����������������������������������������������������������������������������������

 

 

Estabilizaci�n de la subrasante mediante cal y cemento para una obra vial, ubicada en Rocafuerte-Tosagua sector El Junco

�

Stabilization of the subgrade using lime and cement for a road work, located in Rocafuerte-Tosagua sector El Junco

 

Estabiliza��o do subleito com cal e cimento para uma obra rodovi�ria, localizada no setor Rocafuerte-Tosagua El Junco

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correspondencia: czamora0785@utm.edu.ec

 

Ciencias T�cnicas y Aplicadas

Art�culo de Investigaci�n

��

* Recibido: 01 de octubre de 2023 *Aceptado: 30 octubre de 2023 * Publicado: �22 de noviembre de 2023

 

        I.            Departamento de Construcciones Civiles. Facultad de Ciencias Matem�ticas, F�sicas y Qu�micas. Universidad T�cnica de Manab�, Portoviejo, Manab�, Ecuador.

      II.            Departamento de Construcciones Civiles. Facultad de Ciencias Matem�ticas, F�sicas y Qu�micas. Universidad T�cnica de Manab�, Portoviejo, Manab�, Ecuador.

Resumen

La estabilizaci�n de las subrasante mediante la utilizaci�n de agentes cementantes (cal y cemento), genera cambios representativos en la oposici�n del suelo estudiado. El actual estudio fue ejecutado en dos fases, en la cual la primera buscaba caracterizar el suelo extra�do de cada una de las calicatas objeto de estudio, del cual se pudo obtener una clasificaci�n A-7-5. Dentro la segunda fase correspondiente a la estabilizaci�n como tal del suelo originario de la calicata n�mero 3, con los agentes estabilizantes cal y cemento, mismo que hacen parte de la preparaci�n, creaci�n y curado de los cilindros, aplicando distintos porcentajes entre ellos el 2 y 4%, valorando como variable primordial el CBR tras su inserci�n y su densidad m�xima. Dentro del procedimiento de estabilizaci�n se aplic� al suelo retirado o extra�do del sector el Junco entre Rocafuerte y Tosagua, en donde se encontr� que exist�a una mejora significativa a la hora de aplicar el 2% de ambos adictivos cementantes. El porcentaje de 4% logr� mejorar significativamente la resistencia original del suelo, clasificando la subrasante como buena y muy buena, siendo este el valor porcentual m�s recomendable para la estabilidad con agentes cementantes.

Palabras Clave: Cemento; Cal; Subrasante; Resistencia; Estabilidad; Agentes cementantes.

 

Abstract

The stabilization of the subgrade through the use of cementing agents (lime and cement) generates representative changes in the opposition of the soil studied. The current study was carried out in two phases, in which the first sought to characterize the soil extracted from each of the pits under study, from which a classification A-7-5 could be obtained. Within the second phase corresponding to the stabilization as such of the soil originating from pit number 3, with the stabilizing agents lime and cement, which are part of the preparation, creation and curing of the cylinders, applying different percentages including 2 and 4%, assessing the CBR after insertion and its maximum density as the primary variable. Within the stabilization procedure, it was applied to the soil removed or extracted from the El Junco sector between Rocafuerte and Tosagua, where it was found that there was a significant improvement when applying 2% of both cementitious additives. The percentage of 4% managed to significantly improve the original resistance of the soil, classifying the subgrade as good and very good, this being the most recommended percentage value for stability with cementing agents..

Keywords: Cement; Lime; Subgrade; Endurance; Stability; Cementing agents.

 

Resumo

A estabiliza��o do subleito atrav�s da utiliza��o de agentes ciment�cios (cal e cimento) gera altera��es representativas na oposi��o do solo estudado. O presente estudo foi realizado em duas fases, em que a primeira procurou caracterizar o solo extra�do de cada uma das covas em estudo, de onde se p�de obter a classifica��o A-7-5. Na segunda fase correspondente � estabiliza��o propriamente dita do solo proveniente da cava n�mero 3, com os agentes estabilizantes cal e cimento, que fazem parte da prepara��o, confec��o e cura dos cilindros, aplicando diferentes percentagens incluindo 2 e 4%, avaliando o CBR ap�s a inser��o e sua densidade m�xima como vari�vel prim�ria. Dentro do procedimento de estabiliza��o foi aplicado ao solo retirado ou extra�do do setor El Junco entre Rocafuerte e Tosagua, onde se constatou que houve uma melhoria significativa ao aplicar 2% de ambos os aditivos ciment�cios. O percentual de 4% conseguiu melhorar significativamente a resist�ncia original do solo, classificando o subleito como bom e muito bom, sendo este o valor percentual mais recomendado para estabilidade com agentes ciment�cios.

