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Geosintéticos en carreteras:

Acercamiento general a su utilización y planteamien tos

para su aplicación en las capas de firme.

Antonio Baamonde Roca Ingeniero de Caminos,Canales y Puertos

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Índice de contenidos

0. Resumen

1. Introducción

2. Acercamiento general a los geosintéticos

3. Utilización de geosintéticos en carreteras.

3.1. Tipos y funciones tecnológicas de los geosinté ticos utilizados

en carreteras.

3.2. Usos de geosintéticos más frecuentes en carret eras

3.3. Repaso a la normativa y especificaciones españ olas referentes

a utilización de geosintéticos en carreteras

4. Aplicación de geosintéticos en capas de firme

4.1. Planteamiento general de aplicación de geosint éticos como

refuerzo de firmes

4.2. Estudio de implantación y diseño de geosintéti cos en capas de

firme

4.3. Principales inconvenientes a tener en cuenta p ara la

implantación de geosintéticos en capas de firme

5. Conclusiones y futuras investigaciones

6. Referencias

7. Bibliografía

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0. Resumen

El estudio realiza un acercamiento general a la utilización actual de los geosintéticos

en el diseño y construcción de carreteras. Una vez hecho ese acercamiento general se

presentan planteamientos para la aplicación de este tipo de materiales en el diseño del

firme de las carreteras en nuestro país. Finalmente se presentan las conclusiones y

futuros desarrollos que se consideran interesantes para avanzar en la utilización de

esta tecnología en las capas de firme a nivel nacional.

Palabras clave: Geosintéticos, geotextiles, geomallas, carreteras, refuerzo de capas

de firme.

1. Introducción

Durante los últimos treinta años ha proliferado el empleo de geosintéticos en

numerosos campos de la construcción que se ha venido extendiendo alrededor del

globo de forma exponencial. Su uso ha brindado a la ingeniería un amplio rango de

posibilidades para construir de forma más simple y económica, cuidando mejor los

recursos medioambientales y utilizando los materiales naturales de manera óptima.

Dentro de este contexto, este estudio tiene por objeto establecer por un lado un breve

acercamiento a la utilización de geosintéticos en la construcción carreteras y por otro

lado, más concretamente, en su aplicación como refuerzo de capas de firme. La

aplicación de los geosintéticos en capas de firme de carreteras, si bien no es

absolutamente novedosa ya que se tiene conocimiento de experiencias en este

sentido desde hace años en nuestro país, no goza a día de hoy de un soporte

científico – técnico equiparable al de otras de las aplicaciones en carreteras tales

como la funciones de separación, filtro o drenaje recogidas en la normativa española

desde hace años por lo que parece interesante avanzar en su estudio.

2. Acercamiento general a los geosintéticos

La denominación genérica de “geosintético” se utiliza para referirse a aquellos

materiales de deformabilidad apreciable, fabricados a base de materiales sintéticos,

que poseen cualidades suficientes para proporcionar una mejora sustancial en alguna

de las propiedades de los terrenos utilizados en obras de ingeniería.

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Los materiales sintéticos utilizados para su fabricación, a los que se hace referencia en

la definición anterior, son polímeros de síntesis de las siguientes las familias:

poliamidas, poliolefinas y poliésteres.

En la Figura 1 se presenta esquemáticamente las propiedades de cada una de estas

familias de polímeros.

FIGURA 1: Propiedades de la familias de polímeros ( Ref.:01)

PROPIEDAD POLIÉSTER POLIAMIDA POLIOLEFINAS

Resistencia a la tracción �� �� �

Alargamiento en rotura � � ��

Resistencia a la luz U.V. �� � ��

Resistencia a

microorganismos

�� �� ��

Resistencia a los agentes

oxidantes

�� � ��

Resistencia a los ácidos �� � (1) ��

Resistencia a las bases � (2) �� ��

Resistencia a la fluencia �� �� �

LEYENDA:

��: Comportamiento ante esa propiedad BUENO

�: Comportamiento ante esa propiedad ACEPTABLE

NOTAS:

(1) : Degradación de la poliamida a pH < 3

(2) : Degradación del poliéster a pH > 12

En la mayoría de los casos a estos polímeros se les añaden aditivos para mejorar sus

propiedades tales como: estabilizadores de viscosidad, antioxidantes, protectores de

radiación ultravioleta, compuestos fosfatados (para reducir la degradación térmica

durante el proceso de fabricación del poliéster o del polipropileno), catalizadores (para

incrementar la velocidad de polimerización en el poliéster) o pigmentos (para la

coloración y protección a radiación ultravioleta).

