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Contenido
INTRODUCCION .............................................................................................................. 2
OBJETIVOS ....................................................................................................................... 3
GEOTEXTILES.................................................................................................................. 4
CONCEPTO.................................................................................................................... 4
FUNCIONES DE GEOTEXTILES EN CARRETERAS............................................... 4
REFUERZO Y CONSOLIDACIÓN .............................................................................. 4
DRENAJES..................................................................................................................... 5
VIBROCOMPACTACION ................................................................................................ 5
ESTABILIZACIÓN POR PRE COMPRESIÓN................................................................ 6
SUELOS ESTABILIZADOS CON ESCORIA DE FUNDICIÓN .................................... 8
SEGÚN LA NORMA MTC 14 – APRUEBA SECCIÓN SUELOS PAVIMENTOS....... 9
ESTUDIO DE LA ESCORIA PARA SU UTILIZACIÓN .............................................. 10
ESTUDIO DE LA ESCORIA COMO MATERIAL BASE Y SUB BASE..................... 11
ESCORIA EN LA MEZCLA ASFÁLTICA .................................................................... 13
ESTABILIZACION DE SUELOS CON POLIMEROS .................................................. 14
EQUIPOS NECESARIOS ................................................................................................ 15
ACTIVIDADES PARA LA ESTABILIZACION DE SUELOS UTILIZANDO PAM. . 15
ESTABILIZACION DEL SUELO CON HULE DE NEUMÁTICO............................... 19
SUELOS ESTABILIZADOS CON CLORURO DE SODIO .......................................... 23
CONCLUSIONES ............................................................................................................ 30
BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................. 31
2
INTRODUCCION
El presente trabajo contiene información concerniente a la estabilización de suelos
mediante métodos químicos y físicos, detallando así cada tipo dentro de los métodos ya
mencionados, con el objetivo de compartir información obtenida al servicio de los
estudiantes de la carrera de Ingeniería Civil.
Se ha visto que ante la deficiencia de resistencia a esfuerzos que presenta algunos suelos,
el mejoramiento mediante prácticas de métodos físicos y químicos son las mejores
soluciones para este problema que presentan la ejecución de obras viales.
Las estabilizaciones en los suelos son de gran ayuda ya que nos permiten preparar el suelo
que se encuentra en estado natural y no nos aporta la durabilidad y resistencia requerida
para el proyecto a ejecutarse con el fin de hacerlo más apto para su uso en bases y subbases
del pavimento.
3
OBJETIVOS
1. Aprender acerca de las aplicaciones y ventajas de los geotextiles en carreteras
2. Determinar el uso y beneficios del material de estabilización la escoria.
3. Definir el procedimiento constructivo de estabilización de suelos mediante el uso
del polímero poliacrilamida
4. Prevenir el ingreso de agua en la capa tratada por la penetración de agua y fuertes
heladas son la causa de muchas fallas en las carreteras.
5. Controlar la expansión del suelo.
4
GEOTEXTILES
1. CONCEPTO
En la construcción de Carreteras se utilizan los Geotextiles para reforzar la
capacidad portante del terreno ya sea en plataformas excavadas o terraplenadas.
En obras tales como estructuras de contención o terraplenes donde la obra forma
parte de la carretera, se emplean geotextiles que garantizan con una mínima
deformación las funciones de refuerzo y drenaje de la estructura
2. FUNCIONES DE GEOTEXTILES EN CARRETERAS
Los geotextiles, en sus diferentes variantes, según la aplicación, ofrecen las siguientes
ventajas:
 Resistencia a probables daños mecánicos ocasionados durante su puesta en obra
y posterior compactación.
 Prolonga la vida útil de la construcción proyectada.
 Aportan resistencia a tracción y aumentan la resistencia a cortante del suelo.
 Aumenta la capacidad de carga y la estabilidad del suelo.
 Elemento separador que evita la contaminación de la capa de zahorras.
 Filtra y retiene partículas finas, al mismo tiempo que permite la libre
circulación de agua.
 Disminuye la formación de baches o irregularidades en superficie.
3. REFUERZO Y CONSOLIDACIÓN
En los casos de construir una capa granular sobre un terreno de base blanda, debe
considerarse que las presiones externas generadas por el tráfico, provocan la mezcla con el
5
subsuelo blando causando la pérdida de la resistencia de la capa granular, pudiendo causar
fallos en la estructura.
Para evitar que se produzca la mezcla, se recurre a los Geotextiles no tejidos, elaborados a
base de filamentos de polipropileno para aumentar la capacidad portante del terreno,
creando una capa estabilizadora, filtrante y anticontaminante.
4. DRENAJES
Teniendo en cuenta las acciones dinámicas de las cargas producidas por el tráfico, vemos
que hay distintos comportamientos del terreno en función del agua contenida:
En las capas saturadas se genera una pérdida de cohesión por la falta de movimiento de
agua entre los poros.
En los casos en que existen movimientos intersticiales de agua, ésto arrastra los finos con
la pérdida del material, y por ende, de su capacidad portante.
Cuando se producen heladas, el agua presente en las distintas capas de la estructura de la
carretera, modifica su composición de líquida a sólida produciendo movimientos que
pueden fisurar dicha estructura.
VIBROCOMPACTACION
La vibrocompactacion es un sistema de mejoramiento de suelos que genera densificación
de los suelos granulares en los cuales se hinca un vibrador, formando una columna de
grava. Se suele utilizar esta técnica con variaciones por la forma en que se incorpora el
material
La vibrocompactacion es aplicable en suelos granulares (generalmente con un contenido
en finos inferior al 10%). La mejora del terreno se consigue por la reducción de huecos
6
entre partículas gracias a la vibración producida por el vibrador en su proceso de entrar y
salir del suelo tratado. Durante el tratamiento, que se ejecuta en forma de malla (enplanta),
se obtiene una compactación del terreno que deriva en una disminución del espesor de la
capa tratada, espesor que habrá que aportar y compactar si hay que recuperar la cota de
partida.
ESTABILIZACIÓN POR PRE COMPRESIÓN
La presión de pre consolidación es la máxima tensión efectiva que ha sufrido el suelo a lo
largo de su historia. Este parámetro tiene un gran interés geotécnico dado que marca el
límite de las grandes deformaciones separando las deformaciones elásticas de las
inelásticas. El objeto de este trabajo es calcular la presión de pre consolidación de 114
muestras inalteradas de la Vega Baja del río Segura utilizando el ensayo de consolidación
7
uniaxial aplicando el método de Casagrande a través de un procedimiento analítico de
cálculo con el fin de evitar interpretaciones subjetivas en la determinación del punto de
máxima curvatura. Estos resultados son también comparados con los obtenidos a partir de
ensayos triaxiales CU. Los resultados muestran un elevado grado de sobreconsolidación
(1.4<OCR<12.2) en los cinco primeros metros de suelo. La sobreconsolidación del suelo
disminuye progresivamente con la profundidad estando normalmente consolidados
(OCR=1) a partir de los 15 m. La sobreconsolidación superficial de estos suelos parece
estar relacionada con descensos piezométricos causados por la sobreexplotación del
acuífero (especialmente en épocas de sequía) con valores inferiores a 41 kPa, así como con
fenómenos de desecación producidos por las variaciones estacionales del nivel freático con
valores superiores a los 50 kPa.
La presión de preconsolidación (σ’p), también llamada presión de precompresión, de
precompetición o de precarga (Dawidowski and Koolen, 1994), es la máxima tensión a la
que se ha visto sometido un suelo a lo largo de su historia geológica. Este parámetro
presenta un gran interés geotécnico dado que separa las deformaciones elásticas, o
recuperables, de las inelásticas o irreversibles, por lo que su correcta determinación es
fundamental para el análisis de la respuesta del suelo.
8
Este mismo principio es aplicado en la estabilización de suelos, cuyo principal objetivo es
reducir las grandes alturas de consolidación primaria. Los método de aplicación de la carga
usados son: inundación con agua y acumulación de suelos o materia rocoso.
Imagen nro. acumulación de suelo como carga de precompresión
SUELOS ESTABILIZADOS CON ESCORIA DE FUNDICIÓN
1. DEFINICIÓN
Las escorias son un subproducto de la fundición de la mena para purificar los metales. Se
pueden considerar como una mezcla de óxidos metálicos; sin embargo, pueden
contener sulfuros de metal y átomos de metal en forma de elemento. Aunque la escoria
suele utilizarse como un mecanismo de eliminación de residuos en la fundición del metal.
Las menas suelen ser óxidos, sulfuros o silicatos.
Una mena de un elemento químico, generalmente un metal, es un mineral del que se puede
extraer aquel elemento porque lo contiene en cantidad suficiente para poderlo aprovechar.
Así, se dice que un mineral es mena de un elemento químico, o más concretamente de un
metal, cuando mediante un proceso de minería se puede extraer ese mineral de
un yacimiento y luego, mediante metalurgia, obtener el metal.1 Asociado al concepto de
9
mena, está el de ganga. Se llama así al conjunto de todos los minerales sobrantes que se
encuentran asociados a la mena en la roca extraída en un yacimiento. La ganga hace que
la ley del metal disminuya, por lo que es necesario separarla de la mena, como primera
etapa en la concentración y obtención del metal.
