Una superficie estable y uniforme es esencial en cualquier proyecto de construcción de pavimentos para garantizar la longevidad y la seguridad. Para lograr esta estabilidad, deben emplearse medidas de estabilización del suelo en el diseño, la construcción y el control de calidad de cada carretera o camino ¡Sigue leyendo para conocer más!
Para hoy, hemos preparado este artículo en donde exploraremos los diferentes métodos utilizados en la estabilización del suelo para pavimentos y cómo pueden aplicarse estas técnicas para cumplir las normas más exigentes y superar las inspecciones a largo plazo. También trataremos temas esenciales como el control de calidad durante estos procedimientos y las mejores prácticas para garantizar un acabado perfecto al final del trabajo.
Métodos de estabilización del suelo para pavimentos.
1) Estabilización del cemento del suelo para pavimentos.
Los factores que son más importantes para un punto de vista de control de calidad en la estabilización del cemento son: pulverización, contenido de cemento, contenido de humedad, uniformidad de la mezcla, la secuencia de tiempo de las operaciones, la compactación y el curado. Estos se describen detalladamente a continuación.
a. Pulverización
Por lo general, la pulverización no es un problema en la construcción de cemento a menos que se estabilicen suelos arcillosos o limosos. Se realiza un análisis del tamiz en el suelo durante el proceso de pulverización con el tamiz no. 4 utilizado como control. El porcentaje de pulverización se puede determinar por cálculo. El control adecuado de la humedad también es esencial para lograr la pulverización requerida.
b. Contenido de cemento
El contenido de cemento se expresa normalmente sobre una base de volumen o peso seco. El personal de campo debe ser consciente de las cantidades de cemento requeridas por pie lineal o por yarda cuadrada de Pavimento. La comprobación puntual se puede utilizar para asegurar que se está aplicando la cantidad adecuada de cemento, utilizando un lienzo de área conocida o, como un control general, el área sobre la que se ha extendido un tonelaje conocido.
c. Contenido de humedad
El contenido óptimo de humedad determinado en el laboratorio se utiliza como una guía inicial cuando comienza la construcción. Se debe hacer un subsidio para el contenido de humedad in situ del suelo cuando se inicia la construcción. El contenido óptimo de humedad y la densidad máxima se pueden establecer para fines de control de campo. Los requisitos del agua de mezcla se pueden determinar en el suelo crudo o en la mezcla del suelo-cemento antes de la adición del agua de mezcla. Los métodos nucleares se pueden utilizar para determinar el contenido de humedad en el momento en que comienza la construcción y durante el procesamiento.
d. Uniformidad de la mezcla
Se realiza una inspección visual para asegurar la uniformidad de la mezcla a lo largo de la profundidad tratada. La uniformidad debe comprobarse a través del ancho del pavimento y a la profundidad de tratamiento deseada. Las trincheras se pueden cavar y luego inspeccionarse visualmente. Una mezcla satisfactoria exhibirá un color uniforme en todo mientras que, un aspecto rayado indica una mezcla no uniforme. Debe prestarse especial atención a los bordes del pavimento.
e. Compactación
El equipo utilizado para la compactación es el mismo que se utilizaría si no hubiera cemento presente en el suelo, y por lo tanto depende del tipo de suelo. Se pueden utilizar varios métodos para determinar la densidad compactada: el cono de arena, el globo, el aceite y el método nuclear. Es importante determinar la profundidad de compactación y debe prestarse especial atención a la compactación en los bordes.
f. Curado
Para asegurar la correcta curación de una membrana bituminosa se aplica con frecuencia sobre grandes áreas. La superficie del cemento del suelo debe estar libre de material suelto seco y en condiciones húmedas. Lo es importante que la mezcla suelo-cemento se mantenga continuamente húmeda hasta que se aplique la membrana. La tasa de aplicación recomendada es de 0,15 a 0,30 galones por yarda cuadrada.
2) Estabilización de cal del suelo para pavimentos
Los factores más importantes a controlar durante la construcción del suelo-cal son la pulverización y escarificación, el contenido de cal, la uniformidad de la mezcla, la secuencia de tiempo de las operaciones, la compactación y el curado.
a. Pulverización y escarificación. Antes de la aplicación de la cal, el suelo es escarificado y pulverizado
Para asegurar la adecuación de esta fase de construcción, se realiza un análisis de tamiz. La mayoría de las especificaciones se basan en una cantidad designada de material que pasa los tamices de 1 pulgada y no. 4. La profundidad del escarification o de la pulverización es también de importancia mientras que se relaciona con la profundidad especificada del tratamiento de la cal.
