Optimización de la subrasante mediante la incorporación de polietileno de alta densidad en la ruta Granja Sasape, Túcume

Abstract

Esta investigación evalúa la viabilidad de incorporar polietileno de alta densidad (HDPE) reciclado para mejorar las propiedades físico-mecánicas de la subrasante en la ruta Granja Sasape, distrito de Túcume. El objetivo general es optimizar la subrasante mediante HDPE, y los objetivos específicos incluyen: el análisis del tránsito para determinar cargas aplicadas, la caracterización del suelo natural, la determinación del porcentaje óptimo de HDPE, la evaluación del comportamiento mecánico mediante CBR, y los análisis ambiental y económico del uso del aditivo. El conteo vehicular manual realizado durante siete días determinó un IMDA de 453 vehículos/día, lo cual, según el MTC, justificó la ejecución de tres calicatas. Los ensayos iniciales mostraron que el suelo corresponde a una arcilla de alta plasticidad (CH – SUCS / A7-6 – AASHTO), con un índice de plasticidad de 23.68%, densidad seca máxima de 1.74 g/cm³, humedad óptima de 16.8% y CBR de 4.3%, valor inferior al mínimo normativo para subrasantes (6%). La incorporación de HDPE evidenció mejoras significativas en el comportamiento del suelo. Con 4% de HDPE, el índice de plasticidad disminuyó a 8.74%, la humedad óptima se redujo a 14.6% y el CBR alcanzó 10%, superando el requisito normativo. En lo ambiental, se obtuvo un impacto positivo de 260 puntos debido al uso de material reciclado. Finalmente, el análisis económico identificó el 4% como la dosificación óptima, con un costo unitario de 122.02 soles/m³, demostrando eficiencia técnica, económica y sostenible.

This research evaluates the feasibility of incorporating recycled high-density polyethylene (HDPE) to improve the physical-mechanical properties of the subgrade along the Granja Sasape route, in the district of Túcume. The main objective is to optimize the subgrade through the use of HDPE, while the specific objectives include: traffic analysis to determine applied loads, characterization of the natural soil, determination of the optimal HDPE dosage, evaluation of the mechanical behavior using the CBR test, and environmental and economic assessments of the additive’s application. A manual traffic count performed over seven consecutive days determined an ADT of 453 vehicles/day, which, according to MTC standards, justified the execution of three test pits. Initial laboratory results classified the natural soil as high-plasticity clay (CH – SUCS / A-7-6 –AASHTO), with a plasticity index of 23.68%, maximum dry density of 1.74 g/cm³, optimum moisture content of 16.8%, and CBR of 4.3%, a value below the minimum requirement (6%) for subgrades. The incorporation of HDPE demonstrated significant improvements in soil performance. With a 4% HDPE dosage, the plasticity index decreased to 8.74%, the optimum moisture content reduced to 14.6%, and the CBR increased to 10%, exceeding normative standards. The environmental evaluation showed a positive impact score of 260 due to the use of recycled material. Finally, the economic analysis identified 4% HDPE as the optimal dosage, with a unit cost of 122.02 soles/m³, demonstrating technical, economic, and sustainable efficiency.