PROYECTO DE INVESTIGACION CIV 2246 A
DE RODILLOS
COMPACTADORES
1 INTROD INT RODUCCI UCCION ON Para entender de que se trata la comactac!"n de los suelos odr#amos dec!r que es el me$oram!ento art!%!c!al de sus ro!edades mec&n!cas como lo es la res!stenc!a' la comres!(!l!dad ) su relac!"n es%uer*o+de%ormac!"n' el roceso de comactac!"n !ml!ca una reducc!"n m&s o menos r&!da de los ,ac#os' como una consecuenc!a consecuenc!a de esto ocurren cam(!os cam(!os de ,olumen' l!-ados l!-ados r!nc!almente a la erd!da de ,olumen de a!re. El r!nc!al o($et!,o de una comactac!"n es o(tener un suelo de tal manera estructurado que osea ) manten-a un comortam!ento mec&n!co adecuado a tra,/s de toda la ,!da 0t!l de la o(ra. 1as ro!edades requer!das ueden ,ar!ar del t!o de suelo' ero las ro!edades menc!onadas anter!ormente son las que -uran cu)o me$oram!ento se (usca s!emre. Es menos %recuente aunque no menos !mortante' que tam(!/n se comacte ara tener unas caracter#st!cas de ermea(!l!dad ermea(!l!dad ) %le3!(!l! %le3!(!l!dad. dad. Esto suele ser %a,ora(le %a,ora(le ante e%ectos e%ectos de ermanenc!a de la estructura terrea ante la acc!"n de a-entes eros!,os. 1a comactac!"n resulta ser un roceso de o($et!,os m0lt!les es e,!dente que muc mucos os de esos esos o($e o($et! t!,o ,os s ser& ser&n n cont contra rad! d!ct ctor or!o !os s en muc mucos os ro( ro(le lema mas s concret concretos' os' en el sent!do sent!do de que se emre emrendan ndan ara ara cuml!r cuml!r con uno ud!eran er$ud!car al-0n otro. Por e$emlo que en una comactac!"n comactac!"n !ntensa roduce roduce un mater!al mater!al mu) res!stente' res!stente' ero s!n duda mu) suscet!(le suscet!(le al a-r!etam!ento. Estas contrad!cc!ones se aml#an s! se toma en cuenta que los suelos comactado comactados s suelen tener una ,!da e3tensa ) que es un comrom!so comrom!so que conser,en sus ro!edades en toda su ,!da como lo es (a$o la acc!"n del a-ua' de las car-as car-as soortadas' soortadas' etc. 1as altas res!stenc!as res!stenc!as o(ten!das o(ten!das con comactac!ones mu) en/r-!cas ueden traer como consecuenc!as que un suelo mu) comactado odr&' en -eneral a(sor(er muca a-ua s! se dan las cond cond!c !c!o !ones nes ro ro!c! !c!as as ) al ace acerl rlo o su res! res!ste stenc nc!a !a odr odr#a #a desc descen ende derr dr&st!camente' en tanto que ese m!smo suelo !n!c!almente comactado en %orma menos en/r-!ca' con menor res!stenc!a !n!c!al' odr& resultar muco m&s esta(le ante el a-ua' manten!endo manten !endo en el t!emo una res!stenc!a !n!c!almente menor men or que la del otro' ero ro(a(lemente su%!c!ente. su%!c!ente. Desde el r!nc!!o el ro(lema de la comactac!"n de suelos resulta l!-ado al control de cal!dad de los tra(a$os de camo. En e%ecto' desu/s de real!*ar un roceso de comactac!"n s!emre es necesar!o ,er!car s! con /l se lo-raron los nes rouestos. Para med!r la res!stenc!a' la comres!(!l!dad' la relac!"n es%uer*o+de%ormac!"n' la ermea ermea(!l (!l!da !dad d o la 5e 5e3!( 3!(!l! !l!dad dad de los suelos suelos se requ!e requ!ere ren n rue(as rue(as relat!,amente esec!al!*adas ) costosas que' adem&s' suelen requer!r un t!emo de e$ecuc!"n demas!ado lar-o ara controlar un roceso de comactac!"n que a,ance de manera normal. En los r!meros aos de la al!cac!"n de las t/cn!cas modernas de comactac!"n' !nd!caron que e3!ste una correlac!"n que en aquella /oca se $u*-" mu) cona(le entre las ro!edades %undamental %undamentales es )a menc!onadas menc!onadas ) el eso ,olum/tr!co ,olum/tr!co seco a que lle-a el 7
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mater!al mater!al comactado' comactado' de manera que uede dec!rse que a ma)or eso ,olum/tr!co seco se alcan*a una s!tuac!"n m&s %a,ora(le en el suelo comactado. De(!do a que la rue(a de eso ,olum/tr!co es %&c!l ) senc!lla de real!*ar' real!*ar' se !*o costum(re costum(re controlar controlar la comactac! comactac!"n "n determ!nand determ!nando o el eso ,olum/tr!co seco de los mater!ales comactados. S!n em(ar-o la correlac!"n entre las ro!edades %undamentales ) el eso ,olum/t ,olum/tr!c r!co o seco seco no es tan se-ura se-ura ) s!mle s!mle como como ara ara erm!t erm!t!r !r la al!cac!"n c!e-a de la norma anter!ormente