Para las arcillas pesadas, la pulverización adecuada puede lograrse mejor mediante el pretratamiento con cal, pero si se utiliza este método, pueden aparecer fracciones aglomeradas de cal de suelo. Estas fracciones pueden ser fácilmente desglosadas con una simple acción de amasado y no son necesariamente indicativas de pulverización inadecuada.
b. Contenido de cal
Cuando la cal se aplica al suelo pulverizado, la velocidad a la que se propaga se puede determinar colocando un lienzo de área conocida en el suelo y, después de que la cal se ha extendido, pesando la cal en el lienzo. Los gráficos se pueden hacer disponibles para el personal de campo para determinar si esta tasa de aplicación es satisfactoria para el contenido de cal especificado.
Determinar con exactitud si esta tasa de aplicación es satisfactoria para el contenido de cal especificado. Para determinar con precisión la cantidad de lechada de cal requerida para proporcionar la cantidad deseada de sólidos de cal, es necesario que la cantidad de cal lechada requerida para proporcionar la cantidad deseada de sólidos de cal, es necesario conocer la composición de la mezcla. Esto se puede hacer comprobando la gravedad específica de la mezcla, ya sea por un hidrómetro o por un procedimiento de peso volumétrico.
c) Uniformidad de la mezcla
La principal preocupación es obtener un contenido de cal uniforme a lo largo de la profundidad del suelo tratado. Esto presenta uno de los factores más difíciles de controlar en el campo. Se ha reportado que el suelo mezclado y la cal tiene más o menos la misma apariencia exterior que el suelo mezclado sin cal.
Se ha recomendado el uso de la solución indicadora de fenolftalaleina para el control en el campo. Este método, aunque no lo suficientemente sofisticado como para proporcionar una medida exacta del contenido de cal para la profundidad del tratamiento, dará una indicación de la presencia del contenido mínimo de cal necesario para el tratamiento del suelo. El suelo se convertirá en un color rosado rojizo cuando se rocía con la solución indicadora, indicando que la cal libre está disponible en el suelo (pH = 12,4).
d. Compactación
Principalmente importante es el control adecuado de la densidad de humedad. Los procedimientos convencionales tales como cono de arena, globo de goma, y métodos nucleares se han utilizado para determinar la densidad de mezclas compactadas de la cal del suelo.
El contenido de humedad se puede determinar por métodos secos en el horno o por métodos nucleares.
Se ha demostrado que la influencia del tiempo entre la mezcla y la compactación tiene un efecto pronunciado sobre las propiedades d
el suelo tratado. La compactación debe comenzar tan pronto como sea posible después de que se haya completado la mezcla final.
La Asociación Nacional de cal recomienda un retardo máximo absoluto de una semana. El uso de la solución del indicador del fenolftaleína también se ha recomendado para las pruebas del control del contenido de cal. La solución se puede utilizar para distinguir entre las áreas que han sido tratadas adecuadamente y aquellas que han recibido sólo una ligera superficie de polvo por la acción del viento. Esto ayudará a identificar áreas donde se deben tomar muestras de prueba de densidad.
e. Curado
El curado es esencial para asegurar que la mezcla de cal del suelo alcanzará las propiedades finales deseadas. El curado se logra mediante uno de dos métodos: curado húmedo, que involucra una ligera aspersión de agua y laminación; o el curado de membranas, que consiste en sellar la capa compactada con una capa de sellado bituminosa.
Independientemente del método utilizado, toda la capa compactada debe estar debidamente protegida para asegurar que la cal no se volverá no reactiva a través de la carbonación. La aspersión inadecuada que permite que la superficie estabilizada del suelo se seque promoverá la carbonación.
3) Ceniza de la cal-mosca (LF) y cal-cemento-ceniza de la mosca (LCF)
La naturaleza de las cenizas volantes de cal y el cemento de cal- la estabilización de cenizas volantes es similar a la cal solamente. En consecuencia, los mismos factores implicados para el control de calidad se sugieren.
