*Por Mg. Ing. María Pía Cruz y Mg. Ing. Italo F. Martin-Schmädke del Laboratorio de Suelos de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Católica de Córdoba. Email: 9601063@ucc.edu.ar
PROBLEMÁTICA
En la región pampeana argentina existe una vasta red de caminos de tierra con un alto impacto en la economía del país. Dichos caminos sin pavimentar implican que las capas de rodamiento vehicular la conforman directamente los suelos naturales de la región luego de haberse eliminado el sustrato orgánico y, por lo tanto, no tienen un adecuado estudio de su paquete estructural.
Las subrasantes sin pavimentar del centro-este cordobés yacen sobre sedimentos finos del tipo loéssicos – A4 o A6 según American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO.); manifestando, un variado comportamiento tenso-deformacional ante aumentos del contenido de humedad natural, grado de saturación, tensión de corte, tensión normal media y presión de poros (Zur y Wiseman, 1973). En esta región, cuyo clima tiene características de templado a semiárido y, el ciclo de precipitaciones importantes se manifiesta en la época de primavera-verano; se produce gran acumulación de agua superficial sobre la calzada y, por ende, aparición de baches (o subsidencias localizadas a lo largo de la traza) debido al insuficiente bombeo transversal y drenaje lateral. Los caminos no pavimentados de subrasantes semisaturadas, quedan casi intransitables para el paso de vehículos pesados, y en muchos casos incluso para livianos. La circulación del alto flujo vehicular con fines agropecuarios que demanda el ciclo productivo de siembra y cosecha, se ve afectada en muchos consorcios camineros. En contraposición, en la etapa de otoño-invierno, cuando se deben hacer los mantenimientos mínimos requeridos o sea escarificado con perfilado de cunetas, eliminación de huellas/baches o perfilado de bombeo transversal, no existe el tiempo operativo suficiente para dar respuesta satisfactoria a las demandas y lograr un buen nivel de servicio en los caminos. Por tal motivo, la sequedad ambiental en estos sustratos semisaturados (la humedad natural ronda entre 12% y 15%), genera una alta presencia de polvo ambiental al rodar cualquier tipo de vehículo; siendo técnicamente, aminorado su peso unitario seco (1,1 tn/m3 a 1,2 tn/m3) y agotada la resistencia al corte intergranular de los sedimentos loéssicos, o sea aquellos cuyo diámetro de partículas ronda entre 0,060 mm hasta 0,002 mm de acuerdo con Rinaldi et al. (2011). El origen de la estructuración del loess está ligado a la formación geológica del sedimento (eólico) y, a procesos post deposicionales a los cuales han sido sometidos en los distintos ambientes (Ver Figura 1).
OBJETIVO
El estudio consiste en determinar el porcentaje óptimo de la dosificación de la mezcla compuesta por el descarte proveniente de los telares de los aserraderos de rocas metamórficas e ígneas ornamentales de las serranías cordobesas, y los sedimentos inorgánicos loéssicos colapsables de la provincia de Córdoba, Argentina; para ser aplicada dicha mezcla en subrasantes semisaturadas. En particular, se clasifican como piedras ornamentales a una matriz rocosa extraída desde su origen que tiene un RMR entre 81-100 (muy buena calidad) según la escala de Bieniawski del año 1989. Cada pieza de bloque en bruto se puede manufacturar con la siguiente secuencia mecánica: aserrado en telares de planchuelas delgadas; fraccionamiento según la geometría de venta final; pulido y lustrado de las caras vistas (Ver Figura N°2).
METODOLOGÍA
Se busca obtener el porcentaje óptimo de descarte de los aserraderos de piedras ornamentales a ser mezclado con los loess inorgánicos de las subrasantes naturales (“caminos de tierra”) que requieren ser estabilizadas en el tiempo para evitar disminuir la resistencia al corte durante la circulación de vehículos.