En la Figura 2 se muestra de forma esquemática la variedad de materiales que

abarcan los geosintéticos.

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FIGURA 2: Tipos de geosintéticos (Ref.:01)

El comportamiento general de este tipo de materiales permite proveer soluciones

eficientes a la ingeniería en diversas escalas lo que ha hecho que el crecimiento de su

utilización en el sector de la construcción para múltiples y variadas funciones haya

venido siendo hasta el momento continuado y exponencial.

En la Figura 3 podemos observar la evolución del mercado de los geosintéticos en el

mundo a lo largo de los últimos años del siglo pasado.

FIGURA 3: Crecimiento del mercado de geosintéticos en el mundo (Ref.: 02)

GEOTEXTILES

GEOMEMBRANA

GEOSINTÉTICOS

PRODUCTOS

RELACIONADOS

GEOCOMPUESTO

(GEOTEXTIL + PRODUCTO

RELACIONADO)

GEOMALLA

GEOESTERA

GEOCELULA

GEORED

GEOTEXTIL +

GEORED

GEOTEXTIL +

GEOMALLA TEJIDA

ENTRELAZADA

(TEJIDA)

ESTRUCTURA ESTRUIDA Y ESTIRADA

REFUERZO ESTRUCTURAS,

MUROS TALUDES

DRENAJE

0

100

200

300

400

500

600

700

800

1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994

Año

Geotextiles

Geomembranas

Geocompuestos

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A la vista de estos datos, se constata la importante incursión de los geosintéticos en el

mercado. El motivo fundamental de su éxito radica en las ventajas comparativas que

su uso presenta frente a otros métodos de mejora de condiciones “in situ”, tales como:

lograr con mayor eficacia la función específica para la que se utilizan en cada caso

(por su estricto control de calidad y desarrollo tecnológico) y garantizar una solución

más económica (teniendo en cuenta no sólo el coste inicial sino también la mayor

duración de su eficacia a lo largo de la vida útil de la construcción).

3. Utilización de geosintéticos en carreteras

Este contexto general de creciente empleo de soluciones de ingeniería que

contemplan el uso de geosintéticos se hace todavía más patente si nos centramos en

la construcción de carreteras pues aproximadamente el 80% de los geosintéticos

utilizados en todo el mundo están relacionados con aplicaciones en este campo.

Es tanto el grado de la penetración de estos materiales en la construcción de obras

lineales en general y de carreteras en particular que hoy en día se puede afirmar que

en los países desarrollados o en vías de desarrollo se encuentra totalmente difundido

su uso hasta el punto de que prácticamente en el 100% de los proyectos se emplea

algún tipo de geosintético para mejorar las condiciones de la obra. (Ref.: 02)

3.1. Tipos y funciones tecnológicas de los geosinté ticos utilizados en carreteras

La elección de entre los distintos tipos de geosintéticos depende de la función que

deben desempeñar en cada caso y que es el motivo de su instalación.

Las funciones tecnológicas de los geosintéticos utilizados en carreteras comúnmente

aceptadas son:

� Filtro: el material permite el paso de fluidos a través suyo pero al mismo

tiempo retiene el suelo y otras partículas sujetas a fuerzas hidrodinámicas,

esta función es característica de los geotextiles.

� Separación: consiste en la separación de dos capas de suelo de diferentes

propiedades físicas (granulometría, consistencia, densidad, etc.) evitando

permanentemente la mezcla de material, esta función también es

desempeñada por los geotextiles.

� Refuerzo: en esta función se aprovecha el comportamiento a tracción del

geosintético para mejorar las propiedades mecánicas de una capa del suelo,

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con el fin de controlar los esfuerzos tangenciales tanto en la fase de

construcción como en la de servicio.

� Drenaje: esta función, propia de los geotextiles, aprovecha la aptitud de los

mismos para la conducción de líquidos y gases a través de su plano lo que

permite la evacuación del aire y el agua del suelo en el que se emplea.

