¿Quieres saber que es son las estabilizaciones de suelos? ¿No sabes que diferencia hay entre una estabilización mecánica y una estabilización con aditivos? ¿Y que diferencia hay entre usar cal o cemento para estabilizar suelos o capas granulares? Hoy desde el Blog de Aulacarreteras vamos a tratar de aclarar todas estas cuestiones (y algunas más).
En ocasiones necesitamos mejorar artificialmente las propiedades de un determinado material granular para su empleo en explanadas o como capa de un firme. Esta mejora, que es lo que llamamos “estabilización”, puede ser mecánica (cuando mezclamos dos o más suelos o gravas con propiedades complementarias) o puede ser con aditivos (generalmente con cemento o cal) que actúan física y químicamente sobre el material a tratar.
Con las estabilizaciones de suelos lo que buscamos es mejorar la resistencia (aumentando la trabazón entre partículas), conseguir unas condiciones de humedad adecuadas (lo que genera estabilidad ante las cargas y escasa variación volumétrica) y aumentar la durabilidad de la capa.
¿Y que tipos de estabilizaciones podemos llevar a cabo? En función de la solución adoptada, una estabilización podrá ser mecánica o con aditivos (cal o cemento).
Estabilización de suelos mecánica
Consiste en mezclar diversos materiales con propiedades complementarias, de manera que se obtenga un nuevo material de mayor calidad que cumpla las exigencias deseadas. Es decir, tenemos un suelo con unas determinadas características, y queremos saber con que otros suelos y en que proporciones debemos mezclarlos para conseguir un suelo final de unas determinadas características.
En la gran mayoría de los casos las propiedades que vamos a mejorar con esta mezcla son la plasticidad o la granulometría, y en algunos casos podemos mejorar notablemente ambas propiedades.
El principal problema surge a la hora de determinar las proporciones de cada uno de los materiales a emplear en las estabilizaciones de suelos, si bien la experiencia y las diferentes normas han ido dando unos valores bastante fiables.
Esta mezcla se puede hacer en central o “in situ”. Si bien la mezcla en central ha ofrecido tradicionalmente resultados más precisos y de mayor calidad, actualmente las modernas técnicas y maquinaria de estabilización hacen que podamos obtener también excelentes resultados con la mezcla “in situ”. En el caso de la estabilización mecánica “in situ” las etapas del proceso de ejecución son las siguientes:
- Escarificación y pulverización.
- Mezcla homogénea de los componentes.
- Extensión y nivelación.
- Humectación y compactación.
Estabilización de suelos con cal
En este caso lo que hacemos es mezclar cal (viva o apagada) con el suelo a estabilizar en presencia de agua.
Los porcentajes en peso seco que se suelen emplear son reducidos: entre un 2 y un 5% si se trata de cal viva, y entre un 4 y un 7% en el caso de cal apagada.
Entre los principales beneficios que podemos obtener al mezclar un suelo con cal están: un aumento de la resistencia a compresión, una reducción/aumento de la plasticidad (según las necesidades), y un aumento de la trabajabilidad del material.
La estabilización con cal suele llevarse a cabo en suelos arcillosos (elevado contenido en finos y plasticidad media-alta) y en suelos de elevada humedad natural.
Al igual que en el caso de la estabilización mecánica, la estabilización con aditivos puede llevarse a cabo en central o “in situ”. En este último caso las etapas a desarrollar son las siguientes:
- Disgregación y pulverización del suelo.
- Humectación.
- Distribución uniforme del aditivo.
- Mezcla homogénea.
- Aireación y curado inicial.
- Compactación.
- Acabado superficial.
- Segunda compactación.
- Curado final.
Hay que tener en cuenta que, de manera general, el proceso de ejecución in situ en suelos estabilizados con aditivos es el mismo independientemente de que empleemos cal o cemento como aditivo.
Estabilización de suelos con cemento
Sin duda son las estabilizaciones de suelos más empleadas en la actualidad y consiste en mezclar íntimamente el suelo disgregado con cemento, agua y eventualmente aditivos (por ejemplo, retardadores de fraguado).
En el caso de que este material vaya a emplearse en capas del firme, debe ser fabricado en central, porque solo así se garantiza una mezcla suficientemente homogénea. Cuando lo que se pretende es estabilizar el suelo para la explanada, no hay ningún problema en hacerlo “in situ”. Así mismo es fundamental cuidar el tamaño máximo del árido en una capa de suelocemento, siendo habitual los valores de 20 ó 40 mm (SC20 ó SC40).
La dotación de cemento es muy variable, entre el 3 y el 16% en peso, en función del tipo de suelo a estabilizar y de las propiedades que queramos alcanzar. En cuanto al contenido de agua, se determinará mediante el ensayo Proctor Modificado, determinando cual es la humedad óptima para nuestro suelo.
Entre los principales beneficios que podemos obtener al mezclar un suelo con cemento están: un aumento de la resistencia importante, una mejora notable en el comportamiento del suelo frente al agua, y una importante reducción de la plasticidad del suelo.
En cuanto a su empleo, es bastante común en los siguientes casos: caminos rurales sin pavimentar, capa base y sub-base en carreteras con un tráfico medio-alto, en arcenes, en coronación de terraplenes, o como capas de firmes rígidos.
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