Palavras-chave: Cimento; Lima; Subleito; Resist�ncia; Estabilidade; Agentes cimentantes.

 

Introducci�n

En la actualidad en la provincia de Manab� los suelos tienden a ser expansivos lo que dificulta la estabilizaci�n de los suelos y las construcciones de obras civiles como por ejemplo en zonas residenciales y obras viales (Buitron & Enr�quez, 2018). Con base a lo antes mencionado, se plantea la siguiente investigaci�n la cual busca platear una alternativa para evitar incontinentes (inestabilidad y plasticidad), en este tipo de suelo del sector el Junco ubicado en Rocafuerte-Tosagua. Vel�squez (2018) menciona que la Influencia del cemento Portland tipo I al estabilizar un suelo arcilloso mejora notablemente sus caracter�sticas del suelo, el cual se ve una reducci�n en el �ndice de plasticidad (IP) y un incremento en su CBR del 1.30% al 13.75% al 95% de su densidad m�xima seca (95% DSM) adicionando proporciones entre 1,3 y 5% de cemento, para darle uso a una subrasante de regular a buena, logrando obtener un porcentaje �ptimo de un 4% de su estabilizante. Seg�n G�mez, Guill�n & Gallardo (2016) consideran que, al a�adir elementos qu�micos como cal y cemento, resulta un proceso pr�ctico para el mejoramiento de suelos para emplear como elemento base de una infraestructura. No obstante, la estabilizaci�n de subrasante es uno de los procesos en la construcci�n y la ingenier�a civil que implica como tal la mejora y el fortalecimiento de la capa de suelo natural que se encuentra debajo de una carretera, pavimento u otra estructura.

Cabe recalcar que la "subrasante" se refiere a la capa de suelo natural ubicada debajo de la estructura de una carretera, pavimento o plataforma de construcci�n (Ospina, Chaves, & Jim�nez, 2020). Uno de los estudios realizados por S�nchez (2014), demostr� mediante un an�lisis a los suelos expansivos, que el uso de la cal y cemento permite reducir la plasticidad y el potencial expansivo del suelo. Es importante mencionar seg�n lo expuesto por Sobrevila (2015), que la estabilizaci�n de subrasante es crucial para garantizar la longevidad y el rendimiento de las carreteras y otras estructuras, ya que, al mejorar la capacidad de carga y la resistencia del suelo subyacente, se reduce el riesgo de asentamientos y deformaciones, lo que a su vez contribuye a una infraestructura m�s segura y duradera. No obstante, la cal es utilizada como un agente estabilizador para aumentar la resistencia y la cohesi�n del suelo, lo que resulta en una subrasante m�s estable y capaz de soportar cargas y presiones; cabe recalcar que dentro del proceso de estabilizaci�n de subrasante con cal generalmente se implican diversos pasos, entre ellos: el respectivo an�lisis del suelo, la aplicaci�n de la cal, el mezclado y la compactaci�n que se pueda obtener de esta, y el curado�(Mamani, Cruz, Vega, Yllescas, & Rea, 2023). Sanchez, et al (2019), en su estudio demostr� que la estabilizaci�n de las subrasante ofrece diversos beneficios los cuales van desde la mejora de la resistencia y la capacidad de carga de los suelos, el incremento de la cohesi�n logrando con ello la reducci�n de la plasticidad de los suelos, de igual forma permite la reducci�n del potencial de asentamientos y deformaciones y finalmente permite el incremento de la durabilidad y la vida �til de las infraestructuras u obras viales. Otros estudios realizados por Realpe y Zamora (2020), establecen que dentro de la estabilizaci�n de las subrasante mediante cal y cemento es uno de los m�todos m�s utilizados dentro del campo de la ingenier�a civil. Cabe recalcar que dicho m�todo permite mejorar las propiedades de los suelos. Dentro de este proceso, tanto de la cal como el cemento act�an como agentes estabilizadores para fortalecer y mejorar la capacidad de carga y resistencia de los suelos (Llano, R�os, & Restrepo, Evaluaci�n de tecnolog�as para la estabilizaci�n de suelos viales empleando intemperismo acelerado. Una estrategia de an�lisis de impactos sobre la biodiversidad, 2020). Bajo el criterio de L�pez et al., (2017), destaca que dentro de su estudio demuestran la importancia de realizar el an�lisis de suelo, la adecuada mezcla de suelo cal y cemento, el curado del mismo y las respectivas pruebas y ajustes; en este sentido los beneficios que se logran obtener de este m�todo son de gran relevancia ya que se logra obtener una mejora adicional tanto en la resistencia como en la durabilidad del suelo. En vista del rol fundamental que tienen los estabilizantes en la construcci�n de carreteras, la finalidad de esta investigaci�n es realizar una mezcla de cal y cemento de manera individual enfocada en mejorar la estabilidad de la subrasante. Con esto se pretende tener un mejor panorama constructivo con v�as de buena calidad, con sus normas y estabilidades �ptimas�(Rufino, Machado, & Dias, 2013, p�g. 75). La presente investigaci�n permitir� estudiar si los materiales antes mencionados poseen las condiciones mec�nicas adecuadas para mejorar los subrasante del suelo del sector El Junco del cant�n Rocafuerte - Tosagua, si aporta de forma directa en una mayor estabilizaci�n.

