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ESTABILIZACION DE SUELOS

CONTENIDO1. INTRODUCCION

2. DEFINICIONES

3. ESTABILIZACIÓN (Superficial y Profunda)ESTABILIZACION FISICA: Compactación,

Mezcla, Drenaje / Precarga, Consolidación Dinámica, Geosinteticos.

ESTABILIZACION QUIMICA: Cemento, Cal, Emulsiones Asfalticas, Emulsiones Acrílicas de Caucho, Compuestos Aniónicos Activos, Enzimas, Polímeros, Cloruros.

ESTABILIZADORES MAGICOS: La Piedra Filosofal. 2. BACHES Y

ENCALAMINADOS.

3. POLVAREDA Y PERDIDA DE AGREGADOS

1. AHUELLAMIENTOSPRINCIPALES PROBLEMAS I

2. FALLA TALUD DE RELLENO

1. FALLA TALUD DE CORTE

PRINCIPALES PROBLEMAS II

2. DEFINICIONES

ESTABILIZAR: Dar estabilidad a alguna cosa.

ESTABILIDAD: Permanencia, duración en el tiempo; firmeza, seguridad en el espacio.

“Procedimientos que se siguen para lograr una mejoría en las propiedades de los suelos, con vistas a hacerlos apropiados para algún uso específico” (Alfonso Rico y Hermilio del Castillo - La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres. Volumen 2-Capítulo 16).

MEJORAR ESTABILIZAR REEMPLAZAR

“MEJORAMIENTO”Acción y efecto de mejorar.

MEJORAR: Acrecentar una cosa haciéndola pasar de un estado bueno a otro mejor.

[7 carreteras construidas entre 1998 y 1999 por $144’664,468 originaron adicionales por $32’114,468 (22%)].

PROPIEDADES DE LOS SUELOS QUE SE DESEA MEJORAR

Estabilidad Volumétrica

Resistencia (al corte, a la pérdida de agregados, a la compresión)

Impermeabilidad

Durabilidad

Argumentos para el Reemplazo Suelos arcillosos blandos, compresibles, con

características expansivas.

Suelos “sobresaturados”.

Suelos orgánicos o contaminados por materia orgánica.

a) Terraplén por desplazamiento; b) Pre-carga;

c) Drenes verticales;

d) Consolidación Dinámica;

e) Geosinteticos;

f) Reemplazo.

3. ESTABILIZACION PROFUNDA

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4. ESTABILIZACION SUPERFICIAL

FISICA: Compactación, Mezcla de Suelos, Drenaje Superficial y Subterráneo,

QUIMICA: Cemento, Cal, Emulsiones, Enzimas, Polímeros , Cloruros.

4.1 ESTABILIZACION FISICA

COMPACTACIÓN

MEZCLA DE SUELOS

DRENAJE SUPERFICIAL Y SUBTERRÁNEO

COMPACTACION

Suelos

Equipos

Forma de aplicación

MEZCLA DE SUELOS

DRENAJE SUPERFICIAL Y SUBTERRANEO

USO DE GEOSINTETICOS

4.2 ESTABILIZACION QUIMICA

CON CEMENTO

CON CAL

CON EMULSION ASFALTICA

CON EMULSIONES ACRILICAS DE CAUCHO

CON COMPUESTOS ANIONICOS ACTIVOS

CON ENZIMAS O CATALIZADORES NATURALES

CON CLORUROS

ESTABILIZACION CON CEMENTO

RELLENO FLUIDOCCR

SUELO-CEMENTO

ENTRE US $7.5 Y US $15/m2 !!!!

ESTABILIZACION CON CAL

- SE APLICA EN SUELOS ARCILLOSOS PARA HACERLOS MAS FRIABLES.

- REQUIERE EQUIPAMIENTO ESPECIAL

- TRATAMIENTO RELATIVAMENTE COSTOSO

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ESTABILIZACION CON EMULSION ASFALTICA

CON EMULSIÓN CATIÓNICA SUPER ESTABLE

DOSIFICACIÓN: 1 m3

DE MATERIAL DE BASE, 12 GALONES DE EMULSIÓN; 9 GALONES DE AGUA.

