proceso de compactacion 2011
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Diapositiva 1Mecanismo del proceso de compactacin de los suelos1
___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________TEORIA DE LA COMPACTACION
___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ Diapositiva 2INICIOS La Compactacin Ha Sido
Compactacin2
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Empleada Por El Hombre Desde Que ste Necesit Mejorar Las Propiedades Del Suelo Los Primeros Constructores
De Caminos La Emplearon De Manera Instintiva Para Construir Caminos
TEORIA DE LA COMPACTACION
Diapositiva 3INICIOS
Compactacin3
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Esos primeros constructores descubrieron empricamente que el suelo se volva ms estable al aplicar cargas pesadas sobre el mismo
TEORIA DE LA COMPACTACION
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Diapositiva 4INICIOS
Compactacin4
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Caminos romanos (500 AC a 500 DC)
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TEORIA DE LA COMPACTACION
___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ Diapositiva 5Compactacin5
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Se han encontrado evidencias que se remontan a la poca de la invencin de la rueda (3500 aos antes de Cristo), como un cilindro de piedra de 5 toneladas y 65cm de dimetro usado por los INCAS
TEORIA DE LA COMPACTACION
___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ Diapositiva 6Compactacin6
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Hasta 1830, las capas de pavimento se colocaban con algn esfuerzo de compactacin; el trfico terminaba el mismo.
TEORIA DE LA COMPACTACION
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Diapositiva 7
Compactacin7
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La compactacin tambin se emple en construccin de presas de tierra, buscando reducir la permeabilidad. Hacia 1820 se empleaba en Inglaterra el paso de reses y ovejas para compactar presas de tierra.
TEORIA DE LA COMPACTACION
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Alrededor de 1830 se desarrollaron cilindros de compactacin arrastrados por caballos Hacia 1860 aparecieron compactadores de vapor.
TEORIA DE LA COMPACTACION
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En 1906 se patenta el cilindro pata de
cabra en Estados Unidos.
Durante la dcada de 1930 aparecen los
primeros compactadores de llantas.
En esa misma dcada se desarrollan los primeros compactadores pata de cabra pesados (hasta 13t).TEORIA DE LA COMPACTACION
Diapositiva 10
Compactacin10
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DesarrolloTambin en la dcada de 1930 se desarrollan en Alemania los primeros compactadores vibratorios.Durante la segunda guerra mundial aparecen equipos de compactacin pesada para aeropuertos.TEORIA DE LA COMPACTACION
Diapositiva 11
Compactacin11
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DesarrolloEn 1933, R.R Proctor public sus investigaciones sobre las relaciones
entre densidad, humedad y energa decompactacin (curvas Proctor).
Estas curvas son la base para el control de compactacin.
TEORIA DE LA COMPACTACION
Diapositiva 12Introduccin La
Compactacin12
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compactacin es un proceso que influye en el comportamiento de todas y cada una de las capas de una estructura de pavimento.
A excepcin de unas buenas caractersticas de drenaje es el
factor que mas influye en la estabilidad y durabilidad. Su vida til depender en gran parte del grado de
compactacin especificado y de su control para su cumplimiento en obra.
Diapositiva 13
Definicin de compactacin13
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Es un proceso mecnico mediante el cual se busca
mejorar las caractersticas de resistencia, compresibilidad y relacin esfuerzo-deformacin. El proceso de compactacin implica una reduccin mas
o menos rpida de los vacos.
Diapositiva 14Definicin de compactacin
___________________________________ ___________________________________Se entiende por compactacin a la reorientacin de las partculas que genera el aumento de resistencia y la disminucin de capacidad de deformacin debido a la reduccin de los vacos que hay entre las partculas de suelo.Suelo sin compactar
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Suelo compactado
Diapositiva 15
OBJETO DE LA COMPACTACION15
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Mejorar el comportamiento mecnico Propiedades mejoradas se mantengan a travs de toda la
vida til de la obra. Para el constructor: obtener el estado de compactacin
exigido por el diseador mediante una especificacin determinada que asegure los mnimos asentamientos y el grado de impermeabilidad estimado .
Diapositiva 16
Propiedades a mejorarLas propiedades que se requieren mejorar dependen de cada situacin especifica. Resistencia: aumentar capacidad portante (resistencia alcorte), incrementar su resistencia a la erosin, Incrementar su relacin modular Compresibilidad: Reducir asentamientos Permeabilidad: Reducir el flujo de agua y aire Flexibilidad: Reducir susceptibilidad al agrietamiento
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Estructura: Mejorar estabilidad volumtrica6/9/2011 TEORIA DE LA COMPACTACION
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Sin compactar
Bien compactado
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Diapositiva 18
COMPACTACIN DEL SUELO Ventajas de la compactacinLa compactacin permite el mejoramiento de las Siguientes propiedades : Sin compactar Compactado
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10 kg 5 kg
Aumenta la capacidad soporte del suelo.
de
Reduce los asentamientos del terreno.
