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tipos de rodillos compactadores
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INSTITUTO TECNOLOGICO DE LA CONSTRUCCIÓN OAXACA
LICENCIATURA: INGENIERO CONSTRUCTOR
GRADO: 8° CUATRIMESTRE
MATERIA: MOVIMIENTO DE TIERRAS
ALUMNOS: JESSICA BAUTISTA TOMAS
MONSERRAT BLANCO BARROSO
CATEDRÁTICO: ING. FRANCISCO LÁZARO PERALTA
FECHA: 04 DE ABRIL DE 2013
Movimiento de Tierras Página 2
Índice
I. Introducción...........................................................................................................................3
II. Definición de Compactación................................................................................................4
III. Aplicaciones típicas para equipos de compactación..........................................................5
IV. Clasificación de los Equipos................................................................................................6
V. Rodillo Liso............................................................................................................................7
VI. Rodillo liso vibratorio.........................................................................................................10
VII. Rodillo tándem.....................................................................................................................13
VIII. ctador de neumáticos...........................................................................................................16
IX. Pata de cabra........................................................................................................................19
X. Modelo y precios de diferentes equipos de compactación..............................................22
XI. Transporte de la Maquinaria..............................................................................................27
XII. Conclusiones........................................................................................................................29
Movimiento de Tierras Página 3
I. Introducción
Para la mayoría de obras civiles que se desarrollan en la sociedad, requieren de la
utilización de maquinaria pesada que permite realizar trabajos a menor tiempo, mayor
escala y de menor costo económico.
Cuando se habla de maquinaria pesada se hace referencia a una máquina compleja,
haciendo además de sus propias tareas, también una serie de operaciones de la máquina
simple, al mismo tiempo. La maquinaria pesada cumple con el requisito de completar
trabajos complejos a un ritmo relativamente más rápido.
La necesidad de uso de la maquinaria de equipo pesado se debe al hecho de que la
competencia global entre los diferentes tipos de actividades va en aumento debido a las
innovaciones tecnológicas, y en un mundo tan competitivo, cualquier empresa que aspire a
sobrevivir y crecer en el espacio de mercado competitivo, requiere de la utilización de
nuevos productos, y sobre todo reducir costos.
A continuación hablaremos sobre la maquinaria usada por la compactación, como son
rodillo, liso, rodillo de neumáticos, rodillo vibratorio y rodillo pata de cabra, entendiendo
por compactar la acción de aplicar durante la construcción del relleno, la energía necesaria
para producir una disminución apreciable del volumen de huecos del material empleado y
por tanto del volumen total del mismo.
Movimiento de Tierras Página 4
II. Definición de Compactación
Consiste fundamentalmente en el proceso artificial que se sigue para lograr el aumento en
la densidad de un suelo natural o de relleno, a fin de obtener la mayor estabilidad de él. Este
proceso se realiza mediante el empleo de equipos mecánicos o manuales (energía) y la
adición de agua que fuere necesaria.
Cuatro factores inciden en el logro de una buena compactación, y son estos:
Tipo de material que se va a compactar (comportamiento físico – mecánico).
Contenido óptimo de humedad del material (ensayo Próctor).
Correcta elección de los equipos que se van a utilizar.
Técnicas que se van a emplear
Aplicaciones
Compactación del terraplén de la base y sub-base en carreteras
Compactación de acabado, simulación de tráfico en la carpeta asfáltica.
Elección de maquinaria para la compactación
La elección del equipo de compactación depende del tipo de suelo
Rodillos lisos: se utilizan en gravas y arenas mecánicamente estables.
Rodillos neumáticos: se usa en arenas uniformes y suelos cohesivos, humedad
cercana a límite plástico.
Rodillos “pata de cabra”: suelos finos, humedad entre 7 a 20 % por debajo del
limite plástico
Rodillo vibratorio: se utiliza especialmente en suelos granulares.
