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EFECTO DE LA COMPACTACIÓN Y

LA ADITIVACIÓN QUÍMICA SOBRE

LAS PROPIEDADES

INGENIERILES DE UN SUELO

SIMÓN PUERCHAMBUD CHASOY

ADRIANA OSORIO

GLORIA RESTREPO

GRUPO DE INVESTIGACIÓN

PROCESOS FISICOQUÍMICOS APLICADOS

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA

AGENDA

INTRODUCCIÓN

OBJETIVOS

METODOLOGÍA

RESULTADOS

CONCLUSIONES

AGRADECIMIENTOS

REFERENCIAS

3

INTRODUCCIÓN

4

Esta investigación se realizó en el marco del Proyecto Piloto

Putumayo “Mejoramiento para vías de bajos volúmenes de tráfico

utilizando Tecnologías Alternativas”, y comprende la etapa a nivel

de laboratorio que incluye caracterización del suelo, pruebas de

dosificación y ensayos de compresión inconfinada.

INTRODUCCIÓN

Infraestructura vial

Estado de la red vial

Red terciaria

Fuente: Dirección de Infraestructura y Energía Sostenible del DNP con base en Anuario Estadístico. Ministerio de Transporte, 2014.

5

INTRODUCCIÓN

Estabilización de suelos

Propiedades ingenieriles del suelo

Tipos de estabilización

6

Estabilización de la vía terciaria Corredor vial Puerto Vega-Teteyé, Puerto Asís, Putumayo. (Fuente propia)

ESTABILIZACIÓN QUÍMICA

Aceites sulfonados

Sales

Emulsiones enzimáticas

Emulsiones asfálticas

Puzolanas

Polímeros

Silanos

7

Moléculas (Fuente Google)

OBJETIVOS

Evaluar el efecto que tiene la aditivación química y la

energía de compactación sobre las propiedades

ingenieriles del suelo

8

METODOLOGÍA

1• Ubicación de la vía, exploración y muestreo

2• Clasificación y caracterización del suelo

3• Aditivación del suelo y determinación de las

relaciones humedad-peso unitario

4• Elaboración de probetas y prueba de

compresión inconfinada de suelos

9

10

Ubicación de la vía terciaria, exploración y muestreo

Clasificación y caracterización del suelo

Desarrollo experimental clasificación del suelo. (Fuente propia)

Ubicación municipio de Puerto Asís, Corredor vial (Fuente Google)Esquema toma de muestras (Fuente propia)

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Productos %(P/P)

Cemento C 3

Silano S 0.04

Polímero P 0.3; 0.4; 0.5

Procedimiento experimental

(Fuente propia)

Prueba de compresión inconfinada. (Fuente propia)Molde y probetas aditivadas variando la dosificación de P. (Fuente propia)

Elaboración de probetas y prueba de compresión inconfinada de suelos

Aditivación del suelo y determinación de las relaciones de humedad-peso unitario

Clasificación y caracterización del suelo

Parámetros ResultadosClasificación SUCS GMDescripción Grava limosa con arena color pardoClasificación AASTHO A-1-a(0)Pasa Nº. 4 47.4Pasa Nº. 40 24.5Pasa Nº. 200 14.2Índice de plasticidad NP

Gravedad específica finos 2.672Gravedad específica gruesos 2.667Gravedad específica combinada 2.669Materia orgánica por ignición (%) 0.94Contenido de sulfatos (mg SO4/g de suelo) 0.1493pH 7.30Conductividad (µs/cm) 32.70

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RESULTADOS

Relación humedad-peso unitario seco

20,4

20,6

20,8

21,0

21,2

21,4

21,6

21,8

22,0

1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0

Blanco 0.5 % 0.4 % 0.3 %

Humedad (%)

Pes

ou

nit

ari

o s

eco

(k

N/𝐦^𝟑)

Curvas de compactación de los sistemas aditivados CSP/suelo variando la dosificación deP. (Fuente propia)

Productos %(P/P)

Cemento, C 3

Silano, S 0.04

Polímero, P 0.3; 0.4; 0.5

13

E.C. 528 E.C. 591 E.C. 654 130

135

140

145

150

155

160

Res

iste

nci

a m

ecá

nic

a (

kP

a)

Energía de compactación (kN∙m/m3)

Resistencia mecánica promedio del suelo sin aditivar a diferentesenergías de compactación. (Fuente propia)

