1 er CONGRESO PANAMERICANO DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA Compactador giratorio, una alternativa para el control del peso volumétrico de suelos (Proctor) M. En I. Richard Raúl Josephia-Santos Facultad Nacional de Ingeniería, Universidad Técnica de Oruro (UTO) Instituto de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Área de Geotecnia Bolivia, Potosí, Marzo de 2018 1 er CONGRESO PANAMERICANO DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA 1957 – Una Idea Pionera BW 60 : El primer rodillo en el mundo conducido a mano con doble vibración. Richard R. Josephia-Santos 1 er CONGRESO PANAMERICANO DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA 1962 - 7 t BW 200 BW 200 : Primer rodillo autopropulsado doble vibración. Richard R. Josephia-Santos 1 er CONGRESO PANAMERICANO DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA Energía de compactación No todos los materiales se compactan de la misma forma Richard R. Josephia-Santos 1 er CONGRESO PANAMERICANO DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA Energía de compactación No todos los materiales necesitan la misma energía de compactación Vs Richard R. Josephia-Santos 1 er CONGRESO PANAMERICANO DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA Energía de compactación Con las mezclas asfálticas ocurre lo mismo Richard R. Josephia-Santos 1 er CONGRESO PANAMERICANO DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA Energía de compactación Con las mezclas asfálticas ocurre lo mismo Antes de compactar Compactado Richard R. Josephia-Santos 1 er CONGRESO PANAMERICANO DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA Compactador Superpave (Superior PERforming Asphalt PAVEments) Compactadores giratorios (SGC) (Método de amasado) y compactador Marshall (Método por impactos o compactación dinámica) Compactación de campo y compactación en laboratorio (simulando la de campo por amasado) Richard R. Josephia-Santos 1 er CONGRESO PANAMERICANO DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA Niveles de diseño especificados por metodología Superpave Niveles de diseño de la metodología SUPERPAVE TRÁNSITO (ESAL´S) NIVEL DE DISEÑO REQUERIMIENTOS DE ENSAYO1 ESAL < 106 1° Nivel Análisis básico Diseño volumétrico 106 < ESAL < 107 2° Nivel Análisis Intermedio Diseño volumétrico + pruebas de predicción del comportamiento 3° Nivel Análisis avanzado Diseño volumétrico + pruebas de predicción del comportamiento + pruebas adicionales 107 < ESAL (ESAL´S) Número total de ejes simples equivalentes 1 En todos los casos, la susceptibilidad a la humedad deben ser evaluada usando la norma correspondiente. Richard R. Josephia-Santos 1 er CONGRESO PANAMERICANO DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA REQUISITOS DE COMPACTACIÓN El compactador giratorio es posiblemente la mayor aportación de la metodología SUPERPAVE para el diseño de mezclas asfálticas, ya que este equipo simula de manera adecuada el proceso de densificación y acomodo de partículas de la mezcla asfáltica que se presenta en campo. Richard R. Josephia-Santos 1 Compactación por amasado er CONGRESO PANAMERICANO DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA Compactación Proctor, Proctor Modificado Compactador Superpave Presión de pisón 600 kPa Molde 150 mm 1.25° 30 rev/min Richard R. Josephia-Santos 1 er CONGRESO PANAMERICANO DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA Requisitos de compactación En la Figura se puede observar la evolución de los esfuerzos de corte (Presión aplicada con ángulo de giro y velocidad de giros), con el número de giros. Dado que se cuenta con una extensa información como resultado de todas las probetas elaboradas en el compactador giratorio. Pantalla táctil que muestra datos en tiempo real del espécimen compactado Richard R. Josephia-Santos 1 er CONGRESO PANAMERICANO DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA Las especificaciones de los parámetros que se emplean en la compactación por amasado para cualquier compactador giratorio SUPERPAVE, se indican en la siguiente Tabla. Especificaciones de compactador giratorio SUPERPAVE (Asphalt Institute SP-2, 1996) PARÁMETRO F = Esfuerzo vertical = Angulo de giro o inclinación n = Velocidad de giro ESPECIFICACIÓN 600 kPa 1.25° 30 rpm En la Tabla se presentan los diferentes rangos de esfuerzos de compactación que especifican la metodología SUPERPAVE para el diseño de mezclas asfálticas y que adopta AMAAC en su protocolo. Especificaciones de esfuerzo de compactación SUPERPAVE Asphalt Institute SP-2, 1996 Parámetros de compactación ESAL de diseño, millones Ninicial Ndiseño Nmáxima < 0,3 0,3 < 3 3 < 30 30 6 7 8 9 50 75 100 125 75 115 160 205 Richard R. Josephia-Santos 1 er CONGRESO PANAMERICANO DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA Requisitos de compactación Se pueden observar que para cada número de ESALs de diseño existen tres valores de niveles de compactación, con sus respectivos números de giros. • NInicial Representa el acomodo inicial de la mezcla asfáltica durante el proceso de colocación y su posterior inicio de compactación en el campo. • Ndiseño Es el número de giros que se necesitan para producir la compactación de diseño en campo. • Nmáximo Representa la compactación alcanzada por la mezcla asfáltica al final de la vida útil del pavimento. Richard R. Josephia-Santos 1 er CONGRESO PANAMERICANO DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA Requisitos de compactación Curva de compactación para el diseño de una mezcla asfáltica obtenida con el compactador giratorio (Noé Hernández, 2017). Richard R. Josephia-Santos 1 er CONGRESO PANAMERICANO DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA Granulometría límite líquido igual a 22%, límite plástico de 13% índice de plasticidad del 9%. 90.20% de las partículas pasan el tamiz No. 4 y el 38.20% tienen un diámetro inferior a 0.074 mm. SUCS: grupo de las arenas limosas. Curva granulométrica (Javier Camacho-Tauta, 2014) Richard R. Josephia-Santos 1 er CONGRESO PANAMERICANO DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA (Javier Camacho-Tauta, 2014) Richard R. Josephia-Santos 1 er CONGRESO PANAMERICANO DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA (Javier Camacho-Tauta, 2014) Variación de la densidad del suelo en función del contenido de humedad (Athanasopoulou y Kollaros, 2017). Richard R. Josephia-Santos 1 er CONGRESO PANAMERICANO DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA Reporte fotográfico (Ping W. V. et. al., 2013) Richard R. Josephia-Santos 1 er CONGRESO PANAMERICANO DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA CONCLUSIONES ✓La compactación giratoria es un método alternativo en laboratorio para estudiar las relaciones peso unitario - contenido de humedad, sobre un material granular. ✓Simula de mejor manera el proceso de compactación en campo. ✓El método de compactación giratoria, es mas versátil, ✓Permite un mayor control de las variables utilizadas y es más rápido que el método convencional. Richard R. Josephia-Santos 1 er CONGRESO PANAMERICANO DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA CONCLUSIONES Muchas gracias!! Richard R. Josephia-Santos
