¿Qué es la laterita?
Laterita (material de pavimento)
Definición
La laterita es un suelo tropical rico en óxidos de hierro y aluminio que los constructores de carreteras usan como grava en las capas de pavimento.
La revisión AFCAP (Netterberg, 2014) la describe como un suelo tropical formado por una meteorización avanzada. La meteorización elimina las bases y la sílice, y los óxidos de hierro y aluminio se acumulan. Esta página trata la laterita como material de pavimento. La página de capa de base trata la capa en general. La página de capa de rodadura trata la capa superior.
Laterita, suelo laterítico y plintita
La palabra tiene muchos significados. La revisión AFCAP dice que no existe una definición aceptada de forma universal. La geología, la edafología y la ingeniería usan cada una la suya. La edafología dejó de usar la palabra y emplea plintita en su lugar.
La revisión usa estos términos:
- Laterita. Un material fuertemente cementado con al menos 50 % de óxidos de hierro y aluminio como cemento.
- Suelo laterítico. Un material con alrededor de 20 a 50 % de ese cemento. Puede estar menos desarrollado, o el suelo original puede seguir dominando.
- Material laterítico. El término general para ambos. La revisión lo propone para los ingenieros de carreteras.
Otros nombres locales son murram en África Oriental, cabook en Sri Lanka y ferricrete en el sur de África. La revisión propone que los ingenieros de carreteras usen material laterítico como término general y no usen ferricrete.
Dónde se encuentra
La laterita se forma sobre todo en las zonas tropicales húmedas y subtropicales. Incluyen África, la India, el sudeste asiático, Australia, y Centroamérica y Sudamérica. Los cambios climáticos del pasado hacen que parte de la laterita esté fuera de los trópicos actuales (2.3.4).
Buchanan la describió por primera vez en la India en 1807. Estaba blanda en el suelo y se endurecía rápido al aire, así que los constructores la cortaban en ladrillos. El nombre viene de la palabra latina que significa ladrillo.
Por qué no supera los ensayos normales
La laterita a menudo no cumple los límites que las autoridades viales aplican a la grava, y aun así se comporta bien en servicio (4.1). La revisión AFCAP da estas razones:
- Granulometría. A menudo tiene huecos en la fracción de arena. El tamizado en masa lo exagera, porque la parte gruesa, rica en hierro, pesa más que la fina. La parte gruesa tiene una densidad relativa de 3,0 a 3,5 y la fina de unos 2,7. Una granulometría en volumen puede parecer mejor (3.2.1).
- Partículas porosas. Elevan todas las medidas de humedad, incluidos los límites de Atterberg.
- Tipo de arcilla. La caolinita es la arcilla principal. Tiene una red cristalina no expansiva, así que el material se hincha menos que con otras arcillas.
- Plasticidad y resistencia. Las lateritas suelen tener un índice de plasticidad de 15 a 20. Su CBR saturado suele estar por debajo del mínimo normal de 80 % (1.1).
- Preparación de las muestras. El trabajo normal de laboratorio rompe agregados de limo y arcilla que en la obra permanecen enteros (4.1).
Las propiedades que más importan son la granulometría, los límites de Atterberg, la resistencia de las partículas gruesas, y la compactación y la capacidad portante (3.2).
Criterios para una base de laterita
Charman (1988) propuso criterios para una base de grava laterítica bajo un revestimiento bituminoso delgado en los trópicos. La revisión AFCAP los recoge en la Tabla 4-2.
| Uso | Tránsito (millones de ejes equivalentes estándar) | CBR saturado | Índice de plasticidad, zonas tropicales húmedas | Índice de plasticidad, zonas semiáridas y áridas |
|---|---|---|---|---|
| Base de carretera secundaria | Menos de 0,3 | 45 o más | 12 o menos | 20 o menos |
| Base de carretera principal, rural y urbana | 0,3 a 1 | 65 o más | 10 o menos | 15 o menos |
| Base de carretera principal, rural y urbana | 1 a 3 | 80 o más | 6 o menos | 12 o menos |
| Subbase | Menos de 3 | 25 o más | 25 o menos | 25 o menos |
Charman da un valor de abrasión Los Ángeles de 65 % o menos para una base de carretera secundaria. Para las otras filas de base es de 50 % o menos. El CBR corresponde a muestras que estuvieron 4 días empapadas. Las muestras de base para un tránsito superior a 0,3 millones están al 100 % de la densidad de compactación modificada. Las demás, al 95 %.
