MATERIALES GEOTÉCNICOS TABLA 1.1: Propiedades representativas de tierra y roca. Material Arcilla seca Arcilla húmeda Tierra seca Tierra húmeda Tierra y grava Grava seca Grava húmeda Arena limosa Roca bien fragmentada Arena seca Arena húmeda Calizas
Peso Peso en banco ban co 3 lb/cy g/cm 2.700 1.600 3.000 1.780 2.800 1.660 3.200 1.895 3.200 1.895 2.800 1.660 3.400 2.020 4.400 2.610 4.200 2.490 2.600 1.542 2.700 1.600 3.500 2.075
Peso Peso suelto suelt o Por cent centaj aje e de 3 lb/cy gr/cm esponjamiento 2.000 1.185 35 2.200 1.305 35 2.240 1.325 25 2.580 1.528 25 2.600 1.575 20 2.490 1.475 12 2.980 1.765 14 2.750 1.630 60 2.640 1.565 60 2.260 1.340 15 2.360 1.400 15 2.480 1.470 40
F actor actor de expansión* xpansión* 0.74 0.74 0.80 0.80 0.83 0.89 0.88 0.63 0.63 0.87 0.87 0.71
*El factor de expansión es igual al peso suelto dividido entre el peso en banco por unidad de volumen.
Tabla 1.2 Método de compactación según el tipo de suelo. Material
Impacto
Presión
Vibración
Amasado
Grava Arena Limo Arcilla
Pobre Pobre Bueno Excelente con confinamiento
No No Bueno Muy bueno
Bueno Excelente Pobre No
Muy bueno Bueno Excelente Bueno
Fuente: Peurifoy, R. Construction Planning, Equipment and Methods. 2002. Pág. 99.
Tabla 1.3 Métodos de compactación usados por los equipos de compactación. Tipo de compactador Pata de cabra Pisones Rodillo liso Rodillo liso vibratorio Rodillo de pisones vibratorio Neumático
Impacto
Presión
X
X X X
X X
Vibración
Amasado
X X X
X
Fuente: Peurifoy, R. Construction Planning, Equipment and Methods. 2002. Pág. 100.
1
Tabla 1.4 Equipo de compactación apropiado según el tipo de material. Material
Espesor de capa (pulgadas)
Pasadas
Tipo de compactador
Grava
8-12
3-5
Pisones vibratorio Liso vibratorio Neumático Pata de cabra
Arena
8-10
3-5
Pisones vibratorio Liso vibratorio Neumático Liso estático
Limo
6-8
4-8
Pisones vibratorio Pisones Neumático Pata de cabra
Arcilla
4-6
4-6
Pisones vibratorio Pisones Pata de cabra
Fuente: Peurifoy, R. Construction Planning, Equipment and Methods. 2002. Pág. 100.
2
DESEMPEÑO DE EQUIPOS TABLA 3.1 Valores representativos de resistencia a la rodadura para diversas superficies y sistemas de rodaje, en kg/tn. Superficie
Acero
Orugas
Concreto Asfalto Tierra compactada y con mantenimiento Tierra con poco mantenimiento Tierra, lodosa sin mantenimiento Arena suelta y grava Tierra, muy lodosa y suave
20 25-35 30-50 50-75 100-125 140-160 175-200
27 30-35 30-40 40-55 70-90 80-100 100-120
Neumáticos de alta presión 18 20-33 20-35 50-70 90-110 130-145 150-200
Neumáticos de baja presión 23 25-30 25-35 35-50 75-110 110-130 140-170
TABLA 3.1 a: Otros factores de resistencia a la rodadura según Caterpillar. Superficie Camino muy duro y liso de hormigón, asfalto frío o tierra, sin penetración ni flexión d los neumáticos. Camino estabilizado, pavimentado, duro y liso que no cede bajo el peso, regado y conservado. Camino firme y liso, de tierra o capa ligera, que cede un poco bajo carga o irregular, conservado con regularidad, regado. Camino de tierra, desigual o que flexiona bajo carga, conservado irregularmente, sin regar, flexión o penetración de los neumáticos de 25 mm. Camino de tierra, desigual o que flexiona bajo carga, conservado irregularmente, sin regar, flexión o penetración de los neumáticos de 50 mm. Camino irregular, blando, sin conservación, sin estabilizar, flexión o penetración de los neumáticos de 100 mm. Arena o grava suelta Camino irregular, blando, sin conservación, sin estabilizar, flexión o penetración de los neumáticos de 200 mm. Camino muy blando, fangoso, irregular, sin flexión pero con penetración de neumáticos de 300 mm.