� Protección: consiste en la protección permanente de sistemas de

impermeabilización con geomembranas contra daños mecánicos

(perforaciones y desgaste) en la etapa de construcción y posteriormente.

� Impermeabilización: esta función se consigue desarrollar mediante la

impregnación de un geotextil con asfalto u otro material impermeabilizante

sintético.

En la mayoría de los casos en que se utilizan geosintéticos éstos cumplen

simultáneamente varias funciones, aunque siempre habrá una principal que determine

el tipo a emplear. En la Figura 4 se presenta una tabla con los distintos tipos de

geosintéticos y sus aplicaciones principales en la construcción o rehabilitación de

carreteras.

FIGURA 4: TIPOS Y FUNCIONES DE GEOSINTÉTICOS EN CAR RETERAS

TIPO DE GEOSINTÉTICO FUNCIONES

Geotextiles

· Impedir contaminación entre capas de la estructura por el efecto de las cargas dinámicas y el arrastre del agua.

· Resistir los esfuerzos de tensión del material disminuyendo los espesores de diseño y los volúmenes de movimiento de tierras.

· Evitar el taponamiento por colmatación de estructuras de drenaje.

· Evitar la aparición de grietas por reflexión en la capa de rodadura al actuar como una interfase de separación entre la capa de rodadura nueva y la capa antigua fisurada.

Geomallas

· Reducir el espesor de las capas estructurales del firme o mejorar las especificaciones de las mismas.

· Reducir la formación de huellas y fallas por esfuerzo cortante y asentamientos diferenciales en el firme en general y las capas de pavimentación en particular.

· Conferir mayor durabilidad de la estructura de firme.

· Mejorar la capacidad portante, resistencia a movimientos y deformaciones laterales de la estructura de firme .

· Evitar la aparición de grietas por reflexión al absorber esfuerzos cortantes y tensiones causadas por efecto de las cargas actuantes sobre el área de influencia de las fisuras del pavimento anterior.

Geocélulas / Geoesteras

· Facilitar métodos constructivos por medio de sus facilidades de instalación y su versatilidad.

· Reducir empuje sobre estructuras de contención: a) amortiguando cargas y b) reduciendo la densidad del relleno.

· Absorber deformaciones por efecto de las cargas estáticas y dinámicas en la estructura de pavimento.

Geodrenes

· Captar y conducir agua intersticial de la estructura dirigiéndola hacia los elementos de conducción superficiales.

· Captar fluidos en profundidad.

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Estas funciones y aplicaciones de los distintos tipos de geosintéticos son hoy en día

aceptadas convencionalmente en todo el mundo y quedan recogidas en la bibliografía

específica tanto nacional, por ejemplo en el Manual de Geosintéticos de Arturo Vicente

Fernández (Ref.: 03) , como internacional, dentro de la que nos remitimos

principalmente a la publicación de Robert M. Koerner “Designing with Geosynthetics”

(Ref.: 04) . Sin embargo es cierto que no todas ellas están comúnmente extendidas en

la práctica constructiva nacional y que, en particular las relativas al refuerzo de las

capas de firme, prácticamente no son tenidas en cuenta ni en los manuales ni en la

normativa o recomendaciones españolas tal y como veremos en los próximos

apartados de ese estudio.

3.2. Usos de geosintéticos más frecuentes en carret eras

Los usos más frecuentes de geosintéticos en la construcción de obras lineales en

general y carreteras en particular a día de hoy en nuestro país están encaminados a

resolver problemas constructivos asociados directa o indirectamente al tratamiento del

terreno. Estas aplicaciones se presentan a continuación de forma resumida agrupadas

en cuatro apartados generales:

� Terraplenes sobre suelos blandos

Los terraplenes construidos sobre suelos blandos pueden presentar cierta

tendencia a sufrir expansiones laterales producidas por las presiones horizontales

que se generan en su interior. Estas presiones producen esfuerzos de corte

horizontales en la base del terraplén, los cuales han de ser resistidos por el suelo

subyacente.

Estos problemas pueden solucionarse mediante la colocación de capas

horizontales de refuerzo para que actúen en la mejora de la resistencia al

deslizamiento de los taludes laterales, en la mejora de la capacidad portante del

suelo blando y en la reducción de los asientos diferenciales.

