7th edition section-4-spanish(1)

NOTAS:

SECCIÓN 4: CARACTERÍSTICAS Y
COMPACTACIÓN DEL SUELO
Parte A: Fundamentos sobre Gradación
(Granulometría), Tamizado y Normas
La gradación del suelo, de la arena de asiento y de la base granular (de roca
triturada), es una propiedad importante de cada uno de estos materiales. El tamaño y la distribución de los tamaños de sus partículas, tienen una gran influencia
en su comportamiento cuando se colocan bajo los adoquines.
Los suelos varían, en el tamaño de sus partículas, de grueso a fino granulares.
Las arenas son los suelos más gruesos, con los limos y arcillas como los de partículas más finas. Generalmente, la aptitud de un suelo para ser usado bajo un
pavimento, decrece a medida que decrece el tamaño de sus partículas. Es decir,
los suelos arcillosos son los menos deseables para pavimentos.
La medición de los tamaños de las partículas en un suelo se hace por medio
de la granulometría, usando unas serie de tamices, que son recipientes cilíndricos con fondo de malla (el tamaño de los granos en los materiales de base de
roca triturada, también se miden
con tamices). Las mallas tienen diferentes tamaños de aberturas, permitiendo que cualquier material más
pequeño que las aberturas, pase a
través de ellas.

(Tomado de la National
Stone Association)

4. Características y
compactación del suelo

Se toma una muestra de suelo,
de arena de asiento o de roca triturada, se seca en un horno, se pesa
y se echa en el tamiz más grueso,
que se ha colocado sobre los demás
tamices, cuya finura aumenta a medida que descienden. Los tamices
arrumados se agitan juntos. Cada
uno bloquea un tamaño específico
(o mayor) de partícula, para que no
pase al próximo tamiz, más pequeño. El material que queda en cada
tamiz se pesa. Esta peso se resta del
peso total de la muestra. La diferencia se divide por el peso total de la
muestra y se obtiene el porcentaje
que pasa un tamaño dado de tamiz.

Figura 4-1: El análisis
por tamizado es
una de las claves
para entender las
características de los
suelos, de las bases
granulares y de las
arenas de asiento y de
sello.

El método de ensayo más común,
para análisis de suelos por tamizado,
es el ASTM D 422, Standard Test Method for Particle-Size Analysis of Soil
Fines (Método estándar de ensayo
para análisis de tamaño de partículas
de suelos finos).

Sección 4

53

NOTAS:
El ensayo que usualmente se usa para agregados, es el ASTM C 136, Standard
Test Method for Sieve Analysis of Fine and Coarse Aggregates (Método estándar
de ensayo para análisis, por tamizado, de agregados finos y gruesos).
La tabla que se muestra a continuación, presenta la relación entre el tamaño
(denominación) de la malla y abertura real de la malla en el tamiz. Los tamaños
de las mallas se designan por un número o por el tamaño real de las aberturas en
las mallas. Adicionalmente se presenten algunos términos usados para denominar diferentes tamaños de partículas.

Tabla 4-1: Tamaños comunes de tamices.
Tamaño de Tamiz U.S. Tamaño de Tamiz Métrico

2 in.
1 1/2 in.
1/2 in.
3/8 in.
No. 4
No. 8
No. 16
No. 30
No. 50
No. 100
No. 200

ó
más pequeño

Apertura del Tamiz

Término General

50.00 mm
37.50 mm
12.70 mm
9.50 mm
4.75 mm
2.36 mm
1.18 mm
0.600 mm
0.300 mm
0.150 mm
0.075 mm

2.000 in.
1.500 in.
0.500 in.
0.375 in.
0.187 in.
0.093 in.
0.046 in.
0.024 in.
0.012 in.
0.006 in.
0.003 in.

Grava
Grava
Grava
Gravilla

Finos/Polvo = Limos

0.005 mm

0.0002 in.

Arcillas

Arena

mm = milímetros

La gradación de un suelo, o los diferentes tamaños de partículas, se utiliza
para clasificarlos. La clasificación indica cómo podrán comportarse bajo un pavimento. Los materiales para bases granulares y las arenas de asiento, también se
clasifican por su gradación, usando una selección de ciertos tamaños de tamices.

54

Sección 4

NOTAS:

Sección 4 Parte B: Clasificación
de los Suelos, Propiedades de los Suelos,
e Identificación Rápida en el Campo
Clasificación de Suelos
La mayoría de los contratistas están familiarizados con los tipos generales de
suelos en su área. Sin embargo, existen variaciones para los suelos dentro del
rango que le es familiar al contratista. Cuando se conoce la clasificación de un
suelo, el contratista puede predecir ciertos cambios, como su tendencia a retener agua, drenar rápida o lentamente, compactar fácilmente o con dificultad. La
clasificación del suelo ayuda en la selección del equipo de compactación y a la
definición de la cantidad de drenaje que se podrá esperar. Estos factores afectarán el tiempo necesario para completar el trabajo. Por ejemplo, un suelo de
arcillas densas, puede requerir más tiempo, para su excavación y compactación,
que un suelo arenoso. Después de una lluvia, se requerirá de más tiempo para
que el agua drene de un suelo arcilloso que de una greda arcillosa, afectando,
consecuentemente, el tiempo de construcción. Los suelos arcillosos tienden a
aumentar su volumen, más que otros suelos, cuando se excavan, requiriendo de
mayor espacio para ser transportados y depositados.
Existen viarias maneras de clasificar los suelos, dependiendo del uso que se
les quiera dar. Un método común para clasificar los suelos que van a estar debajo
de pavimentos es hacerlo según el tamaño de sus partículas, agrupando, los suelos, en tres grupos: arena, limo y arcilla. Esto se ilustra en el triángulo que aparece en la Figura 4-2, denominado el Sistema de Clasificación de Suelos del U.S.
Department of Agriculture - USDA (Departamento de Agricultura de los Estados
Unidos).

Sección 4


U.S.D.A.

Figura 4-2:
Existen varias maneras
de clasificar los suelos,
dependiendo del uso
que se les quiera dar.
Un método común
para clasificar los
suelos, que van a estar
debajo de pavimentos,
es por el tamaño
de sus partículas,
agrupándolos en tres
grupos: arena, limo y
arcilla. Esto se ilustra,
como un triángulo,
en el sistema de
Clasificación de Suelos
del U.S. Department
of Agriculture - USDA
(Departamento de
Agricultura de los
Estados Unidos de
América).
55

NOTAS:
Para determinar la clasificación USDA del suelo, se lleva a cabo un análisis
por tamizado, sobre una muestra de suelo. Los tamaños de partículas se caracterizan así:
Arena gruesa
Arena fina
Limo
Arcilla

0.0790 in. a 0.0090 in. (2.0 mm a 0.250 mm)
0.0090 in. a 0.0030 in. (0.250 mm a 0.076 mm)
0.0030 in. a 0.0002 in. (0.075 mm a 0.005 mm)
Menor que 0.0002 in. (Menor que 0.005 mm)