 

Estabilizaci�n de subrasante

J�come & Ortiz (2022), establecen que la estabilizaci�n de subrasante se encuentra enfocada a aumentar la capacidad de carga y la resistencia de los suelos, lo que contribuye a una base s�lida y duradera para la construcci�n de infraestructuras; no obstante, dentro de su estudio mencionan diversas t�cnicas y m�todos los cuales son utilizados para lograr la estabilizaci�n de subrasante, y la elecci�n de la t�cnica depender� de las caracter�sticas del suelo y de los requerimientos espec�ficos del proyecto; de igual forma algunas de las t�cnicas m�s comunes para la estabilizaci�n de subrasante incluyen lo siguiente:

Mezcla de suelos: Consiste en mezclar el suelo existente con materiales estabilizadores, como cemento, cal o cenizas volantes. Estos materiales reaccionan qu�micamente con el suelo para mejorar su resistencia y cohesi�n.

Compactaci�n: Este m�todo implica la aplicaci�n de fuerzas de compresi�n para densificar y compactar la subrasante, lo que aumenta su capacidad de soporte.

Geotextiles y geogrillas: Se colocan materiales geotextiles o geogrillas en la subrasante para mejorar su resistencia y distribuir las cargas de manera uniforme.

Inyecci�n de resinas: Se inyectan resinas u otros materiales en el suelo para mejorar su resistencia y estabilidad.

Estabilizaci�n qu�mica: Implica la aplicaci�n de productos qu�micos que modifican las propiedades del suelo y mejoran su cohesi�n y resistencia.

Columnas de grava o pilotes: Se instalan columnas de grava o pilotes en el suelo para mejorar su capacidad de carga y estabilidad. Al mejorar la capacidad de carga y la resistencia del suelo subyacente, se reduce el riesgo de asentamientos y deformaciones, lo que a su vez contribuye a una infraestructura m�s segura y duradera.

Es importanmencionar que de acuerdo con la publicacion realizada por el Ministerio de Transporte y Comunicaciones (2008), las subrasantes se clasifican en funcion de la relacion de soporte de California (CBR), para lo cual se tomara en cuenta el manual de dise�o de careteras pavimentadas, en el cual se establecen las categorias que se presentan en la tabla 1.

 

Tabla 1. Categor�as de subrasante, seg�n el CBR. (Ministerio de transportes y Comunicaciones, 2008)

 

Clasificaci�n	CBRdise�o
S0: Subrasante muy pobre	< 3%
S1: Subrasante pobre	3% - 5%
S2: Subrasante regular	6 - 10%
S3: Subrasante buena	11 - 19%
S4: Subrasante muy buena	> 20%

 

Estabilizaci�n de la subrasante mediante cal y cemento

Llanos, et al., (2020), afirman que la estabilizaci�n realizada mediante la cal y cemento es uno de los m�todos m�s utilizados en el campo de la ingenier�a civil, ya que este permite mejorar las propiedades del suelo natural el cual se encuentra debajo de las obras viales u estructura; cabe recalcar que, en este proceso, tanto la cal como el cemento act�an como agentes estabilizadores los cuales permiten fortalecer y mejorar la capacidad de carga y la resistencia del suelo como tal. Sin embargo, para que dicho m�todo sea ejecutado de manera eficiente, es necesario realizar los siguientes procedimientos (Rivera, Aguirre, Mej�a de Guti�rrez, & Orobio, 2020).

An�lisis de suelo: Al igual que con otros m�todos de estabilizaci�n, el suelo existente se analiza minuciosamente para determinar sus propiedades y caracter�sticas, esto ayuda a determinar las proporciones correctas de cal y cemento que se usar�n en la mezcla (Rivera, Aguirre, Mej�a de Guti�rrez, & Orobio, 2020).�

Mezcla de cal y cemento: La cal y el cemento se mezclan con tierra en una proporci�n determinada, con el objetivo de aprovechar las ventajas de ambos estabilizantes para mejorar de forma m�s significativa las propiedades del suelo� (Rivera, Aguirre, Mej�a de Guti�rrez, & Orobio, 2020).

