La compactación es el ensayo que decide si una capa se recibe o se rechaza. Y es también el punto donde más discusiones hay en obra, porque el resultado depende de tres cosas a la vez: el material, la humedad y el equipo. Si una falla, el número no sale.
Esta guía explica qué se mide, qué valores exige el INVIAS en cada capa y por qué un material fuera de especificación no alcanza la densidad aunque se le pasen más veces el rodillo.
Qué es la compactación
Compactar es reducir los vacíos de aire de un suelo o material granular aplicando energía mecánica, para aumentar su densidad. Un material más denso tiene mayor capacidad de soporte, menor permeabilidad y —lo más importante— menor tendencia a asentarse después.
La diferencia con la consolidación: la compactación es inmediata y mecánica; la consolidación es el asentamiento lento que ocurre con el tiempo cuando el agua sale del suelo bajo carga. Se compacta precisamente para evitar consolidar después.
El ensayo Proctor: la referencia de todo
El Proctor es el ensayo de laboratorio que establece, para un material concreto, dos valores de referencia:
- Densidad seca máxima — la mayor densidad que ese material puede alcanzar con la energía del ensayo.
- Humedad óptima — el contenido de agua con el que se alcanza esa densidad máxima.
La curva que resulta tiene forma de campana: con poca agua las partículas no se reacomodan; con demasiada, el agua ocupa el espacio que debería ocupar el material. El pico de la curva es la humedad óptima.
| Proctor estándar | Proctor modificado | |
|---|---|---|
| Energía de compactación | Menor | Mayor |
| Densidad máxima que arroja | Más baja | Más alta |
| Dónde se usa | Rellenos de menor exigencia | El habitual en obra vial |
Esto importa al leer una especificación: "95% del Proctor" no significa lo mismo según cuál de los dos sea la referencia. Un 95% del modificado es bastante más densidad que un 95% del estándar. Cuando el INVIAS habla de grado de compactación en obra vial, la referencia es el modificado.
Qué exige el INVIAS en cada capa
El grado de compactación exigido sube a medida que la capa se acerca a la superficie, igual que la calidad del material:
| Capa | Artículo | Grado de compactación exigido |
|---|---|---|
| Cimiento y núcleo del terraplén | Art. 220 | GCl(90) ≥ 95,0 % |
| Corona del terraplén (subrasante) | Art. 220 | GCl(90) ≥ 100,0 % |
| Base granular | Art. 330 | GCl(90) ≥ 98,0 % y GCi mínimo ≥ 95,0 % |
Fuente: Artículo 220 (numerales 220.5 y 220.6) y Artículo 330 (numerales 330.3 y 330.4), Especificaciones Generales de Construcción de Carreteras, INVIAS. GCi es el valor individual del grado de compactación; GCl(90) es el límite inferior del intervalo de confianza al 90% del promedio del lote.
Dos detalles que se pasan por alto:
- La corona exige 100%. Sorprende a quien viene de rellenos comunes, pero es la superficie sobre la que se construye el pavimento: cualquier deformación ahí se transmite hacia arriba.
- En base granular hay doble condición. No basta el promedio del lote: un solo valor individual por debajo del 95% lo rechaza completo. Eso penaliza las capas irregulares, no solo las flojas.
El CBR: capacidad de soporte, no densidad
El CBR (California Bearing Ratio) mide la resistencia a la penetración de un material, comparada con una piedra partida patrón. Es un porcentaje: CBR 30% significa que el material resiste el 30% de lo que resiste el patrón.
Un punto que genera confusión: el CBR y la compactación no son lo mismo, pero están ligados. El INVIAS lo dice expresamente — los valores de CBR de sus tablas están asociados al grado de compactación mínimo especificado, y se miden sobre muestras sometidas previamente a cuatro días de inmersión.
Es decir: el CBR que exige la norma es el que el material alcanza bien compactado y saturado. Un material con buen CBR de laboratorio mal compactado en obra no entrega esa capacidad.
| Material / capa | CBR mínimo | Artículo |
|---|---|---|
| Suelos tolerables (cimiento y núcleo) | ≥ 3 % | 220 |
| Suelos adecuados | ≥ 5 % | 220 |
| Suelos seleccionados | ≥ 10 % | 220 |
| Sub base granular | ≥ 30 % | 320 |
| Base granular clases C y B | ≥ 80 % | 330 |
| Base granular clase A | ≥ 95 % | 330 |
Por qué una capa no alcanza la densidad
Cuando el ensayo falla, la causa está casi siempre en una de estas cinco, y solo la última se arregla pasando más el rodillo:
- Humedad fuera del óptimo. Demasiado seco: las partículas no se reacomodan. Demasiado húmedo: el agua impide que se acerquen. Ningún número de pasadas lo corrige.
- Capa demasiado gruesa. La energía del equipo no llega al fondo. El INVIAS limita el espesor a 30 cm antes de compactar por esta razón.
- Material fuera de especificación. Un suelo con exceso de finos plásticos o de materia orgánica no alcanza la densidad que pide la norma, por buen equipo que se use.
- Capa inferior mal compactada. Una base blanda absorbe la energía en vez de transmitirla. Por eso la norma prohíbe extender una capa nueva sin comprobar la anterior.
- Equipo o número de pasadas insuficiente. La única causa que se resuelve compactando más.
Los lotes que no alcanzan el mínimo deben ser escarificados, homogenizados y compactados de nuevo. Ese retrabajo es el sobrecosto real de comprar material fuera de especificación.
Sobre nuestro alcance, para ser claros. Ulma suministra el material y ejecuta movimiento de tierras con retroexcavadora y motoniveladora —descapote, excavación, explanación y conformación de rellenos por capas—, pero no ejecutamos la compactación: no operamos vibrocompactador ni entregamos ensayos de densidad. Todo lo que explica este artículo es el frente que cubre el contratista de obra. Lo que sí garantizamos es que el material que entregamos llegue con los ensayos que permiten alcanzar esos valores.
Material con el CBR que pide su diseño
La compactación solo alcanza el número si el material lo permite. Producimos en nuestra planta de Arroyo de Piedra, con caliza de cantera propia y ensayos de laboratorio por lote:
- Recebo y materiales de relleno — con recebo mejorado de CBR superior al 10% cuando el diseño lo exige.
- Sub base y base granular — para las capas estructurales del pavimento.
- Grava caliza — para rellenos con material granular grueso.
Entregamos en Barranquilla, Soledad y el resto de municipios del Atlántico. Los requisitos completos por capa están en terraplén según INVIAS y sub base granular Art. 320.
En resumen
- El Proctor define la densidad seca máxima y la humedad óptima de referencia.
- "95% del Proctor" cambia de significado según sea estándar o modificado; en obra vial la referencia es el modificado.
- Grados exigidos: 95% en cimiento y núcleo, 100% en corona, 98% en base granular con ningún individual bajo 95%.
- El CBR de la norma está asociado al grado de compactación mínimo y se mide tras 4 días de inmersión.
- De las cinco causas de fallo, solo una se arregla pasando más el rodillo.
- Capas de máximo 30 cm antes de compactar, y no se avanza sin comprobar la anterior.