Se pueden obtener los tres porcentajes, por peso, correspondientes a los
tamaños de partículas de arcilla, limo y arena, para determinar la clasificación
(nótese las líneas punteadas en la Figura 11). Por ejemplo, una muestra de suelo
con 28% de arcilla, 25% de limo y 47% de arena, se clasificaría como una greda
arcillosa. Este punto se ha marcado en la Figura 11, con una P.
En este sistema, los suelos con, aproximadamente, el 30% o más de arcilla, se
comportan como suelos arcillosos. Los suelos arcillosos retienen la humedad y
son lentos en drenar, por lo cual son los menos deseables para tener debajo de
un pavimento. Además, pueden requerir más tiempo de compactación y de drenaje.
Las partículas de arcilla, cuando se encuenran húmedas, tienden a lubricar las
partículas de mayor tamaño. Los suelos con menos del 30% de arcilla, tienen una
mayor resistencia y estabilidad, puesto que el efecto de lubricación de la arcilla
no es muy grande, y el agua drena más rápidamente.
Desafortunadamente, la mayoría de los suelos en Norteamérica son arcillas,
algunas buenas, y otras no tan buenas, como suelos para la fundación de pavimentos.También se desarrollaron otros sistemas de clasificación, para distinguir
suelos adecuados, y suelos limosos y arcillosos, no tan adecuados para pavimentos. Los dos sistemas más comunes son el Unified Soil Classification System
- USCS (Sistema de Clasificación Unificada de Suelos) y la AASHTO Soil Classification (Clasificación de suelos de la AASHTO), desarrollado por la Asociación
Americana de Oficiales de Transporte y Vías - AASHTO. En este curso no se cubre
el método AASHTO.
El Sistema Unificado, que fue desarrollado en 1942, se ha modificado desde
entonces, y lo usa el U.S. Army Corps of Engineers (Cuerpo de Ingenieros del
Ejército de los Estados Unidos). La norma que lo describe en detalle, es la norma
ASTM D 2487, Standard Classification of Soils for Engineering Purposes (Clasificación estándar para suelos para propósitos de ingeniería). En resumen, quince
grupos de suelos se designan usando dos letras que indican sus características.
La primera letra describe el tipo de suelo dominante; la segunda otros tipos de
suelo / granulometía / Límite Líquido (habilidad del suelo para retener agua).
G (gravel) = Gravas o suelos gruesos - pasa el tamiz de 3 in. (75 mm) y es retenido en
el tamiz No.4 (4.75 mm).
S (sand)
= Arena o suelos arenosos - pasa el tamiz No.4 (4.75 mm) y es retenido
en el tamiz No.200 (0.075 mm).
M (mud) = Limo - pasa el tamiz No.200 (0.075 mm) pero es no plástico (no se ve
como una masilla cuando está húmedo) o ligeramente plástico, y tiene
muy poca, o ninguna resistencia cuando se seca al aire.
C (clay)
= Arcilla - pasa el tamiz No.200 (0.075 mm) pero es plástica (se ve como
una masilla cuando está húmeda), y tiene una resistencia considerable,
cuando se seca al aire.
O (organic) = Orgánico - limos o arcillas con suelo orgánico (suelo superficial), en
cantidades suficientes para disminuir el comportamiento de este suelo,
como fundación de pavimentos.
Pt (peat) = Turba - vegetación en varios estados de descomposición, usualmente
negra o de color marrón (café) oscuro.

56

Sección 4

NOTAS:
Gradación (variación en los tamaños de las partículas).

W (well)= Bien gradado (alta variación - bueno para pavimentos).

P (poor)= Pobremente gradado (poca variación - no es bueno para pavimentos).

Significado del Límite Líquido (el Límite Líquido es la habilidad del suelo de retener agua).
H (high)= Alta (puede retener agua, no drena bien - no es bueno para pav/tos.).
L (low) = Baja (no retiene agua, drena bien - bueno para pavimentos).
La USCS sitúa todo los suelos dentro de 15 grupos, usando los tamaños de las partículas,
la variación en sus tamaños y la habilidad que tienen para retener agua.
GW = Gravas bien gradadas y mezclas de grava y arena, con pocos o sin finos.
GP = Gravas pobremente gradadas y mezclas de grava y arena, con pocos o sin

finos.
GM = Gravas limosas, mezclas de grava, limo y arena.
GC = Gravas arcillosas, mezclas de grava, arcilla y arena.
SW = Arenas bien gradadas y arenas con grava, con pocos o sin finos.
SP = Arenas mal gradadas y arenas uniformes, con pocos o sin finos.
SM = Arenas limosas, mezclas de arena y limo.
SC = Arenas arcillosas, mezclas de arena y arcilla.
ML = Limos inorgánicos, arenas muy finas, polvo de roca, limos finos arcillosos.
CL = Arcillas inorgánicas, de plasticidad baja a media, arcillas con grava, arcillas

limosas, arcillas débiles.
MH = Limos inorgánicos, arenas o limos finos micáceos o diatomáceos, limos

plásticos.
CH = Arcillas inorgánicas o arcillas de alta plasticidad.
OL = Arcillas orgánicas con baja plasticidad.
OH = Arcillas orgánicas de plasticidad media a alta.
Pt = Turba.

La mayoría
de los suelos en
Norteamérica son
arcillas, algunas
buenas y algunas
no tan buenas,
como suelo para
la fundación de
pavimentos.

El esquema de la Figura 4-3 relaciona los sistemas Unificado y de clasificación, a una calificación general del suelo como subrasante, subbase o base. El esquema también relaciona los tipos de suelo con la California Bearing Ratio - CBR
(Relación de Soporte de California). El valor de CBR está por fuera del alcance
de este curso. Para el propósito de este curso, se usará el sistema de clasificación
de la USCS.

Figura 4-3: Clasificación Unificada de Suelos, Relacionada con lo Adecuado que es el Suelo.

Sección 4

57

NOTAS:

Identificación Rápida en el Campo
Para la determinación de la clasificación USDA o USCS de un suelo, se requiere de una muestra tomada del sitio de trabajo, la cual se debe llevar al laboratorio
de ensayo de suelos. Una manera simple y más rápida de aproximarse a las clasificación de un suelo en el campo, es mediante su apariencia visual y al tacto. Si
se pueden ver granos gruesos y el suelo se siente granular cuando se frota entre
los dedos, entonces es un suelo arenoso. Si no se pueden ver los granos a simple
vista y se siente suave al tacto, entonces es un limo o una arcilla.
Un factor básico para el comportamiento del suelo bajo pavimentos, es su habilidad para retener agua. Mientras más habilidad tenga para retener agua, por lo
general, peor será el comportamiento del suelo como fundación del pavimento.
La USCS sugiere algunas formas fáciles, para que el contratista haga una identificación rápida en el campo y una evaluación de la habilidad de retención de agua
del suelo. Éstas se describen a continuación:
Ensayo del pastel - Evaluación de la capacidad de retención de agua de un suelo:
• Mezclar el suelo con suficiente agua, para obtener una consistencia como
de masilla.
• Conformar la muestra como un pastel y dejarlo secar completamente.
• Mientras más esfuerzo se requiera para quebrar el pastel con los dedos, más
grande es la plasticidad del suelo o su habilidad para retener agua. En otras
palabras, mientras más agua pueda retener el suelo, menos adecuado es
para estar debajo de un pavimento. Una alta resistencia, en estado seco, es
una característica de las arcillas. Los limos y las arenas limosas se quebrarán
fácilmente.
Ensayo de la agitación - El ensayo de dilatación, o un ensayo de reacción ante agitación:


• Mezclar, en la palma de la mano, una cucharada (15 ml) de agua, con una
muestra de suelo. La muestra debe ser suave, pero no pegajosa.
• Agitar la muestra, varias veces, con las palmas de las manos cerradas.
• Si el agua sale a superficie de la muestra, el suelo es una arena fina.
• Si no aparece agua, o aparece muy poca, en la superficie de la muestra, el
suelo es un limo o una arcilla.
• Si al exprimir el suelo entre los dedos, hace que la humedad desaparezca, el
suelo es arenoso.
• Si la humedad no desaparece rápidamente, el suelo es un limo.
• Si la humedad no desaparece de ninguna manera, el suelo es una arcilla.
Ensayo de la culebra - Evaluación de la dureza - rigidez de un cilindro (cuerda o rollito) de suelo,
para el contenido de arcilla:
• Humedecer una muestra pequeña de suelo hasta el punto donde quede
suave, pero no lodosa o pegajosa.
• Se amasa por rodamiento, entre las manos, para formar un cilindro (cuerda,
rollito o “culebra”).
• Mientras más largo el cilindro, y más se pueda amasar por rodamiento sin
que se parta, más alto es el contenido de arcilla.
Los ensayos de campo, descritos anteriormente, son rápidos y fáciles como
medios para clasificar suelos y obtener una medida relativa de su capacidad de
retención de agua. Estos ensayos se pueden usar como guía general, sobre cuál
equipo de compactación se debe usar. En una Sección posterior, se dan recomendaciones específicas sobre la selección del equipo de compactación.

Sección 4

59

NOTAS:
La habilidad de un suelo para retener agua, la expresan los ingenieros como
el Índice de Plasticidad - IP. Los métodos de ensayo de laboratorio, usados para
determinar el Índice de Plasticidad, están por fuera del alcance de este Manual.
Para los lectores que quisieran avanzar en este tema, el IP es: la diferencia numérica, entre los valores del Límite Líquido y del Límite Plástico. Para lectura adicional sobre los métodos de ensayo, se pueden consultar los métodos AASHTO
T 89 y T 90. Los suelos con alto IP, son mucho menos deseables debajo de los
pavimentos, que los que tienen valores bajos. Por ejemplo, un suelo con un IP de
40, retendrá mucha agua, y probablemente tendrá un alto contenido de arcilla,
y no se comportará bien bajo un pavimento. Las arenas limpias y muchas bases
granulares, son no plásticas. Un material granular para base, con un IP menor que
seis, retendrá muy poca agua y se puede aceptar para ser usado para pavimentos.
Muchas agencias locales, estatales o provinciales, usan el IP como una manera de
evaluar y seleccionar los suelos y los materiales de base para la construcción de
pavimentos.

