Influencia de la aplicación de aditivos químicos en la estabilización de suelos cohesivos para uso como subrasante mejorada de pavimentos entre los sectores Calamarca - Huaso, La Libertad, 2018

Abstract

La presente tesis demostró las ventajas que se obtienen al estabilizar suelos cohesivos entre los sectores Calamarca y Huaso con el aditivo químico PROES más cemento Portland para usarlo como subrasante mejorada de pavimentos. Una de ellas fue mejorar la capacidad de soporte del suelo y la otra fue demostrar que el uso de ambos aditivos permite disminuir los costos de la construcción respecto a una estructura tradicional de pavimento. Este estudio es de tipo experimental puro, pues se manipuló la dosificación del aditivo PROES hasta determinar el óptimo porcentaje para obtener el máximo CBR. La metodología se basó en el estudio de tráfico, los estudios de mecánica de suelos, ensayos especiales como CBR y Proctor Modificado, y el diseño del pavimento mediante el método AASHTO 93. Con estos datos, se realizó el diseño de pavimento con y sin el uso de aditivo PROES más cemento Portland para verificar su conveniencia en cuanto a costos. Para la recolección de datos se utilizó como técnica la observación y como instrumento la guía de observación, para definir los principales problemas que afectan a la carretera. Se realizó el ensayo de CBR en tres puntos entre Calamarca – Huaso y se determinó que con la adición de 0.27 L/m3 del aditivo líquido PROES y 45 Kg/m3 de cemento Portland, el CBR de las tres muestras evaluadas aumentaron de 6.90% a 109.80%, de 7.57% a 116.40%, y por último de 7.54% a 114.28%, aumentando en más de quince veces el CBR del suelo natural. A su vez, se compararon los costos por Kilómetro de los pavimentos con y sin aditivo PROES más cemento Portland. El pavimento con aditivo PROES y cemento Portland tiene un costo de S/ 368,487.90 por Km y el pavimento sin aditivos, de S/ 436,465.92 por Km, el cual supera en 18.45% al primero. También, se demostró que el tiempo de ejecución del pavimento con aditivos disminuye en 30.77% respecto a uno sin aditivos. La investigación concluye que existe viabilidad técnica y económica para la construcción de pavimentos empleando aditivo PROES más cemento Portland como estabilizadores de suelos.

The present thesis showed the advantages obtained from stabilizing the soil between Calamarca and Huaso with PROES additive and Portland cement in order to use it as an improved subgrade for the pavement. One of them is to increase the soils support capacity and the other one is to demonstrate that the use of both additives allows to reduce the costs of construction compared to a traditional pavement structure. This study is of the pure experimental kind, because the dosage of the PROES additive was manipulated until the optimal percentage was achieved in order to get the maximum CBR. The methodology was based in traffic study, soil mechanics studies, special tests like CBR and Modified Proctor Compaction Test, and pavement design using the AASHTO 93 method. With this data, the pavement design was elaborated with and without the use of PROES additive and Portland cement in order to verify its convenience in terms of costs. For data collection, the technique used was observation and the instrument was the observation guide, to define the main problems that affect the road. The CBR test was performed in three sections between Calamarca – Huaso and it was determined that with the addition of 0.27 L/m3 of PROES liquid additive and 45 Kg/m3 of Portland cement, the CBR of the three samples evaluated increased from 6.90% to 109.80%, from 7.57% to 116.40% and from 7.54% to 114.28%, increasing by more than fifteen times the CBR of the natural soil. At the same time, the costs per Kilometer of pavement with and without PROES additive and Potland cement were compared. The pavement with both additives has a cost of S/ 368,487.90 per Km and the pavement without additives costs S/ 436,465.92 per Km, which is 18.45% more expensive than the first one. Also, it was demonstrated that the execution time of the pavement with additives decreases by 30.77% with respect to one without additives. The investigation concludes that there is technical and economic feasibility for the construction of pavements using PROES additive and Portland cement as soil stabilizers.