Referencia de compactación basada en LWD

El movimiento de tierras es posiblemente una de las actividades más recurridas de la construcción civil. El apropiado tendido y compactación en capas de los materiales de suelo, naturales o estabilizados con algún agente, requiere del establecimiento de una referencia de compactación que usualmente proviene del laboratorio o del campo (patrón de compactación).

En el caso de la referencia de laboratorio, un procedimiento clásico es usar la curva humedad versus densidad seca del ensayo Proctor, y establecer una densidad objetivo para el control de campo en un valor de un porcentaje que usualmente varía en el rango de 90 a 100 % del valor de densidad máxima obtenida en el laboratorio. Se le llama humedad óptima al contenido de agua asociado a la densidad máxima, y durante la construcción se usa como referencia para controlar la humectación del material de suelo.

Existe también una tendencia de utilizar el módulo de Elasticidad del suelo como una alternativa a la densidad seca en el control de compactación debido a las restricciones del uso de la energía nuclear en los densímetros, y también porque el módulo es utilizado a menudo en el diseño de bases de carreteras y rellenos estructurales (Briaud, Li, & Rhee, 2006).

En COMPAVSA utilizamos el deflectómetro de impacto ligero (LWD) para el aseguramiento de calidad de capas compactadas en la construcción de los pavimentos para nuestros clientes, ya sea para estacionamientos, rellenos estructurales o para carreteras y autopistas.

La relación de humedad contra módulo del LWD nos deja con unas consideraciones que son muy útiles tanto para el proceso de construcción como para el diseño.

• Para una determinada humedad, que llamaremos óptima, existe un módulo máximo, que será el objetivo o referencia de compactación. En COMPAVSA usamos gráficos de contorno humedad-densidad-ELWD para establecer esta referencia de una manera más completa, pero esta forma que comentamos está bien para la norma mexicana. Esta humedad se usa en campo para verificarla en la preparación del material con la motoniveladora y así aumentar la probabilidad de alcanzar el mayor grado de compactación con la mayor eficiencia.

• 2. Otro aspecto de la humedad óptima es que cuando el material se compacta con humedades por arriba (más húmedo) o por debajo (más seco) de este valor, el material de suelo que da peor compactado y probablemente resulte en que la capa no se acepte.

• El módulo objetivo es la referencia de compactación con la que se calcula normativamente el grado de compactación del material de suelo al compararla con el módulo LWD de campo. Con esto y los procedimientos estadísticos de las normas mexicanas M.CAL.1.02/01 y M.CAL.1.03/03, se decide la aceptación o el rechazo de lotes compactados.

• También en la aplicación a la construcción, la desecación del material desde que termina la construcción no es algo que preocupe. Aunque la forma de la curva humedad versus módulo tenga una rama seca descendente, hay que recordar que esta humedad es de fabricación. En cambio, la desecación del material, luego de que es compactado adecuadamente, produce un aumento considerable en la succión mátrica del suelo, y por consiguiente en su resistencia al esfuerzo cortante; de allí que el módulo del LWD crezca con la desecación del suelo (Leroueil & Hight, 2013).

• Finalmente, en cuanto al diseño del pavimento, el proyectista puede escoger humedades (o grados de saturación, o valores de succión mátrica) que van desde la humedad óptima hacia las humedades más altas. El gráfico de humedad versus módulo lo que demuestra es que para altos valores de humedad, el módulo tiende a un valor constante, el más pequeño posible. Este valor puede ser utilizado para cuando el proyectista simula condiciones de alta saturación del suelo.

Como todas las veces, confiamos en que esta muestra de nuestros procesos constructivos, de calidad y de innovación y tecnología te sean de utilidad en tus obras. ¡Hasta la próxima!

_{Bibliografía}

^{Briaud, J.-L., Li, Y., & Rhee, K. (2006). BCD: A Soil Modulus Device for Compaction Control. ASCE Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, Vol. 132(1).}

_{Leroueil, S., & Hight, D. W. (2013). Compacted soils: From physics to hydraulic and mechanical behaviour. (C. e. al., Ed.) Advances in Unsaturated Soils, 41-59.}

_{Artículo por: Freddy Sánchez-Leal trabaja con COMPAVSA; Maestro en ingeniería civil por la UNAM, consultor geotécnico  e investigador especializado en geomateriales para carreteras}