2.5. CONSIDERACIÓN DE LA HELADA

Cuando las heladas actúan durante un número de días suficiente, se puede producir un aumento de la humedad en suelos susceptibles a este fenómeno, situados bajo la calzada.

Son suelos susceptibles a la helada, aquellos que cuando se congelan forman en su interior lentejones de hielo de disposición sensiblemente horizontal, originando un incremento de volumen en su estructura que puede llegar a reflejarse en la superficie de la carretera. El crecimiento de los lentejones se debe al movimiento capilar hacia los mismos del agua intersticial de los suelos circundantes.

El aumento de humedad producido por este fenómeno se pone de manifiesto en el momento del deshielo cuando se funden dichos lentejones. Hasta el final del deshielo, el propio lentejón dificulta el drenaje por gravedad de las aguas fundidas en su parte superior. En esta zona puede alcanzarse la saturación del suelo.

La importancia de la acumulación de agua en un suelo susceptible a la helada depende de tres factores principales:

• Intensidad de la helada. Se puede caracterizar la intensidad de la helada por la profundidad que esta alcanza en el suelo. En la penetración de la helada influyen, su duración, la temperatura y la conductividad térmica de los materiales considerados.
• Si el frente de helada alcanzara a un suelo susceptible a la misma, la formación de lentejones dependería fundamentalmente de la duración de la helada, ya que tanto la penetración de dicho frente, como los movimientos capilares del agua que alimentan la formación de los lentejones, son fenómenos lentos, que en todo caso implican varios
  días para su materialización.
• La mayor o menor susceptibilidad al hielo del propio suelo, que depende de su naturaleza, granulometría, porosidad y densidad.
• La humedad inicial del suelo y la posibilidad de alimentación de agua del frente de helada, que depende de la humedad de las zonas próximas no heladas.

Cuando las obras se encuentren en las zonas especificadas en el apartado 2.5.1, el proyecto dispondrá materiales no susceptibles al hielo en la profundidad afectada por el frente de helada, según se indica en el apartado 2.5.2.

De forma complementaria se podrá establecer, si fuera necesario, un sistema de drenaje subte-rráneo que mantenga reducida la humedad y dificulte la alimentación de agua al frente de helada.

Asimismo las tuberías drenantes, los colectores, etc., se dispondrán a una profundidad tal que no resulten dañados por el efecto de las heladas (véase apartado 2.5.3).

2.5.1. ZONAS DONDE DEBE TENERSE EN CUENTA EL EFECTO DE LAS HELADAS

Según se especifica en la norma 6.1 IC Secciones de firme, en los proyectos de carreteras situadas a una altitud superior a mil quinientos metros (1.500 m) se deberá tener en cuenta el efecto de las heladas.

Asimismo habrá de tenerse en cuenta el efecto de las heladas, cuando las obras, aún situadas a una altitud inferior a mil quinientos metros (1.500 m), se encuentren comprendidas en las zonas especificadas en los mapas que constituyen las figuras 2.10 a 2.14.

FIGURA 2.10. ZONAS EN LAS QUE DEBE TENERSE EN CUENTA EL EFECTO DE LAS HELADAS, INDEPENDIENTEMENTE DE SU ALTITUD. MAPA GENERAL

FIGURA 2.11. ZONAS EN LAS QUE DEBE TENERSE EN CUENTA EL EFECTO DE LAS HELADAS, INDEPENDIENTEMENTE DE SU ALTITUD. MAPA PARCIAL DE LA ZONA NORTE

FIGURA 2.12. ZONAS EN LAS QUE DEBE TENERSE EN CUENTA EL EFECTO DE LAS HELADAS, INDEPENDIENTEMENTE DE SU ALTITUD. MAPA PARCIAL DE LA ZONA PIRENAICA

FIGURA 2.13. ZONAS EN LAS QUE DEBE TENERSE EN CUENTA EL EFECTO DE LAS HELADAS, INDEPENDIENTEMENTE DE SU ALTITUD. MAPA PARCIAL DE LA ZONA DEL SISTEMA CENTRAL

FIGURA 2.14. ZONAS EN LAS QUE DEBE TENERSE EN CUENTA EL EFECTO DE LAS HELADAS, INDEPENDIENTEMENTE DE SU ALTITUD. MAPA PARCIAL DE LA ZONA DEL SISTEMA IBÉRICO

En el interior de túneles situados en los lugares referidos anteriormente, el efecto de las heladas sólo deberá tenerse en cuenta en las proximidades de las boquillas, en una longitud de cien metros (100 m), salvo justificación expresa en contra del proyecto.

