jj

1. GC
-
FR
–
006
31
-
01
–
2018
Versión
05

4. SUBGRADE STABILIZATION USING THE SOIL-CEMENT
METHOD FOR THE “EL GRANADILLO” ROAD LOCATED IN
THE MUNICIPALITY OF ABEJORRAL.
(ESTABILIZACIÓN DE SUBRASANTE POR EL MÉTODO SUELO-CEMENTO
PARA LA VÍA “EL GRANADILLO” UBICADA EN EL MUNICIPIO DE
ABEJORRAL).
Daniel Giraldo Ríos
Thematic Advisor (Mónica Andrea Bedoya) (Alejandra Rico)
Methodological Advisor (Daniel Fernando Calvo) (Ubany de Jesús)
University institution Colegio Mayor of Antioquia
Faculty of Architecture and Engineering
E-mails: dgiraldor@est.colmayor.edu.co ; danielgmid@gmail.com

5. Vía Código
Compet
ente
Long
(km)_
GPS
LO
N M
Anch
o de
Calza
da
(m)
ANC
HO
KM
AREA
KM2
área
m2
Superfi
cie de
rodadu
ra
Produ
cto
Princi
pal
Jerarq
uía
Orden
Vía
Granadil
lo-
Purima
05002VT
60
Municipi
o
4,3
430
0
3,4
0,003
4
0,0146
2
14,62
0
Afirmad
o
Café 3
LA VÍA “EL GRANADILLO” UBICADA EN EL
MUNICIPIO DE ABEJORRAL

6. El municipio de Abejorral
cuenta con aproximadamente 36
vías terciarias, donde este tiene
bajo su jurisdicción 31 valor
correspondiente al 86.11%, el
departamento 4 vías él 11.11%
y INVIAS 1 vía, lo que equivale
al 2.78%. lo que quiere dar a
entender que el municipio tiene
la mayor cantidad de vías a su
mando, obligando a buscar
alternativas económicas, fáciles
de trabajar y sostenibles.
INTRODUCCIÓN

7. El propósito de esta investigación es
conocer las reacciones que tiene el
suelo pulverizado con el estabilizante
y el agua respectivamente para
determinar si los estabilizantes
reaccionan significativamente con
cualquier tipo de suelo para garantizar
uso eficiente del material
estabilizante; la estabilización de
suelos con cemento permitirá realizar
carpetas de rodadura en concreto
hidráulico con menor espesor,
siguiendo este orden de ideas se tendrá
una visión clara de los factores que se
deben tener en cuenta y los
mecanismos a seguir en cuanto a obras
constructivas.
JUSTIFICACIÓN

8. OBJETIVO
GENERAL
OBJETIVOS
ESPECÍFICOS
Evaluar el comportamiento mecánico de los suelos
existentes, utilizando el cemento como agente
estabilizante en vías terciarias, a partir del caso en la
vía “El Granadillo” ubicada en el municipio de Abejorral.
1. Determinar las propiedades físicas de los
suelos predominantes en subrasante a
partir del caso ubicado en la vía “El
Granadillo” ubicada en el municipio de
Abejorral.
2. Establecer el espesor de la base mejorada
utilizando el método de suelo cemento y
otra con suelo sin estabilizar.
3. Contrastar los espesores aproximados
para la carpeta de rodadura utilizando CBR
sin tratar y CBR estabilizado.

9. ¿Cómo evaluar el comportamiento
mecánico de los suelos existentes,
utilizando el cemento como agente
estabilizante en vías terciarias, a partir del
caso en la vía “El Granadillo” ubicada en
el municipio de Abejorral?

