PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA LA COMPACTACION DE PROBETAS PRISMATICAS PARA LA CARACTERIZACION DE MATERIALES GRANULARES TRATADOS CON CONGLOMERANTES HIDRAULICOS PARA SU USO EN CARRETERAS.

La invención consiste en un nuevo procedimiento y dispositivo de ensayo para la compactación de probetas prismáticas de materiales tratados con conglomerantes hidráulicos para uso en carreteras,

permitiendo variar la cantidad de carga (mediante el empleo del dispositivo diseñado a tal fin) y el tiempo de aplicación de la misma hasta ajustarlos a los requerimientos normativos (generalmente alcanzar el 98% de la densidad máxima obtenida mediante el ensayo Proctor modificado).

El dispositivo o contrapeso propuesto presenta la peculiaridad de permitir variar la cantidad de carga a aplicar en función de la exigencia del material a emplear. Dicho dispositivo se define geométricamente por un soporte básico al que pueden ser acopladas tantas chapas metálicas sean necesarias, de manera que la carga aplicada y el tiempo establecido aseguren los requerimientos normativos.

PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA LA COMPACTACiÓN DE PROBETAS

PRISMÁTICAS PARA LA CARACTERIZACiÓN DE MATERIALES GRANULARES

TRATADOS CON CONGLOMERANTES HIDRÁULICOS PARA SU USO EN

CARRETERAS Campo de la invención La presente invención se encuadra en el sector de la investigación de las propiedades mecánicas de los materiales sólidos por aplicación de una incitación mecánica (clasificación Internacional G01 N 3/00) .

Antecedentes de la invención Existen procedimientos estandarizados de compactado de probetas cilíndricas de materiales tratados con conglomerantes hidráulicos, a partir de las cuales se pueden determinar las resistencias de la mezcla a compresión simple y tracción indirecta. Sin embargo, un adecuado diseño de vías de éste tipo de material requiere el conocimiento de la resistencia a flexotracción y la resistencia a fatiga en flexotracción que se realiza a partir del ensayo de probetas prismáticas.

Existe un procedimiento estandarizado de compactación para probetas prismáticas de hormigón recogido en la norma UNE-EN 12390-2 "Ensayos de hormigón endurecido. Parte 2: Fabricación y curado de probetas para ensayos de resistencia", en el que se emplea como medio de compactación uno de los cuatro siguientes elementos: un vibrador interno con una frecuencia mínima de 120Hz, una mesa vibrante con una frecuencia mínima de 40 Hz, una barra compactadora de acero de sección circular o una maza para compactar de sección cuadrada. Los dos primeros elementos podrían ser empleados en un procedimiento de compactado mecánico y los otros dos en un procedimiento manual. Ninguno de los dos procedimientos actualmente empleados, para el compactado de probetas de hormigón, es aplicable en materiales granulares tratados con conglomerantes hidráulicos puesto que las mezclas de este tipo de material presentan una consistencia mucho más seca que la de las mezclas de hormigón. Este tipo de materiales requieren, para su compactado, aunar los resultados obtenidas de la compactación por medio de la vibración mecánica con la compactación por impacto.

Existe otro procedimiento estandarizado para probetas cilíndricas de mezclas bituminosas UNE-EN 12697-30 "Métodos de ensayo para mezclas bituminosas en

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caliente. Parte 30 Preparación de la muestra mediante compactador de impactos", pero se trata de un procedimiento empleado en un material de diferentes características y funciones. En una sección del firme el material que se pretende compactar quedaría situado en un nivel inmediatamente inferior al de las mezclas bituminosas.

Por tanto, el estado de la técnica actual no permite realizar un correcto compactado de las probetas prismáticas de materiales granulares tratados con conglomerantes hidráulicos, haciendo necesario el desarrollo de un nuevo procedimiento y el dispositivo específico empleado para su ejecución.

Descripción de la invención La invención consiste en un nuevo procedimiento y dispositivo de compactación de probetas prismáticas, fabricadas a partir de materiales tratados con conglomerantes hidráulicos, entre los que se encuentran los suelocementos, gravacementos y los firmes reciclados, como consecuencia de la aplicación de una carga, variable, durante un reducido periodo de tiempo.

El reciclado de firmes in situ con cemento es una técnica que permite la sustitución de firmes agotados, reutilizando los residuos generados en su retirada como parte de la materia prima. El aporte de nuevos materiales es mínimo, siendo necesario su empleo en las capas superiores bituminosas y en el caso de que la muestra no satisficiera los criterios granulométricos exigidos. Por tanto, esta técnica presenta múltiples ventajas de tipo económico y medioambiental, convirtiéndose en una alternativa beneficiosa compatible y comprometida con un desarrollo sostenible.

