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Documento BOE-A-2006-7735
«BOE» núm. 103, de 1 de mayo de 2006, páginas 16891 a 16909 (19 págs.)
BOE-A-2006-7735
La evolución tecnológica en la construcción de infraestructuras para el transporte ferroviario, materializada en los trazados de alta velocidad, junto con las nuevas exigencias de seguridad, calidad, confort e interoperabilidad, así como la necesidad de aprovechamiento y de reutilización de los materiales utilizados en su ejecución, tendente al ahorro de recursos naturales y a la minimización de los impactos ambientales, aconsejan fijar las condiciones que deben cumplir los materiales habitualmente empleados en la construcción de este tipo de infraestructuras. Entre los materiales más característicos empleados en las infraestructuras ferroviarias, cabe destacar el balasto y el subbalasto, dada su función transmisora de las cargas desde la vía hasta el terreno, para los que resulta necesario establecer, en orden a satisfacer las exigencias anteriormente citadas, las especificaciones técnicas que deben cumplir para su empleo en dichas infraestructuras. El objeto de esta Orden es establecer especificaciones técnicas relativas al balasto y subbalasto y, adicionalmente, los criterios a seguir para la medición y abono de las correspondientes unidades de obra. Esta Orden ha sido sometida a los trámites establecidos en el Real Decreto 1337/1999, de 31 de julio, por el que se regula la remisión de información en materia de normas y reglamentaciones técnicas y de reglamentos relativos a los servicios de la sociedad de la información, y en la Directiva 98/34/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 22 de junio de 1998, modificada por la Directiva 98/48/CE, de 20 de julio de 1998. En su virtud, y de conformidad con lo establecido en el artículo 15 del Reglamento de la Ley del Sector Ferroviario, aprobado por Real Decreto 2387/2004, de 30 de diciembre, dispongo:
Artículo 1. Aprobación de los Capítulos 6.-Balasto y 7.-Subbalasto del Pliego de prescripciones técnicas generales de materiales ferroviarios.
Se aprueban los Capítulos 6.-Balasto y 7.-Subbalasto del Pliego de prescripciones técnicas generales de materiales ferroviarios (PF), que se insertan a continuación.
El contenido de los Capítulos 6 y 7 del Pliego de prescripciones técnicas generales de materiales ferroviarios (PF), será de aplicación en el proyecto, construcción y mantenimiento de infraestructuras ferroviarias integradas en la Red Ferroviaria de Interés General.
Lo dispuesto en esta Orden no será de aplicación a: 1. Los proyectos de nueva construcción de infraestructuras ferroviarias o de acondicionamiento de las existentes, cuya correspondiente orden de estudio se hubiese dictado con anterioridad a la entrada en vigor de esta Orden.
PLIEGO DE PRESCRIPCIONES TÉCNICAS GENERALES DE MATERIALES FERROVIARIOS
PF-6.-BALASTO 1. Objeto
El objeto de este Pliego es definir las características técnicas del balasto a utilizar como capa soporte de vías férreas, así como los controles de calidad a los que debe ser sometido previamente a su puesta en obra. Todo ello, sin perjuicio de lo dispuesto en los Reales Decretos 354/2006, de 29 de marzo, y 355/2006, de 29 de marzo, por los que se transpone la Directiva 2004/50/CE, de 29 de abril de 2004, que modifica las Directivas 96/48/CE y 2001/16/CE relativas a la interoperabilidad de los sistemas ferroviarios transeuropeos de alta velocidad y convencional, respectivamente. Este Capítulo fija una serie de aspectos, en concreto:
Para cada requisito geométrico o físico, los valores o las «categorías» asociadas a cada aplicación ferroviaria. El sistema para la evaluación de la conformidad exigido para el marcado CE, será el sistema 2+.
Sólo podrá utilizarse balasto legalmente comercializado en estados miembros de la Unión Europea, que sean parte del Acuerdo sobre el Espacio Económico Europeo o en Turquía, y estará sujeto a lo previsto en el Real Decreto 1630/1992, de 29 de diciembre (modificado por el Real Decreto 1328/1995, de 28 de julio), por el que se dictan disposiciones para la libre circulación de productos de construcción, en aplicación de la Directiva 89/106/CEE modificada por la Directiva 93/68/CEE. En particular, en lo referente a los procedimientos especiales de reconocimiento, los productos estarán a lo dispuesto en el artículo 9 del citado Real Decreto.
2. Características del balasto
2.1 Origen y naturaleza.-El balasto deberá proceder de:
El balasto no podrá contener fragmentos de: madera, materia orgánica, metales, plásticos, rocas alterables, ni de materiales tixotrópicos, expansivos, solubles, putrescibles, combustibles ni polucionantes (desechos industriales). 2.2 Granulometría.-El balasto es un material cuya granulometría esta casi totalmente integrada dentro del tipo que se denomina grava gruesa. Para todo tipo de líneas y condiciones de explotación ferroviaria, la curva granulométrica del balasto, determinada según Norma UNE-EN 933-1:1998, se ajustará al siguiente huso granulométrico, representado en la figura 1 del Anejo 2:
0-3 (para recepción de lotes situados en el centro de producción).
0-5 (para recepción de lotes situados en obra o acopio intermedio).
Este huso se corresponde con la categoría «A» de la Norma UNE-EN 13450:2003. 2.3 Partículas finas.-El ensayo para su determinación se realizará según la Norma UNE-EN 933-1:1998, mediante tamizado en vía seca. Se exceptúan los casos indicados en el apartado siguiente, 2.4, en los que el ensayo se hará por vía húmeda. Para todo tipo de líneas y condiciones de explotación ferroviaria, se exigirán los siguientes valores:
Lugar de recepción del lote de balasto
Porcentaje del peso total de la muestra que pasa por el tamiz 0,50
En el centro de producción
En obra o acopio intermedio
2.4 Finos.-El ensayo para su determinación se realizará según la Norma UNE-EN 933-1:1998, mediante tamizado en vía húmeda, en los casos siguientes:
2. Cuando lo juzgue necesario el Director de obra. 3. Cuando el ensayo de determinación de partículas finas refleje un contenido de éstas superior al 0,6% del peso total de la muestra tamizada en vía seca.
Porcentaje del peso total de la muestra que pasa por el tamiz 0,063
2.5 Índice de forma.-El ensayo para su determinación se realizará según Norma UNE-EN 933-4:2000, utilizando un pie de rey de tipo peine móvil y tomando como muestra, únicamente, el material retenido por el tamiz 22,4. Para todo tipo de líneas y condiciones de explotación ferroviaria, el porcentaje en peso de elementos no cúbicos con respecto al total retenido por el tamiz 22,4 será ≤ 10%. Se corresponde con la categoría IF10 de la Norma UNE-EN 13450:2003. 2.6 Longitud de las piedras.-El ensayo se realizará midiendo con calibres o galgas apropiados, sobre una muestra de balasto superior a 40 kg. Para todo tipo de líneas y condiciones de explotación ferroviaria, el porcentaje de piedras cuya longitud máxima sea superior a 100 mm será ≤ 4%. Se corresponde con la categoría «A» de la Norma UNE-EN 13450:2003. 2.7 Resistencia al desgaste-fragmentación.-Se determinará mediante el ensayo de resistencia al desgaste de Los Ángeles, según la Norma UNE-EN 1097-2:1999, con las condiciones especificadas en el Anejo C de la Norma UNE-EN 13450:2003. En función del tipo de línea y de sus condiciones de explotación, se exigirán los coeficientes de desgaste de Los Ángeles (CLA) siguientes:
Velocidad máxima de la línea (km/h)
Tipo de línea (ver figura 2 del Anejo 2)
Categorías de la Norma UNE-EN 13450:2003
≥ 1435
AVE, A o B
LARB14
LARB16
LARB20
< 1435
Si una muestra de balasto está constituida por una mezcla de elementos con diferente resistencia al desgaste, el ensayo de Los Ángeles puede proporcionar valores intermedios que cumplan los requisitos anteriores, si bien el comportamiento en vía sería deficiente. Por tanto, si de la observación visual en cinta, acopios, silos o tolvas se apreciara la existencia de partículas meteorizadas o blandas (CLA mayor del límite requerido), en un porcentaje estimado superior al 5% del total, se procederá de la siguiente forma:
2.8 Resistencia a la meteorización por la acción de la helada.-Cuando se disponga de un registro de datos que avale el comportamiento satisfactorio de un árido de balasto bajo condiciones metereológicas similares a las de uso, se considerará que ese árido es aceptable. En caso contrario se realizarán los siguientes ensayos:
a) Análisis petrográfico.-El ensayo se realizará según la Norma UNE-EN 932-3:1997.
