EFECTO DE LA COMPACTACIÓN Y · efecto de la compactaciÓn y la aditivaciÓn quÍmica sobre las...
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EFECTO DE LA COMPACTACIÓN Y
LA ADITIVACIÓN QUÍMICA SOBRE
LAS PROPIEDADES
INGENIERILES DE UN SUELO
SIMÓN PUERCHAMBUD CHASOY
ADRIANA OSORIO
GLORIA RESTREPO
GRUPO DE INVESTIGACIÓN
PROCESOS FISICOQUÍMICOS APLICADOS
UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA
AGENDA
INTRODUCCIÓN
OBJETIVOS
METODOLOGÍA
RESULTADOS
CONCLUSIONES
AGRADECIMIENTOS
REFERENCIAS
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INTRODUCCIÓN
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Esta investigación se realizó en el marco del Proyecto Piloto
Putumayo “Mejoramiento para vías de bajos volúmenes de tráfico
utilizando Tecnologías Alternativas”, y comprende la etapa a nivel
de laboratorio que incluye caracterización del suelo, pruebas de
dosificación y ensayos de compresión inconfinada.
INTRODUCCIÓN
Infraestructura vial
Estado de la red vial
Red terciaria
Fuente: Dirección de Infraestructura y Energía Sostenible del DNP con base en Anuario Estadístico. Ministerio de Transporte, 2014.
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INTRODUCCIÓN
Estabilización de suelos
Propiedades ingenieriles del suelo
Tipos de estabilización
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Estabilización de la vía terciaria Corredor vial Puerto Vega-Teteyé, Puerto Asís, Putumayo. (Fuente propia)
ESTABILIZACIÓN QUÍMICA
Aceites sulfonados
Sales
Emulsiones enzimáticas
Emulsiones asfálticas
Puzolanas
Polímeros
Silanos
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Moléculas (Fuente Google)
OBJETIVOS
Evaluar el efecto que tiene la aditivación química y la
energía de compactación sobre las propiedades
ingenieriles del suelo
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METODOLOGÍA
1• Ubicación de la vía, exploración y muestreo
2• Clasificación y caracterización del suelo
3• Aditivación del suelo y determinación de las
relaciones humedad-peso unitario
4• Elaboración de probetas y prueba de
compresión inconfinada de suelos
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Ubicación de la vía terciaria, exploración y muestreo
Clasificación y caracterización del suelo
Desarrollo experimental clasificación del suelo. (Fuente propia)
Ubicación municipio de Puerto Asís, Corredor vial (Fuente Google)Esquema toma de muestras (Fuente propia)
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Productos %(P/P)
Cemento C 3
Silano S 0.04
Polímero P 0.3; 0.4; 0.5
Procedimiento experimental
(Fuente propia)
Prueba de compresión inconfinada. (Fuente propia)Molde y probetas aditivadas variando la dosificación de P. (Fuente propia)
Elaboración de probetas y prueba de compresión inconfinada de suelos
Aditivación del suelo y determinación de las relaciones de humedad-peso unitario
Clasificación y caracterización del suelo
Parámetros ResultadosClasificación SUCS GMDescripción Grava limosa con arena color pardoClasificación AASTHO A-1-a(0)Pasa Nº. 4 47.4Pasa Nº. 40 24.5Pasa Nº. 200 14.2Índice de plasticidad NP
Gravedad específica finos 2.672Gravedad específica gruesos 2.667Gravedad específica combinada 2.669Materia orgánica por ignición (%) 0.94Contenido de sulfatos (mg SO4/g de suelo) 0.1493pH 7.30Conductividad (µs/cm) 32.70
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RESULTADOS
Relación humedad-peso unitario seco
20,4
20,6
20,8
21,0
21,2
21,4
21,6
21,8
22,0
1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0
Blanco 0.5 % 0.4 % 0.3 %
Humedad (%)
Pes
ou
nit
ari
o s
eco
(k
N/𝐦^𝟑)
Curvas de compactación de los sistemas aditivados CSP/suelo variando la dosificación deP. (Fuente propia)
Productos %(P/P)
Cemento, C 3
Silano, S 0.04
Polímero, P 0.3; 0.4; 0.5
13
E.C. 528 E.C. 591 E.C. 654 130
135
140
145
150
155
160
Res
iste
nci
a m
ecá
nic
a (
kP
a)
Energía de compactación (kN∙m/m3)
Resistencia mecánica promedio del suelo sin aditivar a diferentesenergías de compactación. (Fuente propia)
Blanco 0.3% P 0.4% P 0.5% P0
50
100
150
200
250
300
Res
iste
nci
a m
ecá
nic
a (
kP
a)
Resistencia mecánica promedio del suelo aditivado sólo con polímero y blanco. (Fuente propia)
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Resistencia mecánica
Resistencia mecánica promedio del suelo aditivado CSP, polímero sólo y blanco. (Fuente propia)
Blanco 0.3% P 0.4% P 0.5% P CSP 0.3% P
CSP
0.4% P
CSP
0.5% P
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Res
iste
nci
a m
ecá
nic
a (
kP
a)
Tipo de fallas comunes en las probetas, blanco y sistema aditivado. (Fuente propia)
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CONCLUSIONES
La dosificación óptima del aditivo CSP fue de 0.3% de polímero
y una energía de compactación de 591 kN ∙ m/m3.
