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ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE LOS SUELOS

ENCONTRADOS EN LA LOCALIDAD DE RAFAEL URIBE URIBE AL SER

MEJORADOS CON RESIDUOS DE CONSTRUCCIÓN Y DEMOLICIÓN (RCD).

HANSEL STIVEN GONZALES CASTELLANOS

CAMILO ANDRÉS INFANTE MOLINA

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS

FACULTAD TECNOLÓGICA

BOGOTA D.C

2021

ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE LOS SUELOS

ENCONTRADOS EN LA LOCALIDAD DE RAFAEL URIBE URIBE AL SER

MEJORADAS CON RESIDUOS DE CONSTRUCCIÓN Y DEMOLICIÓN (RCD).

Trabajo de grado para obtener el título de Ingeniero Civil

Director del proyecto: ING. VICTOR HUGO DÍAZ

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS

FACULTAD TECNOLÓGICA

BOGOTÁ D.C

2021

Nota de aceptación

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Firma de los jurados

_____________________________

Firma del tutor

Bogotá, D.C., Colombia. _ mayo de 2021

AGRADECIMIENTOS.

En primer lugar, gracias a Dios, quien a lo largo de nuestra carrera nos dio fortaleza

y perseverancia para alcanzar este propósito.

Agradecemos a nuestras familias por el apoyo brindado, la fuerza, compañía y guía

durante el camino que nos trajo hasta este logro obtenido.

Al ingeniero Víctor Hugo Díaz, por la disposición y acompañamiento que tuvo en el

proceso como tutor de nuestro proyecto de grado.

A la Universidad Distrital Francisco José de Caldas por ser una excelente Institución,

por brindarnos conocimiento que serán de gran ayuda para ejercer y retribuir a la sociedad

como profesionales.

RESUMEN.

El presente trabajo de investigación tiene como finalidad analizar el comportamiento

del suelo encontrado en la localidad de Rafael Uribe Uribe, al ser mejorado con residuos de

construcción y demolición (RCD). El RCD se obtendrá principalmente de obras donde se

realice el reemplazo de la estructura de pavimento, de manera que, en la búsqueda continua

de materiales y procesos, se optimicen las actividades de conformación y construcción de

infraestructura vial.

Para lograr el objetivo se adicionará con RCD en relación de 30%, 40% y 50% al

material de la subrasante. Con lo dispuesto en el artículo 230 de la norma INVIAS 2013, se

conocen los valores aceptables para el mejoramiento de la subrasante con adición de

materiales. Los resultados de los ensayos de laboratorio serán comparados con lo establecido

en dichos artículos.

CONTENIDO.

1. ANTECEDENTES. ....................................................................................................... 16

2. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA. ............................................................................ 20

2.1. JUSTIFICACIÓN. ......................................................................................................... 20

3. OBJETIVOS. ................................................................................................................. 22

3.1. OBJETIVO GENERAL. ............................................................................................... 22

3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS. ....................................................................................... 22

4. MARCO DE REFERENCIA. ....................................................................................... 23

4.1.1. SUBRASANTE. ..................................................................................................... 23

4.1.2. CBR (CALIFORNIAN BEARING RATIO).......................................................... 24

4.1.3. ESTABILIZACIÓN DE LA SUBRASANTE........................................................ 25

4.1.4. LÍMITES DE ATTERBERG. ................................................................................. 26

4.1.5. RESIDUOS DE CONSTRUCCIÓN Y DEMOLICIÓN (RCD). ........................... 26

4.2. MARCO NORMATIVO. .............................................................................................. 29

5. METODOLOGIA. ........................................................................................................ 31

5.1. ACTIVIDADES. ........................................................................................................... 31

5.2. MUESTRA. ................................................................................................................... 31

6. ADQUISICIÓN DE MATERIALES. ........................................................................... 32

6.1. MATERIAL DE SUBRASANTE. ................................................................................ 32

6.2. MATERIAL RCD. ........................................................................................................ 35

7. ETAPA EXPERIMENTAL. ......................................................................................... 38

7.1. SUBRASANTE NATURAL. ........................................................................................ 38

7.2. RESIDUOS DE CONSTRUCCIÓN Y DEMOLICIÓN. .............................................. 47

7.3. SUBRASANTES MEJORADAS CON RCD. .............................................................. 48

7.3.1. ENSAYO DE PROCTOR MODIFICADO Y CBR, SUBRASANTE MEJORADA

CON 30% DE RCD. .............................................................................................................. 49


CON 40% DE RCD. .............................................................................................................. 57


CON 50% DE RCD. .............................................................................................................. 64

8. ANALISIS DE RESULTADOS. .................................................................................. 71

8.1. CARACTERIZACIÓN DE LA SUBRASANTE NATURAL. .................................... 71

8.2. CARACTERIZACIÓN DEL MATERIAL RCD.......................................................... 73

8.3. CAMBIOS EN LA GRANULOMETRIA ANTE LA ADICIÓN DE RCD. ................ 75

8.4. PROCTOR MODIFICADO. ......................................................................................... 77

8.5. SATURACIÓN ............................................................................................................. 81

8.6. ENSAYO DE CBR SUBRASANTE MEJORADA CON RCD. .................................. 82

8.7. COMPARACIÓN DE LOS SUELOS MEJORADOS CON RCD ANTE NORMA

COLOMBIANA. ................................................................................................................... 85

8.7.1. SUELO MEJORADO CON 30% DE RCD ........................................................... 85

8.7.2. MEJORADO CON 40% DE RCD ......................................................................... 85

8.7.3. SUELO MEJORADO CON 50% DE RCD ........................................................... 86

8.7.4. PORCENTAJE OPTIMO DE RCD ....................................................................... 87

9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. ........................................................... 89

10. BIBLIOGRAFIA. .......................................................................................................... 92

TABLA DE ILUSTRACIONES.

Ilustración 1. Estructura de pavimento. ................................................................................. 23

Ilustración 2. Ubicación CIV 18005228................................................................................ 32

Ilustración 3. Aspecto de la vía. ............................................................................................ 33

Ilustración 4. Excavación en el CIV. ..................................................................................... 34

lustración 5. Muestra de material recolectado. ...................................................................... 34

Ilustración 6. Muestra de material recolectado. .................................................................... 35

Ilustración 7. Almacenaje del material de Subrasante. ......................................................... 35

Ilustración 8. Obras donde se obtuvo el material RCD. ........................................................ 36

Ilustración 9. Muestra de material RCD. ............................................................................... 36

Ilustración 10. Muestra de material RCD. ............................................................................. 37

Ilustración 11. Tamizado del material. .................................................................................. 39

Ilustración 12. Ensayo de humedad natural y límites de Atterberg. ..................................... 40

Ilustración 13. Ensayo de CBR y Proctor modificado. ......................................................... 43

Ilustración 14. Forma de las partículas del RCD................................................................... 74

TABLA DE GRAFICAS.

Grafica 1. Curva granulométrica material de subrasante natural. ......................................... 39

Gráfica 2. Carta de plasticidad subrasante natural. ............................................................... 42

Grafica 3. Proctor modificado material subrasante natural. .................................................. 44

Gráfica 4. Ensayo CBR, esfuerzo vs penetración, subrasante natural. ................................. 45

Grafica 5. CBR de diseño subrasante natural. ....................................................................... 46

Grafica 6. Curva granulométrica material RCD. ................................................................... 48

Grafica 7. Curva granulométrica subrasante mejorada con 30% RCD. ................................ 50

Grafica 8. Proctor modificado material Subrasante mejorada con 30% de RCD (Ensayo A).

............................................................................................................................................... 51

Gráfica 9. Ensayo CBR, esfuerzo vs penetración. 30% RCD (ensayo A). ........................... 52

Gráfica 10. CBR de diseño suelo mejorado con 30% de RCD (ensayo A). ......................... 53

Grafica 11. Proctor modificado material Subrasante mejorada con 30% de RCD (Ensayo B).

............................................................................................................................................... 54

Grafica 12. Ensayo CBR, esfuerzo vs penetración. Subrasante mejorada 30% RCD (ensayo

B). ......................................................................................................................................... 55

Gráfica 13. CBR de diseño suelo mejorado con 30% de RCD (ensayo B). .......................... 56

Grafica 14. Curva granulométrica subrasante mejorada con 40% RCD. .............................. 57


............................................................................................................................................... 58

Gráfica 16. Ensayo CBR, esfuerzo vs penetración. 40% RCD (ensayo A). ......................... 59


Gráfica 18. Proctor modificado material Subrasante mejorada con 40% de RCD (Ensayo B).

............................................................................................................................................... 61

Gráfica 19. Ensayo CBR, esfuerzo vs penetración. 40% RCD (ensayo B). ......................... 62


Grafica 21. Curva granulométrica subrasante mejorada con 50% RCD. .............................. 64

Gráfica 22. Proctor modificado material Subrasante mejorada con 50% de RCD (Ensayo A).

............................................................................................................................................... 65

Gráfica 23. Ensayo CBR, esfuerzo vs penetración. 50% RCD (ensayo A). ......................... 66



............................................................................................................................................... 68

Gráfica 26. Ensayo CBR, esfuerzo vs penetración. 50% RCD (ensayo B). ......................... 69


Grafica 28. Categorización del suelo de subrasante según CBR. ......................................... 72

Grafica 29. Granulometria RCD vs SG-38 ........................................................................... 74

Grafica 30. Curvas granulométricas suelo natural, RCD, mezcla con 50% RCD. ............... 76

Grafica 31. Ensayo de Proctor modificado con las diferentes dosificaciones....................... 77

Gráfica 32. Valores promedio de densidad máxima vs % de RCD. ..................................... 78

Gráfica 33. Valores promedio de humedad vs % RCD. ........................................................ 78

Grafica 34. Variación porcentual de la mezcla suelo-RCD en el ensayo de Proctor

modificado. ............................................................................................................................ 79

Gráfica 35. Valores promedio de saturación vs CBR. .......................................................... 82

Gráfica 36. Valores promedio de CBR al 100% de compactación vs % RCD ..................... 83

Gráfica 37. Granulometría RCD 30% VS INVIAS 220 ....................................................... 85

Gráfica 38. Granulometría RDC 40% vs INVIAS 311. ........................................................ 86

Gráfica 39. Granulometría RDC 50% vs INVIAS 311 ......................................................... 86

Gráfica 40. % RCD vs CBR menores. .................................................................................. 87

Gráfica 41. % RCD vs CBR promedio. ................................................................................ 87

Gráfica 42. % RCD vs CBR mayores. .................................................................................. 88

TABLA DE TABLAS.

Tabla 1. Clasificación de los residuos de construcción y demolición RCD.......................... 28

Tabla 2. Marco normativo. .................................................................................................... 29

Tabla 3. Porcentajes de grava, arena y finos en muestra de subrasante natural. ................... 40

Tabla 4. Resultados ensayo límite líquido subrasante natural. ............................................. 41

Tabla 5. Resultados ensayo limite plástico. .......................................................................... 41

Tabla 6. Resultados ensayo humedad natural. ...................................................................... 41

Tabla 7. Resumen resultados humedad natural y límites de Atterberg, subrasante natural. . 41

Tabla 8. Resultados ensayo de Proctor modificado al suelo natural. .................................... 44

Tabla 9. Ensayo CBR a material de subrasante natural. ....................................................... 46

Tabla 10. Peso unitario seco de compactación y CBR, subrasante natural. .......................... 46

Tabla 11. CBR diseño, subrasante natural ............................................................................ 47

Tabla 12. Porcentajes de grava, arena y finos en muestra RCD. .......................................... 48

Tabla 13. Porcentajes de grava, arena y finos en muestra de subrasante mejorada con 30%

RCD. ...................................................................................................................................... 50

Tabla 14. Resultados ensayo de Proctor modificado al suelo mejorado con 30% RCD (ensayo

A). .......................................................................................................................................... 51

Tabla 15. Ensayo CBR a material de subrasante mejorada con 30% RCD (ensayo A). ....... 52

Tabla 16. Peso unitario seco de compactación y CBR, subrasante mejorada con 30% RCD

(ensayo A). ............................................................................................................................ 53

Tabla 17. CBR de diseño suelo mejorado con 30% de RCD (ensayo A). ............................ 53


B). .......................................................................................................................................... 54

Tabla 19. Ensayo CBR a material de subrasante mejorada con 30% RCD (ensayo B). ....... 55

Tabla 20. Peso unitario seco de compactación y CBR, subrasante mejorada 30% RCD

(ensayo B). ............................................................................................................................ 56

Tabla 21. CBR de diseño suelo mejorado con 30% de RCD (ensayo B).............................. 56


RCD. ...................................................................................................................................... 57


A). .......................................................................................................................................... 58

Tabla 24. Ensayo CBR a material de subrasante mejorada con 40% RCD (ensayo A). ....... 60

Tabla 25. Peso unitario seco de compactación y CBR, subrasante mejorada con 40% RCD

(ensayo A). ............................................................................................................................ 60



B). .......................................................................................................................................... 61



(ensayo B). ............................................................................................................................ 63



RCD. ...................................................................................................................................... 64


A). .......................................................................................................................................... 65

Tabla 33. Ensayo CBR a material de subrasante mejorada 50% RCD (ensayo A). ............. 66


(ensayo A). ............................................................................................................................ 67



B). .......................................................................................................................................... 68



(ensayo A). ............................................................................................................................ 70


Tabla 40. Requisitos de los materiales para terraplenes. ....................................................... 73

Tabla 41. Coeficientes granulométricos del material escogido. ............................................ 75

Tabla 42. Humedades optimas y Densidades máximas de los suelos ensayados.................. 77

Tabla 43. Disminución porcentual del índice de plasticidad................................................. 80

Tabla 44. Variación porcentual, Proctor modificado, comparado con el estado del arte ...... 81

Tabla 45. Porcentaje de saturación de los suelos ensayados. ................................................ 82

Tabla 46. Resumen de resultados. ......................................................................................... 83

Tabla 47. Variación porcentual, CBR, comparado con el estado del arte. ............................ 84

Tabla 48. Porcentaje óptimo de RCD para diferentes tipos de CBR. ................................... 88

INTRODUCCIÓN.

