ESTABILIZACIN DE SUELOS PARA USO EN VAS TERRESTRES

W. Quinche Granda, W. Caraguay Cuenca, A. Cartuche Morocho, A. Ziga, R. Serrano

Universidad Tcnica Particular de Loja. (UTPL)San Cayetano Alto s/n

RESUMEN

Se presentan y discuten los principales resultados obtenidos en un estudio experimental, destinado a evaluar la estabilizacin con Cloruro de Sodio (NaCl), Cal y Cloruro de Calcio (CaCl2), en suelos arcillosos y limosos, y cuyos resultados se encaminan a la aplicacin en terraceras de las vas terrestres. Se trabaj con dos tipos de suelos, el primero de ellos, con un alto potencial de expansin, para ser usado con NaCl y Cal; y el segundo, de baja plasticidad, para CaCl2. Se determin la influencia de los estabilizantes en las propiedades fsicas y mecnicas, variando los porcentajes de adicin de los mismos en cada suelo.

Palabras Claves: Estabilizacin, Cloruro de Sodio, Cal, Cloruro de Calcio.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

A los suelos sobre los que se realiz la investigacin se les realiz, en su estado natural, ensayos para determinar su clasificacin y sus propiedades fsicas y mecnicas. Los ensayos que se ejecutaron, con su respectiva norma, son: Granulometra (AASHTO T-11); Lmites de Atterberg. (AASHTO T 89 - T 90); Potencial hidrgeno pH. (ASTM D 4972); Compactacin (AASHTO T 180); C.B.R. (AASHTO T 193); Mdulo de Resiliencia, se procedi a estimar con el valor de CBR calculado para cada suelo; y Compresin Simple (AASHTO 208). Las propiedades de los suelos en su estado naturales resumen en la Tabla 1.

RESULTADOS

LMITES DE ATTERBERG. (AASHTO T-89 T-90)

ESTABILIZACIN DE SUELOS COHESIVOS POR MEDIO DEARENAS VOLCNICAS Y CAL VIVAUniversidad de San Carlos de GuatemalaFacultad de IngenieraEscuela de Ingeniera CivilDenis Robin Ruano LpezAsesorado por el Ing. Omar Enrique Medrano MndezGuatemala, septiembre de 2012RESUMEN

Se requiere evaluar el comportamiento de las arenas de origen volcnico en la estabilizacin de suelos cohesivos, estas arenas son muy comunes en diferentes reas de la construccin y existen en gran cantidad dentro del departamento de Guatemala como en otras reas del pas. Los materiales de origen volcnico son muy fciles de encontrar en Guatemala, la mayora de su territorio tiene influencia en sus suelos procedentes por eventos y actividad volcnica.El aprovechar al mximo los materiales de origen volcnico en las diferentes reas de la construccin como tambin en estabilizaciones de suelos cohesivos entre otros.La utilizacin de la cal viva es otro recurso que se tiene a la mano y a un bajo costo y se le puede dar un uso de aprovechamiento correcto para conseguir resultados satisfactorios.Las estabilizaciones de suelos en Guatemala son muy comunes, ya quese necesita ejecutar diferentes proyectos como lo son carreteras, reas industriales, complejos habitacionales etc., por lo que es importante estudiar nuevas opciones para realizar esta actividad, proponiendo diferentes materiales, mtodos y proporciones de mezclas de agregados para logar estabilizaciones de suelos logrando obtener valores de CBR adecuados segn sea su aplicacin en el campo de la construccin.XVIII Este estudio usando recursos volcnicos crea un precedente para seguir la investigacin de otros tipos de materiales, que tambin pueden utilizarse como nuevos agregados para estabilizaciones e implementarlos en diferentes proyectos como tambin aprovechar la cercana de los bancos de extraccin de materiales al lugar de la ejecucin.

MEJORAMIENTO DE MATERIALES GRANULARES CON EMULSIONES ASFLTICAS PARA BASES DE PAVIMENTOS EN LAS VAS DE TERCER ORDEN O DE PENETRACIN DE LA PROVINCIA DE MANAB.