10. ESTADO DEL ARTE O ANTECEDENTES
Es importante resaltar la construcción de vías terciarias en el país
especialmente las realizadas en el municipio de Rionegro, Puertos
de Mamonal y Cartagena, Concesiones: Autopista de las Américas,
del Café, Alto Magdalena 4G y Pacífico ll, Aeropuertos: El Dorado-
Bogotá, Rafael Núñez-Cartagena y San Luis-Ipiales. Vías: San
Marcos – Majagual-Cesar. Carmen de Bolívar – Montes de María
Bolívar, Dabeiba – Santafé de Antioquia-Antioquia y vías locales en
Barranquilla. Estas obras evaluaron múltiples alternativas que
permitieron concluir que el suelo cemento uso estabilizado es la
mejor opción, en materia de costos, resistencia, duración y
sostenibilidad, para la pavimentación de vías terciarias, con los
recursos estimados para ejecutar un kilómetro de vía fue posible
construir entre 4 y 5 kilómetros utilizando la tecnología de suelo
cemento. Varios investigadores han realizado estudios donde
registran los cambios que se evidencien en la resistencia del suelo
al aplicarle el estabilizante durante un tiempo determinado, se
deberá determinar si hay relación entre alguna propiedad mecánica
del suelo con el ph para garantizar que la cantidad de estabilizante
sea el adecuado sin necesidad de saturar el suelo ya que no
aumentarían de ese punto la capacidad portante del mismo.

11. ESTADO DEL ARTE O ANTECEDENTES
En este artículo, los autores muestran como los átomos de
calcio reemplazan a los átomos de hidrogeno y sodio para
así aumentar el ph del suelo, el calcio reacciona de mejor
manera en suelos arcilloso en comparación con los
arenosos, debido a esto se recomienda utilizar en la
subrasante una capa de arcilla más una capa de
estabilizante, para afianzar y reducir espesores en las bases
y sub-bases y aun mejor en la carpeta de rodadura. Es
importante conocer que cantidad de estabilizante es
consumida por el suelo después de una hora para garantizar
el porcentaje adecuado para estabilizarlo, pongamos por
caso la estabilización de vías en gran escala donde la fase
inicial es de 87 km de largo de vía, por el Consorcio
Ingevalle, por tanto, se implementó y ejecutó la
estabilización de vías terciarias, utilizando el material que
existe en la subrasante y taludes, para ir mejorando la
resistencia a la interacción con el agua y tránsito de
vehículos.

12. ESTADO DEL ARTE O ANTECEDENTES
Con la creciente demanda de clientes que
prefieren las obras sostenibles, además de la
necesidad latente de los gobiernos e industrias de
encontrar soluciones en ahorros de materiales que
amplíen el alcance de su presupuesto, el uso de
suelos como materia prima para crear un
pavimento durable, se ha vuelto una alternativa
necesaria para crear vías sostenibles y
económicas. Es habitual que la arcilla, el limo y la
arena no tengan las propiedades adecuadas para
formar una estructura resistente. Por suerte,
existen diferentes productos químicos en el
mercado que pueden fortalecer los suelos para
crear un material de pavimento con una alta
resistencia a compresión

13. ESTADO DEL ARTE O ANTECEDENTES
En efecto hay sistemas versátiles como el sistema bifase tiene varios beneficios,
como optimizar los tiempos de ejecución, en verano se puede hacer de siete a doce
kilómetros en un mes, sería el método eficiente teniendo en cuenta la precipitación
del municipio de Abejorral, la baja afectación en la movilidad, no se requiere cierre
total de la vía durante la obra, optimización del recurso económico en relación a
otros sistemas similares o convencionales, mayor vida útil, con el sello se garantiza
una póliza de estabilidad de cinco años, reducción del impacto ambiental al usar el
material existente en la vía, el mejoramiento de las vías terciarias del país impacta
directamente en la vida de los habitantes de la zona rural. Facilita la movilidad de los
niños a las escuelas, de la población a los puestos de salud y aumenta la
competitividad agropecuaria con la disminución en los costos de transporte. El
desarrollo de este tipo de vías permitirá conectar y contribuir con el desarrollo, la
disminución del desempleo y la calidad de vida.
En ese mismo contexto la estabilización emulsión Asfáltica-Arena de doble capa,
como solución para vías internas de condominios, propiedades privadas y/o
públicas; de igual forma es una excelente alternativa para el mejoramiento de vías
terciarias, ya que minimiza el impacto ambiental y representa una opción más
económica con respecto a las alternativas convencionales. Es así como hay
sistemas que tienen mínimo a nulo impacto ambiental al utilizar los suelos
construidos con bases estabilizadas generando aumento de resistencia, e
impermeabilidad en el terraplén, y de esta forma lograr conformar el bombeo y la
pendiente para manejo de agua superficiales, garantizando la durabilidad de la
intervención.

