De Proctor a Marshall

1-Introducción

El uso de químicos (entre ellos resinas poliméricas) en la estabilización de caminos de tierra data de varios años. Sin embargo, es relativamente nuevo comparado con otras soluciones, y por lo tanto, se deben establecer parámetros o normalizaciones para su uso y desempeño. Los ensayos que normalmente se realizan en suelos estabilizados (Valor Soporte, resistencia a compresión simple a siete días de curado, por ejemplo), no siempre son aplicables a estas nuevas tecnologías.

Para ello, debe sumarse al estudio de las mezclas en laboratorio con resinas, el seguimiento en campo de su comportamiento. Es objeto de este estudio analizar el uso de resinas, no como un estabilizado de riego y mezcla simple, sino con el objeto de formar parte de un paquete estructural.

Se ha realizado el seguimiento de una estructura en la ciudad de Formosa, que pueda funcionar como rodamiento o como parte del paquete estructural que posteriormente utilice métodos tradicionales como capa de rodamiento.

1-1-Objetivos del tramo de prueba

1-Probar efectividad del sistema con planificación mínima (adaptación a la incertidumbre manteniendo un mínimo de resultado esperado).

2-Probar duración del sistema en condiciones extremas, sin mantenimiento alguno.

3-Conectividad: Inclusión productiva y social.

4-Seguridad Vial (que permita señalización horizontal).

5-Recategorización de caminos.

6-Prevención de transmisión de vectores.

2-Selección de la zona de prueba

2-1-Amplitud térmica extrema y cambios climáticos extremos

La Provincia de Formosa se ubica en la región subtropical de Argentina, y por su zona norte, atraviesa el trópico de Capricornio. Las temperaturas máximas se registran en los meses de diciembre y enero, con un máximo absoluto de 45º C. Estas características tropicales son alteradas por irrupciones de masas de aire frío austral, que originan pronunciadas bajas térmicas diarias. Régimen de lluvia anual medio: 1.419 milímetros.

2-2-Conectividad inmediata, con impacto social y económico regional

Necesidad de mejorar la calidad de vida deficiente en toda la región, afectada, fundamentalmente, por las condiciones del clima.

2-3-Localización del test:

La calle seleccionada para el test fue Domingo French 1.199, P3600GYO Formosa, Argentina https://goo.gl/maps/m13JGBqBMgG2.

Año de Realización de la prueba: 2015.

3-Puntos de Control

Para el desarrollo de la prueba se tuvieron en cuenta las siguientes condiciones complementarias:

a)-Elaboración de un relevamiento planialtimétrico previo.

b)-Dosificación adecuada de los materiales a utilizar.

c)-Control de calidad durante la ejecución.

4-Justificación de los ensayos de dosificación utilizados

Al respecto, y teniendo en cuenta que se está diseñando una capa de rodamiento, se han realizado las consideraciones indicadas a continuación:

1-Se moldearon probetas, utilizando moldes y compactador tipo Marshall, de uso corriente en laboratorios asfálticos de campaña.

2-La densidad en el suelo fue equivalente a la que se alcanzaría mediante el ensayo de compactación AASHTO T-180. Para alcanzar la densidad requerida, se calculó la energía específica de compactación similar a este, obteniéndose, para compactador y molde Marshall, una cantidad de 68 golpes en una sola cara.

3-Se midió la densidad en las probetas, lográndose validez en el método.

4-La humedad óptima y densidad seca máxima, no obstante, se calcularon utilizando la metodología tradicional de densidad máxima AASHTO T-180 (Proctor modificado).

Consideramos ventajas, al utilizar parte del equipamiento para compactación bajo metodología Marshall, las siguientes:

1-La capa bajo diseño será utilizada como capa de rodamiento, compactada con rodillo liso y neumático.

2-Se mide la resistencia en prensa Marshall, luego de curado y una hora bajo inmersión de agua, midiendo estabilidad.

3-La resina actúa de manera físico química, obteniendo la probeta cohesión y resistencia.

4-Las ventajas de utilizar compactador automático Marshall y prensa Marshall, de uso generalizado en nuestro país, permiten un buen control de obra. La densidad de compactación de cancha, no obstante, puede determinarse de manera tradicional, con volumenómetro.

4-1-Fotografías y cuadros

Figura Nº1: Estado del camino antes de la intervención.

Figura Nº 2: Estado del camino después de la intervención.

Figura Nº 3: Mezclado de materiales, compactación y probetas moldeadas.

Probeta N° Peso Seco (grs/cm3) Altura (cm) Estabilidad (KN) Fluencia (mm)
1 1126.0 6.35 18.3 5.0
2 1118.7 6.33 17.3 5.0
3 1130.9 6.38 17.1 4.0

Tabla Nº 1. Ensayos de Estabilidad en probetas tipo Marshall – Probetas con 1% de producto, ensayadas en seco.