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Los parámetros evaluados indican que hay una estrecha
relación entre las características del suelo, la humedad, el
proceso de compactación y las propiedades fisicoquímicas de
los aditivos químicos, así como la interacción entre las
variables para mejorar el desempeño mecánico de un suelo
estabilizado.
CONCLUSIONES
17
Los resultados de este estudio a nivel de laboratorio
permitieron abordar la compactación de suelos como parte de
un proceso para mejorar sus propiedades ingenieriles. Los
procesos de compactación a nivel de campo, deben ser
validados en laboratorio y verificados en terreno mediante
metodologías de calibración que garanticen trazabilidad y
adecuados procedimientos constructivos
PERSPECTIVA
Los resultados de este estudio tiene como
perspectiva la evaluación de estos
parámetros en campo, a partir del
conocimiento del comportamiento de los
sistemas evaluados a nivel de laboratorio.
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AGRADECIMIENTOS!
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Convocatoria 754
REFERENCIAS• Departamento Nacional de Planeación (2016). Documento CONPES 3857. lineamientos de Política para la Gestión de la Red
Terciaria. Colombia. Bogotá, D.C., Autor. Departamento Nacional de Planeación, Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural,Presidencia de la República.
• R.J. Moloisane, A.T. Visser, “Evaluation of the strength behaviour of unpaved road material treated with electrochemical-basednon-traditional soil stabilisation additives”, Journal of the South African Institution of Civil Engineering, vol. 56, no. 1, pp. 28-39,Apr. 2014.
• Duque, G. y Escobar, C., “Compactación de suelos”, en Mecánica de Suelos, 2002, Manizales.
• K. Maureen A., “Stabilization Selection Guide for Aggregate- and Native-Surfaced Low Volume Roads,” USA, 2009.
• D. Jones, R. Surdahl, “New Procedure for Selecting Chemical Treatments for Unpaved Roads”, Journal of the TransportationResearch Board, no. 2433, pp. 87-99, 2014.
• K. Newman and J. S. Tingle, “Emulsion polymers for soil stabilization,” u.s. Army Eng. Res. Dev. Cent., no. April, pp. 1–18, 2004.
• Flores, D., Meléndez, M. Cervantes, J. y Guerra, J. “Obtención de organosilanos funcionales a través de la reacción de piers-rubinsztajn.” Revista Verano de la Investigación Científica, vol 4, no. 1, pp. 759-763, 2018
• S. M. Lim, D. C. Wijeyesekera, A. J. M. S. Lim, and I. B. H. Bakar, “Critical Review of Innovative Soil Road Stabilization Techniques,”Int. J. Eng. Technol. Res., vol. 3, no. 5, pp. 204–211, 2014.
• I. N. de V. (2013), “Especificaciones generales de construcción de carreteras y normas de ensayo para materiales de carreteras.Sección 100 - Suelos,” Bogotá, Colombia.
• Seguel, O., Ellies, A., MacDonald, R. y Ramírez, C. “Propiedades mecánicas en suelos sometidos a distintos usos,” R.C. Suelo Nutr.Veg. Vol. 2, no.2, pp. 54-61, dic. 2002.
• [11] Carrillo, J., Cárdenas, J. y Aperador, W. “Effect of chloride ion on the compressive mechanical properties of RC-65/35-BN steelfiber reinforced concrete,” Revista Científica Ingeniería y Desarrollo, vol. 33, no. 2, dic. 2015
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GRACIAS!
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