Abstract
Dada la importancia creciente que presenta la reutilización total en las infraestructuras
lineales de los materiales excavados para minimizar la afección ambiental por creación
de nuevos préstamos o vertederos, se están desarrollando metodologías y
procedimientos para el aprovechamiento de materiales que, de acuerdo con el pliego de
Carreteras, se definirían como marginales.
La marginalidad de un suelo puede ser debida bien a su naturaleza arcillosa plástica o a
la presencia de yesos o sales solubles o materia orgánica, etc., o incluso a una
distribución granulométrica que no pueda encuadrarse dentro del terraplén ni del todouno.
Un volumen importante de materiales marginales que podrían ser reutilizados con el
procedimiento adecuado serían los arcillosos plásticos, con la gran ventaja de que estos
suelos son habituales dentro de los depósitos terciarios de origen continental, muy
abundantes en la península ibérica.
De acuerdo con esta importancia y partiendo de la propuesta de reutilización de
materiales marginales y estructura de terraplén que se refleja en la ponencia del Profesor
Oteo, Marzo de 2.004, se ha limitado el estudio al análisis de los condicionantes para el
tratamiento de estos suelos arcillosos con cal.
Tal y como recoge la extensa bibliografía consultada, y a la que se hace referencia
dentro de la tesis, hay diversos puntos de importancia a considerar para la elaboración
de un procedimiento de tratamiento que evite el riesgo de comportamientos indeseables
y anómalos del terreno tratado, bien sea por la presencia de componentes secundarios
que puedan reaccionar con la cal y provoquen la pérdida a largo plazo de la capacidad
portante, o porque las condiciones de temperatura durante la colocación impidan el
correcto fraguado del tratamiento.
Para cada uno de los puntos analizados y que seguidamente se exponen, se ha realizado
previamente una recopilación de toda la bibliografía existente y en base a las
conclusiones de esta misma, se han realizado los ensayos necesarios para la
comprobación de sus postulados.
En primer lugar, se ha analizado cómo influye en el comportamiento del material las
variaciones en la estructura mineralógica de la arcilla, describiendo las distintas fases
que pueden diferenciarse dentro del complejo fenómeno de la acción de la cal con la
arcilla y el agua.
En segundo lugar, se ha realizado un análisis de los métodos para la determinación del
porcentaje del tratamiento, destacándose cuál debe ser la granulometría del material
ensayado en laboratorio para que los resultados que se obtengan sean representativos del
material que realmente se coloque en el terraplén. En base a esto, se realizan unas
recomendaciones sobre el porcentaje de material desmenuzado (binder), que debe
presentar las capas colocadas en terraplén, y cuál sería la malla de corte para la
definición de este material.
En tercer lugar se ha estudiado el efecto de la maduración o periodo en el que se deja
actuar el suelo parcialmente humedecido con la dotación de cal, antes de proceder a la
humectación y mezclado final y compactación de la capa. La necesidad de este proceso,
recomendado en todas las normativas americanas, es cuestionada por algunos
investigadores ingleses; de los resultados obtenidos en los ensayos realizados para esta
tesis, se deduce que la importancia de la maduración es escasa, y por tanto las
conclusiones estarían próximas a los criterios establecidos por investigadores de la Gran
Bretaña.
Otro aspecto tratado en cuarto lugar es la variación de la capacidad portante y de la
estabilidad frente al agua del material tratado según cuál sea el porcentaje de humedad.
De los resultados obtenidos, y tal y como se recoge en recomendaciones tanto inglesas
como americanas, se deduce que con el empleo de tratamiento de cal puede aumentarse notablemente el rango de humedades del lado húmedo en que es estable la plataforma, y
por otro lado la mezcla es tanto o más insensible al agua cuanto mayor sea la humedad
de colocación o mezclado.
Por la influencia de las técnicas de estabilización, parecería obligado el empleo de
rozadoras de eje horizontal, como única maquinaria capaz de garantizar una suficiente
trituración y mezclado del material a tratar con el ligante. Sin embargo, tal y como se
justifica mediante ensayos de muestras tomadas, la disgregación y mezclado mediante el
empleo de pata de cabra puede dar resultados suficientes en cuerpo de terraplenes,
aunque razonablemente para las capas de coronación siga siendo aconsejable el empleo
de la maquinaria tradicional de estabilizaciones.
Finalmente, se ha analizado la estabilidad, esto es, el mantenimiento de sus propiedades
y como las mismas pueden verse influidas o alteradas por la presencia de sulfatos en los
suelos a tratar o en el agua que sature el terreno con posterioridad al tratamiento, por las
bajas temperaturas que producen la paralización de las reacciones entre el suelo
arcilloso y la cal aportada, etc.
Tanto de la recopilación bibliográfica como de los ensayos realizados, se ha concluido
que en el caso de tratamientos con cal de suelos que contienen sulfatos, la pérdida de
resistencia va a ser tanto mayor cuanto mayor sea el porcentaje de cal hidratada, lo que
se produce incluso con pequeños contenidos de sulfatos. Debe destacarse que la parte
principal de pérdida de resistencia puede llegar a producirse después de 3 meses de
realización de la mezcla en las probetas de laboratorio. Sin embargo, el suelo tratado
con un porcentaje reducido de cal, como sería el necesario para el tratamiento del
cuerpo de un terraplén, puede mantener unos parámetros suficientes a pesar de que el
terreno contenga sulfatos.
Respecto al efecto de la helada, se han comprobado las conclusiones reflejadas en la
bibliografía sobre la pérdida de resistencia que se produce cuando durante el periodo de
maduración y fraguado de la mezcla se alcanzan temperaturas de helada. Sin embargo, y contrariamente a lo publicado por algunos autores canadienses, no se ha observado
ninguna recuperación de la resistencia cuando después del periodo de helada vuelve a
alcanzarse un periodo de temperaturas más cálidas.
Finalmente, se ha incluido un procedimiento constructivo así como los métodos de
control de los materiales tratados que se ha empleado en algunas de las obras realizadas
en España y en las que se han realizado parte de las investigaciones que se exponen en
esta tesis.