Para este tipo de aplicaciones se utilizan geotextiles o geomallas, si bien son los

primeros los más adecuados por desarrollar además de la función refuerzo las

funciones de separación y drenaje; por lo que, el empleo de geomallas, puede

exigir además la colocación de un geotextil adicional.

� Estabilidad de taludes

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Uno de los problemas más extendidos en la construcción de obras lineales es el de

la estabilidad de taludes. Este problema puede ser solucionado mediante el

refuerzo con geosintéticos, principalmente geomallas y geotextiles. El diseño de

este tipo de soluciones debe realizarse tanto desde la perspectiva de la función de

separación como desde la perspectiva de la función de refuerzo, con el fin de

aprovechar ambas funciones tecnológicas de los geosintéticos. Además hay que

señalar que en caso de utilizar geotextiles, se consigue una mejora de las

condiciones de drenaje, lo cual conlleva a una mayor estabilidad del conjunto.

Estas soluciones también son frecuentes en refuerzos en la reconstrucción de

taludes en zonas de deslizamientos, volviendo a colocar el material movido o

incorporando nuevo material de aportación.

� Muros de contención

La utilización de geosintéticos en muros de contención, considerando éstos como

aquellas estructuras de contención de terrenos cuyo paramento exterior tiene una

inclinación superior a los 70º, tiene por objeto aguantar las presiones laterales

originadas por el empuje del terreno. Su empleo proporciona una serie de ventajas

frente a los muros tradicionales que se traducen en reducciones de costes de la

obra del orden de un 30 – 50%. Además los sistemas que incorporan geosintéticos

son más flexibles que los tradicionales lo que les proporciona mejor adaptabilidad

a suelos con baja capacidad portante y zonas con actividad sísmica.

� Drenaje de paramentos y de plataforma

Otra función actualmente muy extendida en la práctica en la construcción de obras

lineales es la instalación de geosintéticos con fines drenantes. Para ello se utilizan

fundamentalmente geocompuestos drenantes formados generalmente por un

geotextil y una geored o una geoestera cuyo diseño debe analizarse no sólo desde

el punto de vista de las exigencias hidráulicas sino también considerando las

exigencias mecánicas y de durabilidad que su instalación en cada caso requiera.

Es habitual colocar este tipo de geodrenes para facilitar el drenaje de los

paramentos de las estructuras de hormigón en su contacto con el material granular

de su trasdós y también, cada vez más, para el drenaje profundo de la plataforma

o, incluso, de las capas de firme.

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Las bases científico – técnicas de estas aplicaciones están recogidas y documentadas

por la bibliografía específica sobre geosintéticos, tales como las publicaciones ya

referenciadas de Arturo Vicente Fernández, Manual de Geosintéticos en la

Construcción de Muros y Terraplenes, (Ref.: 03) y de Robert M. Koener, “Designing

with Geosynthetics”, (Ref.: 04) , mientras que su empleo en el diseño de soluciones

constructivas concretas es descrito en múltiples publicaciones técnicas de diversos

campos como la geotecnia (mejora del terreno y estabilización de taludes), proyecto y

construcción de carreteras, de muros, de explanaciones y drenajes, etc. Dentro de

estas últimas señalamos, sin ánimo de ser exhaustivos, las siguientes de

publicaciones nacionales con el objeto de ofrecer la posibilidad de su consulta para

profundizar en estos temas:

� Manual de técnicas de mejora del terreno, de Ana Bielza (Ref.: 05) y Manual

de estabilización y revegetación de taludes, de Carlos López Jimeno (Ref.: 06) ;

desarrollados ambos en la Escuela de Ingeniería de Minas de la Universidad

Politécnica de Madrid, al igual que el ya referenciado con anterioridad Manual

de Geosintéticos (Ref.: 03) .

� Doce lecciones sobre geotecnia de infraestructuras lineales del transporte, de

Carlos Oteo (Ref.: 07) , publicado en el marco de la Asociación Técnica de

Carreteras.

� Ingeniería de carreteras, de Kraemer et al. (Ref.: 08) , texto de referencia

habitual en las escuelas de ingeniería epañolas.