Este análisis permite detectar la presencia de piedras de elevada absorción, susceptibles de sufrir daño por acción del hielo-deshielo. Cuando se observe o sospeche de la existencia de dichas partículas, se realizará uno de los ensayos físicos indicados a continuación, con el fin de determinar la resistencia del árido al hielo-deshielo. b) Ensayo de densidad y absorción de agua.-El ensayo se realizará según Norma UNE-EN 1097-6:2001, con las siguientes particularidades:
La muestra estará constituida por al menos 10 unidades (piedras) de balasto de tamaño comprendido entre 40-50 mm o entre 50-63 mm, con un peso de cada unidad entre 150 y 300 g. Se separarán los fragmentos disgregados y se lavará la muestra con agua corriente para eliminar los finos adheridos.
Porcentaje de absorción de agua respecto al peso total de la muestra (A)
Aceptación del material.
0,5 ≤ A ≤ 1,5
Realización del ensayo de resistencia a la acción del sulfato magnésico.
No aceptación del material.
c) Resistencia a la acción del sulfato magnésico.-El ensayo se realizará según Norma UNE-EN 1367-2:1999, parte 2, con las condiciones especificadas en el Anejo G de la Norma UNE-EN 13450:2003.
2.9 Resistencia a la alteración Sonnenbrand.-En ciertos basaltos y rocas que contengan sulfatos metálicos puede presentarse, bajo la acción atmosférica, un tipo de alteración denominada «Sonnenbrand», caracterizada por la aparición de puntos de color gris y blanco, seguida por microfracturas radiales en dichos puntos, que posteriormente se interconectan. Esto disminuye la resistencia del árido, e incluso, produce su disgregación posterior.
Si una explotación presenta los signos descritos anteriormente, se realizará un ensayo de ebullición según la Norma UNE-EN 1367-3:2001. Para todo tipo de líneas y condiciones de explotación ferroviaria, la diferencia en los coeficientes de desgaste de Los Ángeles, antes y después de la ebullición, será ≤ 5%.
3.1 Ensayos iniciales.-Con carácter previo se realizarán los ensayos iniciales establecidos en el punto 9.2 de la Norma UNE-EN 13450:2003, para los casos indicados en éste. 3.2 Control de recepción.-Los ensayos de recepción se realizarán sobre lotes situados en el centro de producción (que hayan pasado el control de producción del fabricante, y estén perfectamente delimitados y asignados al Comprador), en acopios intermedios o en la obra. Será realizado a iniciativa del Comprador y costeado por éste. El Comprador constituirá un archivo documental de todos los controles realizados, que estará en todo momento a disposición de la Dirección de Obra. A efectos de control, el material elaborado se dividirá en «lotes de recepción», definidos cada uno por la menor de las dos cantidades siguientes:
Origen (centro de producción) y manipulaciones intermedias hasta la llegada a la obra. Naturaleza y descripción de la roca. El tipo de balasto, según su resistencia al desgaste-fragmentación (art. 2.7). Resistencia a la meteorización por la acción de la helada (art. 2.8). Resistencia a la ebullición (Sonnenbrand) (art. 2.9). Liberación de sustancias radiactivas y/o peligrosas, según Norma UNE-EN 13450:2003. El certificado de Control de Producción de Fábrica (CPF) emitido por el Organismo Notificado. Declaración CE de conformidad del fabricante.
Partículas finas. Finos. Índice de forma. Longitud de las piedras. Ensayo de desgaste de Los Ángeles. Determinación del porcentaje de partículas totalmente trituradas, en el caso de balasto procedente de reutilización.
4. Medición y abono
En el caso de contratos de obra, en cuyo proyecto figuren unidades de suministro y colocación de balasto, su abono al Contratista se realizará por m3, a partir de las mediciones de las secciones transversales teóricas definidas en el proyecto. En consecuencia, no serán de abono los excesos de medición en los laterales, ni los necesarios para compensar la pérdida de espesor de las capas subyacentes. El precio incluirá transporte, mano de obra, maquinaria, y cuantos medios auxiliares sean necesarios para la ejecución de esta unidad de obra. En el caso de adquisición directa de balasto por la Administración, mediante contratos de suministro, su abono se realizará por m3 o toneladas realmente suministrados/as, medidos/as sobre camión o tolva, incluyendo su transporte y colocación en la zona de acopio.
Se entiende por distintivo de calidad de un balasto, cualquier marca, sello, certificado de calidad, etc, otorgado por un organismo público o privado, que atestigüe que dicho producto cumple determinados requisitos o características. El distintivo podrá ser reconocido oficialmente por la Administración siempre que:
Los distintivos de calidad del balasto, reconocidos oficialmente por la Administración, de acuerdo con el artículo 3 permiten reducir de forma considerable el control de calidad de recepción que debe realizar el Comprador. La obtención de un distintivo de calidad es una opción voluntaria del Centro de producción, y es independiente del marcado CE que es de carácter obligatorio.
Administración.-Centro Directivo de la Administración General del Estado, que tiene asignadas las competencias en infraestructuras ferroviarias.
Base o banqueta de balasto.-Capa de material granular, procedente del machaqueo de piedra de gran resistencia al desgaste, con granulometría adecuada y tamaños comprendidos entre 22,4 y 63 mm (con un máximo del 3% de tamaños inferiores), sobre la que se apoyan las traviesas de una vía de ferrocarril. Capas de asiento.-Conjunto de capas de material granular, que colocadas entre las traviesas y la plataforma, constituyen el apoyo o soporte de la vía, asegurando el buen comportamiento de ésta en cuanto a rigidez, alineación, nivelación y drenaje. Lo forman la banqueta de balasto y la subbase. Centro de producción.-Lugar donde se realiza la extracción del balasto y su posterior tratamiento en plantas de machaqueo y cribado. En el caso de balasto procedente de frentes rocosos, suele ser la propia cantera, mientras que en el procedente de reutilización, suele coincidir con el lugar de obtención del material. Coeficiente de Desgaste de Los Ángeles (CLA).-Mide la resistencia al desgaste por atrición e impacto de los áridos. Es el cociente entre la diferencia de peso de la muestra inicial y del material retenido por el tamiz 1,6 mm UNE (una vez sometido a un proceso abrasivo y normalizado, por medio de bolas de hierro), dividido por el peso inicial de la muestra. Comprador.-Persona física o jurídica que realiza directamente la adquisición y el abono del balasto al fabricante. En caso de obras contratadas se entenderá por tal al Contratista de las obras. Contratista.-Persona física o jurídica contratada por la Administración para la realización de las obras especificadas en un Proyecto. Control de calidad de producción.-Control interno realizado a iniciativa del fabricante y costeado por éste. Su objeto es la comprobación de la calidad del material y la realización de posibles correcciones en los procesos de fabricación. En el caso del balasto este control está dirigido a la consecución del marcado CE Control de calidad de recepción.-Realizado a iniciativa del Comprador y costeado por éste. Su objeto es comprobar si los materiales adquiridos para la obra, y antes de su colocación, cumplen los requisitos establecidos en el Proyecto y en los reglamentos y normativa vigente de aplicación. Es un control de aceptación o rechazo de lotes. Dirección de Obra.-Está formada por el técnico o técnicos competentes designados por la Administración, encargados de la dirección y control de la ejecución de la obra. Suelos tixotrópicos.-Son los que contienen elevadas cantidades de arcillas tixotrópicas, que pierden resistencia tras el amasado, para luego recuperar parte con el tiempo.