Reduce la permeabilidad del suelo, el escurrimiento y la penetracin del agua. El TEORIA DE LA COMPACTACION agua 6/9/2011 fluye y el drenaje puede regularse.
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Diapositiva 19 La
Las Fuerzas De La Compactacin19
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compactacin es un proceso que busca comprimir el material desde un volumen dado hasta un volumen menor.
Mediante la aplicacin de una fuerza y movimiento
en un rea de contacto, las partculas se acercan unas a otras
Se
eliminan vacos entre las encuentran llenas de aire y/o agua.
partculas:
se
Diapositiva 20
Las Fuerzas De Compactacin
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PRESION ESTATICA IMPACTO MANIPULACION VIBRACION
___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ Diapositiva 21Las Fuerzas De Compactacin1. COMPACTACIN ESTTICA O POR PRESIN : La compactacin se logra utilizando una mquina pesada, cuyo peso comprime las partculas del suelo, sin necesidad de movimiento vibratorio: Rodillo Esttico o Rodillo Liso
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Diapositiva 22
Las Fuerzas De Compactacin
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2. COMPACTACIN POR IMPACTO :
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La compactacin es producida por una placa apisonadora que golpea y se separa del suelo a alta velocidad. Por ejemplo : Un apisonador
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___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ Diapositiva 233. COMPACTACIN POR VIBRACIN :
Las Fuerzas De Compactacin
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La compactacin se logra aplicando al suelo vibraciones de alta frecuencia . Por ejemplo : Placa o rodillos vibratorios.
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___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ Diapositiva 24Las Fuerzas De Compactacin4. COMPACTACIN POR AMASADO :
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La compactacin se logra aplicando al suelo altas presiones distribuidas en reas mas pequeas que los rodillos lisos. Por ejemplo : Un rodillo Pata de Cabra
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Diapositiva 25
CUAL ES EL METODO MAS ADECUADO DE COMPACTACIN PARA LOS DIFERENTES TIPOS DE SUELOS?
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___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ Diapositiva 26Transmisin De Los Esfuerzos26
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___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ Diapositiva 27Transmisin De Los Esfuerzos27
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Diapositiva 28
Transmisin De Los Esfuerzos28
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AREA = A CARGA = L PRESION = P
AREA = 4A CARGA = 4L PRESION = P
AREA = A CARGA = 4L PRESION = 4P
0.7P 0.6P 0.5P 0.4P 0.5P 0.5P 0.4P
___________________________________0.7P0.6P
0.7P0.6P
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0.4P
Diapositiva 29 Al aumentar el tamao de la placa pero incrementando la carga de tal manera que la presin sea la misma, la profundidad del bulbo de presin aumenta .
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Si aumenta la presin pero el rea de contacto permanece constante , se observa que el bulbo de presiones no aumenta significativamente ,pero la presin si, incrementando por lo tanto la energa de compactacin.6/9/2011 TEORIA DE LA COMPACTACION 29
Diapositiva 30
Haciendo la analoga con un equipo de compactacin , trabajando capas de determinado espesor, se puede sacar las siguientes conclusiones :Es necesario controlar el espesor de las capas para tener suficiente presin en el suelo con el fin de obtener el grado de compactacin especificado. No se puede incrementar el espesor de una capa a compactar por el simple hecho de haber incrementado el peso del equipo de compactacin
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Podemos aumentar el espesor de capa a compactar si se utiliza un equipo de mayor rea de contacto , aunque de presin similarTEORIA DE LA COMPACTACION 30
Diapositiva 31 La teora de los bulbos de presin fue desarrollada por BOUSINESQ con la hiptesis de que el suelo es un medio elstico e istropo. Otra manera para determinar los esfuerzos transmitidos al suelo es con la carta de NEWMARK, til especialmente cuando se tienen varias reas cargadas , en donde se aplican en cada una de ellas diferentes presiones a la superficie del suelo6/9/2011 TEORIA DE LA COMPACTACION 31
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Diapositiva 32SUELOS COHESIVOS SUELOS GRANULARES
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___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ Diapositiva 33Proceso De Compactacin En El LaboratorioProctor ( 1933 ) defini cuatro variables que afectan a la compactacin en Suelos con cohesin:
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Peso unitario seco Contenido de agua Tipo de suelo Energa de CompactacinOtras variables que afectan al proceso de Compactacin: Mtodo de compactacin Humedad original del suelo Sentido que recorre la escala de humedades
Ec = N nW h V
( Kf/m3 )
Temperatura Recompactacin Nmero y espesor de capas, nmero TEORIA DE LA COMPACTACION de6/9/2011 etc pasadas33
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Diapositiva 34
Proceso De Compactacin En El Laboratorio34
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Permiten relacionar las variables: contenido de humedad,
densidad bulk y la magnitud de trabajo actuante: Energa Son
procesos empricos y su tcnica normalizada, para obtener resultados reproducibles limites de referencia, para juzgar la eficiencia de un proceso de compactacin en las obras
Permiten fijar
Diapositiva 35
Mtodos Para Determinar La Humedad ptima Y La Densidad Mxima35
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TEORIA DE LA COMPACTACION
___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ Diapositiva 36Mtodos Para Determinar La Humedad ptima Y La Densidad Mxima36
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TEORIA DE LA COMPACTACION
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Diapositiva 37
Mtodos Para Determinar La Humedad ptima Y La Densidad Mxima37
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TEORIA DE LA COMPACTACION
___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ Diapositiva 38Mtodos Para Determinar La Humedad ptima Y La Densidad Mxima38
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TEORIA DE LA COMPACTACION
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PRUEBAS PROCTORProctor Modificado Proctor standar
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Diapositiva 40
PRUEBAS PROCTORProctor Modificado Proctor standar
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TEORIA DE LA COMPACTACION
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Diapositiva 4242
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TEORIA DE LA COMPACTACION
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Diapositiva 43
PREPARACION DE LA MUESTRA43
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Diapositiva 44
CURVA DE COMPACTACION PROCTOR44
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d dmx.