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menc!onada' esta al!cac!"n real!*ada s!n tener en cuenta las ecul!ar!dades ) o($et!,os de cada caso o la cona(!l!dad de la correlac!"n' es qu!*& la %uente m&s com0n de errores que se cometen en la al!cac!ones r&ct!cas de las t/cn!cas de comactac!"n. Aora en real!dad el aumento del eso ,olum/tr!co es meramente un med!o' donde el me$oram!ento de la ro!edades est& d!rectamente l!-ado al aumento del eso ,olum/tr!co' el uso de la senc!lla correlac!"n que se menc!ona roorc!ona ma-n#%!cos resultados' ero en al-unos casos la correlac!"n se ,uel,e mu) err&t!ca o !ncluso lla-a a !n,ert!rse' en tanto que en otros' al-unas otras ,ar!a(les desemean un ael %undamental. En -eneral' son muco m&s comle$os los ro(lemas l!-ados a cuanto ueden me$orarse las caracter#st!cas %undamentales de los suelos comarados cuando estos son nos' ra*"n or la cual las arc!llas suelen ser los mater!ales que m&s se !n,est!-an al tratar de den!r las ro!edades mec&n!cas de los suelos comactados. 1a comactac!"n a -urado entre las t/cn!cas de construcc!"n desde las /ocas m&s remotas de que se t!ene not!c!a' s! (!en en la ant!-8edad su al!cac!"n no era -eneral n! s!stem&t!ca el m/todo ut!l!*ado %ue el de a!sonado or med!o de an!males o ersonas en / ocas mu) le$anas. 1a comactac!"n es uno de los ,ar!os med!os de que o) se d!sone ara me$orar la cond!c!"n de uso de un suelo que a)a de usarse en construcc!"n9 es' adem&s' uno de los m&s ec!entes ) de al!cac!"n m&s un!,ersal. Ta(la 7 Connam!ento :suelos ;r!cc!onantes< ;#s!cos
Consol!dac!"n re,!a :suelos nos arc!llosos< =e*clas :suelo con suelo< V!(ro 5otac!"n
=/todos
Con otras su(stanc!as Con sal >u#m!cos
Con cemento Con as%alto ?
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Con cal =ec&n!cos
Comactac!"n
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Por lo -eneral' las t/cn!cas de comactac!"n se al!can a rellenos art!%!c!ales' tales como cort!nas ara resas de t!erra' d!ques' terralenes ara cam!nos ) %errocarr!les' (ordos de de%ensa' muelles' a,!mentos' etc. En ocas!ones se ace necesar!o comactar el terreno natural' como en el caso de una c!mentac!"n so(re arenas sueltas. As#' la comactac!"n de los suelos es' ante todo' un ro(lema construct!,o' de camo. 1a ec!enc!a de cualqu!er roceso de comactac!"n deende ,e ,ar!os %actores ) ara oder anal!*ar la !n5uenc!a art!cular de cada uno se requ!ere d!soner de roced!m!entos estandar!*ados que reroducen los rocesos de comactac!"n de camo en el la(orator!o' en %orma reresentat!,a :asta donde sea os!(le<. De esa manera' asan a r!mer lano de !nter/s las rue(as comactac!"n de la(orator!o ) los estud!os que en este an de acerse en torno a tales rocesos. 1os estud!os de comactac!"n en la(orator!o tam(!/n desemean un ael mu) !mortante en el control de cal!dad de los tra(a$os. 1os rocesos de comactac!"n an de estud!arse con re%erenc!a a las t/cn!cas de camo ) a todo un con$unto de t/cn!cas de la(orator!o. @a) una -ran ,ar!edad de equ!os de comactac!"n' en d!%erentes marcas ) modelos. Para este tra(a$o se an clas!%!cado or la ener-#a de comactac!"n que -eneran de la s!-u!ente manera •
Rod!llos met&l!cos.
•
Rod!llos neum&t!cos.
•
Rod!llos ata de ca(ra.
•
Rod!llos de re$a.
•
Rod!llos de !macto.
•
Rod!llos ,!(rator!os.
•
Rod!llos ata de ca(ra ,!(rator!a .
2.Rodillo metálico. Estos equ!os transm!ten al suelo ener-#a de res!"n ) al-o de amasam!ento en mater!ales coes!,os. Al r!nc!!o de la comactac!"n al mater!al de la caa es oco res!stente ) el rod!llo se unde una c!erta cant!dad con un c!erto anco de contacto' ero con%orme el roceso a,an*a el mater!al aumenta su res!stenc!a or lo que la enetrac!"n es menor. Esto t!enes dos con secuenc!as !mortantes Aumenta la res!"n so(re la caa al reduc!rse el &rea de contacto' lo que ' como B
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se ,!o antes' no es con,en!ente.
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Se reduce la ro%und!dad de las d!str!(uc!ones de res!"n' or lo que la arte suer!or de la caa rec!(e una ma)or ener-#a de comactac!"n ) com!en*a a d!%erenc!arse de la arte !n%er!or.
