introducción a la mecánica de suelos no saturados en vías terrestres

Introducción a la mecánica de suelos no saturados en vías terrestres
3.2.5.1 Pavimentos sobre suelos expansivos
La construcción de un pavimento supone, en general, un incremento de humedad de los suelos del
terraplén o terreno natural por varios motivos (Alonso, 1998):
a) Cesa la evapotranspiración de la cubierta vegetal. En climas áridos y semiáridos la transpiración
vegetal es responsable del mantenimiento de las succiones en las capas superiores del terreno. La
evaporación directa del suelo, aunque es más reducida y confinada a un delgado espesor superficial
también queda reducida.
b) El pavimento, sobre todo si es de concreto hidráulico, permite la entrada fácil del agua a través de
las grietas y capas granulares de base.
El incremento de humedad asociado a estos fenómenos hace disminuir la succión original del agua y
por tanto tiende a producir la expansión del suelo. La succión de los metros superiores de suelo en
climas semiáridos y subhúmedos puede ser muy elevada. Está controlada por muchos factores (clima,
tipo de suelo, tipo y densidad de vegetación y posición del nivel freático). Difícilmente, sin embargo, se
darán en climas semiáridos condiciones “hidrostáticas” por encima del Nivel Freático (NF). En
ausencia de niveles freáticos, con mayor razón aún, la succión puede permanecer alta de forma
indefinida. En la Fig. 3.12 se reproducen las variaciones de succión medidas en Gallup, Nuevo México
(U.S.A.) en un periodo de 9 meses (McKeen, 1980). En este lugar se puede identificar una capa
“activa” de 1.50m sobre un perfil profundo de arcilla con alta succión (PF = 4.3 a 4.4) superior a la
succión de marchitamiento comúnmente aceptada (PF = 4.2). El potencial de expansión de un perfil de
arcilla, cuando se alteran sus condiciones naturales (incluyendo su cobertura vegetal), está poco
relacionado con las medidas estacionales de expansión. En efecto, la vegetación puede mantener
succiones elevadas incluso en periodos húmedos y controla la infiltración real hacia capas inferiores. A
este respecto son significativas las medidas de expansión a lo largo del tiempo cuando se reemplaza la
cubierta vegetal por capas continuas (permeables o impermeables), o bien si simplemente se elimina la
vegetación.
La mayor capacidad para humedecer el suelo expansivo de manera irreversible y por tanto para
provocar la máxima expansión, se consigue con una capa superficial de arena. Es interesante
comprobar que bajo las áreas sin vegetación se produce también un incremento significativo de la
humedad (similar al que se obtiene con una cubierta permeable). La expansión es siempre creciente, lo
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