Drenaje de subrasante de carreteras

Geotextil no tejido para filtración en drenaje de subrasantes de carreteras                                          

Descripción general del proyecto

El Proyecto de Ampliación de la Carretera Northridge, con una extensión de 18 kilómetros en una región montañosa propensa a fuertes lluvias estacionales, enfrentó graves problemas de estabilidad de la subrasante y anegamiento. El suelo de la subrasante estaba compuesto de arena fina y arcilla limosa, propensa a la pérdida de partículas y a la obstrucción de los sistemas de drenaje al exponerse al agua. Para proteger la estructura de la subrasante, prevenir la erosión del suelo y garantizar la eficiencia del drenaje a largo plazo, se adoptaron geotextiles de polipropileno no tejido como solución de filtración principal para la red de drenaje lateral del proyecto.

Selección de geotextiles y requisitos técnicos

Después del análisis de la composición del suelo y las pruebas de rendimiento hidráulico, el proyecto seleccionó geotextiles no tejidos punzonados con agujas de 300 g/m² con las siguientes propiedades clave:

• Permeabilidad: ≥5×10⁻³ cm/s (lo que garantiza una rápida infiltración de agua)

• Tamaño de apertura efectiva (EOS): 0,15-0,25 mm (retiene partículas finas de tierra y permite el flujo de agua)

• Resistencia a la tracción: ≥18 kN/m (MD/TD) (soportando asentamientos del subsuelo y tensiones de construcción)

• Resistencia química: Resistente a los ácidos del suelo, a los álcalis y a la degradación microbiana.

Escenario de aplicación y proceso de implementación

Los geotextiles se utilizaron principalmente en las zanjas de drenaje laterales de la carretera (instaladas a lo largo de los arcenes de la subrasante) y debajo de la capa base de agregado, siguiendo estos pasos:

1. Preparación de la zanja: Las zanjas de drenaje excavadas (50 cm de ancho × 60 cm de profundidad) se nivelaron y compactaron para eliminar rocas afiladas y escombros.

2. Revestimiento geotextil: Se colocaron geotextiles no tejidos para revestir completamente las zanjas, con solapes de 20 cm en las juntas para evitar huecos. El geotextil se extendió 15 cm más allá de los bordes de la zanja para cubrir la superficie de la subrasante adyacente.

3. Colocación de agregados: Se colocó grava clasificada de 40 cm de espesor (tamaño de partícula de 10-20 mm) sobre el geotextil como medio de drenaje, asegurando una distribución uniforme sin dañar el geotextil.

4. Sellado y relleno: El geotextil se dobló sobre la capa de grava para formar una estructura de "bolsa", impidiendo que las partículas de tierra penetraran en el árido. Posteriormente, las zanjas se rellenaron con tierra de subrasante compactada.

Resultados del proyecto y beneficios de rendimiento

Desde la inauguración de la autopista en 2022, el sistema de filtración geotextil ha ofrecido resultados excepcionales:

• Retención eficaz del suelo: No se detectó obstrucción de la capa de drenaje de grava. La inspección posterior demostró que el geotextil retuvo con éxito el 99 % de las partículas finas del suelo, permitiendo a la vez un flujo de agua sin obstrucciones.

• Mayor eficiencia de drenaje: el sistema de drenaje lateral reduce el contenido de agua del subsuelo en un 65 % dentro de las 24 horas posteriores a fuertes lluvias, lo que elimina el encharcamiento y minimiza el riesgo de ablandamiento del subsuelo.

• Mayor estabilidad de la subrasante: El efecto de refuerzo del geotextil (reduciendo el desplazamiento del suelo) ha reducido el asentamiento del pavimento en un 80% en comparación con secciones sin filtración de geotextil, extendiendo la vida útil de la carretera en aproximadamente 10 años.

• Ahorro de costos: al evitar el mantenimiento del sistema de drenaje y las reparaciones del subsuelo, el proyecto ahorró aproximadamente $420,000 en los primeros dos años de operación, con reducciones de costos del ciclo de vida a largo plazo del 30% en comparación con los métodos de filtración tradicionales (por ejemplo, esteras de paja o grava sin filtrar).

Conclusión

Este caso destaca el papel fundamental de los geotextiles no tejidos en la filtración y el drenaje de subrasantes de carreteras. Al separar eficazmente las partículas del suelo del medio de drenaje, el geotextil garantiza un drenaje sostenible, protege la integridad de la subrasante y ofrece importantes beneficios económicos y operativos. Sirve como modelo replicable para proyectos de infraestructura en zonas con suelos problemáticos y alta pluviosidad.