Evaluación geotécnica de materiales locales de la región del Vichada para uso en carreteras de su malla vial secundaria y terciaria

Abstract

Surge como necesidad el aprovechar, para zonas apartadas de Colombia, donde los recursos de inversión en su red vial son casi inexistentes, el potencial que deriva de la explotación in situ de fuentes de material para conformación de terraplenes en las proximidades a los proyectos viales. En consecuencia, y dada la carencia de vías que permitan la adecuada conexión regional en el departamento del Vichada y así su competitividad económica y demás aspectos que implican desarrollo social, este trabajo escrito pretende la evaluación de los materiales pétreos de las zonas circundantes del corredor vial entre los Municipios de La Primavera y Puerto Carreño, sector La Primavera – La Defensa (Caño La Defensa), con el propósito de determinar sus propiedades mecánicas y de desempeño para la malla vial secundaria y terciaria, en condiciones naturales y estabilizadas con cal y cemento. Con el fin de identificar una mezcla que mejore la mecánica del material, y con ayuda de sus condiciones de índice de plasticidad y de porcentaje que pasa el tamiz No. 200, se establece como mejoradores para el presente trabajo a la cal hidratada y al cemento portland. Dichos cementantes y/o activadores en la estabilización del suelo de estudio, identifican una fórmula de trabajo que permita mejorar la mecánica del material, estableciendo mezclas con porcentajes de dosificación del 3%, 4% y 5% para las mezclas de suelos + cal (Según establece ASTM D-6276-03) y de 3%, 5% y 7% para mezclas de suelos + cemento (obedeciendo a recomendaciones del Articulo 350-13 del INVIAS). Para tales mezclas se analizaron las propiedades del suelo a 3, 7 y 14 días. Para los suelos analizados, se evaluó el comportamiento frente a su potencial de hidrogeno – pH, perdidas de humedad, límites de consistencia, absorción y succión del suelo, resistencia a la compresión simple y velocidades de onda. Dicho proceso de evaluación permitió establecer mezclas con cal y cemento del 4.0% y 3.6% respectivamente como concentraciones de trabajo óptimas, con las que posteriormente se pretendió establecer mediante pruebas cíclicas de cargas evaluar un desempeño del material. Finalmente, y por los resultados encontrados, tanto en respuesta a cargas monotónicas como cíclicas, podemos denotar un mejor comportamiento para las resistencias en las mezclas con cemento. Aun cuando es importante resaltar las reducciones en el índice de plasticidad, la mayor afectación del pH del suelo y los beneficios en las propiedades hidrófobas que las mezclas con cal demostraron en la presente experiencia.

Abstract: Emerges as a need take advantage, for remote areas of Colombia, where the investments resources in your road network are almost nonexistent, the potential that derives of on- site exploitation from sources of material for shaping embankments in the vicinity of road projects. In consequence, and given the lack of roads that allow adequate regional connection in the department of Vichada and thus its economic competitiveness and other aspects that imply social development, this written work intends the evaluation of stone materials of the surrounding areas of the road corridor between the municipalities of La Primavera and Puerto Carreño, sector La Primavera – La Defensa (Caño La Defensa), with the purpose to determine its mechanical and performance properties for the secondary and tertiary road network, in natural conditions and stabilized with lime and cement. To identify a mixture that improves the mechanics of the material, and with the help of its conditions of index and percentage plasticity that passes the sieve No. 200, it is established as improvers for this work of hydrated lime and portland cement. These cementing agents and / or activators in the stabilization of the study soil, identify a working formula that allows to improve the mechanics of the material, establishing mixtures with dosage percentages of 3%, 4% and 5% for mixtures soil + lime ( According to ASTM D-6276-03) and 3%, 5% and 7% for mixtures soil + cement (according to recommendations of Article 350-13 of INVIAS). For such mixtures the soil properties were analyzed at 3, 7 and 14 days. For the soils analyzed, the behavior against its hydrogen-pH potential, moisture losses, consistency limits, soil absorption and suction, resistance to simple compression and wave velocities was evaluated. This evaluation process allowed to establish mixtures with lime and cement of 4.0% and 3.6% respectively as optimal working concentrations, with which it was subsequently sought to establish through a cyclic load tests to evaluate the performance of the material. Finally, and due to the results found, both in response to monotonic and cyclic loads, we can denote a better performance for resistance in cement mixtures. Although it is important to highlight the reductions in the plasticity index, the greater impact on soil pH and the benefits in hydrophobic properties that mixtures with lime demonstrated in the present experience.