En la siguiente tabla se muestra los métodos de compactación usados por los equipos de
compactación:
Tipo de compactador Impacto Presión Vibración Amasado
Pata de cabra X
Pisones X X
Rodillo liso X
Rodillo liso vibratorio X XNeumáticos X X X
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III. Aplicaciones típicas para equipos de compactación
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IV. Clasificación de los Equipos
Rodillo único
De rodillos Rodillo múltiple
Monocilindricos
Estáticos Tándem
De neumáticos mixtos Con ruedas lisas o con dibujo
Lisos
De tracción mecánica Pata de Cabra
Tandem
Vibratorios
Rodillos Vibrantes
De tracción manual Plancha Vibrantes
Placas Vibrantes
Las formas de clasificar los equipos son muy variadas, no obstante una de las más
generalizadas consiste en la forma en que se entrega la energía de compactación. El tamaño
del equipo y la magnitud de la entrega unitaria de energía constituyen otra forma de
clasificación. En algunos países los equipos son sometidos a la verificación de su aptitud
por un organismo público (Francia). Sin embargo estas disposiciones han sido muchas
veces cuestionadas por fabricantes de otros países que encuentran en esta certificación una
forma de protección de la industria local.
Movimiento de Tierras Página 7
V. Rodillo Liso
Definición. Máquina autopropulsada, de gran peso, dotada de uno o varios rodillos o ruedas
cuya función consiste en planificar y dar la compacidad requerida al material sobre el cual
se desplaza.
Todos los compactadores deberán ser autopropulsados, tener inversores del sentido de la
marcha de acción suave y estar dotados de dispositivos para mantenerlos húmedos en caso
necesario.
Los rodillos lisos provienen del diseño original romano que consistía en un cilindro de
piedra halado por tracción animal. El rodillo liso consiste en un cilindro de acero con un
determinado peso que compacta el material por
presión. Inicialmente, el cilindro era llevado por
un tractor ú otro equipo automotriz, hasta que se
diseñó el actual modelo autopropulsado, Se
dividen en:
Remolcados
Rodillos Lisos
Autopropulsados
Los primeros constan generalmente de dos tambores montados en un marco al que se
sujetan los ejes, su peso varia por lo común de 14 a 20 ton y pueden lastrase llenando un
deposito sobre el marco con agua o arena húmeda. Las autopropulsadas constan de una
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rueda delantera y una o dos traseras, se fabrican con pesos de 3 a 13 ton. El motor que los
impulsa es de gasolina o diesel y pueden circular en velocidad directa o en reversa.
El rodillo liso tiene su campo de ampliación circunscrito a los materiales que no requieren
concentraciones elevadas de presión, por no formar grumos o por no necesitar disgregado;
por lo general son arenas y gravas limpias. También se utilizan mucho para el acabado de la
superficie superior de las capas compactadas (terminación de la subrasante e la base y de
carpetas asfálticas)
Usos
Se emplean en la compactación de materiales como: grava, arenas, piedra triturada y
otros materiales donde se requiere una acción de trituración.
El espesor de la capa compactada depende del peso del compactador y del objeto de
la obra, pero en general, varía desde unos 15 cm para cimientos, hasta 45 cm para
bases de terraplenes. Solo permite compactar capas delgadas (20 cm) de material
granular y no se obtiene densidades altas.
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Ficha Técnica
Movimiento de Página
VI. Rodillo liso vibratorio
El rodillo liso vibratorio es un rodillo liso provisto de un movimiento excéntrico en el
interior del cilindro que le proporciona un movimiento vibratorio. Pueden usarse para la
compactación de suelos granulares con tamaños de partículas que van desde grandes
fracciones rocosas hasta arena fina. Las compactadoras vibratorias proporcionan la fuerza
compactadora mediante una combinación del peso y la vibración de sus rodillos (tambores)
de acero.
Los tambores de las compactadoras vibratorias varían en diámetros desde 0.9 hasta 1.5 m, y
en ancho desde 1.2 hasta 2.4 m. Sus pesos estáticos, en términos del ancho del tambor
varían generalmente entre 29 y 32 kg /cm. La frecuencia de vibración de los tambores
usados para la compactación se encuentra generalmente entre 2000 y 3000 vibraciones por
minuto (vpm), dependiendo del modelo y el fabricante.
Usos.
Pueden usarse en suelos semi-cohesivos. Los
rodillos más grandes pueden ser muy eficientes en
capas de roca de hasta 90 cm. También se usan
para las operaciones de acabado o sellado de
capas, pero con la vibración desconectada. En
algunos casos se puede incluso hacer vibrar uno de
los rodillos dejando el otro estático para sellar la
capa.
