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Asociación y Colegio Oficial de Ingenieros Técnicos Forestales
53
Caracterización y
clasificación del terreno.
Ángel Mazo Iglesias
I.T.Forestal, Perito de Montes
E.U.I.T. FORESTAL.U.P.M.
Lucía Arza García
I.T. en Topografía. E.U.I.T.
FORESTAL. U.P.M.
M.ª de las Mercedes Mazo
I.T. Forestal
Junta de Extremadura
Alejandro García Hernández
I.T. Forestal
Junta de Extremadura
Las pistas o vías forestales son complejas infraestructuras lineales de
transporte diseñadas y ejecutadas de acuerdo a un proyecto de
ingeniería, para el manejo del monte en sus diferentes usos
(explotación forestal, ocio recreativo, extinción de incendios, etc.).
Estas obras se asientan sobre terrenos de variada naturaleza,
condicionadas por las características geológicas, geotécnicas y
la configuración litológica, lo que conlleva necesariamente un riguroso
análisis y la realización de ensayos de los suelos y rocas presentes en
el trazado proyectado que garanticen su correcta ejecución,
su adecuación a los usos previstos y la perdurabilidad de la obra.
La naturaleza del terreno que atraviesa una carretera tiene gran in-
fluencia en los costes de su construcción y posterior conservación. El
coste de las excavaciones, la formación de terraplenes y
las características de las obras de fábrica dependen del tipo de suelo por
el que se desarrolla el trazado. Los espesores de los firmes varían entre
límites muy amplios dependiendo de las características mecánicas del
suelo sobre el que se asienten. Una carretera construida sin haber
adoptado las precauciones necesarias puede resultar muy costosa en
su conservación, pues resulta muy caro intentar arreglar
a posteriori
los defectos de su construcción. Por tanto, antes de proyectar una
carretera es absolutamente necesario conocer la naturaleza del suelo.
Fig.:1.- Tipos de materiales
a considerar en una caracterización
geotécnica (Vaunat et al., 1994
y Leroueil et al., 1996)
Índices y ensayos en la construcción
de vías forestales
TÉCNICA
COMUNICACIÓN
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n.
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o
trimestre 2005
1.- CLASIFICACIÓN DEL TERRENO
E
n cuanto a la clasificación del terre-
no, pueden establecerse dos gran-
des grupos:
rocas y suelos o tierras.
Entendemos por rocas aquellos ma-
teriales de distinta naturaleza que for-
man una fase continua; mientras que
hablamos de suelos o tierras cuando
nos referimos a los materiales que pro-
vienen de la descomposición o transfor-
mación de las rocas y que forman un
conjunto de fase discontinua.
2.- ROCAS
D
esde el punto de vista constructi-
vo, sus propiedades varían entre
límites muy amplios. La inalterabilidad
por las acciones exteriores tiene gran
importancia. Un gneis coherente y es-
table, una vez realizada la excavación
puede descomponerse por acción de
los agentes atmosféricos en pequeños
fragmentos, para más tarde formar una
masa semiarcillosa, de características
distintas del material primitivo; así, los
taludes que al excavar eran estables
llegarán a no serlo y los empujes au-
mentarán en proporciones tales que
podrían poner en peligro la estabilidad
de las obras de contención.
Las rocas pueden clasificarse en
tres grandes grupos: ígneas, sedimen-
tarias y metamórficas.
2.1 Rocas Ígneas
Se han formado por el enfriamien-
to y cristalización del magma fundido
procedente del interior de la corteza
terrestre. El tamaño de los granos y la
forma de estar unidos varía de un mo-
do continuo, dependiendo de la forma
en que el enfriamiento tuvo lugar. En
general, las rocas de grano grueso no
son recomendables para su empleo en
obras de firmes por ser friables, con lo
que se deshacen bajo la acción de las
cargas del tráfico. Las rocas de grano
muy fino producen una piedra partida
de aristas muy vivas, que pueden dar
formas de laja al majarlas.
Las rocas ígneas se alteran muy
lentamente por la acción de los agen-
tes atmosféricos. El conjunto de las
partículas de grano fino y grueso perte-
necen a este tipo de rocas.
2.2.- Rocas Sedimentarias
Están formadas por la sedimenta-
ción de los productos ocasionados por
la descomposición de las rocas ígneas
que, arrastrados por las aguas, se fue-
ron depositando en zonas bajas.