� Recomendaciones para el proyecto y construcción del drenaje subterráneo en

obras de carretera, que forma parte de las Instrucciones de Construcción del

Ministerio de Fomento (Ref.: 09)

Por otro lado estas aplicaciones también son recogidas habitualmente en los catálogos

y manuales prácticos de múltiples fabricantes y suministradores este tipo de

materiales, donde describen de forma específica sus productos y muestran los

métodos generales para su puesta en obra. A título de ejemplo señalamos también de

entre los revisados al realizar este estudio los que, a nuestro modo de ver, reflejan de

forma más global la práctica actual de la utilización de los geosintéticos:

� Dossier de Geosintéticos de GEOTEXAN (Ref.: 10) .

� Catálogo de Geotextiles y Geocompuestos de TMA Terratest Medioambiente

(Ref.: 11) .

11

Sin embargo, tal y como venimos poniendo de manifiesto, el caso concreto de la

aplicación de geosintéticos como refuerzo de las capas del firme es tratado de una

forma prácticamente testimonial en la bibliografía española: los textos científicos y

manuales técnicos hacen, si acaso, alguna somera referencia a la aplicación de

geotextiles impregnados con ligante como sistema antirreflexión de fisuras o de

geomallas de elevada resistencia a la tracción para ciertos tratamientos con

aglomerados de poco espesor; e, incluso, en los catálogos de los suministradores se

explica esta posibilidad de uso de forma mucho menos prolija que el de otras

aplicaciones. Según nuestro punto de vista, este hecho, hace que su empleo con este

fin, aunque sea una aplicación conocida por los expertos y, en algunas ocasiones,

barajada como solución a problemas específicos, no esté en la práctica excesivamente

extendida a día de hoy en nuestro país.

Por último y con el fin de contextualizar la realidad de la práctica española con la

utilización de este tipo de materiales en el resto del mundo se presenta en la Figura 5

un gráfico donde se asignan los usos más frecuentes de los geosintéticos en

carreteras en todo el mundo. Vemos que uno de los usos más significativo es el de

recubrimiento de capas de firme con un porcentaje cercano al 20%.

FIGURA 5: Uso de geosintéticos en carreteras en el mundo (Ref.: 02)

0%

10%

20%

30%

40%

50%

Otros (no carreteras ni pavimentación)

Refuerzo de macizos / Muros

Drenaje

Recubrimiento capas de firme

Separación / Estabilización

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3.3. Repaso a la normativa y especificaciones españ olas referentes a utilización

de geosintéticos en carreteras

Haciendo un repaso a las especificaciones españolas que podrían hacer referencia a

la utilización de geosintéticos en carreteras confirmamos que, tal y como hemos

señalado con anterioridad, éstas no proporcionan prácticamente base documental

alguna para su utilización en las capas del firme. De todas formas este repaso nos

sirve para constatar también que el tratamiento de los geosintéticos en el resto de sus

aplicaciones tampoco está demasiado extendido.

En el Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para obras de carreteras y

puentes, PG-3, del Ministerio de Fomento (Ref.: 12) se recogen las condiciones

técnicas normalizadas de los Geotextiles a utilizar como materiales básicos en su

Artículo 290. También se recogen, dentro de su parte dedicada al drenaje, en el

Artículo 422, las condiciones para los geotextiles a utilizar como elemento de

separación y filtro. Sin embargo no se hacen más referencias de importancia a ningún

tipo de geosintético en el resto de capítulos incluyendo, lógicamente, los capítulos de

la parte dedicada a los firmes.

Dentro de las instrucciones de drenaje, tal y como ya comentamos, encontramos

menciones y diseños que incorporan geosintéticos como solución en las

recomendaciones para el drenaje subterráneo en obras de carreteras del Ministerio de

Fomento (Ref.: 09) .

En cuanto a las instrucciones específicas para el proyecto y la construcción de firmes

de carretera debemos señalar que en la Norma 6.1 IC del Ministerio de Fomento sobre

Secciones de Firmes (Ref.: 13) de nuevo se hace mención, aunque de soslayo, a la

utilización de geotextiles como elementos separadores y filtro que garanticen el

correcto funcionamiento del drenaje profundo del firme. Por último, en la Norma 6.3 IC

del Ministerio de Fomento sobre Rehabilitación de Firmes (Ref.: 14) se encuentran las

únicas menciones al empleo de geosintéticos en las capas del firme de carretera y se

refieren, por un lado, al uso de geotextiles como un posible sistema antirreflexión de

fisuras en la rehabilitación de pavimentos de hormigón únicamente en el caso de

refuerzos de los mismos con mezclas bituminosas de pequeño espesor y, por otro

lado, a la utilización de láminas impermeables en ensanches de firmes existentes

como aspecto constructivo a tener en cuenta para mejorar la zona de contacto entre la

parte antigua y la parte ampliada de la plataforma.

