Utilización de geotextiles en pavimentos nuevos y/o antiguos

Abstract

Los geotextiles son una solución comprobada para una variedad de retos en ingeniería civil y ambiental. Estos son usados para mejorar el rendimiento y reducir los costos de casi todas las estructuras de ingeniería civil, incluyendo drenajes subterráneos, carreteras, vías férreas, terraplenes y rellenos sanitarios. Los geotextiles permiten el avance de la construcción bajo condiciones de terrenos difíciles, los cuales de otra manera harían que el trabajo fuera imposible. La aplicación de Geotextiles en el Perú es una alternativa de solución a los diferentes problemas de la Mecánica de Suelos en el relieve y condiciones ambientales de nuestro país. En zonas de mayor precipitación, y suelos de baja capacidad portante, donde la construcción y mantenimiento son dificultosos, el uso de geotextiles es de gran ahorro constructivo y posterior reconstrucción. Actualmente el conocimiento y el uso de geotextiles en nuestro país es cada vez mayor, es por eso por lo que este informe trata de explicar algunos conceptos de sus aplicaciones en pavimentos. Durante los primeros años de la década de 1970, la demanda mundial de reducción de los costos de reparación de revestimientos asfálticos para carreteras ha impulsado el desarrollo de una nueva tecnología de reasfaltado mediante la combinación de Geotextiles con productos de revestimiento asfáltico. Dicho método, que procede de los estados del sur de EE UU. y que se desarrolló para prevenir la formación de las denominadas “grietas de reflexión” en la superficie de las carreteras de asfalto, ha sido adoptado de forma generalizada y se ha convertido en uno de los principales campos de aplicación de los Geotextiles. Durante más de 12 años se ha realizado estudios exhaustivos sobre los mecanismos de formación y propagación de grietas en las capas de asiento y superficial, la impregnación de tejidos para pavimentos con agentes de ligazón asfálticos, ensayos en laboratorio y en condiciones reales utilizando diversas estructuras superficiales y diferentes técnicas de construcción, así como el análisis de patrones de daños. La finalidad de dichos estudios ha sido recopilar datos precisos sobre el rendimiento a largo plazo de las superficies de carretera que incorporan tejidos para pavimentos. En general los factores que determinan la duración de la superficie de una carretera asfáltica nueva son la fatiga por flexión, el envejecimiento natural, la formación de ahuellamientos, la abrasión, la formación de grietas por efecto de la temperatura y las grietas de reflexión. En las capas de subrasante de carreteras estabilizadas con cemento o yeso, se pueden distinguir tres tipos de grietas: primarias, secundarias y terciarias. Si se utiliza un material asfáltico como ligante de la capa de sub-base únicamente se producen grietas secundarias y terciarias. Las grietas primarias que se originan siempre en la capa de sub-base se deben a la contracción causada por las variaciones de temperatura. Cuando además la carretera está sometida a tráfico intenso, dichas grietas avanzan a través de la capa de base hasta el nivel en el que esta se une con la capa superficial. Posteriormente el concreto asfáltico se desprende de la capa de base, debido al incremento de las cargas de tracción que ello causa en la cara inferior de la superficie, la capa final de rodadura cede y comienza una nueva fase de la formación de grietas. En dicha fase las grietas que se producen entre las capas pueden ser verticales u horizontales. La dirección depende de la relación existente entre la expansión de las grietas y la resistencia a las mismas. La formación de grietas secundarias o verticales en la capa de concreto asfáltico se debe a la combinación de fatiga de flexión y al proceso de envejecimiento natural causado por diversos factores ambientales. Dichas fisuras empeoran las características de impermeabilidad al agua de la capa final de rodadura. Al mismo tiempo se reduce la resistencia a la unión de las capas asfálticas lo que a su vez genera una pérdida de resistencia al corte de los materiales de la capa de base. Los daños resultantes se ponen en manifiesto en forma de rodadas, grietas longitudinales en el sentido del tráfico, baches y daños por congelación. Los daños por congelación permiten asimismo que penetre la humedad entre las capas de asfalto, es decir entre la capa de asiento y la capa de rodadura. Ello reduce drásticamente la resistencia de la unión reduciendo la vida de la carretera hasta en un 90%. Cuando se renueve la capa de la rodadura de una carretera agrietada, pueden producirse grietas de reflexión o terciarias, es decir las grietas de la superficie anterior pueden atravesar la nueva capa superficial. Las grietas terciarias se deben a factores térmicos a los esfuerzos causados por el tráfico y la penetración de humedad entre las capas de asfalto. El resultado es la pérdida de las propiedades de sellado lo que produce una disminución adicional de la resistencia al corte de los materiales de base, así como el desprendimiento de la capa superior de la capa superior de la capa asfáltica. La experiencia en construcción de carreteras durante el presente siglo ha demostrado que las grietas terciarias no se deben en todos los casos a las grietas de reflexión exclusivamente. En función del tipo de asfalto utilizado pueden iniciarse en la superficie grietas similares a las grietas de reflexión debido al envejecimiento del asfalto. En ello influyen considerablemente factores como el procedimiento de destilación del asfalto, procesado del asfalto, almacenamiento, transporte, temperaturas ambientales, contenido de aire y espesor de la capa asfáltica en torno a la grava.