14. ESTADO DEL ARTE O ANTECEDENTES
La estabilización de suelos con cemento no es una técnica muy utilizada
actualmente, debido a esto se enfoca en el mejoramiento de la capacidad portante
del suelo in situ, aprovechando los materiales disponibles sin incurrir a gastos de
transporte de nuevo material, remplazo y explotación de bancos. Sin embargo, para
obtener un buen desempeño, es necesario saber el proceso de construcción que se
lleva a cabo, los equipos utilizados, secuencia de los mismos y el control de calidad
para garantizar lo estipulado en las especificaciones del proyecto. Por otro lado, es
importante dar a conocer los diferentes métodos utilizados por el instituto nacional
de invias para mantener las vías de tercer orden, a través de limpieza en cunetas,
podar arbustos y árboles que obstruyen o dificultaran el paso, normalmente se le
hace afirmados, nivelados y aplacados debido a esto se ha venido utilizando
métodos económicos para mantener las vías tercerarias como el método de la
“placa huella” que es un pavimento rígido reforzado especialmente para terrenos
con pendientes altas y/o geoceldas; Actualmente se trabaja en pruebas de
estabilización de vías con químicos, experimento que se realiza simultáneamente en
cinco subregiones del departamento, especialmente en el municipio de Angelópolis
cuenta con una vía que pasa por zona minera por tanto esto hace que el deterioro
de la misma sea frecuente. Se está haciendo estudios para evaluar el
comportamiento mecánico por medios químicos en las diferentes subregiones del
departamento, la UDEA está desarrollando control en el comportamiento de esta vía
desde la parte de durabilidad y sus propiedades mecánicas, este mismo proceso se
está desarrollando en el municipio de San José de la montaña, Abejorral vía el
Cairo, puerto Berrio y Urabá de esta manera abarcar gran parte del territorio
nacional y hacer de una manera más completa cómo se comportan estos productos
químicos en cualquier suelo del departamento por un valor de $4.000.000.000
millones de pesos.

15. ESTADO DEL ARTE O ANTECEDENTES
A veces los tipos de suelos ideales que garantizan la estabilidad y la
durabilidad no se encuentran en las carreteras o terrenos a
intervenir, ya que es común encontrar suelos con propiedades
mecánicas pobres. Es necesario recurrir a una técnica diferente,
denominada estabilización de suelos, para mejorar las propiedades
físicas del mismo y aumentar su capacidad de soporte. Esta es una
técnica que mejora las propiedades naturales del suelo mediante la
adición de productos químicos, en este caso, hablamos de agregar
un porcentaje de cemento al suelo. El cambio en las propiedades del
suelo permite optimizar las estructuras de los pavimentos, así como
reducir su espesor, sin que ello deteriore su resistencia mecánica a
lo largo del tiempo. Con un mundo cada vez más concienciado con
el medio ambiente, la necesidad de suelos naturales para construir
vías nunca ha sido mayor. Con los gobiernos siempre buscando
formas de ahorrar dinero y recortar sus presupuestos, el uso de
materiales de construcción ecológicos en las estructuras de
pavimentos es una obviedad. No solamente el costo de la
conformación de las estructuras de pavimentos es importante, sino el
costo del mantenimiento del pavimento a lo largo de los años, se ha
vuelto imperioso lograr la sostenibilidad del pavimento mediante la
innovación en los materiales que lo componen.

