LAS BASES PERMEABLES AYUDAN A RESOLVER LOS PROBLEMAS DE DRENAJE DE LOS PAVIMENTOS

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1 LAS BASES PERMEABLES AYUDAN A RESOLVER LOS PROBLEMAS DE DRENAJE DE LOS PAVIMENTOS Revista Cemento Año 2, Nº 7 En el pasado, la función principal de las bases para los pavimentos de hormigón era la de proveer un soporte uniforme. Pero el incremento en los pesos de los equipos de compactación y de los camiones llevó a la utilización de materiales para bases fuertes, libres de erosión. Desafortunadamente, esto no es así. El alto contenido de fino de las bases densamente graduadas, generan estructuras con muy baja permeabilidad, trayendo, como consecuencia, un drenaje muy lento. Entonces, la humedad infiltrada se queda atrapada debajo de la estructura del pavimento y las cargas altas del tránsito generan el bombeo del agua y de los finos. El resultado es la erosión de la base y el deterioro prematuro del pavimento. Para solucionar este problema se están utilizando bases abiertas o permeables, que drenan rápidamente a los sistemas longitudinales de recolección de aguas que se colocan en el borde del pavimento. En 1990, nueve de los estados de los Estados Unidos, incluyeron las bases permeables en las especificaciones para los pavimentos de hormigón. Adicionalmente, California comenzó a especificar estas bases en los

2 pavimentos asfálticos. MEZCLADO Y COLOCACIÓN DE LAS BASES PERMEABLES TRATADAS CON CEMENTO Una base tratada con cemento tiene un agregado con tamaño máximo de 19 a 25 mm, con una granulometría como la indicada en la Tabla 1; si se utiliza cemento portland, el máximo contenido de cemento, generalmente es del 10%, el de agua del 4% y la relación agua-cemento de 0,39. Esta mezcla es áspera si se compara con un hormigón convencional. Una base permeable, tratada con cemento, se puede mezclar en un camión mezclador y se coloca en el camino sobre una capa aislante. Esta capa es esencial porque muchas subrasantes contienen finos que pueden contaminar la base permeable, obstruyéndole su drenabilidad. Con frecuencia un geotextil no tejido se usa como filtro. En California, la capa aislante consiste en una subbase granular impermeable. Las bases permeables se extienden entre 0,30 m y 1,00 m más allá del borde del pavimento para facilitar la colocación de los moldes o la circulación de los equipos de pavimentación.

3 Las bases tratadas se colocan con equipos manuales o con máquinas, en espesores, para el material suelto, de 0,20 m y se compacta hasta que el espesor sea de 0,15 m. Se inicia la compactación a los 30 minutos después de haber extendido el material, pasando cinco veces completas, sin vibración, el equipo compactador, cuyo peso oscila entre 6 t y 10 t. En varias especificaciones se restringe el empleo de "finisher" para la construcción de estas bases. Los pavimentos se pueden construir, sobre estas bases, al otro día de terminadas. Si la construcción del pavimento se va a demorar, se debe curar la base permeable con un riego de agua cada dos horas, durante ocho horas. Este curado es apto para que la base adquiera la resistencia adecuada. Colocación del drenaje lateral. El sistema de drenaje lateral, el cual colecta y evacua el agua acumulada en la base permeable, se puede instalar antes de construir las capas superiores del pavimento. Generalmente la zanja en que se instala el drenaje está localizado, exactamente debajo de la junta pavimento-banquina. Sin embargo, si el drenaje se coloca en una zanja retirada entre 0,30 m y 1,00 m del borde de la losa, se protegen mejor los tubos de drenaje al evitar su rotura bajo el peso de los vehículos. Las aguas recolectadas se descargan en otras estructuras mayores instaladas entre 80 m y 120 m. Las tuberías deben resistir las cargas de las labores de mantenimiento, por esto se recomiendan tuberías de PVC de 0,10 m de diámetro, o de metal corrugado de 15 cm. Ensayos para bases permeables Los ensayos para bases permeables se hacen tanto en el campo como en el laboratorio. Para evaluar la resistencia a compresión se hacen cilindros de