Blanco 0.3% P 0.4% P 0.5% P0

50

100

150

200

250

300

Res

iste

nci

a m

ecá

nic

a (

kP

a)

Resistencia mecánica promedio del suelo aditivado sólo con polímero y blanco. (Fuente propia)

14

Resistencia mecánica

Resistencia mecánica promedio del suelo aditivado CSP, polímero sólo y blanco. (Fuente propia)

Blanco 0.3% P 0.4% P 0.5% P CSP 0.3% P

CSP

0.4% P

CSP

0.5% P

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

Res

iste

nci

a m

ecá

nic

a (

kP

a)

Tipo de fallas comunes en las probetas, blanco y sistema aditivado. (Fuente propia)

15

CONCLUSIONES

La dosificación óptima del aditivo CSP fue de 0.3% de polímero

y una energía de compactación de 591 kN ∙ m/m3.

16

Los parámetros evaluados indican que hay una estrecha

relación entre las características del suelo, la humedad, el

proceso de compactación y las propiedades fisicoquímicas de

los aditivos químicos, así como la interacción entre las

variables para mejorar el desempeño mecánico de un suelo

estabilizado.

CONCLUSIONES

17

Los resultados de este estudio a nivel de laboratorio

permitieron abordar la compactación de suelos como parte de

un proceso para mejorar sus propiedades ingenieriles. Los

procesos de compactación a nivel de campo, deben ser

validados en laboratorio y verificados en terreno mediante

metodologías de calibración que garanticen trazabilidad y

adecuados procedimientos constructivos

PERSPECTIVA

Los resultados de este estudio tiene como

perspectiva la evaluación de estos

parámetros en campo, a partir del

conocimiento del comportamiento de los

sistemas evaluados a nivel de laboratorio.

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AGRADECIMIENTOS!

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Convocatoria 754

REFERENCIAS• Departamento Nacional de Planeación (2016). Documento CONPES 3857. lineamientos de Política para la Gestión de la Red

Terciaria. Colombia. Bogotá, D.C., Autor. Departamento Nacional de Planeación, Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural,Presidencia de la República.

• R.J. Moloisane, A.T. Visser, “Evaluation of the strength behaviour of unpaved road material treated with electrochemical-basednon-traditional soil stabilisation additives”, Journal of the South African Institution of Civil Engineering, vol. 56, no. 1, pp. 28-39,Apr. 2014.

• Duque, G. y Escobar, C., “Compactación de suelos”, en Mecánica de Suelos, 2002, Manizales.

• K. Maureen A., “Stabilization Selection Guide for Aggregate- and Native-Surfaced Low Volume Roads,” USA, 2009.

• D. Jones, R. Surdahl, “New Procedure for Selecting Chemical Treatments for Unpaved Roads”, Journal of the TransportationResearch Board, no. 2433, pp. 87-99, 2014.

• K. Newman and J. S. Tingle, “Emulsion polymers for soil stabilization,” u.s. Army Eng. Res. Dev. Cent., no. April, pp. 1–18, 2004.

• Flores, D., Meléndez, M. Cervantes, J. y Guerra, J. “Obtención de organosilanos funcionales a través de la reacción de piers-rubinsztajn.” Revista Verano de la Investigación Científica, vol 4, no. 1, pp. 759-763, 2018

• S. M. Lim, D. C. Wijeyesekera, A. J. M. S. Lim, and I. B. H. Bakar, “Critical Review of Innovative Soil Road Stabilization Techniques,”Int. J. Eng. Technol. Res., vol. 3, no. 5, pp. 204–211, 2014.

• I. N. de V. (2013), “Especificaciones generales de construcción de carreteras y normas de ensayo para materiales de carreteras.Sección 100 - Suelos,” Bogotá, Colombia.

• Seguel, O., Ellies, A., MacDonald, R. y Ramírez, C. “Propiedades mecánicas en suelos sometidos a distintos usos,” R.C. Suelo Nutr.Veg. Vol. 2, no.2, pp. 54-61, dic. 2002.

• [11] Carrillo, J., Cárdenas, J. y Aperador, W. “Effect of chloride ion on the compressive mechanical properties of RC-65/35-BN steelfiber reinforced concrete,” Revista Científica Ingeniería y Desarrollo, vol. 33, no. 2, dic. 2015

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GRACIAS!

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Email de contacto:

simonalexander.puerchmabud@gmail.com

simonalexander.puerchmabud@udea.edu.co