Ilustraci! " Distri#uci! de es$uer%os #a&o u! rodillo metálico
S! a esto se a-re-a la costum(re de acer un r!e-o suer%!c!al ad!c!onal ara comensar las /rd!das or e,aorac!"n. R!e-o que s"lo enetra mu) oco orque la comactac!"n d!sm!nu)e la ermea(!l!dad de la caa' en la arte suer!or de la caa se d!%erenc!a a0n m&s ) se seara del resto de la caa. Esto se llama encaretam!ento o orque se man!%!esta en equeos (aces llamados cala,eras. El encaretam!ento es un de%ecto -ra,e' or lo cual se t!ene que tener una c!erta ,!-!lanc!a so(re el uso de este t!o de maqu!nar!a. Por estas ra*ones' ) or tener rend!m!entos mu) (a$os' los rod!llos met&l!cos an erd!do muco camo de acc!"n en -randes mo,!m!entos de t!erras. Su uso se a l!m!tado en construcc!"n esada ara dar una r!mera asada con o($eto de rearar la caa ara otros comactadores. n e$emlo t#!co es el caso de los comactadores ,!(rator!os que no ueden eme*ar a comactar cuando el mater!al est& suelto ) requ!eren una r!mera comactac!"n. Pero aora a) comactadores ,!(rator!os que ueden tra(a$ar est&t!cos' or lo que en estos tra(a$os los rod!llos met&l!cos )a no se usan. Estos equ!os se d!,!den en dos -randes -ruos 1a alanadora o lanca de tres ruedas que cons!ste en dos ruedas de tam(or aralelas en la arte trasera ) un rod!llo delantero tam(!/n de tam(or. 1os tam(ores uecos se le ueden car-ar. Estas lancas se nom(ran 7F+72 toneladas' orque s!n car-a se nom(ran 6+ toneladas' or que esan 6 H
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toneladas s!n car-a ) toneladas con car-a. 1a lanca Tandem' que t!ene dos rod!llos de tam(or aralelos' uno adelante ) otro atr&s. Por lo -eneral se nom(ran 6+ toneladas' or que esan 6 toneladas s!n car-a ) toneladas con car-a.
En la lanca el tercer rod!llo delantero cu(re la %ran$a que ,an a de$ar las ruedas traseras ) en la lanca tandem los rod!llos cu (ren la m!sma %ran$a. Adem&s el eso se rearte de tal manera que a cada rueda o rod!llo le lle-ue una %uer*a roorc!onal al &rea de contacto que cu(re cada una. Esto es con o($eto que a cada cent#metro cuadrado de la caa le sea transm!t!da !-ual ener-#a de comactac!"n. Estos equ!os no se de(en car-ar' aunque se ace con c!erta %recuenc!a' ero no de(er#an' orque lastrados aumentan el en caretam!ento.
Ilustraci! ' Rodillo com(actador Cat C#)*"'d +,
".Rodillos !eumáticos. 1os rod!llos neum&t!cos son mu) ec!entes ) a menudo esenc!ales ara la comactac!"n de su(+ (ases' (ases ) caretas' sus d!str!(uc!ones de res!"n son seme$antes a los de los rod!llos met&l!cos' ero el &rea de contacto ermanece constante or lo que no se roduce el e%ecto de reducc!"n de d!str!(uc!ones de res!"n . Estos comactadores ueden ser $alados o auto roulsados ) tam(!/n ueden d!,!d!rse en dos t!os' en llantas -randes ) equeas. 1os comactadores de llantas equeas ueden (alancearse de dos en dos' lo que erm!te comactar &reas (a$as o equeas' lo que no ueden real!*ar los rod!llos met&l!cos. Este comactador est& d!seado con un traslae entre las llantas delantera ) traseras or lo que uno de los e$e se t!ene un n0mero !mar de neum&t!cos que -eneralmente es el delantero ) en el otro e$e trasero un n0mero ar' )a en -eneral el n0mero de llantas que t!ene el comactador e s !mar. T!ene dos e$es t&ndem
) el n0mero de llantas totales que uede tener el
comactador ,ar#an entre H ) 7? llantas. 1a os!c!"n de las llantas est& con%ormada de tal manera que las llantas delantera se traslaan con las traseras ) el eso total que se t!ene del comactador se rearte de tal manera que cada neum&t!co soorta la m!sma car-a. Este arre-lo erm!te trasm!t!r me$or la ener-#a de comactac!"n so(re el suelo tend!do que se ten-a.
Ilustraci! * Distri#uci! de los !eumáticos #a&o el rodillo !eumático
Este t!o de comactadores t!ene una res!"n de contacto seme$ante a la de equ!os de ma)or eso' t!enen una e3celente man!o(ra(!l!dad' t!enen oca ro%und!dad de acc!"n ) oca 5otac!"n en mater!ales sueltos. T!enen una (uena acc!"n de secado ) c!erran la te3tura del mater!al en la caa comactada.
