Estabilización de suelos con emulsión asfáltica potencializada con estabilizador químico

Estabilización de suelos con emulsión asfáltica potencializada con estabilizador químico

Ing. Javier Silva Santisteban – Director de Bitúmenes del Perú S.A.C.

La estabilización de los suelos, que soportarán las cargas vehiculares en una vía, es fundamental para asegurar la durabilidad de dicha vía; esto es así debido a que un suelo que cumple la función de subrasante, sub- base o base del pavimento, debe distribuir en el mayor volumen posible las cargas generadas en la superficie, debido al contacto con los neumáticos de los vehículos. Esto hace que los esfuerzos internos sean menores dentro de la estructura de todo el pavimento.

Para el caso de vías asfaltadas, ya sea con carpetas asfálticas o con tratamientos más económicos usados extensamente en nuestro país tales como slurry seals (morteros asfálticos), chip seals (t.s.monocapa o bicapa) u otta seals, una base o subbase con capacidad de soporte deficiente significa mayores flexiones en el asfalto al aplicársele la carga por el neumático.

Esto último generará mayores esfuerzos de tensión en la parte inferior de la carpeta asfáltica o tratamiento económico, con lo cual aparecen las fisuras que se propagan hacia la parte superior, las que con el tiempo emergen en forma visible. Estas fisuras, con el paso del tiempo se convierten en grietas y luego en baches. Hoy en día existen numerosos métodos o productos para la estabilización de suelos. El método básico y que se realiza en virtualmente toda obra vial es la compactación del suelo.

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Luego existen otros métodos o productos adicionales, tales como la incorporación de agregados o áridos de préstamo, la incorporación de cemento, cal, cloruros, emulsiones asfálticas, estabilizadores químicos, asfaltos espumados, geomallas, etc. Cada cual tiene sus ventajas y desventajas dependiendo del tipo de obra y las condiciones de trabajo, y sale del ámbito del presente artículo dar mayores detalles sobre cada uno de estos métodos o soluciones de estabilización. En nuestro país, para la estabilización de suelos, se utiliza extensamente cemento, material de préstamo, emulsiones asfálticas, y en los últimos años los estabilizadores químicos.

Para el caso de las emulsiones asfálticas, las cuales son ideales para la estabilización de suelos con índice de plasticidad menor a 10, estas le confieren resistencia, impermeabilidad y cierta resiliencia al suelo tratado. Sin embargo en muchos casos tienen un “punto débil”, a saber, su uso es más caro que para el caso de otros estabilizadores tales como el cemento o algunos estabilizadores químicos.

Siendo pioneros en la producción de emulsiones asfálticas en el nuestro país, y sabiendo de su extenso uso en la estabilización de suelos, en Bitúmenes del Perú (Bituper), investigamos la posibilidad de la utilización de emulsiones asfálticas catiónicas de rotura lenta (CSS por sus siglas en inglés o CRL por sus siglas en castellano) en conjunto con estabilizadores químicos. El objetivo era encontrar un estabilizador químico de suelos que actuara como un agente con efecto catalizador o potencializador de la emulsión asfáltica por cuanto al efecto estabilizante e impermeabilizante de ambos productos. Otro objetivo es que las sinergias de ambos productos pudiera bajar notablemente el costo de la estabilización comparado con el uso de emulsión asfáltica sola.

En el proceso se tuvo que tener mucho cuidado en la compatibilidad de ambos productos, ya que como sabemos, las emulsiones asfálticas catiónicas se desestabilizan (intrínsecamente como emulsión, no como estabilizador de suelos) ante un cambio de carga eléctrica o de acidez. Luego de varios meses de arduas pruebas de laboratorio y de campo se pudo encontrar que el uso del estabilizador de suelos Megasoil® conjuntamente con las emulsiones asfálticas de rotura lenta (CSS) conseguía los objetivos trazados. En la secuencia de aplicación de los productos se debe añadir primero parte del agua correspondiente a la humedad óptima de compactación. Seguidamente se debe mezclar el suelo para distribuir bien el estabilizador químico Megasoil® para luego añadir la emulsión asfáltica (la cual aporta el resto del agua de compactación) y se continúa con el procedimiento normal para una estabilización con emulsión. La mezcla tendrá un aspecto homogéneo. Como ejemplo, se tiene el caso de una arena estabilizada. El tipo de suelo es SP según la clasificación S.U.C.S.

Aunque se trata de sólo un ejemplo, este es un ejemplo típico, cuyos resultados se mantienen para la mayoría de casos de suelos estabilizados con emulsión asfáltica. En promedio se puede reducir la tasa de emulsión asfáltica entre un 1.5% y 2% sin afectar los resultados finales. Es decir, se tiene una disminución de entre 30% y 40% en el consumo de emulsión.

Esto significa un gran ahorro ya que considerando el costo del estabilizador químico Megasoil® y su tasa de dosificación de 0.002% con respecto al peso del agregado seco, el costo añadido por el estabilizador químico es prácticamente insignificante comparado con el ahorro en emulsión asfáltica. Creemos que la racionalidad en el uso de los recursos del estado hará que este sistema híbrido de estabilización de suelos va a tener un gran espacio en la construcción de pavimentos en nuestro país debido a que se aprovecha lo mejor de ambos productos, a saber la emulsión asfáltica y el estabilizador químico de suelos.

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