Para tal fin, se ejecutaron ensayos en el laboratorio de suelos de la Universidad Católica de Córdoba para caracterizar geotécnicamente los loess, como también, el polvo de descarte de piedras ornamentales de las rocas serranas.
Los principales ensayos realizados en forma independiente tanto para los loess como el descarte son: lavado tamiz Nº 200, ensayos granulométricos, límites de Atterberg, gravedad específica y doble hidrómetro. Concluyendo con el estudio de mezclas de ambos (suelo-descarte), implicando analizar de cada dosificación en forma comparativa los parámetros resultantes del ensayo California Bearing Ratio con hinchamiento (CBR2,5mm), resistencia al corte (Su) y módulo de elasticidad a rotura (Erotura) desde probetas remoldeadas elaboradas al peso unitario seco máximo (ssmax) según el contenido de humedad óptimo (opt) de los respectivos ensayos proctor estándar (Ver Figura 3).
ANÁLISIS
Para obtener una estructura estable en el tiempo con los suelos loéssicos, existen distintos procedimientos. Uno de ellos consiste en modificar las propiedades del suelo mediante la estabilización para hacerlo capaz de cumplir un requerimiento técnico-operativo (Ingles y Metcalf, 1972). En este estudio, se trata de una estabilización química-mecánica: 1º dosificar los suelos loéssicos con el porcentaje óptimo de descarte del polvo de piedras ornamentales y, 2º compactar dicha mezcla con el número de capas y la energía operativa correlacionable desde el laboratorio a la obra.
En la Tabla 1, se resumen las principales características del suelo natural fino, del polvo de descarte de piedras ornamentales y de las mezclas al 10%, 20% como 50% (porcentajes en peso) del descarte utilizado.
CONCLUSIONES
• La clasificación técnica de los sedimentos finos que conforman las subrasantes estabilizadas de la planicie loéssica centro-este de Córdoba, sería A4 a A6 según el sistema de clasificación de suelos viales AASHTO.
• El agente para estabilizar química-mecánicametente dichas subrasantes es el polvo desecado obtenido del sub-producto de los aserraderos de piedras ornamentales de mármoles y granitos de macizos rocosos Cordobeses cuando se labran mesadas, pisos, etc.
• La dosificación óptima para suelos loéssicos se obtiene incorporando un 10% de descarte (porcentaje en peso); garantizando que el descarte de las piedras ornamentas baje el índice de plasticidad del suelo natural ensayado y aumente la resistencia al corte.
• Las principales aplicaciones viales de esta mezcla en subrasantes no pavimentadas son: “estabilizar” la superficie de rodamiento, “reducir” los costos de mantenimiento/rehabilitación anual y “eliminar” la cantidad de polvo ambiental en la zona de ancho de camino.
• Del punto anterior se desprende que con esta estabilización se reduce la vulnerabilidad de la red de caminos de tierra ante las lluvias, lo que se traduce en mayor productividad de la región. Además, habrá mejores condiciones de manejo por lo tanto menor cantidad de accidentes, disminución en los tiempos de viaje, y reducción de afecciones respiratorias por polvo en suspensión.
BIBLIOGRAFÍA PRINCIPAL
INGLES, O. G. y METCALF, J. B., 1972.
Soil stabilization: principles and practice, Vol. VII, pp. 374. Butterworths, Sydney.
RINALDI, V. A.; CRUZ, M. P.; CAPDEVILA, J. A. y CLARIA J. J., 2011.
Origen y caracterización de la estructuración de un loess pampeano. Revista Internacional de Desastres Naturales, Accidentes e Infraestructura Civil. ISSN 1936-1483 (on line). Disponible en http://academic.uprm.edu/laccei/index.php/RIDNAIC/article/viewFile/336/347, último acceso 21 de octubre de 2014.
ZUR, A. y WISEMAN, G., 1973.
A Study of Collapse Phenomena of an Undisturbed Loess. 8º International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Vol. 2.2, Session 4/43, pp.265-268. Moscú, URSS.