Ilustraci! - Com(actador !eumático Carter(illar PS"-/
1os comactadores neum&t!cos de llantas -randes son -eneralmente arrastrados or un tractor so(re neum&t!cos ) esan entre 7B ) 2F toneladas. T!enen 4 " 6 llantas en un m!smo e$e. Son' or su eso' d!%#c!les de man!o(rar ) 7F
de transortar' or lo que su al!cac!"n se de(e l!m!tar a aquellos tra(a$os de oca end!ente' de tramos rectos' lar-os ) de %&c!l acceso' -eneralmente en aerouertos. Por estas ra*ones est&n s!endo desla*ados or otros equ!os m&s l!-eros ) ,ers&t!les. 1os %actores m&s !mortantes comactadores neum&t!cos son
que
!nter,!enen
en
el
tra(a$o
de
Peso total que deende del n0mero total de llantas ) del s!stema de susens!"n del comactador se uede conocer el eso o %uer*a al!cada or llanta. A ma)or eso total' ma)or car-a or llanta' en caso de tratarse de una susens!"n !sost&t!ca. 1a res!"n del !n5ado es !mortante' ero est& l!-ada #nt!mamente a la car-a de la llanta. Deend!endo del eso del comactador' ) la res!"n de contacto Podemos o(ser,ar que s! aumentamos el eso s!n aumentar la res!"n' aumentamos la ro%und!dad de la d!str!(uc!"n de las res!ones en las c!rcun%erenc!as' ero no aumentamos la res!"n' /stos nos erm!t!r#a tra(a$ar caas relat!,amente ma)ores' ero el aumento de ec!enc!a es cas! nulo' ) las llantas durar&n menos ues estamos aumentado el tra(a$o de de%ormac!"n de la llanta. S! aumentamos la res!"n s!n aumentar la car-a d!sm!nu!mos la ro%und!dad de la d!str!(uc!"n de res!"n' ) odemos lle-ar a encaretar la caa. Esto uede ser e%!c!ente s! la caa es del-ada como suele serlo en (ases' su(+(ases ) caretas. S! aumentamos el eso ) la res!"n' estamos aumentando la res!"n e%ect!,a so(re la caa ) or lo tanto el tra(a$o de comactac!"n so(re la caa' s!n em(ar-o esto nos uede d!sm!nu!r la ,!da 0t!l de las llantas ) del equ!o' ) aumentar& la tendenc!a al re(ote. En el conceto moderno de un comactador neum&t!co la car-a so(re la llanta ) la res!"n de !n5ado' de(en ser las adecuadas ara dar la res!"n de contacto su%!c!ente ara e$ercer el es%uer*o requer!do de comactac!"n. Es aconse$a(le no ale$arse muco de las recomendac!ones del %a(r!cante.
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Ilustraci! 0 Com(actador !eumático de lla!tas ra!des
'.Rodillos (ata de ca#ra. Estos comactadores se d!%erenc!anor que concentran su eso en un &rea relat!,amente equea de todo un con$unto de untas de d!%erente %orma e$erc!endo res!ones est&t!cas al suelo mu) -rande en los untos donde las untas enetran el suelo. Con%orme el equ!o ,a dando asadas al suelo tend!do' el mater!al se ,a comactando' las untas de$an de ro%und!*ar m&s en el suelo asta que de$a de roduc!rse al-una comactac!"n ad!c!onal al suelo' en una ro%und!dad de 6 cm la suerc!e queda d!stors!onada ero se comacta (a$o la s!-u!ente caa que se t!enda. En la !lustrac!"n se muestra la !n5uenc!a so(re el suelo la comactac!"n o(ten!da e$erce la %orma de la unta de del ,&sta-o' que const!tu)e al equ!o denom!nado ata de ca(ra' se muestra la d!str!(uc!"n de las res!ones en el suelo tend!do' donde enetra ) la d!str!(uc!"n de la ener-#a al!cada es equea.
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Ilustraci! Distri#uci! de (resio!es e! u! rodillo (ata de ca#ra
En estos casos todos los ,&sta-os al!can la m!sma res!"n a lo lar-o del t!emo. 1a m&3!ma ec!enc!a se alcan*a cuando la unta lana de la e3tens!"n est& en contacto con el suelo a comactar. 1a res!"n que e$erce el rod!llo ata de ca(ra al asar so(re sus e3tens!ones so(re el suelo no es un!%orme' los ,&sta-os enetran e$erc!endo res!ones crec!entes' las cuales lle-an a un m&3!mo en el !nstante en el que el ,&sta-o esta en ,ert!cal ) en su m&3!ma enetrac!"n' a art!r de ese momento la res!"n d!sm!nu)e asta que el ,&sta-o sale comletamente' la acc!"n del rod!llo es tal que ace que la comactac!"n se real!ce de a(a$o ac!a arr!(a' en las r!meras asadas las e3tens!ones enetran con una arte del tam(or en el suelo lo que erm!te una ma)or res!"n se e$er*a so(re el leco !n%er!or del suelo a comactar' or lo tanto' la caa no t!ene que ser ma)or a la lon-!tud del las e3tens!ones del rod!llo ata de ca(ra. A esta %orma de comactar se le denom!na acc!"n de amasado ) en la(orator!o a s!do tomada en cuenta a n de lo-rar una ma)or reresentat!,!dad en rue(as que se real!*an en suelos que se comactan con rod!llos ata de ca(ra. 1os equ!os mas usuales t!enen ,&sta-os de 2F a 2B cm de lon-!tud ) se usan ara comactar caas de suelo de alrededor de ?F cm de esesor. Al aumentar el n0mero de asadas de estos equ!os de comactac!"n' la arte !n%er!or de la caa ,a adqu!r!endo ma)or res!stenc!a' lo que ,a !m!d!endola entrada de los rod!llo. Este roceso uede lle-ar a un l#m!te donde el rod!llo cam!ne so(re el suelo' ero s!n que a)a contacto del tam(or con el tam(or ) el suelo' odr#a dec!rse que /ste es un l#m!te como norma senc!lla ara !nd!carnos que la caa comactada esta l!sta.
