Estabilización de suelos arcillosos utilizando cenizas de carbón con vidrio molido para uso como subrasante mejorada en pavimentos urbanos

Abstract

Esta investigación analiza el efecto del vidrio y la ceniza de carbón como estabilizadores sobre las propiedades geotécnicas del suelo arcilloso. El objetivo principal fue evaluar la estabilización de suelos arcillosos adicionando cenizas de carbón y vidrio reciclado molido como agente estabilizador para su uso como subrasante mejorada en pavimentos urbanos. Se evaluaron proporciones de 2.5%, 3.5% y 4.5% de vidrio, junto con un 10% de ceniza de carbón en peso seco del suelo. El suelo natural fue clasificado según SUCS y AASHTO, y las mezclas de suelo con vidrio y ceniza de carbón se ensayaron bajo la normativa del MTC. Los ensayos más importantes que se llevaron a cabo fueron: Límites de Atterberg, Proctor modificado y CBR, observándose mejoras significativas en las propiedades físico-mecánicas del suelo. Los mayores incrementos en la capacidad de soporte (CBR) y densidad seca se lograron con una mezcla de 4.5% de vidrio y 10% de ceniza de carbón, mientras que las mejores propiedades de consistencia se obtuvieron con 3.5% de vidrio y 10% de ceniza. El contenido óptimo fue de 4.5% de vidrio más 10% de ceniza, clasificando al suelo como una "Subrasante buena". Además, se concluyó que estabilizar con estos aditivos es más económico que con cemento Portland pero más costoso que utilizar Cal. En cuanto al impacto ambiental, el efecto más significativo fue el aumento de partículas en suspensión debido a la trituración de vidrio y ceniza de carbón.

This research analyzes the effect of glass and coal ash as stabilizers on the geotechnical properties of clay soil. The main objective was to evaluate the stabilization of clay soils by adding coal ash and recycled crushed glass as stabilizing agents for improved subgrade use in urban pavements. Proportions of 2.5%, 3.5%, and 4.5% glass were evaluated, along with 10% coal ash by dry weight of the soil. The natural soil was classified according to SUCS and AASHTO, and the soil, glass, and coal ash mixtures were tested according to the Ministry of Transport and Communications regulations. The most important laboratory tests performed were: Atterberg Limits, Modified Proctor, and CBR, which showed significant improvements in the physical and mechanical properties of the soil. The highest increases in bearing capacity (CBR) and dry density were achieved with a 4.5% glass and 10% coal ash mixture, while the best consistency properties were obtained with 3.5% glass and 10% coal ash. The optimal content was 4.5% glass and 10% coal ash, classifying the soil as a "Good Subgrade." Additionally, it was concluded that stabilizing with these additives is more economical than using Portland cement. In terms of environmental impact, the most significant effect was the increase in suspended particles due to the crushing of glass and coal ash.