El dimensionamiento de los firmes reciclados in situ con cemento, dada la juventud de la técnica, suele realizarse a partir de la suposición de similitud del material al suelocemento y la gravacemento, debido a la falta de caracterización del mismo. Por tanto, el procedimiento descrito permite la realización de probetas prismáticas sobre las que se realizarán los ensayos de caracterización del material.

El procedimiento permite determinar la cantidad de peso a aplicar y el tiempo que ha de estar actuando dicha carga con una frecuencia de actuación de 40 Hz ó 2400 rpm, a fin de alcanzar al menos el 98% de la densidad máxima de compactación obtenida a partir del ensayo Proctor Modificado (valor requerido en obra) .

Con objeto de poder ejecutar dicho procedimiento ha sido necesario el desarrollo de un nuevo dispositivo, en adelante "contrapeso", que dadas sus características permite, mediante elementos de bajo coste, adaptar la cantidad de carga de compactación a las necesidades del material.

El procedimiento para la compactación de probetas prismáticas para la caracterización de materiales tratados con conglomerantes hidráulicos de uso en carreteras de la invención presenta una serie de ventajas sobre el estado de la técnica:

permite la variación de la carga y el tiempo de aplicación de la carga para la correcta compactación del material. permite la realización de ensayos estáticos y dinámicos sin la necesidad de realizar la simplificación de asimilar el comportamiento de los firmes reciclados al suelocemento o la gravacemento, como consecuencia de la ausencia de datos hasta la fecha. es sencillo y basado en el principio de compactación mediante la aplicación de una carga dinámica.

El dispositivo para la compactación de probetas prismáticas para la caracterización de materiales tratados con conglomerantes hidráulicos de uso en carreteras de la invención presenta una serie de ventajas sobre el estado de la técnica:

permitir la compactación de las probetas prismáticas en un corto periodo de tiempo. precisar un bajo consumo energético. el bajo coste de los elementos necesarios en la invención suponiendo una inversión asequible.

Breve descripción de los dibujos Como complemento a la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de la invención, se acompañan como parte integrante de dicha descripción, un conjunto de dibujos con carácter ilustrativo y no limitativo.

La Fig. 1 muestra el conjunto de elementos necesarios para poder ejecutar el procedimiento de compactado propuesto La Fig. 2 muestra la forma de fijar la base desmontable del molde metálico (3) a la mesa vibrante (1) ,

Las figuras Fig. 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 Y 3.5 detallan los elementos que forman el "contrapeso" .

Descripción detallada de un modo de realización La invención se refiere a un nuevo procedimiento y dispositivo de compactación de probetas prismáticas de materiales granulares tratados con conglomerantes hidráulicos.

La Fig. 1 muestra una mesa vibrante (1) , un molde metálico (2) con base desmontable (3) , un collarín (4) y el "contrapeso" propuesto, que a su vez está compuesto por un soporte básico (5) , varas roscadas M20 (6) Y un conjunto de chapas metálicas (7) que se irán acoplando a demanda según lo especificado en el apartado "Modo de realizar la invención".

La Fig. 2 muestra la forma de fijar la base desmontable del molde metálico (3) a la mesa vibrante (1) , con objeto de transmitir la frecuencia de vibración a la probeta y contribuir a su compactado. Dicha fijación se realiza mediante una mordaza metálica (8) y unos elementos rigidizadores (9) .

En la Fig. 3.1 puede verse un alzado del soporte básico, compuesto por una base o soporte básico (5) de dimensiones 595x145x20 mm y dos barras corrugadas M20 (6) . Las figuras 3.2 y 3.3 muestran, respectivamente, el perfil y la planta del soporte básico descrito.

Las figuras 3.4 y 3.5 muestran la planta y el perfil de las chapas metálicas (7) de dimensiones 595x145x10 mm, con perforaciones de 022 mm creadas a partir de chapas de acero de dimensiones estándar, que se irán acoplando al soporte básico (5) deslizándose a través de las barras roscadas (6) por los agujeros dispuestos hasta posarse sobre el soporte básico (5) .