Ventajas y Desventajas
Movimiento de Página
Aplicación del equipo
Ficha Técnica de un Rodillo liso Cat CS-CP533E
Movimiento de Página
Movimiento de Página
VII. Rodillo tándem
Un rodillo tándem es una pieza de maquinaria utilizada en la pavimentación de carreteras y
aparcamientos. Comúnmente conocido como un rodillo de vapor, el rodillo en tándem está
formado por dos rodillos de acero
muy pesados y de desigual tamaño,
los cuales son montados en un chasis,
que es accionado por vapor, gasolina
o diésel.
El rodillo tándem se utiliza para
suavizar y compactar asfalto antes de
que se enfríe y endurezca. Los
bidones de acero o rodillos a menudo
se enfrían con una corriente de agua
a fin de evitar que el pavimento se pegue a los rodillos de ocasión
Aparte de ser pesadas, muchas unidades de rodillos tándem también contienen una unidad
vibratoria a bordo de la máquina. La ayuda de los rodillos vibrantes es compactar el
pavimento según el rodillo tándem pesado pasa sobre él. Aunque este tipo de maquina
trabaja a velocidades muy lentas, el rodillo tándem es una máquina que requiere habilidad
en funcionamiento para asegurar que cada
paso se lleve a cabo de la manera adecuada.
La venta de rodillos de ocasión, aunque no
es algo muy común, es un buen negocio
debido a la gran funcionalidad de este tipo
de maquina.
Aunque el sistema de propulsión del vapor
es muy poco común hoy en día, la
maquinaria moderna es de motor diésel en
Movimiento de Página
su mayor parte. Algunas unidades más pequeñas utilizan los motores de gasolina y además
algunas versiones con baterías están empezando a surgir en algunos sitios de construcción.
Muchos modelos utilizan dos sistemas de alimentación independientes. Un rodillo tándem
con motor diésel también se puede utilizar un motor vibrador a pilas.
Partes de un rodillo tándem
Movimiento de Página
Usos.
Movimiento de Página
VIII. Compactador de neumáticos
El Compactador de Neumáticos es el equipo de trabajo que se utiliza para compactar
mediante neumáticos las mezclas bituminosas en caliente tras su tendido. Consiste en un
equipo dotado de ruedas neumáticas
lisas, de un ancho de banda superior al de
un neumático de un vehículo de carga.
Resulta un equipo de gran adaptación a
una amplia gama de materiales. Sin
embargo no resultan los más adecuados
para la compactación de granulares de
granulometría uniforme.
El área de contacto de cada neumático
produce un cierto grado de
confinamiento, lo que hace que a la inversa que la pata de cabra, se considera que
“compactan desde arriba”.
El confinamiento que produce cada neumático, permite realizar tareas de terminación de
compactación. Esta tarea habitualmente se denomina en obra como “compactación de
sellado” o simplemente “sellado”
Usos.
El Compactador de neumáticos es apropiado para compactar de varios materiales
cohesivo y no cohesivo, tales como suelo arenoso, ripio, tierra estabilizada, de
concreto y hormigón de cemento bituminoso (MCF) para la construcción de
superficies de carreteras. Es espacialmente bueno para comprimir superficies de
asfalto para avenidas de alta calidad.
Movimiento de Página
Partes de un Compactador de Neumáticos
Movimiento de Página
Ventajas y Desventajas
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IX. Pata de cabra
Los rodillos especiales con salientes son compactadores que consisten en un gran
Tambor de acero, provistos de salientes que justamente le dan su nombre. La dimensión de
las salientes varía según el fabricante así como su forma. El tambor puede ser hueco y se
puede aumentar de peso agregando un lastre con el propósito de producir una presión de
contacto mayor. Los rodillos pueden ser unidades independientes impulsadas con un tractor
de orugas o autopropulsados.
Originalmente, los primeros rodillos
tenían salientes con forma de pata de
cabra (“sheepfoot Roller”) y de allí
nació el nombre de rodillo pata de cabra,
que es el nombre como se les llama
generalmente y así nos referiremos a lo
largo del texto. Posteriormente se
desarrollaron salientes con otras formas cónicas o de tronco de cono que dieron origen a los
compactadores de pisones
Usos.
Los suelos más recomendados
para compactar con el rodillo
pata de cabra, son los suelos
cohesivos
Estos Compactadores
concentran su peso sobre la
pequeña superficie de las puntas
tronco cónico solidario al
rodillo, ejerciendo por lo tanto
unas presiones estáticas muy
Movimiento de Página
grandes en los puntos en
que las mencionadas
partes penetran en el
suelo.