16. Análisis costo.
ITEM DESCRIPCIÓN VALOR_UNI(m3) CANTIDAD TOTAL (m3) VALOR_UNI(m2) CANTIDAD TOTAL (m2)
1
Losa de concreto de 23.5 cm
de espesor placa huella
$ 770.000 2924
$
2.251.480.000
$ 180.950 14620 $ 2.645.489.000
2 Base granular estabilizada $ 180.000 2193 $ 394.740.000 $ 27.000 14620 $ 394.740.000
$ 950.000 TOTAL
$
2.646.220.000
$ 207.950 TOTAL $ 3.040.229.000
ITEM DESCRIPCIÓN VALOR_UNI(m3) CANTIDAD TOTAL (m3) VALOR_UNI(m2) CANTIDAD TOTAL (m2)
1
Losa de pav flexible de 25 cm
de espesor
$ 808.500 2924
$
2.364.054.000
$ 202.125 14620 $ 2.955.067.500
2 Base granular estabilizada $ 180.000 2193 $ 394.740.000 $ 27.000 14620 $ 394.740.000
$ 988.500 TOTAL
$
2.758.794.000
$ 229.125 TOTAL $ 3.349.807.500
ITEM DESCRIPCIÓN VALOR_UNI(m3) CANTIDAD TOTAL (m3) VALOR_UNI(m2) CANTIDAD TOTAL (m2)
1
Losa de concreto de 20 cm
de espesor
$ 546.200 2924
$
1.597.088.800
$ 109.240 14620 $ 1.597.088.800
2 Base granular estabilizada $ 180.000 2193 $ 394.740.000 $ 27.000 14620 $ 394.740.000
$ 726.200 TOTAL
$
1.991.828.800
$ 136.240 TOTAL $ 1.991.828.800

17. 61%
39%
DISTRIBUCIÓN DE LA POBLACIÓN DEL MUNICIPIO
DE ABEJORRAL
ZONA RURAL
ZONA URBANA
TOTAL ZONA RURAL ZONA URBANA
20,287 12,377 7,910
42%
19% 23%
6% 6% 3%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
5334.18 11322.54 17310.91 23299.27 29287.63 35276.00
CANTIDAD
(%)
ÁREA VIAS TERCEARIAS EN (m2)
CLASIFICACIÓN DE VIAS TERCIARIAS SEGÚN SU
ÁREA (M2)
5334.18 11322.54 17310.91 23299.27 29287.63 35276.00
cantidad de vías por
porcentaje
% UND
42 13
19 6
23 7
6 2
6 2
3 1
31

18. 39%
19%
29%
6%
3% 3%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
1461.27 3183.82 4906.37 6628.91 8351.46 10074.01
CANTIDAD
(%)
LONGITUD VIAS TERCEARIAS EN (m)
CLASIFICACIÓN DE VIAS DE VIAS TERCIARIAS SEGÚN SU LONGITUD (m)
1461.27 3183.82 4906.37 6628.91 8351.46 10074.01
cantidad de vías por
porcentaje
% UND
39 12
19 6
29 9
6 2
3 1
3 1
31
6% 6%
23%
32%
29%
3%
0%
10%
20%
30%
40%
2.38 2.74 3.11 3.47 3.84 4.20
CANTIDAD
(%)
ANCHO VIAS TERCEARIAS EN (m)
CLASIFICACIÓN DE VIAS DE VIAS TERCIARIAS DE VIAS
TERCIARIAS SEGÚN SU ANCHO DE CALZADA EN (m)
2.38 2.74 3.11 3.47 3.84 4.20
cantidad de vías
por porcentaje
respectivamente
% UND
6 2
6 2
23 7
32 10
29 9
3 1
31

19. CONTRASTE METODO NAASRA VS METODO AASHTO

20. 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.075 0.75 7.5 75
%PASA
ABERTURA (MM)
REQUISITOS SUBBASES %PASA
N°ejes<1000000 EALS limite inferior
N°ejes<1000000 limite superior
N°ejes>1000000 limite superior
LINEA GS
BG38 LIMITE SUPERIOR
BG25 LIMITE SUPERIOR
BG40 LIMITE SUPERIOR
BG27 LIMITE SUPERIOR
BG-MX
23.34
20.86
18.85
17.20
15.81
14.63
13.62
22.66
19.80
17.58
15.81
14.37
13.16
12.14
21.62
18.27
15.81
13.94
12.46
11.27
10.29
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
5 10 15 20 25 30 35
PESO
VOLUMETRICO
SECO
(kN/M3)
CONTENIDO DE AGUA (%)
CURVA DE COMPACTACIÓN
100%
80%
60%