Estas rocas, por su menor dureza,
son más fáciles de excavar que las
rocas ígneas; igual que en éstas, los
taludes se mantienen verticales (1:10),
sin temor a desprendimientos, a no
ser que tengan interpuestos lechos de
arcilla; las areniscas blandas son hela-
dizas y se disgregan fácilmente. No son
recomendables para firmes de piedra
partida, porque excepto las duras, son
friables. Las areniscas tipo conglome-
rado no pueden emplearse como piedra
de firme, son duras de excavar y sus
taludes se mantienen bien con peque-
ña inclinación.
Las calizas son rocas de tipos
diferentes; las compactas de grano
muy fino son duras, pero existen otras
muy blandas. Se excavan con relativa
facilidad, constituyen un buen cimiento
y sus taludes pueden llegar al 1:10.
Las margas, mezcla de caliza y arcilla,
son rocas blandas, fáciles de excavar y
heladizas, y se descomponen cuando
están expuestas a los agentes atmos-
féricos; forman en gran parte terreno
de tránsito, entre roca y tierra.
El yeso, sulfato de calcio hidratado,
se puede presentar solo o mezclado
Las rocas de tipo porfídico son desagregadas y
excelentes para la obtención de firmes.
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Asociación y Colegio Oficial de Ingenieros Técnicos Forestales
55
con arena o arcilla. Se excava fácilmen-
te por ser roca blanda. Procede de la
anhidrita, que al hidratarse aumenta
considerablemente de volumen, dando
lugar a fuertes empujes; se disuelve
lentamente en aguas sin movimiento.
Las obras de fábrica construidas con
cemento para el que se ha empleado
aguas selenitosas pueden destruirse
por la descomposición de éste. Por
tanto, cuando sea preciso establecer
obras de fábrica en terrenos yesíferos
habrá que tomar las máximas precau-
ciones.
2.3.- Rocas Metamórficas
Provienen de rocas sedimentarias
e ígneas sujetas a la acción de ciertos
agentes internos: grandes presiones,
temperaturas elevadas, etc.
Los esquistos y las pizarras son
típicos de este tipo de rocas. No
son difíciles de excavar, por lo que en
ocasiones no precisan el empleo de
explosivos, pudiendo removerse con
barra metálica. El peligro de desliza-
miento depende de sus planos de
estratificación, especialmente cuando
hay humedad.
Los efectos de heladas pueden
producir el desprendimiento de frag-
mentos de roca. Los productos de la
excavación, generalmente, no sirven
para piedra de firme.
Cuando se emplean en la formación
de terraplenes ciertas pizarras lige-
ramente metamorfizadas, se alteran
con la acción del tiempo y los agentes
atmosféricos y dan lugar a arcillas muy
inestables.
Las cuarcitas forman una masa
cristalina, son duras y buenas para su
empleo como piedra majada de firmes.
Su excavación consume gran cantidad
de acero de barrenas y de mandíbulas
en las plantas de áridos.
3.- ORIGEN Y NATURALEZA
DE LOS SUELOS
L
os suelos se encuentran en la capa
superior de la corteza terrestre y
proceden de las formaciones rocosas
que afloran al sufrir diferentes transfor-
maciones originadas por la meteoriza-
ción de las mismas.
Los cambios climáticos tienen gran
influencia en la formación de los sue-
los. Unas veces estos cambios pro-
ducen efectos mecánicos sobre las
porciones de roca superficiales; los
cambios de temperatura del día a la
noche pueden hacer que la roca se
rompa por fatiga térmica. La formación
de hielo entre las oquedades también
produce la rotura de la roca.
Otras veces son efectos químicos
los que producen la descomposición de
las rocas, sea por hidratación causada
por el agua superficial, oxidación o re-
ducción por los gases que componen el
aire, por aguas impuras, etc.
No siempre el suelo que se en-
cuentra en un lugar procede de la roca
que hay bajo él. Sucede a menudo que
los suelos formados por alguna de
las acciones arriba mencionadas son
transportados a otros lugares por
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trimestre 2005
diversos agentes, como pueden ser
el agua, el viento, la gravedad, etc.
Estos suelos son alterados durante su
transporte y, así, las partículas que los
forman pueden ser troceadas de nuevo
y pulimentadas.
