Manual de compactación, pavimentación y fresado – Capítulo 05
MÉTODOS DE COMPACTACIÓN:
Los equipos de compactación para suelos se basan en tres principios: carga estática, vibración e impacto. Diferentes factores influencian la selección del método de compactación y su resultado:
- tipo de suelo
- tenor de agua
- espesor de la capa
- dureza de la capa subyacente
Compactación estática
Los compactadores estáticos fueron las primeras máquinas de compactación mecánica de verdad. Los equipos de compactación estática utilizan el peso muerto de la máquina para aplicar presión en una determinada superficie y comprimir las partículas subyacentes. La única manera de variar la presión ejercida en la superficie es alterar el peso o área de contacto del equipo. Los equipos estáticos normalmente serán capaces de
realizar una compactación adecuada en capas finas. El tiempo, una función de la velocidad del compactador estático, así como el número de pasadas, también afectan el resultado final. Los tipos convencionales de compactadores estáticos incluyen los rodillos compactadores de tres neumáticos, los rodillos estáticos en tándem e los rodillos neumáticos.
Compactación vibratoria
Los compactadores vibratorios realizan una rápida sucesión de golpes contra la superficie subyacente, donde las vibraciones u ondas de presión son transmitidas a través del material para colocar las partículas del suelo en movimiento. Esto reduce drásticamente la fricción interna y facilita la reorganización de las partículas en posiciones que aumentan su densidad. El aumento del área de contacto entre las partículas resulta en mejores propiedades de soporte de carga.
La vibración es más eficiente en suelos granulares, aun teniendo un menor efecto en suelos cohesivos, cuando comparada a la compactación estática. La compactación vibratoria proporciona mayores densidades y un mejor efecto de profundidad que la compactación estática en todos los tipos de materiales, posibilitando que se alcance la densidad final con menos pasadas. La compactación vibratoria causa el aflojamiento de la superficie más superior de una capa. La profundidad del aflojamiento de la superficie depende del tipo de suelo, de su granulometría y del tenor de agua. En un suelo de granulación gruesa y uniforme, compactado en alta amplitud, habrá un efecto de aflojamiento más acentuado. Se compacta el suelo suelto en la superficie según se coloca y se compacta la próxima capa sobre él. Todo esto explica por qué los equipos vibratorios son más eficientes y económicos que los pesados equipos estáticos en prácticamente todas las situaciones.
Compactación por impacto
La compactación por impacto depende de una alta fuerza de impacto. Ella genera una fuerza mayor en la superficie que un compactador estático. La fuerza del impacto produce una onda de presión en el suelo, que también genera alta presión en profundidad. Los pisones vibratorios y rodillos pata de cabra funcionan con el principio de impacto. En ciertos casos, los rodillos con cilindros triangulares, rectangulares o pentagonales pueden ser usados con un efecto de profundidad relativamente bueno. Debido a que este tipo de compactador deja un área no compactada entre cada impacto, se necesitan muchas pasadas para asegurar una compactación uniforme.
Los rodillos de impacto deben ser operados a velocidades significantemente más altas que los compactadores estáticos o vibratorios, para que tengan un desempeño total. Ellos son más económicos en áreas grandes.
La importancia de la dureza de la superficie subyacente
El efecto de compactación es influenciado por la dureza del suelo subyacente. No es posible obtener una compactación total si la superficie subyacente cede. No raro, es imposible tener un alto grado de compactación en un terraplén ubicado sobre una capa subyacente con baja capacidad de sostenimiento, tal como un suelo de granulación fina con alto tenor de agua.
