¿Qué es la subrasante?

La subrasante es la capa de suelo que forma la fundación de una sección de pavimento.

La subrasante se encuentra debajo de la subbase, la capa de base y la capa de rodadura. Soporta la carga que estas capas reparten. Las tensiones de carga disminuyen con la profundidad, por lo que la tensión de control en la subrasante suele estar en su parte superior. Las capas de encima deben reducir esta tensión a un valor que no cause una distorsión o un desplazamiento excesivo del suelo de la subrasante (AC 150/5380-6C de la FAA).

La AC 150/5320-6G de la FAA nombra la subrasante como una de las cuatro partes igual de importantes de un pavimento de aeropuerto. Las otras tres son los materiales de pavimentación, las cargas aplicadas y el clima.

Cómo se describe la resistencia de la subrasante

• Valor Soporte California (CBR). Un ensayo de penetración según la ASTM D1883. Un CBR de 15 significa que el suelo ofrece el 15 por ciento de la resistencia de una piedra caliza triturada estándar. El ensayo de laboratorio usa material del sitio, remoldeado a la humedad y la densidad de la construcción, y saturado. Una cimentación de pavimento tiende a llegar casi a la saturación total después de unos 3 años, y el ensayo saturado representa esa condición. En la grava, el ensayo suele dar valores demasiado altos, por eso el procedimiento de diseño de la FAA limita E a 50 000 psi (CBR 33).
• Módulo elástico (E). Para un suelo de grano fino y no expansivo, E en psi es unas 1 500 veces el CBR. En MPa, E es unas 10 veces el CBR. La AC llama a esta relación aproximada.
• Módulo de reacción de la subrasante (k). Un ensayo de carga con placa según la AASHTO T 222 da k para el diseño de pavimento rígido. La placa mide 30 pulgadas (762 mm) de ancho.
• Categoría de subrasante para el ACR-PCR. La resistencia informada usa cuatro categorías definidas por E. La A es de 150 MPa o más. La B es de 100 a menos de 150. La C es de 60 a menos de 100. La D es menor de 60. La categoría forma parte del informe PCR (Anexo 14 de la OACI, volumen I, AC 150/5335-5D de la FAA).

Cómo mejorar una subrasante débil

• Si la resistencia media de la subrasante es menor que CBR 5 (E de unas 7 500 psi), la AC recomienda una mejora. El diseñador puede usar métodos químicos o mecánicos, o reemplazar el suelo.
• Si es menor que CBR 3 (E de unas 4 500 psi), la AC dice que hay que mejorar la subrasante mediante estabilización o reemplazo.
• La AC también dice que hay que considerar la estabilización en estos casos:
  • el drenaje es malo
  • actúan las heladas
  • el agua inunda la zona de vez en cuando
  • se necesita una plataforma de trabajo estable
• El uso más común de un geosintético en aeropuertos es evitar que los finos pasen a la capa de base. La FAA no permite una estructura de pavimento más delgada por ningún geosintético.

Para la compactación, FAARFIELD calcula la profundidad y la densidad que necesita la subrasante. Usa la ASTM D698 para aeronaves de menos de 60 000 lb (27 200 kg) y la ASTM D1557 para aeronaves de 60 000 lb o más. La especificación de construcción, el ítem P-152, exige que el material esté dentro de más o menos 2 por ciento de la humedad óptima antes de compactarlo con rodillo.

Heladas, hinchamiento y agua

La acción de las heladas puede causar un levantamiento no uniforme y una pérdida de resistencia del suelo durante el deshielo de primavera. La AC clasifica los suelos en grupos de helada FG-1 a FG-4. Los suelos FG-4, que incluyen los limos, son los más susceptibles.

Los suelos arcillosos con un límite líquido mayor que 40 y un índice de plasticidad mayor que 15 pueden hincharse. La AC exige un tratamiento si un suelo compactado 2 a 3 por ciento por encima de la humedad óptima se hincha más de 3 por ciento en el ensayo ASTM D1883.

La AC recomienda una capa de drenaje para pavimentos que sirven a aeronaves de más de 60 000 lb. También la recomienda donde hay mucha agua bajo la superficie y donde la permeabilidad del suelo es menor que 20 pies/día. Una capa eficaz drena el 85 por ciento en 24 horas bajo pistas y calles de rodaje. Bajo plataformas drena el 85 por ciento en 10 días.

Señales en la superficie del pavimento

Los manuales PAVER relacionan algunos deterioros superficiales con la subrasante:

• Una depresión puede venir del asentamiento del suelo de cimentación. El agua se encharca en ella, y en una pista puede causar hidroplaneo.
• Una rodera se debe a una deformación permanente de cualquier capa, incluida la subrasante.
• Un hinchamiento suele deberse a la acción de las heladas en la subrasante o a un suelo expansivo.
• El bombeo en un pavimento de hormigón deja manchas y material de la base o de la subrasante cerca de las juntas y de las grietas.

Estas señales muestran un posible problema. Las perforaciones y los ensayos encuentran la causa.