Mezclado y compactaci�n: Se mezcla una mezcla de tierra, cal y cemento hasta que quede suave y luego se compacta con un equipo especial, cabe recalcar que la compactaci�n ayuda a compactar la mezcla y mejorar la durabilidad del suelo (Rivera, Aguirre, Mej�a de Guti�rrez, & Orobio, 2020).�

Curado: Despu�s de la compactaci�n, se deja curar la mezcla durante un per�odo de tiempo determinado, durante este endurecimiento se produce una reacci�n qu�mica entre la cal, el cemento y el suelo, lo que contribuye a mejorar las propiedades del suelo (Llano, R�os, & Restrepo, 2020).�

Pruebas y ajustes: Se realizan pruebas de laboratorio y de campo para evaluar la efectividad de la estabilizaci�n y garantizar que se cumplan los requisitos de resistencia y capacidad de carga (Rivera, Aguirre, Mej�a de Guti�rrez, & Orobio, 2020).

Es importante recordar que la elecci�n de la proporci�n adecuada de cal y cemento y el correcto uso de la tecnolog�a depende de las caracter�sticas del suelo y de las necesidades del proyecto. Sin embargo, seg�n lo expuesto por Elizondo & Sibajo (2008), los agentes estabilizadores de suelo mas recomendados se encuentran plasmados en la tabla 2 que se presenta a continuaci�n:

 

Tabla 2. Aditivos para la estabilizaci�n de suelos.�(Elizondo & Sibajo, 2008)

�rea	Suelo	Aditivo recomendado	Restricciones en LL � IP del suelo	Restricciones del % pasa tamiz 200	Observaciones
1A	SW, SP	Asfalto	IP<=25
		Cemento
		Cal-cemento-ceniza
1B	SW-SM	Asfalto	IP<=10
	SP-SM	Cemento	IP<=30
	SW-SC	Cal	IP<=12		La cal sola no suele conducir a estabilizaciones aptas para capas de base (1)
	SP-SC	Cal-cemento- ceniza	IP<=25
1C	SM, SC	Asfalto	IP<=10	<=30%
	SM, SC	Cemento	IP<=20+(50-PASA N� 200)/4
		Cal	IP<=12		Ver (1)
		Cal-cemento-ceniza	IP<=25
2A	GW,GP	Asfalto			Solo material bien gradado (2)
		Cemento			El material debe tener 45% o m�s pasa No.4 (3)
		Cal-cemento-ceniza	IP<=25
2B	GW-GM	Asfalto	IP<=10		Ver (2)
	GP-GM	Cemento			Ver (3)
	GW-GC	Cal	IP<=12		Ver (1)
	GP-GC	Cal-cemento-ceniza	IP<=25
2C	GM, GC�������������� GM, GC	Asfalto	IP<=10	<=30%	Ver (2)
		Cemento	IP<=20+(50-PASA 200)/4		Ver (3)
		Cal	IP<=12		Ver (1)
		Cal-cemento-ceniza	IP<=25
3	CH,CL, MH,ML������ CL-ML���������������� CH-MH����������� OL-OH	Cemento	LL <40, IP<20		Suelos org�nicos y muy �cidos no son estabilizables por medios convencionales
		Cal	IP>=12		Ver (1)

 

Influencia de la cal y cemento en las caracter�sticas de la subrasante

La influencia de la cal y el cemento en las caracter�sticas de la subrasante es significativa y tiene un impacto positivo en diversas propiedades del suelo, ya que ambos componentes funcionan como agentes estabilizadores de suelos, mejorando con ello la resistencia y la cohesi�n del mismo y suministrando a su vez una base s�lida para la construcci�n de carreteras u otras infraestructuras viales (Zavala, y otros, 2022). A continuaci�n, bajo el criterio de Gongora (2019), se refieren algunas de las formas en la que estos agentes afectan las caracter�sticas de la subrasante:

Mejora de la resistencia: Tanto la cal como el cemento ayudan a aumentar la resistividad del suelo, ya que la cal reacciona qu�micamente con las part�culas del suelo para formar compuestos que aumentan la cohesi�n y la resistencia al corte, mientras que el cemento, forma un gel que recubre las part�culas del suelo y se endurece con el tiempo, aumentando la resistencia general de la mezcla (Gongora, 2019).

Cohesi�n y plasticidad: La adici�n de cal y cemento reduce la plasticidad del suelo en la construcci�n de obras civiles, lo que ayuda a reducir la expansi�n y contracci�n debido a los cambios de humedad, de esta forma, la superficie de la carretera se vuelve m�s estable y menos deformada (Gongora, 2019).