Conforme se van dando
pasadas y el material se
compacta, dichas partes
profundizan cada vez
menos en el terreno, llegando un momento en que no se aprecia mejora alguna, pues
la superficie, en una profundidad de unos 6 centímetros siempre quedara
distorsionada. Al pasar la maquina sobre la nueva tongada de material se compacta
perfectamente esa superficie distorsionada de la cape anterior.
Este tipo de compactador trabaja bien con suelos coherentes, sin piedras, en capes
de 20 cm. Con humedad adecuada, se consiguen resultados satisfactorios en unas
8/10 pasadas. Debido a su alta preside especifica (15/30 kg/cm2) y a los efectos de
amasado que producen las partes, compactan bien los suelos altamente plásticos,
con poco contenido de agua e incluso pobres de aire y de vacíos.
Colocaciones usuales de patas
La manera en la cual se colocan las patas al tambor tiene influencia sobre el rodamiento
(influenciando velocidades de trabajo y de aplicación de las cargas) y sobre el efecto a real.
Las colocaciones más usuales son las siguientes:
Movimiento de Página
Cada una de las distintas colocaciones tiene por objetivo de lograr con una pasada un
conjunto de huellas igual o similar a esto:
Y al mismo tiempo realizar movimientos de rodamiento. Un rodamiento regular se puede
lograr cuando se trata de restringir el espacio entre patas a los menores ángulos posibles.
Tal colocación se logra entre otras con la forma paralela con traslación angular.
Ventajas y Desventajas
Movimiento de Página
X. Modelo y precios de diferentes equipos de compactación
Rodillo
Marca: Raygo rustler
Modelo: 304A
Características: 8 Ton, 6000 horas, excelentes condiciones.
Precio: $130,000 pesos L.A.B. Mty.
Rodillo
Marca: Wacker
Modelo: RD12
Características: 1 Ton, 200 Horas excelentes condiciones.
Precio: $190,000 pesos más iva L.A.B. Mty.
Rodillo
Marca: Caterpillar
Modelo: CP-563, año 2003
Características: Motor Cat 3056, 84" 1950 horas, excelentes condiciones.
Precio: $66,000 USD L.A.B. Mty.
Movimiento de Página
Vibro compactador de rodillo
Marca: Dynapac
Modelo: CA25
Características: Excelentes condiciones
Precio: $25,000 USD
Vibro compactador de rodillo
Marca: Ingersoll Rand
Modelo: SD100 DTF, año 2003
Características:
Excelentes condiciones
Precio: $61,200 Dlls
Vibro compactador de rodillo
Marca: Ingersoll Rand
Modelo: SD100 FTF año 2005
Características:
Excelentes condiciones
Precio: $58,000 Dlls
Movimiento de Página
Rodillo
Marca: Caterpillar
Modelo: CB-214, año 2004
Características: Rodillo liso 84", SN:168303, Motor Cummins, B3.9C 700 hrs, excelentes condiciones.
Precio: $19,000 USD L.A.B. Mty.
Rodillo
Marca: Ingersoll Rand
Modelo: SD-100D, año 2002
Características: Rodillo liso 84", SN:168303, Motor Cummins, B3.9C 2870 hrs, excelentes condiciones.
Precio: $45,500 USD L.A.B. Mty.
Rodillo
Marca: Vibromax
Modelo: VM66D, año 2005
Características: Tambor de 69", motor Cummins, Rodillo listo con kit de pata de cabra, 947 horas de uso, excelentes condiciones.
Precio: $35,700 USD L.A.B. Mty.
Movimiento de Página
Rodillo
Marca: Caterpillar
Modelo: CP-563E
Características: Motor Cat3056, 84", 2,400 horas de uso, excelentes condiciones.
Precio: $59,500 USD
Rodillo
Marca: Ingersoll Rand
Modelo: DD24
Características: 3 Toneladas, Diesel, excelentes condiciones.
Precio: $120,000 pesos MXN
Rodillo
Marca: Ingersoll Rand
Modelo: DD-24, año 2002
Características: 2.5 toneladas, excelentes condiciones.
Precio: $140,000.00 pesos MXN
Movimiento de Página
Rodillo
Marca: Caterpillar
Modelo: CS-563D, año 2002
Características: 84 pulgadas, 6,000 horas de uso, Excelentes condiciones.
