Se presenta una metodología racional, basada en experimentos factoriales, en conceptos de la Mecánica de Suelos No Saturados, y en la experiencia práctica de diseño y control, para análisis de densificación y resistencia de geomateriales, esto es, suelos, mezclas, y mezclas asfálticas, compactados. Esta metodología, que se comenzó a desarrollar desde 1998 por F.J. Sánchez-Leal.
Se fundamenta en tres aspectos esenciales, que son: la clasificación cuantitativa, que resume las características de un suelo en un valor numérico único en una escala continua, el potencial de densificación, que estudia la probabilidad de que el geomaterial alcance una densidad en un rango de contenidos de agua, o de asfalto, bajo una energía de compactación particular, y en la relación entre el contenido de agua/asfalto, la densidad, y la respuesta del geomaterial, ya sea de resistencia, deformabilidad, módulos, etc., bajo las condiciones particulares de un experimento. Hasta ahora se han desarrollado tres de las siete fases de la concepción inicial del RAMCODES, por lo que su culminación es un rico campo de investigación, de la cual esta publicación constituye un apoyo fundamental. Tal como se demuestra en esta publicación, RAMCODES ha demostrado tener aplicación exitosa en el control de la variación de la producción de geomateriales (v.g. mezclas asfálticas), en el diseño, en el control de colocación, y en la revisión de estructuras de pavimentos. RAMCODES relaciona el diseño con el control de campo sin dejar lugar a las típicas incongruencias que tiene la metodología tradicional. A través de cartas de control que resumen especificaciones y conceptos, RAMCODES relaciona la teoría y la práctica de una manera sencilla sin menoscabar la formalidad, permitiendo que el ingeniero común tenga acceso a los conceptos mecanicistas más avanzados.
En esta publicación se presenta a RAMCODES, acrónimo de RAtional Methodology for COmpacted geomaterial’s DEnsification and Strength analysis, o Metodología Racional para el Análisis de Densificación y Resistencia de Geomateriales Compactados. Esta metodología ha sido desarrollada por F. J. Sánchez-Leal desde 1998 en siete fases. La fase uno está dedicada por una parte, a la clasificación de geomateriales (i.e. suelos, mezclas asfálticas, y por otra, a la determinación de su potencial de densificación (Sánchez-Leal, F.J., 2000a, y 2002a). La fase dos trata sobre el estudio de la relación humedad, densidad, y resistencia (i.e. CBR) en suelos compactados (Sánchez-Leal, 2002b).
Las fases tres, programada para el análisis de resistencia con equipo sofisticado, y cuatro, programada para el estudio de cambio volumétrico bajo hidratación, todavía no han sido desarrolladas. La fase cinco está dedicada al análisis de mezclas asfálticas (Sánchez-Leal, F.J., 2002c). Finalmente, se está trabajando actualmente en las fases seis, dedicada al desarrollo de un software para facilitar la implementación de RAMCODES, y siete, dedicada al desarrollo de una metodología estadística de control de calidad. RAMCODES se fundamenta en tres aspectos esenciales, que son: la clasificación cuantitativa, que resume las características de un suelo en un valor numérico único en una escala continua, el potencial de densificación, que estudia la probabilidad de que el geomaterial alcance una densidad en un rango de contenidos de agua, o de asfalto, bajo una energía de compactación particular, y en la relación entre el contenido de agua/asfalto, la densidad, y la respuesta del geomaterial, ya sea de resistencia, deformabilidad, módulos, etc., bajo las condiciones particulares de un experimento.
Según se demuestra en esta publicación, RAMCODES tiene significativas aplicaciones en materia de geomateriales compactados. En el área de suelos compactados, la clasificación cuantitativa permite anticipar comportamientos de densificación y resistencia, lo que facilita las labores de preselección de bancos de material. También, la clasificación cuantitativa, a través de factor característico, sirve como parámetro para evaluar la variabilidad del material de suelo durante la explotación de bancos. Debido a que están fundamentados en un experimento diseñado bajo una concepción factorial, los mapas de resistencia son de gran utilidad en el estudio del comportamiento del suelo, asociando los conceptos de Mecánica de Suelos No Saturados, tales como la trabazón entre partículas, y la succión, a variables que son comúnmente manejadas y medidas en campo y laboratorio, tales como el contenido de agua y el peso unitario seco. Estos mapas se transforman también en cartas de control para garantizar que en campo se compacte el material en las condiciones previstas durante el diseño.
Adicionalmente, los mapas sirven para guiar al especialista en estudios de patología para representar los estados del suelo luego de la fabricación de la estructura, y luego de la falla. Una de las aportaciones más significativas de RAMCODES al control de calidad de compactación es demostrar que, con la metodología tradicional basada en el alcance de un nivel mínimo de densificación y en ensayos de CBR bajo hidratación, se cometen serios errores que bien podrían acarrear fallas en las estructuras de pavimento, o bien podrían cargar al constructor con innecesarios retrasos que redundarían en importantes implicaciones económicas. En mezclas asfálticas, a través de la implementación de mapas de resistencia y de una construcción gráfica original llamada “polígono de vacíos” (Sánchez-Leal, F.J., 2002c) que define un área donde se cumplen todas las especificaciones de vacíos, la aplicación más significativa es que se demuestra que la metodología tradicional de control de calidad de compactación está divorciada de la metodología de diseño por lo que se estarían aceptando lotes de mezcla asfáltica compactada que en realidad son deficientes y podrían acarrear fallas.
La completación de las fases de desarrollo de RAMCODES constituye un significativo campo de investigación en materia de geomateriales compactados, y lo que se lleva desarrollado representa un estupendo fundamento para futuras investigaciones.
Este trabajo fue desarrollado en la Coordinación de Infraestructura del Instituto Mexicano del Transporte por los investigadores M. en I. Freddy Sánchez-Leal de la Fundación Instituto de Investigaciones Científicas SOLESTUDIOS de Coro, Venezuela; Dr. Paul Garnica Anguas, M. en I. José Antonio Gómez López y M. en C. Natalia Pérez García del Instituto Mexicano del Transporte.
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