Phase Four: User Test

En caso de tratamiento con cal para construcción de carreteras, es necesario tener en cuenta la posibilidad de ajustar las dosificaciones de cal establecidas en el estudio de laboratorio en función de las condiciones reales de ejecución de la obra, (condiciones climáticas, estado hídrico del suelo, etc.) al objeto de evitar excesos inútiles de dosificación.

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El empleo de la cal, al igual que la mayoría de los materiales o productos químicos

normales, no tiene peligro a condición de que se observen algunas precauciones simples. Se debe evitar que la cal viva entre en contacto con la piel; el riesgo de graves quemaduras es mínimo, aunque en contacto prolongado con la piel, cuando existe sudoración, puede causar irritaciones en las zonas donde la ropa está demasiado ajustada. Así, el empleo de cal en sacos exige mayor atención en éste aspecto que el empleo de cal a granel. Por contra, con la lechada de cal los riesgos son mínimos, aunque los ojos deberán seguir siempre protegidos. Es preciso esmerar las precauciones, durante el transporte en camiones de los productos, el llenado de los silos de almacenamiento y la carga de las extendedoras.

Mantenimiento de tráfico: Si fuera necesario mantener el tráfico durante la

construcción de estabilización con cal, habrá que desviar el tráfico del área de trabajo hasta que una parte de la superficie de rodadura haya sido aplicada.

Todas las bases estabilizadas con cal requieren una superficie de rodadura o al menos una imprimación bituminosa porque una base estabilizada con cal sin protección tiene una resistencia pobre a la acción abrasiva del tráfico continuo.

La mezcla suelo-cal deberá ser compactada a la densidad requerida por la especificación, comúnmente, al menos, al 95 por ciento de la densidad máxima obtenida en el ensayo AASHTO T99 (Proctor estándar). El valor de densidad deberá basarse en la curva Proctor de una muestra representativa de la mezcla de suelo-cal – y no del suelo sin tratar.

Para asegurar una compactación adecuada, el equipo deberá adaptarse a la profundidad de la capa. La compactación puede lograrse utilizando compactador pesado de neumáticos o rodo vibratorio o una combinación de la “pata de cabra” y un compactador ligero “de almohadilla”, comúnmente, la superficie final de compactación se completa utilizando un rodo liso.

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8 CONCLUSIONES:

El trabajo que se presenta ha pretendido destacar las posibilidades de aplicación de una técnica de mejora del terreno como es la estabilización de arcillas expansivas con cal, en un tramo de carretera afectado por problemas geotécnicos asociados a la presencia de estos problemáticos materiales. Es importante destacar el hecho de que en Ecuador no existe una cultura ni una tradición arraigada de la estabilización de suelos ni de la necesidad de evaluar el potencial expansivo de los materiales en ninguno de los estadios de diseño, ejecución o mantenimiento o reconstrucción de obras civiles. De ahí la importancia de textos como el que se presenta, que pretende concienciar en primer lugar sobre la importancia de un correcto estudio de las propiedades del terreno para considerarlo en el diseño y ejecución de carreteras y en segundo lugar de las posibilidades de la estabilización con cal para remediar los problemas existentes y evitar su evolución a peor. Por ello:

 Se han revisado los conceptos fundamentales relacionados con las arcillas, su mineralogía y propiedades físico-químicas que las hacen tan especialmente reactivas en presencia de agua.

 Se han revisado los fundamentos básicos de tratamientos de mejora del terreno basados en estabilizar arcillas expansivas con cal y cemento.

 Se ha presentado el caso del tramo de carretera Rocafuerte-Tosagua, describiendo su localización, condiciones geológicas, y problemas geotécnicos (agrietamientos, deslizamientos) aparecidos en los últimos dos años debidos a su construcción sobre arcillas expansivas.formadas por lutitas de color marrón, suaves y que se disgregan en terrones centimétricos y presentan capitas milimétricas de yeso.

 Se ha recopilado toda la información posible sobre la obra: mapas geográficos, geológicos, planos de detalles constructivos de obra, estudios del proyecto, etc Algo muy importante de mencionar en la construcción de vía Rocafuerte –

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Tosagua, es que en el momento de su construcción únicamente se realizó un encapsulamiento por medio de geotextiles con el fin de evitar la penetración de agua. Tras su construcción hace dos años, la degeneración de la vía por problemas asociados a la expansividad de las arcillas es evidente.

 Se han revisado los métodos de evaluación de suelos expansivos, directos e indirectos, describiendo brevemente cada una de las técnicas más importantes y la información que arroja sobre el material. Se menciona aparte la identificación mineralógica mediante difracción de rayos-X que, en este caso concreto, ha permitido conocer la composición mineralógica del material tratado en este trabajo, identificando como minerales predominantes las esmectitas, el grupo de arcillas con mayor potencial expansivo dentro de los filosilicatos.

 Se han determinado los parámetros geotécnicos básicos de estos suelos expansivos, clasificándolos según criterios de diferentes autores en relación a su plasticidad, actividad, hinchamiento y resistencia.