Uno de los aspectos más importantes para la construcción de las estructuras de

pavimentos es el comportamiento esfuerzo-deformación que tendrá la subrasante que la

soportaría, este valor suele ser obtenido al realizar ensayos de CBR los cuales en la mayoría

de los casos arrojan valores entre 0 y 3 los cueles se presentan en suelos blandos a muy

blandos, característicos en la ciudad de Bogotá DC.

Debido a esto se hace necesario realizar una densificación del suelo para que sus

características granulométricas y de resistencia sean mejores y así cumplir con los estándares

establecidos por las normas colombianas.

Según los resultados obtenido en el proyecto “ESTUDIO DEL

COMPORTAMIENTO EN LAS ARCILLAS TÍPICAS DE BOGOTÁ ESTABILIZADAS

CON RESIDUOS DE CONSTRUCCIÓN Y DEMOLICIÓN (RCD)” de los ingenieros Pedro

Gabriel Becerra Cely y Luis Fernando Gómez Méndez, se plantea analizar la capacidad de

soporte (CBR) de suelos encontrados en las subrasantes de una obra que se ejecute en la

localidad de Rafael Uribe Uribe mezclando su peso con un 30%, 40% y 50% de residuos de

construcción y demolición provenientes de trabajos de mantenimiento o rehabilitación de

malla vial.

Para el análisis de la capacidad de soporte (CBR) de los suelos, se requiere realizar 7

ensayos, el primero con el suelo en condiciones iniciales y los otro 6 con las proporciones de

RCD mencionadas anteriormente y así, estudiar el comportamiento del suelo.

1. ANTECEDENTES.

El presente proyecto de grado pretende continuar la línea de investigación del estudio

acerca del comportamiento de los suelos típicos en Bogotá D.C. al ser mejorados con RCD,

que se menciona a continuación:

● “ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO EN LAS ARCILLAS TÍPICAS DE BOGOTÁ

ESTABILIZADAS CON RESIDUOS DE CONSTRUCCIÓN Y DEMOLICIÓN

(RCD)” Investigación realizada por los ingenieros Pedro Gabriel Becerra Cely y Luis

Fernando Gómez Méndez, de la universidad Católica de Colombia en el cual se

concluye: “De acuerdo a lo propuesto en este documento se esperaba obtener unos

resultados favorables para la estabilización de arcillas de alta plasticidad, utilizando

un material de RCD el cual fue obtenido de los sobrantes de bases y sub bases

recicladas, toda vez que este material es desechado constantemente; luego de ver que

los porcentajes propuestos no cumplieron las expectativas podemos concluir lo

siguiente:

Para obtener un CBR superior al 10 %, se recomienda continuar realizando más

ensayos con unos porcentajes de RCD superiores al 30%, ya que luego de mirar la

mezcla del 10% y el 20%, realizadas en este documento, estos se acercan

favorablemente al porcentaje que se quiso llegar en esta investigación ya que, en los

dos casos, el CBR fue de 6 %, se cree que aumentando el porcentaje de RCD, en un

10 % se obtendrá mejores resultados.”

Además, con el fin de observar y analizar un precedente alusivo a la presente

investigación, se tienen en consideración diferentes investigaciones realizadas a nivel

nacional e internacional, los cuales se relacionan a continuación:

• “ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE SUELOS DE ALTA PLASTICIDAD

CON LA ADICIÓN DEL MATERIAL DE RESIDUO EN LA FABRICACIÓN DE

LADRILLO CERÁMICO” (2016), investigación realizada por MSc. Romel Jesús

Gallardo Amaya, Dr. Oscar Andrés Cuanalo Campos, Ing. Leidy Johana Quintero

Lemus, Est. Angie Alejandra Muñoz, Est. Ciro Andrey Martínez, del grupo de

investigación en Geotecnia y Medio ambiente, GIGMA, de la Universidad Francisco

de Paula Santander Ocaña, Colombia. En el cual se analizó el comportamiento de los

limos de alta plasticidad encontrados en la vía terciaria no pavimentada que comunica

la Ciudad Ocaña con el Corregimiento de Pueblo Nuevo, con residuos de ladrillo

proveniente de la ladrillera Ocaña N.S, y donde se concluye que “… La mezcla suelo-

residuo de ladrillo representa una buena opción para el mejoramiento de suelos

altamente plásticos, pues se encontró que se puede bajar el índice de plasticidad hasta

en un 22,27% para una dosificación del 10% de esta mezcla. Además en otros

parámetros como la densidad máxima seca un aumento de 5,83% en una dosificación

del 15% y la humedad optima una disminución del 14,29% para dosificación del 10%.

La respuesta de la mezcla de suelo-residuo de ladrillo en relación al índice CBR, no

muestra una mejora considerable siendo esta de máximo el 3% con respecto a la

condición natural.”

• "ESTABILIZACIÓN DEL SUELO MEDIANTE ADICIONES DE CAUCHO

RECICLADO" (2017), trabajo de grado realizado por Patiño Ycaza Juan José, de la

Universidad Católica de Santiago de Guayaquil, Ecuador, donde se concluye “Se

puede considerar que la adición de los rubber chips a la arcilla (CH) tiene una ventaja

superlativa. Con respecto a la resistencia la mejoró en un 123% de su resistencia

original y sin dejar a lado el peso del material logro alivianarlo. Esto quiero decir que

la mezcla no solo puede ser usada para mejorar un material que no rinda en su

resistencia, también puede lograr alivianar el peso que este segmento de material este

aplicado en alguna obra.”

• “MEJORA EN LA COMPACTABILIDAD DE UN SUELO LIMOSO MEDIANTE LA

ELABORACIÓN DE MEZCLAS CON RESIDUOS DE CONSTRUCCIÓN Y

DEMOLICIÓN” (2017), investigación realizada por Pedro Luis López Julián, Ángel

Salesa Bordonaba, José Ángel Pérez Benedicto y Óscar Pueyo Anchuela, de Escuela

Universitaria Politécnica de La Almunia y el Departamento de Ciencias de la Tierra

– Universidad de Zaragoza, España. Donde se concluye que “… Los resultados aquí

presentados indican que el uso de un material clasificado como residuo (RCD

procedente de molienda de hormigón) puede producir una mejora notable en la

compactabilidad de las lutitas. El aporte de RCD a la lutita le proporciona una fracción

de granulometría de tamaño arena que ya de por sí mejora el comportamiento de la

mezcla frente al proceso de compactación, reduciendo su respuesta plástica a la acción

de las compactadoras.”

• “EVALUACIÓN DEL USO DE MEZCLAS DE SUELOS COHESIVOS CON LA

FRACCIÓN FINA DE RESIDUOS DE CONSTRUCCIÓN Y DEMOLICIÓN” (2019),

trabajo final de grado realizado por Joaquín Bellera Campodarve, Escuela

Universitaria Politécnica de la Almunia de Doña Godina (Zaragoza, España), donde

concluye que “…En el caso que ocupa a esta investigación, la adición a las lutitas, a

modo de estabilización, de residuos de construcción y demolición (RCD) de hormigón

en su fracción fina, en diferentes proporciones de mezcla, ha permitido comprobar

una mejora en la compactabilidad de las mezclas. Aún en humedades altas, ha

quedado probado que las mezclas 2:1 y 3:1 se alejan del carácter cohesivo del suelo

tratado, permitiendo a través de una mejora en su trabajabilidad, alcanzar niveles de

densidad y resistencia elevados. Permitiendo formar estructuras de tierra por sí solas

con las exigencias más elevadas contempladas en las normativas técnicas.”

2. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA.

Debido al incremento de obras de construcción a aumento la cantidad de residuos

provenientes de estas, encontrándose el país en una etapa adaptativa a normativas las cuales

exigen a los contratistas tener un porcentaje mínimo de materiales reciclados en las obras, y

este se debe utilizar exclusivamente de granules los cuales se vuelven a instalar con el mismo

fin en la nueva estructura, dejando de lado otros tipos de RCD.

Estos rezagos no cuentan con una normativa clara de reciclaje, lo cual se traduce en

ser enviados a las canteras quienes las utilizan para rellenos. Estos materiales podrían ser

clasificados desde la misma etapa de demolición para poder ser implementados en diferentes

áreas de la construcción, por ejemplo, la mejora de subrasantes para conformación de

estructura de vías de pavimento rígido, flexible y articulado y así, evitar sobrecostos en

transporte y disposición y disminuir la contaminación ambiental.

Por otro lado, la mejora de subrasantes para estructuras viales se ha manejado, en la

mayoría de casos con 2 alternativas, la primera y más común es la instalación de rajón, la

cual es la más económica y aceptada para vías secundarias; la segunda alternativa es la

estabilización con geoceldas, esta es más efectiva, pero se elevan los costos. De allí se plantea

la idea de tener otra alternativa la cual sea efectiva y no genere sobrecostos en la obra.

2.1. JUSTIFICACIÓN.

Debido a la necesidad de seguir expandiendo y renovando la malla vial de la ciudad

de Bogotá D.C. se hace necesario contar con estructuras adecuadas que soporten el flujo

vehicular constante. Por consiguiente, las estructuras deben ser soportadas en subrasantes que

cuenten con características mecánicas adecuadas y de esta forma establecer procesos de

estabilización de suelos que mejoren su capacidad de soporte (CBR).

Como lo explica el escritor Juan Loaiza: “la estabilización es un proceso mediante el

cual se trata de modificar un suelo o un agregado procesado para hacerlo apto o mejorar su

comportamiento como material constitutivo de un pavimento. El proceso busca,

fundamentalmente, aumentar la capacidad portante del material y hacerlo menos sensible a

la acción del agua. El objetivo es también que el material alcance alta rigidez y, en

consecuencia, tenga capacidad para absorber tensiones de tracción.”1

Para realizar el mejoramiento necesario e incrementar el CBR, este proyecto

experimental tiene como objetivo estudiar el comportamiento del suelo encontrado en la

localidad de Rafael Uribe Uribe, específicamente en la subrasante del CIV 18005228, al ser

mejorado con RCD provenientes del reemplazo de estructuras de pavimento. En Bogotá a nivel

vial y estructural, buscando el mejoramiento de sus propiedades físico-mecánicas y así,

implementar nuevas alternativas de mejoramiento de subrasantes, las cuales disminuirán el

impacto ambiental.

Los ensayos propuestos se realizarán según las especificaciones suministradas por el

Instituto Nacional de Vías (INVIAS).

1 FERNÁNDEZ LOAIZA, Carlos. Mejoramiento y Estabilización de suelos. Guanajuato: México: Limusa,

1993.p.34.

3. OBJETIVOS.

3.1. OBJETIVO GENERAL.

Determinar las propiedades físico-mecánicas de una Subrasante de consistencia

blanda a muy blanda mejorada con residuos de construcción y demolición (RCD).

3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS.

● Establecer la capacidad portante del suelo en condiciones inalteradas.

● Clasificar el material RCD que se utilizara en este proyecto.

● Establecer la capacidad portante (CBR) en las muestras mejoradas con RCD de

acuerdo a los porcentajes determinados y evaluar sus efectos.

