) 92, 121

Dirección monoeje 40 Dirección monoeje con retornoautomático 40

Limo 107

Sensor e indicador de la temperatura del asfalto 52 Sistema aspersor de agua 42

Asfalto natural 93 Asfalto permeable 94, 122 Aspersión de aditivo 45

Dirección pivotante articulada de tres puntos 36 Dispositivo de balón 70

M

Sistema de gestión del motor 50 Sobresaturación de bitumen 86

J

Masa amortiguada (masa activa) 24 Masa oscilante 24

Soldaduras 99 Sondas electromagnéticas 101

E B

Embotamiento 84 Ensayo CBR 76 Ensayo dinámico ligero de carga por placa 75

N

Balastos 106 Bandejas de pisón 58

Navegador GPS HCQ 54 Núcleos de perforación 100

Sondas radiométricas 73, 101 Subbase 63 Subsuelo 62

Barro 107 Bitumen 88

Ensayo estático de carga por placa 74 Esparcidor de gravilla 56

Nueva mezcla 97, 124 Número de las pasadas del rodillo 25

Suelos cohesivos 65 Suelos de grano mixto 65

Bitumen modificado con polímeros 89

Especificaciones internacionales 126 Esquemas de aplanado 116

O

Suelos no cohesivos 64 Superestructuras de carretera 82

C

Oscilación 26

Superestructuras de carretera típicas 82 Superficie de rotura 68

P

Surcos de rodadas 85

Faldones térmicos 57

Pantalla de información 50 Pasadas de rodillo 112

T

Fibras 89

Paso en diagonal 41

Tamaños del grano 110

Formaciones de bordes 99 Forma del grano 68

Pavimentación InLine 94, 123 Penetración 90

Temperatura de aplanado 112 Tensiones de presión y de tracción 83

Capa de rodadura 81 Capa de rodadura base 92, 120 Capas finas en la aplicación en caliente (DSH) 95, 123

Frecuencia 24, 105 Fusión entre capas 98

Peso de los rodillos 112 Placa de empuje 58 Planeidad 84, 98

Tensiones de tracción 83 Terraplén 63 Tipos de asfalto 92

Carga lineal estática 21

G

Preparación del trabajo (lista de comprobación) 111

Tipos de suelo 64

Cargas en las ruedas 83 Cifra de Nijboer 30 Cilindro de extracción 69

Grado de compactación 31, 110 Granulado de asfalto 89 Grava 106

Probeta Marshall 100 Procedimiento de sustitución de arena 69 Procedimientos de construcción 92

Tipos de virolas 46

Cimientos 63

Gravilla 88

Prueba de compactación 100

Velocidad de aplanado 25, 112

Clases de dirección 39 Clasificación del asfalto 90 Clasificación del bitumen 125 Clasificación del suelo (según la norma DIN 18196) 108

Gravilla especial 88 Grietas 86 Grietas en el aplanado 113

Pruebas de compactación 31, 69 Punto de fragilidad 91 Punto de reblandecimiento 91

Vibración 26 Virolas de camisa lisa 47 Virolas de camisa lisa segmentada 47 Virolas de pisón 48

Compactación 98 Compactación dinámica 22 Compactación estática 20

H

R

Virolas vibratorias, de oscilación y VIO 49

HAMMTRONIC 50 HCQ (HAMM Compaction Quality) 52

Rasante 63 Reciclado en frío 96, 123

Composición del asfalto 87 Comprobaciones de la capacidad portante 74 Conexiones 99

HCQ-Printer 54 Hormigón asfáltico 92, 121 Hundimientos 85

Reforma 97, 124 Reglas básicas para el apisonamiento de asfalto 112 Reglas de aplanado (10 obligaciones) 114

Cálculo de unidades de medida 138

Estructura de las vías de comunicación 62, 80 Estructura superior 63

Calefacción de los neumáticos 57 Capa base 63, 81 Capa base asfáltica 92, 120

F

Capacidad portante 31, 110 Capa de aglomerante 81 Capa de protección contra heladas 63, 81

V

¡GRACIAS! Sin la ayuda de las numerosas personas que han colaborado en este libro no hubiera sido posible realizarlo en su forma actual. Les hago llegar desde aquí mi especial agradecimiento a los señores Peter Arnold y Christian Schulze, Vicedirectores del Departamento de verificación de materiales del Isac (el Instituto para carreteras y vías públicas) de la RWTH (la Escuela superior técnica de Renania y Westfalia) en Aquisgrán, porque nos apoyaron en todo momento con sus conocimientos y ayuda práctica, en todas las cuestiones técnicas, también como revisores técnicos. También me gustaría agradecer su labor al equipo gráfico de la agencia de marketing C3 bajo la dirección del Christian Reisnecker, por los numerosos gráficos e imágenes que han creado y por la maquetación del libro, así como a nuestra incansable revisora, Jutta Dietz. Un especial reconocimiento por mi parte merecen también todos los empleados implicados de HAMM AG, empezando por Astrid Gerich y Wolfang Schlicht, que han llevado a cabo un ingente trabajo de organización y Holger Wolfrum, que ha suministrado numerosa documentación técnica. Otros colaboradores de HAMM AG: Dr. Axel Römer, Director de desarrollo y construcción Peter Ackermann, Director de nuevos desarrollos Thomas Schaumberger, Administrador de exportaciones Stephanie Mayer, Administradora de exportaciones Gerd Lenz, Director de tecnología aplicada Bernhard Hoferer, Director de Ser vicio postventa Gottfried Beer, Director de Marketing Stefan Schulze, Diseñador multimedia Kurt Weiß, Formador de producto

Tirschenreuth, septiembre 2008 Ralf Schröder, Licenciado en ing. (técnica)

Cartilla de Compactacion Hamm Emsa

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