Imagen. Escoria de fundición triturada, utilizada en obras viales.
SEGÚN LA NORMA MTC 14 – APRUEBA SECCIÓN SUELOS
PAVIMENTOS
Hoy en día las escorias de acería o de otros hornos de fundición se emplean en muchas
partes del mundo, en la fabricación del cemento, como agregados en la fabricación de
hormigón, como material de base y sub-base en los pavimentos, en la estabilización de sub-
rasantes, en la carpeta asfáltica formando parte del ligante bituminoso; en la agricultura
10
también se ha encontrado aplicación, así como en el tratamiento de aguas residuales. Al
emplearse este subproducto en construcción de infraestructura vial se evita explotar nuevas
canteras, manteniendo el paisaje de la zona; como no requiere procesar los agregados se
reduce el consumo de energía y combustibles, y se reducen las emisiones de CO2 al
ambiente.
En caso de escasez de finos, se podrá efectuar una mezcla de escoria, arena fina y cal. La
cal a utilizar será la indicada en la Sección 301.B Suelo Estabilizado con Cal, de las
Especificaciones Técnicas Generales para Construcción de Carreteras del MTC (vigente);
no obstante, en este caso no se admitirá el uso de cal viva, porque podría causar expansión
en el suelo.
En los suelos estabilizados con escoria y cal el porcentaje estimado en peso de cal se
encuentra en 1.5 y 3% y de la escoria entre 35% - 45% en volumen. La utilización de grados
con tamaño máximo limitado al de las arenas facilita los trabajos de mantenimiento sin
desgastar prematuramente las cuchillas de motoniveladoras ni formar estrías sobre la
calzada.
Además, tamaño de agregados mayores a 1 cm al ser despedidos por la acción del tránsito
pueden provocar daños a os vehículos, así como a las personas.
ESTUDIO DE LA ESCORIA PARA SU UTILIZACIÓN
En Centroamérica, Pérez (2008) estudió la escoria producida en la planta Siderúrgica de
Guatemala (SIDEGUA). Caracterizó tanto la escoria como el agregado tradicional y se
evaluaron tres mezclas asfálticas con diferentes combinaciones de escoria-agregado
11
tradicional (100 %, 0 %), (70 %, 30 %), (0 %, 100 %). La mezcla con 100 % agregado
tradicional se utilizó como parámetro de comparación. De esta manera concluyó que:
— La estabilidad que presentaron las mezclas con escoria fue más alta que en las mezclas
con agregado tradicional, contribuyendo a la durabilidad del pavimento, volviéndolo más
resistente a la deformación causada por el tráfico.
— Al combinar la escoria con agregados tradicionales se consigue compensar el bajo
porcentaje de finos en la misma y disminuir así el porcentaje de asfalto en la mezcla.
ESTUDIO DE LA ESCORIA COMO MATERIAL BASE Y SUB BASE
Estudios realizados en el Perú mencionan que:
Después de realizar los ensayos pertinentes para determinar las características físicas de
las escorias de la elaboración de acero de la planta de Acero Arequipa en pisco se llegó a
la conclusión que son un excelente agregado para fines de Base y Sub. Base cumpliendo
con la mayoría de parámetros de las normas ASTM y del manual de diseño AASHTO para
pavimentos exceptuando los parámetros de porcentajes mínimos de finos. Motivo por el
cual se planteó como solución la incorporación de agregados finos a fin de poder cumplir
dichos parámetros y dales liga a las escorias.
12
Analizados las Escorias en su estado original y con las respectivas combinaciones con
polvo de Baghouse para fines de pavimentación y cimentación se pudieron observar altos
valores de CBR tanto para las Escorias en su estado original así como para las
combinaciones con el agregado mencionado. Siendo notorio el aumento de los valores de
CBR para las muestras con combinaciones de polvo de Baghouse, alcanzando valores de
259% del CBR calculado al 95% del Optima Contenido de Humedad.
Por los que el diseño de pavimentos se hizo teniendo en cuenta el empleo de las escorias
en su estado natural como Sub-Base y de las combinaciones con polvo como Base,
destacando entre estas la combinación de 10% de polvo de Baghouse con 90% de Escorias
presentando un ligero ahorro de material de no mas de 2 cm. en la Base respecto de las
otras combinaciones de 15% y 20% de polvo con Escorias y de 3 a 4 cm si se colocara solo
escoria es estado original como base y Sub-Base.
13
Además Dicha combinación de Escoria al 90% y Polvo de Baghouse al 10% respondió
mejor a los ensayos de capacidad portante arrojando mayores de Esfuerzo Admisible que
otras combinaciones y que la propia escoria en estado original. Cabe señalar que las
escorias en su estado original presentan un exceso de partículas por millón tanto de cloruros
como de sodios para fines de cimentación según la Norma actual.
2. ESCORIA EN LA MEZCLA ASFÁLTICA
Según investigaciones en el país del Ecuador, menciona en sus resultados de investigación:
Una vez elaboradas las diferentes mezclas asfálticas en caliente con diferentes porcentajes
de escoria siderúrgica, se ha podido establecer conclusiones y recomendaciones de acordes
a los diferentes ensayos realizados para esta investigación. Se evaluó diferentes ensayos y
resultados más representativos de este estudio. Refiriéndose norma ecuatoriana (MOP-001-
F-2002) y las normas internacionales como la ASTM.
La combinación más óptima del asfalto: agregado grueso (ESCORIA) 37.80%, agregado
intermedio – fino 48.87%, filler 5.53% y un 7.8% de cemento asfáltico AC – 20,
presentando en esta mezcla una Estabilidad y Fluencia adecuada capaz de mantener su
forma bajo cargas repetitivas, haciendo de este un pavimento flexible idóneo para las
carreteras.
Fuente:
Artículo académico – Mezcla Asfáltica con escoria – Danilo López
14
ESTABILIZACION DE SUELOS CON POLIMEROS
Según Nesterenko, D. (2018).
Los suelos estabilizados con polímeros han ganado mayor atención en la última
década. Los casos estudiados en la bibliografía especializada concluyen que son
estabilizadores eficaces y sostenibles al posibilitar la reutilización de suelo
existente luego de cumplir su vida útil y que, durante su ejecución, no presentan el
agrietamiento por contracción propio de los estabilizadores convencionales. Las
normas del Ministerio de Transportes y Comunicaciones no definen un
procedimiento constructivo para el caso de los polímeros en el Perú y los
fabricantes de polímeros proponen seguir un procedimiento constructivo elaborado
en Australia que es utilizado en suelos y rendimientos constructivos diferentes a los
que se presentan en obras viales peruanas, proveyendo información muy general de
los parámetros estructurales del suelo estabilizado. El artículo propone un
procedimiento de estabilización de suelos con polímeros acorde al contexto
peruano y determina los parámetros estructurales correspondientes a muestras de
suelo provenientes de obras viales peruanas. Se realizaron ensayos de laboratorio
en muestras de suelo virgen y en muestras estabilizadas con polímeros
concluyéndose que el uso de polímeros como estabilizador de suelos evidencia una
mejora de sus características físico – mecánicas, mostrando su mejor desempeño
para suelos peruanos con IP≥9.
15
3. EQUIPOS NECESARIOS
equipos utilizados en el proceso constructivo de estabilización con PAM en Australia
4. ACTIVIDADES PARA LA ESTABILIZACION DE SUELOS
UTILIZANDO PAM.
Nesterenko, D. (2018).
a. Se iniciará la jornada de trabajo siempre y cuando se generen los controles de
seguridad respectivos (Análisis de Seguridad en el Trabajo - AST, lectura del
procedimiento de ejecución de la actividad de estabilización de suelos con PAM y
Charla de 05 minutos de seguridad). Se realizará la señalización correspondiente a
los trabajos en calzada
b. Los controles topográficos serán en forma permanente antes, durante y al finalizar
el trabajo programado; de igual forma se deberá verificar el suelo de cimentación
existente. Los obstáculos deberán de ser removidos con los recursos planificados
para tal fin. Verificar las condiciones iniciales de la calzada (%Humedad natural in
situ). Se trazarán los puntos de corte según los niveles topográficos existentes.
