Análisis de los aspectos técnicos

ANÁLISIS DE LOS ASPECTOS TÉCNICOS EN LA IMPLEMENTACIÓN DE TRATAMIENTOS ALTERNATIVOS PARA EL DESARROLLO DE OBRAS DE REHABILITACIÓN EN VÍAS DE BAJO FLUJO VEHICULAR.

Gladys Patricia Bacca Picon

Facultad de Ingeniería, Universidad Francisco de Paula Santander Ocaña

Especialización en Interventoría de Obras Civiles

Esp. Agustín Armando Macgregor Torrado

17 de Abril de 2022

Índice

Capítulo 1. Tratamientos alternativos y sostenibles en vías de bajo flujo vehicular        9

1.1        Uso de Cementantes en vías        9

1.1.1        Estabilización con cal.        11

1.1.2        Estabilización con cemeto.        14

1.2        Mezclas en Frio        17

1.2.1        Materiales.        18

1.3        Pavimento Reciclado en frio RAP        24

1.4        Asfalto Espumado        28

1.4.1        Ventajas de las mezclas asfálticas espumadas.        29

1.4.2        Consideraciones de Diseño.        30

1.5        Emulsiones Asfálticas        35

1.5.1        Ventajas de las emulsiones de asfalto.        36

1.5.2        Características de las emulsiones de asfalto.        37

Capítulo 2. Medidas de intervención con tratamientos sostenibles        40

2.1        Principios básicos de los tratamientos alternativos        40

2.2        Alternativas de tratamientos        44

2.2.1        Mantenimiento Vial        45

Capítulo 3. Generalidades de los pavimentos y medidas de rehabilitación        57

3.1        Pavimentos Flexibles        57

3.2        Pavimentos Rígidos        58

3.3        selección del tipo de pavimento        59

3.3.1        Factores de diseño        59

3.3.2        Análisis de costos del ciclo de vida (LCCA)        60

3.4        Rehabilitación de pavimentos flexibles        61

3.4.1        Reciclaje de superficies in situ        62

3.5        Rehabilitación de pavimentos rígidos        65

3.5.1        Principales tipos de fallos en pavimentos rígidos        65

Capítulo 4. Análisis de los aspectos técnicos de los tratamientos alternativos        70

Conclusiones        71

Referencias        73

Apéndices        81

Introducción

El desempeño de las vías está directamente relacionado con la calidad de la construcción, la cual se ha mejorado con la implementación de nuevas técnicas y métodos en los cuales se incorpora el uso de materiales alternativos para todo tipo de vías, principalmente en aquellas de bajo tráfico. Adicionalmente, es claro que el propósito de la construcción de vías es proporcionar una superficie firme y duradera, capaz de resistir el estrés impartido por el tráfico y las condiciones climáticas. Es por ello por lo que cada vez son más los esfuerzos para desarrollar y emplear métodos de tratamientos sostenibles, de bajo costo, que permitan mejorar la calidad de las vías.

Otro de los enfoques del problemas analizados es el componente ambiental, dado que los métodos convencionales para proporcionar superficies bituminosas en pavimentos flexibles, y la producción de cemento para pavimentos rígidos, requiere un gran consumo energético. En este sentido, la importancia de desarrollar este trabajo de grado es precisamente resaltar la relevancia de implementar estrategias para asegurar la accesibilidad y la transitabilidad de la infraestructura de transporte en el país mediante la implementación de alternativas de tratamientos sostenibles que empleen materiales alternativos de bajo costo que puedan ayudar a la preservación y mantenimiento de las vías de bajo flujo vehicular.

Capítulo 1. Tratamientos alternativos y sostenibles en vías de bajo flujo vehicular

1.  Uso de Cementantes en vías

El potencial de expansión del suelo y la presión de hinchamiento normalmente se reducen significativamente con el tratamiento con cal (Little, 1995). De hecho, la reducción del PI asociada con prácticamente todos los suelos de grano fino tras la adición de cal es una indicación significativa de la reducción del potencial de expansión debido a la estabilización de la cal.

Las propiedades del material tanto de los suelos estabilizados con cal como de los agregados estabilizados con cal, en relación con su impacto en el desempeño general del pavimento, se pueden dividir en cuatro categorías (Little, 1999):

Resistencia: la mejora más obvia en un suelo reactivo a la cal o agregado es la ganancia de fuerza con el tiempo. Los diversos parámetros de resistencia afectados por las reacciones puzolánicas que se producen incluyen la resistencia a la compresión no confinada, la resistencia a la tracción, la resistencia a la flexión y el CBR (Estabragh, et. al, 2014).

Módulo resiliente / rigidez: al mismo tiempo que el fortalecimiento de un suelo provocado por reacciones puzolánicas, hay cambios en la relación tensión-deformación del material (Little, 1999). Los suelos estabilizados con cal fallan a tensiones de desvío mucho más altas que sus contrapartes no estabilizadas y a una deformación mucho menor (típicamente alrededor del 1 por ciento de deformación para la mezcla estabilizada versus aproximadamente el 3 por ciento para el material no estabilizado). Los materiales probados en el laboratorio (pruebas de tracción indirecta y triaxial de carga repetida) y en el campo (pruebas de deflexión de impulso, pruebas de vibración) confirman aumentos significativos a lo largo del tiempo en las propiedades resilientes de los materiales tratados con cal (Estabragh, et. al, 2014).

Fractura y fatiga: la resistencia a la fatiga por flexión está relacionada con el número de cargas que puede soportar un material a un nivel de tensión dado, y es una consideración importante en la evaluación de mezclas de cal-suelo y cal-agregado. Los efectos de aumento de fuerza producidos por las reacciones puzolánicas son a menudo sustanciales para los suelos reactivos (Estabragh, et. al, 2014).

Durabilidad: la capacidad de los materiales estabilizados con cal para resistir los efectos perjudiciales de la humedad y el ciclo de congelación-descongelación a lo largo del tiempo se ha evaluado de varias formas, tanto en el laboratorio (por ejemplo, remojo junto con pruebas de resistencia / rigidez, congelación cíclica pruebas de descongelación) y en el campo. Los resultados de estas evaluaciones a menudo han mostrado solo leves efectos perjudiciales del medio ambiente sobre los niveles de resistencia / rigidez producidos por la adición de cal (Estabragh, et. al, 2014).

Se ha descubierto que la cal reacciona satisfactoriamente con suelos de grano medio, moderadamente fino y fino, provocando una disminución de la plasticidad y el potencial de hinchamiento de los suelos expansivos, y un aumento de su trabajabilidad y propiedades de resistencia.

Estabilización con cal. 

La modificación y estabilización de subrasantes de pavimentos de carreteras y aeropuertos utilizando cal es una práctica bien establecida en diferentes países. La adición de cal a los suelos reactivos de grano fino tiene efectos beneficiosos sobre sus propiedades de ingeniería, incluida la reducción de la plasticidad y el potencial de expansión, mejor trabajabilidad, mayor resistencia y rigidez, y mayor durabilidad. Además, la cal se ha utilizado para mejorar las propiedades de resistencia y rigidez de los materiales de base y subbase no unidos (Escamilla, 2002).

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