Figura 1: Huso granulométrico del balasto.
Figura 2: Clasificación de la red.
Requisitos para el reconocimiento oficial de distintivos de calidad por parte de la Administración
A.3.1 Consideraciones generales: I. Los distintivos de calidad son de carácter voluntario e independientes del marcado CE que es obligatorio.
II. La Administración podrá reconocer oficialmente determinados distintivos de calidad, otorgados a Centros de producción de balasto por organismos certificadores. Para su reconocimiento los distintivos de calidad deberán cumplir, como mínimo, los requisitos relacionados en este Anejo. III. La Administración, una vez concedido el reconocimiento oficial del distintivo de calidad, realizará todos los procesos de seguimiento y control que considere oportunos para velar por el correcto otorgamiento y mantenimiento del distintivo de calidad, por parte del organismo certificador, al Centro de producción. IV. El distintivo de calidad no libera al Centro de producción de su responsabilidad respecto a la calidad del balasto suministrado.
A.3.2 Requisitos relativos al centro de producción:
I. Previamente al inicio de la producción, el Centro de producción elaborará un «Informe geotécnico y de explotación» que incluirá como mínimo los apartados siguientes: 1. Antecedentes.
2. Objeto del Informe. 3. Situación geográfica del Centro de producción. Se representará su ubicación sobre un mapa topográfico a escala 1:25.000, con indicación de sus accesos desde una carretera nacional y de las distancias a posibles estaciones de carga. 4. Estudio geológico-geotécnico del Centro de producción, que abarcará, al menos, los aspectos siguientes:
Cartografía geológica, al menos a escala 1:25.000, con encuadre geológico y estructural.
Cartografía geológica de detalle, al menos a escala 1:2.000, con estudio litológico y estructural de la masa explotable, que permita tramificar geológicamente la masa canterable. Toma de al menos cuatro muestras en cada uno de los frentes canterables y en la planta de machaqueo, en los puntos más representativos, en función de la tramificación geológica del punto anterior. Ensayos in situ (sondeos de reconocimiento, geofísica, etc.), cuando el responsable del Informe o la Administración lo consideren necesario. Ensayos de laboratorio sobre las muestras obtenidas. Como mínimo, se realizarán, para cada una, las siguientes determinaciones:
Análisis petrográfico en lámina delgada, con clasificación de la roca mediante sus porcentajes minerales, texturas y estructuras, según Norma UNE-EN 932-3:1997. Adicionalmente al análisis petrográfico se podrá realizar un estudio de difracción cuantitativa de rayos X.
Resistencia al desgaste de Los Ángeles, según el artículo 2 de este Pliego. Resistencia a compresión, determinada por cualquiera de los dos ensayos alternativos siguientes:
a) Resistencia a la carga puntual Franklin, según Norma UNE 22-950-5:1996. Se hará la transformación del Is(50) a valores de resistencia a compresión simple.
b) Resistencia a compresión simple, según Norma UNE 22-950-1:1990. Se tomarán probetas cilíndricas de diámetro mínimo 50 mm, y esbeltez (altura/diámetro) de 2. Las bases serán planas, paralelas y estarán pulidas, con tolerancia de paralelismo de ± 0,25 mm. Se podrá aplicar un factor de corrección en las probetas de esbeltez < 2, cuando la disminución de la altura real respecto a la nominal no supere el 30%. Se incluirán fotografías de los testigos tallados, antes y después de la rotura. El ensayo se realizará con prensas que permitan un registro continuo del mismo. Durante la toma de muestras y en los procesos de tallado y pulido de la probeta se tendrá cuidado de no provocarla fisuras que enmascaren la resistencia real de la roca. En el caso de frentes canterables, no se tomarán muestras en zonas de fracturas inducidas por la explosión de barrenos. La resistencia a compresión simple de la roca será ≥ 120 MPa.
Resistencia a la meteorización por la acción de la helada, según artículo 2 de este Pliego. Resistencia a la acción del sulfato magnésico, si fuera necesario, según artículo 2 de este Pliego. Ensayo de ebullición (Sonnenbrand), según artículo 2 de este Pliego.
Estudio geotécnico del Centro de producción:
Tramificación geotécnica de los frentes canterables.
Estabilidad de los frentes. Características hidrogeológicas.
5. Sistema de explotación del Centro de producción:
Criterios de explotación de los distintos frentes.
Maquinaria de arranque y transporte. Medios humanos y materiales existentes.
6. Plantas de tratamiento y sistema de acopios.-Se describirán las características y disposición de los distintos equipos, que como mínimo incluirán los siguientes:
Primario, con machacadoras de mandíbulas de apertura fija e instalación de riego por goteo para reducir la emisión de polvo. También incluirá, a la entrada y/o salida de la machacadora, una criba para la eliminación de tierras y materiales finos.
Secundario, con molinos de impacto o de conos, para reducir la cuantía de elementos aciculares y lajosos. Criba antilajas, cuando por la naturaleza de la roca y las características de la planta no se pueda cumplir el requisito del índice de forma prescrito en este Pliego. Las cribas dispondrán de orificios rectangulares, cuya dimensión mayor será al menos tres veces la menor. Tolva de almacenamiento del balasto, que evite su contaminación por finos y su segregación, con carácter previo a su acopio en cantera o estación de carga. En ningún caso se permitirá el acopio de balasto en forma cónica por caída libre procedente de una cinta transportadora. Silos para el almacenamiento de balasto o acopios aislados por medio de muros o pantallas separadoras adecuadas que impidan su contaminación.
7. Estimación de reservas canterables.-Se realizará una evaluación de las reservas incluidas en el área de concesión minera de la explotación y de las reservas potenciales del Centro de producción.
8. Valoración de resultados. Conclusiones.-Los Centros de producción cuya piedra presente características degenerativas, en sucesivas extracciones, deberán realizar nuevamente el Informe. El Centro de producción tendrá a disposición de la Administración y del organismo certificador el Informe, que se actualizará preceptivamente cada cinco años.
II. El Centro de producción contará con un laboratorio de control, propio o contratado. Para ello, deberá disponer de, al menos, un técnico con formación acreditada en control de calidad de balasto y de todos los equipos necesarios para la realización de los ensayos prescritos en este Pliego.
III. El Centro de producción tendrá implantado un autocontrol de calidad de producción que reunirá como mínimo las siguientes características:
Los ensayos a realizar en el autocontrol de calidad de producción serán los siguientes: Análisis granulométrico.
Partículas finas. Finos. Índice de forma. Longitud de las partículas. Ensayo de desgaste de Los Ángeles. En el caso de balasto procedente de reutilización, determinación del porcentaje de partículas totalmente trituradas.
Las Normas y procedimientos para la realización de estos ensayos son las especificadas en el artículo 2 de este Pliego. La frecuencia mínima de ejecución de todos los ensayos, que dependerá de la producción anual prevista, será la siguiente
Producción anual, P, en m3
P>200.000
P<50.000
Un ensayo cada (o fracción).
Con el resultado de estos ensayos el Centro de producción constituirá un archivo documental que estará siempre a disposición de la Administración y del organismo certificador. La obtención de algún resultado que no cumpla las exigencias establecidas en el artículo 2 de este Pliego, obligará al rechazo de ese lote de producción y a la adopción de las medidas correctoras oportunas. Todo ello quedará documentado en el archivo citado anteriormente. A.3.3 Requisitos relativos al organismo certificador:
I. Será un organismo oficial perteneciente a alguna Administración Pública con competencias en el ámbito de la construcción o un organismo acreditado conforme a la UNE-EN 45011:1998.