60

Sección 4

NOTAS:

Sección 4 Parte C: Compactación de
Suelos y Relación Humedad / Densidad

Compactación
La compactación es el proceso de incrementar, mecánicamente, el peso, por
unidad de volumen, de un suelo o material granular para base. La compactación
incrementa la densidad unitaria, expresada en lb/ft3 (kg/m3); incrementa la capacidad portante del suelo y de la base, previene los asentamientos y reduce el
aumento de volumen y la contracción del suelo, debido a cambios estacionales
en la humedad y la temperatura.
La compactación mueve las partículas de suelo o de agregado, reacomodándolas más cerca, unas de otras, y obliga a salir el aire que estaba atrapado entre
ellas. Además, remueve el aire de la arena de asiento, la base granular, los suelos
secos, las arcillas húmedas y los suelos cohesivos.
Al incrementar la densidad, el suelo o la base, son más capaces de soportar
una carga, sin asentarse ni ahuellarse. Sin compactación, o con una compactación inadecuada, el suelo o la base que soportan la carga, se asentarán o se
ahuellarán lentamente, lo cual reducirá la vida del pavimento.
El grado al cual el suelo (o la base) se puede compactar, está gobernado por
tres factores:
1. El tipo o clasificación del suelo - Naturaleza, gradación o propiedades
físicas de los materiales de base o del suelo.
2. El contenido de humedad del suelo o base que se está compactando.

3. El tipo y cantidad de esfuerzo compactante requerido - compresión,
apisonado o vibración.
Tipo o clasificación del suelo - Los suelos, usualmente, están constituidos
por una mezcla de arcilla, limo y arena. Como se mostró en las Secciones previas,
la granulometría determina la clasificación y la utilidad, del suelo, como material
de subrasante. Los limos y las arcillas pueden requerir más tiempo de compactación, que los suelos arenosos, debido a que tienen muchas partículas pequeñas,
que están dentro de un rango estrecho de tamaños de tamices. En algunos limos
y en la mayoría de los suelos de arcillas, más del 30% de sus partículas pasan
el tamiz No.200 (0.075 mm). Esas pequeñas partículas son cohesivas, se pegan
unas a otras, con la humedad, y mantendrán su forma, al ser compactadas. En
contraste, la arena o los suelos granulares, dependen de la fricción entre sus
partículas para mantenerse unidas, al ser compactados. El mayor tamaño de sus
partículas, hace que sean más fáciles de compactar que los suelos arcillosos. Sin
embargo, la habilidad de los suelos arenosos, de incrementar su densidad por
medio de la compactación, puede depender mucho del contenido de humedad
que tengan.

Sección 4

61

NOTAS:
Contenido de Humedad - El control del contenido de humedad del suelo o
de la base durante la compactación, es crítico para poder lograr la máxima densidad. Cuando se está compactando, se debe tener el contenido óptimo de humedad; es decir, ni demasiado ni muy poco. Se necesita la cantidad correcta de
agua, para que las partículas, de suelo o de agregado, se deslicen contra las otras.
El agua, en efecto, actúa como un lubricante. Si hay mucha agua en el suelo, ésta
ocupará espacio entre las partículas y evitará que permanezcan juntas.
La Figura 4-4 ilustra el efecto de la humedad en la densidad de un suelo o
base. Muestra que el contenido óptimo de humedad corresponde a la mayor
densidad seca. A medida que se incrementa la humedad, yendo de cero hacia el
porcentaje óptimo, se incrementa la densidad. Si se adiciona mucha humedad al
suelo o a la base, se reduce su densidad y no se alcanzará el nivel de densidad
óptima. La relación entre la densidad del suelo o base, y la humedad óptima, variará de suelo a suelo y de base a base.

Figura 4-4:
Relación entre
la humedad y la
densidad: Muy poca
humedad implica
una reducción en la
densidad; demasiada
humedad también
significa una reducción
de la densidad. Todos
los materiales de
suelo, o de base,
tienen una densidad
óptima;
o sea, un balance entre
el contenido de agua
y el peso por unidad
de volumen. El gráfico
ilustra la manera como
cambia la densidad
con el contenido de
humedad.

62

De Wacker Corporation

CURVA HUMEDAD/DENSIDAD

Sección 4

NOTAS:

Sección 4 Parte D: Medición de la
Compactación del Suelo
Medición de la Compactación
La causa más frecuente para reclamos por parte de los clientes es el asentamiento en los pavimentos de adoquines de concreto. En la mayoría de los casos,
el origen del problema se puede encontrar en la inadecuada compactación, o la
falta de medición de esta, en el sito de la obra.
Se han usado métodos subjetivos, como el clavar el tacón del zapato en la
base o el suelo, para evaluar su grado de compactación. El ICPI no recomienda
este método para evaluar la compactación.
En algunos proyectos, el contratista no es responsable por la compactación
del suelo o de la base. Sin embargo, se debe verificar la densidad de compactación antes de colocar la arena de asiento y los adoquines. Esta Sección cubre los
métodos de ensayo para poder asegurar una adecuada compactación del suelo y
de la base.

Ensayo de Campo, Sencillo, para Estimar la Humedad Óptima
¿Cuándo tiene, el suelo, la humedad óptima para ser compactado? A
continuación se indica un método de ensayo de campo, sencillo, para evaluar
la cantidad correcta de humedad para compactación, de un suelo.
Exprimir, entre las manos, una cantidad de suelo, suficiente como para
conformarlo al tamaño de una bola de tenis.
• Dejar caer la bola, al piso, desde una altura de 1 ft (300 mm).
• Si la bola se quiebra en pocos fragmentos, bastante uniformes, el suelo se
encuentra cerca de su humedad óptima.
• Si el suelo no se deja conformar como una bola, es que está muy seco y
se le debe agregar agua. (Las gravas y la mayoría de los suelos arenosos,
con frecuencia no se dejarán conformar como una bola).
• Si el suelo está demasiado húmedo, la bola no se quebrará, a no ser que el
suelo sea muy arenoso. En este caso, el suelo a ser compactado se debe
dejar secar.

Densidad Próctor
Contrario a los métodos subjetivos, la única manera de establecer la cantidad correcta de compactación, es midiendo la densidad del suelo o de la base
a un determinado contenido de humedad, durante la compactación. La
densidad y la humedad óptima varía con el tipo o la clasificación del suelo. La
Figura 4-5 muestra diversos tipos de suelos con sus rangos de densidad y sus
contenidos de humedad óptimos. Por lo tanto, el conocer el tipo de suelo
proporciona información sobre la densidad y el contenido de humedad relativo
que se requiere para alcanzar la densidad máxima durante la compactación.
El método más común para determinar el grado de compactación, es la
densidad Próctor. R.R. Proctor fue un ingeniero del Los Angeles City Bureau of
Water Works and Supply, que publicó una serie de artículos en 1933, que describen los resultados de estudios relativos a los procedimientos de evaluación de la
compactación. De allí el nombre de ensayo Próctor de densidad.
En primera instancia se llevan a cabo ensayos Próctor sobre muestras de
suelo o del material de la base, en el laboratorio, para determinar la máxima
densidad que se puede alcanzar, con éstos, y su contenido de humedad óptimo
correspondiente, puesto que ambos factores influyen en la compactación.
Posteriormente, los resultados de laboratorio se comparan con los ensayos de
densidad realizados en el sito de la obra.

