estabilizacion de las bases y sub bases de pavimentos expuestos a climas frios mediante el uso de el...

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“MEJORAMIENTO DEL DESEMPEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS FEXIBLES EXPUESTOS A CLIMAS FRIOS, HACIENDO USO DEL VIDRIO RECICLADO COMO ESTABILIZANTE TERMICO” Universidad Peruana Unión, facultad de ingeniería y arquitectura, EAP. ING. CIVIL Manuel Nervi Laura i Gary Chujutalli Vela ii Resumen La Ingeniería de Pavimentos es una rama de la ingeniería que durante los últimos años ha experimentado notables avances tanto en diseño, construcción, mantenimiento y rehabilitación. Sin embargo es necesario mencionar también que aún no se ha logrado en muchos casos que todos los aspectos relacionados con el desempeño de un pavimento durante su vida útil sean controlados, ya que se observa que un porcentaje de estos llegan a colapsar antes del fin de su periodo de diseño. La estructura del pavimento está compuesta de diferentes capas, dispuestas en forma tal, que pueda realizar las funciones para la cual fue diseñada de manera eficiente y económica. Estas se proyectan y se construyen para que estén en servicio por un determinado número de años, llamado horizonte de proyecto de la obra. Al concluir este tiempo, los caminos se abandonan, se rescatan y se reconstruyen con el objeto de aumentarse el servicio por más tiempo, que es en general lo que sucede. Los deterioros pueden ser pequeños al principio; pero más adelante probablemente sean más serios y aceleren la falla de la vía; por esto, una obra requiere mantenimiento o conservación, para que por lo menos cumplan con su vida de proyecto y proporcionar un servicio adecuado. Las fallas del pavimento pueden ser, estructurales y funcionales, y estos se deben a una serie de factores como por ejemplo el gradiente de temperatura extremo para el caso de zonas altas como Puno y Juliaca. En zonas altas a más de 3 500 m.s.n.m. los cambios bruscos de temperatura son constantes, en el día el calor llega a los 54 °C siendo esta una temperatura muy alta y por la noche llegando a los -45 °C (Helada) siendo una temperatura muy baja; generando

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el vidrio molido puede estabilizar termicamente los pavimentos expuesto climas frios

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MEJORAMIENTO DEL DESEMPEO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS FEXIBLES EXPUESTOS A CLIMAS FRIOS, HACIENDO USO DEL VIDRIO RECICLADO COMO ESTABILIZANTE TERMICOUniversidad Peruana Unin, facultad de ingeniera y arquitectura, EAP. ING. CIVILManuel Nervi LauraGary Chujutalli VelaResumenLa Ingeniera de Pavimentos es una rama de la ingeniera que durante los ltimos aos ha experimentado notables avances tanto en diseo, construccin, mantenimiento y rehabilitacin. Sin embargo es necesario mencionar tambin que an no se ha logrado en muchos casos que todos los aspectos relacionados con el desempeo de un pavimento durante su vida til sean controlados, ya que se observa que un porcentaje de estos llegan a colapsar antes del fin de su periodo de diseo.La estructura del pavimento est compuesta de diferentes capas, dispuestas en forma tal, que pueda realizar las funciones para la cual fue diseada de manera eficiente y econmica. Estas se proyectan y se construyen para que estn en servicio por un determinado nmero de aos, llamado horizonte de proyecto de la obra. Al concluir este tiempo, los caminos se abandonan, se rescatan y se reconstruyen con el objeto de aumentarse el servicio por ms tiempo, que es en general lo que sucede. Los deterioros pueden ser pequeos al principio; pero ms adelante probablemente sean ms serios y aceleren la falla de la va; por esto, una obra requiere mantenimiento o conservacin, para que por lo menos cumplan con su vida de proyecto y proporcionar un servicio adecuado. Las fallas del pavimento pueden ser, estructurales y funcionales, y estos se deben a una serie de factores como por ejemplo el gradiente de temperatura extremo para el caso de zonas altas como Puno y Juliaca.En zonas altas a ms de 3 500 m.s.n.m. los cambios bruscos de temperatura son constantes, en el da el calor llega a los 54 C siendo esta una temperatura muy alta y por la noche llegando a los -45 C (Helada) siendo una temperatura muy baja; generando un gradiente de temperatura amplio, este problema trae consigo el dao de la carpeta asfltica y su reduccin de vida til, provocando tambin perdidas econmicas.[footnoteRef:1] [1: Julia Gutierrez. Tesis efecto de las heladas en los pavimentos. 2013. UANCV: Juliaca p. 512]