II. Estudiará el informe geotécnico y de explotación mencionado en el apartado A.3.2, emitiendo un informe de conformidad o no según todo lo citado en este Pliego. III. Realizará una inspección inicial del Centro de producción. IV. Comprobará que el laboratorio de control de este Centro cuenta con recursos materiales y humanos suficientes. V. Comprobará la conformidad del autocontrol de calidad con una periodicidad mensual. VI. Mediante laboratorios verificadores efectuará toma de muestras para ensayos de contraste con periodicidad mensual. Estos laboratorios verificadores deberán pertenecer a alguna Administración Pública con competencias en el ámbito de la construcción o acreditado conforme a UNE-EN-ISO/IEC 17025:2005. VII. En caso de incumplimiento de algunos de los preceptos anteriores por parte del Centro de producción, el organismo certificador estará obligado a retirar provisional o definitivamente dicho distintivo de calidad. VIII. El distintivo de calidad otorgado por el organismo certificador, especificará el tipo de balasto, según 2.7, para el que se concede. IX. Comunicará de inmediato a la Administración que efectúa el reconocimiento, la concesión, denegación, renovación o anulación de distintivos. Esta información también estará a disposición del público.
UNE-EN 933-5:1999
UNE-EN 932-1:1997
UNE-EN 932-2:1999
Ensayos para determinar las propiedades generales de los áridos. Parte 2: Métodos para la reducción de muestras de laboratorio.
UNE-EN 932-3:1997
Ensayos para determinar las propiedades térmicas y de alteración de los áridos. Parte 3: Ensayos de ebullición para los balastos «sonnenbrand».
UNE 22950-5:1996
Propiedades mecánicas de las rocas. Ensayos para la determinación de la resistencia. Parte 5: Resistencia a carga puntual.
Requisitos generales para entidades que realizan la certificación de producto (Guía ISO/CEI 65:1996)
Evaluación de la conformidad. Requisitos generales para la competencia de los laboratorios de ensayo y calibración.
PF-7.-SUBBALASTO 1. Objeto
El objeto de este Pliego es definir las características técnicas del subbalasto a utilizar como capa soporte de vías férreas, sus condiciones de puesta en obra y los controles de calidad a los que debe ser sometido. Todo ello, sin perjuicio de lo dispuesto en los Reales Decretos 354/2006, de 29 de marzo, y 355/2006, de 29 de marzo, por los que se transpone la Directiva 2004/50/CE, de 29 de abril de 2004, que modifica las Directivas 96/48/CE y 2001/16/CE relativas a la interoperabilidad de los sistemas ferroviarios transeuropeos de alta velocidad y convencional, respectivamente. Sólo podrá utilizarse subbalasto legalmente comercializado en estados miembros de la Unión Europea, que sean parte del Acuerdo sobre el Espacio Económico Europeo o en Turquía, y estará sujeto a lo previsto en el Real Decreto 1630/1992, de 29 de diciembre (modificado por el Real Decreto 1328/1995, de 28 de julio), por el que se dictan disposiciones para la libre circulación de productos de construcción, en aplicación de la Directiva 89/106/CEE modificada por la Directiva 93/68/CEE. En particular, en lo referente a los procedimientos especiales de reconocimiento, los productos estarán a lo dispuesto en el artículo 9 del citado Real Decreto.
2. Características del subbalasto
2.1 Origen y naturaleza.-El subbalasto deberá proceder de:
Extracción en cantera, desmontes o préstamos de materiales rocosos, seguida de machaqueo, cribado y clasificación.
Reutilización de materiales de naturaleza rocosa procedentes de obras civiles.
Se comprobará, según Norma UNE-EN 933-5:1999, que el 100% de las partículas retenidas por el tamiz 4 son de las denominadas «trituradas».
El subbalasto no podrá contener fragmentos de: madera, materia orgánica, metales, plásticos, rocas alterables, ni de materiales tixotrópicos, expansivos, solubles, putrescibles, combustibles ni polucionantes (desechos industriales). El contenido de materia orgánica, según Norma UNE 103-204:1993, deberá ser inferior al 0,2% en peso, de la fracción que pasa por el tamiz 2. Además se realizará un análisis visual de lo retenido en este tamiz, para detectar posibles fragmentos de materia orgánica. El contenido en sulfatos, según Norma UNE 103-201:1996, deberá ser inferior al 0,2% en peso, de la fracción que pasa por el tamiz 2.
2.2 Granulometría.-El subbalasto estará constituido por una grava arenosa bien graduada, con un pequeño porcentaje de elementos finos. Deberá cumplir lo siguiente:
La curva granulométrica se ajustará al siguiente huso, representado en la figura 1 del Anejo 2:
Curva granulométrica del subbalasto
El ensayo para su determinación se realizará según Norma UNE-EN 933-1:1998.
El coeficiente de curvatura CC = D302/(D10 D60), estará comprendido entre 1,0 y 3,0 (1,0 ≤ CC ≤ 3,0). El equivalente de arena, según UNE-EN 933-8:2000, será mayor de 45, para la fracción que pasa por el tamiz 2. En el caso de que el subbalasto esté en contacto con una plataforma en la que el porcentaje de finos (material que pasa por el tamiz 0,063) sea mayor del 15% en peso del material que pasa por el tamiz 63, se cumplirán las dos condiciones adicionales siguientes:
1. El porcentaje de arena (material entre 2 y 0,063) será mayor del 30% del peso total de la muestra.
2. La fracción que pasa por el tamiz 0,2 estará comprendida entre el 20% y el 25% del peso total de la muestra.
Cuando la penetración de la helada pueda afectar a un cierto espesor de subbalasto, éste deberá ser insensible a ella. Para ello deberá cumplir el criterio de Casagrande siguiente:
Lm ≤ 3%, para Cu ≥ 15.
Lm ≤ (13,5 − 0,7 Cu)%, para 5 < Cu < 15. Lm ≤ 10%, para Cu ≤ 5.
Lm =% de material que pasa por el tamiz 0,02 respecto del total (obtenido por sedimentometría).
2.3 Resistencia al desgaste-fragmentación.-Se deberán cumplir las siguientes condiciones:
El coeficiente de desgaste de Los Ángeles (CLA) será < 28%. El ensayo se realizará según Norma UNE-EN 1097-2:1999, teniendo en cuenta lo especificado en su Anexo A.
El coeficiente Micro-Deval Húmedo (MDH) será < 22%. El ensayo se realizará según Norma UNE-EN 1097-1:1997.
2.4. Permeabilidad.-El coeficiente de permeabilidad vertical del subbalasto (K), compactado al 100% de la densidad máxima del Proctor Modificado, debe ser ≤ 10-6 m/s. Su determinación se hará con permeámetro de carga variable, según el procedimiento descrito en el Anejo 3. En el caso excepcional de que al realizar este ensayo se obtengan resultados persistentemente extraños, se podrán llevar a cabo estudios y ensayos alternativos que permitan obtener un coeficiente de permeabilidad representativo de la situación real.
Cuando el terreno natural y, en su caso, el terraplén sean insensibles al agua, puede prescindirse del control de permeabilidad del subbalasto.
3.1 Acta de replanteo previa-Previamente al extendido de la capa de subbalasto, el Contratista y la Dirección de Obra elaborarán un acta de replanteo, donde se recoja la verificación de los siguientes aspectos:
La adecuada geometría de la plataforma.
El buen funcionamiento de los sistemas de drenaje superficiales y profundos.
Esta revisión previa tiene como objetivo limitar al máximo las intervenciones posteriores a la puesta en obra del subbalasto, evitando posibles alteraciones en dicha capa.