Ilustraci! 3 Rodillo (ata de ca#ra
Se cons!dera una oerac!"n adecuada cuando el ,&sta-o enetra de 2F a BFJ de su lon-!tud' lo que deende la last!c!dad del suelo' el rod!llo roduce 7?
dos resultados mu) desea(les en terralenes de suelos nos comactados' que son una d!str!(uc!"n un!%orme de ener-#a de comactac!"n en cada caa ) (uena l!-a entre caas suces!,as. Con el uso de este equ!o de comactac!"n' todo !ncremento de ener-#a de comactac!"n ace que aumente el eso ,olum/tr!co seco m&3!mo ) d!sm!nu)a el conten!do de a-ua "t!mo. Se ace !mortante anal!*ar otro asecto !mortante de la comactac!"n con rod!llos ata de ca(ra. Se trata de resentar el e%ecto de n0mero de asadas de un rod!llo ara d!%erentes t!os de suelos. Puede ,erse que d!sm!nu)e el !ncremento de los esos ,olum/tr!cos secos or asada al aumentar la last!c!dad' ) que el n0mero de asadas adecuadas deende del t!o de suelos que se ten-a en cada caso.
*. Rodillo de re&illa. Este comactador %ue desarrollado or!-!nalmente ara d!s-re-ar rocas oco res!stentes a la comres!"n' como rocas sed!mentar!as ) al-unas metam"r%!cas' ara acer cam!nos de enetrac!"n trans!ta(les todo el ao' ara esto el rod!llo trans!ta so(re la roca suelta en el cam!no' rom!/ndola ) roduc!endo nos que llenan los ,ac#os entre los mater!ales m&s -ruesos %ormando una suerc!e esta(le. 1a roca que se uede escar!car tam(!/n se uede d!s-re-ar. 1a d!sos!c!"n de la re$a es tal que no %orma e3actamente un c!l!ndro' s!no en real!dad las crestas de la re$a son una ser!e de untos altos ) (a$os d!suestos como un ta(lero de a$edre*' como se muestra en la -ura H' lo que roduce un rodam!ento no un!%orme ) un e%ecto de !macto. Cuando estos rod!llos tra(a$a(an a alta ,eloc!dad' En comactac!"n 2F KmL es alta ,eloc!dad' roducen un e%ecto de amasam!ento so(re la caa comactada. Al ser usado este equ!o se encontr" que era caa* de comactar ec!entemente una -ran ,ar!edad de suelos or la com(!nac!"n de ener-#as de !macto ) ,!(rac!"n. T!enen la des,enta$a de que t!enden a atascarse or dentro en mater!ales %!nos' lo que reduce un oco su e%!c!enc!a or la neces!dad de l!m!arlos %recuentemente.
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Ilustraci! 1 Distri#uci! de (u!tos altos 4 #a&os e! el rodillo de re&illa
Son mu) (uenos comactadores ero t!ene el ro(lema que el aca(ado de la caa que comactan es /s!mo' or lo que su uso se a l!m!tado al cuero de los terralenes ) como /stos -eneralmente est&n %ormados or mater!ales coes!,os' se a !nclu!do est e equ!o s"lo ara mater!ales nos' aunque sean caaces de comactar toda clase de suelos. El rod!llo de re$!lla t!ene una cuadr#cula de . or . cm' su eso (ruto ,ar!a de 2.2 toneladas a 6.H toneladas' lastrado totalmente' est& ro,!sto con 4 ca$as met&l!cas ara lastrarlo es remolcado or un tractor.
-.Rodillo de im(acto A causa de los ro(lemas de l!m!e*a del rod!llo de re$a' se d!seo un nue ,o rod!llo usando el m!smo r!nc!!o' el rod!llo de !macto. Este es un rod!llo met&l!co' en el que se an $ado unas sal!entes en %orma aro3!mada de una !r&m!de rectan-ular truncada como se muestra en la !lustrac!"n 72. Estas !r&m!des no son de la m!sma altura ues a) unas m&s altas que otras' s!-u!endo el modelo de untos altos ) (a$os del rod!llo de re$a' esto da las m!smas ,enta$as' ud!/ndose l!m!ar %&c!lmente or med!o de d!entes su$etos a un marco. Estas sal!entes an s!do d!seadas de tal manera que el &rea de contacto se !ncremente con la enetrac!"n' a$ust&ndose autom&t!camente la res!"n a la res!stenc!a del suelo comactado donde la d!str!(uc!"n de ener-#a no es la m!sma en toda la suerc!e' deend!endo de los ,&sta-os que acen contacto con el suelo or lo que se d!$o anter!ormente las d!%erenc!a de alturas de los ,&sta-os. El d!seo contemla tam(!/n una %&c!l entrada ) sal!da a la caa' lo que d!sm!nu)e la res!stenc!a al rodam!ento ) erm!te como en el caso del rod!llo ata de ca(ra una ,enta$a de aderenc!a entre las caas. Estos rod!llos an ro(ado ser mu) ec!entes ) el!m!nan estrat!%!cac!"n en los terralenes' esto es !mortante en cora*ones !mermea(les de resas' 7B
sust!tu)endo totalmente a la ata de ca(ra. El rod!llo de !macto a ro(ado ser uno de los m&s ,ers&t!les ) econ"m!cos comactadores en terracer#as' caa* de comactar e%!c!entemente la ma)or arte de los suelos.