16
c. Antes de proceder a la ejecución de los trabajos de estabilización, se procederá a
ejecutar un tramo de prueba, para verificar el estado y comportamiento de los
equipos y determinar en secciones de ensayo el método definitivo de preparación,
transporte y colocación del suelo estabilizado con PAM con la finalidad de cumplir
las especificaciones según las normas vigentes. Si el tramo de prueba resultara
defectuoso, se realizará la remoción del mismo y su disposición será en los
Depósitos de Material Excedente (DME) proyectados dentro de la Obra.
d. Las unidades operativas para la ejecución del trabajo, deberá de ser en cadena
(Estabilizadora, Motoniveladoras, Compactador de rola lisa, Cisterna de Agua,
Compactadora Neumática). Durante la implementación de esta etapa deberá estar
definido el tipo de aplicación del PAM (vía Húmeda y vía Seca). Durante la vía
húmeda se deberá de calibrar la tasa de difusión del PAM de 0.001 Kg/Lts con la
finalidad de crear un fluido de baja viscosidad. Durante la vía seca solo se deberá
calibrar el esparcidor seco para la colocación sobre la superficie escarificada
utilizando una tasa de aplicación del 0.0026% del peso suelto del árido analizado.
e. Se deberá emplear el equipo, sólo en condiciones de aceptación del t ramo de
prueba. La profundidad de corte deberá ser según las especificaciones del proyecto
(200 - 300 – 400 mm). Sólo será validado la recarga de material previo sustento
según controles topográficos, se tendrá el diseño de la granulometría del agregado
para la incorporación del PAM durante el primer corte con la Recicladora. Durante
17
la etapa de construcción se deberá ejecutar el número de cortes con la Recicladora,
definidos en la etapa de planeamiento:
f. La incorporación del agua durante la aplicación del PAM deberá ser en forma
controlada según los resultados de laboratorio realizados (Proctor, %Humedad), la
incorporación del PAM durante la etapa del Reciclado será en Kg/m2 en función al
espesor definido por el cliente.
g. El material será extendido en una capa uniforme por medio de una motoniveladora,
de tal manera que forme una capa suelta de mayor espesor que el que debe tener la
capa compactada. En caso se requiera se debe también batir todo el material por
medio de la cuchilla de la motoniveladora en toda la profundidad de la capa,
llevándolo en forma alternada hacia el centro y los bordes de la calzada. Debido a
la diferencia de los equipos que se utiliza en Perú (Motoniveladora de potencia de
125 hp y 403 pulg3 de cilindraje) respecto a la que se utiliza en Australia
(Motoniveladora de potencia de 185 hp y 638 pulg3 de cilindraje) se logran
rendimiento de ejecución menores, siendo el rendimiento en Australia (5000 m2) y
rendimiento en Perú (4000 m2) por jornada de trabajo.
h. Extendido el material estabilizado con PAM se procederá a una primera
compactación con ayuda de una compactadora vibratoria de rola lisa de potencia
de 153 hp y 403 pulg3 de cilindraje. Se procederá a compactar de acuerdo a los
resultados obtenidos en los tramos de prueba para luego pueda ingresar el área de
topografía, los controles serán las densidades de campo obtenidos en esta etapa. Se
18
procederá a colocar plantillas en el eje y laterales de la vía. En lugares rectos
(tangente) las estacas deberán de ser ubicadas cada 10 m y en lugares de curva
pronunciada se procederá a colocar plantillas cada 5 m. Se deberá nivelar el
material reciclado con ayuda de la motoniveladora, para luego ser compactado en
su ancho total por medio de las compactadoras vibratorias de rola lisa.
i. Se procederá a refinar la base estabilizada con PAM con ayuda de la
motoniveladora con el fin de dar acabado a la superficie. Se deberá controlar
espesores del pavimento reciclado requerido por el cliente. Durante la actividad de
refine realizada por la Motoniveladora también se verificará el rendimiento de
ejecución, siendo este rendimiento menor por jornada de trabajo debido a las
características de los equipos de ejecución utilizados en Australia (mayor potencia
y mayor cilindraje) respecto a los equipos de ejecución utilizando en Perú (menor
potencia y menor cilindraje).
j. La compactación de la compactadora neumática de potencia de 105 hp y 243 pulg3
de cilindraje, será finalizada después de la compactación de la compactadora de
rola lisa. Se ejecutará la compactación utilizando un riego inicial con el camión
cisterna de capacidad de 4000 gln de agua mediante sus aspersores posteriores, a
fin de garantizar el sellado de los finos mediante las ruedas de la compactadora
neumática.
19
k. La capa terminada deberá presentar una superficie uniforme y ajustarse a las
rasantes y pendientes establecidas en la etapa de planeamiento. La densidad y
espesor del estabilizado colocado deberá verificarse según lo indicado en las
especificaciones técnicas.
l. Al terminar los trabajos, se deberá limpiar y conformar las zonas laterales de la vía
y las de préstamo. Retirar los equipos y herramientas y los dispositivos de seguridad
EPC
5. ESTABILIZACION DEL SUELO CON HULE DE NEUMÁTICO
Se calcula que hay aproximadamente 800 millones de coches y vehículos comerciales en
uso en todo el mundo y casi 70 millones de unidades se añaden a ese número cada año. El
importante crecimiento experimentado por el sector de automóvil en las últimas décadas
ha venido acompañado por un significativo incremento en el volumen de neumáticos fuera
de uso. El importante desarrollo de la industria del reciclaje puede ahora garantizar la
adecuada recuperación de millones de neumáticos que se desechan cada día.
Los neumáticos están compuestos fundamentalmente de caucho, textiles y acero, lo que les
convierte en un producto ideal para ser reciclado. El reciclaje de neumáticos se traduce en
un menor consumo de energía, una reducción de las emisiones y, lo que es más importante,
20
una reducción en la cantidad de caucho en bruto necesario para la fabricación, lo que en
última instancia contribuye a conservar recursos naturales como el petróleo en bruto.
Los neumáticos se fabrican para durar mucho tiempo. Sin embargo, las mismas
propiedades que los convierten en productos duraderos, también hacen que sean difíciles
de descomponer. El desecho de neumáticos en vertederos o su almacenamiento en
montones puede causar graves problemas medioambientales y de salud:
En muchos casos, los montones de neumáticos acaban siendo quemados, con lo que se
liberan toxinas y elementos contaminantes al aire, al agua y al suelo.
Los neumáticos almacenados en montones mantienen el agua fácilmente, lo que crea un
ambiente ideal para la aparición de insectos, roedores y otros parásitos que transmiten
enfermedades a los seres humanos.
Fig. Neumáticos utilizados y desechados
21
1. PROCESO DE RECICLAJE
Fragmentación:
En la producción de neumáticos, el proceso de vulcanización hace que sean más duraderos
y flexibles. Desgraciadamente, esto dificulta el proceso de fundición de manera que los
neumáticos deben desmontarse y fragmentarse en tiras.
Eliminación del acero:
Las máquinas trituradoras utilizan rotores para seguir fragmentando el material y para
eliminar las fibras de acero de los neumáticos. Se utilizan imanes para separar el acero del
caucho.
Trituración:
Una vez que se ha eliminado el acero, las tiras se transforman en material granulado. Se
utilizan diferentes aplicaciones para determinar la consistencia deseada del caucho
reciclado, que puede molerse en gránulos, tiras, pedazos pequeños, migajas o polvo.
Fig. Hule reciclado
22
2. APLICACIONES
Los neumáticos son uno de los materiales reciclados más versátiles y se utilizan como
combustible o para muchas aplicaciones innovadoras, como por ejemplo en la construcción
y en las obras públicas.
Los neumáticos desechados granulados se utilizan en hornos de cemento, fábricas de papel
y de pulpa, así como en centrales generadoras de energía.
En obras públicas, los neumáticos fragmentados se utilizan como relleno para estabilizar
los suelos frágiles y también como aislante para carreteras, muros y soportes de puentes.
El caucho en polvo y granulado se utiliza muchísimo en aplicaciones de asfalto. Mejoran
el rendimiento en la carretera ya que añaden tracción, reducen los niveles de ruido y
disminuyen los gastos de mantenimiento.
El caucho granulado se utiliza en la construcción de instalaciones deportivas. Tiene
propiedades de amortiguación, ideales para las superficies de pistas de atletismo y zonas
de juegos.
El caucho mejora el drenaje del agua cuando se utiliza bajo los terrenos de juego de hierba.
23
Fig. Uso en tejas de caucho reciclado
Fig. Alfombra de grass sintético
6. SUELOS ESTABILIZADOS CON CLORURO DE SODIO
1. DESCRIPCIÓN
La sal es un estabilizante natural, compuesto aproximadamente por 98% de NaCl y un 2%
de arcillas y limos, cuya propiedad fundamental, al ser higroscópico
(Propiedad de algunas sustancias de absorber y exhalar la humedadsegún el medio en qu
e se encuentran.), es absorber la humedad del aire y de los materiales que le rodean,
reduciendo el punto de evaporación y mejorando la cohesión del suelo. Su poder
coagulante conlleva a un menor esfuerzo mecánico para lograr la densificación deseada,
debido al intercambio iónico entre el sodio y los minerales componentes de la matriz fina
de los materiales, produciéndose una acción cementante.
2. MATERIALES
Suelo
24
Los suelos que se usen para la construcción del suelo–cloruro de sodio pueden provenir,
en todo o en parte, de préstamos seleccionados, pudiendo ser de cantera o los que se
encuentran en la superficie de la vía, bien sea en el corte o en la capa superior del terraplén.
Los suelos que se usen para la construcción de suelo-sal deben estar limpios y no deben
tener más del 3% de su peso de materia orgánica.
El tamaño máximo del agregado grueso que contenga el suelo no debe ser mayor de 1/3
del espesor de la capa compactada de suelo-sal y en ningún caso mayor a 2”. El espesor de
la capa de suelo estabilizado con cloruro de sodio será como mínimo de 15 cm o lo
especificado en el Proyecto. Los agregados gruesos deben tener un desgaste a la abrasión
(Máquina de Los Ángeles) no mayor de 50%.
Cloruro de sodio
El Cloruro de sodio es una sal, que se produce mediante tres métodos, el más antiguo
consiste en el empleo del calor solar para producir la evaporación del agua salada, con lo
que se obtienen los residuos de sal. Otro método consiste en la extracción directa de las
minas de sal y tercer método consiste en la evaporación del agua de mar mediante el empleo
de hornos.