AUTOR: ING. CIVIL LDER EULICE PONCE CARREO

UNIVERSIDAD TCNICA DE MANAB CENTRO DE ESTUDIOS DE POSGRADOResumen

El presente estudio denominado Mejoramiento de Materiales Granulares Con Emulsiones Asflticas para Bases de Pavimentos en las Vas de Tercer Orden o de Penetracin de la Provincia de Manab. nace de la realidad observada en la provincia de Manab en cuanto a la habilitacin de vas de tercer orden se refiere. Para concretar este estudio se desarrollaron dos fases bien identificadas: la primera const del proyecto previo a la investigacin y la segunda al informe del proceso de investigacin el mismo que se ha condensado en cinco captulos, el primer captulo contempla el problema, se plantea el objetivo general de la investigacin el cual fue Determinar la composicin ptima de la mezcla para una base de pavimento, formada por material granular y una emulsin asfltica para su empleo en las vas de penetracin, de bajo volumen de trnsito de la provincia de Manab.; el segundo captulo estudia tericamente las variables que marcan la investigacin, es decir, las propiedades de los materiales granulares mejorados con emulsin asfltica y la habilitacin de vas de tercer orden; el tercer captulo abarca todo lo concerniente al proceso para obtener la informacin necesaria para la investigacin; las pruebas de ensayo y las normas que rectoran ese proceso; en el captulo cuarto se evidencian los resultados de la investigacin de campo a travs de cuadros y grficos estadsticos y sus respectivo anlisis e interpretacin; y el capitulo cinco plantea conclusiones y recomendaciones. Este estudio es de suma importancia ya que est mentalizado para optimizar el proceso de generacin de vas de tercer orden en la provincia de Manab disminuyendo los costos, aumentando su calidad y potenciando el desarrollo de los poblados en los que sean creados

Procedimiento

- Contenido de Humedad Natural (ASTM-D-2216)

Este es un Ensayo rutinario de Laboratorio para determinar la cantidad dada de agua presente en una cantidad especfica de suelo en trminos de su peso en seco.

- Anlisis Granulomtrico por Tamizado (ASTM-D-422)

Consistiendo este Ensayo en pasar una muestra de suelo seco a travs de una serie de mallas de dimensiones estandarizadas a fin de determinar las proporciones relativas de los diversos tamaos de las partculas. 81

- Limite plstico (ASTM D-4318)

La norma ASTM D 4318 ensea a cmo realizar mtodos de ensayo que son para la determinacin del lmite lquido, lmite plstico, y el ndice de plasticidad de los suelos. Se proporcionan dos procedimientos para la preparacin de los especmenes para los ensayos y dos procedimientos para efectuar el lmite lquido. - Ensayo Multipunto utilizando un procedimiento de preparacin hmedo. - Ensayo Multipunto utilizando un procedimiento de preparacin seca. - Ensayo de un punto utilizando un procedimiento de preparacin hmedo. - Ensayo de un punto utilizando un procedimiento de preparacin seca.

- Clasificacin SUCS incluye granulometra y L.A (ASTM D-2487)

Esta prctica se describe un sistema de clasificacin de suelos minerales y rgano-mineral con fines de ingeniera basados en la determinacin de laboratorio de las caractersticas de tamao de partculas, lmite lquido y el ndice de plasticidad y se utiliza cuando se requiere una clasificacin precisa. El uso de esta norma dar lugar a un smbolo de la clasificacin del grupo nico y el nombre del grupo, excepto cuando el suelo contiene 5 a 12% de finos o cuando el argumento del lmite de lquidos y los valores de ndice de plasticidad cae en el rea de rayitas cruzadas de la carta de plasticidad. En estos dos casos, un smbolo dual, por ejemplo, GP-GM, CL-ML. Cuando los resultados de las pruebas de laboratorio indican que el suelo est cerca de otro grupo de clasificacin del suelo, la condicin de lmite puede ser indicado con dos smbolos separados por una barra. El primer smbolo debe ser la base a esta norma, por ejemplo, CL / CH, GM / SM, SC / CL. Smbolos lmite son especialmente tiles cuando el valor lmite lquido de los suelos arcillosos es cercana al 50. Estos suelos pueden tener 82 caractersticas expansivas y el uso de un smbolo en el lmite (CL / CH, CH / CL) alertar al usuario de las clasificaciones asignadas de potencial expansivo. Esta norma no pretende sealar todos los problemas de seguridad, si los hay, asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma para establecer la seguridad apropiada y prcticas de salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones reglamentarias antes de su uso.

