Refuerzo constructivo para caminería pavimentada

Geosintéticos de alta resistencia para refuerzo de suelos y estabilización de subrasante. Reducción de sustitución, reducción de plazos, mejora de performance del pavimento a corto y largo plazo. Beneficios ambientales.

El tratamiento adecuado de subrasantes y su estabilización en los casos donde existen suelos saturados o de baja capacidad portante, es de extrema importancia para asegurar una vida útil del pavimento de acuerdo al diseño, sin requerir mantenimiento excesivo.

Los suelos blandos en subrasantes pueden ser tratados utilizando una variedad de métodos o una combinación de ellos, por ejemplo, mejorar las características de drenaje sub-superficial, sustitución de suelos, estabilización química, estabilización mecánica con geosintéticos en conjunto con capas granulares, entre otros.

Dentro de los geosintéticos, los tipos más utilizados son los geotextiles tejidos, no tejidos, geocompuestos, geogrillas y geoceldas, que pueden utilizarse por sí solos o combinados. El presente artículo se focalizará en los geotextiles tejidos, los cuales son una herramienta de sencilla utilización que permite mejorar las características de la subrasante mediante un efecto combinado de refuerzo y separación entre el suelo subyacente y el suelo seleccionado para las capas de pavimento (Refuerzo Constructivo). (Img 1)

Si bien los geotextiles no tejidos se han utilizado históricamente para esta aplicación por sus características de permeabilidad y separación, actualmente lo más recomendable es el uso de geotextiles tejidos ya que, a esos dos efectos, se le suma el de refuerzo pues movilizan su resistencia a menor deformación (<% 15).

El desempeño del conjunto: base/refuerzo/subsuelo es analizado mediante dos mecanismos de funcionamiento: el Confinamiento lateral (Img 2) y el Efecto membrana (Img 3)

El primero, refiere al refuerzo estructural a través de la reducción de los esfuerzos de corte transmitidos al suelo subyacente. Dicha reducción es realizada a través de la movilización de la resistencia a la tracción del refuerzo geosintético, actuando en el sentido de restringir la deformación lateral de la capa de base, proporcionando así un mayor confinamiento al material que la constituye. Este efecto es aún más relevante durante la compactación, pues garantiza una mayor eficiencia en el proceso, resultando en capas con mayor capacidad de soporte. De esta forma, el refuerzo geosintético actúa como una plataforma de compactación sobre suelos de baja capacidad portante.

El efecto membrana, es generado por la deformación vertical del suelo de subrasante y por la consecuente movilización de la fuerza de tracción en el refuerzo. En este sentido, la inclusión de un adecuado geosintético de refuerzo permite un aumento de la capacidad estructural del pavimento, logrando una mejor distribución de la carga vertical aplicada sobre el suelo de subrasante (Img 4), especialmente en el caso de suelos de baja capacidad de soporte.

Además, como resultado del mejoramiento estructural del conjunto obtenido por la disminución de los niveles de esfuerzos verticales inducidos, se produce una reducción en los asentamientos.

Para esta aplicación, el geosintético de refuerzo debe presentar elevado módulo de rigidez en ambas direcciones y adecuada resistencia a posibles daños de instalación, además de completa interacción con cualquier tipo de suelo para garantizar una buena capacidad de anclaje.

La determinación del geotextil para cada proyecto se puede diseñar a partir de modelación mecánica por diversas metodologías, entre ellas una de las más utilizadas la de Giroud-Han. Muchos proyectos exitosos avalan su utilización.

Este método considera varios aspectos como, el módulo de rigidez del geotextil, número de repeticiones de carga, carga por rueda, radio del área de contacto, CBR de la subrasante y del material granular y el ahuellamiento permitido, con los cuales se define el espesor del material granular requerido para lograr la estabilización de la subrasante, con y sin la utilización del geotextil.

La colocación del geotextil es muy simple, dado que no se precisa personal ni maquinaria especial para su instalación. Además, los largos y anchos de los rollos están optimizados para permitir un avance rápido en obra y minimizar el desperdicio.

Previo a su colocación, es importante realizar la limpieza del terreno y retiro de capa vegetal. Luego, se extiende el geotextil en la dirección de avance de la tarea de recargo y se tiende la capa de material de subbase sobre él. Los solapes necesarios serán como mínimo de 50 cm en cualquiera de las dos direcciones. La maquinaria siempre podrá circular sobre una capa de al menos 20 cm de suelo de aporte sobre el geotextil. Una vez colocada la primera capa de subbase compactada, se procede normalmente.

A continuación, se presentan imágenes de algunos casos de ejemplo de utilización de geotextiles tejidos en Uruguay.

Algunos casos de aplicación en Uruguay:

• Ruta 21 y ByPass PPP - Refuerzo constructivo (Sacyr Grinor) (Img 5).

• Ruta 3 PPP - Refuerzo constructivo (Consorcio Serviam CVC) (Img 6).

• RUTA 6 PPP - Refuerzo constructivo (Consorcio Serviam CVC)

• Ruta 15- Bacheo profundo

• Plataformas en polos logísticos: en Polo oeste, Coca Cola, Parque de las Ciencias, entre otros. (CVC, Hormetal, Berkes, Crosa y Vazquez). (Img 7 y 8).

Conclusiones

En conclusión, el uso de geotextiles tejidos como refuerzo en estructuras de pavimentos promueve la mejoría de la capacidad soporte de la subrasante, con resultados satisfactorios en corto y largo plazo.

En resumen, los geotextiles pueden contribuir a la construcción de caminería y plataformas de diferentes formas:

• Minimizando o eliminando el volumen de sustitución de suelos

• Reduciendo sensiblemente los tiempos de ejecución de las obras

• Reduciendo el mantenimiento requerido a través de la no contaminación de la subrasante

• Reduciendo el impacto ambiental, como consecuencia de la reducción de extracción y transporte de materiales de aporte, así como del retiro a depósito del material.

Referencias

Giroud, J. P. Han, Jie. Design Method for GeogridReinforced Unpaved Roads. I.Development of Design Method. Journal of Geotechincal and Geoenvironmental Engineering, ASCE, 2004, p.775-786.

US. Army Corps of Engineers. Use of Geogrid in Pavement Construction. Technical Report: ETL 1110-1-189. Washington, D.C. 14 February 2003.

Jewell, R.A. Soil Reinforcement with Geotextiles (SP123M) - 1996 - ISBN: 0-86017-425-5

U.S. Department of Transportation Publication No. FHWA NHI-05-037 Federal Highway Administration- NHI No. 132040- Geotechnical Aspects of Pavements

10º CVU - Utilización de geosintéticos de alta tenacidad en caminos para tráfico extraordinariamente pesado en parques eólicos- 2015 Mullin, Forteza