Durabilidad y vida �til: La combinaci�n de estos agentes permiten mejorar la durabilidad del suelo, lo que extiende la vida �til de la infraestructura construida sobre �l; sin embargo, la reacci�n qu�mica entre la cal, el cemento y el suelo ayuda a crear una base m�s resistente a los elementos ambientales y al tr�fico (Zavala, y otros, 2022).

Capacidad de carga: Este tipo de estabilizaci�n incrementa la capacidad de carga de la subrasante, lo que permite que la estructura sobre ella pueda soportar cargas m�s pesadas sin sufrir deformaciones excesivas (Gongora, 2019).

Reducci�n de asentamientos: Una mayor resistencia y cohesi�n del suelo reduce el potencial de asentamiento diferencial, que es fundamental para mantener la integridad de un pavimento u otra infraestructura (Gongora, 2019).

Reducci�n de erosi�n: La estabilizaci�n con cal y cemento puede reducir la erosi�n del suelo, debido a que los estabilizadores ayudan a mantener juntas las part�culas del suelo y evitan que sean arrastradas durante las fuertes lluvias (Gongora, 2019).

Facilitaci�n de la construcci�n: La base estabilizada con cal y cemento permite una construcci�n m�s eficiente, proporcionando una base m�s fuerte y uniforme para el trabajo (Zavala, y otros, 2022).

La adici�n de cal y cemento para estabilizar la base mejora las propiedades del suelo, lo que da como resultado una base de construcci�n de carreteras m�s fuerte, resistente y duradera; Sin embargo, es necesario un an�lisis detallado del suelo para una estabilizaci�n exitosa y el logro de los objetivos del proyecto (Gongora, 2019).

 

Materiales y m�todos

M�todos para la estabilizaci�n de la subrasante mediante cal y cemento.

Seg�n lo expuesto por Arrieta, Navas, & Sibaja (2010), existen varios m�todos para llevar a cabo la estabilizaci�n de la subrasante mediante cal y cemento en proyectos de construcci�n, especialmente en obras viales; A continuaci�n, se establecen los m�todos m�s comunes utilizados para lograr una adecuada estabilizaci�n de la subrasante:

Mezclado en sitio: En este m�todo, la cal, el cemento y el suelo existente se mezclan en el sitio, generalmente utilizando equipos especializados como fresadoras o estabilizadores de suelo; la mezcla in situ garantiza una distribuci�n uniforme del material y una mejor proporci�n de mezcla y control de calidad (Arrieta, Navas, & Sibaja, 2010).

Mezclado Centralizado: En este m�todo, la cal, el cemento y la tierra se mezclan en una planta central y luego se transportan al lugar de trabajo; esto es especialmente �til para proyectos m�s grandes donde la consistencia de la mezcla es fundamental (Arrieta, Navas, & Sibaja, 2010).

Sistema de procesamiento en fr�o: este m�todo implica eliminar la capa de suelo existente y luego mezclar cal, cemento y tierra en una planta de procesamiento en fr�o. Luego la mezcla se llena y compacta a nivel del suelo; este enfoque es eficaz para mejorar la calidad del suelo existente y reciclar materiales in situ (Arrieta, Navas, & Sibaja, 2010).

Inyecci�n de cal y cemento: En este m�todo, la cal y el cemento se inyectan en el suelo a trav�s de perforaciones realizadas en la subrasante. Los estabilizadores reaccionan con el suelo circundante y mejoran sus propiedades; el mismo es particularmente �til en terrenos con acceso limitado o en �reas ambientalmente sensibles (Arrieta, Navas, & Sibaja, 2010).

Estabilidad profunda: para proyectos donde la superficie de la carretera es particularmente d�bil o requiere una alta capacidad de carga, se pueden colocar bajo tierra columnas de cemento-suelo o pilotes de cal-cemento. Estos pilares aumentan la fuerza y la coherencia del suelo profundo (Arrieta, Navas, & Sibaja, 2010).

Independientemente del m�todo utilizado, es importante realizar pruebas de laboratorio y de campo para ajustar la cantidad de cal y cemento para garantizar que se cumplan los requisitos de dise�o y calidad (Arrieta, Navas, & Sibaja, 2010). Tambi�n se deben seguir procedimientos de construcci�n adecuados para garantizar una estabilizaci�n eficaz y a largo plazo del subsuelo.

 

Dise�o experimental

La extracci�n de la muestra para el estudio (suelo arcilloso) se la realizo en v�a Rocafuerte -Tosagua sitio el Junco de la provincia de Manab�, para lo cual fue necesario realizar 3 calicatas, teniendo en cuenta que estas tuvieron una distancia de 800 metros una de la otra; las mismas tuvieron 1,5 metros de profundidad referenciado al suelo de la subrasante del sitio, seguido, las propiedades del suelo natural se identifica por varia pruebas de laboratorio como granulometr�a, l�mites de Atterberg (L�mite L�quido y L�mite Pl�stico), humedad natural, ensayo de Proctor y ensayo de C.B.R.