El procedimiento, compuesto por una serie de etapas, incluye el uso de un dispositivo específico diseñado para la compactación, denominado "contrapeso". El contrapeso (ver Fig. 3) está formado por una serie de elementos como son el soporte básico (5) de dimensiones 595x145x20 mm, dos varas roscadas M20 (6) Y por un conjunto de pesas de dimensiones 595x145x10 mm y 6, 10 kg de peso por pesa creadas a partir de chapa de acero de dimensiones estándar. Dichas chapas tienen unas perforaciones de 022 mm que permiten que estas deslicen por las barras roscadas... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la compactación de probetas prismáticas para la caracterización de materiales tratados con conglomerantes hidráulicos de uso en carreteras, caracterizado porque comprende los siguientes pasos: -colocación y ajuste de una base de un molde metálico (2) para fabricación de

probetas prismáticas sobre una mesa vibrante (1) mediante mordazas (8) y rigidizadores (9) y posterior colocación de un collarín metálico (4) sobre el molde metálico (2) ;

-preparado del molde metálico (2) , mediante la aplicación de un desencofrante en las caras interiores del molde metálico (2) , y llenado de una primera capa de la probeta prismática con el material tratado con conglomerantes hidráulicos;

-colocación de un dispositivo de compactación denominado contrapeso sobre la primera capa de la probeta y aplicación de una frecuencia de vibración, realizando una compactación mediante carga dinámica;

- retirada del contrapeso y posterior llenado de una segunda capa de la probeta prismática; -colocación del contrapeso sobre la segunda capa de material y aplicación de una frecuencia de vibración, realizando una compactación mediante carga dinámica; -retirada del contrapeso, desmontaje del collarín y acabado de la probeta prismática mediante la eliminación del material sobrante con una llana de acero; -determinación de la densidad seca para la comprobación de la correcta compactación.

2. Procedimiento para la compactación de probetas prismáticas para la caracterización de materiales tratados con conglomerantes hidráulicos de uso en carreteras, caracterizado porque la probeta prismática es de dimensiones 150x150x600mm.

3. Dispositivo para la compactación de probetas prismáticas para la caracterización de materiales tratados con conglomerantes hidráulicos de uso en carreteras, según el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1-2, caracterizado porque consiste en un soporte básico (5) , dos varas roscadas (6) , un conjunto de pesas creadas a partir de chapa de acero (7) que disponen de unas perforaciones de que permiten su deslizamiento por las barras roscadas (6) acoplándose al soporte básico (5) ; estando el soporte básico (5) configurado para ser colocado sobre una capa de

material vertida en un interior de un molde metálico (2) , configurado para ser acoplado a una mesa vibrante (1) , mediante unas mordazas (8) y rigidizadores (9) .

4. Dispositivo para la compactación de probetas prismáticas para la caracterización de materiales tratados con conglomerantes hidráulicos de uso en carreteras, según el procedimiento de la reivindicación 3, caracterizado porque el soporte básico (5) es de dimensiones 595x145x20mm.

5. Dispositivo para la compactación de probetas prismáticas para la caracterización de materiales tratados con conglomerantes hidráulicos de uso en carreteras, según el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 3-4, caracterizado porque la chapa de acero (7) es de dimensiones 595x145x10mm.

6. Dispositivo para la compactación de probetas prismáticas para la caracterización de materiales tratados con conglomerantes hidráulicos de uso en carreteras, según el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 3-5, caracterizado porque el conjunto de pesas es de 6, 1 Okg de peso.

7. Dispositivo para la compactación de probetas prismáticas para la caracterización de materiales tratados con conglomerantes hidráulicos de uso en carreteras, según el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 3-6, caracterizado porque las perforaciones son de 022mm.

8. Dispositivo para la compactación de probetas prismáticas para la caracterización de materiales tratados con conglomerantes hidráulicos de uso en carreteras, según el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 3-7, caracterizado porque las varas roscadas (6) son M20.

9. Dispositivo para la compactación de probetas prismáticas para la caracterización de materiales tratados con conglomerantes hidráulicos de uso en carreteras, según el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 3-8, caracterizado porque la mesa vibrante está configurada para proporcionar una vibración de 40 Hz ó 2400 rpm (conectada a la corriente trifásica) .

10. Dispositivo para la compactación de probetas prismáticas para la caracterización

de materiales tratados con conglomerantes hidráulicos de uso en carreteras, según el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 3-9, caracterizado porque los rigidizadores (9) son de dimensiones 12x35x65mm.

Fig.1

Fig.2

6

Fig.3.1 Fig.3.2

Fig. 3.3

o o Fig.3.4 Fig.3.5