Desde este punto de vista, pode-
mos distinguir dos tipos de suelos: los
residuales y los transportados. Esta
diferencia influye en algunas de sus
características, ajenas a las transfor-
maciones sufridas en el transporte.
En el caso de los suelos residuales,
en su yacimiento suelen presentarse
unas macroestructuras que son refle-
jo de las que tenía la roca de la que
proceden. Estas estructuras primarias
suelen conferirles mejores caracterís-
ticas en lo referente a su resistencia
a la deformación que las que poseen
cuando se destruyen las mismas por
remoción del material de su yacimien-
to. También es de notar que pueden
presentarse estratificados, si lo estaba
la roca de que proceden. En los sue-
los transportados, evidentemente, se
ha roto la macroestructura de la roca
primitiva. Pueden presentarse, no obs-
tante, estratificados, dependiendo de
la forma de su transporte y las épocas
en que se ha efectuado. En el cuadro
anterior se muestran algunas estructu-
ras diversas de suelos.
Cuando la acción química no puede
actuar, como ocurre en los desiertos
por falta de humedad, se encontrarán
suelos totalmente arenosos y también
se hallarán en aquellas zonas donde
un lavado continuo arrastra el mate-
rial fino (limos y arcillas). Esto último
ocurre en las playas y las ramblas de
los ríos y en grandes extensiones del
norte de Europa, donde las precipita-
ciones abundantes lavan continuamen-
te el suelo, sometido, por otra parte,
a escasa acción química por las bajas
temperaturas del ambiente. En las re-
giones tropicales, el calor y la humedad
actuando conjuntamente hacen muy
intensa y eficiente la acción química,
encontrándose enormes extensiones
de suelos arcillosos. Los dos compo-
nentes esenciales y extremos del suelo
son la arena y la arcilla, situándose los
limos entre ambos.
La arena es inerte. Con un deter-
minado grado de humedad tiene una
cohesión aparente que puede alcanzar
el valor preciso para que el suelo are-
noso soporte sobre él la acción de un
tráfico relativamente importante. Si el
contenido en agua aumenta o disminu-
ye de la proporción crítica, la cohesión
aparente va haciéndose menor y llega
a desaparecer.
La fracción de suelo cuyo tamaño
oscila entre 0'002 y 0'02 mm se de-
nomina limo. Por debajo del tamaño
inferior se denomina arcilla.
Lo que realmente diferencia los
limos de la arcilla son sus propieda-
des plásticas. Los limos son arenas
finísimas; el tamaño de sus granos es
suficientemente grande como para que
los fenómenos de superficie tengan
poca importancia; por ello son inertes
y poco plásticos.
En las arcillas, la forma de laja de
sus granos y su tamaño muy reducido
hacen que la relación área/volumen
sea enorme, y por ello los fenómenos
de superficie tienen importancia funda-
mental y son causa de su plasticidad,
propiedad peculiar de su comporta-
miento.
No es la composición granulométri-
ca de una arcilla el único factor deter-
minante de sus propiedades plásticas;
la proporción de agua que una arcilla
puede contener depende del estado
de tensiones a que se encuentre so-
metida, así como de la naturaleza y
propiedades de sus partículas.
En la práctica tiene gran importan-
cia el fenómeno de entumecimiento
de las arcillas. Si están sometidas a
una compresión por fuerzas exteriores
y en un momento determinado éstas
cesan, al verse libre de ellas aumentan
de volumen. Se comportan como un
muelle al liberarlo de la fuerza que lo
comprime. Si las arcillas estaban en
contacto con el agua, al aumentar de
volumen, la absorben. Si las arcillas
están suficientemente desecadas, el
valor de las fuerzas capilares las tienen
comprimidas; si se ponen en contacto
con el agua, las fuerzas capilares
disminuyen y las arcillas se desen-
tumecen, aumentando de volumen y
absorbiendo el agua.
El aumento de volumen que se
produce por entumecimiento origina
fuertes empujes que pueden deformar
la superficie de un pavimento, actuar
sobre un muro de carga, etc.
En los suelos poligonales, la es-
tructura de la superficie de suelo está
caracterizada por una subdivisión en
polígonos más o menos regulares y de
dimensiones variables. Se trata de una
forma morfológica propia de regiones
Efectos y tipo de clima que más
les favorece (Rojo López, J. y
Martínez Muro, J.E., 1998
Estructuras diversas de suelos
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Asociación y Colegio Oficial de Ingenieros Técnicos Forestales
57
de clima periglacial y de zonas monta-
ñosas de regiones de clima templado.
