POLESTIRENO EXPANDIDO APLICADO COMO SUSTITUTO DE RELLENO EN LA
CONSTRUCCIÓN DE CARRETERAS
El uso de EPS en forma de bloques no es
reciente, países como Noruega, Estados Unidos, Japón, Malasia y Alemania, entre
otros, se han utilizado con éxito en muchas aplicaciones geotécnicas. La
primera aplicación de bloques geotécnicos EPS se produjo en Noruega en el año
1972 a través de la construcción de terraplenes para carreteras construidas
sobre suelos altamente compresibles. Más tarde, será utilizado por más países
para este campo de la geotecnia como se muestra en la siguiente tabla.
País
|
Inicio del uso del
Geofoam
|
Noruega
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1972
|
Estados Unidos
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1988
|
Japón
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1985
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Malasia
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1989
|
Alemania
|
1994
|
Debido al uso creciente de
poliestireno expandido en aplicaciones geotécnicas, el número de
investigaciones sobre sus propiedades y comportamiento también ha aumentado.
Estas investigaciones han incluido pruebas para la determinación de propiedades
mecánicas en condiciones de laboratorio y el desarrollo de modelos de
comportamiento.
Gordon
R.Keller encontró que con el uso del poliestireno
expandido obtuvo ahorros de costos significativos y
mejoras en el diseño y, finalmente, en el rendimiento de las vías con el uso
creciente de geosintéticos en drenajes subterráneos, refuerzo de subrasante,
estructuras de retención reforzadas con geosintéticos y un mejor control de la
erosión.
Y.Z. Beju a y J.N. Mandal b pusieron a
prueba las propiedades del poliestireno expandido absorción
de agua, la prueba de resistencia a la compresión, la prueba de resistencia a
la flexión y la prueba triaxial.
JUSTIFICACIÓN
Para construir una carretera en un terreno
de baja resistencia, debe tenerse en cuenta el hecho de que toda la carga
deforma las capas de suelo blando. De acuerdo con el grosor de estas capas
suaves, el proceso de deformación puede prolongarse durante años. La baja resistencia
a la cizalladura de este tipo de suelo también implica la necesidad de evitar
posibles cargas concentradas, de lo contrario, estas capas pueden moverse
lateralmente. Para construir una estructura que sufra un hundimiento mínimo en
un terreno en malas condiciones, es necesario que prácticamente no se aplique
ninguna carga adicional, es decir, que el peso del material utilizado para
rellenar sea extremadamente reducido para equilibrar cargas de relleno,
reemplazando el material de relleno muy pesado por EPS Geofoam asegurando que
el peso de la estructura del pavimento es solo que actúa sobre el terreno
blando.
Debido a su baja densidad (peso ligero), EPS
Geofoam no genera mayores esfuerzos y debido a su baja relación de Poisson
(0.08 a 0.17 en zona elástica), el empuje es prácticamente inexistente, lo que
permite menos exigencia y por lo tanto diseños estructurales más económicos. Actúa
disminuyendo las cargas finales en estructuras enterradas, obteniendo ahorros
directos de materiales, permitiendo estructuras menos exigentes o modificaciones
especiales en la estructura. El EPS se pandeará disipando la fuerza del suelo,
hasta que sea soportado por la estructura misma.
En las construcciones de carreteras en zonas
de laderas, la aplicación del método constructivo “Geofoam” presenta muchas
ventajas a nivel de construcción que permite el trabajo de extensión de
carreteras existentes en zonas habitadas, causando daños mínimos por
asentamientos en edificios existentes, con factores de seguridad obtenidos superiores
en los rellenos livianos.
DESCRIPCIÓN DEL
PROBLEMA
Uno de los problemas más comunes que existen
en la mayoría de las vías de tránsito para vehículos particulares, son “los
baches” los cuales son formados a partir de una deformación en las capas del
suelo debajo del cemento asfáltico, en éste caso el relleno que se utiliza.
Otro punto importante a tratar es el impacto ambiental que se ocasiona al
extraer “relleno” para la pavimentación de vías, ya que muchas veces o en su
mayoría es extraído de la explotación de cerros que están fuera de los límites
de la ciudad, los cuales albergan flora y fauna que en algunos casos son
endémicos del estado y/o municipio.
Esto sin mencionar que se tiene un alto
costo en la extracción del denominado relleno.