4. MARCO DE REFERENCIA.

4.1. MARCO TEORICO.

4.1.1. SUBRASANTE.

La subrasante es el terreno el cual soportará la estructura de pavimento, este puede

estar constituido por el suelo en estado natural, en el cual se pueden encontrar mezclas de

diferentes tipos de rocas y tamaños, también pueden contener gravas, arenas, arcillas o limos.

Además, la subrasante puede estar compuestas por suelos mejorados con algún tipo de

estabilización sea mecánica o físico-química, las cuales pueden pasar desde el rajón hasta la

combinación de cal o asfalto.

Ilustración 1. Estructura de pavimento.

CAPA DE RODADURA

ESTRUCTURA GRANULAR

SUPERFICIE DE APOYO

Fuente: Elaboración Propia.

Es de vital importancia conocer las características del suelo que compone la

subrasante, ya que dependiendo de esto se podrá determinar el dimensionamiento de la

estructura y predecir el comportamiento que tendrá frente a las cargas impuestas por el

tránsito (figura 1). Según el Manual de diseño de pavimentos de concreto: para vías con bajos,

medios y altos volúmenes de tránsito… “La respuesta estructural de un pavimento (esfuerzos,

desplazamientos y agrietamientos) está influenciada por la subrasante, tanto que parte de las

deflexiones en la superficie dependerán de ella. Las propiedades que se recomiendan medir

de la subrasante, incluyen la resistencia, el drenaje, la compactación y la estabilidad

volumétrica.”2

Al ser la subrasante el pilar que soportará la estructura del pavimento es necesario

conocer la resistencia mecánica, para lo cual se tienen diferentes ensayos que determinan

relación entre la carga y la deformación unitaria, uno de los más usados y el que se utilizará

en el presente proyecto es el CBR (Californian Bearing Ratio).

4.1.2. CBR (CALIFORNIAN BEARING RATIO).

La relación de soporte de California (California Bearing Ratio), conocida

comúnmente como CBR, es una medida empleada para evaluar la resistencia al esfuerzo

cortante de terrenos compactados bajo condiciones de humedad y densidad cuidadosamente

controladas. En Colombia es un ensayo normalizado (Norma INV-E 148-13).

En este ensayo se utiliza un pistón metálico, de aproximadamente 19,4 cm² o 3 pulg²,

para penetrar desde la superficie de un suelo compactado, que se encuentra en un molde

metálico, a una velocidad constante de 0,127 cm/min (0.05” /min) y hasta una profundidad

de 1,27 cm (0.5”).

Se define CBR a la relación entre la carga unitaria en el pistón requerida para penetrar

2.5 mm (0,1”) y 5 mm (0,2”) en el suelo ensayado, y la carga unitaria requerida para penetrar

la misma cantidad en una piedra picada bien gradada estándar; esta relación se expresa en

porcentaje.

2 LONDOÑO NARANJO, Cipriano y ALVAREZ PABÓN, Jorge Alberto. Manual de diseño de pavimentos

de concreto: para vías con bajos, medios y altos volúmenes de tránsito / Cipriano Alberto Londoño Naranjo;

Jorge Alberto Álvarez Pabón; Instituto Colombiano de Productores de Cemento. – Medellín: ICPC; 2008.

114p.

El CBR de una muestra de suelo se determina generalmente para penetraciones del

pistón dentro de este a 0.1 y 0.2 pulgadas, eligiéndose el mayor de los dos valores

representativos de la muestra.

4.1.3. ESTABILIZACIÓN DE LA SUBRASANTE.

“La estabilización de suelos consiste en una serie de procesos mecánicos, físicos,

químicos y físico-químicos mediante los cuales se trata de modificar un suelo o un agregado

procesado para hacerlo apto o mejorar su comportamiento como material constitutivo de un

pavimento.”3

• Estabilización granulométrica por mezcla de materiales: este método consiste en la

mezcla de dos o más materiales para obtener otro, cuya granulometría y plasticidad

lo hagan apto para utilizar como material en la estructura de un pavimento. Este

método se suele utilizar cuando el material que se quiere mejorar, se compone de

características de baja calidad. Esta técnica es una de las más aceptadas en el país

debido a su simplicidad y utilidad; además, permite la utilización de materiales de

diferentes fuentes, en este caso los residuos de construcción y demolición, con la

única condición de que la proporción utilizada sea la adecuada para el mejoramiento

del material original.

3 CARLOS H. HIGUERA S. Nociones sobre métodos de diseño de estructuras de pavimentos para carreteras.

Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Tunja. 2011. Volumen 1 pág. 209.

4.1.4. LÍMITES DE ATTERBERG.

Una de las formas de clasificar al suelo aparte de la granulometría es gracias a los

límites de Atterberg, los cuales definen la consistencia de un suelo en relación a su contenido

de agua, mediante la determinación de la humedad. Este método se utiliza en suelos finos.

El nombre proviene del científico Albert Atterberg, quien definió tres límites:

• Límite Líquido: “Es el contenido de humedad expresado en porcentaje del suelo

secado en el horno, cuando éste se halla en el límite entre el estado líquido y el

estado plástico.”4

• Límite Plástico: “Es la humedad más baja con la que pueden formarse cilindros de

suelo de unos 3 mm (1/8") de diámetro, rodando dicho suelo entre la palma de la

mano y una superficie lisa, sin que dichos cilindros se desmoronen.”5

• Índice de Plasticidad: “Se puede definir el Índice de Plasticidad de un suelo como la

diferencia entre su límite líquido y su límite plástico.” 6

4.1.5. RESIDUOS DE CONSTRUCCIÓN Y DEMOLICIÓN (RCD).

“Los residuos de construcción y demolición RCD – (anteriormente llamados

escombros), son residuos sólidos provenientes de las actividades de excavación,

construcción, demolición, reparaciones o mejoras locativas de obras civiles o de otras

actividades conexas.”7

4 INVIAS. 2013.I.N.V. E-125 Determinación del límite líquido de los suelos. 5 INVIAS. 2013.I.N.V. E-126 Límite plástico e índice de plasticidad. 6 INVIAS. 2013.I.N.V. E-126 Límite plástico e índice de plasticidad. 7 MINISTERIO DE AMBIENTE Y DESARROLLO SOTENIBLE. 28 de febrero de 2017. Resolución No.

0472.

• REUTILIZACIÓN DE LOS RCD.

El sector de la construcción a nivel nacional ha crecido de forma constante en los

últimos años, encontrándose en una participación del 51,9 % del PIB (Indicadores

Económicos Alrededor de la Construcción (IEAC) Abril - agosto 2020 con corte a septiembre

07 de 2020pr); esto genera una gran ventana para el aprovechamiento de los RCD que se

producen en las etapas de demolición y excavación. El reciclaje o reutilización de estos

residuos como agregados es una práctica que se ha venido utilizando en países desarrollados

y que previene la contaminación ambiental y disminuye el impacto de la extracción de

agregados vírgenes de cantera.

Debido a esto, el ministerio de ambiente y desarrollo sostenible a clasificado los RCD

en 2 grupos, los susceptibles de aprovechamiento y los que no lo son; en este capítulo nos

centraremos en los primeros. Los RCD aprovechables son:

• Los materiales de producto de excavación, nivelaciones y sobrantes de la adecuación

del terreno.

• Productos o materiales usados para cimentaciones y pilotajes, materiales pétreos

como hormigón, arenas, gravas, gravillas, trozos de ladrillos y bloques, cerámicas,

sobrantes de mezcla de cementos y concreto

• Materiales no pétreos como vidrios, aceros, hierros, madera, plásticos, metales,

cartones, yesos y Drywall.

Además, la secretaria Distrital de ambiente en la guía para la elaboración del plan de

gestión de residuos de construcción y demolición - RCD en la obra, presenta otra clasificación

más detallada, que nos da una idea para seleccionar el material adecuado para la estabilización

de subrasantes (tabla 1).

Tabla 1. Clasificación de los residuos de construcción y demolición RCD.

Categoría Grupo Clase Componentes

RCD

aprovechables.

I. Residuos

Mezclados

Residuos pétreos

Concretos, cerámicos, ladrillos, arenas,

gravas, cantos, bloques o fragmentos de

roca, baldosín, mortero y materiales no

pasantes al tamiz # 200.

II. Residuos de

material fino

Residuos finos no

expansivos.

Arcilla, limos y residuos inertes que

sobrepasen el tamiz # 200.

Residuos finos

expansivos.

Arcillas y lodos inertes con gran cantidad

de finos altamente plásticos y expansivos

que sobrepasen el tamiz # 200.

III. Otros residuos.

Residuos no pétreos.

Plásticos, PVC, maderas, papel,

siliconas, vidrios, cauchos

Residuos de carácter

metálico

Acero, hierro, cobre, aluminio.

Residuos orgánicos. Residuos de tierra negra.

Residuos orgánicos

vegetales.

Residuos vegetales y otras especies

bióticas.

RCD No

aprovechable.

IV. Residuos

peligrosos.

Residuos corrosivos,

reactivos,

radioactivos,

explosivos, tóxicos y

patógenos.

Desechos de productos químicos,

emulsiones, alquitrán, pinturas,

disolventes orgánicos, aceites, resinas,

plastificantes, tintas, betunes.

V. Residuos

especiales.

No definida.

Polietileno, icopor, cartón, yeso (Drywall).

Fuente: Guía para la elaboración del Plan de Gestión de Residuos de Construcción y Demolición RCD en obra, Secretaría

Distrital de Ambiente, Alcaldía Mayor de Bogotá D. C., 2015.

Como se puede ver en la tabla 1, los residuos que se utilizaran en este proyecto se

encuentran en el grupo I, residuos mezclados, de clase residuos pétreos en los cuales se

encuentran concretos, cerámicos, ladrillos, arenas, gravas, cantos, bloques o fragmentos de

roca, baldosín, mortero y materiales no pasantes al tamiz #200. Aunque, como serán

materiales que se encuentren en la demolición, excavación y sobrantes de bases y subbases

encontradas en sitio, lo más probable es que nos encontremos, en menor proporción, con

materiales del grupo II.

4.2. MARCO NORMATIVO.

Tabla 2. Marco normativo.

NORMA NOMBRE DESCRIPCIÓN

I.N.V.E – 103-13 Conservación y Transporte de

Muestras.

Procedimiento para la preservación y

conservación de muestras.

I.N.V.E – 122-13 Determinación de los tamaños

de las partículas de los suelos.

Determinación en el laboratorio del

contenido de agua (humedad) de muestras

del suelo, roca y mezclas del suelo-agregado

VI. Residuos

contaminados

con otros residuos.

Residuos

contaminados con

residuos peligrosos.

Materiales pertenecientes a los grupos

anteriores que se encuentren contaminados

con residuos peligrosos.

No definida.

Residuos contaminados con otros residuos

que hayan perdido las características

propias de su aprovechamiento.

Otros VII. Otros residuos No definida.

Residuos que por requisitos técnicos no es

permitido su reúso en obras.

I.N.V.E – 125-13

Determinación del Límite

Líquido de los Suelos.

Procedimiento para determinar los límites

de Atterberg y obtener un índice del

comportamiento del suelo para diferentes

contenidos de agua. Permite clasificar el

suelo a partir de la carta de clasificación de

la AASHTO.

I.N.V.E – 126-13 Límite Plástico e Índice de

Plasticidad de Suelos.

I.N.V.E – 213-13 Análisis granulométrico de los

agregados grueso y fino Determinar cuantitativamente la

distribución de los tamaños de las

partículas de los agregados grueso y fino

de un material.

I.N.V.E – 142-13 Proctor Modificado

Se emplean para determinar la relación

entre la humedad y la masa unitaria de los

suelos compactados

I.N.V.E – 148-13 CBR. Relación de soporte del suelo en el

laboratorio (CBR de laboratorio)

I.N.V.E – 230- 13 Mejoramiento de la subrasante con adición de materiales

Descripción de CBR mínimo aceptado

I.N.V.E – 311-13 Afirmado

Descripción de CBR mínimo aceptado

Fuente: Estudio del comportamiento en las arcillas típicas de Bogotá estabilizadas con residuos de construcción y

demolición (RCD) y elaboración propia.

5. METODOLOGIA.

Este proyecto experimental tiene como objetivo estudiar el comportamiento del suelo

encontrado en la subrasante de la localidad de Rafael Uribe Uribe, específicamente en el CIV

18005228. Todos los datos que se pretenden recolectar en este proyecto de grado, serán

obtenidos mediante ensayos establecidos y regidos por normas colombianas.

5.1. ACTIVIDADES.

Las actividades se dividirán en 3 etapas:

• Adquisición de los materiales.