No obstante, dentro de la determinaci�n del C.B.R., se tomaron en cuenta tres estratos de dise�o, en donde el primer estrato hace referencia a una muestra patr�n, para lo cual se elegir� el m�s cr�tico. No obstante, se instauraron dos niveles los cuales incluyeron en ambos cementantes, con el 2% y el 4% sobre el peso seco del adherido suelo de subrasante.

Por otra parte, las variables dependiente fue el C.B.R., en condici�n de inmersi�n y el �ndice de plasticidad en el suelo estabilizado. Los cil�ndricos se compactaron a la humedad optima del suelo, dentro de ello con diversas energ�as y con su respectivo curado antepuesto a 7 d�as, este proceso con la finalidad de obtener un �ndice de C.B.R., luego de 4 d�as de su inmersi�n.

Seguido, se presentan los resultados logrados en los ensayos ejecutados (tabla 3), en primera instancia para el suelo patr�n en condici�n m�s cr�tica y luego con la integraci�n de los dos adictivos cementantes en proporciones (2% y 4%).

Tabla 3. Caracterizaci�n del suelo natural

 

 

Resultados

Resultados de la estabilizaci�n del suelo con cemento

Finalmente, una vez ejecutado el respectivo procedimiento para la estabilizaci�n de la subrasante mediante cal y cemento para una obra vial en el sitio el Junco de la provincia de Manab� se obtuvieron los siguientes resultados. En la figura 1 el cual corresponde al C.B.R., con la densidad del suelo seco, conseguida para las tres energ�as de compactaci�n. Para la estabilizaci�n del suelo con el 2% de cemento en comparaci�n con la calicata 3 la diferencia que se obtuvo fue del 15 veces m�s. Sin embargo, el suelo estabilizado con el 4% tubo un incremento de manera considerable, consiguiendo con ello una resistencia de m�s de 20 veces, para los diversos valores de energ�a aplicada.

 

Figura 1. Densidad del suelo vs CBR, para el suelo natural y el suelo estabilizado con el 2% y 4% de cemento.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Por otra parte, dentro de la figura 2 se encuentran los resultados obtenidos de las relaciones existentes entre la densidad seca y la h�meda, de lo cual se obtuvo una densidad m�xima 1200 kg/m³ valor correspondiente al suelo natural. Sin embargo, para la estabilizaci�n del suelo con el 2% de cemento se logr� obtener una densidad m�xima de 1617 kg/m³, mientras que en la estabilizaci�n con el 4% de cemento fue de 1662 kg/m³. Con base a los resultados obtenidos, se puede visualizar una diferenciaci�n significativa en las densidades m�ximas, de la misma manera en las humedades de suelo.

 

Figura 2. Gr�ficos de densidad y humedad para el suelo natural y las mezclas de suelo cemento con los contenidos de cemento de 2% y 4%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Resultados de la estabilizaci�n del suelo con cal

En cuanto a los resultados obtenidos en la estabilizaci�n del suelo con cal, en la figura 3 se puede apreciar la relaci�n del C.B.R., con la densidad seca del suelo, conseguidas para las 3 energ�as de compactaci�n. Para la estabilizaci�n del suelo con el 2% de cal en comparaci�n con la calicata 3 la diferencia obtenida es un incremento de 5 veces m�s con el suelo natural. No obstante, el suelo estabilizado con el 4% tubo un aumento considerable, ya que su resistencia incremento m�s de 8 veces, para los diversos valores de energ�a aplicada.

 

Figura 3 Densidad del suelo vs CBR, para el suelo natural y el suelo estabilizado con el 2% y 4% de cal.

Finalmente, en la figura 4 se establecen las relaciones existentes entre la densidad h�meda y seca de compactaci�n, de lo cual se obtuvo como resultado una densidad m�xima de 1200 kg/m³ para el suelo natural. Por otra parte, para el suelo estabilizado con el 2% de cal se logr� conseguir una densidad m�xima de 1558 kg/m³, mientras que en la estabilizaci�n con el 4% de cal fue del 1596 kg/m³.

 

Figura 4. Densidad y humedad para el suelo natural y las mezclas de suelo cemento con los contenidos de cal de 2% y 4%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Resultados de la estabilizaci�n del suelo con cemento.

En la figura 5, se comprueba que entre el cemento y cal al 2%, donde obtenemos una mejor capacidad portante del suelo es con el cemento al 2% con un CBR de 23,4% a una densidad de 1536 Kg/cm³.