En las condiciones climáticas actuales,
este tipo de suelo se forma en lugares
donde la temperatura media anual no
excede de 10
o
C, en especial en regio-
nes donde se desarrolla el permafrost.
Los suelos poligonales aparecen siem-
pre asociados, constituyendo retículos
de extensión variable.
4.- DESCRIPCIÓN DE
LOS SUELOS EN CAMPO
P
ara un control adecuado de los
suelos se necesita su correcta
identificación. La falta de tiempo o de
medios hace que, frecuentemente, sea
imposible realizar detenidos ensayos
para poder clasificarlos.
La habilidad de identificarlos en
campo por simple inspección visual y
su examen al tacto son importantes,
ya que frecuentemente se deben to-
mar decisiones basadas en este re-
conocimiento; aunque posteriormente
conviene que se realicen los ensayos
necesarios en laboratorio.
4.1.- Ensayos para la identificación
en campo
Los siguientes ensayos son senci-
llos, por lo que se pueden llevar a cabo
sin equipo y ayudan en la identificación
de los suelos. No se debe tomar una
decisión basándose en un solo ensa-
yo; han de realizarse to-
dos los adecuados y luego
identificar el suelo.
Inspección visual
Forma del grano. Se
observan y clasifican las
partículas de arena y gra-
va en cuanto a su grado de
angulosidad y redondez.
Tamaños y graduación
de los granos. Los tama-
ños en arenas y gravas
se reconocen fácilmente
por inspección visual. Los
granos más pequeños que
el límite menor de la arena
no pueden apreciarse a
simple vista, y deben ser
identificados por medio de
otros ensayos.
Para conocer la granu-
lometría de suelos de grano grueso se
extiende una muestra representativa
sobre una superficie plana y se obser-
va la distribución o la uniformidad de
los tamaños de las partículas.
Para la granulometría de suelos de
grano fino se agita la muestra en
una jarra de agua y se la deja sedi-
mentar. La granulometría aproxima-
da se ve por la separación de las
partículas en la jarra, desde arriba
hasta el fondo. El limo permanece
en suspensión al menos durante un
minuto; la arcilla, una hora o más.
4.2- Granulometría
Desde el punto de vista del
tamaño de las partículas que com-
ponen un suelo, se han hecho diver-
sas clasificaciones, más o menos
arbitrarias. Adoptaremos la siguien-
te:
-Grava > 20 mm
-Gravilla 20-2 mm
-Arena gruesa 2-0'2 mm
-Arena fina 0'2-0'02 mm
-Limo 0'02-0'002 mm
-Arcilla 0'002-0'0002 mm
-Ultracoloides de arcilla
<0'0002 mm
La grava está formada por grandes
granos minerales. Las piezas grandes
se denominan piedras, y cuando son
mayores de 20 cm, morrillos.
Las arenas, dependiendo de su
procedencia, se denominan: arenas
de miga, a las obtenidas de cantera
arenosa, y arenas lavadas, a las de río;
ambas tienen diferentes utilizaciones
en la construcción de las vías.
4.3.-
Análisis granulométrico
Es el ensayo más antiguo que se
practica para la identificación de sue-
los; en él se determina el tanto por
ciento de las partículas de los distintos
tamaños que el suelo contiene.
En la construcción de caminos, la
resistencia obtenida depende de la
continuidad de la composición granulo-
métrica: un suelo granular será permea-
ble, pero no capilar; inversamente, un
suelo compuesto de elementos finos,
arcilloso o limoso podrá tener elevada
capilaridad y reducida permeabilidad.
La composición granulométrica no fija,
ella sola, las propiedades del suelo;
suelos con idéntica granulometría pue-
den tener propiedades diferentes.
Para clasificar los suelos por el
tamaño de sus partículas, el método
comúnmente empleado es el del ta-
mizado.
Debido a la importancia que tiene
en las características de los terraple-
nes la distribución relativa de las par-
tículas de diferentes tamaños, es muy
interesante conocerla en cada suelo.