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4. Aplicación de geosintéticos en capas de firme

El concepto de reforzar pavimentos es relativamente antiguo si pensamos en lo que

hoy conocemos como las últimas capas del firme de una carretera, y mantenemos al

margen el refuerzo de suelos en general que tiene un origen ciertamente lejano, así

encontramos, realizado en 1926 por el Departamento de Vías de Carolina del Sur en

Estados Unidos, un primer intento de uso de fibras sintéticas en el refuerzo de una

estructura de pavimentación. El ensayo consistió en disponer una gruesa capa de

algodón sobre la capa de base del pavimento flexible para luego verter asfalto caliente

sobre la fibra y protegerlo con una delgada capa de arena. Los resultados del

experimento fueron publicados en 1935, mostrando una reducción de las fallas

localizadas y el agrietamiento en la estructura y buenas condiciones de servicio antes

de que la fibra se deteriorara completamente. Este proyecto demostró la relevancia de

usar cuerpos ajenos al material, que consigan mejorar el comportamiento del conjunto

tal y como se utilizan hoy en día las fibras sintéticas.

A continuación se presenta un planteamiento general para la aplicación de los

geosintéticos en este campo señalando tanto las posibles ventajas que podrían aportar

como las dudas técnicas e inconvenientes que, a día de hoy, todavía surgen en

nuestro país con respecto a su utilización.

4.1. Planteamiento general de aplicación de geosint éticos como refuerzo de

firmes

El deterioro de los firmes de carretera derivado de la aparición de fisuras o grietas

origina una serie de perturbaciones en su funcionalidad tales como la aparición de

irregularidades en la capa de rodadura que suponen la disminución del nivel de confort

de los ocupantes del vehículo, el desgaste acelerado de las suspensiones y los

neumáticos del mismo, la reducción de la estabilidad en las curvas, etc.; además la

penetración del agua de lluvia o nieve a través de estas fisuras supone una pérdida

progresiva de las propiedades del firme que termina por perder su capacidad portante

y sus condiciones para la circulación del tráfico.

Este fenómeno esta producido en general por las sobrecargas repetitivas del tráfico y

se puede ver favorecido, entre otras cosas, por asientos diferenciales de las capas

subyacentes e incluso por diferencias térmicas superficiales del propio pavimento. Los

mayores problemas de conservación asociados al mismo comienzan a ponerse de

manifiesto cuando las fisuras que se inician en las capas inferiores aparecen en las

capas superiores.

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Por otro lado, en el caso de firmes rígidos o incluso semi-rígidos con capas de mezclas

bituminosas sobre capas, base o sub-base, con conglomerante hidráulico este hecho

se hace todavía más patente ya que se producen movimientos horizontales de esas

losas inferiores debidos cambios térmicos diarios o estacionales e incluso a la

retracción. Estos movimientos causan altas deformaciones en las capas de

aglomerado superiores en los lugares donde se sitúan las juntas de las losas inferiores

que se traducen indefectiblemente en la aparición de grietas de reflexión.

Por lo tanto las dos funciones básicas para las que se puede pensar en aplicar los

geosintéticos en las capas de firme son, por un lado, la de refuerzo, utilizando

geotextiles o geomallas como elementos que aseguren un reparto de cargas más

homogéneo y, por otro lado, la de impermeabilización, utilizando para ello geotextiles

impermeables o impregnados con ligante.

A priori la función de refuerzo parece razonable asociarla más bien a las capas base

del firme mientras que la de impermeabilización pudiera ser más interesante en las

capas intermedias, bajo la rodadura y, en cualquier caso, parece de forma intuitiva

especialmente adecuado para las capas subyacentes a capas drenantes.

También se podría pensar en utilizar un material que pudiese combinar ambas

funciones y ubicar en cada caso de diseño su ubicación óptima.

