estabilizaciÓn de suelos con geotextiles
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Víctor Cáceres Nery
ESTABILIZACIÓN DE SUELOS CON GEOTEXTILES REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
Introducción El siguiente informe tiene como objetivo principal el estudio y análisis del refuerzo
y estabilización de suelo utilizando como método principal los Geotextiles.
Para lograr este objetivo, se procederá explicando en qué consisten los
Geotextiles, como identificarlos y sus características generales, así también como
sus componentes y fabricación, haciendo énfasis en los diferentes tipos de
fabricación de geotextiles.
Luego analizaremos los usos de dicho método, las aplicaciones posibles en el
ámbito de la estabilización de suelos, con el fin de analizar el efecto mecánico que
posee en la resistencia de los mismos.
¿Qué es el geotextil? Lo que conocemos como “Geotextil” consiste de un material sintético y plano
conformado comúnmente de fibras poliméricas sintéticas organizadas y tejidas de
diferentes maneras. Los materiales y elementos utilizados para conformar el
geotextil variarán según el tipo de tejido utilizado en su fabricación.
Originalmente conocidos como “plastic filters” ó “filter fabrics”, se le atribuye el
primer uso de los geotextiles a R.J. Barrett en la década de los 50. Como lo indica
su nomenclatura original, Barrett (1966) lo popularizó por su eficacia como un
filtro de agua en el terreno, permitiendo así proteger al suelo de la erosión sin
agregarle al mismo ningún tipo de presión hidráulica.
Debido a su conformación de “tela” demuestra ser un material extremadamente
conveniente al trabajo manual, pudiendo ser enrollado, manipulado y cortado
como cualquier textil utilizado comúnmente. También presenta gran facilidad de
instalación en obra, y es increíblemente conveniente a la hora de almacenar. Es
decir, por su misma forma y composición ya podemos identificar varias de sus
principales ventajas como método de refuerzo del suelo.
En tanto a su composición, existen dos tipos principales de geotextiles que
deberíamos de estudiar, que de por sí tienen diferentes características entre sí, y
diferentes ventajas y desventajas. Estos son, a grandes rasgos, los geotextiles
tejidos y los no tejidos (Belandria, N., & García; B. Y. M.; 2013)
Los Geotextiles Tejidos por lo general se fabrican en un proceso de entrelazados
de monofilamentos utilizando máquinas de tejer. Las fibras se entrelazan entre sí
en dos direcciones, generando una alta resistencia a la tracción biaxial y gran
deformabilidad. La resistencia de la misma varía según el método de tejido
utilizado y los materiales empleados.
Los Geotextiles No Tejidos se fabrican con tramos de fibras cortadas en longitudes
pequeñas o de fibras de longitud importante dispuestas al azar. Dichas fibras
pueden unirse a través de un proceso conocido como “agujado” donde se
entrelazan pasándoselas a través de un telar de agujas, o por un proceso de
termofusión en altas temperaturas. Algunos geotextiles no tejidos también
pueden unirse utilizando ambos métodos en simultáneo.
También existen Geotextiles Mixtos, que combinan los procesos de fabricación de
ambos casos, siendo compuestos por fibras cortadas y termofundidas.
Según Belandria (2013) las diferencias entre los procesos de unión de los
filamentos son especialmente identificables al observar las características del
producto final. Un Geotextil que solo pasa por un proceso de agujado suele
presentar mayor espesor, pero no posee ningún tipo de resistencia a cualquier
tipo de carga. Una fuerza perpendicular punzante a la tela resultará en que el
objeto la penetre, y un esfuerzo axil resultará en que las fibras se desenlacen. Un
Geotextil que simplemente sea expuesto a la termofusión no poseen un espesor
significativo, y su capacidad de elongación es considerablemente menor a los
agujados. El combinar ambos procesos resulta en un producto final con las
calidades positivas de ambos procesos, con un espesor considerable y una
resistencia mecánica a todo tipo de cargas mucho mayor al geotextil simplemente
agujado.