4) Estabilización bituminosa del suelo
Los factores que parecen más importantes para el control durante la construcción con estabilización bituminosa son el contenido de humedad superficial, la viscosidad del asfalto, el contenido de asfalto, la uniformidad de la mezcla, la aireación, la compactación y el curado.
a. Contenido de humedad superficial
La humedad superficial del suelo que se estabilizará es preocupante. La humedad superficial se puede determinar por métodos convencionales, tales como horno-sequedad, o por métodos nucleares. El Instituto de asfalto recomienda humedad superficial de hasta el tres por ciento o más para uso con asfalto emulsionado y un contenido de humedad de menos del tres por ciento para el asfalto de corte. La gradación del agregado ha demostrado ser de importancia en cuanto al contenido de humedad. Con mezclas densamente calificadas, se necesita más agua para mezclar que la compactación.
Por lo general, un contenido de humedad superficial demasiado alto retrasará la compactación de la mezcla. Los suelos con mayor índice de plasticidad requieren mayor contenido de humedad.
b. Viscosidad del asfalto
El Instituto de asfalto recomienda que la construcción de mezcla en frío no debe realizarse a temperaturas inferiores a 50 grados F. El asfalto alcanzará rápidamente la temperatura del agregado al que se aplica y a una menor dificultad de temperatura en la mezcla será encontrado.
En ocasiones, es necesario un poco de calentamiento con asfaltos de recorte para asegurar que las partículas de áridos del suelo estén completamente recubiertas.
c. Contenido de asfalto
Se puede proporcionar información al personal de campo que les permita
Determine una tasa de aplicación satisfactoria. El contenido de asfalto debe mantenerse en un nivel óptimo o ligeramente inferior para la mezcla especificada. Cantidades excesivas de asfalto pueden causar dificultad en la compactación y resultar en la deformación plástica en el servicio durante el tiempo caliente.
d. Uniformidad de la mezcla
La inspección visual se puede utilizar para determinar la uniformidad de la mezcla. Con asfaltos emulsionados, un cambio de color de marrón a negro indica que la emulsión se ha roto.
El Instituto del asfalto recomienda el control de tres variables para asegurar la uniformidad para la construcción de la mezclado-en-lugar: velocidad del recorrido del equipo de la aplicación; volumen de áridos tratados; y caudal (volumen por unidad de tiempo) de asfalto emulsionado que se aplica. En muchos casos, un contenido de asfalto por encima del diseño es necesario para asegurar una mezcla uniforme.
e. Aereación
Antes de la compactación, se deben permitir evaporar los diluyentes que facilitaban la operación de mezcla en frío. Si la mezcla no está suficientemente aireada, no puede ser compactada a límites aceptables.
El Instituto del asfalto ha determinado que la mezcla ha aireado suficientemente cuando se convierte en pegajosa y parece “gatear”. La mayoría de la aireación ocurre durante la etapa de mezcla y de extensión, pero de vez en cuando el trabajo adicional en el balasto es necesario.
El Instituto de asfalto ha reportado que las mezclas centrales de plantas puede causar asfaltos emulsionados para romperse temprano, lo que resulta en una mezcla que es difícil de trabajar en el campo.
f. Compactación
La compactación debe comenzar cuando se complete la aireación de la mezcla. El Instituto de asfalto recomienda que el balanceo empiece cuando una mezcla de asfalto emulsionada comienza a romperse (cambio de color de marrón a negro). La compactación temprana puede causar el celo o el empujones excesivos de la mezcla debido al exceso de tensionar debajo del rodillo. La densidad de las bases estabilizadas con emulsión se ha encontrado a menudo más alta que la obtenida en bases no estabilizadas para el mismo esfuerzo de compactación.
g. Curado
El curado presenta el mayor problema en la estabilización del suelo asfáltico. El Instituto del asfalto ha determinado que la tasa de curado es dependiente sobre muchas variables: cantidad de asfalto aplicado, humedad predominante y viento, la cantidad de lluvia, y la temperatura ambiente.
Se debe permitir el curado inicial para apoyar el equipo de compactación. Este curado inicial, la evaporación de diluyentes, ocurre durante la etapa de aireación. Si la compactación se inicia demasiado pronto, el pavimento se sella, retrasando la deshidratación, lo que alarga el tiempo antes de alcanzar la fuerza de diseño.
El calor del día puede hacer que la mezcla se ablande, lo que prohíbe que el equipo Coloque ascensores sucesivos hasta el día siguiente. Esto hace hincapié en la necesidad de permitir un tiempo de curado suficiente cuando se emplea la construcción de ascensores.
El Instituto de asfalto recomienda un período de curado de 2 a 5 días en buenas condiciones cuando se construyen bases emulsionadas.
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