Sección 4

63

NOTAS:
Los resultados de los ensayos en el sitio, se dividen por los resultados de los
ensayos del laboratorio, para encontrar qué porcentaje de la densidad Próctor
(obtenida en el laboratorio), se obtuvo en el sitio.
Existen dos clases de ensayos Próctor, según la compactación que se requiera para la obra: ensayos de densidad Próctor estándar y Próctor modificado. Ensayo Próctor Estándar - El ensayo Próctor estándar se realiza en un laboratorio
de ensayo de suelos, tomando una muestra de suelo del sitio y compactándola,
en un recipiente de 1/30 ft3 (0.00094 m3) de capacidad, en tres capas. Se deja
caer un pisón de 5 1/2 lb (2.5 kg) de peso, con una superficie de impacto de
3.1 in2 (2,000 mm2), desde una altura de 12 in. (300 mm), 25 veces sobre cada
una de las tres capas, de igual espesor, con que se va llenando el recipiente.
Luego se pesa el conjunto, se le resta el peso del recipiente, y se registra el peso
como peso húmedo/ft3 (peso húmedo/m3). El material se seca en un horno durante 12 horas y se determina el contenido de agua.
Este ensayo es el AASHTO T 99, Método de ensayo de la evaluación de las relaciones densidad - humedad de suelos, usando un apisonador de 5.5 lb (2.5 kg) y
una caída de 12 in. (300 mm) (Test Method of Test for The Moisture Density Relations of Soils Using a 5.5 lb (2.5 kg) Rammer and a 12-in. (305 mm) Drop), de
la American Association of State Highway and Transportation Officials - AASHTO
(Asociación Americana de Oficiales Estatales de Transporte y Carreteras). Un ensayo similar se encuentra en la norma ASTM D 689,Test Method for Laboratory
Compaction Characteristics of Soil Using Standard Effort [12,400 ft-lbf/ft3 (600
kN-m/m3)], de la American Society for Testing and Materials - ASTM (Sociedad
Americana para Ensayos y Materiales). Ver la Figura 4-6.

Figura 4-5:
Comparación
de la relación
humedad / densidad
de varios suelos.

De Wacker Corporation

64

Sección 4

NOTAS:
El siguiente es un rango de densidades que se esperan de estos ensayos:
Arcilla - Densidad máxima: 90 a 105 lb/ft3 (1,440 a 1,689 kg/m3)
Contenido óptimo de humedad: 20% a 30%.
Arcillas Limosas - Densidad máxima: 100 a 115 lb/ft3 (1,600 a 1,840 kg/m3)
Arcillas Arenosas - Densidad máxima: 110 a 135 lb/ft3 (1,760 a 2,160 kg/m3)
Ensayo Próctor Modificado - El ensayo Próctor modificado se hace, fundamentalmente, de la misma manera que el estándar, pero se usa un pisón de 10
lb (4.54 kg) que se deja caer, 25 veces, desde una altura de 18 in. (457 mm). El
material se ensaya en un recipiente de 1/30 de ft3 (0.00094 m3), llenado en cinco
capas iguales. El esfuerzo de compactación producido en el Próctor modificado es 56,000 lbf (75,926 N), mientras que en el Próctor estándar es 12,400 lbf
(16,812 N). El ensayo modificado se usa, normalmente, para ensayar materiales
de suelo y base, para una resistencia al corte mayor, que soporten cargas más
altas como las encontradas en calles y pavimentos industriales.
Este ensayo también se denomina el AASHTO T 180, Método de ensayo de la
evaluación de las relaciones densidad - humedad de suelos, usando un pisón de 10
lb (4.54 kg) y una caída de 18 in. (457 mm) (Test Method of Test for The Moisture
Density Relations of Soils Using a 10 lb (4.54 kg) Rammer and an 18 in. (457 mm)
Drop). Un ensayo similar se puede encontrar en la norma ASTM D 1557, Método
de ensayo para determinar, en laboratorio, las características de compactación de
un suelo, usando un esfuerzo estándar [56,000 ft-lbf/ft3 (2,700 kN-m/m3)] (Test
Method for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Standard Effort
[56,000 ft-lbf/ft3 (2,700 kN-m/m3)]), publicado por la American Society for Testing and Materials - ASTM (Sociedad Americana para Ensayos y Materiales). En la
Figura 15 se comparan los ensayos de densidad Próctor estándar y modificado.
Puesto que este ensayo involucra una fuerza de compactación mayor, las densidades máximas obtenidas pueden ser de 10 lb/ft3 a 20 lb/ft3 (160 kg/m3 a 320
kg/m3), mayores que las del ensayo Próctor estándar. Los contenidos de humedad serán de 3% a 10% menores. En términos prácticos, para obtener la densidad
Próctor modificada, es necesario más tiempo de compactación en el campo o
usar equipo más pesado. El resultado es una fundación sustancialmente más
fuerte y un pavimento con una vida potencialmente más larga.

10 libras 25 golpes por capa
25 golpes por
capa

Fuerza de compactación
12,400 pies x libra
(16,812 N)

Muestra de suelo
1/30 pie cúbico
3 capas

Ensayo Próctor Estándar

AASHTO T 99/ASTM D 689

18 pulgadas
(457 mm)

5 1/2 libras

12 pulgadas
(305 mm)

Figura 4-6:
Diferencias entre
los ensayos de
densidad Próctor,
estándar y
modificado.

Fuerza de compactación
56,000 pies x libra
(75,926 N)

Muestra de suelo
1/30 pie cúbico
5 capas

Ensayo Próctor Modificado

AASHTO T 180/ASTM D 1557

De Vibromax 2000

Sección 4

65

NOTAS:

Ensayos de Campo para Compactación
El ensayo con el densímetro nuclear se usa, comúnmente, para determinar
la densidad de un suelo o de una base, después de que se han compactado el
ensayo con densímetro nuclear se describe en la Norma ASTM D 2922 y en la
AASHTO T 238.
La densidad del suelo o de la base en el sitio de la obra, la mide un técnico
de un laboratorio de suelos. Esta densidad se divide por el valor de densidad
Próctor obtenida en el laboratorio, y se determina el porcentaje de la densidad
alcanzado. Por ejemplo:
Ensayo (Próctor) de laboratorio

Ensayo de campo (usando el
densímetro nuclear)

Densidad máxima del suelo:
117 lb/ft3 (1,875 kg/m3)

Densidad después de compactación:
114.7 lb/ft3 (1,837 kg/m3)

En este caso, el equipo de compactación, en la obra, ha alcanzado 114.7/117
(1,837/1,875) = 98% de la densidad Próctor. Este resultado se debe comparar
con las especificaciones para el trabajo, con el fin de evaluar su cumplimiento.
Es posible que el suelo o la base se hayan compactado a más del 100% de la
densidad Próctor. Por ejemplo, un Próctor del 104% significa que se ha obtenido
más compactación y más densidad en el campo, que en el suelo ensayado en el
laboratorio.
El ensayo con el densímetro nuclear (ver la Figura 4-7), consiste en una sonda
de medición que usa una fuente radioactiva en combinación con un medidor
Geiger, para medir tanto la densidad como la humedad. Se inserta una sonda
externa de detección dentro del suelo que se ha compactado a una determinada
densidad. Dicha sonda tiene una longitud, por lo general, de 6 in. (150 mm) para
pavimentos peatonales, y de 12 in. (300 mm) para pavimentos vehiculares. Los
rayos Gamma, emitidos de la sonda del detector, son absorbidos por los átomos
de suelo y de agua. Mientras más denso el suelo y mientras más agua esté presente, más rayos serán absorbidos; por lo tanto, menos rayos llegan al detector del
instrumento, para poder ser contados.
“Bombardear” el suelo o la base, es el ensayo de densidad más fácil, rápido
y preciso que se puede hacer. El ensayo de densidad nuclear lo debe efectuar
un técnico experimentado y certificado para usar el densímetro nuclear. El densímetro nucelar es costoso (unos US $ 8,000), y, generalmente, no lo compran los
contratistas de adoquines sino que contrata un técnico experimentado, de un laboratorio de suelos, para que haga las mediciones. Con una llamada a un laboratorio de
ensayo de suelos, se pueden definir los costos y el tiempo requerido para hacer dichos ensayos en el campo. Estos costos, con seguridad, serán menores que los costos
de reparación de los asentamientos reportados el el reclamo de algún cliente.
Se recomienda a los contratistas, emplear una empresa de ingeniería con
experiencia, para efectuar los ensayos de densidad nuclear, en vías de acceso y
en calles, debido a que:
• El equipo puede verificar la densidad, inmediatamente después de cada pasada del equipo de compactación.
• El equipo puede determinar el uso óptimo del equipo de compactación, eliminando la pérdida de tiempo de mano de obra, desgaste de equipo y dinero,
debida a la sobrecompactación o la subcompactación.