También podemos clasificar los Geotextiles según la composición de las fibras que
se utilizan para fabricarlos, según Bustamante Noboa (2016);
Los Geotextiles de Fibras Naturales son aquellos compuestos de fibras
biodegradables obtenidas, como lo sugiere el nombre, de fuentes naturales. Por
ejemplo, se podrían fabricar de lana, algodón, o de fibra de coco como en la foto
a continuación;
Normalmente se utilizan en lo que se conoce como biomantos o agrotextiles.
Posee usos y funciones diferentes a los geotextiles tradicionales, normalmente
enfocándose en proteger los suelos naturales de los daños causados por el
contacto de biodegradables y exceso de luz solar, manteniendo por más tiempo
las condiciones óptimas para el crecimiento de la vegetación en el suelo. El tipo de
tejido utilizado en éste caso varía según la pendiente del terreno en el que se esté
trabajando.
Los Geotextiles de Fibras Artificiales se obtienen a través de filamentos derivados
de la celulosa, por ejemplo, el acetato. Visualmente son muy similares a la
siguiente clasificación, y poseen características muy parecidas.
Los Geotextiles de Fibras Sintéticas son las más comúnmente encontradas,
fabricándose de polímeros sintéticos como el poliéster. Son los materiales más
resistentes a la degradación.
En tanto a composición química de los Geotextiles de fibras sintéticas, podemos
referirnos al estudio de Rodríguez, Bustos y Espitia de 2018, donde se analizaron
las microestructuras que componen dos muestras de tejidos geotextiles bajo
microscopios electrónicos de Barrido.
La imagen A corresponde a un Geotextil Tejido tipo FORTEX producido con fibras
de multifilamento de poliéster de alta tenacidad. La imagen B corresponde a un
Geotextil no tejido FIBERTEX conformado por fibras vírgenes de polipropileno en
seco que fueron extruidas, cardadas y punzonadas presentando altas propiedades
de abrasión, resistencia dimensional, resistencia a altas temperaturas, y una
elongación del 50%.
En total, la composición química del Geotextil Tejido analizado fue de un 70% de
oxígeno, 20% de carbono y un 10% residual de materiales varios, principalmente
nitrógeno. Por otro lado, el geotextil no tejido presentó una composición de 60%
de carbono, 25% de oxígeno, 5% de nitrógeno y un 10% residual de otros
materiales, principalmente potasio, calcio y silicio.
Cabe señalar que estos datos son válidos exclusivamente para el estudio de estos
dos casos específicos, ya que diferentes fábricas podrán variar la composición
química de las fibras utilizadas, así también como el método utilizado.
Existen también otros tipos de geotextiles, indicados por Mora García (2010) que
evaden las clasificaciones propuestas anteriormente ya que son métodos
constructivos más recientes. El primero que podemos mencionar son las
Geoceldas, compuesta como una estructura
tridimensional formada de celdas individuales,
posee características y resistencias muy similares a
los geotextiles tejidos, con la diferencia que dichas
celdas se pueden rellenar con tierra fértil,
permitiendo así que el Geotextil forme parte de la
capa más superficial del suelo permitiendo el
crecimiento de una capa verde en el mismo.
Las Geoesteras son geotextiles de monofilamento
no tejido empleado en taludes inclinados para
evitar el deslizamiento de las capas superiores, y
permitir el soporte de raíces de especies vegetales
en la superficie del mismo.
Por último podemos mencionar las Geomallas y sus efectos en colaboración con
los Geotextiles (L. Almendarez et al., 2017) ya que juegan una parte importante en
las funciones de los geotextiles que mencionaremos más adelante. Las geomallas
consisten de redes de contención estructural cuyas funciones y efectos varían
según la disposición de los polímeros que las componen.
Las Geomallas Uniaxiales se usan generalmente
parta el refuerzo de taludes y terraplenes, con un
diseño enfocado en resistir las cargas provocadas
por el mismo suelo.