4 0,10 x 0,20 m, de manera similar a los elaborados para el hormigón convencional. A las 24 horas se pesan los cilindros, incluyendo el molde, para determinar el peso del hormigón en estado endurecido. Luego se calculan los vacíos en el hormigón, valor que se obtiene al hacer el cociente entre los volúmenes de agua necesarios para saturar el hormigón y el de llenado del molde en que se vació el mismo. El ensayo de permeabilidad de la base en el campo se hace metiendo 12 mm (1-2") de un tubo de 50 mm (2") de diámetro en la superficie de la base por el cual se vierten cinco litros de agua y se observa hasta donde se extiende la humedad. El agua en las bases muy permeables penetra en ellas rápidamente por lo que la humedad lateralmente no se extiende mucho. En algunas bases, el agua alcanza a humedecer hasta los 0,45 m de diámetro. En un pavimento de asfalto, el agua no penetra, mostrando un área humedecida muy grande. Otro método para determinar la permeabilidad consiste en medir el tiempo que tardan cinco litros de agua en penetrar en la base permeable. En éste método se coloca un tubo de 50 mm (2") de diámetro, directamente sobre la superficie (ver Foto). El flujo de agua a través de las bases permeables es del orden de 20 litros por minuto. Comportamiento de las bases permeables. En 1988 la Administración Federal de Carreteras (FHWA) de los Estados Unidos evaluó los pavimentos sobre bases permeables que en ese entonces, tenían 10 estados. De los diez estados visitados, siete usaban bases permeables no tratadas, mientras que los tres restantes (California, Carolina del Norte y Virginia del Oeste) las usaban tratadas. Las observaciones arrojaron, como conclusión, que cuando las bases permeables están bien diseñadas y correctamente construidas, se eliminan el bombeo, los escalonamientos y el agrietamiento de los pavimentos de hormigón. Muchos ingenieros anticipan que con el uso de las bases permeables la vida útil de los pavimentos se incrementará en un 50%. Los siguientes son algunos de los resultados de los estudios hechos sobre bases permeables en diferentes lugares. En California, dos pavimentos de hormigón con ocho años de antigüedad que se construyeron sobre bases permeables no presentan ninguna fisura, mientras que secciones de control, construidas sobre bases impermeables tienen el 18 % y el 47% de losas con fisuras.

5 Los tramos de ensayo construidos en Michigan en 1975 mostraron que se presentan menos agrietamientos en los pavimentos flexibles construidos sobre las bases permeables que sobre las densamente graduadas. Ensayos no destructivos sobre pavimentos construidos en lowa con bases permeables indicaron que la capacidad estructural de estas bases es mayor que las de las bases no drenantes. Los ingenieros de lowa estiman que el empleo de bases drenantes es equivalente a un espesor de 7,5 cm de pavimento. En Minnesota el pavimento de hormigón más antiguo construido sobre una base permeable presenta, a los 10 años de estar en servicio, sólo una losa fisurada en el centro. Mientras que el 25% de las losas adyacentes a cada uno de los extremos del tramo de ensayo mostraban fisuras en el centro de las losas. En Pennsylvania el promedio del comportamiento de los pavimentos construidos sobre bases permeables es mejor que el de los construidos sobre bases densamente graduadas. COMENTARIO FINAL. Las bases drenantes cada día tomarán más fuerza, como consecuencia de los buenos resultados que está arrojando su utilización. Debido a su buena capacidad estructural, las bases drenantes estabilizadas con cemento, tienden a ser la mejor alternativa. Este artículo está extractado de la revista Concrete Construcción de septiembre de 1992, traducido por el Instituto Colombiano de Productores de Cemento.

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