 

Figura 5. Comparativo de Densidad del suelo vs CBR, para el suelo natural y el suelo estabilizado con el 2% de cemento y 2% de cal.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

En la figura 6, se comprueba que entre el cemento y cal al 4%, donde obtenemos una mejor capacidad portante del suelo es con el cemento al 4% con un CBR de 32 % a una densidad de 1461 Kg/cm³.

 

Figura 6. Comparativo de Densidad del suelo vs CBR, para el suelo natural y el suelo estabilizado con el 4% de cemento y 4% de cal.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Conclusi�n

• De las pruebas de caracterizaci�n ejecutados en las 3 calicatas, se clasifico al suelo natural seg�n la norma AASHTO como un A-7-5, con un CBR inferior al 3%, por lo que se lo cataloga como una subrasante no recomendada seg�n se encuentra establecido en el Manual de dise�o de carreteras pavimentadas de bajo volumen de tr�nsito.
• Dentro del estudio realizado la muestra m�s cr�tica fue la calicata 3 por tener par�metros f�sicos - mec�nicos m�s de favorables que se la cataloga como una arcilla de baja plasticidad (CL), la misma que presenta un Limite Liquido de 42,23% y un �ndice Pl�stico de 13,26%, con base a dichos porcentajes el cemento ser�a el m�s recomendable, seg�n los resultados presentados en la Tabla 2 para la estabilizaci�n de suelos, sin embargo, se determin� que ambos aditivos cementantes incrementan la resistencia del suelo.
• El suelo estabilizado con el 2% de cemento alcanz� un CBR de 25,6 %, en cambio el suelo estabilizado con el 2% de cal arrojo un porcentaje del 10,6 %, ambos resultados son mayores al 10 y 20% por lo cual permite clasificarla como una subrasante buena y muy buena respectivamente seg�n los resultados establecidos en la categor�a de subrasante como se establece en la tabla 1.
• El CBR para el suelo estabilizado con el 4% de cemento es de 39,6 %, mientras que el suelo estabilizado con cal es de 12,9 %, ambos resultados son superiores al 11 y 20% clasificando el suelo como una subrasante buena y muy buena respectivamente seg�n la tabla 1.

 

Referencias

Arrieta, F., Navas, A., & Sibaja, D. (2010). Efecto de la cal en la estabilizaci�n de subrasantes. Ingenier�a, 20(1-2), 93-108. Obtenido de https://www.redalyc.org/pdf/441/44170524007.pdf

Buitron, S., & Enr�quez, A. (julio de 2018). Estudio de la estabilizaci�n de arcillas expansivas de Manab� con ceniza del volc�n Tungurahua. Obtenido de https://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/19654/1/CD-9058.pdf

Elizondo, F., & Sibajo, D. (2008). Gu�a para la estabilizaci�n o mejoramiento de rutas no pavimentadas. Costa Rica: Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales. Obtenido de https://www.lanamme.ucr.ac.cr/repositorio/bitstream/handle/50625112500/1468/UI-06-07%20Gu%c3%ada%20para%20la%20estabilizaci%c3%b3n%20o%20mejoramiento%20de%20rutas%20no%20pavimentadas.pdf?sequence=2&isAllowed=y

G�mez P�rez, L. E., Guill�n Acosta, W. F., & Gallardo Amaya, R. (2016). Variability of mechanical properties for compressible clayey soils stabilized with cementitious material. Revista Tecnura, 95-107.

Gongora, C. (2019). Influencia de la cal y el cemento portland tipo I en la subrasante de la trocha del distrito de Chillia, provincia de Patas - 2019. Obtenido de Univercidad Privada del Norte: https://hdl.handle.net/11537/21168

J�come, G., & Ortiz, E. (2022). Estabilizaci�n de un suelo de subrasante de carretera con el sistema consolid. INGENIAR, 5(10). doi:https://doi.org/10.46296/ig.v5i10edespag.0061

Llano, E., R�os, D., & Restrepo, G. (2020). Evaluaci�n de tecnolog�as para la estabilizaci�n de suelos viales empleando intemperismo acelerado. Una estrategia de an�lisis de impactos sobre la biodiversidad. TecnoL�gicas, 49, 185-199. doi:https://doi.org/10.22430/22565337.1624

Llano, E., R�os, D., & Restrepo, G. (2020). Evaluaci�n de tecnolog�as para la estabilizaci�n de suelos viales empleando intemperismo acelerado. Una estrategia de an�lisis de impactos sobre la biodiversidad. TecnoL�gicas, 23(49), 185-198. doi:http://orcid.org/https://doi.org/10.22430/22565337.1624

L�pez Sumarriva, J. J., & Ortiz Pinares, G. (2018). Estabilizaci�n de suelos arcillosos con cal para el tratamiento de la subrasante en las calles de la urbanizaci�n San Luis de la ciudad de Abancay. Apur�mac, Per�: Tesis para obtener el t�tulo profesional de Ingeniero Civil.