Las Geomallas Biaxiales poseen una mayor
resistencia a las tenciones, y mejor confinamiento
lateral disminuyendo así la deformación del suelo
cuando se le aplican esfuerzos cortantes. Al mejorar
la contención y distribución de los esfuerzos se
observa una mejor contención del suelo.
Por último, las Geomallas Triaxiales poseen un
espesor un poco mayor a las biaxiales, con una red
formada de aperturas triangulares menos
deformables que las biaxiales, mejorando el
confinamiento de los sólidos y rigidez.
Usos y aplicaciones Los geotextiles, como ya se ha mencionado anteriormente, fueron desarrollados y
utilizados inicialmente como filtros de agua para el terreno, pero a lo largo de los
años diferentes estudios sobre las características específicas de los geotextiles, así
también como nuevos métodos de fabricación han descubierto nuevos usos y
funciones en los mismos.
Actualmente, su utilización principal es en el desarrollo de vías vehiculares, pero
también se puede utilizar en ferrovías, construcción de taludes estructurales y
muros de contención, tratamientos de muros de fundación, terraplenes, muelles,
y entre otros.
Múltiples autores, por ejemplo, Noboa (2016) y Mora García (2010), señalan cinco
usos principales para el geotextil en el ámbito de refuerzo de suelos. Estos son;
separación, filtración, drenaje, refuerzo y protección. Triana y Villamizar (2010)
señalan en su estudio una sexta función de impermeabilización. A continuación,
desarrollaremos cada uno de estos usos.
Separación Al aplicar un geotextil entre diferentes capas que componen un suelo podemos
asegurarnos que dichas capas con propiedades geomecánicas diferentes se
mantengan separadas a lo largo del tiempo.
Como primera aplicación, podemos señalar el ejemplo de una capa de arena
gruesa de drenaje posada sobre un terreno arcilloso. Normalmente los flujos
hidráulicos presentes en el suelo moverían las capas de sedimentación fina con
más facilidad mezclándolas constantemente y haciéndolas perder la funcionalidad
original.
También se evitan las mezclas de materiales nuevos agregados al suelo con el
terreno pré-existente. Por ejemplo, le base estructural de pedregullo para una
obra costera no se mezclaría con la arena del terreno existente evitando así que
se comprometa su estabilidad. O de la misma forma, si se agrega un componente
químico para estabilizar una capa del suelo se evita que dicho componente sea
arrastrado por el agua a otras capas de suelo.
Además del movimiento hidráulico, los geotextiles también protegen las distintas
capas de suelos contra cargas puntuales si se le utiliza en una via vehicular, por
ejemplo, donde la fuerza producida por la rueda tiende a dañar la integridad del
terreno a lo largo del tiempo. Es decir, esta función le agrega durabilidad a estas
vías.
Filtración Como ya se dijo en el punto anterior, los geotextiles tienen como una de sus
funciones el impedir la migración de sólidos entre capas de suelo que se desean
mantener separadas. Cuando hablamos de filtración hacemos mención al hecho
de que además de retener dichos sólidos, además permite el pasaje de líquidos y
gases.
Además de mantener la integridad de los suelos estructurales en vías, también
resulta útil como material en varios sistemas de drenajes donde se valore la
retención de sólidos.
Dependiendo del tipo de geotextil utilizado y el material empleado, también
podemos señalar que posee una durabilidad muy alta a lo largo de los años. Tanto
en obras viales como en obras de drenaje, el material no presenta daños notorios
al estar en constante contacto con el agua fluyente que lo atraviesa.
Drenaje Tan importante como la segregación de capas de suelo, e impedir que los finos
migren entre las mismas, está la posibilidad de permitir el pasaje de líquidos y
gases entre las mismas sin mayores pérdidas de presión.
De esta forma vemos como el sistema evita la contaminación de las capas, y el
desarrollo de presión de poros en la masa del suelo.