EMULSIONES ACRILICAS DE

CAUCHO

Emplea dos aditivos que se aplican en el cuerpo del pavimento (25 cm) a razón de 100 cc/m2 y en la capa superior (10 cm), a razón de 1 lt/m2.

Los aditivos actúan electroquímica e irreversiblemente con las particulas del suelo.

Se usan en suelos arcillosos y en suelos granulares con por lo menos 20% de finos.

Disminuyen el O.C.H. y la Plasticidad y aumentan la M.D.S. y el CBR.

COMPUESTOS ANIONICOS ACTIVOS ¿COMO ACTUAN?: Cambian la naturaleza de las partículas de

arcilla, de hidrofílicas a hidrofóbicas (Característica Surfactante). El proceso puede variar entre 7 y 60 dias.

MECANISMO

Reduce la Plasticidad y mejora la trabajabilidad

Reduce los requerimientos de agua

Incrementa la densidad y el CBR

No aplicable en arenas (A-3) ni en suelos con alto contenido de materia orgánica (A-8)

FORMULACION : De 0.06 a 0.07 lt/m2 para e= 0.15 m

COSTO REFERENCIAL: $ 0.78/m2 (promedio) para e= 0.15 m

EQUIPOS: Motoniveladora, Tanque Regador, Rodillo (liso o pata de cabra).

CATALIZADORES ENZIMATICOSCATALIZADORES ENZIMATICOS

CATALIZADORES NATURALES LIQUIDOS ¿QUE SON?: Aditivos obtenidos de la fermentación de extractos

de plantas naturales cuya formulación final contiene sub-productos de un proceso metabólico microbial, incluyendo enzimas. Líquidos.

¿COMO ACTUAN?: Sobre las partículas cohesivas del suelo de Base.

MECANISMO

Reduce la Plasticidad y la Permeabilidad

Reduce los requerimientos de agua

Incrementa la densidad y el CBR

TIENE FORMULACIONES PARA SUELOS “NORMALES” Y PARA SUELOS CON ELEVADO CONTENIDO DE ARCILLA.

FORMULACION : 1 lt/33 m3 “de material a compactar”

COSTO REFERENCIAL : $1.34/ m2 para e= 0.25 m y

$ 0.80/m2 para e= 0.15 m

CLORURO DE SODIO (SAL)

Es Higroscópica: tiene capacidad de absorver agua en películas delgadas.

Aumenta la densidad del suelo

Reduce la presión de agua.

Reduce la contracción y el secado.

Una solución al 5%duplica la capacidad del agua para disolver a los agregados calcáreos, formando una costra superficial.

Desventajas: se disuelve con el agua de lluvia; requiere mantenimiento continuo; es muy corrosivo.

Dosificación: de 0.11 a 0.22 kg/m2/ cm de espesor

CLORURO DE CALCIO (CLORURO)

¿QUÉ ES EL CLORURO DE CALCIO?

§ El cloruro de calcio es un producto industrial desarrollado a partir de la reacción química del carbonato de calcio (roca caliza) con el ácido clorhídrico:

CaCO3 + 2 HCl = CaCl2 + CO2 + H2O

PROPIEDADES

Higroscópico: Absorbe la humedad del aire o del entorno.

Delicuescente: Se redisuelve en la humedad que absorbe, formando una solución clara, resistente a la evaporación.

Aumenta la Tensión Superficial del agua en la que está disuelto: Retiene la humedad por un tiempo mayor.

Crioscópico: Capacidad de bajar el punto de congelación de la solución a –50 °C.

Baja o Nula Corrosividad: Muy bajo contenido de cloruro de sodio (máx. 50 ppm).

Toxicidad negativa: No constituye peligro para el medio ambiente.

Versátil: Tiene múltiples aplicaciones.

APLICACIONES.

• Acelerador del fraguado en el concreto.

• Lastrado de llantas de tractores y equipo

mecánico.

• Remoción de humedad del aire.

• Control eficaz de polvos de carreteras.

• Fertilizante

• Refrigerante. Mantiene los líquidos a muy bajas temperaturas.

• Aglomerante en Minería

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MÉTODO DE APLICACIÓN COMO ANTIPOLVO

1. Fase Previa:

- Escarificación. Remover la superficie a una determinada profundidad, dependiendo del material fino existente.