4.2. Estudio de implantación y diseño de geosintéti cos en capas de firme

Las funciones de los geosintéticos planteadas de forma general en el apartado anterior

se vienen aplicando en capas de firme en todo el mundo desde hace más de

veinticinco años mejorando el rendimiento global del pavimento y consiguiendo

incrementar su vida útil.

Tradicionalmente está muy extendida su aplicación como elementos de sistemas anti-

remonte de fisuras e impermeabilizantes en rehabilitaciones de firmes. El sistema

consiste básicamente en colocar sobre la capa de rodadura fisurada del pavimento

existente un geosintético sobre el que a continuación se extienden nuevas capas de

mezclas bituminosas, de esta forma se puede conseguir, por un lado, que las grietas y

fisuras del firme preexistente no remonten sobre las nuevas capas de aglomerado y,

por otro lado, que el agua procedente de la infiltración penetre por las grietas y fisuras

del firme antiguo deteriorando las capas subyacentes. Este tipo de soluciones se

pueden utilizar tanto de forma sistemática para la rehabilitación de tramos de carretera

dañados como en la reparación de zonas más localizadas o incluso puntuales como

blandones o baches.

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Debemos recordar también, tal y como señalábamos con anterioridad cuando hicimos

el repaso a la normativa española, que la utilización de una lámina impermeable está

especialmente indicada en los ensanches de la sección transversal del firme con el fin

de evitar que se produzcan filtraciones por la zona de contacto de la plataforma

antigua y la ampliada (Ref.: 14) .

Sin embargo si reflexionamos en los principios planteados respecto a sus posibles

funciones y el éxito experimentado en su aplicación llegamos a la conclusión de que

podría ser muy interesante estudiar la posibilidad de la implantación de geosintéticos

como un elemento más a considerar desde la fase inicial del diseño del firme de

carreteras.

En cualquier caso es evidente que para la aplicación de los geosintéticos en capas de

firme hay que avanzar más en el conocimiento y estudio de los tipos de material que

sería más adecuado utilizar en cada caso de diseño y establecer unos criterios

justificados técnicamente al respecto como ya sucede por ejemplo para la función

separadora y filtro de los geotextiles que vimos en apartados anteriores. A día de hoy

en nuestro país se dispone, como venimos señalando desde el principio de este

estudio, de poca documentación técnica sobre este tema debiendo acudir para su

justificación a bibliografía internacional, como el ya referenciado trabajo de Robert M.

Koerner (Ref.: 04) , y a confiar para la elección concreta del geosintético y su puesta

en obra de la información que proporcionan los catálogos de los fabricantes y

suministradores, en este aspecto hemos encontrado como posible referencia a tener

en cuenta por lo completo de la información proporcionada la guía de instalación

desarrollada por la compañía americana US Fabrics, INC. (Ref.: 15) .

Esta realidad limita en la práctica su aplicación sistemática.

4.3. Principales inconvenientes a tener en cuenta p ara la implantación de

geosintéticos en capas de firme

Los geosintéticos como elementos a instalar en capas de firme pueden presentar

inconvenientes a tener en cuenta derivados, por un lado, de la propia naturaleza del

material, como pueden ser la durabilidad o la temperatura límite que pueden soportar

sin perder sus propiedades, y, por otro lado, de su uso específico en firmes como son

los posibles problemas de adherencia entre capas y su puesta en obra en general.

Estos aspectos deben estudiarse cuidadosamente con el fin de que la utilización del

geosintético sea realmente efectiva y satisfactoria y la falta de manuales o normativa a

nivel nacional respecto a su instalación aumenta las incertidumbres y supone un

inconveniente, tal vez el más relevante, para su implantación.

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5. Conclusiones y futuras investigaciones

La utilización de geosintéticos en soluciones de ingeniería en general es una práctica

absolutamente extendida en todo el mundo, hecho que se hace todavía más patente si

nos fijamos en la construcción de carreteras. Su empleo en nuestro país está también

totalmente generalizado y extendido en aplicaciones asociadas directa o

indirectamente al tratamiento del terreno pero no sucede lo mismo con su utilización

en capas de firme. A nuestro juicio el principal condicionante que motiva este hecho

es, como venimos reiterando, la falta de base científica suficientemente extendida en

el día a día del mundo de la construcción nacional.