Enrique Anzana (2009) hace mención a como diferentes tipos de geotextiles
poseen diferentes grados de retención de agua, y de capilaridad, según su
fabricación y materiales utilizados. En particular, un estudio realizado por Zerfass
en 1986 experimentó la ascensión capilar de un geotextil de polipropileno y de
polietileno, en ambos casos probando variantes agujadas, termo soldadas y
tejidas. El experimento consistía en sumergir los extremos de una tira de geotextil
saturada en dos recipientes con agua a distintos niveles, midiendo luego la
variación de los niveles de agua en cada recipiente a lo largo del tiempo.
Se concluyó en dicho estudio que los geotextiles de polietileno no tejidos de
filamento continua agujeteado presentaban el mayor grado de ascensión capilar,
mientras que los geotextiles de polipropileno, tejidos y termofundidos
presentaban capilaridades casi nulas. Es decir, los geotextiles de polietileno
agujueteados serían los más recomendables para un geotextil cuya función
principal sería el drenaje de agua.
También es válido mencionar que Iryo y Rowe (2003) recompilaron las siguientes
gráficas de la retención de agua en distintos geotextiles en procesos de desehación
y humectación. En particular cabe destacar la tercera gráfica que demuestra un
cambio de comportamiento cuando el geotextil se encuentra saturado con
segmentos de suelo, y en particular también se encontró que un pré-lavado del
geotextil que elimina los agentes químicos obtenidos de forma residual durante su
fabricación también resulta en una pérdida de capacidad de retención de agua.
Refuerzo La característica principal que hace que los geotextiles cumplan una función de
refuerzo estructural en el suelo es su resistencia a la tracción. En particular existen
dos ejemplos puntuales de donde se puede aplicar la misma.
Primero, y más comúnmente asociada con el geotextil, es la resistencia a ciertas
fuerzas de punzonado aplicadas al suelo, por ejemplo en carreteras. La
deformabilidad y resistencia a la tensión de forma biaxial del geotextil hace que el
suelo resista más fácilmente a esfuerzos de cortante producidos por cargas
puntuales en el mismo, y evita la perdida de resistencia del suelo en el tiempo
manteniendo la consistencia de sus capas.
Mencionado por Mora García (2010) también vemos como su aplicación en muros
de contención y taludes utiliza su resistencia a la tracción para resistir al vuelco de
los materiales, así también como romper la capilaridad del suelo y agregarle
resistencia. Colocándolo de forma paralela en relación al suelo, vemos como el
geotextil puede evitar el vuelco de la ladera logrando así un rol estructural.
Se desarrollará más adelante las características y resistencias específicas del
geotextil en el suelo.
Protección Como sistema constructivo ya mencionamos varios de los beneficios de protección
que aporta el geotextil a los suelos a los cuales se implementa.
Cuando se aplica de forma individual protege al suelo del deterioro a lo largo del
tiempo gracias a las acciones físicas de cargas punzantes, como lo pueden ser
maquinarias y vehículos, así también como las acciones del agua sobre los
sedimentos que componen cada una de las capas de suelo.
Al aplicarse en conjunto con materiales laminares, por ejemplo geomembranas
para la impermeabilización de un suelo, los geotextiles actúan como una excelente
barrera a cargas angulares y punzantes que normalmente generarían roturas y
perforaciones en las mismas. En particular puede cumplir un gran rol durante la
obra misma, donde el paso de personal y maquinaria en el proceso de
construcción, o contra el crecimiento de raíces que pueden dañar dichas capas.
Impermeabilización. Existen ciertos tipos de geotextiles impermeables, comúnmente utilizados para la
construcción de canales aumentando la impermeabilidad del concreto utilizado.
Sin embargo, la mayoría de los autores que mencionan la función
impermeabilizante de los geotextiles hacen referencia a su combinación con el
asfalto.
Si utilizamos un Geotextil con la suficiente rigidez y resistencia a las tensiones
térmicas, este se puede impregnar con asfalto u otros materiales sintéticos con el
fin de generar una capa impermeabilizante.
