Estudio, análisis y diseño de secciones permeables de firmes para vías urbanas con un comportamiento adecuado frente a la colmatación y con la capacidad portante necesaria para soportar tráficos ligeros

Tesis Doctoral
ESTUDIO, ANÁLISIS Y DISEÑO DE SECCIONES PERMEABLES DE FIRMES PARA VÍAS URBANAS CON UN COMPORTAMIENTO ADECUADO FRENTE A LA COLMATACIÓN Y CON LA CAPACIDAD PORTANTE NECESARIA PARA SOPORTAR TRÁFICOS LIGEROS
(STUDY, ANALYSIS AND DESIGN OF PERMEABLE SECTIONS OF PAVEMENTS FOR URBAN ROADS WITH AN APPROPRIATE BEHAVIOUR FACING BLOCKAGE AND THE NEEDED BEARING CAPACITY TO SUPPORT LIGHTTRAFFIC)

Autor JORGE RODRÍGUEZ HERNÁNDEZ

Directores DANIEL CASTRO FRESNO MIGUEL ÁNGEL CALZADA PÉREZ

Santander, Mayo de 2008

Tesis Doctoral
ESTUDIO, ANÁLISIS Y DISEÑO DE SECCIONES PERMEABLES DE FIRMES PARA VÍAS URBANAS CON UN COMPORTAMIENTO ADECUADO FRENTE A LA COLMATACIÓN Y CON LA CAPACIDAD PORTANTE NECESARIA PARA SOPORTAR TRÁFICOS LIGEROS

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RESUMEN
Los firmes permeables formanparte de la tendencia de construcción sostenible como uno de los Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible (SUDS) más completos. Los firmes permeables son secciones compuestas de varias capas de materiales de construcción que permiten el paso del agua a través suyo, desde la superficie hasta la explanada, y en conjunto ofrecen la capacidad portante necesaria para resistir un tráfico determinado. Laclasificación de los firmes permeables se puede realizar atendiendo al tipo de pavimento permeable: discontinuos (adoquines con ranuras y césped o grava con refuerzos) o continuos (mezcla bituminosa porosa y hormigón poroso); o atendiendo a la gestión que se realice del agua infiltrada: infiltración al terreno, almacenamiento o drenaje diferido. Los principales inconvenientes de los firmespermeables son dos: la colmatación que pone en peligro su funcionalidad y la degradación de los materiales que amenaza su durabilidad. Las secciones de firmes permeables propuestas se han obtenido como combinación de dos tipos de pavimentos permeables: adoquines y mezcla bituminosa porosa; con dos tipos de áridos empleados en las capas granulares inferiores: caliza de cantera y reciclado de residuos deconstrucción y demolición. Para estudiar la capacidad de infiltración en laboratorio, se ha desarrollado el ensayo de resistencia a la colmatación con el Infiltrómetro Cántabro Fijo (ICF). Este ensayo es una herramienta eficaz para la caracterización de diferentes tipos de pavimentos permeables, exponiéndolos a un aporte conocido de agua, variando el estado de colmatación y la inclinación de lasuperficie. De los resultados obtenidos del ensayo de pavimentos de adoquines con ranuras se extrae que la geometría de las mismas debe ser estrecha y alargada para que actúen a modo de tamiz impidiendo la entrada del sedimento al firme permeable. Con todo, una vez el sedimento ha sido compactado en el interior de las ranuras, es muy difícil recuperar la capacidad de infiltración del pavimentomediante un barrido superficial. Por su parte, el pavimento de mezcla bituminosa porosa debe asegurar una permeabilidad creciente con la profundidad, con la superficie a modo de filtro evitando la colmatación en profundidad. De este modo el barrido superficial permite recuperar la permeabilidad inicial del asfalto poroso. Además, para estudiar la capacidad de infiltración en campo, se ha desarrollado elInfiltrómetro Cántabro Portátil (ICP), el cual permite identificar claramente cualquier tipo de superficie, permeable o impermeable, así como su capacidad de infiltración. Respecto a la degradación de los materiales, se ha analizado la afección de los vertidos de hidrocarburos sobre mezclas bituminosas porosas fabricadas con distintos tipos de betunes. Así, los resultados indican que un betúnmodificado con polímeros asegura una adecuada resistencia a los derrames de hidrocarburos medios. Por último, los modelos de firmes permeables construidos en el Laboratorio (FIDICA), en el Campus de Santander de la Universidad de Cantabria y en el aparcamiento experimental de la Guía en Gijón, han permitido comprobar como los pavimentos de mezcla bituminosa porosa combinados con áridos reciclados...