Ilustraci! 11 Altura de (e!etraci! de los 5ástaos del rodillo de im(acto
Como se muestra en la !lustrac!"n 77 donde se !lustra la %orma de las d!%erentes alturas de ,&sta-osque al entrar en contacto con el suelo' las &reas de ao)o se ,an d!sm!nu)endo con%orme -!ra el tam(or ac!endo que los ,&sta-os m&s lar-os enetren m&s ro%undo que los m&s cortos.
Estos comactadores son autoroulsados ) an demostrado ser mu) ec!entes ) econ"m!cos ara toda clase de suelos -enerando amasam!ento e !macto. S!n em(ar-o' el aca(ado de la caa' !-ual que el rod!llo de re$a es /s!mo' or lo cual s"lo se l!m!ta a mater!ales coes!,os.
Ilustraci! 12 Rodillo de im(acto Tam(i! roller
0. Rodillos 5i#ratorios. 1a comactac!"n or ,!(rac!"n se
emlea Rod!llos que
roorc!onan un 76
e%ecto ,!(rator!o al elemento comactador' la %recuenc!a de ,!(rac!"n t!ene una -ran !n5uenc!a en el roceso de comactac!"n ) su !nter,alo de ,ar!ac!"n "t!ma uede comrender el ran-o de F.B ) 7.B ,eces la %recuenc!a natural del suelo' lo que lle,a al aarato a %recuenc!as de 7BFF a 2FFF c!clos or m!nuto. 1os %actores que !n5u)en en los resultados del rend!m!ento del equ!o son los s!-u!entes
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1a %recuenc!a que uede alcan*ar el osc!lador or m!nuto 1a aml!tud' que uede ser cuant!cada or una d!stanc!a ,ert!cal en cas! todos los equ!os del mercado El emu$e d!n&m!co que se -enera con cada !mulso del osc!lador 1a car-a muerta' el eso del equ!o de comactac!"n' es dec!r' todo lo dem&s s!n cons!derar el osc!lador El &rea que a(arca el comactador en el suelo 1a esta(!l!dad del rod!llo
Cuando se requ!ere comactar or ,!(rac!"n ara que se o(ten-a la m&3!ma e%!c!enc!a de comactac!"n' el conten!do de a-ua de(e de ser menor al "t!mo' que el que uede requer!rse ara otro t!o de comactac!"n. na de las ,enta$as de tra(a$ar con equ!os de ,!(rac!"n es la oder tener caas de ma)ores esesores que en las que ud!eran ser con otros comactadores' esto ace que nuestro rend!m!ento aumente ) los costos de oerac!"n d!sm!nu)an. Por e$emlo la comactac!"n de suelos de -ra(as (!en ) mal -raduadas se ueden comactar %&c!lmente en caas de 6F cm de esesor ) con el uso de otros rod!llos se tendr#an que tener caas de 2F a ?F cm de esesor. 1os rocesos de comactac!"n en camo se com(!nan con la res!"n ara ,encer ne3os entre art#culas que se roducen en suelos -ruesos como en los suelos nos' )a que el e%ecto de ,!(rac!"n es mu) oco e%ect!,a. 1a ,!(rac!"n en suelos -ruesos en con,en!ente orqu e reduce en %orma cons!dera(le la %r!cc!"n !nterna del mater!al' la res!"n est&t!ca de(e ,encer esta %r!cc!"n' ara que se e,!te el desl!*am!ento del suelo or el aumento de una res!"n normal. Con el uso del rod!llo ,!(rator!o en un suelo %r!cc!onante' este su%re una or!entac!"n de las art#culas en el momento en que t!enden a seararse ) una %u-a de las art#culas m&s nas' ac!a los uecos de las art#culas m&s -randes. En la comactac!"n or ,!(rac!"n se an lle-ado a tener resultados de reducc!"n de la %r!cc!"n' an lle-ado a ser 7B ,eces en arenas ) 4F en -ra,as' a este %actor tam(!/n se le suman la res!"n del comactador e$erc!da con su car-a de comres!"n ) es%uer*o cortante' con las que me$oran el acolam!ento entre las art#culas ) aumentan el relleno de uecos' reducen las %uer*as de tens!"n ca!lar que ueden e3!st!r entre -ranos.
