Facultad de Ingenieria Escuela Profesional de Ingeniería Civil

 

 

FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

Evaluación de la Resistencia (CBR) del afirmado de la cantera Calvario, usando el aditivo cloruro de magnesio Trujillo-2019 AUTOR

Chávez Calderón, Eder Joel

ASESOR

Sheyla Yuliana, Cornejo Rodríguez

LÍNEA DE INVESTIGACIÓN

Diseño de Infraestructura Vial

Trujillo  –  Perú  Perú 2019

 

GENERALIDADES

Título:

Evaluación de la resistencia (CBR) del afirmado de la cantera Calvario usando el

“

aditivo cloruro de magnesio Trujillo 2019 ”  Autor: 

Chávez Calderón, Eder Joel Asesor:

Cornejo Rodríguez, Sheyla Yuliana Tipo de investigación:

Según las metas planificadas en esta investigación, se tiene a consideración realizar una investigación Experimental: -  De acuerdo a la finalidad

:

Teórica

-  Según el nivel(carácter) -  Según la temporalidad(orientación)

: :

Explicativo Transversal

-  Según el enfoque (naturaleza)

:

Cuantitativa

Línea de investigación:

Diseño de infraestructura vial Localidad:

Distrito:

Trujillo 

Provincia:

Trujillo 

Departamento: Región:

La Libertad  La Libertad 

Duración de la investigación:

15 semanas 

Inicio:

Abril de 2019 

Termino:

Julio de 2019

 

I. 

INTRODUCCION

1.1.Realidad Problemática

Uno de los mayores problemas a que va enfrentando el ingeniero civil en su trabajo de campo, es encontrar suelos que no cumplan con las especificaciones generales  para establecer sobre este como es el caso de una estructura de pavimento. En muchas ocasiones se hace necesario remover grandes cantidades de material para sustituirlo  por otro que presente excelentes car características acterísticas mecánicas, lo que implica un sobre costo en la ejecución del proyecto. (Fernández, 2017) El problema más común al que se enfrenta normalmente un ingeniero civil en la parte de su trabajo en campo en relación a la construcción de carreteras no pavimentadas, es que los suelos no cumplen con las normas específicas generales para poder ser utilizadas. En muchos casos se tiene que mover o remover grandes cantidades del material para poder reemplazarlo por otro material que si cumpla o presente todas las características mecánicas en excelentes condiciones, esto implicaría un aumento considerable en el proyecto realizado. (Fernández, 2017). El autor nos da entender que el mayor problema es el suelo que se necesitara para  poder construir el pavimento afirmado, ya que normalmente no cumple con las especificaciones generales, y que al ser reemplazadas por un material mejor y que cumpla con todas las normas, generaría un sobre costo en la ejecución del proyecto /////// Las carreteras no pavimentadas se deterioran más rápido con respecto a una vía  pavimentada. Las partículas finas al aglutinarse con los agregados gruesos expuestos al medio ambiente pierden humedad; y con la acción física externa del tránsito vehicular genera disgregamiento superficial, convirtiéndose convirtiéndos e así en polvo particulado y posteriormente aparecen fallas superficiales como baches, ondulaciones, ahuellamientos, etc. (Choque,2012) Las carreteras al no estar pavimentadas llegan a durar menos respecto a las que sí están pavimentadas. Porque al no estar pavimentada las partículas finas al aglutinarse

 

con los agregados gruesos que están expuestos al aire libre llegan a perder su humedad, es asi que al tener contacto con el tránsito vehicular a diario pues genera que haya un disgregamiento superficial, haciéndose polvo y así empiezan aparecer las fallas superficiales como lo son las ondulaciones, baches, ahuellamientos, etc. (Choque, 2012) El autor nos quiere decir que las carreteras no pavimentadas son las que más rápido se deterioran ya que al pasar por allí los vehículos pesados y no pesados hace que  pierda su humedad del afirmado y con el viento se genera el polvo particulado, y es  por eso que empiezan aparecer los ahuellamientos ah uellamientos tempranamente. //////////////////////// Las técnicas de atenuar la plasticidad el material granular han experimentado exp erimentado un gran desarrollo en los últimos años. Ello se ha analizado una alternativa de la utilización de un aditivo químico como una posible solución para la estabilización de suelos que  permita un mejor confort y seguridad para el transito tran sito vial. (Bada, 2016) 1.2.Trabajos Previos

