Lecciones básicas del suelo compactado

En COMPAVSA nos dedicamos a construir y mantener pavimentos flexibles, y uno de los materiales a los que más recurrimos en el trabajo es el suelo. Ya sea para la preparación de la subrasante de un pavimento nuevo, o la construcción de la subbase y la base a partir de material natural o estabilizado.

La utilización del suelo es crucial para nosotros porque, por una parte, es un volumen de material importante, usualmente más grande que el de mezcla asfáltica, y por otro, es el cimiento de la carpeta asfáltica. De nada serviría tender y compactar adecuadamente una mezcla asfáltica de calidad si no se tiene una fundación construida con el procedimiento adecuado y con materiales de calidad. De otro modo, el trabajo duraría muy poco al abrirlo al tráfico.

En el equipo de COMPAVSA tenemos ingenieros jóvenes que se están integrando a nuestros frentes de trabajo, y me han encargado escribir una serie artículos cortos que sirvan de complemento para su capacitación, mismos que publicaremos por aquí por el blog con la esperanza de que también sean de utilidad para nuestros lectores y todos aquellos que tienen la voluntad de aprender. Sabiendo que, como dice el Dr. Enrique Rojas, afamado psiquiatra español, “la voluntad más eficiente es la mejor motivada”, dividí este trabajo en cinco lecciones básicas organizadas de manera atractiva y para mantener al lector interesado.

Lección No. 1: El suelo como material de construcción de carreteras.

Lección No. 2: Tipos de suelo usado para construir.

Lección No. 3: Propiedades básicas del suelo.

Lección No. 4: Proceso constructivo del suelo compactado.

Lección No. 5: Aseguramiento de calidad de los trabajos.

Comencemos, pues, esta aventura…

Lección No. 1: El suelo como material de construcción de carreteras.

Las carreteras están hechas de geomateriales. Un geomaterial es un material de construcción que está hecho fundamentalmente de tierra sola o con la adición de algún agente estabilizador. De esta manera, esta definición abarca suelos, mezclas asfálticas, suelos estabilizados y las mezclas de concreto en una sola familia. La ventaja de los geomateriales es que tienen un tronco común, y los principios que gobiernan su comportamiento están fuertemente relacionados entre sí (Sánchez-Leal, F.J., 2007).

Una de las funciones principales del suelo, empleado como subrasante, como subbase o base de un pavimento, es ayudar a disipar los esfuerzos desde la carpeta del pavimento hacia el terreno. En ese sentido, el diseño del pavimento trabaja con propiedades fundamentales del suelo como el módulo de Elasticidad, muy particularmente el módulo resiliente, para las soluciones que involucran carga repetida.

En un gran número de ocasiones, los materiales naturales no son capaces por sí mismos de desarrollar el nivel de propiedades mecánicas requeridas por el proyecto, o bien, su calidad original requiere ser mejorada. En estas ocasiones se recurre a la estabilización del suelo. Esto puede lograrse por medios mecánicos, como la mezcla con materiales más competentes. O también puede lograrse combinando el suelo con un agente estabilizante como la cal, el cemento o el asfalto.

En cuanto al funcionamiento de la estructura del pavimento, a veces también se requieren labores de separación de los materiales nuevos con los existentes, en caso de la cimentación del pavimento sobre arcillas. Otras veces las capas de pavimento requieren un reforzamiento mecánico. También, a veces se requiere mejorar el drenaje de las capas de pavimento. En estas ocasiones se pueden utilizar geosintéticos en la construcción del pavimento.

El programa de aseguramiento de calidad está orientado, entonces, a garantizar que el suelo tendido y compactado tenga un determinado valor de rigidez, establecida en el diseño. Asimismo, las características básicas del material de suelo deben asegurarse, como la granulometría, la plasticidad, la forma y competencia de los granos. Finalmente, la compactación del suelo requiere el establecimiento de referencias, como la típica curva de compactación Proctor, o más modernamente, la curva humedad-rigidez que se realiza con el deflectómetro de impacto ligero (LWD).

Las referencias de compactación orientan al constructor en dos aspectos fundamentales, a saber: a) la humedad de compactación que garantice un procedimiento constructivo adecuado en el que el suelo alcance las propiedades mecánicas requeridas por el proyecto, y b) la obtención de dichas propiedades mecánicas, validadas con pruebas de campo con un adecuado plan de inspección.

En nuestra próxima lección estudiaremos los tipos de suelo que se utilizan con más frecuencia en la construcción de carreteras.

_{Artículo por: Freddy Sánchez-Leal se encarga del departamento de investigación y desarrollo de COMPAVSA; Maestro en ingeniería civil por la UNAM, consultor geotécnico  e investigador especializado en geomateriales para carreteras}