Otra posible causa de esta escasa implantación de los geosintéticos como elementos

del firme en nuestro país, tanto en la fase de diseño como en la práctica constructiva

habitual, pudiera ser su tradicional asociación a soluciones de rehabilitación para

firmes rígidos, con capas de firme compuestas por hormigón hidráulico, menos

comunes en nuestros proyectos de carretera que los firmes flexibles, con todas sus

capas a partir de mezclas bituminosas en caliente, o los semi-rígidos, que incorporan

capas tratadas con cemento en su sub-base. Sin embargo no parece razonable que el

hecho de su idoneidad para este tipo de soluciones invalide la posibilidad de su

implantación para la construcción o rehabilitación de firmes flexibles o semi-rígidos. En

este sentido nos parece oportuno destacar además que en los últimos años se percibe

una tendencia al empleo de soluciones de firme semi-rígido con sub-bases de

suelocemento o gravacemento para las cuales estaría incluso más justificado por este

criterio tradicional el pensar en el estudio de la implantación de geosintéticos.

Por lo tanto, desde nuestro punto de vista, parece muy interesante tener en

consideración el estudio y desarrollo de este tipo de tecnología para su implantación

en firmes de carretera y no descartar de entrada las múltiples ventajas, avaladas por la

experiencia y documentación internacionales, que podría aportar en la calidad y en la

durabilidad de nuestras carreteras.

Con respecto futuras investigaciones debemos señalar que para la aplicación más

normalizada de los geosintéticos como refuerzo de las capas de firme en nuestro país

queda, tal y como venimos señalando, camino por recorrer. Un tema de desarrollo

pendiente para tratar de incorporar en la práctica habitual de la construcción esta

aplicación es el de dar a conocer su base científico – técnica para lo que sería

fundamental analizar en profundidad y divulgar los planteamientos y formulaciones al

respecto de la bibliografía internacional como la de Robert M. Koerner (Ref.: 04) , y

otras de más reciente aparición como el trabajo de Delmas et al. (Ref.: 16) . También

17

podría ser interesante repasar la documentación desarrollada por el “Geosynthetic

Resarch Institute” (Ref.: 17) y estudiar los avances que en este sentido se han venido

realizando en los últimos años en Estados Unidos de Norteamérica analizando la

documentación científica desarrollada por los diferentes Departamentos de

Transportes de los distintos Estados (“Department of Transportation”, conocidos

simplemente como DOTs) y en algunos otros países como Bélgica, Canadá y

Finlandia. En particular apuntamos hacia varios informes al respecto de los que

tenemos noticia realizados por los DOTs de California (Ref.: 18) , Texas (Ref.: 19) y

Minnesota (Ref.: 20) en 2009, Nevada (Ref.: 21) en 2007 y Mississippi (Ref.: 22) en

2005.

Una vez analizado en profundidad y difundido lo que podríamos denominar el estado

del arte actual de la aplicación de geosintéticos para el refuerzo de las capas de firme

en carreteras habría que trasponer a nuestra realidad nacional este conocimiento y

contrastar con ensayos y experiencias de ejecución documentadas su validez y

alcance en nuestras redes de carreteras.

En este sentido debemos señalar que en los últimos años este tema está generando

interesantes investigaciones en nuestro país como es, por ejemplo, el desarrollo

realizado en el Laboratorio de Carreteras de la Universidad Politécnica de Madrid entre

los años 2004 y 2006 de un aparato de laboratorio capaz de simular el fenómeno de la

reflexión de fisuras en firmes y con el que poder evaluar la efectividad de los

geotextiles para evitarlo; explicación de este desarrollo se puede encontrar en el

artículo publicado al respecto en Geosynthetics International en el año 2007 por parte

de Prieto et al (Ref.: 23) . Otro ejemplo lo encontramos en el proyecto de desarrollo e

innovación realizado en el año 2006 por el Grupo de Investigación de la Construcción

de la Universidad de Cantabria (Ref.: 24). Esta experiencia consistió en evaluar el

deterioro sufrido por un tramo de vía rehabilita con y sin la incorporación de un sistema

anti-remonte de fisuras y se llevó a cabo aprovechando la rehabilitación de un tramo

de la carretera CA – 231 Corban – Liendres.

6. Referencias

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7. Bibliografía

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Normativa y Legislación de Carreteras).