W
aire aguaslidos . . . . .
W
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Diapositiva 45
CURVA DE COMPACTACION PROCTOR45
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. . . . .
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Diapositiva 46
CURVA DE COMPACTACION PROCTOR
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La curva de compactacin cambia al variar la energa de compactacin Para una energa, el aumento del peso volumtrico ser tanto mayor cuando se Aproxime al contenido Optimo de agua del suelo.
Diapositiva 47
CURVA DE COMPACTACION PROCTOR
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Con cierta humedad, el suelo llega a su densidad mxima cuando se aplica una cantidad especfica de energa . La densidad mxima que se obtiene bajo estas condiciones se llama Densidad Proctor 100%. El valor de la humedad en el punto de densidad mxima se llama Humedad ptima El valor Proctor 100% se utiliza como base para medir el grado de compactacin del suelo, por lo tanto, es la medida estndar para la compactacin.6/9/2011
TEORIA DE LA COMPACTACION
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Diapositiva 49
CURVA DE COMPACTACION PROCTOR
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Cada suelo reacciona de manera diferente y tendr su propia curva de compactacin de control
. . . . .
49
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Diapositiva 50
Caractersticas De La Curva De Compactacin Proctor50
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Los puntos se sitan sobre una
curva que presenta un mximo. Para
mayores energas de compactacin, se obtienen mayores densidades mximas y menores humedades optimas .
Un punto en la rama hmeda de la
curva de compactacin, para una determinada energa y humedad, corresponde a una densidad menor en la rama seca de una curva de menor energa.
Diapositiva 51
Caractersticas De La Curva De Compactacin Proctor51 En los estados de compactacin
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comprendidos entre la lnea de ptimos, el contenido de aire se mantiene en un mbito restringido del orden del 4-6% del volumen total en la mayora de: aire ocluidocurvas son bastante aplanadas y terminan en las proximidades de la curva de saturacin a menudo con expulsin de agua en el momento de la compactacin con el pistn. No se presentan presiones de poro en el interior del suelo.
Para suelos muy permeables, las
Diapositiva 52d
CARACTERISTICAS DE LA CURVA PROCTOR
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1
2
___________________________________Waire aguaslidos52
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Diapositiva 53
FACTORES QUE INFLUYEN EN EL PROCESO DE COMPACTACION53
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La compactacin correctaLa que lleve al suelo a un estado tal que genere la mayor estabilidad volumtrica, mayor resistencia y menor permeabilidad.
menores asentamientos o deformaciones mayor capacidad de carga mayor resistencia al esfuerzo cortante
Diapositiva 54
FACTORES QUE INFLUYEN EN EL PROCESO DE COMPACTACION54
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La durabilidad y estabilidad de una estructura de pavimento depender en un alto grado del estado de compactacin proporcionado a cada una de las capas que lo constituyen
El Tipo De Suelo A Compactar El Contenido De Agua Del Suelo Los Esfuerzos Mecnicos Empleados En La Compactacin . El Sentido En Que Se Recorra La Escala De Humedades Al Efectuar La Compactacin Otras Variables
Diapositiva 55
1. EL TIPO DE SUELO COMPACTADO55
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La naturaleza y el tipo de suelo con que se trabaja influye de manera decisiva en el proceso de compactacin. Un factor que incide en alto grado es la uniformidad de las partculas del material a compactar. Un suelo con una amplia gama de tamaos, se compacta mejor ya que las partculas de menor tamao ocuparn los espacios formados entre aquellas de mayor tamao
Diapositiva 56
1. EL TIPO DE SUELO COMPACTADO56
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TEORIA DE LA COMPACTACION
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De manera practica se puede decir que: Si Cu>7
es un excelente suelo para compactar 7>Cu>3 es necesario mejorar la gradacin para lograr una buena compactacin. Cu