La revisión dice que Charman propuso estas bases solo para carreteras de bajo volumen. Brasil usa suelos lateríticos de grano fino como base para hasta 1 500 vehículos al día y 5 millones de ejes equivalentes estándar (5.2). Main Roads Western Australia (MRWA, 2002) fija criterios para una base bajo un revestimiento bituminoso delgado. El CBR saturado es de 80 o más y el límite líquido es de 25 o menos. El dryback es de 85 % de la humedad óptima o menos (Tabla 4-10).
Espesor de una capa de laterita
La revisión AFCAP da criterios de material. No da el espesor de la capa. No encontramos ninguna norma de espesor específica para una capa de rodadura de laterita.
El manual FHWA sobre caminos de grava da una regla general para la grava. El espesor depende del número de camiones pesados y de la resistencia de la subrasante (Tabla 6). La tabla es para la grava en general y no para la laterita.
| Camiones pesados al día | Subrasante firme (CBR superior a 10) | Subrasante débil (CBR de 3 o menos) |
|---|---|---|
| 0 a 5 | 115 mm (4,5 in) | 165 mm (6,5 in) |
| 25 a 50 | 215 mm (8,5 in) | 370 mm (14,5 in) |
El manual dice que un camino de grava pierde grava superficial por el tránsito, la erosión y la lluvia. El diseño debe prever esa pérdida (A2). También da de 25 a 50 mm (1 a 2 in) como profundidad típica admisible de rodada en una carretera con superficie de árido. La página de subrasante trata la capa que fija la clase de CBR.
Una superficie de grava necesita un material distinto al de una base. La especificación de muestra del manual permite de 4 a 15 % que pasa por el tamiz n.º 200 en la grava de superficie. El índice de plasticidad es de 4 a 12. Para la grava de base permite de 3 a 12 % y un índice de plasticidad de 0 a 6. Los finos plásticos ligan la superficie.
Construcción
La revisión AFCAP, sección 5.2, recoge estas prácticas para bases de laterita:
- Compacte cerca de la humedad óptima. Una laterita compactada por debajo de la humedad óptima suele dar una superficie pobre y no alcanza su resistencia.
- Compacte a un grado alto. Un grado alto de compactación mantiene la resistencia cuando la laterita se moja.
- Cure la grava de baja plasticidad durante un día aproximadamente después de añadir el agua. Las arenas lateríticas pueden necesitar de 4 a 5 días.
- Rompa las partículas grandes de laterita concrecionada con un rodillo de rejilla. Las pavimentadoras trabajan mal porque segregan las partículas gruesas y las finas.
- Dé forma a la superficie para el drenaje. Retrase el sellado hasta que la base esté seca y la superficie firme. Esto puede tardar de 1 a 2 meses.
La laterita en un aeródromo
Ningún texto de la OACI, la EASA o la FAA que leímos menciona la laterita. No encontramos una especificación de aeródromo para ella. La base de agregado triturado de la FAA, ítem P-209, tiene estos límites (AC 150/5370-10H, 209-2.1):
- Una pérdida Los Ángeles de 45 % o menos.
- Al menos 90 % de las partículas con dos caras fracturadas, y 98 % con una.
- Un límite líquido del árido fino de 25 o menos y un índice de plasticidad de 5 o menos.