2.5.2. PROFUNDIDAD DE LOS SUELOS AFECTADOS POR LA HELADA. MATERIALES SUSCEPTIBLES AL HIELO

No deberán utilizarse suelos susceptibles al hielo, en las zonas especificadas en el apartado 2.5.1, en una profundidad (medida a partir de la rasante de la carretera) igual o inferior a la definida en la tabla 2.4. Si esta profundidad alcanzase el fondo de la explanación (desmontes), deberán sustituirse los materiales susceptibles afectados —bajo la misma—, en el espesor correspondiente.

TABLA 2.4 PROFUNDIDAD DE LOS SUELOS AFECTADOS POR LA HELADA (z_s)

* Véanse figuras 2.10 a 2.14

Adicionalmente, en carreteras situadas a una altitud superior a mil quinientos metros (1.500 m) y no incluidas en las zonas de helada de la tabla 2.4, si no se dispusiese de datos locales más contrastados, podrá adoptarse un valor z_s igual a sesenta centímetros (z_s = 0,60 m).

El proyecto, mediante un estudio especial basado en las condiciones climáticas locales, características de la sección transversal, implantación de medidas especiales, etc., podrá justificar una profundidad de afección inferior al valor de z_s definido en este apartado.

A los efectos de aplicación de este documento, se consideran materiales susceptibles al hielo, los que cumplan alguna de las condiciones siguientes:

• Materiales granulares y suelos cuyo cernido por el tamiz 0,080 UNE esté comprendido entre el quince y el treinta y cinco por ciento (15% £ # 0,080 mm £ 35%).
• Suelos tolerables, marginales e inadecuados que cumplan simultáneamente que el cernido por el tamiz 0,080 UNE sea mayor que el treinta y cinco por ciento (#0,080 mm > 35%), y que su índice de plasticidad sea inferior a veinticinco (IP < 25).
• Las rocas que, según los criterios establecidos en los apartados 331.4 y 333.4 del PG-3, no puedan considerarse como estables.
• Las rocas sedimentarias detríticas con granos cementados, tales como areniscas, limolitas, conglomerados, cretas, etc. La posible acción del hielo (que deberá evaluar el proyecto en cada caso), será tanto más importante cuanto más débil sea dicha cementación.

En general los suelos estabilizados in situ, conforme a lo especificado en el artículo 512 del PG-3, se pueden considerar, a priori, poco sensibles al hielo.

2.5.3. DISPOSICIONES ESPECÍFICAS DE DRENAJE SUBTERRÁNEO

En las zonas indicadas en el apartado 2.5.1 el proyecto deberá evaluar, en su caso, la necesidad de adoptar medidas complementarias de drenaje subterráneo para mantener reducida la humedad y dificultar la alimentación de agua al frente de helada. Estas medidas podrán tomarse de entre las incluidas en el capítulo 3 de este documento, o bien de entre aquellas otras no previstas específicamente en el mismo, cuyo estudio habrá de realizarse con las prescripciones mínimas que se fijan en el apartado 3.17.

Respecto a la disposición de elementos específicos de drenaje subterráneo, deberán tenerse en cuenta los siguientes criterios:

• Las pantallas o zanjas drenantes próximas a los extremos de calzada y arcenes, disminuyen la humedad bajo los mismos con carácter previo a la helada, evitan la continuidad de los lentejones de hielo que se puedan formar, y facilitan el posterior drenaje del agua proveniente del deshielo.
• Las tuberías drenantes de las zanjas, los dispositivos colectores de las pantallas, así como los colectores y otros elementos o sistemas de drenaje, deben proyectarse a una profundidad superior a la indicada en la tabla 2.5. Esta profundidad se medirá desde la superficie del terreno hasta la generatriz superior de la tubería o colector.

TABLA 2.5 PROFUNDIDAD MINIMA DE TUBERIAS Y COLECTORES (z_d)

* Véanse figuras 2.10 a 2.14

Adicionalmente, en carreteras situadas a una altitud superior a mil quinientos metros (1.500 m) y no incluidas en las zonas de helada de la tabla 2.5, si no se dispusiese de datos locales más contrastados, podrá adoptarse un valor z_d igual a setenta centímetros (z_d = 0,70 m).

El proyecto podrá justificar una profundidad de afección inferior al valor de z_d definido en este apartado mediante un estudio especial basado en las condiciones climáticas locales, implantación de medidas especiales, etc.