Probeta N° Peso Seco (grs/cm3) Altura (cm) Estabilidad (KN) Fluencia (mm)
4 1134.3 6.41 23.6 3.0
5 1135.3 6.39 22.8 4.0
6 1130.3 6.35 22.4 3.5

Tabla Nº 2. Ensayos de Estabilidad en probetas tipo Marshall – Probetas con 2% de producto, ensayadas en seco.

Probeta N° Peso Seco (grs/cm3) Altura (cm) Estabilidad (KN) Fluencia (mm)
7 1175.5 6.65 7.0 3.0
8 1170.0 6.33 7.4 4.5
9 1172.8 6.38 8.0 4.0

Tabla Nº 3. Ensayos de Estabilidad en probetas tipo Marshall – Probetas con 3% de producto, una hora de inmersión en agua.

5-Observaciones sobre el test

5-1-De los materiales utilizados

a)-El suelo natural poseía una plasticidad IP=15.

b)-La arena de trituración granítica se encontraba con una humedad natural elevada para este tipo de materiales.

5-2-De la limpieza del terreno

5-2-1-En cuanto a la construcción de este tipo de estructura, donde el suelo local forma parte de la mezcla que será la capa de rodamiento, es clave que el mismo se encuentre lo más limpio posible. Para el presente caso, cuando se procedió a escarificar el suelo de la calle, se encontró sumamente contaminado con desechos plásticos, cascotes, etc. En este sentido, sería recomendable realizar mayor aporte o bien, sanear previamente la cuadra en cuestión. Valen las mismas consideraciones para el caso de encontrarse suelos a nivel de subrasante extremadamente plásticos, como sucedió contra la cuneta realizada.

5-2-2-Se encontraron, en ambos extremos del tramo, importantes focos de barro degradado provenientes de la acumulación histórica de basura en estado de putrefacción. El saneamiento no fue enteramente llevado a cabo por no contar con los tiempos necesarios ni el suelo adecuado para su reemplazo.

5-3-De los problemas hidráulicos

5-3-1-Encontramos varios sistemas hidráulicos conviviendo, sin una aparente solución integral. De hecho, sorprendió a los técnicos la coexistencia de dos de estos, zanjas a cielo abierto, inclusive, con algunas alcantarillas tapadas, sin pendiente para escurrimiento, y sectores con pavimento de hormigón con cordón cuneta.

5-3-2-Como toda obra vial, la nivelación del tramo es un tema fundamental. Si bien no es posible que uno de apenas 100 metros tenga correlación directa con el entorno (se debe nivelar de varias cuadras para lograr el resultado deseado), podría mejorarse notablemente el flujo hidráulico. El simple zanjeo provoca lo que lamentablemente obtuvimos: agua estancada al lado de la obra recién realizada. (que afecta su durabilidad, porque el agua estancada es casi permanente). Adicionalmente, al tener barro a los lados del camino, la estructura estará sucia, porque los vehículos de los vecinos migrarán el mismo a la calzada.

5-3-3-Confinamiento: La manera ideal de evitar tal contaminación del tramo, sería mediante el confinamiento del mismo, con cordón/cuneta.

5-4-De la compactación

5-4-1-Pudo conseguirse un equipo de compactación tipo “pata de cabra” y uno neumático. Hubiera sido necesario complementarlos con un rodillo liso, pero, lamentablemente, no se consiguió.

5-5-Del Clima

5-5-1-Apenas seis horas luego de la aplicación, se produjo una lluvia intensa, lo que provocó que la superficie se “lavara”, dejando restos de piedra 0-6 limpias en su superficie.

5-5-2-El tramo nunca tuvo sus 72 horas de clima seco para estabilizarse.

5-6-Del cuidado posterior del tramo

5-6-1-El tramo quedó cerrado a la circulación con un vallado precario que fue sorteado, por lo cual, antes de las 24 horas de realizada la prueba, se produjo el pasaje de tránsito pesado.

6-Conclusiones

La normalización de estos procedimientos de diseño, construcción y mantenimiento, requiriendo performances y procesos definidos permite el adecuado uso de estas tecnologías para evitar impactos colaterales no deseados.

El uso de productos estabilizantes (cualquiera de ellos) como simple “solución mágica” sin los procedimientos tradicionales de cualquier obra vial, puede tener consecuencias indeseadas.

Resulta necesario en esta instancia de creación de nuevos productos, que las agencias viales gubernamentales avancen en el desarrollo de nuevos procedimientos para evaluar, de manera práctica, la performance de estos materiales.

Los procedimientos, por nuevos e innovadores, no se encuentran en las normativas técnicas habituales, pero el rápido crecimiento en términos de infraestructura y la altísima necesidad de conectividad, hace imprescindible la urgente implementación de marcos técnicos que permitan su uso.