Estos límites son más estrictos que los criterios de carretera de arriba. Una capa de laterita en un pavimento aeroportuario necesita, por tanto, su propia justificación técnica. También necesita un informe de resistencia. Para aeronaves de 5 700 kg o menos, el Anexo 14 de la OACI (2.6.8) pide la masa máxima admisible de la aeronave y la presión de los neumáticos. Un ejemplo es 4 800 kg/0,60 MPa. Por encima de 5 700 kg usa el método ACR-PCR (2.6.2).
La página de pavimento trata las capas de un pavimento aeroportuario.
Preguntas Frecuentes
- ¿Qué es la laterita en un pavimento?
- La laterita es un suelo tropical rico en óxidos de hierro y aluminio que los constructores de carreteras usan como grava en las capas de pavimento. Se forma por una meteorización avanzada. La revisión AFCAP trata de su uso en la base y en la subbase de las carreteras.
- ¿Cuál es el espesor habitual de una capa de rodadura de laterita?
- Ninguna fuente que revisamos fija un espesor para una capa de rodadura de laterita. El espesor de una capa de grava depende del tránsito y de la resistencia de la subrasante. El manual FHWA sobre caminos de grava tiene un catálogo de Dakota del Sur. Da 115 mm (4,5 in) para 5 camiones pesados al día o menos sobre una subrasante firme. Para 25 a 50 camiones al día sobre una débil da 370 mm (14,5 in).
- ¿Puede usarse la laterita como base de carretera?
- Sí, con condiciones. La revisión AFCAP informa de bases de laterita que funcionan bien en carreteras de bajo y de alto volumen en Angola, Botsuana, Kenia, Malaui, Mozambique, Zambia y Zimbabue. Estos materiales a menudo no cumplen los límites tradicionales, así que estas carreteras usan especificaciones escritas para la laterita.
- ¿Qué CBR necesita una base de laterita?
- Charman (1988), citado en la revisión AFCAP, fija un CBR saturado de al menos 45 % para la base de una carretera secundaria. Es de al menos 65 % para 0,3 a 1 millón de ejes equivalentes estándar y de al menos 80 % para 1 a 3 millones. La subbase necesita al menos 25 %. El mínimo tradicional para una base es 80 %.
- ¿Es la laterita lo mismo que el suelo laterítico o la plintita?
- No, pero los términos se solapan. La revisión AFCAP define la laterita como un material con al menos 50 % de óxidos de hierro y aluminio como cemento. El suelo laterítico tiene entre 20 y 50 %. La plintita es el término edafológico que sustituyó a la laterita. Los ingenieros de carreteras usan material laterítico como término general para los tres.
- ¿Por qué la laterita no supera los ensayos normales de materiales para carreteras?
- Sus partículas son porosas y su granulometría tiene huecos. La revisión dice que las lateritas suelen tener un índice de plasticidad de 15 a 20 y un CBR saturado por debajo del mínimo de 80 %. Las partículas porosas elevan todos los contenidos de humedad, incluidos los límites de Atterberg. La preparación de las muestras en laboratorio también rompe agregados que en la carretera permanecen enteros.
- ¿Permiten la OACI, la EASA o la FAA la laterita en un aeródromo?
- Ningún texto de ellas que hayamos leído menciona la laterita. La base de agregado triturado de la FAA, ítem P-209, limita el índice de plasticidad del árido fino a 5. Limita la pérdida del árido grueso en el ensayo Los Ángeles a 45 %. Por tanto, una capa de laterita en un pavimento aeroportuario necesita su propia justificación técnica.
Referencias
- afcap-gen-124-laterite
- Review of Specifications for the Use of Laterite in Road Pavements (Contract AFCAP/GEN/124) InfraAfrica (Pty) Ltd and F. Netterberg (CSIR), for the Africa Community Access Programme (AFCAP), funded by the UK DFID
- fhwa-gravel-roads-manual
- Gravel Roads Maintenance and Design Manual South Dakota LTAP for the FHWA (K. Skorseth and A. A. Selim)
- faa-ac-150-5370-10h
- AC 150/5370-10H, Standard Specifications for Construction of Airports FAA
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