Estimación de la resistencia monotónica en materiales granulares marginales como alternativa para la construcción de vías

Abstract

La investigación estudia experimentalmente las propiedades mecánicas de materiales granulares marginales, con el fin de determinar si son aptos para su utilización como subbases granulares en Colombia. El material de estudio es una subbase granular con tamaño máximo de 38 mm, en la cual se harán reemplazos de material pasa tamiz #200 por caolín y/o bentonita, cuyas características permiten crear una dosificación que sobrepasa los límites de plasticidad de las especificaciones. La primera parte de la investigación consistió en caracterizar los materiales que conforman la subbase granular SBG-38 (granulometría, hidrometría, equivalente de arena, peso específico de finos y gruesos, desgaste MicroDeval, desgaste en la Máquina de los Ángeles), posteriormente se definieron reemplazos de 5%, 10%, 15% y 20% de caolín y/o bentonita por el material pasa tamiz #200, estableciendo dos tipos diferentes de muestras, aquellas donde el reemplazo del material pasa tamiz #200 se hizo por 100% de caolín, y aquellas donde el reemplazo se llevó a cabo con un 90% de caolín y un 10% de bentonita, buscando cambiar el índice de plasticidad del material fino de la subbase granular. Después, mediante el ensayo de Proctor modificado se obtuvo la humedad óptima y el peso específico seco de los distintos tipos de muestras. Seguido, se fabricaron probetas para los distintos reemplazos con el fin de determinar su comportamiento mecánico mediante el ensayo CBR, ensayo de compresión simple (CS) y ensayo de resistencia a la tracción indirecta (RTI). Finalmente, se realizó la comparación de los valores de resistencia obtenidos con los requisitos de la norma vigente colombiana para la construcción de subbases granulares del INVIAS y se correlacionó el contenido de caolín y/o bentonita en las muestras, con los resultados de los ensayos de resistencia monotónica. Por último, se analizaron y compararon los resultados obtenidos, se determinó que los materiales granulares marginales son aptos, en términos de resistencia porcentual, para la construcción de subbases, siempre y cuando, el reemplazo de material pasa tamiz #200 por caolín y/o bentonita sea bajo. A pesar de esto, es importante resaltar que en términos de límites de consistencia el material de estudio no cumple con los mínimos establecidos en la normativa colombiana para subbases granulares, por lo cual, el drenaje se convierte en un parámetro de vital importancia para la aplicación de estos.