- Humedecimiento. Rociar con agua el terreno para facilitar el paso y mezclado del Cloruro de Calcio KD36 a través de la superficie.

Superficie removida

2. Dosificación inicial:

- Aplicación. Se adiciona una cantidad inicial adecuada del CaCl2 KD36para cubrir la superficie preparada, mediante una o dos pasadas de la cisterna, según el tipo de suelo.

- Reposo. Dependiendo de la naturaleza del suelo, se establece un tiempo de reposo de hasta dos horas.

- Compactación. A continuación se procede a la compactación con un rodillo liso vibratorio para uniformizar la superficie y formar la carpeta.

VENTAJAS

1. En general. Aplicar el cloruro de calcio a una vía le ayuda a reducir las pérdidas de agregado y le proporciona tres cualidades importantes:

a. Cohesiónb. Densidad c. Menor Indice de Rugosidad

2. Tránsito vehicular. Reducción del congestionamiento

• Se elimina el polvo que obstaculiza la visión.• Las vías no requieren regado continuo de agua. • El producto se aplica en una dosis inicial y en menores dosis durante el mantenimiento.

VENTAJAS (Continuación)

3. Mantenimiento. Reducción importante en los costos.

• Por disminución de fallas mecánicas en los equipos.• Por menor uso de filtros de aire y de combustible.• Por disminución del desgaste de los equipos • Por menor uso de motoniveladoras

4. Ahorro en combustible.

• Los filtros limpios y la menor Rugosidad (IRI), permiten una mejor combustión.

5. Medio ambiente.

• Se cumple con los estándares de aire limpio.

OBJETIVO

• Determinar el uso del Quim KD 36 como estabilizador de suelos.

• Establecer dosis óptimas según tipo de suelo.

ETAPAS

• Pruebas de laboratorio.• Ensayos en campo.

USO DEL CLORURO DE CALCIO KD 36 COMO ESTABILIZADOR DE

CUERPO

Variación del CBR A diferentes niveles de Quim KD 36

(Prueba efectuada a los12 días, muestras sin sumergir)

RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE CAMPO

• Subsector no estabilizado

• Pérdida de finos (algunos baches)

• Rugosidad: 6 a 9 IRI (escala de rugosidad del Banco Mundial)

• Mucho polvo al paso de vehículos.

• Color: marrón claro

• Subsectorestabilizado

• Mínima Pérdida de finos. Superficie bien cohesionada.

• Rugosidad: 4 a 5 IRI

• Polvo nulo a escaso

• Color: marrón oscuro (por la

retención de humedad)

5. “LOS ESTABILIZADORES

MAGICOS”

CONCLUSIONES

LA ESTABILIZACION DE SUELOS EN CARRETERAS PUEDE SER: SUPERFICIAL

PROFUNDA

FISICA

QUIMICA

EL REEMPLAZO (“MEJORAMIENTO”) DE SUELOS SOLO DEBE APLICARSE EN TURBAS Y EN TODO CASO DEBERIA SER LA ULTIMA OPCION DE ESTABILIZACION, PREVIA DEMOSTRACION DE SU CONVENIENCIA TECNICO-ECONOMICA.

LOS CAMINOS CON VOLUMENES DE TRANSITO SUPERIORES A 100,000 ESALs, DEBEN PAVIMENTARSE (GUIA AASHTO 1993).

LA ESTABILIZACION NO ES SINONIMO DE “CERO MANTENIMIENTO”.

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CONCLUSIONES (Continuación)

LA APLICACIÓN DE UNA ESTABILIZACION DEBE SEGUIR LOS SIGUIENTES PASOS:

Recopilación de Información Bibliográfica, incluyendo información sobre Obras Ejecutadas.

Muestreo

Ensayos de laboratorio

Pruebas de campo

Controles

EL CLORURO DE CALCIO ES UN BUEN ESTABILIZADOR ANTIPOLVO. PARA SU EVALUACION COMO ESTABILIZADOR DEL CUERPO DEL PAVIMENTO, SE RECOMIENDA USAR LA VIGA BENKELMAN Y/O EL CBR IN-SITU.

LA PIEDRA FILOSOFAL SOLO EXISTE EN LA MENTE DE HARRY POTTER.