Efectos de la estabilización con Geotextiles. Por lo descripto en capítulos anteriores es normal asumir que las mallas geotextiles
no producen reacciones químicas en el suelo a diferencia de otros métodos de
estabilización a través de agregados químicos. Los impactos que posee el geotextil
en la estabilización de suelo se dan gracias a las propiedades físicas de los
materiales utilizados y la fabricación de las mismas.
A continuación estudiaremos varios ejemplos donde se midieron y estudiaron el
impacto de geotextiles en obras construidas, en experimentos realizados en
laboratorio. Uno de los efectos clave es la reducción del cambio volumétrico de
suelos expansivos (López-Lara et al., 2010), su rol en la rehabilitación de vías de
asfalto envejecidas y como logran reducir el asentamiento de suelos blandos a
través de la resistencia de cargas.
Ejemplo 1: Ciénaga de la Virgen Como primer ejemplo, tomemos la construcción de la vía perimetral “Ciénaga de
la Virgen” (C.Moreno et al., 2015) donde se planeaba construir una calle vehicular
sobre un terreno arenoso y saturado en contacto con la costa. Lamentablemente
el estudio realizado sobre el suelo es solamente posterior a la aplicación de la malla
geotextil, por lo que no contamos con las características originales del terreno.
Para el objetivo de este informe, al ser un terreno arenoso saturado, asumieremos
una resistencia a la compresión inconfinada nula y una deformabilidad muy alta
(refiriéndonos a los resultados obtenidos en la primer entrega). En dicha
construcción se utilizó un geotextil de resistencia de 65kN/m.
En dicho suelo se implementaron platinas detalladas en la imagen a
continuación para medir el asentamiento del suelo a lo largo del tiempo;
Se instalaron un total de ocho platinas a lo largo de los 3.5Km de recorrido de la
obra, obteniendo estos valores para un asentamiento natural;
Además, también se realizaron ensayos in situ del asentamiento del suelo con
cargas superficiales en el mismo. Se realizaron dichos ensayos utilizando barriles
llenos de agua, dispuestos de tal manera que se distrubuyera su carga en una
superficie de radio amplio, pudiendo obtener una medida bastante acetrada de la
carga puesta sobre el suelo por metro cuadrado. Las figuras a continuación
representan el método utilizado para el ensayo, y los resultados obtenidos a través
del mismo;
También se midió el asentamiento en las cunetas perimetrales, obteniendo
valores que rondan entre los 30 y 60 mm;
En ambos estudios realizados sobre el proyecto, se pueden observar como el
asentamiento esperado por la consolidación de suelo no se vió mayormente
afectada, haciendo referencia al estudio realizado con las ocho platinas de
medición. Sin embargo vimos una importante mejora a la resistencia a cargas
superficiales del suelo.
Ejemplo 2: Sebastopol, Magdalena Medio, Colombia. Como parte de un proyecto de almacenamiento de combustible en Colombia
(C.Moreno et al., 2015), la construcción estudiada en cuestión contaba con suelos
extremadamente blandos en si fundación con profundidades que alcanzaban los
20m.
Como procedimiento constructivo, se optó por coser varias telas de Geotextil para
cubrir el terreno existente con una única malla. Luego se cubrió el Geotextil con
un suelo de alta granulometría, cuyo rol era aumentar la resistencia a la
compresión del terreno donde se construiría los pesados depósitos de
combustible.
Es decir, en éste caso el geotextil está cumpliendo doble función. Primero cumple
con un rol de refuerzo, ayudando a repartir las cargas punzantes sobre el terreno
para evitar mayores deformaciones en el mismo. Segundo, actua como barrera
protectora que separa el suelo granular nuevo colocado sobre el terreno del suelo
blando existente, asegurándose qué ninguno de los dos pierdan sus propiedades
a través de la mezcla de finos.
En pruebas iniciales realizadas sobre el terreno, se obtuvieron los siguientes
valores de asentamientos luego de pasar equipos y maquinaria pesada, y ponerles
sobrecargas de uso al terreno por varios días;
Es posible observar, entonces, un comportamiento muy similar al ejemplo
anterior, donde hay un gran asentamiento natural en los primeros días, luego
viéndose reducido drásticamente. En total, para un período de 30 días no se pasó
el criterio propuesto como objetivo de 3 pulgadas o 75mm.