7H
Ilustraci! 1" 6u!cio!amie!to de u! rodillo 5i#ratorio
Cuando se comacta un suelo que es mu) -rueso' se ace que sea ro!c!a la sal!da de a-ua durante la ,!(rac!"n' s! el a-ua %uera una cant!dad !mortante. En resumen de que las -ra,as ) los %ra-mentos de roca odr&n comactarse e3!tosamente con conten!do de a-ua mu) (a$os. S! el suelo es de arena ) -ra,a que cont!ene una cant!dad cons!dera(le de nos ) su conten!do de a-ua es alto' la comactac!"n or ,!(rac!"n uede d!%!cultarse. Para tener una me$or comactac!"n or el m/todo de ,!(rac!"n con,!ene muco que el conten!do de a-ua no e3ceda del 7F J. En suelos nos arc!llosos que se comactan or ,!(rac!"n' se t!ene una !n5uenc!a mu) -rande en los conten!dos de a-ua' or un lado las arc!llas oco 0medas requ!eren -randes ener-#as de comactac!"n ) los equ!os que ten-an que comactar t!enen que e$ercer -randes res!ones. Este !ncon,en!ente ace que el esesor de las caas que ueden mane$arse sea muco menor que el caso de arenas ) otros suelos %r!cc!onantes' as# como la comactac!"n se ten-a que darse con equ!os esados ata de ca(ra o neum&t!cos' caaces de dar la res!"n requer!da ad!c!onal a la ,!(rac!"n. No est&n del todo den!dos los mecan!smos a tra,/s de lo que la ,!(rac!"n act0a en arc!llas 0medas. 1as arc!llas 0medas ueden comactarse con ener-#as muco menores que las m&s secas ) con equ!os que e$er*an una res!"n ad!c!onal tam(!/n muco menor. 1os l!mos ) los suelos l!mosos ueden comactarse adecuadamente or m/todos ,!(rator!os cuando su conten!do de a-ua es r"3!mo al "t!mo ) cuando los esesores de caa no sean -randes.
7
Ilustraci! 1' Rodillo 5i#ratorio 781'9
1os a) de dos t!os De $al"n' que t!enen que ser arrastrados or una m&qu!na' -eneralmente un tractor a-r#cola ) que t!ene su ro!o motor ara mo,er el e3c/ntr!co. Autoroulsados' que ueden estar %ormados or dos rod!llos ,!(rator!os o or una com(!nac!"n de un rod!llo ) neum&t!cos. En este caso el m!smo motor roorc!ona otenc!a ara el desla*am!ento del equ!o ) ara la ,!(rac!"n del o los rod!llos. Estos rod!llos %unc!onan d!sm!nu)endo temoralmente la %r!cc!"n !nterna del suelo. Como en los suelos -ranulares :-ra,as ) arenas< su res!stenc!a deende r!nc!almente de la %r!cc!"n !nterna' en los suelos l&st!cos deende de la coes!"n' la ec!enc!a de estos rod!llos est& l!m!tada a suelos -ranulares. Estos rod!llos se clas!%!can or su tamao' equeos asta FFF K- de %uer*a d!n&m!ca ) -randes de m&s de FFF' ud!endo lle-ar asta 2F FFF K- o m&s. 1os -randes ueden lle-ar a so(re es%or*ar suelos d/(!les or lo que a) que mane$arlos con cu!dado.
Todos los ,!(radores de(en de mane$arse a ,eloc!dades de 2.B a B KmL. Veloc!dades ma)ores no !ncrementan la roducc!"n' ) con %recuenc!a no se o(t!ene la comactac!"n.
-. Rodillos 5i#ratoria.
de
(ata
de
ca#ra 7
1a tecnolo-#a actual est& desarrollando un -ran n0mero de equ!os en los que se (usca com(!nar los e%ectos de dos o m&s de los s!stemas trad!c!onales' a n de lo-rar una esec!al!*ac!"n de las acc!ones que -arant!ce un resultado "t!mo ara cada caso art!cular. 1os rod!llos ata de ca(ra con ad!tamentos ,!(rator!os -eneralmente son de t!o remolcado ) se recom!endan ara comactar suelos nos arc!llosos. Adem&s de otras ,enta$as que )a se menc!onaron su uso erm!te ut!l!*ar ma)or esesor de caa. Este equ!o es un rod!llo seme$ante al rod!llo l!so ,!(rator!o' ero t!ene e3tens!ones seme$antes a los de la ata de ca(ra ) se ace tra(a$ar en alta aml!tud ) (a$a %recuenc!a' or lo que roduce ener-#a de !macto. Tam(!/n' or la acc!"n de las e3tens!ones' roduce e%ecto de amasam!ento. Este equ!o comacta tam(!/n la caa su()acente ero no la caa suer!or ) no estrat!%!ca. Aunque es mu) ec!ente' con altas roducc!ones' el aca(ado de la caa es /s!mo' or eso se recom!enda s"lo ara el cuero del terral/n.