Precio: $49,000 USD
Rodillo
Marca: Caterpillar
Modelo: PF 300B, año 2000
Características: 2100 horas de uso, Excelentes condiciones.
Precio: $50,000 USD
Rodillo
Marca: Ingersoll Rand
Modelo: DD-24, año 2005
Características: 650 horas de uso, excelentes condiciones.
Precio: $17,500 Dlls.
Movimiento de Página
XI. Transporte de la Maquinaria
La Compactadora se transporta por medio del Low Boy en caso de no poder transportarse
sola, si esta sobre ruedas y la obra se encuentra cerca puede transportarse sola.
Mantenimiento
Plan de mantenimiento preventivo
Rutinas de operación de la caja ó tolva
Determinar los puntos de engrase o conexión y el tipo de lubricante a utilizar.
Revisar los niveles de aceite, refrigerante, etc.
Observar el estado de la cabina en cuanto a limpieza, dispositivos de seguridad.
Examinar la protección de las mangueras, transmisión, suspensión, tubos de escape
y silenciadores, baterías, llantas, sistema de frenado, aparcamiento y emergencia,
dirección, la señalización acústica y visual.
En posta se debe tener un manual de partes (repuestos).
Seguridad Industrial
Nunca se debe saltar de la máquina. Utilizar los medios instalados para bajar y
emplear ambas manos para sujetarse.
Mantenga su máquina limpia de grasa y aceite y en especial los accesos a la misma.
Ajústese el cinturón de seguridad y el asiento.
En los trabajos de mantenimiento y reparación aparcar la máquina en suelo firme,
colocar todas las palancas en posición neutral y parar el motor quitando la llave de
contacto.
Evite siempre que sea posible manipular con el motor caliente cuando alcanza su
temperatura, cualquier contacto puede ocasionar quemaduras graves.
Mirar continuamente en la dirección de la marcha para evitar atropellos durante la
marcha atrás.
Movimiento de Página
No trate de realizar ajustes si se puede evitar, con el motor de la máquina en
marcha.
Antes de cada intervención en el circuito hidráulico hay que accionar todos los
mandos auxiliares en ambas direcciones con la llave en posición de contacto para
eliminar presiones dinámicas.
El sistema de enfriamiento contiene álcali, evite su contacto con la piel y los ojos.
Utilizar guantes y gafas de seguridad para efectuar trabajos en la batería.
No suelde o corte con soplete, tuberías que contengan líquidos inflamables.
No intente subir o bajar de la máquina si va cargado con suministros o herramientas.
Medio Ambiente
Ruido dentro y fuera
Cuando el nivel de ruido sobrepase el margen de seguridad establecido y en todo
caso, cuando sea superior a 80 dB, será obligatorio el uso de auriculares o tapones.
Emisión de gases (CO2, NO2)
Cuando exista gran emisión de gases que afecten el sistema respiratorio se deben
usar barbijos ó mascarillas.
El rodillo deberá estar equipado de un asiento en perfectas condiciones,
amortiguando la vibración producida durante la compactación.
Frecuencia muy baja (1Hz): produce trastornos en el sistema nervioso central puede
producir mareos y vómitos. Frecuencia baja (1-20 Hz): provocan lumbalgias,
hernias, punzamientos, dificultad de equilibrio, trastornos de visión, etc. Frecuencia
alta (20-1000 Hz): provocan artrosis de codo, lesiones de muñeca, etc.
Cinturón abdominal antivibratorios von objeto de quedar protegido de los efectos de
las vibraciones sobre las vísceras abdominales. Este cinturón puede cumplir la doble
misión de evitar el lanzamiento del conductor fuera del tractor.
Movimiento de Página
XII. Conclusiones
Las máquinas son responsables de hacer el proceso de producción más rápido y ligero.
Estas máquinas mejoran y aumentan la producción, el tiempo de producción y la reducción
de costos.
El uso de maquinaria pesada ha contribuido en:
Aumento del rendimiento sin aumentar considerablemente el tamaño de la máquina,
incidiendo en la mayor rapidez del trabajo.
maquinas que ejecutan diversas operaciones, y con esto también optimizamos
costos.
Mandos reguladores en controles más precisos y fáciles de maniobrar.
Aumento de la potencia de motores y de capacidades de las máquinas.
Por lo tanto, estas herramientas y los equipos están realizando los trabajos para el desarrollo
del hombre.