• Etapa experimental.

• Análisis de resultados.

5.2. MUESTRA.

Se tomarán 4 muestras del suelo original, las cuales se utilizarán de la siguiente manera:

• Con la primera muestra de suelo se realizará el ensayo de CBR, el cual será la base

del proyecto.

• La segunda muestra se combinará con 30%, de su peso, de material RCD y se le

realizará el ensayo de CBR el cual se comparará con el de la primera muestra.

• La tercera muestra se combinará con 40%, de su peso, de material RCD y se le


• La cuarta muestra se combinará con 50%, de su peso, de material RCD y se le


6. ADQUISICIÓN DE MATERIALES.

6.1. MATERIAL DE SUBRASANTE.

Como se lee en el título del proyecto, se estudiará el comportamiento del suelo que se

encuentre en la localidad de Rafael Uribe Uribe al ser mejorado con RCD, debido a esto el

material de subrasante utilizado será el ubicado en el CIV 18005228. Cabe aclarar que para

encontrar una muestra representativa del material se debió buscar en zonas donde no hubiera

una red vial pavimentada existente o donde se estuviera realizando algún tipo de intervención.

Para ello se apoyó en el trabajo que estaba realizando uno de los integrantes de este grupo,

donde se ejecutaron excavaciones a 1.0 m de profundidad.

• CIV 18005228

PK_ID_Calzada: 486483

Ubicación: Carrera 5C entre Calle 48 Q sur y Calle 48 P Bis sur.

Ilustración 2. Ubicación CIV 18005228

Fuente: Portal SEGUIMIENTO PROYECTOS – SIGIDU.

Este segmento vial cuenta con ancho de 2,97 m y una longitud de 38,33 m, para un

área de 114,05m2, según el inventario Malla Vial – IDU.

Para el momento de realizada la excavación y la extracción de la muestra el estado de

la vía era malo y se encontraba en afirmado. Su función según la información de las

plataformas web es de tránsito vehicular, pero cuando se realiza la visita al área de estudio,

se evidencia que solo tiene como objetivo el acceso a garajes.

Esta vía colinda por el costado oriental y norte con la hacienda los molinos, por la

cual atraviesa la quebrada Chiguaza,

Ilustración 3. Aspecto de la vía.

Fuente: Elaboración propia.

Ilustración 4. Excavación en el CIV.


lustración 5. Muestra de material recolectado.


Ilustración 6. Muestra de material recolectado.


El material fue recolectado en 4 lonas, las cuales se cubrieron y almacenaron en un

lugar libre de humedad. El tiempo de almacenamiento fue 2 días.

Ilustración 7. Almacenaje del material de Subrasante.


6.2. MATERIAL RCD.

El material RCD se obtuvo de varias obras de mantenimientos efectuados a la malla

vial de la localidad de Engativá.

Ilustración 8. Obras donde se obtuvo el material RCD.


De la muestra se puede observar que contiene gran cantidad de material pétreo de

poco diámetro, además partículas finas y restos de carpeta asfáltica.

Ilustración 9. Muestra de material RCD.


Ilustración 10. Muestra de material RCD.


El material fue recolectado en 4 lonas, las cuales se cubrieron y almacenaron en un

lugar libre de humedad. El tiempo de almacenamiento fue 1 día.

7. ETAPA EXPERIMENTAL.

Para la realización de los ensayos de laboratorio y teniendo en cuenta las restricciones

que durante la elaboración de este proyecto de grado rigen la presencialidad en los

laboratorios de la Universidad Distrital, debido a la pandemia por COVID 19, se decidió

contar con los servicios de Terra Laboratorios e Ingeniería.

Este laboratorio se encuentra ubicado en el municipio de Tocancipá al cual fueron

llevadas las muestras y donde luego de ser explicado el alcance del proyecto, el personal del

laboratorio procedió a la realiza los ensayos; además, se indica que la presencia de los autores

del proyecto no está permitida debido a los protocolos de bioseguridad implementados en el

momento a nivel nacional. Cabe aclarar que los gastos en los que se incurrió para el transporte

y realización de estas actividades, fueron soportados por los integrantes del grupo.

7.1. SUBRASANTE NATURAL.

• CARACTERIZACIÓN DEL SUELO.

Uno de los aspectos más importantes es conocer las características del material que

se encuentra en el CIV 18005228, para esto se realizó un análisis granulométrico según lo

determinado en la norma INV E 213 – 13.

Los resultados del ensayo de análisis granulométrico al material de subrasante se

presentan en la gráfica número 1.

Ilustración 11. Tamizado del material.

Fuente: Terra laboratorios e ingeniería.

Grafica 1. Curva granulométrica material de subrasante natural.

Fuente: Elaboración propia

100 100

100

100

100

92,05 88,59 88,2 87,2481,16

73,2567,95 66,1

0

20

40

60

80

100

120

0,010,1110100

PO

RC

ENTA

JE P

ASA

(%

)

ABERTURA TAMIZ (MM)

Curva granulométrica

N° 4" 3" 2" 1 1/2" 1" 3/4" 3/8" N° 4 N° 10 N° 20 N° 40 N° 60 N° 140 N° 200

mm 101,6 76,2 50,8 38,1 25,4 19,1 9,5 4,8 2 0,84 0,4 0,25 0,106 0,075

100 100 100 100 100 100 92,05 88,59 88,2 87,24 81,16 73,25 67,95 66,1% pasa

TAMIZ

Tabla 3. Porcentajes de grava, arena y finos en muestra de subrasante natural.

% GRAVA % ARENA % FINOS

11,41 22,49 66,1

% GRAVA GRUESA

% GRAVA FINA

% ARENA GRUESA

% ARENA MEDIA

% ARENA FINA

0,00 11,41 0,39 7,04 15,06 Fuente: Elaboración propia

De la curva granulométrica se puede observar que se encuentra un material con pocas

gravas y arenas, además elevado contenido de material fino.

• ENSAYOS DE HUMEDAD NATURAL Y LIMITES DE ATTERBERG.

Para continuar con la caracterización del material, se realizaron ensayos de humedad

natural y límites de Atterberg según las normas INV E 122 – 13, INV E 125 – 13 e INV E

126 -13, con el fin de conocer comportamiento del suelo.

Ilustración 12. Ensayo de humedad natural y límites de Atterberg.


Luego de realizar los ensayos, se obtuvo la siguiente información:

Tabla 4. Resultados ensayo límite líquido subrasante natural.


Tabla 5. Resultados ensayo limite plástico.


Tabla 6. Resultados ensayo humedad natural.


A continuación, se presenta un resumen de los resultados de los ensayos realizados:

Tabla 7. Resumen resultados humedad natural y límites de Atterberg, subrasante natural.

Humedad natural 21,40%

Límite líquido 36,55%

Límite Plástico 31,47%

Índice de plasticidad 5,08%

Índice de liquidez -1,98% Fuente: Elaboración propia.

Gráfica 2. Carta de plasticidad subrasante natural.


El suelo encontrado es un Limo, sus características son expuestas en el capítulo de

análisis de resultados.

• ENSAYO DE PROCTOR MODIFICADO Y CBR.

Se hizo un ensayo de CBR de laboratorio del suelo encontrado en el CIV 18005228,

para conocer las condiciones mecánicas iniciales, relacionadas con la resistencia al esfuerzo

cortante y así tener un punto de comparación al realizar la estabilización con material RCD.

El ensayo se realizó bajo la norma INV E 148 – 13.

Ilustración 13. Ensayo de CBR y Proctor modificado.


Antes de la realización del CBR se debió encontrar la densidad máxima seca y el

contenido de humedad optimo, a través del ensayo de Proctor modificado, según la norma

INV E 142 – 13. Los datos necesarios para la ejecución del ensayo se encuentran en los

informes de laboratorio (ANEXO 1). La tabla 8 contiene los resultados.

Para la elaboración de las curvas de saturación y encontrar la saturación del punto

óptimo de la curva de compactación, se utilizó la siguiente Ecuación:

𝛿𝑑 =𝐺𝑠∗ 𝛿𝜔

1+ 𝜔∗𝐺𝑠

𝑆

Ecuación 1.

Donde:

• 𝜹𝒅 = Peso unitario seco (gr/cm3)

• 𝑮𝒔 = Gravedad especifica de los sólidos

• 𝜹𝝎 = Peso unitario del agua (gr/cm3)

• 𝝎 = Humedad (%)

• 𝑺 = Saturación (%)

Para este caso la gravedad especifica de la muestra es 2,45 (dato proporcionado por

Terra laboratorios e ingeniería).

Grafica 3. Proctor modificado material subrasante natural.

Peso unitario máximo (gr/cm3) 1,78

Optimo contenido de humedad (%) 13,8

Saturación (%) 89,82 Fuente: Elaboración propia.

Tabla 8. Resultados ensayo de Proctor modificado al suelo natural.

Prueba Peso unitario seco material total(gr/cm3)

Humedad (%)

Saturación (S) al 80 %

Peso unitario (gr/cm3)





1 1,64 9,85 1,88 1,93 1,97

2 1,74 11,50 1,81 1,87 1,91

3 1,76 15,41 1,66 1,73 1,78

4 1,67 17,46 1,60 1,66 1,72 Fuente: Terra laboratorios e ingeniería y elaboración propia.

Del ensayo realizado se puede observar que el contenido de humedad óptimo es de

13,8%, con un peso unitario máximo seco de 1,78 gr/cm3 y una saturación del 89,82%.

Luego de obtener la máxima densidad seca y el óptimo contenido de humedad, se

procedió a preparar 3 muestras compactadas con 56, 25 y 10 golpes por capa, intentando

replicar estas condiciones, para luego medir el esfuerzo utilizado al ser penetrados por la

1,55

1,60

1,65

1,70

1,75

1,80

1,85

1,90

1,95

2,00

2,05

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Pes

o u

nit

ario

sec

o (

gr/c

m3

)

Humedad (%)

Curva de compactación suelo natural

Proctor modificado y curvas desaturación

S=80%

S=90%

S=100%

Polinómica (Proctor modificado ycurvas de saturación)

prensa. Los datos y la gráfica de Esfuerzo vs penetración para el ensayo de CBR fueron

proporcionados por Terra laboratorios e ingeniería.

Gráfica 4. Ensayo CBR, esfuerzo vs penetración, subrasante natural.


De la gráfica 4 podemos encontrar el esfuerzo requerido por el pistón para penetrar

las muestras 0,1” (2.54 mm) y 0.2” (5.08 mm) para luego calcular el CBR del suelo. los

resultados se encuentran en la tabla 9. Los valores de CBR se calculan con la siguiente

ecuación:

𝐶𝐵𝑅 =𝐸𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑛𝑒𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛

𝐸𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎∗ 100 Ecuación 2.

Donde los esfuerzos de penetración se obtienen del ensayo y los esfuerzos de

referencia son 6.9 Mpa y 10.3 Mpa, para 0,1” y 0,2” respectivamente.

Tabla 9. Ensayo CBR a material de subrasante natural.

Penetración Carga No de golpes: 10 No de golpes: 25 No de golpes: 56

in mm Estándar

(Mpa) Esfuerzo

(Mpa) CBR (%)

Esfuerzo (Mpa)

CBR (%) Esfuerzo

(Mpa) CBR (%)

0,1 2,54 6,9 0,31 4,52 0,42 6,09 0,57 8,32

0,2 5,08 10,3 0,46 4,46 0,58 5,71 0,80 7,85


Paso seguido, se procede a realizar las gráficas de Peso Unitario Seco de

Compactación vs Humedad de Compactación (tabla 8) y Peso Unitario Seco vs CBR (Tabla

10), para luego enfrentarlas y así encontrar los CBR de diseño a 0,1” y 0,2” (grafica 5), según

lo indica la norma INVIAS. Estos, son hallados a partir de porcentajes de 100%, 95% y 90%

del Peso unitario máximo y la humedad optima (tabla 11).

Tabla 10. Peso unitario seco de compactación y CBR, subrasante natural.

No de golpes: 10 No de golpes: 25 No de golpes: 56

Peso Unitario Seco de Compactación δd (kg/m3)

1,70 1,73 1,77

CBR 0,1" 4,52 6,09 8,32

CBR 0,2" 4,46 5,71 7,85 Fuente: Elaboración propia.

Grafica 5. CBR de diseño subrasante natural.


Tabla 11. CBR diseño, subrasante natural


Como se puede observar en la gráfica 5, el CBR para el 100% y 95% se haya con la

curva del CBR a 0,1” pero para el CBR al 90% de compactación se encuentra a 0,2”.