Mamani, G., Cruz, S. D., Vega, C., Yllescas, P., & Rea, W. (2023). Estabilizaci�n de la subrasante con ceniza de quinua y cal en la Carretera Lago Sagrado, Puno, Per�. Infraestructura Vial, 25(44). doi:http://dx.doi.org/10.15517/iv.v25i44.53569

Ospina, M. �., Chaves, S. B., & Jim�nez, L. M. (26 de febrero de 2020). Mejoramiento de subrasantes de tipo arcilloso mediante la adici�n de escoria de acero. Rev.investig.desarro.innov, 11(1), 185-196. Obtenido de http://www.scielo.org.co/pdf/ridi/v11n1/2389-9417-ridi-11-01-185.pdf

Rivera, J., Aguirre, Mej�a de Guti�rrez, R., & Orobio, A. (2020). Estabilizaci�n qu�mica de suelos - Materiales convencionales y activados alcalinamente. Informador T�cnico, 84(2), 202-226. doi: doi:http://doi.org/10.23850/22565035.2530

Rufino, J., Machado, I., & Dias, Y. (2013). Determinaci�n de mezclas de suelo estabilizado a partir de recursos de biomasa locales para mejorar la calidad de las viviendas construidas por la poblaci�n del territorio de Uige, Angola. Revista ingenier�a de construcci�n, 28(1), 63-80. doi:http://dx.doi.org/10.4067/S0718-50732013000100004

S�nchez Alb�n, M. A. (2014). Estabilizaci�n de suelos expansivos con cal y cemento en el sector Calcical del cant�n Tosagua provincia de Manab�. Quito: Tesis para obtener el t�tulo profesional de Ingeniero Civil.

Sobrevila, M. A. (2015). Ingieneria Civil. L�mpsakos, 13.

Toraic Corral, J. (2017). Cal-Cemento como material de construcci�n. Redalyc, 521-523.

Vel�squez Pereyra, C. (2018). Influencia del cemento portland tipo I en la estabilizaci�n del suelo arcilloso de la subrasante de la avenida Dinamarca, sector La Molina. Cajamarca: Tesis para obtener el t�tulo profesional de Ingeniero Civil.�

Hern�ndez, E. H. O., Moncayo, E. H. O., S�nchez, L. K. M., & de Calderero, R. P. (2017). Behavior of clayey soil existing in the portoviejo cant�n and its neutralization characteristics. International research journal of engineering, IT & scientific research, 3(6), 1-10.�

Vera, C. A. M., Delgado, J. R. G., Hern�ndez, E. H. O., & V�nces, J. J. G. (2019). An�lisis comparativo de suelo de campo y laboratorio para la medici�n de su capacidad portante con ensayos de Valor de Soporte de California (CBR) y Cono Din�mico de Penetraci�n (DCP) en la Universidad T�cnica de Manab�. Revista de Investigaciones en Energ�a, Medio Ambiente y Tecnolog�a: RIEMAT ISSN: 2588-0721, 4(2), 79-82.

�Ortiz-Hern�ndez, E., Chunga, K., Toulkeridis, T., & Pastor, J. L. (2022). Soil liquefaction and other seismic-associated phenomena in the city of Chone during the 2016 Earthquake of Coastal Ecuador. Applied Sciences, 12(15), 7867.

Ortiz Hern�ndez, E. H., & Mac�as S�nchez, L. K. (2018). An�lisis de las caracter�sticas y propiedades del asfalto convencional producido en la refiner�a de Esmeraldas, para proponer alternativas de mejoramiento de las propiedades con pol�meros. Caribe�a de Ciencias Sociales, (septiembre).

�Zavala, A., Araujo, N., Rivera, M., Valderrama, M., Llaque, G., & Calvanapon, F. (2022). Nuevas tecnolog�as en la estabilizaci�n de suelos para carreteras en el mundo. Una revisi�n sistem�tica durante los a�os 2012-2022. Tecnolog�as exponenciales y desaf�os globales: Avanzando hacia una nueva cultura de emprendimiento e innovaci�n para el desarrollo sostenible. Virtual Edition. doi:http://dx.doi.org/10.18687/LEIRD2022.1.1.147

 

 

 

� 2023 por los autores. Este art�culo es de acceso abierto y distribuido seg�n los t�rminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribuci�n-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)

(https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/).