66

Sección 4

NOTAS:
• El equipo se puede fijar a los compactadores de rodillo, para obtener lecturas
instantáneas durante el proceso de compactación, y los ajustes del equipo se
pueden hacer inmediatamente.
• En resumen, el ensayo del densímetro nuclear es un seguro poco costoso que
se paga para reducir la posibilidad de asentamiento y los costos de un reclamo.
Existen otros métodos, razonablemente precisos, para medir la compactación de
suelos:
Sensores de Compactación - El uso de sensores de compactación y de equipos
de monitoreo, es una opción accequible, para determinar si la densidad, de suelos y
bases compactadas, es la adecuada. El equipo portátil de monitoreo cuesta unos US
$ 2,200, y cada sensor desechable unos US $ 15. Los sensores se colocan en el fondo
del suelo, antes de compactarlo. Sus cables se conectan al monitor, que indica cuándo se ha alcanzado la densidad. Estos sensores se dejan dentro del suelo. Este procedimiento se puede seguir para compactar materiales para bases granulares. Los suelos y las bases se deben humedecer antes de la compactación, para lo cual se debe
utilizar los métodos manuales de ensayo, que se indican en este Manual, con el fin de
determinar el contenido de agua adecuado en cada uno. El nivel de densidad que se
alcance en el suelo o base, cuando se usa el sensor, se ve afectado por el contenido
de agua del suelo (que debe ser el adecuado), por el espesor de las capas (que debe
ser el correcto) y por el tipo de equipo de compactación.
Los sensores de compactación proveen un monitoreo instantáneo del suelo y
el control de calidad de la compactación del suelo
y de la base. No requiere de la determinación de la
B Densímetro nuclear.
densidad Próctor, previa a la ejecución del ensayo
en la obra. La información sobre la compactación, se
puede bajar del equipo de monitoreo y almacenar
como documentación de la obra.

Penetrómetro Dinámico de Cono - Este equipo
y método de ensayo está descrito en la Norma
ASTM D 6951, Standart Test Method for Use of the
Dynamic Cone Penetrómeter in Shallow Pavement
Applicationes (Métod de ensayo estándar para
el uso del penetrómetro de cono dinámico en
aplicaciones con pavimentos planos). La Figura
4-8 ilustra este equipo. Un penetrómetro de cono
dinámico (DCP) cuetas menos de US$ 1,000,
incluyendo una caja para su transporte y puntas
de reemplazo para el cono. El aparato consiste

Sección 4

De Vibromax

Figura 4-8: Penetrómetro
de cono dinámico, usado
para evaluar la densidad
de un suelo compactado. el
martillo deslizante está siendo
levantado hasta su posición de
partida, manualmente, por el
operario.

67


Un fabricante de equipos sensores de
compactación reporta que las densidades se
correlacionan bien con las medidas con un
densímetro nuclear. Para tener mayor seguridad
de que se ha alcanzado la densidad Próctor,
recomendada en este Manual, se deben elaborar
correlaciones periódicas de la densidad Próctor,
usando los sensores y el densímetro nuclear. El
bajo costo de este equipo se paga con cinco o seis
trabajos, comparado con el de tener que contratar
una persona que realize los ensayos con un
densímetro nuclear. Para mayor información, puede
contactarse con MBW Inc., en <www.mbw.com>,
con relación al Supervisor de Compactación de
Suelos (Soil Compaction Supervisor).

Figura 4-7: Equipos de
densidad nuclear para el
ensayo de densidad.

NOTAS:
en un eje de acero, con un martillo o peso que se desliza por dicho eje y que se levanta hasta
deterinado nivel para dejarlo caer luego. El impacto del martillo hace que la barra con punta de
cono, penetre en el suelo o la base. Se registran el número de golpes y la penetración (en mm)
que se obtiene con cada golpe. El número total de golpes y la penetración se correlacionan con
la densidad, el valor de CBR, la rigidez y otras características del material. El penetrómetro se usa
para suelos y bases con partículas menores de 2 in. (50 mm) de diámetro.
Antes de usar el DPC, el contratista necesitará establecer el rango de golpes sobre suelos o
bases cuya densidad Próctor se haya medido con un densímetro nuclear. Esto le dará al contratista un indicativo del número de golpes y de la penetración requerida para confirmar un mínimo
del 98% de la densidad Próctor utilizando el DPC. El suelo o la base deben tener la humedad
óptima o estar cerca de ella. Después de los ensayos iniciales y los gastos debidos a la correlación, el DCP se puede usar, por si mismo, para verificar la densidad. Un DCP se puede comprar
a través de un proveedor de equipos para laboratorios de suelos como Durham Geo, Kessler o
SoilTest/ELE.
Pasadas con un Equipo de Compactación Específico - Este método se funda en un determinado número de pasadas, sobre el suelo o base (con un espesor de capas de compactación
específico y consistente en todo el espesor). Por ejemplo, seis (6) pasadas con un compactador
de rodillo de 9,000 lbf (40 kN), puede brindar una densidad Próctor del 98% en ciertos tipos de
suelo. Igual que para los otros métodos de ensayo, el densímetro nuclear brinda el medio para
correlacionar el número de pasadas del compactador con la densidad (al contenido de humedad
óptimo). De nuevo, el contratista necesitará efectuar ensayos sobre suelos y bases para obtener
correlaciones para el número de pasadas del equipo de compactación.

Guías para la Compactación de Suelos
Los suelos varían mucho en toda Norteamérica, y su habilidad para ser compactados también
varía de la misma manera. Muchos suelos pueden ser compactados hasta, al menos, el 95% de la
densidad Próctor estándar. Este es el mínimo recomendado para andenes peatonales y entradas
de vehículos. Sin embargo es deseable obtener valores más altos de densidad Próctor estándar.
La Tech Spec 2 del ICPI—Construcción de Pavimentos de Adoquines de Concreto recomienda
que la compactación sea por lo menos del 98% de la densidad Próctor estándar; no obstante, se
prefiere una densidad Próctor modificada para el tráfico vehicular,
La profundidad de compactación, con la densidad Próctor estándar, debe ser de, al menos,
6 in. (150 mm) para áreas peatonales, y 12 in. (300 mm) para áreas sujetas a tráfico de vehículos.
Los suelos que están permanentemente húmedos, son muy finos o contienen materia inorgánica
(hojas en descomposición, madera, etc.), no compactarán hasta esos mínimos recomendados.
Pueden requerir otros tratamientos, que incluyen el reemplazo de suelos débiles por uno que
se pueda compactar, la estabilización del suelo con cal o cemento, o colocar una base granular
sobre ellos, antes de colocar el material de base.
La densidad Próctor modificada requiere más tiempo de compactación. Con frecuencia se
requiere equipo que ejerza más fuerza, para alcanzar las densidades asociadas con el Próctor
modificado. Es deseable, al menos, el 98% de la densidad Próctor modificada para calles, y para
pavimentos de tráfico pesado, como puertos y aeropuertos.
Sin importar el método de ensayo utilizado, se debe verificar la densidad de los suelos y de
la base en áreas donde es dificil que llegue el equipo de compactación. Enter ellas se tienen las
áreas cercanas a las losas de concreto, los bordillos de concreto, las esquinas, la proximidad a
los muros y a las estructuras de redes de servicios y cuano se tienen suelos o bases húmedas.
Cualquiera que sea el método que se use, la medición de la densidad reducirá la posibilidad de
reclamos y le ahorrá tiempo si se dedica mucha mano de obra a la compactación. La medición
de la densidad se puede promover, ante los clientes, como un aspecto fundamental de un trabajo
de calidad.Todos estos aspectos mejoran la reputación del contratista.

68

Sección 4

NOTAS:

Sección 4 Parte E: Métodos y Equipos de
Compactación de Suelos
Equipo de Compactación y Selección
La acción del equipo de compactación está descrita por su frecuencia (cuántas veces) y la amplitud (o qué tan alto rebota). La frecuencia se expresa en vibraciones por segundo o hercios (Hz) y la amplitud se expresa como la mitad de
la distancia vertical que se desplaza el tambor vibrador o la placa de base.