 Considerando todos los aspectos técnicos y económicos para el mejoramiento de los suelos expansivos de la zona, se propone realizar un mejoramiento del suelo expansivo a base de cal. Éste es un método económico y útil de aplicación a suelos arcillosos (en los que la floculación reduce la plasticidad), controla suelos con materia orgánica, además aumenta de la resistencia y durabilidad.

 Finalmente, se han dado una serie de recomendaciones relativas a la manipulación de la cal, diseño de la mezcla y ejecución de la obra de estabilización a partir de la información consultada para la redacción de este trabajo.

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9 BIBLIOGRAFIA:

 ASTM D4318-10 Standard Test Method for Liquid Limit, Plastic Limit and Plasticity Index of soils.

 AYALA, F.J.; FERRER, M.; OTEO, C. & SALINAS, J.L. (1986): “Mapa previsor por expansividad de arcillas en España a escala 1:1.000.000” Serie Geología ambiental. Instituto Geológico y Minero de España. ISBN: 84-7474-401-6

 BADILLO, J. (2005): “Físico–química de las arcillas”. En: Mecánica del suelo, Tomo I, Limusa (México), pp. 41-50

 CEDEX, Master en Mecánica del Suelo e Ingeniería en Geotécnica - Claudio Olalla. (2013): Apuntes “Estabilización de Suelos con Cal.

 CONSIDERATION OF LIME-STABILIZED LAYERS IN MECHANISTIC- EMPIRICAL PAVEMENT DESIGN pp.10-14 (2004): Influence of lime on plastic properties.

 Clays and Clay Minerals, Vol.19, pp.251-261 (1971): SWELLING CHARACTERISTICS OF COMPACTED, EXPANSIVE SOILS.

 Holtz W.G., Gibbs H.J. (1954): Engineering Properties of Expansive Clays.

 Hua Chen (1975): Foundations on Expansive Soils, pp. 18-20.

 Instituto Ecuatoriano de Normalización, INEN. 247-248(2010): Cal hidratada para propósitos estructurales.

 Instituto Español del Cemento y sus Aplicaciones (IECA), la Asociación Nacional de Fabricantes de Cales y Derivados de España (ANCADE) y la Asociación Nacional Técnica de Estabilizados de Suelos y Reciclados de Firmes (ANTER) (2007): “Manual de estabilización de suelos con cemento o cal” (Madrid-España)”.

 Jiménez Salas J .y De Justo Alpañes J., Vol.1, (1975): Energía de compactación según estado de la muestra de suelo.

 Mapa Geológico del Ecuador por Provincias, disponible en:

http://www.zonu.com/fullsize/2011-11-05-14864/Mapa-geologico-del-Ecuador- 1982.html

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 Mapa de la Red Estatal del Ecuador, disponible en:

http://www.obraspublicas.gob.ec/wp-content/uploads/downloads/2013/06/03- 06-2013_Mapa-del-Estado-de-la-Red-Vial-Estatal.pdf

 Ministerio de Trasporte y Obras Publicas del Ecuador-001- F. (2002): Capítulo 300 sección 30.3-1.02. Ensayos y Tolerancia “ESPECIFICACIONES GENERALES PARA LA CONSTRUCCIÓN DE CAMINOS Y PUENTES.

 Nuques y Luque, Ingenieros Consultores – CORPECUADOR. (2001): Informes de estudios para la reconstrucción de la carretera Portoviejo – Tosagua de 46.50 km. de longitud, ubicada en la provincia de Manabí.

 Patrone. J y Prefumo.J. (2002): PRIMERAS JORNADAS DE INGENIERÍA DE CIMENTACIONES. “La acción de los suelos expansivos sobre las cimentaciones. Métodos de prevención y control”.

 Publicación original de la Nacional Lime Association, (2004):”Manual de estabilización de suelo tratado con cal”. (USA).

 Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para obras de carreteras y puentes (2010): Terraplenes y Explanadas.

 Phander Cazar C. (1974): “Sugerencias para prevenir la falla de estructuras fundadas sobre suelos expansivos, (Ecuador).

 Rausseo U, Carlos M. (2002): “Minerales de Arcillas”. Universidad Central de Venezuela, pp. 10-25

 RANGANATHAM, B.V. & SATYANARAYANA, B., Vol 1:92-96, (1965): A rational method of predicting swelling potential for compacted expansive clays. Sixth International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering.

 Seed, H.B., Woodward, R.J., y Lundgren, R. (1962) “Prediction of Swelling Potential for Compacted Clays”, Journal ASCE, Soil Mechanics and Foundations Division, Vol. 88.

1

ANEJO I

INFORMACIÓN GRÁFICA SOBRE LA OBRA:

MAPAS Y CROQUIS

3

RELLENO

SECCION TIPICA DE LA VIA

SEGUNDO TRAMO

4

SUBDREN PARA TODA LA VÍA ESCALA: 1:20