En EE.UU los pavimentos bituminosos comenzaron a ser construidos en el siglo XIX, durante el siglo XX se construyeron numerosas autopistas y carreteras basadas en la construcción y diseño de pavimentos flexibles. Debido a la experiencia ex periencia ganada en esos años se desarrollaron muchos criterios para determinar las fallas críticas del  pavimento, el espesor de la superficie de asfalto y otros parámetros que do dominan minan su diseño basados generalmente en métodos empíricos. En el Perú este tipo de  pavimentos se empezaron a usar desde la segunda década del siglo pasado. (Jiménez, 2014) La inestabilidad de los suelos es uno de los principales problemas que presentan las carreteras no pavimentadas; para corregir este problema se usan variadas técnicas de estabilización de suelos; una de las formas de estabilización de suelos, es aquella que se realiza utilizando productos químicos no tóxicos que dotan a estos suelos

 

(carreteras) un mejor comportamiento en servicio; para tal efecto existe en el mercado un variado grupos de empresas dedicadas a la producción de productos químicos estabilizadores, los cuales a su vez buscan promocionar las bondades de sus respectivos productos y el menor costo en el que se incurriría si se optara por usar dichos productos.(Gutiérrez, 2010) La Mecánica de suelos es una disciplina fundada formalmente por Karl Terzaghi en la segunda década del siglo XX, que tiene por objeto el estudio y la resolución de los  problemas derivados de la aplicación de cargas en la superficie de la tierra (suelo) a través del conocimiento y aplicación de leyes físico-matemáticas. Si tenemos en cuenta que cualquier obra civil está construida sobre o en el suelo o incluso utilizando el suelo como material de construcción, queda patente la importancia de esta disciplina en el desempeño del ejercicio profesional de cualquier Ingeniero Civil (Tomas, Cano, García, Santamarta y Hernández, 2012) . La estabilización de los suelos en la ingeniería práctica, particularmente en las vías terrestres, ha sido una técnica ampliamente utilizada para mejorar el comportamiento mecánico de los suelos. Este proceso ha atendido a diversos requerimientos, tales como la resistencia al esfuerzo normal, la deformabilidad o comprensibilidad, la estabilidad volumétrica ante la presencia de agua, entre otros, buscando en todos los casos un buen comportamiento mecánico de los suelos y de la estructura que se coloque sobre ellos, a lo largo de su vida útil (Sánchez, Castro, Ureña y Azañon, 2014) En los terrenos arcillosos, particularmente en climas áridos o semiáridos, es altamente probable encontrar problemas relacionados con inestabilidades volumétricas ante la ganancia o pérdida de agua. Existen en la práctica diversos métodos para estabilizar a tales suelos; cada método, utiliza diferentes agentes estabilizadores, entre los que se pueden encontrar: la cal, el cemento Portland,  productos asfalticos, ácidos orgánicos, resinas y polímeros, sales entre otros (Díaz y Mejía, 2004)

 

  Actualmente en el Perú, el Gobierno está llevando un agresivo programa orientado hacia el desarrollo vial, a través de la construcción y rehabilitación de carreteras. Programa en el cual se incluye el uso de estabilizadores como insumo indispensable  para otorgarle otor garle mayor vida útil y, consecuentemente, lograr un considerable ahorro. TerraZyme, es una alternativa eficaz para la estabilización de carreteras cuya formulación líquida enzimática natural, no tóxica y biodegradable mejora la calidad de las obras de ingeniería. TerraZyme cataliza la degradación de los materiales orgánicos en el suelo alterando favorablemente sus atributos físicos f ísicos y químicos. Esto da como resultado una mejor unión química de partículas cohesivas de suelo y una estructura de suelos más estable y duradera. Suelos tratados con TerraZyme alcanzan alto porcentaje de compactación con menos esfuerzo mecánico. (Fernández, 2017)

