Estabilización de suelos arcillosos utilizando emulsión asfáltica y viruta de acero para subrasantes–La Victoria, Lambayeque-2021

Abstract

Alrededor del mundo los suelos arcillosos y sus cambios de volumen han sido un gran problema para las obras de infraestructura, puesto que además de generar graves daños de carácter estructural en edificaciones, obras viales, sistemas de agua y alcantarillado, entre otros; han generado grandes pérdidas económicas a los entes ejecutores. Por ello, para la ejecución de obras viales, resulta imprescindible conocer las características de la subrasante sobre la que se apoya la estructura del pavimento, de modo que si estas no cuentan con los requerimientos mínimos exigidos por el Manual de Carreteras – Sección suelos y Pavimentos, se tendría que realizar una mejora a las propiedades del suelo denominado estabilización. Por este motivo se realizó el estudio de las características de la subrasante en las vías urbanas del P.J Antonio Raymondi del Acqua y la influencia que tuvieron sobre ellas la emulsión asfáltica y las virutas de acero. Las muestras de suelo natural extraídas según la clasificación SUCS son del tipo CL, en general las muestras presentaban CBR al 95% del M.D.S bajos, cuyo mínimo valor obtenido fue de 1.9% perteneciente a la calicata 02, muestra con la cual fueron realizados los ensayos con los aditivos. En cuanto a los resultados de los ensayos a las muestras con adición de virutas de acero, solo se logró la estabilización del suelo con el 15% de adición, logrando un CBR de 5.5%; por otro lado, con la emulsión asfáltica se logró la estabilización del suelo arcilloso con las dosificaciones de 3%, 6%, 9% y 13%, con esta última obteniéndose un pico de 6.4% de CBR, para luego descender con la dosificación de 18% de adición de emulsión asfáltica por debajo del 3%. En cuanto el análisis económico, se realizó el diseño del pavimento flexible con la adición de virutas de acero y de emulsión asfáltica, en ambos casos se vio reducido el costo en base y subbase a un 79.2% y 58.5% respectivamente en comparación con el diseño sin aditivos.

Around the world, clay soils and their changes in volume have been a major problem for infrastructure works, since in addition to causing serious structural damage to buildings, road works, water and sewage systems, among others, they have generated large economic losses for the executing entities. Therefore, for the execution of road works, it is essential to know the characteristics of the subgrade on which the pavement structure rests, so that if these do not meet the minimum requirements demanded by the Highway Manual - Soils and Pavements Section, an improvement to the soil properties called stabilization would have to be made. For this reason, a study was made of the characteristics of the subgrade in the urban roads of P.J. Antonio Raymondi del Acqua and the influence that the asphalt emulsion and the steel chips had on them. The natural soil samples extracted according to the SUCS classification are of the CL type, in general the samples presented CBR at 95% of the low M.D.S., whose minimum value obtained was 1.9% belonging to test pit 02, the sample with which the tests with the additives were carried out. Regarding the results of the tests on the samples with the addition of steel chips, soil stabilization was only achieved with 15% of addition, achieving a CBR of 5.5%; on the other hand, with the asphalt emulsion, stabilization of the clayey soil was achieved with the dosages of 3%, 6%, 9% and 13%, with the latter obtaining a peak of 6.4% of CBR, and then descending with the dosage of 18% of addition of asphalt emulsion below 3%. As for the economic analysis, the design of the flexible pavement with the addition of steel chips and asphalt emulsion was carried out; in both cases, the cost of base and subbase was reduced by 79.2% and 58.5%, respectively, compared to the design without additives.