Para ello se realiza un ensayo
granulométrico consistente en separar
los granos de diferentes fracciones
según los tamaños de las mallas de
una serie de tamices o cribas por los
que se hace pasar el suelo. Se pesan
después las fracciones retenidas entre
los tamices sucesivos y se calculan los
porcentajes de cada acción respecto al
total de las mismas.
Identificación en campo
Clasificación y descripción
Diagrama triangular para la determinación de la
textura con indicación de la erosionabilidad
( Dal-Re Tenreiro, 2001)
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n.
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o
trimestre 2005
Como las fracciones de granos muy
finas (menores de 0'06 mm) no pueden
clasificarse por ese sistema, se recurre
a otros procedimientos para su fraccio-
namiento y examen (por ejemplo, el de
sedimentación).
La apertura de las cribas utilizadas
para el análisis granulométrico está
fijada por diversas normas de utilización
internacional.
Las series de tamices más corrien-
temente utilizados son:
El tamizado se realiza acoplando los
tamices utilizados de forma que van dis-
minuyendo las aberturas de sus mallas
de arriba abajo. La muestra se deposita
en el tamiz superior; una vez pesada, el
conjunto se somete a la acción de un
agitador mecánico, produciéndose una
separación de los distintos tamaños de
la muestra utilizada. Las partes reteni-
das en cada tamiz se anotan y se pesan
para calcular sus porcentajes.
Con el resultado obtenido se dibuja
una curva, donde en el eje de abscisas
figuran, en escala logarítmica, el ta-
maño de las partículas en milímetros,
consiguiendo una representación clara
para las muestras de partículas finas,
que en escala normal se agruparían
de forma confusa; y en el eje de orde-
nadas, en escala normal, el tanto por
ciento en peso de las partículas de
menor tamaño.
Se han repre-
sentado tres cur-
vas correspondien-
tes a tres suelos di-
ferentes. La curva
(1) corresponde a
un suelo bien gra-
duado, la curva (2)
muestra un suelo
mal graduado con
granulometría uniforme, y la curva (3)
define otro suelo mal graduado, con
proporción elevada de los tamaños
0'15 y 0'7 y de 0'01 a 0'005 y escasez
de los tamaños 0'07 a 0'01 mm.
Este ensayo, realizado en seco, so-
lamente tiene exactitud cuando el suelo
no tenga limo o arcilla que puedan
falsear el resultado al quedar pegados
a los granos.
En la construcción de caminos, los
elementos granulares forman el esque-
leto o armazón y los elementos finos,
limos y arcillas, forman el ligante. La
proporción de cada uno de estos ma-
teriales debe ser la precisa, ya que la
resistencia del camino depende de la
composición granulométrica; un exceso
de arcilla daría lugar a fenómenos de
inestabilidad y, por el contrario, una
carencia de la misma afectaría a la co-
hesión de sus elementos.
Respecto a la granulometría que
presentan los suelos, hay una prime-
ra clasificación que se establece con
arreglo al denominado "coeficiente de
uniformidad", definido por la relación:
Cu = d
60
/d
10
Siendo d
60
y d
10
las aperturas de
las cribas por las que pasan el 60% y
el 10%, respectivamente, de la muestra
del suelo analizada y deducidos de su
curva granulométrica.
Se considera que un suelo tiene
"granulometría uniforme" cuando Cu<5.
Para un coeficiente de uniformidad
Cu>5 se considera que el suelo tiene
granulometría continua. Esta cualidad
es la deseada en los suelos utiliza-
dos para los terraplenes, porque así
se rellenan de partículas menores los
huecos entre granos de partículas de
mayor tamaño.
Se dice que un suelo es de granu-
lometría abierta cuando hay ausencia
de materiales finos. La granulometría
es cerrada en el caso contrario. Esta
terminología se utiliza en capas con
tratamiento asfáltico.
Las propiedades de la fracción que
pasa por el tamiz n.º 200, con abertura
de 0'074 mm, que en definitiva es lo
que interesa con el análisis granu-
lométrico, se obtienen por ensayos,
como son los límites Attemberg, más
sencillos y suficientes en la mayoría de
los casos.
5.- LÍMITES DE ATTERBERG
U
n suelo, según su naturaleza y la
proporción de agua que contenga,
puede tener propiedades que lo inclu-
yan en los estados sólido, semisólido,
plástico y semilíquido o viscoso.