3.2 Replanteo en la capa de subbalasto.-El Contratista lo realizará de forma análoga al de la capa de forma, hincando estaquillas que servirán de referencia para fijar la posición en planta y alzado mediante topografía clásica. Las estaquillas se colocarán sistemáticamente a lo largo del eje de la plataforma y en ambos bordes, con una separación máxima de 20 m, así como en los puntos singulares (cambios de geometría en planta o perfil longitudinal, ensanchamiento de la plataforma, acuerdos y transiciones, etc.) y donde determine la Dirección de Obra. Se nivelarán con una precisión de 1 mm y se tendrá cuidado de que no alteren la función impermeabilizante de la capa. Las coordenadas se obtendrán apoyándose en la red topográfica básica de la obra. 3.3 Tramos de ensayo.-Con cada tipo de material a utilizar como subbalasto, el Contratista construirá un tramo de ensayo en obra. Su objeto será la definición y puesta a punto de un procedimiento constructivo y de los medios de puesta en obra más adecuados, que permitan alcanzar las exigencias de compactación para la capa de subbalasto definitiva, definidas en el apartado 3.4 de este Pliego. Los tramos de ensayo se realizarán sobre una capa de forma previamente recepcionada. Tendrán una longitud mínima de 100 metros y una anchura igual a la de la plataforma. En caso de no poderse ejecutar sobre la traza definitiva, la longitud mínima será de 50 m. Serán ejecutados por el Contratista y a su cargo, no siendo objeto de abono. El Contratista recogerá la mayor información posible del proceso constructivo. Como mínimo será la siguiente:
Número de tongadas y espesor de las mismas. Metodología y medios de puesta en obra. Métodos de humectación y aireación empleados para la obtención del grado de humedad óptimo. Elección del tipo y número de compactadores a utilizar por equipo. Velocidad y número de pasadas de cada máquina.
Además, el Contratista realizará sobre estos tramos todas las pruebas y ensayos necesarios para comprobar la calidad de su ejecución.
Los tramos de ensayo en los que se consigan unas características iguales o superiores a las exigidas, se considerarán como tramos de referencia y podrán quedar como parte integrante de la obra, siempre que lo autorice la Dirección de Obra. En caso contrario serán demolidos y retirados por el Contratista. 3.4 Control de recepción.-Los ensayos de recepción se realizarán sobre lotes situados en el centro de producción (que hayan pasado el control de producción del fabricante, y estén perfectamente delimitados y asignados al Comprador), o en acopios intermedios, y en la obra. Será realizado a iniciativa del Comprador y costeado por éste. 3.4.1 Control en el centro de producción o en acopios intermedios.-Se realizará una inspección visual periódica del frente de cantera y/o de los préstamos de árido natural seleccionados, que permita controlar los eventuales cambios de origen y de calidad y homogeneidad del material. A efectos de control, el material elaborado se dividirá en «lotes de recepción», definidos cada uno por la menor de las dos cantidades siguientes:
Volumen de 2.500 m3.
La toma de muestras y su preparación se realizará de acuerdo con las Normas UNE-EN 932-1:1997 Parte 1, y UNE-EN 932-2:1999. La muestra bruta se dividirá (reducción por divisor de muestras o por cuarteo) en al menos dos muestras de laboratorio, una para la realización de los ensayos prescritos y la otra, que quedará convenientemente almacenada y precintada, para la eventual realización de ensayos de contraste.
El plan de ensayos será el siguiente:
1. A cada lote de recepción se le realizará un «control normal», constituido por los ensayos siguientes: Análisis granulométrico.
Equivalente de arena. Ensayo de desgaste de Los Ángeles. Ensayo Micro-Deval Húmedo. Ensayo de permeabilidad, en su caso. Contenido de materia orgánica. Contenido de sulfatos. Determinación del porcentaje de partículas trituradas, en los casos de mezcla de árido natural y de machaqueo.
Los resultados de todos los ensayos deberán cumplir las exigencias del artículo 2. En caso de que un lote no cumpla alguna de ellas, el lote será rechazado, lo que dará lugar a las correcciones necesarias en el proceso de producción.
2. Cuando se hayan aceptado cinco lotes de recepción consecutivos, se podrá aplicar a los siguientes un «control reducido» consistente en:
Para cada lote: Análisis granulométrico.
Por cada grupo de cinco lotes, se elegirá un lote al azar, sobre el que se realizarán, además, los ensayos adicionales siguientes:
Ensayo Micro-Deval Húmedo. Ensayo de permeabilidad, en su caso. Contenido de materia orgánica. Contenido de sulfatos. Determinación del porcentaje de partículas trituradas, en los casos de mezcla de árido natural y de machaqueo.
Las Normas y procedimientos para la realización de los ensayos serán las especificadas en el artículo 2 de este Pliego.
Los resultados de todos los ensayos deberán cumplir las exigencias del artículo 2. En caso de que un lote no cumpla alguna de ellas, el lote será rechazado, lo que dará lugar a las correcciones necesarias en el proceso de producción, y se volverá a la situación de «control normal» (punto 1), es decir, como si en este momento se iniciara la producción, empezando por el lote siguiente al último al que se le hicieron la batería completa de ensayos con resultado satisfactorio. 3.4.2 Control durante la puesta en obra.-Cada tongada de material extendido sobre la traza se dividirá en «lotes de extendido», definidos cada uno por la menor de las cantidades siguientes:
Superficie de 3.000 m2.
Superficie correspondiente a una longitud de 300 m en vía única o de 200 m en vía doble. Superficie extendida en el día.
A cada «lote de extendido», antes de su extensión, se le realizará: Un ensayo Proctor Modificado (UNE 103-501:94).
A cada «lote de extendido», una vez realizadas las pasadas de compactador previstas, se le efectuarán:
Seis ensayos de densidad «in situ» (UNE 103-503:1995) y de humedad natural (UNE 103-300:1993). Estos ensayos también podrán ser realizados por métodos nucleares de medida rápida, según normas ASTM D-2922:1971 y ASTM D-3017:1978, siempre que esté garantizada la correcta calibración de los equipos.
La media de los seis valores de densidad será mayor o igual que el 100% de la densidad máxima del Proctor Modificado obtenida en ese lote. Hasta dos de los seis valores podrán dar un resultado inferior al 100%, pero siempre superior al 98% de dicha densidad máxima. Los ensayos de humedad tendrán carácter indicativo y no constituirán por sí solos base de aceptación o rechazo. Una inspección visual continua del aspecto de la capa de subbalasto al paso de maquinaria pesada, con el objeto de localizar los puntos que presenten un comportamiento anormal. Un ensayo de placa de carga, según la norma española NLT-357:1998, realizando un primer ciclo de carga, una descarga y un segundo ciclo de carga, utilizando una placa de 300 mm de diámetro.
Se cumplirá lo siguiente:
EV2 ≥ 120 MPa
EV2/EV1 ≤ 2,2
En el caso de no obtenerse el resultado exigido, el lote se recompactará hasta alcanzarlo. Si excepcionalmente no se consiguiera, se estudiaría el motivo y se modificarían las condiciones de los materiales, su grado de humedad o el método de compactación, debiendo retirar la capa en caso de no conseguir el nivel de compactación exigido.
La toma de muestras y los ensayos in situ se realizarán en puntos seleccionados por la Dirección de Obra mediante un muestreo aleatorio. 3.5 Tolerancias geométricas en la capa de subbalasto:
a) Nivel.-La tolerancia en el nivel de la superficie de la plataforma, previamente al extendido de la capa de subbalasto, respecto al definido en los planos del proyecto, estará comprendida en el intervalo (- 30, + 15 mm).
b) Espesor de la capa.-La tolerancia en el espesor de la capa de subbalasto, respecto al definido en los planos del proyecto, estará comprendida en el intervalo (0, +20 mm), medida según la vertical. El espesor mínimo de la capa será de 150 mm. En el caso de capas construidas por tongadas, el espesor mínimo de tongada será también de 150 mm.
c) Ancho de la capa.-La tolerancia en el semiancho de la capa de subbalasto, respecto al definido en los planos del proyecto, estará comprendida en el intervalo (0, + 50 mm), medida desde el eje hasta el borde según un plano horizontal. d) Pendiente transversal.-La tolerancia en la pendiente transversal de la capa de subbalasto, respecto a la definida en los planos del proyecto, será de ± 1%. En ningún caso la pendiente será inferior al 3%.
Los tramos en los que se excedan estas tolerancias serán corregidos por el Contratista, a su costa. Para ello deberá escarificar en una profundidad mínima de 150 mm, añadiendo o retirando el material necesario, volviendo a compactar, rasanteando y controlando de acuerdo con el apartado 3.4.