Tipos de Equipos
Los equipos de compactación generalmente se clasifican en cinco tipos de
máquinas, y cada uno produce un tipo diferente de labor de compactación:
apisonadores (o saltarines (“jumping jacks”)), placa delantera, placa reversible,
rodillos vibradores y rodillos estáticos.
Los apisonadores se distinguen por su baja frecuencia (800 a 2,500 golpes
por minuto) y su gran desplazamiento [1.5 in. a 3.5 in. (40 mm a 90 mm)]. El
desplazamiento de un apisonador, en funcionamiento, es la altura que alcanza
la zapata o la placa, con relación al nivel de suelo. La diferencia entre la acción
de apisonamiento y de vibración es que los apisonadores saltan más alto, pero a
una frecuencia menor que los vibradores. La fuerza de impacto es más alta para
el apisonador (ver las Figuras 4-9 y 4-10) y es necesaria para comptar los suelos
arcillosos.


Figura 4-9: Compactador de placa
reversible.

Sección 4

Figura 4-10: Apisonador (saltarines)

69

NOTAS:
La Figura 4-9 muestra un apisonador de placa reversible, autopropulsado, que
usa ex-céntricas de rotación contraria, para proveer tanto la fuerza apisonadora,
como la velocidad de avance. Este equipo se puede usar para compactar suelos
cohesivos arcillosos y limosos y materiales granulares para base. Estos compactadores generalmente tienen una fuerza de compactación (excitadora) que comienza en 5000 lbf (22kN) y aumenta hasta 14000 lbf (60 kN). Los apisonadores
verticales, de soporte manual (saltarines), usan un mecanismo de resorte.
Los apisonadores se pueden usar para suelos granulares (arenosos), si el suelo
que se va compactar se encuentra dentro de un área confinada como una zanja.
Si el área no está confinada, el apisonador empujará el suelo granular hacia los
lados, en vez de compactarlo. Los apisonadores de placa también se usan sobre
material granular, en áreas confinadas, o en áreas abiertas, pero con placas de
extensión.
Se recomienda usar compactadores de placa delantera para suelos granulares
cohesivos y arenosos. Se parecen mucho al compactador mostrado en la Figura
4-9; no obstante, tienen una fuerza de compactación mucho menor, que suele
oscilar entre 1500 lbf (7kN) y 4500 lbf (20 kN). Emiten una baja amplitud y una
alta frecuencia (2,000–6,000 Hz).
En las Figuras 4-11 y 4-12 se muestran compactadores vibratorios del
tipo de rodillos. La rotación de una excéntrica, dentro del tambor vibrador,
transmite la energía al suelo. Esta energía de vibración pone en movimiento a las
partículas de suelo y las reacomoda de manera más ajustada. Son adecuados para
compactar mezclas de arcilla y material granular.
Los rodillos estáticos usan sólo su peso, sin vibración alguna, para la compactación. Los rodillos estáticos se usan para emparejar los adoquines en aplicaciones de puertos y aeropuertos, luego de que se han compactado con placas
vibrocompactadoras. Se usan para compactar base y asfaltos de gradación abierta, pero no para compactar suelos.
Para entender la compactación y seleccionar el equipo correcto, se necesita
conocer las propiedades básicas del suelo y su clasificación. Puesto que muchos
suelos son, usualmente, mezclas de arena, limo y arcilla, la elección del equipo se
hace más difícil. Generalmente el equipo a usar debe ser el requerido por el tipo
de suelo, con el mayor porcentaje en la composición del material, basado en su
clasificación. La Figura 4-13 ofrece una guía para aplicar el equipo correcto de
compactación a varios tipos de suelo.

Figura 4-11: Rodillo vibratorio, de
operación externa, con manubrio.

70

Figura 4-12: Rodillo vibratorio, de
operación desde cabina.

Sección 4

NOTAS:
Suelo: NO COHESIVO
Arena
100%

COHESIVO
Porcentaje de Mezcla
Arcilla
Arena y Arcilla
50%
75%
100%
Apisonadores (saltarines) y
rodillos de patas de cabra

75%

Gama Normal

Placas Reversibles

Prueba recomendada

Figura 4-13:
Uso de los equipos
de compactación
en función del tipo
de suelo.

Placas Reversibles con Placas de Extensión
Placas Delanteras
*Los apisonadores trabajan
bien en la arena si está
confinada, tal como alrededor
de pilares, fundaciones, etc.

Rodillos Vibradores
Rodillos Estáticos
Rodillos Estáticos

De Vibromax

Compactación de suelos arcillosos - Puesto que la arcilla es cohesiva, y
las partículas se pegan unas a otras, se usa un equipo de impacto que apisona el
suelo, forza el aire y el agua a salir, y reacomoda las partículas. Para suelos arcillosos, el mejor equipo es la placa reversible, o un compactador de rodillo patas de
cabra.
Compactación de materiales granulares - La arena y el material granular
para bases no son cohesivos. Por lo tanto, sus partículas requieren agitarse por la
acción de la vibración, para poderse mover. Las placas delanteras y los rodillos vibratorios son los ideales para compactar bases granulares, arena de asiento bajo
adoquines o asfalto. Los compactadores de placa delanera también se usan sobre
los adoquines ya colocados sobre la arena de asiento, para reacomodar la arena,
de manera que quede estrechamente compactada.También forzan la arena a fluir,
hacia arriba, por las juntas.


Los apisonadores (saltarines, canguros, etc.) también se pueden usar para
suelo granular, si el suelo que se va a compactar está dentro de un área confinada, como una zanja. Si el área no está confinada, el apisonador empujará el suelo
hacia los lados en vez de compactarlo. Las placas reversibles también se pueden
usar sobre materiales granulares, en áreas confinadas, o en áreas abiertas, usando
placas de extensión.

Métodos de Compactación de Suelos
Un error común en la compactación de suelos o bases, es compactar todo su
espesor en una operación. En vez de esto, se deben compactar en capas, de suelo o material granular. Se coloca una capa de suelo o material granular suelto, se
compacta, y luego se coloca otra capa, y se compacta. Esto continúa hasta que el
suelo o base, se lleve al nivel especificado de altura, usualmente marcado en las
estacas de nivel.
Si la capa es demasiado gruesa, el equipo necesitará más tiempo para compactar el suelo o la base. Puede que el suelo o la base nunca alcancen la compactación total, especialmente si se compacta una capa dura en la parte superior
y la densidad no es consistente, de ahí hacia el fondo. No existe una definición
precisa del espesor de cada capa, para la compactación de suelo o material
granular. El espesor depende del equipo de compactación disponible para el
contratista; y la selección del equipo depende de cuál alcanzará la máxima densidad, en el menor tiempo.

Sección 4

71

NOTAS:
Muchos contratistas de instalación de adoquines tienen equipos de compactación pequeños, bien sea de placa vibratoria o de rodillo. Dado que este equipo
ejerce una cantidad limitada de fuerza de compactación, las capas de suelo o de
base no deben ser muy gruesas, usualmente de no más de 4 in. (100 mm).
Los equipos delanteros y reversibles compactan el suelo y la base en la misma dirección, desde abajo de la capa hacia arriba. Cuando el equipo golpea el
suelo o la base, el impacto viaja hacia las capas inferiores, más duras, y regresa
hacia arriba. Esta acción hace que las partículas se muevan y que la compactación se lleve a cabo. A medida que se compacta el suelo o la base, el impacto
tiene que viajar una distancia menor, de manera que más fuerza regresa hacia el
equipo, lo que lo hace rebotar más alto, sobre la superficie.
Los equipos compactadores que permiten variar la frecuencia y la amplitud
de la vibración, son más eficientes para la compactación de suelos y bases. Se
pueden ajustar para que ejerzan el nivel de fuerza correcto, según el material.
Ésto ahorra tiempo (y dinero), al poder seleccionar la frecuencia, amplitud y la
fuerza apropiada para alcanzar la densidad Próctor adecuada para cada suelo o
base.
La selección del equipo compactador tendrá un efecto importante sobre la
eficiencia del trabajo, sin importar que sea comprado o alquilado. Un contratista
compacta suelos y bases bajo miles de pies cuadrados (m2) cada año. Si se ahorra
unas cuantas horas en cada trabajo, usando un equipo mayor, podrán ser equivalentes a ahorrarse días de trabajo en un año, y estos ahorros implican ganancias
y rentabilidad. Se puede consultar, anticipadamente, a los funcionarios de las empresas que venden o manejan equipos de compactación sobre el tipo de equipo
que se debe utilizar para el tamaño de cada trabajo.

