compactacion

SUELOS COMPACTADOS EN LA TEORÍA Y EN LA PRÁCTICA
Eduardo Alonso
Catedrático de Ingeniería del Terreno. Departamento de Ingeniería del Terreno, Cartográfica y
Geofísica. UPC. Barcelona

RESUMEN
El artículo aborda el comportamiento de los suelos compactados atendiendo especialmente a su
comportamiento volumétrico frente a cambios de humedad. Se describen inicialmente los
resultados devarios programas de ensayos destinados a proporcionar una información
fundamental acerca del efecto de las variables de compactación sobre la estabilidad volumétrica
de los suelos compactados. Se introduce después un modelo constitutivo elastoplástico que
permite dar un marco conceptual coherente a los conceptos clásicos de compactación. Se han
relacionado las constantes y parámetros de estado delmodelo con las variables de compactación
utilizadas en la práctica. La aplicabilidad de estos desarrollos se ilustra en dos ejemplos
relacionados con el comportamiento de terraplenes. En el primer caso se describe el efecto de
lluvias intensas sobre un terraplén de suelo residual de granito. El modelo de cálculo desarrollado
proporciona una explicación a los fenómenos observados y permiteconocer la evolución
esperable del terraplén en el futuro. En el segundo caso se presenta una simulación del efecto del
clima sobre un terraplén cimentado sobre suelos limo-arcillosos colapsables del valle del Ebro.

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INTRODUCCIÓN

Las bases conceptuales del proceso de compactación de suelos son bien conocidas y derivan de
la publicación pionera de Proctor (1933). Una vez definido unprocedimiento de compactación y
una energía del mismo, se comprueba que la densidad alcanzada por el suelo varía con la
humedad, de manera que se encuentra, en general, una densidad máxima u óptima para una
humedad inferior a la de saturación, humedad que suele corresponder a grados de saturación de
0.8-0.9. El estado de compactación queda así definido por dos variables de estado: la densidad
seca,γd, y la humedad, w. En la práctica, el resto de propiedades de interés del suelo compactado
(rigidez, respuesta frente a cambios de humedad, resistencia al esfuerzo cortante) quedarían
esencialmente determinadas por los dos valores (γd, w) que se consiguen durante la
compactación. Este cuadro general, establecido por Proctor, ha permanecido vigente durante
décadas y sigue siendo elplanteamiento en el que se apoyan las normas o pliegos de
prescripciones de compactación de rellenos y terraplenes.

El reciente “Pliego de prescripciones técnicas generales para obras de carreteras y puentes”
(PG3, 2002) mantiene la referencia a las dos energías de compactación "Proctor Normal: PN" y
"Proctor Modificado: PM" en los capítulos dedicados a terraplenes.
El paso siguiente fue relacionarlos tipos de suelo con su comportamiento esperado una vez
compactado. La clásica Clasificación Universal de Suelos hace referencia a la calidad del material
compactado asociada a cada uno de los grupos establecidos de suelos (Lambe y Whitman, 1969;
USBR, 1974). Las recientes recomendaciones sobre terraplenes del PG-3 mantienen una gran
simplicidad al establecer las categorías de suelos(seleccionados, adecuados, tolerables y
marginales) y establece para ellos unos valores límite de una serie de parámetros clasificatorios
básicos (contenido en materia orgánica, contenido en sales solubles, granulometría, plasticidad).
A grandes rasgos, los suelos compactados pierden calidad al incrementarse el contenido en
materia orgánica y sales y al incrementarse el contenido en finos y suplasticidad.
Un aspecto fundamental dentro de esa "calidad" del suelo compactado es conocer su estabilidad
(o tendencia al cambio de volumen) cuando se producen variaciones en el contenido de agua.
Una tendencia general moderna en la construcción de obras públicas es la utilización integral de
todos los materiales disponibles dentro del perímetro de la propia obra. Se trata de limitar al
mínimo...