3.6 Equipo necesario.-Para la extensión y compactación del subbalasto se necesitará un equipo mínimo constituido, normalmente, por los siguientes elementos:
Motoniveladora/s con equipo de nivelación por ultrasonidos.
Camión cuba para el riego. Rodillos compactadores.
3.7 Requisitos previos al extendido del balasto.-Una vez terminada la capa de subbalasto debe impedirse la circulación de vehículos pesados sobre la misma. Si se produjeran roderas o deformaciones no admisibles, el Contratista deberá levantar y reponer la capa en una superficie no inferior a 6 × 6 m2, asegurando la homogeneidad del conjunto, cuidando especialmente las zonas de contacto y controlando de acuerdo con el apartado 3.4.
Previamente al extendido del balasto, si éste no se produjera inmediatamente después del acabado del subbalasto, se repetirá la comprobación del acabado superficial de éste, según lo establecido en el apartado 3.5, y efectuando las correcciones según lo expresado en el párrafo anterior. La capa de subbalasto no podrá ser perforada, salvo para realizar las cimentaciones de los postes de electrificación y señalización, cuidando en este caso la impermeabilidad en el contacto. Tampoco podrá ser atravesada por ningún elemento de tipo canaleta, etc. En las proximidades de obras de fábrica o tramos de vía en placa, el subbalasto podrá tratarse con cemento, en proporción no superior al 3%, para conseguir la transición entre las distintas rigideces de estos tramos y la vía sobre balasto.
El subbalasto se medirá y abonará por m3. En el caso de contratos de obra, en cuyo proyecto figuren unidades de suministro y colocación de subbalasto, su abono al Contratista se realizará a partir de las mediciones de las secciones transversales teóricas definidas en el proyecto. En consecuencia, no serán de abono los excesos de medición en los laterales, ni los necesarios para compensar la pérdida de espesor de las capas subyacentes. El precio incluirá transporte, mano de obra, maquinaria, y cuantos medios auxiliares sean necesarios para la ejecución de esta unidad de obra. En el caso de adquisición directa de subbalasto por la Administración, mediante contratos de suministro, su abono se realizará por m3 o toneladas realmente suministrado, medidos sobre camión o tolva, incluyendo su transporte y colocación en la zona de acopio.
Capa de forma.-Es la capa superior de remate y coronación de la plataforma, que se dispone en algunos casos con el fin de mejorar la capacidad portante de esta última.
Centro de producción.-Instalación donde se realiza el machaqueo, mezcla y, en su caso, preparación final de materiales para la elaboración del subbalasto, antes de su envío a obra. Coeficiente de uniformidad (CU).-CU = D60/D10, siendo Dx el tamiz que deja pasar el x% de la muestra, es decir, que el x% de la muestra es de tamaño inferior al Dx. Coeficiente de curvatura (CC).-CC = D230/(D10 D60). Coeficiente de Desgaste de Los Ángeles (CLA).-Mide la resistencia al desgaste de los áridos naturales o procedentes de machaqueo. Es el cociente entre la diferencia de peso de la muestra inicial y del material retenido por el tamiz 1,6 mm UNE (una vez sometido a un proceso abrasivo y normalizado por medio de bolas de hierro), dividido por el peso inicial de la muestra. Coeficiente Micro-Deval Húmedo (MDH).-Mide la fragilidad de un árido. Es el cociente entre la diferencia de peso de la muestra inicial y el del material retenido por el tamiz 1,6 mm UNE (una vez sometido a un proceso abrasivo y normalizado por medio de bolas de hierro en presencia de agua), dividido por el peso inicial de la muestra. Comprador.-Persona física o jurídica que realiza directamente la adquisición y el abono del subbalasto al fabricante. En caso de obras contratadas se entenderá por tal el Contratista de las obras. Contratista.-Persona física o jurídica contratada por la Administración para la realización de las obras especificadas en un Proyecto. Control de calidad de producción.-Control interno realizado a iniciativa del fabricante y costeado por éste. Su objeto es la comprobación de la calidad del material y la realización de posibles correcciones en los procesos de fabricación. Control de calidad de recepción.-Realizado a iniciativa del Comprador y costeado por éste. Su objeto es comprobar si los materiales adquiridos para la obra, y antes de su colocación, cumplen los requisitos establecidos en el Proyecto y en los reglamentos y normativa vigente de aplicación. Es un control de aceptación o rechazo de lotes. Contenido de agua de un suelo (humedad), w.-Es el peso del agua intersticial dividida por el peso del suelo seco. Dirección de Obra.-Está formada por el técnico o técnicos competentes designados por la Administración, encargados de la dirección y control de la ejecución de la obra. Densidad seca de un suelo.-Es el peso del suelo seco dividido por el volumen total que ocupa. Ensayo Proctor.-Relaciona las densidades secas de una muestra de suelo, sometida a un proceso de compactación, con sus diferentes grados de humedad. Para una cierta humedad, llamada humedad óptima, se obtiene el máximo de la densidad seca. Finos de un suelo.-Elementos del suelo con diámetro menor de 0,063 mm. Plataforma.-Estructura constituida por el terreno natural, en el caso de desmontes, o por material de aportación, en el caso de terraplenes, sobre la que se apoyan las capas de asiento de la vía y otros elementos necesarios para el funcionamiento de los trenes. Suelo.-Agrupación natural de granos minerales que se pueden separar por medios mecánicos simples, tales como agitación en un medio acuoso. Según su contenido en materia orgánica C0, se clasifican en:
Suelos minerales: C0 ≤ 1%.
Suelos que contienen elementos orgánicos: 1% < C0 ≤ 5%. Suelos mixtos minero-orgánicos: 5% < C0 < 30%. Suelos orgánicos: C0 ≥ 30%.
Suelos tixotrópicos.-Son aquellos que pierden resistencia tras el amasado, para luego recuperar una parte de ésta con el tiempo.
Procedimiento del ensayo de permeabilidad bajo carga variable
Célula que consta de un cuerpo de célula, una base perforada, una tapa superior y varillas tensoras con tuercas de mariposa. El cuerpo de célula consta a su vez de un molde y un collar como los descritos en el apartado 3, párrafo 3.º, de la norma UNE 103 502:1995 para el ensayo CBR. La base se construirá a partir de la descrita en la misma norma, practicando agujeros de 6 mm de diámetro en el lugar de cada perforación inicial, y un cajeado circular con junta de goma, del mismo diámetro que el collar, de profundidad y espesor suficientes para que dicho collar pueda encajar herméticamente en la placa perforada. La tapa consistirá en una base de compactación como la descrita en el apartado 5 de la norma UNE 103 501:1994 para el ensayo de Proctor Modificado. A dicha base se le habrá eliminado la rosca de los agujeros por los que han de pasar los tiradores; también irá provista de un cajeado circular con junta de goma para que el molde pueda encajar herméticamente y además se habrá instalado en su centro una llave de paso con boquilla roscada adecuada para conectar un tubo transparente de goma o plástico de ϕ 6 o ϕ 8 mm, aproximadamente. Cerca de la llave podrá llevar una válvula para purgar el aire. Malla de alambre de acero inoxidable de 2 mm de luz. Disco espaciador como el descrito en el apartado 3, párrafo 4, de la norma UNE 103 502:1995, para el ensayo CBR. Tubería de goma o plástico transparentes de ϕ 6 o ϕ 8 mm, aproximadamente. Tubo de vidrio en forma de «Y», con olivas, para insertar en el tubo anterior. Pinzas de estrangulamiento tipo Hoffman. Bureta de 50 ml con llave de vidrio, recta con franja, clase A, con error máximo de 0,05 ml. Con herramientas adecuadas se cortará la parte cónica en que acaba el tramo de tubo que va a continuación de la llave, con objeto de evitar el estrechamiento a la salida de dicha bureta y aumentar el caudal de vaciado. Tanque de plástico de unos 10 litros de capacidad, con grifo inferior y boquilla para conectar la tubería de goma o plástico. Soporte trípode de aro plano. Termómetro. Cronómetro digital con lectura de centésimas de segundo y posibilidad de tomar dos lecturas de tiempo consecutivas en un mismo recorrido. Aparato para producir agua desaireada. Base de compactación del molde indicada en la norma UNE 103 501:1994, para el ensayo Proctor Modificado. Los restantes materiales y aparatos que figuran en el apartado 5 de la norma UNE 103 501:1994, para el ensayo Proctor Modificado, a partir del 2.º párrafo, salvo los tamices de 50 mm y 5 mm UNE, que no se utilizan en este ensayo.
