Estabilización de suelos y tratamientos bituminosos para pavimentos: tipos, beneficios y espesores

Estabilización de suelos: objetivos y conceptos básicos

Al aplicar una primera carga sobre el suelo se produce una deformación elástica en el mismo. A medida que esta carga va aumentando, las deformaciones son mayores hasta llegar a la llamada carga crítica, esto es, al límite de resistencia del suelo, a partir del cual las deformaciones son irreversibles. La estabilización de suelos persigue principalmente:

• Mayor cohesión entre las partículas del suelo.
• Minimizar al máximo la penetración del agua.
• Aumentar la resistencia del suelo.
• Mantener inalterable el comportamiento del suelo durante el mayor tiempo posible.

Tipos de estabilización

Estabilización natural

Se realiza con una mezcla equilibrada entre un tipo de suelo granular resistente y un ligante de tal manera que las partículas de arcilla ocupan los huecos que dejan los elementos gruesos. El objetivo es crear una estructura interna más estable y resistente al tránsito y a la humedad.

Estabilización con cemento

Se utiliza cemento Portland en cantidades que oscilan entre el 5 % y el 15 %. Al añadir agua, la mezcla se compacta y fragua, aumentando la resistencia del suelo. Se admite, como regla práctica, que 1 cm de suelo sin estabilizar corresponde aproximadamente a 1,5 cm de suelo estabilizado con cemento (equivalencia orientativa para diseño de capas).

Estabilización bituminosa

Consiste en una mezcla formada por suelo natural y productos bituminosos como el asfalto y sus derivados. Estos ligantes proporcionan al suelo una gran cohesión, aumentando su resistencia e impermeabilidad. Las cantidades de ligante oscilan usualmente entre el 3 % y el 7 %. El espesor de la capa estabilizada con ligante bituminoso puede reducirse respecto a una solución granular, pero en ningún caso debería ser menor a 10 cm.

Estabilización con cal

Es la mezcla de suelo natural con cal (cal hidratada, Ca(OH)2, o cal viva, CaO). Las cantidades recomendadas suelen estar entre el 3 % y el 5 %. Tras la adición de cal, generalmente se aprecia una reducción del índice de plasticidad, lo que mejora la trabajabilidad y la compacidad del suelo.

Principales efectos y ventajas de la estabilización

• Aumento de la densidad y mejora de la resistencia a la compresión.
• Incremento del CBR (California Bearing Ratio), lo que mejora la capacidad portante del suelo.
• Disminución de la absorción de agua por capilaridad, con lo que se reduce la sensibilidad a las condiciones climáticas.

Secado y tratamiento del pavimento

El secado de un pavimento se realiza sobre un camino previamente estabilizado para evitar que se deteriore rápidamente debido a las condiciones atmosféricas o a los efectos perjudiciales del tráfico. Según el tipo de tráfico y uso se seleccionan tratamientos distintos:

Pavimentos permeables

Se emplean en carreteras secundarias con poco tránsito de vehículos. Suele utilizarse un recebo formado por suelos procedentes del macadán de gravas o por mezclas de grava con arena. Los objetivos principales son:

• Evitar la formación de barro.
• Impedir la separación de las partículas en periodos de sequía.
• Amortiguar la carga por rueda.
• Facilitar la adherencia entre la base y la capa superficial del pavimento.

Pavimentos impermeables (tratamientos bituminosos)

Para pavimentos sometidos a tráfico intenso se emplea el tratamiento bituminoso en dos formas habituales:

• Tratamiento superficial con emulsión y arena: consiste en regar la superficie con una emulsión asfáltica y aplicar arena o gravilla para formar una película adherente y antiderrapante.
• Sellado con gravilla asfáltica: recomendado para pavimentos con tráfico muy intenso; se aplica una capa de betún y se proyecta gravilla seleccionada sobre ella para proteger la superficie y mejorar la fricción.

Slurry (lechada asfáltica)

Conocido también como lechada asfáltica, el slurry es una mezcla homogénea de árido fino, agua, emulsión asfáltica y filler. Todo junto forma una especie de mortero proyectado sobre la superficie del pavimento, que sirve para sellar fisuras, mejorar el perfil de rugosidad y proteger frente al envejecimiento.

Observaciones finales

La elección del tipo de estabilización o tratamiento dependerá de las propiedades del suelo original, del nivel de tráfico previsto, de las condiciones climáticas y del objetivo funcional del pavimento. Es fundamental realizar ensayos de laboratorio (proctor, CBR, límites de Atterberg, granulometría, etc.) y ensayos en obra para definir dosis y espesores adecuados.

Nota: Los porcentajes y espesores indicados en este documento son orientativos y deben ser verificados mediante proyecto geotécnico y control de calidad en obra.