Para este documento se toma el valor del CBR al 95% en concordancia a la norma

INVIAS y así tener un rango de seguridad al momento de alcanzar este valor en campo. De

acuerdo al ensayo realizado el CBR del suelo de subrasante es de 3,9 al 95% de compactación,

este será nuestro valor de comparación frente a los que se obtendrán al combinar el material

con RCD.

7.2. RESIDUOS DE CONSTRUCCIÓN Y DEMOLICIÓN.

• CARACTERIZACIÓN DEL MATERIAL.

Tal como se hizo con la muestra de subrasante, se realizó la caracterización de los

residuos de construcción y demolición con un análisis granulométrico según lo determinado

en la norma INV E 213 – 13.

En la curva granulométrica presentada en la gráfica 6, podemos observar que el

material RCD tiene un porcentaje de grava, arena y finos relativamente proporcional. Se

puede observar que contiene material pétreo, además partículas finas y restos de carpeta

asfáltica.

Sus características son expuestas en el capítulo de análisis de resultados.

CBR DE DISEÑO

100% COMPACTACIÓN 95% COMPACTACIÓN 90% COMPACTACIÓN

Peso unitario seco (gr/cm3) 1,78 1,69 1,60

Humedad optima % 13,8 13,8 13,8

CBR diseño (%) 8,6 3,9 1,9

Grafica 6. Curva granulométrica material RCD.


Tabla 12. Porcentajes de grava, arena y finos en muestra RCD.


38,9 38,1 23

% GRAVA GRUESA

% GRAVA FINA

% ARENA GRUESA

% ARENA MEDIA

% ARENA FINA

24,00 14,90 11,30 14,02 12,78 Fuente: Elaboración propia.

7.3. SUBRASANTES MEJORADAS CON RCD.

Como se mencionó anteriormente, el presente proyecto de grado pretende continuar la línea

de investigación del estudio realizado por los ingenieros de la Universidad Católica, debido

a esto la mezcla de los materiales se realiza siguiendo los mismos pasos descritos en el

documento “ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO EN LAS ARCILLAS TÍPICAS DE

BOGOTÁ ESTABILIZADAS CON RESIDUOS DE CONSTRUCCIÓN Y DEMOLICIÓN

(RCD)”, como se relata a continuación:

100

88,68

83,93

81,7

76

69,28

61,1

49,843,9

35,7828,64 26,65

23

0

20

40

60

80

100

120

0,010,1110100

PO

RC

ENTA

JE P

ASA

ABERTURA TAMIZ (mm)

Granulometria RCD

Curva granulometrica

N° 4" 3" 2" 1 1/2" 1" 3/4" 3/8" N° 4 N° 10 N° 20 N° 40 N° 60 N° 140 N° 200

mm 101,6 76,2 50,8 38,1 25,4 19,1 9,5 4,8 2 0,84 0,4 0,25 0,106 0,075

100 100 88,7 83,93 81,7 76 69,28 61,1 49,8 43,9 35,78 28,64 26,65 23% pasa

TAMIZ

• Los materiales de la subrasante y el del RCD se secan al horno a una temperatura de

60 °C hasta alcanzar masa constante.

• Luego se procede a realizar la mezcla adicionando los porcentajes establecidos según

el peso de la muestra para los ensayos.

• Se realiza el ensayo de Proctor modificado.

• Se vuelve a hacer el mezclado y homogenización del material.

• Se deja curar el material por 24 h.

• Pasadas las 24 h, se dispone el material para realizar los ensayos de CBR.

Este procedimiento fue dado a conocer a los laboratoristas de Terra Laboratorios e Ingeniería

al momento de explicar los alcances y objetivos del proyecto.

7.3.1. ENSAYO DE PROCTOR MODIFICADO Y CBR, SUBRASANTE

MEJORADA CON 30% DE RCD.

Luego de ejecutar los ensayos de caracterización del material, se procede a mejorar

la subrasante con RCD, el primero es de 30%, al cual se le harán 2 ensayos de Proctor

modificado y CBR para observar si la resistencia al esfuerzo cortante aumenta. Al realizar

esta acción, la granulometría de la muestra cambia arrojando los siguientes resultados:

Grafica 7. Curva granulométrica subrasante mejorada con 30% RCD.


Tabla 13. Porcentajes de grava, arena y finos en muestra de subrasante mejorada con 30% RCD.


24,85 30,12 45,04

% GRAVA GRUESA

% GRAVA FINA

% ARENA GRUESA

% ARENA MEDIA

% ARENA FINA


Se evidencia que, en comparación a la granulometría del material natural, aumenta el

contenido de gravas al igual que el de arena, y aparecen gravas gruesas. Adicionalmente el

contenido de finos disminuye a 45,04% y el porcentaje pasa #4 es mayor al 50%, esto

ocasiona que ya nos encontremos ante una arena.

• Ensayo A.

Se realizó el mismo procedimiento utilizado en la muestra con suelo en condiciones

naturales, primero se mostrarán los ensayos de Proctor modificado y luego CBR. La gravedad

especifica de los sólidos para esta muestra es de 2,4 (dato proporcionado por Terra

laboratorios e ingeniería).

100,0094,47

92,15

91,05

88,27

80,9275,15

69,43 66,0658,98

51,44

47,76

45,04

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

0,010,1110100

PO

RC

ENTA

JE P

ASA

(%

)

ABERTURA TAMIZ (MM)


N° 4" 3" 2" 1 1/2" 1" 3/4" 3/8" N° 4 N° 10 N° 20 N° 40 N° 60 N° 140 N° 200

mm 101,6 76,2 50,8 38,1 25,4 19,1 9,5 4,8 2 0,84 0,4 0,25 0,106 0,075

100,00 100,00 94,47 92,15 91,05 88,27 80,92 75,15 69,43 66,06 58,98 51,44 47,76 45,04% pasa

TAMIZ




Saturación (%) 87 Fuente: Elaboración propia.

Tabla 14. Resultados ensayo de Proctor modificado al suelo mejorado con 30% RCD (ensayo A).

Ensayo A

Prueba Peso unitario seco material (gr/cm3)

Humedad (%)


Peso unitario seco material

(gr/cm3)



(gr/cm3)



(gr/cm3)

1 1,74 5,90 2,04 2,07 2,10

2 1,90 8,39 1,92 1,96 2,00

3 1,86 11,14 1,80 1,85 1,89


En comparación al ensayo de Proctor modificado del material natural, se observa que

al mejorar con un 30% de RCD, el peso unitario aumenta y el contenido de humedad

disminuye. Asimismo, en la gráfica 8 el máximo de la curva de compactación tiene una

saturación del 87%

1,601,651,701,751,801,851,901,952,002,052,102,152,20

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Pes

o u

nit

ario

sec

o (

gr/c

m3

)

Humedad (%)

Curva de compactación Ensayo A


S=80%

S=90%

S=100%

Polinómica (Proctor modificadoy curvas de saturación)


procede a realizar el ensayo de CBR. Los datos y la gráfica de Esfuerzo vs penetración fueron


Gráfica 9. Ensayo CBR, esfuerzo vs penetración. 30% RCD (ensayo A).


De la gráfica 9 se obtienen los siguientes datos.

Tabla 15. Ensayo CBR a material de subrasante mejorada con 30% RCD (ensayo A).


in mm Estándar

(Mpa) Esfuerzo

(Mpa) CBR (%)

Esfuerzo (Mpa)

CBR (%) Esfuerzo

(Mpa) CBR (%)

0,1 2,54 6,9 0,50 7,37 0,82 11,92 1,14 16,58

0,2 5,08 10,3 0,64 6,26 1,12 10,86 1,63 15,90 Fuente: Terra laboratorios e ingeniería.

Con estos resultados, se procede a obtener los CBR de diseño.

Tabla 16. Peso unitario seco de compactación y CBR, subrasante mejorada con 30% RCD (ensayo A).



1,80 1,87 1,93

CBR 0,1" 7,37 11,92 16,58


Gráfica 10. CBR de diseño suelo mejorado con 30% de RCD (ensayo A).


Tabla 17. CBR de diseño suelo mejorado con 30% de RCD (ensayo A).


Luego de realizar los ensayos, se puede observar que se generó un esfuerzo de

penetración mayor al de la muestra natural, en casi un 100%, generando que los CBR

aumentaran. El CBR al 95% de compactación es de 8,06%, siendo 4,16% mayor, comparado

con el de la muestra natural, acercándose a valores aceptados de suelos seleccionados para

terraplenes, según la norma INVIAS 220-13.

CBR DE DISEÑO


Peso unitario seco (gr/cm3)

1,91 1,81 1,71

Humedad optima 9,3 9,3 9,3

CBR (%) 15,15 8,06 4,1

• Ensayo B.

Como se mencionó anteriormente, se realizaron 2 ensayos por cada porcentaje de

suelo adicionado con RCD, para diferenciarlos entre sí, se llamará al primer ensayo A y al

segundo B. Paso seguido se muestran los resultados del segundo. La gravedad especifica de

los sólidos para esta muestra es de 2,4 (dato proporcionado por Terra laboratorios e

ingeniería).

Grafica 11. Proctor modificado material Subrasante mejorada con 30% de RCD (Ensayo B).


Optimo contenido de humedad (%) 9

Saturación (%) 82 Fuente: Elaboración propia.

Tabla 18. Resultados ensayo de Proctor modificado al suelo mejorado con 30% RCD (ensayo B).

Ensayo B

Prueba Peso unitario seco material (gr/cm3)

Humedad (%)



(gr/cm3)



(gr/cm3)



(gr/cm3)

1 1,80 6,11 2,03 2,06 2,09

2 1,88 7,76 1,95 1,99 2,02

3 1,87 10,58 1,82 1,87 1,91


1,601,651,701,751,801,851,901,952,002,052,102,152,20

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Pes

o u

nit

ario

sec

o (

gr/c

m3

)

Humedad (%)



S=80%

S=90%

S=100%


Se puede observar que no existe una diferencia representativa entre los resultados de

los pesos unitarios, aunque el óptimo contenido de humedad difiere en 0,3 con respecto a los

del ensayo A.




Grafica 12. Ensayo CBR, esfuerzo vs penetración. Subrasante mejorada 30% RCD (ensayo B).


De la gráfica 12 obtenemos los siguientes datos.

Tabla 19. Ensayo CBR a material de subrasante mejorada con 30% RCD (ensayo B).


in mm Estándar

(Mpa) Esfuerzo

(Mpa) CBR (%)

Esfuerzo (Mpa)

CBR (%) Esfuerzo

(Mpa) CBR (%)

0,1 2,54 6,9 0,56 8,21 0,95 13,86 1,27 18,48

0,2 5,08 10,3 0,72 6,99 1,29 12,53 1,8 17,54 Fuente: Terra laboratorios e ingeniería y elaboración propia.

Luego procedemos a calcular los CBR de diseño.

Tabla 20. Peso unitario seco de compactación y CBR, subrasante mejorada 30% RCD (ensayo B).



1,776 1,842 1,9

CBR 0,1" 8,21 13,86 18,48

CBR 0,2" 6,99 12,53 17,54 Fuente: Elaboración propia

Gráfica 13. CBR de diseño suelo mejorado con 30% de RCD (ensayo B).

Fuente: Terra laboratorios e ingeniería y elaboración propia.

Tabla 21. CBR de diseño suelo mejorado con 30% de RCD (ensayo B).

CBR DE DISEÑO


Peso unitario seco 1,9 1,81 1,71

Humedad optima (%) 9 9 9

CBR (%) 18,5 10,6 5,2 Fuente: Elaboración propia.

El CBR al 95% de compactación es de 10,6%, siendo 2% mayor comparado con el

del ensayo A, esto puede deberse a que la humedad optima tuvo una leve diferencia la cual

pudo afectar el resultado, aunque esta no es representativa.



Luego de realizar los ensayos a la muestra con 30% de RCD se aumentaron los

porcentajes a 40% y se realizaron las mismas pruebas. Como se mencionó anteriormente, al

realizar este cambio la granulometría del material varia.





26,82 31,23 41,95

% GRAVA GRUESA

% GRAVA FINA

% ARENA GRUESA

% ARENA MEDIA

% ARENA FINA


Al realizar la comparación de la granulometría obtenida mejorando con 40% de RCD,

encontramos que él porcentaje de gravas aumenta alrededor del 100%, en comparación al

100,00

93,65

91,00

89,74

86,5579,29

73,1866,68

62,9555,73

48,2544,80

41,95

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

0,010,1110100

PO

RC

ENTA

JE P

ASA

(%

)

ABERTURA TAMIZ (MM)


N° 4" 3" 2" 1 1/2" 1" 3/4" 3/8" N° 4 N° 10 N° 20 N° 40 N° 60 N° 140 N° 200

mm 101,6 76,2 50,8 38,1 25,4 19,1 9,5 4,8 2 0,84 0,4 0,25 0,106 0,075

100,00 100,00 93,65 91,00 89,74 86,55 79,29 73,18 66,68 62,95 55,73 48,25 44,80 41,95% pasa

TAMIZ

material natural, las arenas incrementan porcentaje en casi 10% y el porcentaje de fino sigue

disminuyendo. El material continúa presentando características de arena.