Se procede como en el apartado 6 de la norma UNE 103 501:1994. En lugar de los 35 kg de material que pasa por el tamiz 20 mm UNE se utilizarán solo unos 12 kg y se dividirán por cuarteo en dos porciones homogéneas, aproximadamente iguales.
Al final de este procedimiento se incluyen las figuras que describen el equipo y la célula.
3.1 Montaje de la célula: 1. Se determina el diámetro medio, D, del molde, midiendo con el calibre en tres direcciones diferentes y obteniendo la media con precisión de 0,1 mm.
2. Se determina la masa en gramos, m, del molde sin el collar, con precisión de 1 g. 3. Se acopla el molde a la base de compactación del Proctor Modificado y se introduce el disco espaciador. Se mide la altura, L, de la probeta desde el disco espaciador hasta el borde superior del molde, con precisión de 1 mm. 4. Conocida la humedad del subbalasto, w0, se toma una de las dos porciones y se añade la cantidad de agua necesaria para alcanzar la humedad óptima, wop, correspondiente a la densidad máxima, determinada previamente mediante el Ensayo de compactación Proctor Modificado según norma UNE 103 501:1994. A continuación se mezclan el subbalasto y el agua íntimamente. Se debe evitar en estos momentos cualquier pérdida de humedad por evaporación, procediendo a la compactación con la mayor rapidez posible. 5. Se llena el molde con el collar colocado, mediante la porción de subbalasto mezclada con agua, repartida en cinco capas aproximadamente iguales, de forma que cada capa, después de compactada, quede con una altura ligeramente superior a un quinto de la altura del molde. La compactación de cada una de estas capas se realiza por medio de 60 golpes de la maza, distribuidos uniformemente. La última capa compactada debe entrar aproximadamente 1 cm en el collar superior. El molde debe colocarse sobre una base suficientemente rígida, para que no amortigüe los golpes. 6. Terminada la compactación se retira el collar y se enrasa cuidadosamente el subbalasto con el borde del molde. Se retiran también la base de compactación y el disco espaciador. 7. Se determina la masa en gramos, m1, del conjunto formado por el molde y el subbalasto compactado. 8. Se coloca el collar otra vez. Sobre la superficie del subbalasto se coloca un círculo hecho con malla de acero de 2 mm de luz, del mismo diámetro interno que el molde. A continuación se rellena el collar, hasta el borde y sin compactar, con un filtro fabricado con grava de tamaños entre 8 y 12 mm, que puede obtenerse a partir de otra porción de la misma muestra. Se coloca la base perforada, sobre el collar, y se ajusta todo el bloque haciendo pasar las varillas tensoras por las asas del collar y del molde y apretando después las tuercas de mariposa. 9. Se da la vuelta al conjunto, quedando por tanto la base perforada en la parte inferior. Se coloca otra malla sobre la otra cara del subbalasto y se rellena el hueco dejado por el anillo espaciador, hasta el borde y sin compactar, con otra porción del filtro descrito. Se coloca a continuación la tapa de la célula, ajustándola con las varillas y las tuercas. Por último, se aplica silicona a todas las juntas para asegurar la total hermeticidad de la célula. 10. En este momento se tiene la tapa de la célula en la parte superior y la base perforada en la inferior. Esta posición se define como célula en situación normal. Se define «célula invertida» la posición de la célula con la base perforada en la parte superior y la tapa en la inferior.
3.2 Saturación del filtro superior.-Esta operación es necesaria para, a continuación, poder saturar la muestra por presión con la célula invertida, ya que al ser la permeabilidad del subbalasto bastante baja, si no se inunda primero el filtro quedará una cámara de aire que hará que la saturación de la muestra sea muy lenta e incompleta, y muchas veces imposible.
Una vez seca la silicona (aproximadamente a las 24 horas), se desenrosca la boquilla de la llave de la tapa de la célula, se abre dicha llave y mediante una bureta (para que el caudal sea muy pequeño y pueda salir el aire al mismo tiempo), se inunda con agua desaireada el filtro de grava comprendido entre el subbalasto y la tapa de la célula. Si la tapa dispone de una segunda llave o válvula de purga, se abre ésta mientras se satura el filtro para permitir la salida de aire. De vez en cuando se procederá a inclinar la célula en distintas direcciones para que pueda penetrar bien el agua y permitir la salida del aire que haya podido quedar en las zonas próximas al borde superior de la célula. Cuando rebose el agua por la llave y se tenga la seguridad de que no queda más aire en el filtro, lo cual suele suceder después de introducir un mínimo de 500 ó 600 ml de agua, se cierra la llave y se vuelve a enroscar la boquilla. Si la muestra no es muy impermeable, con esta operación se saturará, además del filtro, parte de dicha muestra y el consumo de agua será mayor. 3.3 Montaje del equipo para el ensayo de carga variable:
1. Sobre un banco nivelado se coloca una bandeja y sobre ella, el soporte trípode. Sobre éste se coloca la célula invertida, manejándola siempre sin golpes ni movimientos bruscos, haciendo pasar la llave por el aro plano del trípode. A continuación se nivela la célula y se mide y anota la distancia Y0 entre el banco y la base perforada (nivel de rebosadero) con precisión de 1 mm.
2. La bureta de 50 ml se coloca cerca de la célula con un soporte. En su salida se inserta un tubo de goma o plástico transparente que se conecta por el otro extremo a un tubo de vidrio en «Y», próximo al cual se coloca una pinza, A, de estrangulamiento. Mediante un nivel, la bureta se ajusta a la vertical y a continuación se miden y se anotan las alturas Y1 e Y2, que corresponden a las distancias entre el nivel del banco y las marcas del cero (superior) y el 50 ml (inferior) de la bureta, respectivamente; también con precisión de 1 mm. 3. Se hace una marca en la escala de la bureta a una altura Y3 (medida desde el nivel del banco), calculada del siguiente modo:
Y3 = Y0 + h3
h3 = √h1×h2 h1 = Y1 - Y0 h2 = Y2 - Y0
4. La altura de la bureta será tal que la distancia h2 no sea inferior a 30 cm. A mayor altura, menores serán los tiempos que han de medirse.
5. El tanque se coloca a una altura tal que una vez lleno con agua desaireada el nivel de ésta no genere un gradiente hidraúlico superior al indicado en la tabla siguiente:
Coeficiente de permeabilidad estándar esperado (m/s)
Gradiente hidráulico máximo
Entre 1 × 10-5 y 1 × 10-6
Entre 1 × 10-6 y 1 × 10-7
Entre 1 × 10-7 y 1 × 10-8
Entre 1 × 10-8 y 1 × 10-9
< 1 × 10-9
El gradiente hidráulico se calcula mediante la expresión:
H - Y0
H = nivel del agua en el tanque respecto del nivel del banco, en mm.
Y0 = nivel del rebosadero respecto del nivel del banco, en mm.
Si una vez realizado el ensayo, el coeficiente de permeabilidad obtenido fuera distinto al esperado, de manera que se saliera del margen correspondiente al gradiente hidráulico establecido, habría que repetir el ensayo con el gradiente correspondiente de la tabla.