Ejemplo 3: Experimento de Rehabilitación de asfalto envejecido. A continuación se detalla un estudio realizado en laboratorio sobre el rol y efectos
de geotextiles y geomallas en la rehabilitación de vías de asfalto envejecidas que
presentan fisuras profundas (J. Rodríguez, 2004). Se utilizaron para este estudio
un geotextil no tejido de prolipopileno agujado, y una geomalla de multifilamentos
de poliéster.
El experimento se realizó preparando dos muestras asfálticas se acorde con las
regulaciones viales INVIAS. Una vez producido un primer bache de muestras se
deja envejecer. Luego se produce una segunda mezcla de asfalto de iguales
dimensiones que la anterior pero con el doble de largo. Se coloca entonces dos
muestras del asfalto envejecido con una separación de 5mm entre sí para simular
una fisura. Encima se coloca una intercapa, que será la geomalla o el geotextil
según el caso, y por último la placa de asfalto nuevo.
Luego, sobre cada muestra se aplicó una sobrecarga variable con el fin de simular
el tráfico de una vía vehicular común. Se programó un aparato que ejercería una
carga de eje de 10kN con una frecuencia de 1.2Hz a temperatura ambiente.
Se anotaron y separaron los resultados según cuánto tiempo demoraron en
obtener cada uno de los tipos de resultados posibles. Es decir, cuánto tiempo para
que se presentaran fisuras leves o incipientes hasta la mitad de la muestra, cuánto
tiempo para que se vieran fisuras leves en la totalidad del espesor de la muestra,
cuánto tiempo para que se presentaran fisuras profundas o acentuadas hasta la
mitad de la muestra, y cuánto tiempo para que se generaran fisuras profundas en
el total del espesor de la muestra. Todo esto se comparó con tres tipos de
muestras, una de asfalto sin refuerzo (S en las tablas) una de asfalto con geotextil
(T en las tablas) y una con asfalto y geomalla (G en las tablas). A continuación se
presentan dos tablas, una que muestra el tiempo en minutos para alcanzar cada
etapa, y otra en ciclos de carga;
Los resultados fueron luego pasados a las gráficas que vemos a continuación;
Como podemos observar ambos materiales aumentan de forma considerable la
durabilidad del asfalto, pero en diferentes etapas del daño.
El Geotextil es un material más elástico y deformable que la geomalla, y gracias a
sus fibras se puede adherir más fácilmente al asfalto, sin embargo una vez que la
fisura llega a la mitad del espesor se esparce rápidamente. La geomalla, por otro
lado tiene una resistencia a la tensión mucho mayor al geotextil, por lo que retarda
mucho más la llegada de la fisura a la totalidad de la muestra.
Además el geotextil aporta durabilidad al sistema actuando como una capa
impermeabilizante al combinarse con la emulsión asfáltica, mientras que el
geotextil controla el progreso de fisuras longitudinales y verticales en la vía.
Ejemplo 4: Experimento de estabilización de suelo con Geotextil. El experimento a continuación fue realizado con el objetivo de analizar el efecto
del refuerzo de suelos no saturados con geotextiles utilizando un modelo a escala
real. (F.H. Portelinha et al., 2012).
El experimento en cuestión se realiza con un suelo fino con un 40% pasante por el
tamiz 200, un índice de platicidad del 18%, PUS de 17.8kN/m3 y una humedad
óptima del 14.6%. Se reforzó el suelo con geotextiles no tejidos agujados de
polyester con un espesor de 2.69mm y una resistencia a la tensión de 10kN.
El modelo se construyó en un contenedor de 1.5x1.8x1.8 metros manteniendo las
características de suelo obtenidas por el ensayo proctor definidas anteriormente.
Se aseguró esto compactando el suelo en el contenedor en capas de 5cm. Se
colocaban Geotextiles cada 30cm de forma paralela a las capas de suelo, como se
ve en las imágenes a continuación.