• Ensayo A.

Se realiza el mismo procedimiento utilizado anteriormente, primero se mostrarán los

ensayos de Proctor modificado y luego CBR. La gravedad especifica de los sólidos para esta

muestra es de 2,42 (dato proporcionado por Terra laboratorios e ingeniería).




Saturación 79.48 Fuente: Elaboración propia.


Ensayo A

Prueba Peso unitario seco

material total(gr/cm3)

Humedad (%)


Peso unitario seco material total (gr/cm3)





1 1,82 4,09 2,15 2,17 2,19

2 1,97 5,39 2,07 2,11 2,13

3 1,94 8,14 1,94 1,98 2,01


1,701,751,801,851,901,952,002,052,102,152,202,25

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Pes

o u

nit

ario

sec

o (

gr/c

m3

)

Humedad (%)



S=80%

S=90%

S=100%


Podemos observar que ha comparación de la muestra natural, el peso unitario aumenta

en un 11,44% y el óptimo contenido de humedad ha disminuido alrededor del 50%. Esto

significa que para llegar al peso unitario máximo se necesita menor cantidad de agua en la

muestra, lo cual se ve reflejado en la gráfica 15, donde el punto óptimo de la curva de

compactación tiene una saturación de 79.48%

Luego de obtener la máxima densidad seca y el óptimo contenido de humedad,

procedemos a realizar el ensayo de CBR. Los datos y la gráfica de Esfuerzo vs penetración

fueron proporcionados por Terra laboratorios e ingeniería.




Tabla 24. Ensayo CBR a material de subrasante mejorada con 40% RCD (ensayo A).


in mm Estándar

(Mpa) Esfuerzo

(Mpa) CBR (%)

Esfuerzo (Mpa)

CBR (%)

Esfuerzo (Mpa)

CBR (%)

0,1 2,54 6,9 0,74 10,75 1,20 17,39 1,65 24,04


Luego se procede a calcular los CBR de diseño.

Tabla 25. Peso unitario seco de compactación y CBR, subrasante mejorada con 40% RCD (ensayo A).



1,86 1,93 1,98

CBR 10,75 17,39 24,04

CBR 9,13 15,85 23,05



Fuente: elaboración propia.


CBR DE DISEÑO


Peso unitario seco (gr/cm3)

2.01 1,91 1,81

Humedad optima (%) 6,7 6,7 6,7

CBR (%) 27,8 15,5 7,3 Fuente: elaboración propia.

El CBR al 95% de compactación es de 15,5%, siendo 11,6% mayor comparado con

el de la muestra natural, debido a esto podría cumplir por valor de CBR para materiales de

afirmado según la norma INVIAS 311-13.

• Ensayo B.






Ensayo B

Prueba Peso unitario seco material total(gr/cm3)

Humedad (%)


Peso unitario seco material total

(gr/cm3)





1 1,89 4,00 2,16 2,18 2,21

2 2,00 5,57 2,07 2,10 2,13

3 1,95 8,15 1,94 1,98 2,02


1,75

1,80

1,85

1,90

1,95

2,00

2,05

2,10

2,15

2,20

2,25

2,30

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Pes

o u

nit

ario

sec

o (

gr/c

m3

)

Humedad (%)

Curva de compactación Ensayo B


S=80%

S=90%

S=100%


Para este ensayo, se encuentra que el peso unitario máximo, el óptimo contenido de

humedad y la saturación no difieren con los obtenido en el ensayo A.




Gráfica 19. Ensayo CBR, esfuerzo vs penetración. 40% RCD (ensayo B).





in mm Estándar

(Mpa) Esfuerzo

(Mpa) CBR (%)

Esfuerzo (Mpa)

CBR (%)

Esfuerzo (Mpa)

CBR (%)

0,1 2,54 6,9 0,74 10,75 1,20 17,39 1,73 25,13


Luego se procede a calcular los CBR de diseño.

Tabla 29. Peso unitario seco de compactación y CBR, subrasante mejorada 40% RCD (ensayo B).



1,85 1,93 1,99

CBR 0,1" 10,75 17,39 25,13





Fuente: elaboración propia

El CBR al 95% de compactación es de 16,7%, siendo 1,2% mayor comparado con el

del ensayo A.

CBR DE DISEÑO


Peso unitario seco (gr/cm3) 2.02 1,98 1,92


CBR (%) 29,2 16,7 8,5



Por último, se adiciono 50% del material RCD y se realizó los ensayos de Proctor y

CBR a 2 muestras para evaluar su comportamiento ante esfuerzos cortantes. A continuación,

se muestra la granulometría del nuevo material.





28,30 32,08 39,62

% GRAVA GRUESA

% GRAVA FINA

% ARENA GRUESA

% ARENA MEDIA

% ARENA FINA

14,75 13,55 7,1 11,3 13,7 Fuente: elaboración propia.

Al realizar la comparación de la granulometría obtenida mejorando con el 50% RCD,

se encuentra que él porcentaje de gravas aumenta alrededor de 16,89%, con respecto al suelo

100,00

93,04

90,13

88,75

85,2578,06

71,7064,61

60,6153,28

45,84 42,5739,62

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

0,010,1110100

PO

RC

ENTA

JE P

ASA

(%

)

ABERTURA TAMIZ (MM)


N° 4" 3" 2" 1 1/2" 1" 3/4" 3/8" N° 4 N° 10 N° 20 N° 40 N° 60 N° 140 N° 200

mm 101,6 76,2 50,8 38,1 25,4 19,1 9,5 4,8 2 0,84 0,4 0,25 0,106 0,075

100,00 100,00 93,04 90,13 88,75 85,25 78,06 71,70 64,61 60,61 53,28 45,84 42,57 39,62% pasa

TAMIZ

natural, las arenas aumentaron 9,56%, y los finos disminuyeron su participación en 26,48%.

Aun el material sigue presentando características de una arena.

• Ensayo A

Gráfica 22. Proctor modificado material Subrasante mejorada con 50% de RCD (Ensayo A).



Saturación (%) 77.12 Fuente: Elaboración propia


Ensayo A



Humedad (%)







1 1,88 2,72 2,26 2,28 2,30

2 2,04 4,33 2,16 2,19 2,21

3 2,05 6,69 2,03 2,07 2,11

4 1,85 8,92 1,92 1,97 2,01

Fuente: Terra laboratorios e ingeniería y elaboración propia.

Realizando la comparación de la muestra original, el peso unitario máximo aumenta

en un 16,85% y el óptimo contenido de humedad ha disminuido alrededor del 50%. Se

observa entonces que la muestra necesita menos humedad para alcanzar una densidad mayor.

1,801,851,901,952,002,052,102,152,202,252,302,35

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Pes

o u

nit

ario

sec

o (

gr/c

m3

)

Humedad (%)



S=80%

S=90%

S=100%






De la gráfica 23 obtenemos los siguientes datos.

Tabla 33. Ensayo CBR a material de subrasante mejorada 50% RCD (ensayo A).


in mm Estándar

(Mpa) Esfuerzo

(Mpa) CBR (%)

Esfuerzo (Mpa)

CBR (%) Esfuerzo

(Mpa) CBR (%)

0,1 2,54 6,9 0,83 12,05 1,46 21,22 2,08 30,16


A continuación, se calculan los CBR de diseño.

Tabla 34. Peso unitario seco de compactación y CBR, subrasante mejorada 50% RCD (ensayo A).



1,86 1,95 2,018

CBR 0,1" 12,05 21,22 30,16

CBR 0,2" 11,81 20,80 29,03 Fuente: Elaboración propia




CBR DE DISEÑO


Peso unitario seco 2,08 1,98 1,87


CBR 43 25,5 12 Fuente: elaboración propia.

El CBR al 95% de compactación es de 25,5%, siendo 21.6% mayor comparado con el de

la muestra natural, debido a esto podría cumplir por valor de CBR para materiales de afirmado

según la norma INVIAS 311-13.

• Ensayo B






Ensayo B



Humedad (%)







1 1,94 2,54 2,27 2,29 2,31

2 2,07 4,53 2,15 2,18 2,21

3 2,05 6,79 2,03 2,07 2,10


El peso unitario máximo, el óptimo contenido de humedad y la saturación no difieren

con los del ensayo A, para la subrasante mejorada con 50% de RCD.


realiza el ensayo de CBR. Los datos y la gráfica de Esfuerzo vs Penetración fueron


Gráfica 26. Ensayo CBR, esfuerzo vs penetración. 50% RCD (ensayo B).





in mm Estándar

(Mpa) Esfuerzo

(Mpa) CBR (%)

Esfuerzo (Mpa)

CBR (%) Esfuerzo

(Mpa) CBR (%)

0,1 2,54 6,9 0,99 14,36 1,74 25,28 2,62 38,08


Se procede a calcular los CBR de diseño.

Tabla 38. Peso unitario seco de compactación y CBR, subrasante mejorada 50% RCD (ensayo A).



1,94 2,02 2,08

CBR 0,1" 14,36 25,28 38,08





CBR DE DISEÑO


Peso unitario seco (gr/cm3) 2,08 2,04 1,98

Humedad optima (%) 5,50 5,50 5,50

CBR (%) 38,1 18,5 8 Fuente: elaboración propia

El CBR al 95% de compactación es de 18,5%, siendo 7% menor comparado con el

del ensayo A.

8. ANALISIS DE RESULTADOS.

8.1. CARACTERIZACIÓN DE LA SUBRASANTE NATURAL.

La muestra de subrasante recolectada en el CIV 18005228 exhibe un color marrón

claro con vetas grises, al tacto se palpa húmeda y no presenta olor perceptible, su

granulometría consiste en 11.41% de gravas, 22.49% de arenas y 66.1% de finos. Su

contenido de humedad natural es de 21.40%, con un índice de plasticidad de 5.08% y un

índice de liquidez de -1.98, lo cual indica que la muestra se encuentra en estado sólido.

Según la clasificación U.S.C.S. sus características son: Un limo de baja plasticidad,

un ML “Con tendencia a fluir cuando está saturado. Es relativamente impermeable, difícil de

compactar, muy susceptible a la acción de la helada y fácilmente erosionable” (Lambe &

Whitman, 1974). Adicionalmente, según la clasificación AASTHO, el suelo se encuentra

dentro del grupo A-4, siendo un suelo limoso, de regular a pobre, poco o nada plástico. Con

un potencial de expansión bajo, según la resolución 0004401 del 17 de octubre del 2017 del

ministerio de transporte.

Asimismo, en el ensayo de CBR se obtuvo un valor de 8.6% para una compactación

del 100%. De acuerdo a la gráfica 28, la cual relaciona la clasificación AASHTO con el CBR,

se identificó que el suelo de la subrasante es de nivel medio. Realizando este análisis se

comprueba que los ensayos realizados concuerdan con la base de datos del Ministerio de

Transporte (Resolución 0004401 del 17 de octubre de 2017), en donde se reafirma que el tipo

de suelo es un Limo.

Grafica 28. Categorización del suelo de subrasante según CBR.

Fuente: Figura 4.2 Correlación AASHTO. Clasificación del suelo vs CBR. resolución 0004401 del 17 de octubre del 2017

del ministerio de transporte.

Como se mencionó anteriormente, para efectos conservativos de este documento, se

utilizarán los resultados de CBR obtenidos al 95% de compactación, para el caso del suelo

natural este valor sería 3.9% (tabla 11).

La norma INVIAS 230-13 indica que los valores de CBR para una subrasante

mejorada deben regirse por los requisitos de materiales para terraplenes (tabla 40), los cuales

tienen 3 tipos de suelo: tolerables, adecuados y seleccionados.

Tabla 40. Requisitos de los materiales para terraplenes.

Fuente: Tabla 220-1, Norma INVIAS 220-13.

De acuerdo a la tabla 40, el material encontrado se clasifica como un suelo tolerable

según el requisito de CBR, ya que este es mayor a 3% y menor a 5%, aunque observando el

requerimiento de porcentaje de suelo que pasa el tamiz No 200 este no cumple, debido que

el máximo permitido es de 35% y según la granulometría. el suelo natural posee un porcentaje

de 66,1.