Designación
del tamiz
Abertura
del tamiz en mm
N.º 200
N.º 40
N.º 10
N.º 4
0'074
0'420
2'000
4'760
Serie de tamices corriente
Batidora
de tamices
Esquema de acoplamiento
de tamices y tamizado
( Dal-Re Tenreiro, 2001)
Fig.:14.-Análisis granulométrico( Dal-Re Tenreiro, 2001)
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Asociación y Colegio Oficial de Ingenieros Técnicos Forestales
59
5.1.- Límite líquido
El límite líquido se define como
la cantidad de agua (tanto por ciento
del peso en seco) que el suelo ha de
contener para que esté en la transición
entre el estado semilíquido o viscoso y
el plástico.
Se obtiene con el aparato de
Casagrande, que está construido por
una pequeña cuchara metálica que por
un sencillo mecanismo se deja caer
repetidas veces sobre una base de
goma dura, desde una altura de un cen-
tímetro; la prueba se realiza colocando
en la cuchara 100 gramos que pasen
por el tamiz n.º 40 del suelo a ensayar;
con una espátula de la sección defini-
da en la figura se traza en la muestra
una ranura de 8 mm de profundidad;
se denomina límite líquido o de fluidez
a la cantidad de agua, en tanto por
ciento, para la cual la ranura se cierra
en una longitud de un centímetro a los
25 golpes sobre la placa de goma dura.
La prueba se realiza, en la práctica,
para varias muestras del mismo sue-
lo, normalmente cuatro, con distinta
proporción de agua, determinando en
cada una el número de golpes que es
preciso dar para que la ranura se cierre
un centímetro. A partir de estos datos
se construye una curva que tenga por
abscisas el número de golpes y por
ordenadas el contenido de agua; la
ordenada correspondiente a 25 golpes
determinará el límite líquido. Existe
un método simplificado que permite
determinar más rápidamente el límite
líquido con la suficiente aproximación;
experimentalmente se ha comprobado
que si se toman en escalas logarítmi-
cas ordenadas y abscisas, los puntos
representativos de las distintas deter-
minaciones están en línea recta, que
tiene una pendiente constante para
suelos del mismo origen; para suelos
de origen diferente la diferencia de
pendiente es muy reducida: su valor
medio es 0'121. Bastará en todo caso
determinar dos puntos, e incluso uno
sólo tomando la pendiente de la línea
aproximada, si no se quiere gran exac-
titud, para poder determinar el límite
líquido.
Se construye una curva "contenido
de humedad (%)", n.º de golpes. El lími-
te líquido es el contenido de humedad
expresado en tanto por ciento corres-
pondiente a 25 golpes.
5.2.- Límite plástico
El límite plástico es el contenido de
agua del suelo en el paso del estado
plástico al semisólido.
Plasticidad es la propiedad que tie-
ne el suelo húmedo de poder sufrir bajo
la acción de fuerzas exteriores defor-
maciones permanentes y más o menos
considerables sin desmoronarse.
Para determinarlo, se toma una
muestra de suelo con la cantidad de
agua precisa para que tenga la suficien-
te plasticidad y se deseca gradualmen-
te, preparando con ella un cilindro, que
se hace rodar con la palma de la mano
sobre una placa de cristal.
Cuando la desecación es tal que
un cilindro de unos 3 mm de diámetro
se quiebra y resquebraja en pequeños
trozos, se determina el tanto por ciento
de humedad, cuyo valor se denomina
límite plástico.
5.3.- Índice de plasticidad
El índice de plasticidad (IP) es la
diferencia numérica entre el límite líqui-
do (LL) y el límite plástico (LP). Define
los límites de humedad entre los que
el suelo puede moverse conservando
el estado plástico.
IP = LL-LP
En los suelos granulares no se
pueden determinar los límites de
Attemberg; son suelos no plásticos.
Los límites de Attermberg tienen un
significado indudable para dar una idea
del valor de la plasticidad del suelo y
de sus propiedades. Se utilizan para
clasificar los suelos.
En las arcillas inorgánicas, los valo-
res normales del límite líquido oscilan
entre 40 y 60, pudiendo llegar a 100;
en los de origen volcánico, como la
bentonita, pueden ser de 400 a 600.
Cuanto mayor es el límite líquido,
peores propiedades constructivas tiene
la arcilla. En los limos, el límite líquido
varía de 25 a 50. Los índices de plas-
ticidad de limos y arcillas varían de 5 a
40; los menores de 20 corresponden
a los limos. Hay arcillas tipo montmori-
llonita cuyo índice de plasticidad puede
ser mucho más alto.