Neumáticos Telas Radiales
Orugas o cadenas
Cadena más neumáticos
1.5%
1.2%
0%
1.0%
2.0%
1.7%
0%
1.2%
3.0%
2.5%
0%
1.8%
4.0%
4.0%
0%
2.4%
5.0%
5.0%
0%
3.0%
8.0%
8.0%
0%
4.8%
10.0% 14.0%
10.0% 14.0%
2% 5%
7.0% 10.0%
20.0%
20.0%
8%
15.0%
TABLA 3.2: Coeficientes de tracción para diversas superficies de camino. Superficie Concreto rugoso, seco Arcilla seca Arcilla húmedo Arcilla con surcos Arena y grava húmeda Arena seca, suelta Arena mojada Canteras Camino de grava suelta Nieve seca Hielo Zapatas semicaladas en tierra firme Zapatas semicaladas en tierra suelta Carbón amontonado
Neumáticos
Orugas o cadenas
0.80 – 1.00 0.50 – 0.70 0.40 – 0.50 0.40 0.30 – 0.40 0.20 – 0.30 0.40 0.65 0.36 0.20 0.10 0.55 0.45 0.45
0.45 0.90 0.70 0.70 0.35 0.30 0.50 0.55 0.50 0.15 – 0.35 0.10 – 0.25 0.90 0.60 0.60
3
EXCAVADORAS Tabla 6.1 Factores de llenado para excavadoras, en %. Material
Pala frontal
Arcilla en banco; tierra; arena y grava. Mezcla de tierra y roca Roca pobremente fragmentada Roca medianamente fragmentada Roca bien fragmentada Conchuela; arenisca en banco, arcilla dura, materiales cementantes Limo húmedo; arcilla arenosa Agregado húmedo, mezclado y suelto Agregado uniforme, suelto hasta 1/8” Agregado uniforme, suelto entre 1/8” y 3/8” Agregado uniforme, suelto entre 1/2” y 3/4” Agregado uniforme, suelto de 1” ó mayor *Porcentaje de la capacidad colmada del cucharón.
Azadón
Cargador frontal Neumáticos Orugas
100-110 105-115 85-100 --100-110 85-100
95-110 --40-50 --60-75 80-90
80-100 100-120 60-75 75-90 80-95 85-95
80-100 100-120 60-75 75-90 80-95 85-100
-------------
100-110 -----------
100-110 95-100 95-100 90-95 85-90 85-90
100-120 95-100 95-110 90-110 90-110 90-110
Dimensiones representativas, profundidad de corte y capacidad de carga de excavadoras hidráulicas tipo azadón sobre orugas. Capacidad Longitud (yd 3 ) del brazo (pies)
Máximo alcance a nivel del terreno (pies)
Máxima profundidad de corte (pies)
Máxima altura de carga (pies)
12-15 16-18 16-23 17-21 18-27 20-29 25-30 23-27 29 26-32
14-16 17-19 17-25 18-23 19-24 20-26 24-26 21-22 27 25-26
3/8 5-7 19-22 ¾ 6-9 24-27 1 5-13 26-33 1½ 6-13 27-35 2 7-14 29-38 2½ 7-16 32-40 3 10-11 38-42 3½ 8-12 36-39 4 11 44 5 8-15 40-46 *Capacidad de izaje a 20 pies. Capacidad de izaje a 25 pies.