Luego se colocó una carga superficial de 100kN en el modelo, midiendo así varios
parámetros a lo largo de varios días. Primero, a continuación, vemos por ejemplo
la variación de Matric Suction (diferencial entre la presión del aire o atmosférica
en los poros del suelo y la presión del agua) y el desplazamiento interno del suelo.
Ambos fueron medidos en varias posiciones del modelo en relación a la “face” o
una de las paredes del contenedor.
A continuación se presentan dos gráficas más que muestran los desplazamientos
internos de los geotextiles debido a su deformación propia debido a la carga. Cabe
señalar que estos no son medidas precisas debido a que muchos movimientos
fueron pequeños y localizados.
Gracias a este estudio podemos determinar que la estructura ha logrado trabajar
de forma excepcional bajo condiciones no-saturadas, con la presión interna y la
mínima deformación de los geotextiles demostrando cierta rigidez interna del
suelo.
Método de diseño y dimensionado El método de dimensionado y diseño más conocido y referenciado para los
geotextiles fue desarrollado por Giroud y Han (C. Moreno et al., 2015), basándose
en el ángulo de distribución de una carga puntual al geotextil a través de la capa
granular superior colocada sobre la misma. Es decir, que fue diseñado para vías
no-pavimentadas y estabilizaciones mecánicas de suelos donde el desplazamiento
por deformación cortante máxima admitida por lo general es de 1 a 3 pulgadas (o
un máximo de 75mm).
Tomando en cuenta como caso hipotético
una llanta como se ve en la imagen, se llega
a la siguiente expresión;
ℎ =0.868 + (0.661 − 1.006𝑥𝐽2) (
𝑟ℎ)
12𝑙𝑜𝑔𝑁
[1 + 0.204(3.48𝑥𝐶𝐵𝑅𝐵𝐺
0.3
𝐶𝐵𝑅𝑆𝑅− 1)]
[
√
𝑃𝜋𝑟2
𝑠𝑓𝑠
[1 − 0.09𝑒−(
𝑟ℎ)2
]𝑁𝐶𝑓𝐶𝐶𝐵𝑅𝑆𝑅
− 1
]
𝑟
Donde;
h(m): Espesor de la capa de material granular requerido (mín 0.10m)
J (m-N/º): Módulo de rigidez geosintético
N: Número de repeticiones de carga
P (kN): Carga por rueda en kN. 2P es igual a la carga por eje
R(m): radio del área de contacto de la llanta
CBR SR (%): CBR de la subrasante
CBR BG (%): CBR del material granular.
s(mm): Deformación permitida, generalmente entre 20 y 100mm, por lo
general se utiliza 75.
Con esto se dimensiona el espesor de la capa granular superior necesaria para la
estabilización del suelo, sin el geotextil. El geotextil proveerá más resistencia al
suelo agregado, y evitará que la capa granular se deteriores y se mezcle con el
suelo blando que se encuentre bajo la misma.
Conclusiones Gracias a la información recolectada de las distintas fuentes, tanto tesis
académicas como informes de experimentos con los geotextiles, pude determinar
los usos ideales para los mismos y el rol que cumplen en la estabilización de suelos.
El rol principal que cumplen los geotextiles es el de preservar la longevidad de los
suelos frente a varias adversidades que dañan su resistencia e integridad a lo largo
del tiempo. Daños como la erosión, desplazamiento por esfuerzos cortantes,
vuelco natural y empujes generados por el agua son efectos mitigados por la
inclusión de geotextiles en la composición de un suelo.
A su vez, su resistencia a la tracción biaxial es útil para retardar los daños
eventuales en carreteras, y suficientemente fuerte para aguantar las presiones de
suelo o agua cuando se le utiliza para la construcción de taludes o muros de
contención.
Eso sin mencionar la facilidad de aplicación en obra y almacenamiento, debido a
su forma maleable y comportamiento instintivo y familiar. Para grandes obras
viales o de drenaje resulta ser un material con grandes beneficios económicos.
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