El desarrollo socio-económico de todas las poblaciones demanda las vías de comunicación terrestre en buenas condiciones, que faciliten sus intercambios comerciales, mejoren su competitividad, promocionen el turismo, entre otros. Si el terreno existente conocido como la subrasante no asegura la estabilidad y durabilidad que garantice geotécnicamente el comportamiento de la estructura del pavimento se tiene dos opciones, el de sustituir realizando grandes movimientos de tierra y la segunda opción es el de mejorar el suelo existente para economizar y disminuir el impacto ambiental. Razón por la cual en la presente investigación se estudió un nuevo método de estabilización con material reciclable como son las botellas descartables PET y así darle un valor agregado a estas botellas. Según la organización de las Manos productivas- Villa el Salvador, en el Perú se produce como residuos aproximadamente 140,000 kilogramos de botellas de plástico por día, esta cantidad representa más de 4 millones de botellas, solo se recicla el 20% y el resto se deposita en botaderos, ríos y lagos, generando impacto ambiental. (Ramos, 2014) Los aditivos químicos pueden clasificarse como orgánicos e inorgánicos. Se debe tomar en cuenta para su elección, el Índice de plasticidad y porcentaje que pasa la

 

malla N°200. Su aplicación puede ser superficial (típicamente rociada) y la aplicación íntima (mezclada in situ). Las enzimas del aditivo PZ-22X incrementa el  proceso humectante del agua provocando una acción aglutinante sobre los m materiales ateriales  plástico-arcillosos, disminuyendo la relación de vacíos, incrementando así la densidad del material. (Choque, 2012) A lo largo del tiempo se han desarrollado diversos métodos con el fin de mejorar el comportamiento de los materiales usados para afirmado denominando a este proceso mejoramiento de los suelos el cual ha atendido a diversos requerimientos, tales como la resistencia al esfuerzo cortante, la deformabilidad defo rmabilidad o compresibilidad, la estabilidad volumétrica ante la presencia de agua, entre otros, buscando en todos los casos, un  buen comportamiento esfuerzo deformación de los suelos y de la estructura estru ctura que se coloque sobre ellos, a lo largo de su vida útil (Garnica, Pérez, Gómez y Obil, 2002). Actualmente la longitud de la red vial es de 95,863 Km. de extensión registrados, de los cuales 23,076 (24.07%) son carreteras nacionales y están bajo la competencia del Ministerio de Transportes y Comunicaciones, 25,329 (26.42%) son carreteras departamentales y están a cargo de los Gobiernos Gobiern os Regionales y 47,458 (49.51%) son caminos vecinales, que están bajo responsabilidad de los Gobiernos Locales. Respecto al tipo de superficie de rodadura muestra que 15,496 Km. de la Red Vial se encuentran pavimentadas (16.16%) y 80,367 Km. se encuentran afirmadas o a nivel de trocha (83.84%) (MTC, 2012). // copiado a la realidad problematica Sobre dicha infraestructura se traslada el 90% de la carga y se moviliza el 80% de los pasajeros, especialmente en los principales ejes longitudinales y transversales, los cuales actualmente presentan condiciones de asfaltado en buen estado y no así las carreteras departamentales y locales, que tienen una condición, en un gran  porcentaje, de afirmadas o trochas en mal estado y que son utilizadas utilizadas en la la prestación del servicio provincial de carga y pasajeros (MTC, 2012).