6.- CLASIFICACIÓN DE SUELOS
L
a clasificación utilizada frecuente-
mente en la construcción de cami-
nos es la Highway Research Board.
En ésta, los suelos se dividen en
dos grupos: A y B. Los primeros son
suelos homogéneos de características
análogas en una considerable exten-
sión de terreno con relación a la obra.
Los suelos B son heterogéneos, con
características muy diferentes en luga-
res próximos.
Los suelos A se clasifican en ocho
grupos, y éstos se dividen en subgru-
pos. Una primera separación en mate-
riales granulares y materiales limo-arci-
Sólido Semisólido Plástico Semilíquido
o viscoso
Límite Límite Límite
de retracción plástico líquido
Cuchara de Casagrande y calibrado de la altura de
la cazoleta (Soler,1972)
Determinación gráfica del límite líquido (Soler,1972)
Procedimiento para la obtención del límite plástico
(Soler, 1972)
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60
n.
o
30, 2.
o
trimestre 2005
llosos se realiza atendiendo al porcen-
taje que pasa por el tamiz n.º 200.
Para utilizar correctamente la tabla
de la clasificación debe verificarse que
se ajusten los datos del suelo en cada
columna de arriba a abajo, comprobán-
dose columna a columna de izquierda a
derecha. La primera que cumpla todos
los requisitos nos da la denominación
del suelo y datos sobre su componente
principal y comportamiento como terre-
no de fundación. La columna A-3 está
situada delante de los suelos A-2 pre-
cisamente para permitir la búsqueda
ordenada de izquierda a derecha.
7.- EQUIVALENTE DE ARENA
E
l equivalente de arena de un suelo
es un ensayo relativamente sen-
cillo que da idea de la proporción de
elementos finos (que pasa por el tamiz
200) que contiene un suelo. Es un
ensayo de obra muy útil para conocer
rápidamente la calidad de material que
se va a emplear, inadecuado si tiene
excesiva cantidad de finos, o bien tener
una uniformidad granular apta para su
utilización.
Se realiza introduciendo la muestra
de suelo a ensayar en una probeta
cilíndrica y graduada de dimensiones
normalizadas que previamente se llena
con una solución tipo. Se mezcla bien
el suelo con la solución agitándolo,
se deja reposar veinte minutos, trans-
curridos los cuales la arena se habrá
depositado abajo, en la zona media
estará la arcilla y en la parte superior
la solución en exceso.
Leyendo en la probeta los niveles
de arena y arcilla, el equivalente de
arena (EA) será:
De esta fracción se toma como va-
lor el número entero más aproximado,
con valores entre 0 y 100. Valores al-
tos de la EA indican que existen pocos
finos; por el contrario, los valores bajos
significan la existencia de proporciones
fuertes de finos. Por ejemplo, EA>75
indica un material granular propio para
hormigones; EA<25 indica un suelo
plástico no utilizable por peligroso.
Tiene especial utilidad en el caso
de suelos granulares con pequeña
proporción de material plástico. En
ellos, la determinación de los límites
de Atterberg es muy difícil hacerla con
exactitud. El EA es menos útil cuando
se trata de identificar suelos plásticos,
mientras que en estos casos los lími-
tes de Atterberg son exactos.
8.- ENSAYO LOS ÁNGELES
P
ara las rocas que soportan directa-
mente los esfuerzos de superficie,
como la grava de los revestimientos,
se han desarrollado ensayos en los
que pueda tenerse en cuenta no sólo el
roce interior, sino también el desgaste
por el paso de los vehículos y los efec-
tos de choque que estos materiales
deben soportar.
En el ensayo americano Los Ángeles
se añaden al material bolas metálicas
que subiendo dentro de un cilindro por
la acción de un peine caen de nuevo
sobre las rocas, produciendo el efecto
de choque. El número y el peso de las
bolas varían según la naturaleza de la
muestra (6 a 12 bolas de 300 a 115 g).
Se hace el ensayo sobre 5 kg de mate-
rial, y el porcentaje de la pérdida total
en el tamiz n.º 12 (1'68 mm); después
de 500 vueltas de 30 r.p.m. da el coefi-
ciente LA, que es de 20 para las rocas
buenas y 50 para las mediocres.
