Estabilización de la subrasante conformada por suelos finos y cenizas volcánicas empleando los modelos elásticos de Burmister y de Huang para la carretera desvío Quinistaquillas – Omate - Chancuaña Minga, Cristh Brenda (2024)
Uno de los retos significativos en la ingeniería civil es el diseño y construcción de carreteras con pavimentos cimentados sobre suelos finos de baja capacidad de soporte. En particular, esta investigación se centra en el estudio de la subrasante compuesta por suelos finos con entremezcla de cenizas volcánicas, lo cual no solo implica la necesidad de mejorar las propiedades físico-mecánicas de la subrasante, sino también de establecer criterios especiales para los materiales constituyentes a fin de lograr una estabilización duradera. Históricamente, en nuestro país, este problema se ha abordado combinando experiencia y empirismo en las obras, lo que a menudo ha resultado en soluciones sub dimensionadas o, en algunos casos, en soluciones un tanto conservadoras sin un respaldo teórico adecuado para la estabilización de la fundación. No obstante, se ha desarrollado una mecánica de pavimentos que evolucionó desde el primer modelo físico. Este modelo, originado por Donald Burmister (1943) en la Universidad de Columbia, Estados Unidos, es el precursor en la ingeniería de pavimentos y consiste en un pavimento prototipo de múltiples capas. Este enfoque permite caracterizar los materiales y espesores, aplicar una carga patrón de tráfico y medir las deflexiones resultantes, lo que supone un criterio de diseño innovador y diferente al enfoque tradicional limitado por el esfuerzo cortante. El estudio actual evalúa, principalmente, los beneficios técnico-económicos de aplicar los modelos elásticos multicapa de Burmister y, de manera tecnológicamente innovadora para nuestro país, el modelo evolutivo de Yang Huang (1969). La aplicación se ha llevado a cabo en el tramo de la carretera Puquina-Omate-Moquegua, específicamente entre el desvío Quinistaquillas y Omate, una región afectada por la actividad volcánica. La metodología de la investigación es teórico-experimental, aplicada, transversal y cuantitativa, y tiene un enfoque correlacional. Esto último se debe a que se demuestra la relación existente entre las propiedades físico-mecánicas del suelo compactado y las deflexiones calculadas mediante los modelos elásticos multicapa en el tramo estudiado. Dicho tramo tiene una longitud de 25.8 km, desde el puente Chorro en el km 75+950 hasta el poblado de Omate en el km 101+700, ubicado en el departamento de Moquegua. Se implementó un programa para la ejecución de calicatas, de las cuales se extrajeron muestras representativas del terreno de fundación. Posteriormente, se realizaron ensayos de laboratorio y se verificó el espesor de estabilización utilizando los modelos elásticos multicapa de D. Burmister y Y. Huang, que proporcionaron resultados sobre las deflexiones, las cuales fueron comparadas con las deflexiones admisibles calculadas. El modelo elástico multicapa de Y. Huang ofrece una medición más detallada al considerar las deflexiones generadas por la influencia de cada neumático del semieje posterior de la carga patrón, mientras que el modelo de D. Burmister analiza las deflexiones producidas por la carga de un solo neumático. En este análisis, el modelo de D. Burmister resulta ser más conservador, incrementando los costos de estabilización del terreno de fundación vial en un 15.6%.