Ilustraci! 1* Rodillo :i#ratorio (ata de ca#ra DINAPAC CA2*D
1os rocesos de comactac!"n en o(ra son or su naturale*a mu) lentos ) costosos como ara reroduc!rlo a ,oluntad' cada ,e* que se desee estud!ar cualqu!era de sus detalles' or lo tanto no roorc!ona un m/todo r&ct!co de una erram!enta de an&l!s!s' !n,est!-ac!"n ) estud!o. Para desarrollar rue(as de la(orator!o que ten-an que reroduc!r %&c!l ) econ"m!camente los rocesos que relac!onen las t/cn!cas de camo ) el conocer m&s un roceso tan d!%#c!l e !mortante. 1os estud!os muestran a las rue(as de la(orator!o como (ase ara estud!os ara ro)ecto ) %uente de !n%ormac!"n ara lantear un adecuado 2F
modo de tra(a$o en camo' resultar#a !noera(le reroduc!r la o(ra a real!*ar ara determ!nar los os!(les comortam!entos que se tendr#an en la o(ra. 1as rue(as de comactac!"n de la(orator!o solo se $ust!can en t/rm!nos de reresentat!,!dad de los rocesos de camo que se roducen. Con el ro"s!to de lle-ar a estud!ar deten!da ) m!nuc!osamente en el la(orator!o un roceso que no t!ene nada que ,er con el roceso de comactac!"n que se real!*a en camo que es el que se suone que se reroduce' se odr#a cons!derar que tendr#an consecuenc!as -ra,es en cuanto a las acc!ones r&ct!cas que se adoten' las tendr#a s! no se entend!era en sus $ustas d!mens!ones ra*ona(les' que el cr!ter!o se $u*-ar& como un roceso de comactac!"n a tra,/s del la(orator!o de manera 0n!ca o r!nc!al. Se comactan los suelos ara o(tener datos ara ro) ecto' esta !n%ormac!"n se re%!ere a res!stenc!a' de%orma(!l!dad' ermea(!l!dad' suscet!(!l!dad al a-r!etam!ento' entre otras. 1a reresentat!,!dad de la rue(a' en el sent!do que se rerodu*can en el la(orator!o con un suelo de las m!smas ro!edades mec&n!cas que desu/s se o(tendr&n al comactar los mater!ales en el camo. Puede a(er otro uso ara las rue(as de comactac!"n' ara tener un estr!cto control de cal!dad' en este caso las rue(as %unc!onan %undamentalmente como un #nd!ce comarat!,o de esos ,olum/tr!cos de la(orator!o ) de camo' la s!m!l!tud de las ro!edades mec&n!cas entre am(os es muco menos !mortante' s!endo or consecuenc!a una !dea de reresentat!,!dad re%erente a la rue(a. E3!sten mucos m/todos de comactar suelos en camo' es l"-!co ensar que no se tendr& una sola rue(a con una sola t/cn!ca estandar!*ada' que sea ara reresentarlos a todos. Por lo tanto a) rue(as de comactac!"n de ,ar!os t!os. 1a ener-#a de comactac!"n !n5u)e muco tam(!/n en los resultados del roceso' ) los equ!os ut!l!*ados en camo la al!can en %orma mu) ,ar!ada' de %orma que tam(!/n a(r& ,ar!antes en las rue(as or este conceto.
0.MODO DE OPERACI;N (!cac!"n de los comonentes !dr&ul!cos Pr!nc!!o del %ormular!o (!cac!"n de los comonentes del s!stema de rouls!"n
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(!cac!"n de los comonentes del s!stema de rouls!"n :7< ;!ltro de car-a :2< Mom(a de rouls!"n del e$e :?< Mom(a de rouls!"n del tam(or :4< V&l,ula de cam(!o :B< =otor de rouls!"n del e$e :6< =otor de rouls!"n del tam(or :H< =0lt!les de des,!ac!"n t/rm!ca ) retorno:< En%r!ador del ace!te !dr&ul!co
6iltro de cara
El ltro de car-a del s!stema de rouls!"n ) del s!stema ,!(rator!o se encuentra en el lado !*qu!erdo de la m&qu!na en la arte !nter!or de los escalones del oerador. El ltro de ace!te !dr&ul!co :7< ltra todo el ace!te de car-a antes de en,!arlo al s!stema de rouls!"n.
/om#a de (ro(ulsi! del e&e
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1a (om(a de rouls!"n del e$e :2< se encuentra de(a$o de la lata%orma del oerador. 1a (om(a de rouls!"n del e$e en,#a ace!te al motor del e$e.
/om#a de (ro(ulsi! del tam#or
1a (om(a de rouls!"n del tam(or :?< se encuentra de(a$o de la lata%orma del oerador. 1a (om(a de rouls!"n del tam(or en,#a ace!te al motor del tam(or.
1a ,&l,ula de cam(!o :4< se encuentra $unto a la (om(a de rouls!"n del e$e en el lado !*qu!erdo de la m&qu!na' (a$o la lata%orma del oerador. 1a ,&l,ula de cam(!o controla la oerac!"n del mecan!smo de cam(!o de ,eloc!dad del motor de rouls!"n del tam(or ) del motor de rouls!"n del e$e. 2?
Motor de (ro(ulsi! del e&e
El motor de rouls!"n del e$e :B< est& emernado al lanetar!o del mando nal. El lanetar!o del mando nal est& emernado al e$e trasero. El motor de rouls!"n del e$e rec!(e ace!te de la (om(a de rouls!"n del e$e. 1a otenc!a se transm!te del motor al e$e trasero.
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