8.2. CARACTERIZACIÓN DEL MATERIAL RCD.

Como se evidencia en la ilustración 14, el material RCD contiene residuos de carpeta

asfáltica y gravas muy angulares y subangulares, además al tacto el material se siente arenoso

y áspero lo cual indica que tiene buena superficie de fricción.

Ilustración 14. Forma de las partículas del RCD.


En la curva granulométrica presentada en la gráfica 29, se evidencia que el material

RCD tiene un porcentaje de gravas y arenas similar y un porcentaje menor de finos, lo cual

indica que presenta una mala gradación aunque este podría ser utilizado como subbase

granular SG-38 según la norma INVIAS 320.2.2, no obstante supera el contenido de arenas

y finos máximos.

Grafica 29. Granulometria RCD vs SG-38


100

88,6883,9381,7

7669,28

61,1

49,843,9

35,7828,64 26,6523

0

20

40

60

80

100

120

0,010,1110100

PO

RC

ENTA

JE P

ASA

ABERTURA TAMIZ (mm)

Granulometria RCD

Curva granulometrica Superor SG-38 inferior SG-38

Teniendo en cuenta lo anterior y sumado a que la muestra proviene de una estructura

de pavimento se asume que este material originalmente se clasifico como una subbase, en

consecuencia se intuye que los valores de limite líquido y limite plástico son menores a los

permitidos por la norma INVIAS 320.2.2 los cuales son 25% y 6% respectivamente.

De acuerdo a los coeficientes de uniformidad y de curvatura el material de estudio es

una arena pobremente graduada (SP), además al clasificarlo con la carta de Casagrande, esta

indica que es un limo de baja plasticidad, en consecuencia la clasificación USCS del material

RCD es una arena limosa pobremente graduada de baja plasticidad SP-ML. Según la

clasificación AASHTO el material se encuentra en el grupo A-1 sub-Grupo A-1-b, con una

tipología de fragmento de roca, grava y arena, obteniendo una calificación de excelente a

buena.

Tabla 41. Coeficientes granulométricos del material escogido.

D10 0,0734

D30 0,2785

D60 4,1679

Cu 56,783

Cc 0,254 Fuente: Elaboración propia.

8.3. CAMBIOS EN LA GRANULOMETRIA ANTE LA ADICIÓN DE RCD.

Como se muestra en la gráfica 30 la granulometría de las muestras estudiadas

presentan una disminución en el contenido porcentual de finos debido a que el material RCD

aporta partículas de tamaño arena y grava, que según el aspecto visual de las curvas sería en

proporciones similares.

Grafica 30. Curvas granulométricas suelo natural, RCD, mezcla con 50% RCD.


Dado que las muestras contienen una cantidad representativa de RDC, las curvas

granulométricas cambian su comportamiento pasando de una curva con gradación abierta a

una que se asemeja una gradación aceptable pero con altos contenidos de finos (mezcla 50%

RCD); este último aspecto se presenta en virtud de que la muestra original contenía 66,1%

de material fino y aunque el material RCD presentaba mas contenidos de arena y gravas, al

realizar las mezclas no se efectuó una selección de material y el peso de los limos siguió en

aumento aunque su participación porcentual se redujera.

Debido a que no se realizo la cuantificación de la plasticidad en las mezclas

propuestas en el presente documento, se asume que el material continua su comportamiento

limoso, en virtud de que tanto el suelo natural como el RCD contienen este material; en

concordancia con esto, desde que se realiza la mezcla con 30% de RCD la curva

granulométrica indica que la muestra cambia sus clasificación de limo a arena, en este caso

una arena limosa; Sumado a que no se pueden hallar los coeficientes de uniformidad y

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,010,1110100

PO

RC

ENTA

JE P

ASA

ABERTURA TAMIZ (mm)

Curva granulometrica

50 % RCD

RCD

curvatura, ya que la fracción fina se encuentra por encima de los porcentajes 10 y 30, se

deduce que es una arena limosa mal graduada SP-SM; estas características se presentan en

todas las dosificaciones suelo-RCD.

8.4. PROCTOR MODIFICADO.

Los resultados del ensayo de Proctor modificado realizados sobre las mezclas de suelo

mejorado en adición del 30%, 40% y 50% de RCD se representan en la gráfica 31, donde se

observa el comportamiento de las curvas de humedad vs peso específico seco.

Grafica 31. Ensayo de Proctor modificado con las diferentes dosificaciones.


La tabla 42 contiene los resultados de los ensayos.

Tabla 42. Humedades optimas y Densidades máximas de los suelos ensayados.

Material a 56 golpes Subrasante

Subrasante 70% RCD

30% ENSAYO A

Subrasante 70% RCD

30% ENSAYO B

Subrasante 60% RCD

40% ENSAYO A

Subrasante 60% RCD

40% ENSAYO B

Subrasante 50% RCD

50% ENSAYO A

Subrasante 50% RCD

50% ENSAYO B

% Humedad óptima 13,8 9,3 9 6,7 6,6 5,6 5,5

Densidad Max seca (gr/cm3)

1,78 1,91 1,9 2,01 2,02 2,08 2,08


Como se evidencia en la gráfica 31 y según la información contenida en la tabla 42

se observa que ante la adición y el aumento de RCD en el suelo de subrasante, la densidad

1,60

1,70

1,80

1,90

2,00

2,10

2,20

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00

Pes

o u

nit

ario

sec

o (

gr/c

m3

)

Humedad (%)

Polinómica (Subrasante)

Polinómica (70-30ensayo A)Polinómica (70-30ensayo B)Polinómica (60-40ensayo A)Polinómica (60-40ensayo B)

máxima seca aumenta y en contra parte la humedad optima disminuye. Estos

comportamientos se representan en las gráficas 32 y 33 respectivamente.

Gráfica 32. Valores promedio de densidad máxima vs % de RCD.


Gráfica 33. Valores promedio de humedad vs % RCD.


En la gráfica 34 se muestra la variación porcentual del peso específico y la humedad

optima de las diferentes dosificaciones de las mezclas suelo-RCD con respecto a la subrasante

natural, donde en la dosificación del 50% de RCD se encuentra el mayor crecimiento en el

peso unitario máximo, siendo este del 17%. En relación con la humedad optima la

disminución máxima se encuentra con la misma dosificación de suelo RCD, siendo esta del

1,75

1,8

1,85

1,9

1,95

2

2,05

2,1

2,15

0 10 20 30 40 50 60Den

sid

ad m

axim

a (g

r/cm

3)

% RCD

Valores pormedio densidad maxima vs % RCD

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 10 20 30 40 50 60

HU

MED

AD

(%

)

% RCD

Valores pormedio de humedad vs % RCD

60%. Esta variación se presenta en los dos ensayos realizados con el mejoramiento del 50%

de RCD, siendo un dato preciso.

Grafica 34. Variación porcentual de la mezcla suelo-RCD en el ensayo de Proctor modificado.


El aumento en la densidad máxima seca puede ser ocasionado por el aporte de RCD

a la subrasante en la fracción de granulometría de tamaño arena, que genera una mejora en la

compactabilidad del suelo. En concordancia con lo anterior, las arenas no presentan una

absorción de agua significativa generando que la humedad optima de las mezclas suelo-RCD

presenten una disminución.

De acuerdo a una inspección visual de la gráfica 31, un aspecto a resaltar es el

aumento en la angulosidad que adquiere la curva de Proctor modificado ante el incremento

de material RCD, lo cual evidencia que en presencia de humedades elevadas las mezclas de

30%, 40% y 50% de RCD no tendrían buena trabajabilidad, siendo la mezcla de 30% la de

mejor comportamiento; además cuanto más redondeada es la curva, en general indica un

7% 7%13% 13% 17% 17%

-33% -35%

-51% -52%-59% -60%-70%

-60%

-50%

-40%

-30%

-20%

-10%

0%

10%

20%

30%

30%A 30%B 40%A 40%B 50%A 50%B

Peso unitario máximo (gr/cm3) Optimo contenido de humedad (%)

material de buena granulometría y compactabilidad8, corroborando que los suelos mejorados

del presente proyecto exhiben una mala gradación granulométrica.

Siguiendo este análisis, se presume que la plasticidad del suelo disminuye ya que las

humedades optimas son bajas, y sumado a que la curva de compactación presenta un descenso

pronunciado ante humedades ligeramente mayores a la óptima, se infiere que el material fino

presenta características no plásticas. Este hecho no se pudo cuantificar, pero se puede soportar

con las características granulométricas aportadas por el RCD, ya que este fue extraído de

obras provenientes de residuos de estructuras de pavimentos las cuales contaban con

materiales granulares; estos materiales fueron clasificados previamente a su implementación

según las normas INVIAS en las cuales se indica que para subbases granulares el material

debe contar con un índice de plasticidad de máximo 6%.

Además, de acuerdo al estado del arte mencionado en el capitulo de antecedentes, se

evidencia un comportamiento similar de la plasticidad de los limos objeto de estudio,

mostrando una disminución en esta característica ante el aumento del material con el cual se

pretende mejorar el suelo, como se muestra a continuación:

Tabla 43. Disminución porcentual del índice de plasticidad.

Disminución de Índice de plasticidad

Estudio disminución (%)

Limos mejorados con residuos de ladrillo (UFPO) 23,6

Suelos mejorados con fracción fina de RCD (EUPLA) 40,27 Fuente: Elaboración propia.

Así mismo, en el documento llamado “Mejora en la compactabilidad de un suelo

limoso mediante la elaboración de mezclas con residuos de construcción y demolición”,

indican que: “Merece una mención expresa que se ha observado una mejora en la ejecución

8 JUAN TIKTIN F. Procedimientos generales de construcción: movimiento de tierras. E.T.S. Ingenieros de

caminos, canales y puertos. Servicio de publicaciones, 1995.

de los ensayos de compactación conforme aumentaba la proporción de RCD en las mezclas,

debido a que su carácter granular reducía el comportamiento más plástico que imponía la

fracción Lulitica. Este hecho no se ha podido cuantificar, pero es muy importante a la hora

de valorar la manejabilidad de los materiales en obra.”

Comparando los resultados de humedad optima y densidad máxima con respecto a

los estudios citados en el capítulo de antecedentes (tabla 44), nos encontramos que la mayor

variación porcentual en el aumento de la densidad máxima y la disminución de la humedad

optima, se encuentra con la mezcla de 50% de RCD, realizada en el presente estudio. Además

en los estudios mencionados anteriormente se evidencia que ante la adición de material RCD

se aumenta la densidad máxima seca y disminuye el óptimo contenido de humedad, en contra

parte en el estudio donde se utilizó caucho reciclado se obtuvo que la densidad máxima seca

disminuyó y el óptimo contenido de humedad aumento.

Tabla 44. Variación porcentual, Proctor modificado, comparado con el estado del arte

Variación porcentual, Proctor modificado

Estudio % material

mejoramiento Humedad

optima δd Máx.

Limos mejorados con RCD (UD) 50 -60 17

Arcillas mejoradas con RCD (U CATOLICA) 10 0 0

Suelo mejorado con fracción fina de RCD (EUPLA) 25 -2,4 8,63

Limos mejorados con residuos de ladrillo (UFPO) 15 -12,40% 5,80%

Limos mejorados con RCD (SGE) 33,3 -1 4,04%

Estabilización mediante caucho reciclado (UCSG) 15 65% -16,07% Fuente: Elaboración propia.

8.5. SATURACIÓN

La tabla 45 contiene los resultados de los porcentajes de saturación de los suelos

ensayados.

Tabla 45. Porcentaje de saturación de los suelos ensayados.

Material a 56 golpes

Subrasante

Subrasante 70% RCD

30% ENSAYO A

Subrasante 70% RCD

30% ENSAYO B

Subrasante 60% RCD

40% ENSAYO A

Subrasante 60% RCD

40% ENSAYO B

Subrasante 50% RCD

50% ENSAYO A

Subrasante 50% RCD

50% ENSAYO B

Porcentaje de Saturación

89,82 87 82 79,48 80,65 77,12 75,75


Se puede evidenciar que ante la adición de material RCD el porcentaje de saturación

disminuye, esto en concordancia con el ensayo de Proctor modificado donde la humedad

optima mostraba el mismo comportamiento. Esta tendencia se representa en la gráfica 35.

Gráfica 35. Valores promedio de saturación vs CBR.


8.6. ENSAYO DE CBR SUBRASANTE MEJORADA CON RCD.

Se decide presentar los resultados de los ensayos de CBR del material mejorado con

RCD comparados con los ensayos de la subrasante sin estabilizar en la tabla 46 y su

comportamiento en la gráfica 36.

