Implementación del pavimento unicapa de alto desempeño en suelos altamente arcillosos y expansivos

Abstract

El presente Proyecto de Grado tiene como objetivo implementar el Pavimento Unicapa de Alto Desempeño (PUAD) en un suelo arcilloso y expansivo con la incorporación del cemento IP-30; este pavimento está formado por la mezcla de suelo, agua y un porcentaje relativamente alto de cemento, para constituir una sola capa compactada dinámicamente, tal que resista las solicitaciones de cargas y el desgaste provocado por el paso de los vehículos. La primera parte de este Proyecto de Grado describe los tres componentes de los PUAD: el suelo, el cemento y el agua. En Bolivia no se tienen experiencias en el uso de pavimentos con las características de los PUAD, lo más cercano que podemos encontrar es el suelo – cemento, razón por la cual se toman en cuenta sus propiedades. A continuación, se hace un estudio detallado de los aspectos básicos de los PUAD: concepto, características, parámetros de diseño, metodología de cálculo del espesor del pavimento y proceso constructivo; todo ello constituye el fundamento teórico de este tipo de pavimento. Este pavimento se desea implementar en los caminos de desvió del proyecto carretero Rurrenabaque - Riberalta, por tal motivo se trabajó con el suelo del lugar, donde se realizó ensayos de laboratorio para la determinación de las propiedades físicas y mecánicas del suelo como ser: análisis granulométrico, límites de consistencia, hidrometría, determinación del peso unitario seco máximo y humedad óptima, CBR. Posteriormente se realizó la mezcla de PUAD con 3 diferentes porcentajes de cemento para así encontrar la dosificación óptima del suelo en estudio mediante los ensayos: resistencia a compresión, resistencia a flexión, módulo de elasticidad y resistencia a la durabilidad. Conocidos los resultados de los ensayos de laboratorio, se procedió al cálculo estructural del espesor del pavimento. Posteriormente se clasifico el suelo en estudio, en un suelo Limo Elástico Arenoso MH según el Sistema Unificado de Suelos (SUCS) y un Suelo Arcilloso A-7-6 con un Índice de Grupo de 28 el cual no se encuentra dentro del rango según el Sistema AASHTO. El suelo presenta un CBR del 2.58% y una expansión del 6.31%. Las dosificaciones optimas de las vigas y probetas se realizaron al 18% en peso de cemento con una humedad optima de 19.60% y un Peso Unitario Seco Máximo de 16.80 [kN/m3], obteniendo un espesor de PUAD de 25 [cm]. Las conclusiones que resultaron al término de esta investigación fue que aun cuando esta técnica de pavimentación requiera considerables cantidades de cemento, presenta ventajas que pudieran compensar este costo como: utilizar el suelo del lugar), el uso de maquinaria y equipo convencional, disminución de costos al evitar acarrear material de bancos de préstamo, atenuando el daño ecológico que representa esta actividad, y la posible utilización de los PUAD, después de finalizado su período de diseño, como base de excelente calidad para un posterior paquete estructural.