El cloruro de sodio se presenta en forma de cristales, fácilmente solubles en agua, los cuales
son higroscópicos y se les consigue en el mercado constituyendo cristales grandes o polvo
fino y con diferentes grados de pureza.
Las características típicas del cloruro de sodio, son las descritas en la Tabla sgte.
25
Normalmente la cantidad de sal está comprendida entre 0,5 y 0,8 kN/m3 (50 y 80 kg/m3)
de suelo a estabilizar. No obstante, la cantidad adecuada de sal depende de los resultados
que se obtengan del tramo de prueba.
Agua
El agua que se use para la construcción de bases de suelo–sal debe estar limpia, no debe
contener materia orgánica y estar libre de aceites, ácidos y álcalis perjudiciales.
Se podrá incorporar al agua, Cloruro de sodio, produciendo salmuera o también podrá
aplicarse el agua de mar, mediante riego de salmueras, verificando que la cantidad de agua
regada contenga la dosis adecuada de sal.
El valor de pH, medido de acuerdo con la norma NTP 339.073 deberá encontrarse entre
5,0 y 8,0 y el contenido de sulfatos, expresado como SO4=, determinado según la norma
NTP 339.074, no podrá ser superior a 1.000 ppm.
3. PREPARACIÓN DE LA MEZCLA
26
Es el conjunto de operaciones de mezclado, sobre la plataforma de la vía, del suelo con
cloruro de sodio y con agua, utilizando el equipo adecuado, que permite obtener la mezcla
de suelo-cloruro de sodio que satisfaga los requisitos establecidos.
Para la ejecución de la mezcla sobre la vía los trabajos se deben iniciar en la forma
siguiente:
 En las partes de la vía donde el Proyecto indique el uso del suelo existente en la
vía, se debe escarificar uniformemente la superficie de la vía hasta la profundidad
necesaria para obtener el volumen de suelo que requiere la mezcla.
 Si el Proyecto indica el uso de suelo de préstamo, en todo o en parte, dicho suelo
de préstamo, se debe apilar sobre la superficie de la vía en montones separados
entre sí a distancia conveniente, o en forma de camellón, o debe ser extendido
mediante el uso de máquinas estabilizadoras, en la cantidad necesaria para obtener
el volumen de suelo que requiere la mezcla.
 En caso de que sea necesario, se procede al mezclado y al humedecimiento del
suelo. El mezclado se debe ejecutar utilizando el equipo requerido, como los arados
de rastras o de discos, o con motoniveladora, procurando que el suelo no sea
trasladado longitudinalmente por el Equipo.
 Deberá conformarse de acuerdo con las secciones transversal y longitudinal del
Proyecto.
 El cloruro de sodio se debe aplicar (agregar) utilizando un distribuidor mecánico o
automático que garantice una distribución uniforme sobre la superficie de la vía. El
27
método que se emplee para agregar el cloruro de sodio está sujeto a la aprobación
previa de la Supervisión.
 Inmediatamente después de agregar el cloruro de sodio se procede a mezclarla con
el suelo, mediante el uso de arados de rastras o de discos, o motoniveladora.
 La aplicación del agua de requerirse se debe hacer mediante la barra de riego del
camión tanque, o con el empleo de cualquier otro método que garantice un riego
uniforme. Debe evitarse la concentración de agua en la superficie del material que
se está mezclando.
 El proceso de mezclado debe continuar hasta que se obtenga una mezcla
homogénea.
 Se tendrá cuidado de no contaminar con la mezcla las fuentes de agua, suelo, etc.
cercano al área de trabajo.
4. COMPACTACIÓN
El proceso de compactación deberá ser tal, que evite la formación de costras.
Los trabajos de compactación deberán ser terminados en un lapso no mayor de 2 horas
desde el inicio de la mezcla. El grado de compactación no debe ser menor a 100% de la
máxima densidad obtenida por el ensayo MTC E 115 (Cono de arena).
Si el Proyecto lo señala, al terminar la compactación final de la capa suelo – cloruro de
sodio, se realizará un riego superficial, manteniendo la dosificación establecida (solución:
cloruro de sodio y agua).
28
En esta actividad se tomarán los cuidados necesarios para evitar derrames de material que
puedan contaminar las fuentes de agua, suelo y flora cercana al lugar de compactación.
Concluido el proceso de compactación, se inicia un proceso natural de curado que, por lo
general dura de 7 a 15 días, formándose una capa compacta que mantiene las partículas
gruesas cohesionadas e impermeables, dando origen a una carpeta de rodado estable, sin
deformaciones superficiales, barro o polvo en suspensión.
5. TRAMO DE PRUEBA
Los factores fundamentales en el proceso de estabilización dependen de:
 Cantidad adecuada de cloruro de sodio.
 Cantidad de agua de mezclado.
 Densidad del suelo.
 Espesor de la capa a estabilizar.
En tal sentido, el Contratista debe efectuar tramo(s) de prueba, a fin de precisar las
características y condiciones de la mezcla de trabajo, esta es la mejor forma de evaluar la
combinación potencial del suelo - cloruro de calcio.
6. APERTURA AL TRÁNSITO
El suelo estabilizado con sal sólo podrá abrirse al tránsito después de haber transcurrido
por lo menos 3 horas de concluido el proceso de compactación de la capa materia de
estabilización.
29
Luego de aperturado el tránsito se observará el comportamiento de la capa estabilizada y
si este es adecuado, el Supervisor autorizará la apertura definitiva de la capa compactada.
7. LIMITACIONES EN LA EJECUCIÓN
Las estabilizaciones con cloruro de sodio no se podrán llevar a cabo, entre otros:
 Cuando la temperatura ambiental, sea menor o igual a 6°C.
 Durante precipitaciones pluviales.
 Cuando el medio ambiente tenga una humedad relativa mayor 30%.
 Cuando el nivel freático se encuentre a distancias que no faciliten la migración del
cloruro de sodio.
 Cuando los minerales contenidos en el pasante de la malla N.º 200 reaccionen
desfavorablemente con el cloruro de sodio.
30
CONCLUSIONES
1. Los geotextiles entre sus principales aplicaciones en carreteras son para separar
suelos y como drenaje, entre sus propiedades mecánicas pueden separar y
amortiguar los esfuerzos.
2. La aplicación de cargas de pre compresión reducen los asentamientos por
consolidación primaria.
3. En general se ha cumplido con todos los parámetros técnicos que establece el
manual de carretera, la escoria puede ser utilizado como material de terraplén como
bases granulares, mezcla de suelos e incluso áridos para la confección de hormigón.
La escoria por estar compuestos por óxidos metálicos y otros, aumentan la
capacidad portante del suelo.
4. La estabilización de suelos con polímero poliacrilamida – PAM, puede ser
considerado como una alternativa de solución para los caminos con deficiente
capacidad portante
5. La mezcla suelo-polímero no mejora las propiedades de resistencia, aspecto que no
es primordial en un suelo expansivo por presentar frecuentemente altas resistencias.
6. Uno de los resultados más significativos dentro de esta investigación, es el que se
refiere a la expansión. Las pruebas muestran que la mezcla suelo-polímero tiene
una reducción en la expansión de alrededor del 40% respecto a la expansión del
suelo natural
31
BIBLIOGRAFÍA
1. Fonseca, A.M. (2002). Ingeniería de pavimentos para carreteras. Bogotá:
universidad católica de Colombia
2. RD N° 05-2013-MTC 14 – Aprueba Sección Suelos y Pavimentos.
3. “Utilización de las escorias de acería como material de construcción.” Autor:
Maile Boza Regueira Carrera: Ingeniería Civil. Universidad de Holguín (Cuba).
4. Uso de materiales de escoria de la elaboración de Acero planta N°2 de Aceros
Arequipa - Marcos Adrian Sierra.
5. RD N° 05-2013-MTC 14 – Aprueba Sección Suelos y Pavimentos.
6. “Utilización de las escorias de acería como material de construcción.” Autor: Maile
Boza Regueira Carrera: Ingeniería Civil. Universidad de Holguín (Cuba).
7. Nesterenko, D. (2018). Desempeño de suelos estabilizados con polímeros en Perú
(Tesis de Máster en Ingeniería Civil con Mención en Ingeniería Vial). Universidad
de Piura. Facultad de Ingeniería. Lima, Perú.