Capacidad de carga a 15 pies Brazo corto Brazo extendido Frente Lado Frente Lado (lb) (lb) (lb) (lb) 2,900 7,100 12,800 17,100 21,400 32,600 32,900* 33,200* 47,900* 34,100
2,600 5,300 9,000 10,100 14,500 21,400 24,600* 21,900* 33,500* 27,500
2,900 2,600 7,200 5,300 9,300 9,200 17,700 11,100 21,600 14,200 31,500 24,400 30,700* 26,200* 32,400* 22,000* ----31,600 27,600
Especificaciones de cargadores sobre neumáticos. Cap. (yd 3 )
Alcance de descarga (pies)
C.L.E.E.* (lb)
Velocidad máxima en avance (millas por hora)
1a 1.25 2.00 2.25 3.00 3.75 4.00 4.75 5.50 7.00 14.00 23.00
8.4 8.7 9.0 9.3 9.3 9.6 9.7 10.7 10.4 13.6 19.1
9,600 12,700 13,000 17,000 21,000 25,000 27,000 37,000 50,000 98,000 222,000
4.1 4.2 4.1 5.0 4.6 4.3 4.4 4.0 4.0 4.3 4.3
2a 7.7 8.1 7.5 9.0 8.3 7.7 7.8 7.1 7.1 7.6 7.9
3a 13.9 15.4 13.3 15.7 14.4 13.3 13.6 12.4 12.7 13.0 13.8
Velocidad máxima en reversa (millas por hora)
4a 21 -21 26 24 21 23 21 22 ---
1a
2a
3a
7.7 8.3 8.1 10.0 9.0 8.6 8.9 8.1 8.2 8.3 8.7
13.9 15.5 14.3 17.4 15.8 14.9 15.4 14.2 14.5 14.2 15.2
4.1 4.2 4.4 5.6 5.0 4.9 5.0 4.6 4.6 4.7 4.8
Ciclo total (seg)
4a --23 29 26 24 26 24 25 ---
9.8 10.7 11.3 11.6 11.8 11.6 11.5 12.7 16.9 18.5 20.1
*Carga límite de equilibrio estático, a pleno giro. El tiempo es sólo de carga. 4
Especificaciones de cargadores sobre orugas. Alcance de descarga (pies)
Capac. (yd3) 1.00 1.30 1.50 2.00 2.60 3.75
C.L.E.E.* (lb)
8.5 8.5 8.6 9.5 10.2 10.9
Velocidad máxima en avance (millas por hora)
10,500 12,700 17,000 19,000 26,000 36,000
Velocidad máxima en reversa (millas por hora)
6.5 6.5 5.9* 6.4* 6.0* 6.4*
Ciclo total (seg)
6.9 6.9 5.9* 6.4* 6.0* 6.4*
11.8 11.8 11.0 11.9 9.8 11.4
*Carga límite de equilibrio estático, a pleno giro. El tiempo es sólo de carga. Para convertir yd3 a m3, multiplique por 0.7646. Para convertir lb a kg, multiplique por 0.4534.
TABLA 6.2: Tiempos de ciclo de excavación para azadones sobre orugas, para condiciones promedio* Volumen cucharón (m3) 0.76 0.76-1.15 1.5-1.9 2.3 2.7 3.0 3.8
Carga 5 6 6 7 7 7 78
Tiempo de las fases de trabajo, en segundos. Giro con carga Descarga Giro vacío Total 4 2 3 14 4 2 3 15 4 3 4 17 5 4 4 20 6 4 5 22 6 4 5 22 7 4 6 24
*Profundidad del corte hasta 60% de la profundidad máxima; ángulo de giro entre 30° y 60°; unidades de transporte al mismo nivel de la excavadora.
TABLA 6.3: Tiempo del ciclo para cargadores. Capacidad colmada del cucharón (m3 ) 0.76 - 2.87 3.06 - 4.21
Neumáticos* (seg)
Orugas* (seg)
27 – 30 30 - 33 33 - 36 36 – 42
15 – 21 -
4.59 - 5.35 10.7 - 17.59 *Incluye carga, maniobra con cuatro cambios de dirección en reversa (mínimo viaje) y descarga.
Tiempo del ciclo de la pala frontal (2.2-3.8 m 3) Fase del ciclo
Tiempo (seg)
Carga Giro con carga Descarga Giro vacío
7-9 4-6 2-4 4-5
TABLA 6.4: Factores de corrección por efecto de altura de corte y ángulo de giro en la producción de palas frontales. Porcentaje de altura óptima 40 60 80
100 120 140 160
45
60
0.93 1.10 1.22 1.26 1.20 1.12 1.03
0.89 1.03 1.12 1.16 1.11 1.04 0.96
Ángulo de giro (grados) 75 120 90 0.85 0.96 1.04 1.07 1.03 0.97 0.90
0.80 0.91 0.98
1.00 0.97 0.91 0.85
0.72 0.81 0.86 0.88 0.86 0.81 0.75
150
180
0.65 0.73 0.77 0.79 0.77 0.73 0.67
0.59 0.66 0.69 0.71 0.70 0.66 0.62
5