- Clasificacin AASHTO incluye granulometra L.A. (AASHTO M-145)

Esta prctica se describe un procedimiento para la clasificacin de los suelos en siete grupos en funcin de laboratorio determinacin de la distribucin de tamao de partculas, lmite lquido y el ndice de plasticidad. La clasificacin del grupo debera ser til en la determinacin de la calidad relativa del material del suelo para su uso en muros de contencin, las sub-bases y rellenos. Para el diseo detallado de estructuras importantes, los datos adicionales sobre caractersticas de resistencia o el rendimiento de la tierra en condiciones de campo suele ser necesario.

- Ensayo Proctor Modificado (ASTM D-1557-91)

Nos sirve para determinar la mxima densidad seca y obtener el ptimo contenido de humedad. - Prctica estndar para el muestreo de los materiales bituminosos. (ASTM C-140) Esta prctica se aplica a la toma de muestras de materiales bituminosos en los puntos de fabricacin, almacenamiento o entrega. Los valores indicados en unidades SI o en unidades pulgada-libra deben ser considerados como los estndares. Los valores indicados en cada sistema pueden no ser exactamente equivalentes, por lo tanto, cada sistema debe ser utilizado 83 independientemente del otro. La combinacin de valores de los dos sistemas puede resultar en la no conformidad con la norma. Esta norma no pretende sealar todos los problemas de seguridad, si los hay, asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma para establecer la seguridad apropiada y prcticas de salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones reglamentarias antes de su uso.

- Ensayo C.B.R. (ASTM D-1883)

El ensayo consiste El ensayo tiene como objetivo determinar la capacidad portante de un suelo en funcin de su estado, densidad y humedad, as como de la sobrecarga que se le aplique. El ensayo C.B.R. (California Bearing Ratio) se puede llevar a cabo sobre un suelo compactado en laboratorio o bien sobre muestras inalteradas de un terreno determinado. Las muestras ya preparadas, pueden someterse a inundacin de agua o ensayarlas sin inmersin. La metodologa corresponde a muestras compactadas en el laboratorio ensayadas con inmersin. El hecho de efectuar la operacin de inmersin, permite obtener datos ante la cantidad de agua que la muestra es capaz de absorber y del grado de inflamacin asumido por la misma. Mtodos de prueba estndar para contenido de cloro en el agua. (ASTM D-512) Esto mtodos de ensayo se referirse a la determinacin de iones de cloruro en el agua, aguas residuales (Mtodo de Ensayo C solamente), y salmueras. Los siguientes tres mtodos de prueba se incluyen:

Secciones Mtodo de prueba A (Titulacin Mercurimetric), Mtodo de prueba B (titulacin de nitrato de plata) y Mtodo de Ensayo C (de ion selectivo mtodo de electrodo) 84 Mtodos de prueba A, B y C fueron validados en la prctica D2777-77, y slo el mtodo de prueba B se ajusta tambin a la prctica D2777-86. Esta norma no pretende sealar todos los problemas de seguridad, si los hay, asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma para establecer la seguridad apropiada y prcticas de salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones reglamentarias antes de su uso.

- Abrasin por medio de la mquina de los ngeles. (ASTM C-131)

Este mtodo describe el procedimiento para determinar el porcentaje de desgaste de los agregados de tamaos menores a 37.5 mm (1 ) y agregados gruesos de tamaos mayores de 19 mm(3/4), por medio de la mquina de los ngeles.