8. Ministerio de Transportes y Comunicaciones. (2013). Manual de Carreteras-
Suelos, Geología, Geotecnia y Pavimentos. Recuperado de
http://transparencia.mtc.gob.pe/idm_docs/P_recientes/4515.pdf
9. Manual de Carreteras - Especificaciones Tecnicas Generales para Construcción -
EG-2013
10. Álvarez, J. A. (2003). Estabilización de Subrasantes. Colombia. Recuperado de
http://anfacal.org/media/Biblioteca_Digital/Construccion/Estabilizacion_de_Suel
os/Estab.Doc.Colombiano,varios%20insumos,Cal.2010-F_Upload.pdf
32
11. Manual de Carreteras - Especificaciones Técnicas Generales para Construcción -
EG-2013 - (Versión Revisada - JULIO 2013)
12. https://es.scribd.com/search?content_type=tops&page=1&query=sub%20base
13. https://www.construmatica.com/construpedia/Aplicaci%C3%B3n_de_Geotextiles
_en_Carreteras
14. https://texdelta.com/blog/caso-de-exito-geotextiles-para-estabilizacion-de-suelos-
blandos/
15. https://www.slideshare.net/chrisSenriquez/sustitucin-deterreno?from_action=save

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  • 1. 1 Contenido INTRODUCCION .............................................................................................................. 2 OBJETIVOS ....................................................................................................................... 3 GEOTEXTILES.................................................................................................................. 4 CONCEPTO.................................................................................................................... 4 FUNCIONES DE GEOTEXTILES EN CARRETERAS............................................... 4 REFUERZO Y CONSOLIDACIÓN .............................................................................. 4 DRENAJES..................................................................................................................... 5 VIBROCOMPACTACION ................................................................................................ 5 ESTABILIZACIÓN POR PRE COMPRESIÓN................................................................ 6 SUELOS ESTABILIZADOS CON ESCORIA DE FUNDICIÓN .................................... 8 SEGÚN LA NORMA MTC 14 – APRUEBA SECCIÓN SUELOS PAVIMENTOS....... 9 ESTUDIO DE LA ESCORIA PARA SU UTILIZACIÓN .............................................. 10 ESTUDIO DE LA ESCORIA COMO MATERIAL BASE Y SUB BASE..................... 11 ESCORIA EN LA MEZCLA ASFÁLTICA .................................................................... 13 ESTABILIZACION DE SUELOS CON POLIMEROS .................................................. 14 EQUIPOS NECESARIOS ................................................................................................ 15 ACTIVIDADES PARA LA ESTABILIZACION DE SUELOS UTILIZANDO PAM. . 15 ESTABILIZACION DEL SUELO CON HULE DE NEUMÁTICO............................... 19 SUELOS ESTABILIZADOS CON CLORURO DE SODIO .......................................... 23 CONCLUSIONES ............................................................................................................ 30 BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................. 31
  • 2. 2 INTRODUCCION El presente trabajo contiene información concerniente a la estabilización de suelos mediante métodos químicos y físicos, detallando así cada tipo dentro de los métodos ya mencionados, con el objetivo de compartir información obtenida al servicio de los estudiantes de la carrera de Ingeniería Civil. Se ha visto que ante la deficiencia de resistencia a esfuerzos que presenta algunos suelos, el mejoramiento mediante prácticas de métodos físicos y químicos son las mejores soluciones para este problema que presentan la ejecución de obras viales. Las estabilizaciones en los suelos son de gran ayuda ya que nos permiten preparar el suelo que se encuentra en estado natural y no nos aporta la durabilidad y resistencia requerida para el proyecto a ejecutarse con el fin de hacerlo más apto para su uso en bases y subbases del pavimento.
  • 3. 3 OBJETIVOS 1. Aprender acerca de las aplicaciones y ventajas de los geotextiles en carreteras 2. Determinar el uso y beneficios del material de estabilización la escoria. 3. Definir el procedimiento constructivo de estabilización de suelos mediante el uso del polímero poliacrilamida 4. Prevenir el ingreso de agua en la capa tratada por la penetración de agua y fuertes heladas son la causa de muchas fallas en las carreteras. 5. Controlar la expansión del suelo.
  • 4. 4 GEOTEXTILES 1. CONCEPTO En la construcción de Carreteras se utilizan los Geotextiles para reforzar la capacidad portante del terreno ya sea en plataformas excavadas o terraplenadas. En obras tales como estructuras de contención o terraplenes donde la obra forma parte de la carretera, se emplean geotextiles que garantizan con una mínima deformación las funciones de refuerzo y drenaje de la estructura 2. FUNCIONES DE GEOTEXTILES EN CARRETERAS Los geotextiles, en sus diferentes variantes, según la aplicación, ofrecen las siguientes ventajas:  Resistencia a probables daños mecánicos ocasionados durante su puesta en obra y posterior compactación.  Prolonga la vida útil de la construcción proyectada.  Aportan resistencia a tracción y aumentan la resistencia a cortante del suelo.  Aumenta la capacidad de carga y la estabilidad del suelo.  Elemento separador que evita la contaminación de la capa de zahorras.  Filtra y retiene partículas finas, al mismo tiempo que permite la libre circulación de agua.  Disminuye la formación de baches o irregularidades en superficie. 3. REFUERZO Y CONSOLIDACIÓN En los casos de construir una capa granular sobre un terreno de base blanda, debe considerarse que las presiones externas generadas por el tráfico, provocan la mezcla con el
  • 5. 5 subsuelo blando causando la pérdida de la resistencia de la capa granular, pudiendo causar fallos en la estructura. Para evitar que se produzca la mezcla, se recurre a los Geotextiles no tejidos, elaborados a base de filamentos de polipropileno para aumentar la capacidad portante del terreno, creando una capa estabilizadora, filtrante y anticontaminante. 4. DRENAJES Teniendo en cuenta las acciones dinámicas de las cargas producidas por el tráfico, vemos que hay distintos comportamientos del terreno en función del agua contenida: En las capas saturadas se genera una pérdida de cohesión por la falta de movimiento de agua entre los poros. En los casos en que existen movimientos intersticiales de agua, ésto arrastra los finos con la pérdida del material, y por ende, de su capacidad portante. Cuando se producen heladas, el agua presente en las distintas capas de la estructura de la carretera, modifica su composición de líquida a sólida produciendo movimientos que pueden fisurar dicha estructura. VIBROCOMPACTACION La vibrocompactacion es un sistema de mejoramiento de suelos que genera densificación de los suelos granulares en los cuales se hinca un vibrador, formando una columna de grava. Se suele utilizar esta técnica con variaciones por la forma en que se incorpora el material La vibrocompactacion es aplicable en suelos granulares (generalmente con un contenido en finos inferior al 10%). La mejora del terreno se consigue por la reducción de huecos
  • 6. 6 entre partículas gracias a la vibración producida por el vibrador en su proceso de entrar y salir del suelo tratado. Durante el tratamiento, que se ejecuta en forma de malla (enplanta), se obtiene una compactación del terreno que deriva en una disminución del espesor de la capa tratada, espesor que habrá que aportar y compactar si hay que recuperar la cota de partida. ESTABILIZACIÓN POR PRE COMPRESIÓN La presión de pre consolidación es la máxima tensión efectiva que ha sufrido el suelo a lo largo de su historia. Este parámetro tiene un gran interés geotécnico dado que marca el límite de las grandes deformaciones separando las deformaciones elásticas de las inelásticas. El objeto de este trabajo es calcular la presión de pre consolidación de 114 muestras inalteradas de la Vega Baja del río Segura utilizando el ensayo de consolidación
  • 7. 7 uniaxial aplicando el método de Casagrande a través de un procedimiento analítico de cálculo con el fin de evitar interpretaciones subjetivas en la determinación del punto de máxima curvatura. Estos resultados son también comparados con los obtenidos a partir de ensayos triaxiales CU. Los resultados muestran un elevado grado de sobreconsolidación (1.4<OCR<12.2) en los cinco primeros metros de suelo. La sobreconsolidación del suelo disminuye progresivamente con la profundidad estando normalmente consolidados (OCR=1) a partir de los 15 m. La sobreconsolidación superficial de estos suelos parece estar relacionada con descensos piezométricos causados por la sobreexplotación del acuífero (especialmente en épocas de sequía) con valores inferiores a 41 kPa, así como con fenómenos de desecación producidos por las variaciones estacionales del nivel freático con valores superiores a los 50 kPa. La presión de preconsolidación (σ’p), también llamada presión de precompresión, de precompetición o de precarga (Dawidowski and Koolen, 1994), es la máxima tensión a la que se ha visto sometido un suelo a lo largo de su historia geológica. Este parámetro presenta un gran interés geotécnico dado que separa las deformaciones elásticas, o recuperables, de las inelásticas o irreversibles, por lo que su correcta determinación es fundamental para el análisis de la respuesta del suelo.