72

Sección 4

NOTAS:

Sección 4 Parte F: Geotextiles:
Propósito y Usos
Separando la Base del Suelo
Los geotextiles separan la base del suelo, y ayudan a contener y preservar la
base. Se pueden usar en áreas donde el suelo permanece saturado parte del año,
o donde hay congelamiento y descongelamiento. Si bien, no son necesarios en
todas las aplicaciones, los geotextiles pueden demorar la aparición de deformaciones debidas a cargas repetidas. Los geotextiles son especialmente útiles sobre
suelos finos como arcillas y limos, pues ayudan a evitar que el suelo entre dentro
de la estructura de la base granular, por efecto de la presión de las cargas, especialmente cuando están saturados, con lo que se reduce la posibilidad de ocurrencia de ahuellamiento. Los geotextiles mantienen la capacidad de soporte de
cargas de la base a lo largo de un período mayor. Se usan telas tejidas y no tejidas
bajo la base, con una abertura mínima similar a la de un tamiz No.30 a No.50. La
Tabla 4-2 presenta una lista de los requisitos mínimos, para que los geotextiles
mantengan la consolidación de la base y la separación del suelo.
Cuando la tela se coloca sobre el suelo en el área excavada, se debe doblar
hacia arriba, en los lados de la excavación, para cubrir los lados de la base de material granular. Debe quedar el menor número posible de arrugas sobre el fondo,
y los lados de la tela se deben traslapar, al menos, 12 in. (300 mm). El traslapo se
debe extender de 24 in. a 36 in. (600 mm a 900 mm) en suelos muy finos, débiles o continuamente saturados. Cuando se coloca el material granular de base
sobre la tela, las llantas de los camiones se deben mantener fuera de la tela, para
prevenir que se arrugue.
Los geotextiles también se usan para prevenir la migración de la arena de
asiento dentro de fisuras, junta y perforaciones de drenaje (oídos), o hacia el
pavimento contiguo. En las secciones siguientes del curso se cubren varias de
las aplicaciones.

Tabla 4-2. Requisitos físicos mínimos recomendados para geotextiles para separación de
suelos.
Nota: La Relación de Soporte de California - CBR de la subrasante > 2%.

Propiedad

Requisitos mínimos

Resistencia a la tracción, libras (kg)
Elongación, % máximo
Resistencia al punzonamiento, libras (kg)
Resistencia al reventado, psi (MPa)
Rasgadura trapesoidal, libras (kg)
Tamaño equivalente de abertura,
tamaño de tamiz (micrones)

140 (82)
15
70 (32)
200 (1.4)
50 (22)
30 - 50
(0.600 -0.300 mm)

Método de ensayo
ASTM D 4632
ASTM D 4632
ASTM D 4833
ASTM D 3786
ASTM D 4533
ASTM D 4751

Notas: La aceptación de un geotextil se determina de acuerdo con la norma ASTM D 4873. La agencia contratante puede requerir de la expedición de una carta, por parte del fabricante, certificando que su geotextil
cumple la especificación requerida. Aplique los valores de los ensayos en la dirección principal más débil de
la tela. Todos los valores numéricos representan valores mínimos para el rollo. Los valores dados, son para
condiciones ni severas ni críticas. Consulte al fabricante de la tela, las recomendaciones para los usos en
suelos de baja capacidad de soporte (CBR < 2%), o en pavimentos sujetos a cargas industriales o de autopista.
Los lotes de tela se deben muestrear de acuerdo con la norma ASTM D 4354.

Sección 4

73

NOTAS:

Geotextil sobre la Superficie de la Base
Por lo general, no se aplican geotextiles sobre la superficie de una base
granular de agregado triturado, ya compactada. Quienes lo hacen, con frecuencia lo hacen preocupados de que la arena de asiento se meta dentro de la base
y origine asentamientos en la superficie. Estas preocupaciones son infundadas,
siempre y cuando la base granular tenga una cantidad de finos suficiente para
ahogar o para cerrar la superficie, durante la compactación.
Si hay preocupación de que la gradación de la base permitirá la entrada de
arena de asiento, se puede aplicar una capa delgada de arena para junta, y se
compacta sobre la superficie de la base, durante la nivelación y compactación
finales. Esto es una actividad adicional, que incrementa el costo de instalación de
la base. Se puede obviar revisando, periódicamente, la gradación del material de
base, o usando un proveedor que suministre materiales de base con gradaciones
consistentes. Si la gradación del material cumple con la recomendada en este
Manual, existirá un riesgo muy bajo de asentamiento, causado por el escurrimiento de la arena de asiento dentro de la base.
Otros tipos de bases pueden requerir de la colocación de geotextiles, sobre
ellas. Por ejemplo, en el área de Houston,Texas, los suelos son muy débiles, con
frecuencia están saturados y no se pueden compactar fácilmente. Los contratistas utilizan bases tratadas con cemento, que consisten en una mezcla de cemento y arena o cemento y material granular (agregado). Estas bases son muy durables, pero tienden a encogerse con el tiempo, de manera que aparecen pequeñas
fisuras en la superficie. La colocación de un geotextil sobre la superficie de bases
tratadas con cemento, puede prevenir la pérdida de arena de asiento hacia dentro de esas fisuras. Ésta es una práctica recomendada para las bases tratadas con
cemento.
Con frecuencia se colocan adoquines de concreto como sobrecapas de pavimentos de asfalto o de concreto. Con los adoquines y la cama de arena, colocados sobre la superficie, esos pavimentos se convierten en bases. Sus superficies,
antes de colocar la cama de arena y los adoquines, deben estar libres de fisuras y
de material suelto. Cualquier fisura existente, se debe parchar. A las juntas en el
pavimento de concreto se les debe colocar un geotextil encima, dado que son
los lugares más propicios de que ocurran fisuraciones. Si el pavimento está ahuellado, ondulado o fallado, no se debe colocar una sobrecapa, pues ésto indica
que existen problemas con el suelo o los materiales de base, y puede ser necesario removerlos y reemplazarlos.
Si bien no es escencial para sobrecapas de adoquines para pavimentos peatonales, lo es para los vehiculares, sobre bases existentes de asfalto o de concreto.
Aunque no haya fisuras sobre las bases existentes, el geotextil prevendrá la pérdida de arena hacia dentro de cualquier fisura que pueda aparecer durante la vida
del pavimento.

74

Sección 4

Geotextiles Innovadores

para la Estabilización de Pavimentos
de Adoquines de Concreto

para Drenaje Subterráneo

DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO
El Mirafi® 500X es un geotextil tejido compuesto por franjas
de película de polipropileno estabilizado para los rayos
UV (ultravioleta). Además de su excelente resistencia a
la tracción, el Mirafi® 500X proporciona una excelente
resistencia al punzonamiento y al rasgado.

DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO
El Mirafi® 140N es un geotextil no tejido, compuesto de
fibras de polipropileno unidas entre si. Provee excelentes
propiedades físicas e hidráulicas, adicionalmente a su alta
resistencia a la tracción.

CARACTERÍSTICAS Y BENEFICIOS
• onstrucción. Su construcción, a modo de tejido, ofrece
C
excelente resistencia al abuso durante la construcción.
• esistencia. Su alto módulo le da un comportamiento
R
sobresaliente para un amplio rango de aplicaciones.
• lujo. La presencia de aberturas uniformes le brinda
F
excelentes características de filtración y de flujo.
• osto. Los geotextiles Mirafi® 500X se desarrollaron para
C
mejorar la economía y el comportamiento de los sistemas
de vías, reduciendo la cantidad de base granular requerida,
incrementando su vida de diseño y bajando los costos de
mantenimiento, al prevenir sobreesfuerzos periódicos de la
subrasante y eliminar costosas demoras en los proyectos,
por permitir la construcción en todos los climas.

Geotextil Mirafi 500X tejido de franjas de película

Sección 4

APLICACIONES
Los Geotextiles no tejidos Mirafi® 140N se usan en una amplia
variedad de aplicaciones, incluyendo las de separación,
filtración y protección.
Los no tejidos livianos se usan, predominantemente, para
aplicaciones de drenaje de superficies a lo largo de carreteras,
en taludes, bajo aeropuertos y en campos de atletismo. Para
que dichas estructuras de drenaje sean efectivas, deben
tener un filtro protector, debidamente diseñado. La Serie
de Geotextiles No Tejidos Mirafi® N eliminan el problema de


APLICACIONES
El uso de Mirafi® 500X incrementa la estabilidad del material
de base. El geotextil permite el drenaje, pero retiene el
material y separa el suelo, impidiendo que el material de
subrasante contamine el material de base. El Mirafi® 500X
evita que la capa de base compactada se meta dentro de la
subrasante. El Mirafi® 500X se recomienda como separador
de base para todas las aplicaciones de pavimentos de
adoquines, pero, de manera especial, en aquellas donde se
tenga suelo arcillosos.