El clima o medio donde se va a construir un pavimento flexible influye decisivamente en la vida til, resistencia y otras caractersticas de los diferentes materiales que conforman el pavimento y la subrasante. Probablemente los dos factores climticos sean la temperatura y la humedad.La temperatura y sus distintas fluctuaciones afectan las propiedades de ciertos materiales. Por ejemplo, las temperaturas altas ocasionan que el concreto asfaltico pierda estabilidad, en tanto que a temperaturas bajas se vuelva muy duro y rgido. Del mismo modo las temperaturas bajas y sus fluctuaciones se asocian con las ampollas de congelacin y con los daos provocados por las heladas y los deshielos. Si los materiales granulares no estn graduados de manera apropiada, pueden levantarse debido a las heladas. De la misma manera si se congela y luego se deshiela, la sub rasante puede presentar grandes prdidas de resistencia. Ciertos materiales estabilizados (tratados con cal, cemento y cenizas ligeras de xido de calcio) pueden sufrir daos sustanciales si se someten con un gran nmero de ciclos de congelacin-deshielos[footnoteRef:2] [2: Paul H. Wright Karen Dixon. Ingeniera de Carreteras - Highway Engineering. 2 Ed. Mxico : Limusa Wiley, 2011 viii; 972 p]

Por otra parte durante los ltimos aos se registra una explosin demogrfica a nivel mundial, trayendo esto como consecuencia la contaminacin del medio ambiente por medio de los residuos orgnicos e inorgnicos, entre ellos el vidrio de color. Estos vidrios son desechos inorgnicos no biodegradables.Segn la AASTHO se propone algunas especificaciones para el uso de vidrio molido en la conformacin de bases y sub bases de pavimentos, ya que se tienen algunas caractersticas de este que pudieran ser aprovechadas. Tambin es importante mencionar que el vidrio posee un efecto trmico al absorber y retener calor, y es por ello que esta caracterstica es aprovechada en distintas rea de la industria en general.Por lo que es posible que el vidrio triturado adicionado en cierto porcentaje a una base o sub base granular tenga el efecto de amortiguar el gradiente de temperatura amplio que se presenta en zonas altas de nuestro pas, dndole un mayor periodo de vida til a la carpeta asfltica y a la estructura del pavimento, trayendo consigo adems una disminucin de gastos en mantenimiento y rehabilitacin por fisuramiento de la carpeta asfltica debido a climas extremos. Entonces surge la necesidad de contar con una tecnologa que aborde estos temas para dar una solucin compartida al problema de las heladas y calor extremo a las que se exponen las carpetas asflticas en las zonas alto andinas, con la finalidad de mejorar el desempeo estructural de los pavimentos flexibles. Esta tecnologa est basada en la adicin de vidrio de color chancado las bases y sub bases granulares, a fin de que este amortige las temperaturas extremas a las que se encuentra sujeto un pavimento construido en las zonas mencionadas.Con la presente investigacin se aborda el contenido expuesto anteriormente. Y para ello se han realizado pruebas en suelos granulares compactados bajo distintas condiciones y bajo contenidos de vidrio molido variables en los cuales se ha observado el gradiente de temperatura que se produce en el tiempo, alcanzndose valores que beneficiaran a la industria de la construccin de carreteras en zonas alto andinas.Los resultados tambin demuestran que una base estabilizada de vidrio requiere menor cantidad de agua para ser compactada, lo que significa disminucin de costos en el proceso constructivo, y tambin es importante mencionar que la reutilizacin de un material como el vidrio de color que actualmente representa un agente contaminante beneficia a la industria de la construccin y disminuye la contaminacin ambiental que es una necesidad urgente en nuestros das.Palabras clave: Pavimento, Vidrio, Biodegradable, Helada, Gradiente Trmico.

Autor de correspondencia: Manuel Nervi LauraE-mail: [email protected]