  • 8. 8 Este mismo principio es aplicado en la estabilización de suelos, cuyo principal objetivo es reducir las grandes alturas de consolidación primaria. Los método de aplicación de la carga usados son: inundación con agua y acumulación de suelos o materia rocoso. Imagen nro. acumulación de suelo como carga de precompresión SUELOS ESTABILIZADOS CON ESCORIA DE FUNDICIÓN 1. DEFINICIÓN Las escorias son un subproducto de la fundición de la mena para purificar los metales. Se pueden considerar como una mezcla de óxidos metálicos; sin embargo, pueden contener sulfuros de metal y átomos de metal en forma de elemento. Aunque la escoria suele utilizarse como un mecanismo de eliminación de residuos en la fundición del metal. Las menas suelen ser óxidos, sulfuros o silicatos. Una mena de un elemento químico, generalmente un metal, es un mineral del que se puede extraer aquel elemento porque lo contiene en cantidad suficiente para poderlo aprovechar. Así, se dice que un mineral es mena de un elemento químico, o más concretamente de un metal, cuando mediante un proceso de minería se puede extraer ese mineral de un yacimiento y luego, mediante metalurgia, obtener el metal.1 Asociado al concepto de
  • 9. 9 mena, está el de ganga. Se llama así al conjunto de todos los minerales sobrantes que se encuentran asociados a la mena en la roca extraída en un yacimiento. La ganga hace que la ley del metal disminuya, por lo que es necesario separarla de la mena, como primera etapa en la concentración y obtención del metal. Imagen. Escoria de fundición triturada, utilizada en obras viales. SEGÚN LA NORMA MTC 14 – APRUEBA SECCIÓN SUELOS PAVIMENTOS Hoy en día las escorias de acería o de otros hornos de fundición se emplean en muchas partes del mundo, en la fabricación del cemento, como agregados en la fabricación de hormigón, como material de base y sub-base en los pavimentos, en la estabilización de sub- rasantes, en la carpeta asfáltica formando parte del ligante bituminoso; en la agricultura
  • 10. 10 también se ha encontrado aplicación, así como en el tratamiento de aguas residuales. Al emplearse este subproducto en construcción de infraestructura vial se evita explotar nuevas canteras, manteniendo el paisaje de la zona; como no requiere procesar los agregados se reduce el consumo de energía y combustibles, y se reducen las emisiones de CO2 al ambiente. En caso de escasez de finos, se podrá efectuar una mezcla de escoria, arena fina y cal. La cal a utilizar será la indicada en la Sección 301.B Suelo Estabilizado con Cal, de las Especificaciones Técnicas Generales para Construcción de Carreteras del MTC (vigente); no obstante, en este caso no se admitirá el uso de cal viva, porque podría causar expansión en el suelo. En los suelos estabilizados con escoria y cal el porcentaje estimado en peso de cal se encuentra en 1.5 y 3% y de la escoria entre 35% - 45% en volumen. La utilización de grados con tamaño máximo limitado al de las arenas facilita los trabajos de mantenimiento sin desgastar prematuramente las cuchillas de motoniveladoras ni formar estrías sobre la calzada. Además, tamaño de agregados mayores a 1 cm al ser despedidos por la acción del tránsito pueden provocar daños a os vehículos, así como a las personas. ESTUDIO DE LA ESCORIA PARA SU UTILIZACIÓN En Centroamérica, Pérez (2008) estudió la escoria producida en la planta Siderúrgica de Guatemala (SIDEGUA). Caracterizó tanto la escoria como el agregado tradicional y se evaluaron tres mezclas asfálticas con diferentes combinaciones de escoria-agregado
  • 11. 11 tradicional (100 %, 0 %), (70 %, 30 %), (0 %, 100 %). La mezcla con 100 % agregado tradicional se utilizó como parámetro de comparación. De esta manera concluyó que: — La estabilidad que presentaron las mezclas con escoria fue más alta que en las mezclas con agregado tradicional, contribuyendo a la durabilidad del pavimento, volviéndolo más resistente a la deformación causada por el tráfico. — Al combinar la escoria con agregados tradicionales se consigue compensar el bajo porcentaje de finos en la misma y disminuir así el porcentaje de asfalto en la mezcla. ESTUDIO DE LA ESCORIA COMO MATERIAL BASE Y SUB BASE Estudios realizados en el Perú mencionan que: Después de realizar los ensayos pertinentes para determinar las características físicas de las escorias de la elaboración de acero de la planta de Acero Arequipa en pisco se llegó a la conclusión que son un excelente agregado para fines de Base y Sub. Base cumpliendo con la mayoría de parámetros de las normas ASTM y del manual de diseño AASHTO para pavimentos exceptuando los parámetros de porcentajes mínimos de finos. Motivo por el cual se planteó como solución la incorporación de agregados finos a fin de poder cumplir dichos parámetros y dales liga a las escorias.
  • 12. 12 Analizados las Escorias en su estado original y con las respectivas combinaciones con polvo de Baghouse para fines de pavimentación y cimentación se pudieron observar altos valores de CBR tanto para las Escorias en su estado original así como para las combinaciones con el agregado mencionado. Siendo notorio el aumento de los valores de CBR para las muestras con combinaciones de polvo de Baghouse, alcanzando valores de 259% del CBR calculado al 95% del Optima Contenido de Humedad. Por los que el diseño de pavimentos se hizo teniendo en cuenta el empleo de las escorias en su estado natural como Sub-Base y de las combinaciones con polvo como Base, destacando entre estas la combinación de 10% de polvo de Baghouse con 90% de Escorias presentando un ligero ahorro de material de no mas de 2 cm. en la Base respecto de las otras combinaciones de 15% y 20% de polvo con Escorias y de 3 a 4 cm si se colocara solo escoria es estado original como base y Sub-Base.
  • 13. 13 Además Dicha combinación de Escoria al 90% y Polvo de Baghouse al 10% respondió mejor a los ensayos de capacidad portante arrojando mayores de Esfuerzo Admisible que otras combinaciones y que la propia escoria en estado original. Cabe señalar que las escorias en su estado original presentan un exceso de partículas por millón tanto de cloruros como de sodios para fines de cimentación según la Norma actual. 2. ESCORIA EN LA MEZCLA ASFÁLTICA Según investigaciones en el país del Ecuador, menciona en sus resultados de investigación: Una vez elaboradas las diferentes mezclas asfálticas en caliente con diferentes porcentajes de escoria siderúrgica, se ha podido establecer conclusiones y recomendaciones de acordes a los diferentes ensayos realizados para esta investigación. Se evaluó diferentes ensayos y resultados más representativos de este estudio. Refiriéndose norma ecuatoriana (MOP-001- F-2002) y las normas internacionales como la ASTM. La combinación más óptima del asfalto: agregado grueso (ESCORIA) 37.80%, agregado intermedio – fino 48.87%, filler 5.53% y un 7.8% de cemento asfáltico AC – 20, presentando en esta mezcla una Estabilidad y Fluencia adecuada capaz de mantener su forma bajo cargas repetitivas, haciendo de este un pavimento flexible idóneo para las carreteras. Fuente: Artículo académico – Mezcla Asfáltica con escoria – Danilo López
  • 14. 14 ESTABILIZACION DE SUELOS CON POLIMEROS Según Nesterenko, D. (2018). Los suelos estabilizados con polímeros han ganado mayor atención en la última década. Los casos estudiados en la bibliografía especializada concluyen que son estabilizadores eficaces y sostenibles al posibilitar la reutilización de suelo existente luego de cumplir su vida útil y que, durante su ejecución, no presentan el agrietamiento por contracción propio de los estabilizadores convencionales. Las normas del Ministerio de Transportes y Comunicaciones no definen un procedimiento constructivo para el caso de los polímeros en el Perú y los fabricantes de polímeros proponen seguir un procedimiento constructivo elaborado en Australia que es utilizado en suelos y rendimientos constructivos diferentes a los que se presentan en obras viales peruanas, proveyendo información muy general de los parámetros estructurales del suelo estabilizado. El artículo propone un procedimiento de estabilización de suelos con polímeros acorde al contexto peruano y determina los parámetros estructurales correspondientes a muestras de suelo provenientes de obras viales peruanas. Se realizaron ensayos de laboratorio en muestras de suelo virgen y en muestras estabilizadas con polímeros concluyéndose que el uso de polímeros como estabilizador de suelos evidencia una mejora de sus características físico – mecánicas, mostrando su mejor desempeño para suelos peruanos con IP≥9.
  • 15. 15 3. EQUIPOS NECESARIOS equipos utilizados en el proceso constructivo de estabilización con PAM en Australia 4. ACTIVIDADES PARA LA ESTABILIZACION DE SUELOS UTILIZANDO PAM. Nesterenko, D. (2018). a. Se iniciará la jornada de trabajo siempre y cuando se generen los controles de seguridad respectivos (Análisis de Seguridad en el Trabajo - AST, lectura del procedimiento de ejecución de la actividad de estabilización de suelos con PAM y Charla de 05 minutos de seguridad). Se realizará la señalización correspondiente a los trabajos en calzada b. Los controles topográficos serán en forma permanente antes, durante y al finalizar el trabajo programado; de igual forma se deberá verificar el suelo de cimentación existente. Los obstáculos deberán de ser removidos con los recursos planificados para tal fin. Verificar las condiciones iniciales de la calzada (%Humedad natural in situ). Se trazarán los puntos de corte según los niveles topográficos existentes.