- Equivalente de Arena. (ASTM D-2419 )

Este mtodo de ensayo asigna un valor emprico a la cantidad relativa, finura y caractersticas del material fino presente en una muestra de ensayo formado por suelo granular que pasa el tamiz N4 (4.75 mm). El trmino Equivalente de Arena transmite el concepto que la mayora de los suelos granulares y agregados finos son mezcla de partculas gruesas, arenas y generalmente finos. Para determinar el porcentaje de finos en una muestra, se incorpora una medida de suelo y solucin en una probeta plstica graduada que luego de ser agitada separa el recubrimiento de finos de las partculas de arena; despus de un perodo de tiempo, se pueden leer las alturas de arcilla y arena en la probeta. El equivalente de arena es la relacin de la altura de arena respecto a la altura de arcilla, expresada en porcentaje. Este mtodo proporciona una manera rpida de campo para determinar cambios en la calidad de agregados durante la produccin o colocacin. 85

- Gravedad Especfica y Absorcin del Agregado Grueso. (ASTM C-127)

Este mtodo de prueba cubre la determinacin de la densidad media de una cantidad de partculas de agregado grueso (no incluye el volumen de vacos entre partculas), la densidad relativa (gravedad especifica) y la absorcin del agregado grueso. Dependiendo del procedimiento usado, la densidad (kg/m) o (lb/pie) se expresa como seca al horno (OD), saturada superficialmente seca (SSD) o como densidad aparente, igualmente la densidad relativa (GRAVEDAD ESPECIFICA) Este mtodo de ensayo y no puede ser usado para agregados de peso ligero y la muestra debe ser sumergida en el agua por el lapso de 24 4 h, para logra la saturacin de los poros del agregado.

- Gravedad Especfica y Absorcin del Agregado fino. (ASTM C-128)

Este mtodo cubre la determinacin de la densidad media de una cantidad de partculas de agregado fino (no incluye el volumen de vacos entre partculas), la densidad relativa (gravedad especifica) y la absorcin del agregado fino. Dependiendo del procedimiento usado, la densidad (kg/m) o (lb/pie) es expresa como seca al horno (OD), saturada superficialmente seca (SSD) o como densidad aparente, igualmente la densidad relativa (GRAVEDAD ESPECIFICA). La densidad relativa (gravedad especifica) es una caracterstica generalmente utilizada para el clculo del volumen ocupado por el agregado en varias mezclas incluido concretos con cemento portland, concreto bituminoso y otro tipos de mesclas cuyas proporciones son analizadas en base a su volumen absoluto. 86

- Mtodo de prueba estndar para la densidad aparente ("Peso de la unidad") y los vacos en el agregado. (ASTM C29 / C29M)

Este mtodo de prueba cubre la determinacin de la densidad aparente ("unidad de peso") de agregado en una condicin compactada o suelta, y los huecos entre las partculas calculada en los ridos finos, gruesos o mixta basada en la misma determinacin. Este mtodo de ensayo es aplicable a los agregados que no exceda de 125 mm [5 pulgadas] en el tamao mximo nominal. Este mtodo de prueba se utiliza a menudo para determinar los valores de densidad de masa que son necesarios para el uso de varios mtodos de seleccin de las proporciones de mezclas de hormign. La densidad aparente tambin puede ser utilizado para determinar la masa / volumen de las relaciones para las conversiones en contratos de compra. Sin embargo, la relacin entre el grado de compactacin de los ridos en una unidad de traccin o de las existencias y de la obtenida en este mtodo de ensayo es desconocida. Por otra parte, los agregados en las unidades de transporte y las existencias por lo general contienen absorbidos y humedad de la superficie (este ltimo afecta de volumen), mientras que este mtodo de ensayo determina la densidad aparente en seco.

- Mtodo de prueba estndar para las impurezas orgnicas en agregados finos para concreto. (ASTM C-40 )

Este mtodo de ensayo cubre dos procedimientos para la determinacin aproximada de la presencia de impurezas orgnicas perjudiciales en los ridos finos que se van a utilizar en el mortero de cemento hidrulico o concreto. Un procedimiento utiliza una solucin de color estndar y la otra utiliza un estndar de color de cristal. 87

- Mtodo de prueba estndar para terrones de arcilla y partculas deleznables en los agregados. (ASTM C-142)

Este mtodo de prueba cubre la determinacin aproximada de terrones de arcilla y partculas deleznables en los agregados.

3.5. LEVANTAMIENTO DE LA INFORMACIN. Como ya se ha mencionado anteriormente el levantamiento de la informacin se realizara de los ensayos y de los resultados de los mismos los cuales sern condensados en grficos estadsticos que posteriormente sern analizados a fin de concluir en la aceptacin o negacin de las hiptesis en relacin al uso de materiales granulares mejorados con emulsin asfltica.

Resultados