Resumen de Criterios para determinar la degradabilidad y durabilidad de las rocas arcillosas y su aplicación en excavaciones y desmontes
Este trabajo surge a raíz de la observación de patologías en taludes de carretera excavados en rocas arcillosas. Los taludes excavados en las carreteras y vías que cruzan rocas arcillosas experimentan procesos de degradación de forma más o menos rápida. Este hecho tiene una incidencia económica en el mantenimiento de la red viaria y también sobre la seguridad de la misma.
Las rocas arcillosas son el tipo más común de rocas sedimentarias, y en nuestra geografía se presentan con frecuencia, alternando con bancos de areniscas y calizas bien cementadas. Actualmente no se dispone de una clasificación completa y coherente que considere la transición entre los sedimentos y las rocas arcillosas. Tampoco existe un ensayo estándar o criterio que evalúe el potencial de degradación de las rocas arcillosas y su comportamiento en obra, ni su grado de evolución El objetivo global de la presente tesis es la obtención de un procedimiento de caracterización de las rocas arcillosas y su degradabilidad potencial.
En primer lugar se ha revisado las clasificaciones existentes y propone una nueva clasificación de las rocas arcillosas basada en criterios petrológico-texturales. Con el objeto de caracterizar las rocas arcillosas y realiza r ensayos, se han llevado a cabo dos campañas de caracterización de campo y de toma de muestras, sobre distintos taludes en Catalunya y en Euskadi. A partir de los datos obtenidos se ha elaborado clasificación de taludes excavados en función de la intensidad de los procesos de alteración y degradación de su superficie. Los taludes se han agrupado en cinco categorías. El objetivo de este inventario es validar los índices de degradabilidad de las rocas obtenidos en el laboratorio, y por otra parte validar la clasificación textural de las rocas blandas y su potencialidad para predecir su degradabilidad y la erosionabilidad en los desmontes.
Se ha caracterizado la durabilidad de las muestras obtenidas utilizando el ensayo Slake Durability Test (SDT). Se han realizado ensayos SDT sobre tres grupos de muestras: a) muestra intacta, b) muestra envejecida en 15 ciclos de congelación, c) muestra envejecida en 15 ciclos de humectación. En cada muestra se han llevado a cabo cinco ciclos de ensayo SDT. Se ha observado que los ensayos SDT, no son suficientes por ellos mismos, para predecir el comportamiento de los desmontes en campo. Los resultados, sugieren que el SDT debería considerar la pérdida de la fracción granulométrica de 12,5 mm para reproducir adecuadamente la degradación de la roca. Los mejores resultados se obtienen mediante la combinación del SDT, realizando al menos 4 ciclos de ensayo, sobre muestra intacta y sobre muestra envejecida en ciclos de congelación.
Por otra parte, las muestras han sido caracterizadas mineralógicamente y químicamente mediante microscopia óptica en lámina delgada, Fluorescencia de rayos X, Difracción de rayos X según el método de polvo (DRX) y agregados orientados. Las fases minerales se han cuantificado según el método de Rietveld. Se ha determinado el contenido en carbonato mediante calcimetría de Bernard. Se ha determinado el volumen de poros mediante porosimetría de adsorción de nitrógeno, con el método BJH, y la densidad en picnometria de helio, para determinar la porosidad de las muestras. De la relación entre el volumen de poros y el volumen de las muestras se obtiene la porosidad. Los procedimientos utilizados para caracterizar las muestras desde el punto de vista petrológico-textural proporcionan resultados consistentes.
La nueva clasificación de las rocas arcillosas, a nuestro entender, tiene una mejor aplicación en la caracterización geológica y geomecánica del terreno. Por otra parte, se ha demostrado que una correcta caracterización petrográfica-textural de las rocas arcillosas permite predecir razonablemente cuál va a ser el comportamiento del talud a medio-largo plazo, frente a los procesos superficiales de erosión y degradación.