  • 16. 16 c. Antes de proceder a la ejecución de los trabajos de estabilización, se procederá a ejecutar un tramo de prueba, para verificar el estado y comportamiento de los equipos y determinar en secciones de ensayo el método definitivo de preparación, transporte y colocación del suelo estabilizado con PAM con la finalidad de cumplir las especificaciones según las normas vigentes. Si el tramo de prueba resultara defectuoso, se realizará la remoción del mismo y su disposición será en los Depósitos de Material Excedente (DME) proyectados dentro de la Obra. d. Las unidades operativas para la ejecución del trabajo, deberá de ser en cadena (Estabilizadora, Motoniveladoras, Compactador de rola lisa, Cisterna de Agua, Compactadora Neumática). Durante la implementación de esta etapa deberá estar definido el tipo de aplicación del PAM (vía Húmeda y vía Seca). Durante la vía húmeda se deberá de calibrar la tasa de difusión del PAM de 0.001 Kg/Lts con la finalidad de crear un fluido de baja viscosidad. Durante la vía seca solo se deberá calibrar el esparcidor seco para la colocación sobre la superficie escarificada utilizando una tasa de aplicación del 0.0026% del peso suelto del árido analizado. e. Se deberá emplear el equipo, sólo en condiciones de aceptación del t ramo de prueba. La profundidad de corte deberá ser según las especificaciones del proyecto (200 - 300 – 400 mm). Sólo será validado la recarga de material previo sustento según controles topográficos, se tendrá el diseño de la granulometría del agregado para la incorporación del PAM durante el primer corte con la Recicladora. Durante
  • 17. 17 la etapa de construcción se deberá ejecutar el número de cortes con la Recicladora, definidos en la etapa de planeamiento: f. La incorporación del agua durante la aplicación del PAM deberá ser en forma controlada según los resultados de laboratorio realizados (Proctor, %Humedad), la incorporación del PAM durante la etapa del Reciclado será en Kg/m2 en función al espesor definido por el cliente. g. El material será extendido en una capa uniforme por medio de una motoniveladora, de tal manera que forme una capa suelta de mayor espesor que el que debe tener la capa compactada. En caso se requiera se debe también batir todo el material por medio de la cuchilla de la motoniveladora en toda la profundidad de la capa, llevándolo en forma alternada hacia el centro y los bordes de la calzada. Debido a la diferencia de los equipos que se utiliza en Perú (Motoniveladora de potencia de 125 hp y 403 pulg3 de cilindraje) respecto a la que se utiliza en Australia (Motoniveladora de potencia de 185 hp y 638 pulg3 de cilindraje) se logran rendimiento de ejecución menores, siendo el rendimiento en Australia (5000 m2) y rendimiento en Perú (4000 m2) por jornada de trabajo. h. Extendido el material estabilizado con PAM se procederá a una primera compactación con ayuda de una compactadora vibratoria de rola lisa de potencia de 153 hp y 403 pulg3 de cilindraje. Se procederá a compactar de acuerdo a los resultados obtenidos en los tramos de prueba para luego pueda ingresar el área de topografía, los controles serán las densidades de campo obtenidos en esta etapa. Se
  • 18. 18 procederá a colocar plantillas en el eje y laterales de la vía. En lugares rectos (tangente) las estacas deberán de ser ubicadas cada 10 m y en lugares de curva pronunciada se procederá a colocar plantillas cada 5 m. Se deberá nivelar el material reciclado con ayuda de la motoniveladora, para luego ser compactado en su ancho total por medio de las compactadoras vibratorias de rola lisa. i. Se procederá a refinar la base estabilizada con PAM con ayuda de la motoniveladora con el fin de dar acabado a la superficie. Se deberá controlar espesores del pavimento reciclado requerido por el cliente. Durante la actividad de refine realizada por la Motoniveladora también se verificará el rendimiento de ejecución, siendo este rendimiento menor por jornada de trabajo debido a las características de los equipos de ejecución utilizados en Australia (mayor potencia y mayor cilindraje) respecto a los equipos de ejecución utilizando en Perú (menor potencia y menor cilindraje). j. La compactación de la compactadora neumática de potencia de 105 hp y 243 pulg3 de cilindraje, será finalizada después de la compactación de la compactadora de rola lisa. Se ejecutará la compactación utilizando un riego inicial con el camión cisterna de capacidad de 4000 gln de agua mediante sus aspersores posteriores, a fin de garantizar el sellado de los finos mediante las ruedas de la compactadora neumática.
  • 19. 19 k. La capa terminada deberá presentar una superficie uniforme y ajustarse a las rasantes y pendientes establecidas en la etapa de planeamiento. La densidad y espesor del estabilizado colocado deberá verificarse según lo indicado en las especificaciones técnicas. l. Al terminar los trabajos, se deberá limpiar y conformar las zonas laterales de la vía y las de préstamo. Retirar los equipos y herramientas y los dispositivos de seguridad EPC 5. ESTABILIZACION DEL SUELO CON HULE DE NEUMÁTICO Se calcula que hay aproximadamente 800 millones de coches y vehículos comerciales en uso en todo el mundo y casi 70 millones de unidades se añaden a ese número cada año. El importante crecimiento experimentado por el sector de automóvil en las últimas décadas ha venido acompañado por un significativo incremento en el volumen de neumáticos fuera de uso. El importante desarrollo de la industria del reciclaje puede ahora garantizar la adecuada recuperación de millones de neumáticos que se desechan cada día. Los neumáticos están compuestos fundamentalmente de caucho, textiles y acero, lo que les convierte en un producto ideal para ser reciclado. El reciclaje de neumáticos se traduce en un menor consumo de energía, una reducción de las emisiones y, lo que es más importante,
  • 20. 20 una reducción en la cantidad de caucho en bruto necesario para la fabricación, lo que en última instancia contribuye a conservar recursos naturales como el petróleo en bruto. Los neumáticos se fabrican para durar mucho tiempo. Sin embargo, las mismas propiedades que los convierten en productos duraderos, también hacen que sean difíciles de descomponer. El desecho de neumáticos en vertederos o su almacenamiento en montones puede causar graves problemas medioambientales y de salud: En muchos casos, los montones de neumáticos acaban siendo quemados, con lo que se liberan toxinas y elementos contaminantes al aire, al agua y al suelo. Los neumáticos almacenados en montones mantienen el agua fácilmente, lo que crea un ambiente ideal para la aparición de insectos, roedores y otros parásitos que transmiten enfermedades a los seres humanos. Fig. Neumáticos utilizados y desechados
  • 21. 21 1. PROCESO DE RECICLAJE Fragmentación: En la producción de neumáticos, el proceso de vulcanización hace que sean más duraderos y flexibles. Desgraciadamente, esto dificulta el proceso de fundición de manera que los neumáticos deben desmontarse y fragmentarse en tiras. Eliminación del acero: Las máquinas trituradoras utilizan rotores para seguir fragmentando el material y para eliminar las fibras de acero de los neumáticos. Se utilizan imanes para separar el acero del caucho. Trituración: Una vez que se ha eliminado el acero, las tiras se transforman en material granulado. Se utilizan diferentes aplicaciones para determinar la consistencia deseada del caucho reciclado, que puede molerse en gránulos, tiras, pedazos pequeños, migajas o polvo. Fig. Hule reciclado
  • 22. 22 2. APLICACIONES Los neumáticos son uno de los materiales reciclados más versátiles y se utilizan como combustible o para muchas aplicaciones innovadoras, como por ejemplo en la construcción y en las obras públicas. Los neumáticos desechados granulados se utilizan en hornos de cemento, fábricas de papel y de pulpa, así como en centrales generadoras de energía. En obras públicas, los neumáticos fragmentados se utilizan como relleno para estabilizar los suelos frágiles y también como aislante para carreteras, muros y soportes de puentes. El caucho en polvo y granulado se utiliza muchísimo en aplicaciones de asfalto. Mejoran el rendimiento en la carretera ya que añaden tracción, reducen los niveles de ruido y disminuyen los gastos de mantenimiento. El caucho granulado se utiliza en la construcción de instalaciones deportivas. Tiene propiedades de amortiguación, ideales para las superficies de pistas de atletismo y zonas de juegos. El caucho mejora el drenaje del agua cuando se utiliza bajo los terrenos de juego de hierba.
  • 23. 23 Fig. Uso en tejas de caucho reciclado Fig. Alfombra de grass sintético 6. SUELOS ESTABILIZADOS CON CLORURO DE SODIO 1. DESCRIPCIÓN La sal es un estabilizante natural, compuesto aproximadamente por 98% de NaCl y un 2% de arcillas y limos, cuya propiedad fundamental, al ser higroscópico (Propiedad de algunas sustancias de absorber y exhalar la humedadsegún el medio en qu e se encuentran.), es absorber la humedad del aire y de los materiales que le rodean, reduciendo el punto de evaporación y mejorando la cohesión del suelo. Su poder coagulante conlleva a un menor esfuerzo mecánico para lograr la densificación deseada, debido al intercambio iónico entre el sodio y los minerales componentes de la matriz fina de los materiales, produciéndose una acción cementante. 2. MATERIALES Suelo
  • 24. 24 Los suelos que se usen para la construcción del suelo–cloruro de sodio pueden provenir, en todo o en parte, de préstamos seleccionados, pudiendo ser de cantera o los que se encuentran en la superficie de la vía, bien sea en el corte o en la capa superior del terraplén. Los suelos que se usen para la construcción de suelo-sal deben estar limpios y no deben tener más del 3% de su peso de materia orgánica. El tamaño máximo del agregado grueso que contenga el suelo no debe ser mayor de 1/3 del espesor de la capa compactada de suelo-sal y en ningún caso mayor a 2”. El espesor de la capa de suelo estabilizado con cloruro de sodio será como mínimo de 15 cm o lo especificado en el Proyecto. Los agregados gruesos deben tener un desgaste a la abrasión (Máquina de Los Ángeles) no mayor de 50%. Cloruro de sodio El Cloruro de sodio es una sal, que se produce mediante tres métodos, el más antiguo consiste en el empleo del calor solar para producir la evaporación del agua salada, con lo que se obtienen los residuos de sal. Otro método consiste en la extracción directa de las minas de sal y tercer método consiste en la evaporación del agua de mar mediante el empleo de hornos. El cloruro de sodio se presenta en forma de cristales, fácilmente solubles en agua, los cuales son higroscópicos y se les consigue en el mercado constituyendo cristales grandes o polvo fino y con diferentes grados de pureza. Las características típicas del cloruro de sodio, son las descritas en la Tabla sgte.