6. El grifo de salida del tanque se conecta mediante tubo de goma o plástico transparente a la otra rama lateral del tubo en «Y» y cerca de éste se coloca una pinza de estrangulamiento, B. 7. El tubo de vidrio en forma de «Y» deberá situarse cerca de la llave de entrada de la célula, conectándose su rama inferior a dicha llave mediante tubo transparente con su correspondiente pinza de estrangulamiento, C, cercana al tubo en «Y». 8. Los tubos de goma deberán revisarse durante el ensayo para comprobar que no se forman codos ni estrangulamientos y que los radios de curvatura son amplios en todos los tramos.
3.4 Saturación de la muestra:
1. Se llena el tanque con agua desaireada y se coloca a la altura indicada en el apartado anterior.
2. Con la llave de la célula cerrada, se desconecta de la boquilla el tubo de goma. Se abre la llave del tanque y las pinzas B y C, en este orden; la pinza A permanece cerrada. Se deja salir agua por el extremo del tubo de goma hacia la bandeja hasta tener la seguridad de que en todo el circuito hasta el tanque, no queda aire atrapado. Entonces, sin dejar de salir agua por el tubo, se vuelve a insertar éste en la boquilla. 3. Se abre ahora la llave de la célula y se deja saturar la muestra, comprobando periódicamente la ausencia de burbujas en los tubos de goma. Deberá comprobarse también que no se formen codos ni estrangulamientos en dichos tubos. 4. Cuando empiece a salir agua a través de la placa perforada dejamos que continúe la saturación hasta que el agua salga por todos los agujeros durante unos minutos. 5. Se cierra la pinza C para comenzar el ensayo.
3.5 Ejecución del ensayo:
1. Se repone el agua gastada en el tanque.
2. Se eleva ahora el tanque hasta una altura tal que el nivel del agua quede por encima del nivel superior de la bureta. 3. Con la llave del tanque y la pinza B abiertas y la C cerrada, abrimos la pinza A. A continuación vamos abriendo poco a poco la llave de la bureta y dejando entrar agua en ésta, cuidando de que no se originen burbujas de aire en los tubos. Cuando la bureta esté llena hasta rebosar cerramos su llave. 4. Se cierra la pinza B y se abre la C. 5. Se abre la llave de la bureta al máximo y se pone en marcha el cronómetro cuando se alcance el nivel h1 (cero de la bureta). Cuando se alcance el nivel h3 se mide y anota el tiempo, ta, y se detiene el cronómetro al alcanzar el nivel h2. Se anota el tiempo total, t en minutos. Todos los tiempos se medirán con una precisión de al menos décimas de segundo y luego se convertirán a minutos con cuatro decimales. 6. Se cierra la llave de la bureta y se mide la temperatura del tanque. 7. Se cierra la pinza C para volver a repetir todos los pasos de este apartado hasta hacer un mínimo de cuatro medidas de ta y t consecutivas. 8. Una vez cumplidos los requisitos de validez de las medidas descritos en el apartado 4, se desmonta la célula, se guarda el filtro y se extrae el subbalasto del cuerpo de la célula, lavando la pared interior para recoger todo el material. Se seca en estufa a 115 ºC, se deja enfriar y se pesa. Se anota la masa seca, m2, en gramos.
4. Cálculos y comprobación de la validez de las medidas
En cada descenso, el tiempo de caída del agua desde h1 hasta h3, o sea, ta, debería ser el mismo que desde h3 a h2, al que se designa como tb. Por tanto, se repetirán los ensayos en los que no se cumpla la condición:
| ta -tb | < 0,05 × t
Una vez que se tengan un mínimo de cuatro medidas válidas según la condición anterior, se calculará para cada ensayo, el Coeficiente de Permeabilidad, k, a la temperatura del ensayo, mediante la expresión:
k = 3,84 × 10-5 × [a × L/(A × t)] × log10 (h1/h2) [m/s]
A: superficie de la sección interna de la célula, en mm2; A = π × D2/4.
L: altura de la probeta de subbalasto en la célula, en mm. a: superficie de la sección interna de la bureta, en mm2; a = 50000/H. H: distancia entre las marcas de 0 y 50 ml en la bureta, en mm. t: tiempo de descenso entre marcas de 0 y 50 ml en la bureta, en minutos
A continuación se calcula, para cada ensayo, la k20 (coeficiente de permeabilidad estándar, a 20 ºC) mediante la expresión:
k20 = k × c
El factor de corrección c, por viscosidad, se toma de la tabla siguiente:
Se calcula ahora la desviación estándar, s, a partir de las k20 calculadas para cada medida de t, mediante la expresión:
Donde k20,ies la k20 de la medida i; n es el n.º total de medidas de t; k20prom es la media de esas medidas.
Se calcula el Límite de Confianza, LC, del valor de k20prom para un Nivel de Confianza del 95%, por medio de la expresión:
LC = ∙ f × s
Donde f es un coeficiente de la distribución de la variable de Student, que se toma de la siguiente tabla, según el número n de medidas realizadas:
a) Que LC, en valor absoluto, sea mayor que 1,4 × 10-(p+1), donde p+1 es el exponente que, con signo negativo, figura en el valor de k20prom cuando éste se expresa con dos cifras significativas (unidades mayores que cero y décimas) seguidas de la potencia 10-p (por ejemplo si k20prom = 2,4 × 10-7, entonces p = 7 y LC ≥ 1,4 × 10-8): En este caso, las medidas realizadas no son suficientes y por tanto habrá que realizar más para aumentar n, o bien, repetir el ensayo con otra muestra.
b) Que LC, en valor absoluto, sea igual o menor que 1,4 × 10-(p+1):
En este caso las medidas son suficientes y se toma k20prom como valor del coeficiente de permeabilidad de la primera porción de muestra, con dos cifras significativas y expresado en m/s.
5. Ensayo de la segunda porción de muestra
Con la otra porción del material pasado por el tamiz 20 mm UNE, se realiza un segundo ensayo siguiendo todos los pasos descritos desde el punto 3.
6. Ensayo en vacío (sin muestra)
Antes de realizar ensayos con muestras de subbalasto deben realizarse al menos tres ensayos en vacío (sin muestra) para determinar el Coeficiente de Permeabilidad del sistema bureta-tubos-conexiones, (k20)b, que deberá ser muy superior al de las muestras de subbalasto. Para ello, en cada ensayo se rellena la célula con grava de la misma granulometría y procedencia que el filtro descrito en el apartado 3.1. Se realiza el resto del ensayo y se calcula (k20)b siguiendo los pasos descritos en los puntos 3 y 4. Se tomará como valor final de (k20)b el promedio de los obtenidos en los ensayos en blanco realizados. El valor de (k20)b deberá ser lo suficientemente grande como para que no influya en el valor final de la k20 de la muestra, para los valores normales de la permeabilidad en los subbalastos. En caso contrario deberemos aumentar la permeabilidad del sistema colocando llaves, boquillas y tuberías con diámetros internos mayores.
7. Obtención del coeficiente de permeabilidad y expresión de los resultados
Se calcula el coeficiente de permeabilidad del ensayo (k20)e como media aritmética de los coeficientes de permeabilidad promedios de ambas porciones de muestra (k20)1 y (k20)2, respectivamente.
Por último calcularemos el Coeficiente de Permeabilidad real de la muestra, k20, mediante la expresión:
k20 = (k20)e× (k20)b/[(k20)b - (k20)e]
El resultado se expresa en m/s y con dos cifras significativas, según lo expuesto en el apartado 4.
UNE-EN 1097-1/A1:2004
Geotécnia. Ensayo de compactación. Proctor modificado.
UNE 103503:1995
UNE 103502:1995
Método de ensayo para determinar en laboratorio el índice C.B.R. de un suelo.
Fecha de disposición: 17/04/2006
Entrada en vigor: 2 de mayo de 2006.

References: Real Decreto 
 artículo 15
 Real Decreto 

Artículo 1
 Real Decreto 
 Real Decreto 
 artículo 9
 artículo 3
 artículo 2
 artículo 2
 artículo 2
 artículo 2
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 Real Decreto 
 Real Decreto 
 artículo 9
 artículo 2
 artículo 2
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