Estabilización de suelos tropicales bajo la metodología MCT con aditivos químicos para la capa de afirmado de la vía PE-5SA DV- Cana Edén - Provincia de Satipo - Departamento de Junín

• Autores: Portuguez Marin, Marinalda Solange, Salvador Santos, Nancy
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2023
• Institución: Universidad San Ignacio de Loyola
• Repositorio: USIL-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.usil.edu.pe:20.500.14005/14104
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.14005/14104
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Ingeniería Civil; Mecánica de los suelos; Suelo; Ingeniería del transporte; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.01.01

Este trabajo de investigación aplica la metodología MCT para conocer las propiedades mecánicas e hidráulicas del suelo para su clasificación, tomando en cuenta que está diseñada para ser aplicada en suelos tropicales con fines de estudios viales. Se consideran propiedades constitutivas del suelo que no son tomadas en cuenta por la metodología tradicional AASHTO y SUCS para clasificar los suelos. La metodología MCT incorpora la ejecución de ensayos en miniatura que facilita la clasificación de estos suelos finos tropicales. Establece el grado de compactación y la resistencia mecánica del material. Incorpora ensayos especiales como el Mini-MCV y pérdida de masa por inmersión. Con este conocimiento, caracteriza y determina el tipo de suelo, agrupando a los mismos en suelos de omportamiento lateríticos y suelos de comportamiento no lateríticos. Sin embargo, también existen algunas variedades de suelos tropicales que dentro de la carta de clasificación del Dr. Nogami, se encuentran en la frontera de dos tipos de suelos, adoptando características de ambos grupos señalados. Con referencia a los ensayos especiales de Mini-Proctor y Mini-CBR, éstos pueden ser correlacionados para obtener resultados en términos Proctor y CBR, aplicando una serie de ecuaciones propuestas por Nogami (1972). Los ensayos mencionados anteriormente revalidan que los suelos lateríticos mantienen una estabilidad mecánica e hidráulica, pudiendo ser aplicados como material de capa de pavimento, no necesitando ser sustituidos por un material granular selecto de préstamo como relleno de la fundación. Sumado a esto, se aplicaron aditivos químicos al material, el que contribuye a acrecentar las propiedades mecánicas del suelo, como la capacidad de soporte CBR y reducir la expansión, además de ser diseñados para ser aplicados en suelos de partícula fina. En esta investigación se estudiaron 5 muestras representativas del suelo que pertenecen a la vía PE-5SA DV- Cana Edén - Provincia de Satipo - Departamento de Junín. Estos materiales clasifican por MCT como arenas lateríticas (LA), laterítico arenoso (LA’) y no laterítico arenoso (NA’). En su mayoría las muestras clasificadas como suelos lateríticos se encuentran en condición de frontera, adoptando algunas características de suelos no lateríticos como es el caso de la expansión. Las muestras clasificadas como lateríticas fueronestabilizadas en las siguientes series: dosificación de aditivo organosilano + cemento hidráulico. Una segunda serie fue preparada incorporando al material aditivo compuesto por aceite sulfonado + cemento hidráulico. Y la tercera serie sólo estabilizando con cemento hidráulico. Referido sólo al problema de la expansión, los resultandos muestran que la estabilización con organosilano + cemento hidráulico contribuye en la reducción de la expansión de manera significativa en comparación con la serie preparada incorporando como estabilización el aditivo a base de aceite sulfonado + cemento hidráulico. Esto fundamentalmente se debe a que el organosilano es un aditivo nanotecnológico que actúa siliconizando las partículas a nivel nanométrico para impermeabilizar el suelo. Con respecto a la respuesta por capacidad de soporte, los resultados de CBR y resistencia a la compresión simple de los suelos estabilizados se ve la diferencia reflejada en el valor del espesor resultante para la capa de afirmado. Esta condición es posible evaluarla a partir de establecer diversas solicitaciones de tráfico y diferentes valores de soporte CBR de la subrasante. Se reporta que los espesores de afirmado de los suelos estabilizados con cemento hidráulico no presentan diferencias significativas en comparación con los resultados encontrados contra el suelo natural laterítico compactado. Sin embargo, al aplicar al suelo un aditivo organosilano + cemento hidráulico o al aplicar al suelo aceite sulfonado + cemento hidráulico se aprecian diferencias significativas en el espesor de capa de afirmado resultante, comparados con los resultados de sólo el suelo natural compactado. Por otro lado, al comparar los resultados de los suelos estabilizados con aditivo organosilano + cemento hidráulico contra la estabilización con aceite sulfonado + cemento hidráulico, en términos de espesor de capa la diferencia resulta no ser de gran importancia, encontrando una diferencia de 5 cm. Por lo tanto la fortaleza principal que se encuentra al establecer estos tres escenarios de estabilización de suelos tropicales finos de comportamiento laterítico: uno estabilizado con organosilanos, el segundo estabilizado con aceites sulfonados y el tercero con cemento hidráulico solamente, más allá que en términos de soporte los estabilizados nanométricamente con organosilanos y con aceites sulfonados ofrezcan una alta resistencia al compararlo a este mismos suelos laterítico sin estabilización química, sin embargo, entre ambas estabilizaciones químicas se encuentra que la utilización de organosilanos atiende de forma adicional el importante problema de control de los cambios de volumen por efectos del clima y agua, propios de suelos arcillosos, estableciendo un control adecuado de las expansiones y contracciones del material como capa de pavimentos, condición que concluye la selección del aditivo organosilano y la explicación consecuente de este comportamiento de interacción con suelos de comportamiento laterítico, a favor de la estabilidad cumple con la función de reduciendo la expansión del material de manera eficiente.