CARACTERÍSTICAS Y BENEFICIOS
• onstrucción. El Mirafi® 140N se adapta, fácilmente, a
C
la superficie del piso o de la brecha, lo que permite su
instalación sin problemas.
• esistencia. El Mirafi® 140N soporta esfuerzos de
R
construcción severos, con alta resistencia a punzonarse
y a reventarse.
• iltración. Sus propiedades de alta permeabilidad le
F
permiten unos grandes flujos de agua, con excelentes
características filtrantes.
• ficiencia en Costos. Los geotextiles Mirafi® 140N
E
brindan soluciones económicas a muchas aplicaciones
de ingeniería civil, como ser una alternativa, muy efectiva
en costos, a la de filtros de agregado gradado.

determinar la gradación del agregado, requerida de acuerdo
con las condiciones del suelo.

Geotextil no tejido Mirafi 140N

75

Geotextiles Innovadores

para la Estabilización de Pavimentos
de Adoquines de Concreto
Propiedad / Método de Ensayo

Unidad

500X

para Drenaje Subterráneo

Propiedad / Método de Ensayo

PROPIEDADES MECÁNICAS

0,53 (120)

Resistencia a la Tracción por Agarre

ASTM C 4643

140N

PROPIEDADES MECÁNICAS

Resistencia a la Tracción por Agarre

Unidad

ASTM C 4643

Resistencia @ Última

kN(lbs)

0,90 (200)

Resistencia @ Última

kN(lbs)

Elongación @ Última

% MD/CD

15/10

Elongación @ Última

%

50

Resistencia Mullen al Golpe

kPa

2756

Resistencia Mullen al Golpe

kPa

1550

ASTM D 3786

(psi)

(400)

ASTM D 3786

(psi)

(225)

Resistencia al Halado Trapezoidal

kN

0,33

Resistencia al Halado Trapezoidal

kN

0,22

ASTM D 4355

(lbs)

(75)

ASTM D 4355

(lbs)

(50)

Resistencia al Punzonamiento

kN

0.40

Resistencia al Punzonamiento

kN

0.30

ASTM D 4833

(lbs)

(90)

ASTM D 4833

(lbs)

(65)

% resistencia

70

% resistencia

70

Resistencia a los UV después de 500 horas
ASTM D 4355

Resistencia a los UV después de 500 horas
ASTM D 4355

PROPIEDADES HIDRÁULICAS

PROPIEDADES HIDRÁULICAS

Tamaño Aparente de Abertura (AOS) Tamiz US

50

Tamaño Aparente de Abertura (AOS) Tamiz US

70

ASTM D 4751

mm

0.30

ASTM D 4751

mm

0.212

Permeabilidad

seg-1

0.05

Permeabilidad

seg-1

1.8

ASTM D 4491

ASTM D 4491
Rata de Flujo

Ancho del rollo

5500

ASTM D 4491
Empaque

l/min/m2
(gal/min/ft )

(135)

m (ft)

3.8 (12.5)

2

Empaque
3.8 (12.5)

Ancho del rollo

m (ft)

5.3 (17.5)

4.5 (15.0)

Longitud del rollo

132 (432)

Longitud del rollo

110 (360)

94.2 (309)

m (ft)

Peso Bruto Estándar

kg (lbs)

95 (210)

Área

m2 (yd2)

502 (600)

Peso Bruto Estándar

m (ft)
kg (lbs)

94.2 (309)
74 (164)

89 (197)

Área

418 (500)

m2 (yd2)

502 (600)

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365 South Holland Drive - Pendergrass, GA 30567
(888) 795-0808 - (706) 693-2226 - Fax (706) 693-4400

76

Sección 4

405 Rodillo de tambor sencillo

Motor
HP. SAE Net
Peso de operación (lb)
Ancho del tambor (in)
Profundidad máxima de compactación (in)

Frecuencia máxima (vpm)
Fuerza centrífuga máxima (lbf)
Fuerza centrífuga/ancho (lbf/in)


Motor
HP. SAE Net


Liso

Liso

Pata de cabra

Cummins 4BT3.9C
76
76
10,140
10,500
55.1
55.1
25.5
27.5
2016
2016
18,698
18,698
340
340

Pata de cabra

Cummins 4BT3.9C
76
76
14,850
14,975
68.9
68.9
29.5
35.4
2,160
2,160
28,766
28,766
417
417

Motor
HP. SAE Net


Liso



Pata de cabra

Cummins 6BT5.9C
130
130
27,720
29,375
82.7
82.7
39.4
49.2
2,160
2,160
50,565
50,565
611
611

16
Sección 4

77

Rodillos en tándem
Motor
HP. SAE Net
Carga estática lineal del tambor (lb/in)

Fuerza centrífuga máxima / tambor (lbf)

Fuerza total aplicada (lbf/in)

255
Kubota
29
5,843
39.4
74.1
3,480
6,744
245.1

265
Kubota
29
6,064
47.2
64.2
3,480
8,100
235.2

Rodillos en tándem
Motor
HP. SAE Net

Fuerza centrífuga máxima/tambor (lbf)


Rodillos en tándem
Motor
HP. SAE Net

Fuerza centrífuga máxima/tambor (lbf)


78

455
Kubota
46.6
10,495
51.2
102
3,300
11,237
204

355
Kubota
46.6
8,598
51.2
84
3,300
10,787
210

365
Kubota
46.6
8,776
55.1
80
3,300
11,911
233

465
Kubota
46.6
10,672
55.1
97
3,300
12,360
224

Sección 4

Rodillos para zanjas
Motor
HP

1500
Kubota
22.5
3,307
24.8
31.5
1,860
18,878


Frecuencia (vpm)
Fuerza centrífuga (lbf)

Rodillos de operación externa,
por manubrio

Motor
HP. SAE Net

Fuerza del excitador (lb)
Fuerza total lineal aplicada (lbf/in)


Rendimiento (yd2/hora)

Sección 4

12
Hatz
4.6
265
15.7
4,500
4,944
466

70

Hatz
6.9
1,323
23.6
11.8
3,300
3,597
75.9

Hatz
8.4
1,614
25.6
13.8
3,300
4,496
88.0


Placas reversibles
Motor
HP

62

15
Yanmar
4.2
397
15.0
4,500
5,850
477

79

Placas reversibles
Motor
HP

25
35
45
Yanmar Yanmar Yanmar
5.9
7.9
14.1
474
706
1,124
Profundidad máxima de compactación (in) 17.7
27.6
27.6
4,500
3,300 3,000
7,875
11,250 15,731
631
775
789

Apisonadoras
Motor
HP

SL1R
Robin
3.3
125
15.7
Golpes por minuto
500 - 800
Fuerza de impacto (lb)
8,992

Placas vibratorias
Motor
HP

600
Honda
4.0
150
Profundidad máxima de compactación (in) 7.9
Frecuencia (vpm)
5,800
1,619
598

80

900
Honda
4.0
192
11.8
6,000
2,023
715

SL2R
Robin
4.5
156
17.7
500- 800
12,746

1300
Honda
5.5
238
11.8
5,400
4,046
897

Sección 4

VIBROMAX GmbH
Erkrather Str. 343
40231 Dusseldorf, GERMANY
Phone: +49 (211) 9866-402
Fax: +49 (211) 9866-555

VIBROMAX COMPACTION EQUIPMENT GmbH
GmbH
Schaeferberg 1
06466 Gatersleben, GERMANY
Phone: +49 (39482) 9331
Fax: +49 (39482) 9102


VIBROMAX AMERICA INC.
2823 Carlisle Avenue
Racine, Wl 53404, USA
Phone: +1 (262) 637-8111
Fax: +1 (262) 637-8211

VIBROMAX COMPACTION EQUIPMENT

Sección 4

72, Pasir Ris Heights
SINGAPORE, 519279
Phone: +65 5838297
Fax:+ 65 5838301

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