La diferencia de peso entre las
muestra inicial y la retenida en el tamiz,
ya seca, P-P´, expresado en % del peso
inicial, es el coeficiente de desgaste
Los Ángeles.
Se utiliza para ello una máquina que
consiste en un cilindro de acero hueco
cerrado, que gira alrededor de un eje
horizontal que no penetra en su inte-
rior, y con una abertura para introducir
la muestra de árido cuyo desgaste se
desea conocer, lavado y seco.
Clasificación del terreno H.R.B.( Dal-Re Tenreiro, 2001)
Equivalente de arena
(Soler,1972).
Ensayo Los Ángeles ( Dal-Re Tenreiro, 2001)
background image
Asociación y Colegio Oficial de Ingenieros Técnicos Forestales
61
9.- COMPACTACIÓN
L
a compactación es un proceso en el
que, por medio de la aplicación de
esfuerzos mecánicos, se obliga a las
partículas del suelo a acoplarse entre
sí de forma que aumente su densidad.
Un terreno en estado natural o
acoplado (mediante terraplén) tiene en
general gran cantidad de huecos, su
resistencia es pequeña y se producen
asientos bajo la acción de las cargas.
Para obtener una buena "estabilidad"
es preciso apisonarlo, es decir, agru-
par sus elementos de manera que se
obtenga la densidad máxima.
Por otra parte, mediante apisonado
se obtiene generalmente la reducción
de las posibilidades de imbibición de
un suelo y, por tanto, su sensibilidad
al agua. Para el apisonado se utilizan
máquinas tales como los rodillos de
pata de cabra, neumáticos, vibradores,
etc., los cuales circulan por encima del
terreno. Después de un cierto número
de pasadas, la consolidación ya no
aumenta más.
Para obtener, con una máquina de-
terminada, un grado de consolidación
elevado, es preciso dar al terreno un
grado de humedad óptimo. Una pe-
queña cantidad de agua actúa como
lubricante y facilita la operación, un
exceso de agua impide la reabsorción
de los huecos. Se determina el grado
de humedad óptimo mediante el ensa-
yo Proctor; se opera en el laboratorio,
mediante una maza que cae sobre un
molde, al objeto de obtener una con-
solidación parecida a la que producen
las máquinas usadas corrientemente
(60.000 kg / m
3
para el ensayo Proctor
normal), sobre muestras con propor-
ción creciente de agua. Se traza la
curva (A) de las densidades secas, que
nos da la proporción de agua óptima,
la cual se procura luego obtener en la
obra durante el apisonado. El ensayo
Proctor modificado corresponde a un
apisonado más enérgico (270.000 kg
/m
3
) y da la curva (B).
Los suelos cuya curva Proctor tiene
poca curvatura (A) son preferibles a los
de línea angular (C), porque el éxito de
su apisonado queda menos afectado
por una pequeña variación en la can-
tidad de agua; en último término, una
escasez de humedad es mejor que un
exceso de ella.
En la obra se debe controlar fre-
cuentemente el apisonado midiendo:
-El porcentaje de agua (pesada an-
tes y después de la desecación, obteni-
da ésta generalmente por una combus-
tión al alcohol)
-La densidad seca (preparando una
muestra, para la cual se determina el
peso y el volumen)
AGRADECIMIENTOS
Agradecemos la colaboración de todas
aquellas personas que con sus sugerencias
y puntualizaciones, han hecho posible una
mejor realización del presente trabajo.
Curvas Proctor de distintos materiales
(Rojo López, J. y Martínez Muro, J.E., 1998)
Ensayos de compactación Proctor.
(Rojo López, J. y Martínez Muro, J.E., 1998)
CONCLUSIONES
E
n el presente artículo se han
revisado las características prin-
cipales de las rocas y los suelos
resultantes, así como su relación
directa con la construcción de vías
forestales, con especial referencia a
los ensayos habitualmente emplea-
dos para evaluar sus características
en las diferentes etapas que cons-
tituyen la realización de las obras
previstas.
Ensayo Proctor. Curva de densidades (Rojo López, J. y Martínez Muro, J.E., 1998)
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Escuela Técnica de Peritos de Montes,
M.E.C. 1962-1963.
-Soler, L. Apuntes de Vías Forestales,
E.U.I.T. Forestal,U.P.M. 1972.