 

La Red Vial Departamental (25,329 Km. de vías registradas), comprende las rutas de importancia regional que articulan las capitales de departamento con las  principales ciudades al interior de Región; sólo el 7.7% se encuentran pavimentadas y el 92.3% es afirmada, sin afirmar o en condición de trocha. En cuanto a su condición, solo el 16.1% de la red departamental está en buen estado (MTC, 2012). 1.3.Teorías Relacionadas al tema

1.4.Formulación del problema:

¿Cómo influye el uso del cloruro de magnesio en la resistencia (CBR) del afirmado de la cantera Calvario?

1.5.Justificación:

Este proyecto de investigación tiene como finalidad evaluar la incorporación del cloruro de magnesio en la resistencia mecánica del afirmado de la cantera el Calvario, ya que es de suma importancia para las carreteras que no están  pavimentadas, porque normalmente el material que se usa no cumple con los estándares de resistencia (CBR) según norma. Para solucionar este gran problema se va a evaluar si la comparación de la resistencia mecánica de un material (afirmado) sin agregar ningún tipo de aditivo y un material que contenga el cloruro de magnesio mejora sus estándares de resistencia (CBR) para  poder usarlo en un camino no pavimentado y que sea más eficiente en su comportamiento estructural y genere menos gastos, esto sería de gran ayuda para las construcciones de caminos no pavimentados en nuestra ciudad y más aún en nuestra cierra liberteña ya que son allí los mayores problemas de resistencia de los suelos. 1.6.Hipótesis

El cloruro de Magnesio influye positivamente en el incremento de la resistencia CBR del afirmado de la cantera el Calvario.

 

  1.7.Objetivos Objetivo General

  Evaluar la resistencia mecánica (CBR) del afirmado de la cantera Calvario,



agregando el cloruro de magnesio Objetivos Específicos

  Determinar la resistencia



(CBR) del afirmado natural de la cantera el

Calvario sin agregar aditivos   Determinar la resistencia (CBR) del afirmado natural de la cantera el Calvario



agregando el aditivo cloruro de magnesio   Comparar las resistencias (CBR) del afirmado de la cantera el Calvario.



I. 

METODO 1.1.Diseño de Investigación

Se utilizara un diseño de investigación Experimental:   Pre-Experimental diseño Preprueba - Postprueba con un solo grupo



  Esquema: G O1 X O2



G

:

O1 : O2 :

 

1.2.Variables, Operacionalizacion

Matriz de Operacionalizacion de variables Variables de estudio

Definición

Definición

conceptual

operacional

Escala de Indicadores

medición

  Limite líquido



Resistencia CBR del Dependiente

afirmado de la cantera Calvario

Valor relativo de



soporte de un suelo o



  Limite plástico   Índice de

material, que se

Se medirá

mide por la

realizando el

 penetración de una

ensayo CBR

plasticidad   Optimo



Cuantitativa

contenido de

fuerza dentro de una

humedad   Máxima

masa de suelo



densidad seca

(MTC, 2008).

  %CBR 



Compuesto químico,

Independiente

Cloruro de magnesio 

inorgánico, mineral de formula molecular MgCl2

Porcentaje de variación de la resistencia CBR de la cantera Calvario

1.3.Población y Muestra

Población: El afirmado de la cantera El Gavilán Muestra : El afirmado de la cantera El Gavilán

Porcentaje

Cuantitativo

 

1.4.Técnicas e instrumentos de recolección de datos, validez y confiabilidad

La recolección de datos será mediante observación usando como herramienta a los ensayos de laboratorio establecidos en el Manual de ensayos de materiales para carreteras el cual contiene normativa establecida por el Ministerio de Transportes y Comunicaciones. Se realizará ensayos CBR al afirmado sin aditivo y al afirmado agregando el cloruro de magnesio para así poder determinar cómo influye la adición del cloruro de magnesio en la resistencia CBR del afirmado de la cantera Calvario. 1.5.Métodos de Análisis de datos 1.6.Aspectos éticos