  • 25. 25 Normalmente la cantidad de sal está comprendida entre 0,5 y 0,8 kN/m3 (50 y 80 kg/m3) de suelo a estabilizar. No obstante, la cantidad adecuada de sal depende de los resultados que se obtengan del tramo de prueba. Agua El agua que se use para la construcción de bases de suelo–sal debe estar limpia, no debe contener materia orgánica y estar libre de aceites, ácidos y álcalis perjudiciales. Se podrá incorporar al agua, Cloruro de sodio, produciendo salmuera o también podrá aplicarse el agua de mar, mediante riego de salmueras, verificando que la cantidad de agua regada contenga la dosis adecuada de sal. El valor de pH, medido de acuerdo con la norma NTP 339.073 deberá encontrarse entre 5,0 y 8,0 y el contenido de sulfatos, expresado como SO4=, determinado según la norma NTP 339.074, no podrá ser superior a 1.000 ppm. 3. PREPARACIÓN DE LA MEZCLA
  • 26. 26 Es el conjunto de operaciones de mezclado, sobre la plataforma de la vía, del suelo con cloruro de sodio y con agua, utilizando el equipo adecuado, que permite obtener la mezcla de suelo-cloruro de sodio que satisfaga los requisitos establecidos. Para la ejecución de la mezcla sobre la vía los trabajos se deben iniciar en la forma siguiente:  En las partes de la vía donde el Proyecto indique el uso del suelo existente en la vía, se debe escarificar uniformemente la superficie de la vía hasta la profundidad necesaria para obtener el volumen de suelo que requiere la mezcla.  Si el Proyecto indica el uso de suelo de préstamo, en todo o en parte, dicho suelo de préstamo, se debe apilar sobre la superficie de la vía en montones separados entre sí a distancia conveniente, o en forma de camellón, o debe ser extendido mediante el uso de máquinas estabilizadoras, en la cantidad necesaria para obtener el volumen de suelo que requiere la mezcla.  En caso de que sea necesario, se procede al mezclado y al humedecimiento del suelo. El mezclado se debe ejecutar utilizando el equipo requerido, como los arados de rastras o de discos, o con motoniveladora, procurando que el suelo no sea trasladado longitudinalmente por el Equipo.  Deberá conformarse de acuerdo con las secciones transversal y longitudinal del Proyecto.  El cloruro de sodio se debe aplicar (agregar) utilizando un distribuidor mecánico o automático que garantice una distribución uniforme sobre la superficie de la vía. El
  • 27. 27 método que se emplee para agregar el cloruro de sodio está sujeto a la aprobación previa de la Supervisión.  Inmediatamente después de agregar el cloruro de sodio se procede a mezclarla con el suelo, mediante el uso de arados de rastras o de discos, o motoniveladora.  La aplicación del agua de requerirse se debe hacer mediante la barra de riego del camión tanque, o con el empleo de cualquier otro método que garantice un riego uniforme. Debe evitarse la concentración de agua en la superficie del material que se está mezclando.  El proceso de mezclado debe continuar hasta que se obtenga una mezcla homogénea.  Se tendrá cuidado de no contaminar con la mezcla las fuentes de agua, suelo, etc. cercano al área de trabajo. 4. COMPACTACIÓN El proceso de compactación deberá ser tal, que evite la formación de costras. Los trabajos de compactación deberán ser terminados en un lapso no mayor de 2 horas desde el inicio de la mezcla. El grado de compactación no debe ser menor a 100% de la máxima densidad obtenida por el ensayo MTC E 115 (Cono de arena). Si el Proyecto lo señala, al terminar la compactación final de la capa suelo – cloruro de sodio, se realizará un riego superficial, manteniendo la dosificación establecida (solución: cloruro de sodio y agua).
  • 28. 28 En esta actividad se tomarán los cuidados necesarios para evitar derrames de material que puedan contaminar las fuentes de agua, suelo y flora cercana al lugar de compactación. Concluido el proceso de compactación, se inicia un proceso natural de curado que, por lo general dura de 7 a 15 días, formándose una capa compacta que mantiene las partículas gruesas cohesionadas e impermeables, dando origen a una carpeta de rodado estable, sin deformaciones superficiales, barro o polvo en suspensión. 5. TRAMO DE PRUEBA Los factores fundamentales en el proceso de estabilización dependen de:  Cantidad adecuada de cloruro de sodio.  Cantidad de agua de mezclado.  Densidad del suelo.  Espesor de la capa a estabilizar. En tal sentido, el Contratista debe efectuar tramo(s) de prueba, a fin de precisar las características y condiciones de la mezcla de trabajo, esta es la mejor forma de evaluar la combinación potencial del suelo - cloruro de calcio. 6. APERTURA AL TRÁNSITO El suelo estabilizado con sal sólo podrá abrirse al tránsito después de haber transcurrido por lo menos 3 horas de concluido el proceso de compactación de la capa materia de estabilización.
  • 29. 29 Luego de aperturado el tránsito se observará el comportamiento de la capa estabilizada y si este es adecuado, el Supervisor autorizará la apertura definitiva de la capa compactada. 7. LIMITACIONES EN LA EJECUCIÓN Las estabilizaciones con cloruro de sodio no se podrán llevar a cabo, entre otros:  Cuando la temperatura ambiental, sea menor o igual a 6°C.  Durante precipitaciones pluviales.  Cuando el medio ambiente tenga una humedad relativa mayor 30%.  Cuando el nivel freático se encuentre a distancias que no faciliten la migración del cloruro de sodio.  Cuando los minerales contenidos en el pasante de la malla N.º 200 reaccionen desfavorablemente con el cloruro de sodio.
  • 30. 30 CONCLUSIONES 1. Los geotextiles entre sus principales aplicaciones en carreteras son para separar suelos y como drenaje, entre sus propiedades mecánicas pueden separar y amortiguar los esfuerzos. 2. La aplicación de cargas de pre compresión reducen los asentamientos por consolidación primaria. 3. En general se ha cumplido con todos los parámetros técnicos que establece el manual de carretera, la escoria puede ser utilizado como material de terraplén como bases granulares, mezcla de suelos e incluso áridos para la confección de hormigón. La escoria por estar compuestos por óxidos metálicos y otros, aumentan la capacidad portante del suelo. 4. La estabilización de suelos con polímero poliacrilamida – PAM, puede ser considerado como una alternativa de solución para los caminos con deficiente capacidad portante 5. La mezcla suelo-polímero no mejora las propiedades de resistencia, aspecto que no es primordial en un suelo expansivo por presentar frecuentemente altas resistencias. 6. Uno de los resultados más significativos dentro de esta investigación, es el que se refiere a la expansión. Las pruebas muestran que la mezcla suelo-polímero tiene una reducción en la expansión de alrededor del 40% respecto a la expansión del suelo natural
  • 31. 31 BIBLIOGRAFÍA 1. Fonseca, A.M. (2002). Ingeniería de pavimentos para carreteras. Bogotá: universidad católica de Colombia 2. RD N° 05-2013-MTC 14 – Aprueba Sección Suelos y Pavimentos. 3. “Utilización de las escorias de acería como material de construcción.” Autor: Maile Boza Regueira Carrera: Ingeniería Civil. Universidad de Holguín (Cuba). 4. Uso de materiales de escoria de la elaboración de Acero planta N°2 de Aceros Arequipa - Marcos Adrian Sierra. 5. RD N° 05-2013-MTC 14 – Aprueba Sección Suelos y Pavimentos. 6. “Utilización de las escorias de acería como material de construcción.” Autor: Maile Boza Regueira Carrera: Ingeniería Civil. Universidad de Holguín (Cuba). 7. Nesterenko, D. (2018). Desempeño de suelos estabilizados con polímeros en Perú (Tesis de Máster en Ingeniería Civil con Mención en Ingeniería Vial). Universidad de Piura. Facultad de Ingeniería. Lima, Perú. 8. Ministerio de Transportes y Comunicaciones. (2013). Manual de Carreteras- Suelos, Geología, Geotecnia y Pavimentos. Recuperado de http://transparencia.mtc.gob.pe/idm_docs/P_recientes/4515.pdf 9. Manual de Carreteras - Especificaciones Tecnicas Generales para Construcción - EG-2013 10. Álvarez, J. A. (2003). Estabilización de Subrasantes. Colombia. Recuperado de http://anfacal.org/media/Biblioteca_Digital/Construccion/Estabilizacion_de_Suel os/Estab.Doc.Colombiano,varios%20insumos,Cal.2010-F_Upload.pdf
  • 32. 32 11. Manual de Carreteras - Especificaciones Técnicas Generales para Construcción - EG-2013 - (Versión Revisada - JULIO 2013) 12. https://es.scribd.com/search?content_type=tops&page=1&query=sub%20base 13. https://www.construmatica.com/construpedia/Aplicaci%C3%B3n_de_Geotextiles _en_Carreteras 14. https://texdelta.com/blog/caso-de-exito-geotextiles-para-estabilizacion-de-suelos- blandos/ 15. https://www.slideshare.net/chrisSenriquez/sustitucin-deterreno?from_action=save