SUBBALASTO. Ejecución y propiedades.

CONSIDERACIONES INICIALES.

El subbalasto constituye la capa superior de la plataforma sobre la que apoya el balasto y ubicada sobre la denominada capa de forma.

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Las funciones principales del balasto, que delimitan las características de la capa de subbalasto, son:

  •  Distribuir las presiones que transmite la vía al terreno, haciendo que sean admisibles para el subbalasto.
  • Permite el drenaje del agua de lluvia hacia capas inferiores.
  • Da estabilidad a la vía férrea.

Por lo tanto, la capa de subbalasto tiene que reunir unas características de capacidad portante y de drenaje bastante importantes.

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Como anécdota, también hay que indicar que tanto el Administrador de Infraestructuras Ferroviarias (ADIF) como el Ministerio de Fomento a través de la Dirección General de Ferrocarriles recogen en sus normativas y pliegos la consideración de “balasto“.

En cambio, la RAE acepta el término “balastro”, el cual personalmente me incomoda un poco cuando se lo escucho a algún técnico cualificado… 🙂

balastro.

1. m. balasto.

EJECUCIÓN.

 Tramos de prueba.

Según las especificaciones del PPTP de obras ferroviarias en España, el contratista debe ejecutar un tramo de ensayo en obra con cada tipo de material a utilizar como subbalasto. Este requerimiento es fundamental en cualquier obra y durante mis años en obra he visto multitud de tramos con serios problemas por no haber realizado pruebas iniciales con el material.

Siendo aún más sincero, he llegado a ver un lagarto cargado con varias toneladas de roca intentando compactar capas de subbalasto, por lo que ruego consideréis encarecidamente la ejecución de tramos de prueba.

La función del mismo sería la definición de un procedimiento constructivo indicando los medios de puesta en obra más adecuados que permitan alcanzar las exigencias de compactación exigidas para la capa.

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El tramo de prueba debe realizarse sobre un tramo de capa de forma previamente aprobado con una longitud mínima de 100 metros y un ancho igual al de plataforma. Si el mismo no se ejecutase sobre la capa de forma, la longitud puede disminuir a 50 metros.

Si el tramo ejecutado en traza consigue las exigencias para el mismo indicadas en el PPTP, el mismo puede ser aprobado, en caso contrario debe procederse a su demolición y retirada de la traza.

La información, que como  mínimo se debe recoger en el procedimiento es:

  •  Métodos utilizados en la carga y en el transporte de los materiales.
  • Número de tongadas y espesor de las mismas.
  • Metodología y medios de puesta en obra.
  • Métodos de humectación y aireación empleados para la obtención del grado de humedad óptimo.
  • Elección del tipo y número de compactadores a utilizar por equipo.
  • Velocidad y número de pasadas de cada máquina.

Compactación.

El subbalasto se suele comportar como una zahorra de muy buena calidad, por lo que suele ser muy efectiva la compactación por el lado húmedo, prácticamente rozando la saturación de la capa.

Utilizando este procedimiento, las mayores densidades se alcanzan aproximadamente a los 1-2 días de su compactación, una vez se haya secado la capa.

Os recomiendo si podéis acceder a ella, la publicación del antiguo MOPU denominada “Sistematización de los medios de compactación y su control”, de Diciembre de 1987.

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Ejecución.

Como es lógico, la capa solo se extenderá si previamente se ha comprobado y aceptado la capa anterior, denominada capa de forma.

La tolerancia en el nivel de la superficie de la plataforma, previamente al extendido de la capa de subbalasto, respecto al definido en los planos del proyecto, debe estar  comprendido en el intervalo (-30, +15mm).

El pliego de ADIF indica que la capa se deberá estaquillar con una separación máxima de 20 metros y una precisión de 1mm, a lo largo del eje y de ambos bordes.

Hoy en día se han instaurado en obra sistemas de nivelación automático 3D y sistemas de nivelación con GPS milimétrico en el uso de motoniveladoras, por lo que los requerimientos de estaquillado quizás estén quedando en desuso siempre y cuando las condiciones geométricas del acabado de la capa cumplan con lo exigido por el pliego.

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Para la extensión y compactación del subbalasto el pliego exige un equipo mínimo constituido por una  motoniveladora con equipo de nivelación por ultrasonidos, un camión cuba para el riesgo y rodillos compactadores.

Hoy en día se autoriza el extendido de dos capas de 15cm en vez de una única capa, debiéndose impedir la circulación de vehículos sobre el material sin compactar.

Las tolerancias para la superficie del subbalasto terminada, serán las siguientes:

  •  Nivel superior, en cualquier punto: ± 15 mm, respecto al definido en los planos del proyecto y medido según la vertical.
  •  Las variaciones (irregularidades) al aplicar una regla de 3 m de longitud, tanto paralela como perpendicularmente al eje del ferrocarril, no serán superiores a 10 mm.

Es decir, se debe garantizar el bombeo del 5% exigido para el correcto drenaje de la capa.