El aumento en la capacidad portante que se observa ente el incremento de material

RCD se produce a causa del cambio en la granulometría; esto debido a que las características

originales del suelo se modificaron al agregarse arenas y gravas.

74

76

78

80

82

84

86

88

90

92

0 10 20 30 40 50 60

SATU

RA

CIÓ

N (

%)

% RCD

Valores pormedio de saturación vs % RCD

Tabla 46. Resumen de resultados.

Material a 56 golpes

Subrasante

Subrasante 70% RCD

30% ENSAYO A

Subrasante 70% RCD

30% ENSAYO B

Subrasante 60% RCD

40% ENSAYO A

Subrasante 60% RCD

40% ENSAYO B

Subrasante 50% RCD

50% ENSAYO A

Subrasante 50% RCD

50% ENSAYO B

CBR al 100% de compactación

8,6 15,15 18,5 27,8 29,2 43 38,1

CBR al 95% de compactación

3,9 8,06 10,6 15,5 16,7 25,5 18,5


Gráfica 36. Valores promedio de CBR al 100% de compactación vs % RCD


Como se menciono anteriormente, ante el aumento de partículas arenosas la capacidad

portante mejora considerablemente, este comportamiento ha sido registrado en diferentes

documentos los cuales relacionan el ángulo de fricción interno generado por las arenas, y el

incremento en el CBR.

Alvarado P y Muñoz I, en su investigación titulada “Correlación del ángulo de

fricción interna y CBR tipo I para arenas limosas (SM)”, llevada a cabo en la Universidad

Pontifica Bolivariana de Bucaramanga, indican que “El valor del ángulo de fricción crítico

(Φ) aumenta a medida que el valor de CBR también aumenta, es decir que este incremento

es simultáneo para estos dos parámetros de resistencia”.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 10 20 30 40 50 60

CB

R (

%)

% RCD

Valores pormedio de CBR al 100% de compactación vs % RCD

Calderón J y Mira G, en su investigación titulada “Correlación de los ensayos de corte

directo y CBR para arenas mal gradadas del rio Magdalena sector El Arenal en el municipio

de Barrancabermeja”, llevada a cabo en la Universidad de Santander de Bucaramanga,

concluyen que “Para las arenas mal gradadas estudiadas se obtuvo una relación entre el

ángulo de fricción interna () y el CBR (%) por medio de un coeficiente KCBR con la

ecuación No 4. El valor obtenido en este trabajo de dicho coeficiente KCBR fue de 1.15 el

cual servirá para la obtener del ángulo de fricción interna con solo multiplicarlo por el valor

del CBR.”.

Basados en lo anterior, se confirma que ante el aumento en las arenas de las mezclas

suelo-RCD, se incrementa el ángulo de fricción interno lo cual se correlaciona con la mejora

en la capacidad portante del suelo.

Comparando los resultados en la varianza de la capacidad portante con respecto a los

estudios citados en el capítulo de antecedentes (tabla 47), nos encontramos que el mayor

aumento porcentual es esta característica se encuentra con la mezcla de 50% de RCD

realizada en el presente estudio. Además se evidencia en los documentos mencionados

anteriormente que ante la adición de material RCD se aumenta la CBR, en contra parte en el

estudio donde se utilizó caucho reciclado se obtuvo una reducción.

Tabla 47. Variación porcentual, CBR, comparado con el estado del arte.

Variación porcentual, CBR

Estudio % material mejoramiento CBR (%)

Limos mejorados con RCD (UD) 50 343,02

Arcillas mejoradas con RCD (U CATOLICA) 10 2

Limos mejorados con residuos de ladrillo (UFPO) 10 44

Suelos mejorados con fracción fina de RCD (EUPLA) 50 54

Estabilización mediante caucho reciclado (UCSG) 15 -90,942 Fuente: Elaboración propia.

8.7. COMPARATIVA DE LOS SUELOS MEJORADOS CON RCD ANTE

NORMA COLOMBIANA.

8.7.1. SUELO MEJORADO CON 30% DE RCD

Como se observa en la tabla 40 la mezcla con 30% de RCD cumple con el valor de

CBR para un suelo adecuado de terraplén, según la norma INVIAS 220-13, siendo este en

promedio 9,33% para una compactación del 95%.

Luego de comparar su granulometría con la exigida por la norma, representada en la

gráfica 37, se observa que el porcentaje de arenas se encuentra dentro de los rangos

establecidos, sin embargo, el material fino supera el límite máximo en 10%.

Gráfica 37. Granulometría RCD 30% VS INVIAS 220


8.7.2. MEJORADO CON 40% DE RCD

Después de realizar los ensayos correspondientes, se encuentra que el valor de CBR

es 16,1% en promedio para una compactación del 95%, cumpliendo así con este requisito

para un material de afirmado según la norma INVIAS 311-13, en la cual se expresa que el

CBR mínimo es de 15%. A pesar de esto, el porcentaje de material fino sobrepasa en un 30%

el límite máximo permitido (grafica 38).

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

0,010,1110100

PO

RC

ENTA

JE P

ASA

(%

)

ABERTURA TAMIZ (MM)

Curvagranulometrica RCD 30%

Curvagranulometrica INVIAS220

Gráfica 38. Granulometría RDC 40% vs INVIAS 311.


8.7.3. SUELO MEJORADO CON 50% DE RCD

Como se observa en la tabla 46, el CBR promedio de este material es de 22% para

una compactación del 95%. De esta forma se clasifica como un material apto para afirmado

según la norma INVIAS 311-13, pero su granulometría muestra que los porcentajes de arenas

y finos son superiores a los límites máximos establecidos (gráfica 39).

Gráfica 39. Granulometría RDC 50% vs INVIAS 311


0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

0,010,1110100

PO

RC

ENTA

JE P

ASA

(%

)

ABERTURA TAMIZ (MM)

Curvagranulometrica RCD40%Curvagranulometrica INVIAS311

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

0,010,1110100

PO

RC

ENTA

JE P

ASA

(%

)

ABERTURA TAMIZ (MM)

Curvagranulometrica RCD50%

Curvagranulometrica INVIAS311

8.7.4. PORCENTAJE OPTIMO DE RCD

Para encontrar los óptimos porcentajes de RCD con los cuales se consiguen los

valores aceptados por el ministerio de transporte para los diferentes tipos de subrasante, se

decide graficar el aumento de CBR al 95% de compactación dependiendo del mejoramiento

con RCD. Para ello se utilizarán los valores menores, mayores y promedio de los resultados

en los ensayos realizados y así escoger la ecuación calculada por mínimos cuadrados que

tenga el mayor grado de correlación.

Gráfica 40. % RCD vs CBR menores.


Gráfica 41. % RCD vs CBR promedio.


y = 0,0063x2 - 0,0039x + 3,7762R² = 0,9588

0

5

10

15

20

25

0 10 20 30 40 50 60

CB

R (

%)

% RCD

% RCD vs CBR

y = 0,0084x2 - 0,0513x + 3,8445R² = 0,994

0

5

10

15

20

25

0 10 20 30 40 50 60

CB

R

% RCD

CBR vs % RCD

Gráfica 42. % RCD vs CBR mayores.


Luego de realizar el análisis correspondiente se selecciona la gráfica 42, donde se

graficaron los valores mayores obtenidos de cada ensayo realizado y se observa que la

tendencia de crecimiento de la curva del CBR al adicionar RCD tiene características

exponenciales, pero al calcular la ecuación con ayuda de las herramientas del programa

Excel, se encuentra que la función es cuadrática y presenta un grado de correlación de casi 1.

En la tabla 48 se muestra los porcentajes necesarios de RCD para cumplir con los

límites permitidos por el Ministerio de Transporte para cada tipo de subrasante.

Tabla 48. Porcentaje óptimo de RCD para diferentes tipos de CBR.

Tipo CBR (%) % RCD

Subrasante

Pobre 3,91 0

Medio 5,00 15,8

Bueno 10,00 29,06

Excelente 20,00 43,9 Fuente: Elaboración propia.

y = 0,0106x2 - 0,0986x + 3,9127R² = 0,9998

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30 40 50 60

CB

R (

%)

% RCD

% RCD vs CBR

9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

• De acuerdo a la caracterización del suelo encontrado en el CIV 18005228 podemos

inferir que el material es un limo con un bajo porcentaje en gravas y arenas y un alto

contenido de finos, con un índice de plasticidad bajo, que se encuentra in situ en

estado sólido con un alto contenido de humedad y de saturación. Según el porcentaje

de CBR al 100% de compactación, el suelo se clasifica como medio y al 95% como

pobre ante el ministerio de transporte.

• Al observar las características fiscio-mecanicas del suelo natural se concluye que no

es necesario realizar un reemplazo de material, ya que con la capacidad portante

natural compactada al 100%, este soporta una estructura de pavimento. Aunque por

motivos de seguridad y de durabilidad, al seleccionar una compactación del 95% se

hace necesario realizar un mejoramiento.

• El RCD utilizado en este estudio se clasifica como una arena limosa mal graduada,

con altos contenidos de grava y arena y una participación menor de material fino, la

cual obtuvo una calificación de excelente a buena, según AASHTO, lo que indica que

el material por si solo podría funcionar como una superficie de apoyo para una

estructura de pavimiento y a priori como una subbase reciclada, ya que muestra

características similares a las indicadas en la norma INVIAS para una SG-38.

• Al realizar el análisis de las granulometrías se llega a la conclusión que ante el

aumento en la adición de RCD al suelo de la subrasante, los pesos de las gravas, arenas

y finos se acrecentaron pero las participaciones porcentuales mostraron diferentes

tendencias, debido a que el porcentaje de gravas y arenas se incrementó pero los finos

disminuyeron, generando que el suelo natural cambie sus características de un limo a

una arena, que siguiendo las tendencias de los materiales con los que se hicieron las

mezclas se clasifican como arenas limosas.

• Ante la adición de RCD a las muestras de suelo natural se concluye que el peso

especifico del suelo aumenta, mientras que su humedad optima disminuye, mostrando

la mayor variación con una dosificación del 50% (2.08 gr/cm3, 5.5%); sumado a esto

al presentar una angulosidad pronunciada en la curva de compactación, se infiere que

ante cambios leves de humedad su compactabilidad y manejabilidad se vean

afectadas, ya que su fracción fina presenta poca o nula plasticidad.

• Se puede observar una mejora significativa en la capacidad portante del suelo ante la

adición de RCD, esto se debe a que las granulometrías de las dosificaciones

establecidas muestran una mayor participación en los porcentajes de arena por lo cual,

se infiere un incremento en el ángulo de fricción interno generando que se aumente

la resistencia al esfuerzo cortante.

• Al realizar la comparación de los resultados obtenidos con respecto a los estudios

citados, se comprueba que ante la adición de material RCD, ya sea previamente

clasificado o no, la densidad máxima y la capacidad portante de los suelos aumenta,

variando respecto a las dosificaciones empleadas; además se evidencia que la

humedad optima y la plasticidad disminuyen, mejorando su compactabilidad y

manejabilidad. En contra parte el caucho reciclado genera una disminución en las

características mecánicas, reduciendo la capacidad portante y la densidad máxima,

asimismo aumenta su optimo contenido de humedad.

• Después de realizados los ensayos para determinar la capacidad portante del suelo

mejorado se puede concluir que, aunque la adición de 40% y 50% de RCD a la

subrasante genera un aumento significativo en esta cualidad, se hacen innecesarias

estas combinaciones ya que el porcentaje óptimo para alcanzar un CBR de 10%, como

lo indica la norma INVIAS para subrasantes mejoradas, se logra con el 30% de RCD.

• Seguidamente del análisis de resultados concluimos que, aunque las 3 combinaciones

sugeridas cumplen con los requisitos para valores de CBR según la norma INVIAS,

ninguna de estas logra cumplir las exigencias en gradación, ya que el porcentaje de

material que pasa por el tamiz #200 en todos los casos es mayor a los límites

establecidos.

• Para estudios de casos similares a este, se recomienda realizar una selección del

material RCD, excluyendo las partículas finas, conservando las gravas y arenas, de

tal manera que se alcance el requisito del CBR y que la gradación cumpla con lo

exigido por la norma.

• Se recomienda seguir investigando este tipo de estudios en diferentes puntos de la

localidad de Rafael Uribe Uribe pues, al continuar recopilando información, estos

métodos de reutilización podrían ser sostenibles, ayudando al medio ambiente y

reduciendo costos. Además, se podría obtener un ponderado del comportamiento de

los suelos en esta localidad al ser mejorados con RCD y así, en futuras

investigaciones, dar alcance al resto de localidades.

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