Referente a las tolerancias de acabado de la capa superior, y teniendo en cuenta que los requerimientos para la rasante de la vía ascienden a unos pocos milímetros, en el caso de que toda la capa hubiese quedado dentro del límite inferior de tolerancias, el coste en el montaje de vía sería:

El ancho aproximado de la capa de balasto es de 10,60 metros. En 10 km de longitud con un error de -15mm en la capa el volumen a mayores a ejecutar de balasto asciende a 1590m3

Tomando como precio para el balasto 21,25€, el montante asciende a 33.787€ de coste que debería absorber la empresa adjudicataria del montaje de vía, por lo que siempre antes del inicio de los trabajos de montaje de vía se procede a la comprobación de la rasante ejecutada hasta la fecha.

Terminación de la capa.

 Tras su terminación y refino, la capa de subbalasto debe quedar protegida para que mantenga sus características satisfactorias tras el control de calidad.

Se exige que la capa terminada y aprobada queda cerrada a la circulación de vehículos a través de cierres físicos, por lo que la ejecución de las mismas debería haber tenido una planificación previa a efectos de evitar reparaciones y actuaciones innecesarias.

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Con los pliegos actuales, en el caso de que sea necesaria la circulación de vehículos pesados sobre la capa terminada se exige la ejecución de un DTS sobre la capa.

Compactación.

 Para el control de la compactación se exige la realización de ensayos de placa de carga utilizando una placa de 300 mm de diámetro. Los requerimientos serán: EV2 ≥ 120 Mpa EV2/EV1 ≤ 2,2

También se exigen ensayos de densidad, divididos en “lotes”. La media de los seis valores de densidad a realizar en cada lote debe ser mayor o igual que el 100% de la densidad máxima del Proctor Modificado obtenida en ese lote. Hasta dos de los seis valores podrán dar un resultado inferior al 100%, pero siempre superior al 98% de dicha densidad máxima.

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Un clásico de obligada lectura es el artículo “COMPARACIÓN DE DIFERENTES MÉTODOS DE CONTROL DE COMPACTACIÓN DEL  SUBBALASTO ” realizado por integrantes del CEDEX y ADIF.

CARACTERÍSTICAS DEL MATERIAL

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Las características exigibles para el material en los pliegos de ADIF son:

  •  El subbalasto estará constituido por una grava arenosa bien graduada, con un pequeño porcentaje de elementos finos. El resultado deberá cumplir con el huso exigido para el mismo.
  •  Se comprobará que el 100% del material retenido en el tamiz nº4 es calificable como “triturado” y que procede del machaqueo y clasificación de piedra no caliza, extraída en cantera o en desmontes rocosos de la traza, o en yacimientos naturales de árido rodado silíceo.
  •  El subbalasto no podrá contener fragmentos de: madera, materia orgánica, metales, plásticos, rocas alterables, ni de materiales tixotrópicos, expansivos, solubles, putrescibles, combustibles ni polucionantes (desechos industriales).
  •  El contenido de materia orgánica, según Norma UNE 103204:1993, deberá ser inferior al 0,2 % en peso, de la fracción que pasa por el tamiz 2. Como anécdota, os indico que el contenido en materia orgánica de la tierra vegetal se encuentra en torno a un 2%, por lo que valores superiores al 0,2% no son en absoluto admisibles.
  •  El contenido en sulfatos deberá ser inferior al 0,2%  en peso, de la fracción que pasa por el tamiz 2.
  •  El coeficiente de uniformidad Cu = D60/D10, será mayor o igual que 14 (Cu ≥ 14).

El coeficiente de uniformidad se utiliza para evaluar la uniformidad del tamaño de las partículas de un suelo. Se expresa como la relación entre D60 y D10, siendo:

D60 = el diámetro o tamaño por debajo del cual queda el 60% del suelo, en peso.

D10 = el diámetro o tamaño por debajo del cual queda el 10% del suelo, en peso.

  •  El coeficiente de curvatura Cc = D302/ (D10 x D 60), estará comprendido entre 1,0 y 3,0(1,0 ≤ Cc ≤ 3,0).

Siendo Dx la abertura del tamiz por el que pasa el x % de la muestra.

Este coeficiente refleja la curvatura de la curva granulométrica. Los suelos bien graduados tienen valores de este coeficiente comprendidos entre 1 y 3.

  •  El equivalente de arena será mayor de 45, para la fracción que pasa por el tamiz 2. Este es un  índice representativo de la proporción y características de los finos que contiene un suelo granular o un árido fino.
  •  El coeficiente de desgaste de Los Ángeles (CLA)será < 28%. El resultado del ensayo es la diferencia entre el peso original de la muestra y su peso al final del ensayo, expresada en tanto por ciento del peso inicial.
  •  El coeficiente Micro-Deval Húmedo (MDH) será < 22%. Este ensayo está orientado a valorar el desgaste por frotamiento de las rocas.
  •  El coeficiente de permeabilidad vertical del subbalasto (K), compactado al 100% de la densidad máxima del Proctor Modificado, debe ser ≤ 10-6 m/s.

Se podrá prescindir del control de permeabilidad del material de la capa de subbalasto, siempre que la capa subyacente cumpla condiciones de capa de forma definidas en el Pliego.

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