UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES

Apellidos y Nombres:

Colos Peña Marilyn Shirley

Facultad: Ingeniería

Carrera: Ingeniería Civil

Curso: Mecánica de suelos 2

2015

Estabilización de Suelos

Suelo-Cemento

La estabilización de suelos con cemento se obtiene por mezcla de suelo, cemento y agua, y adiciones, eventualmente. La proporción de cemento utilizada en la estabilización dependerá del tipo de suelo y se determinará en laboratorio, con ensayos de resistencia y de durabilidad en probetas con distinto contenido en cemento.

Suelos que pueden emplearse:

Todos los suelos excepto:

• Muy plásticos

• Con contenidos altos de materia orgánica

• Con sales nocivas para el cemento

Condicionante de diseño de mezcla:

• Granulometría

• Plasticidad

• Sales presentes

Suelos finos plásticos: Suelo-cal

Etapas de la reacción del suelo-cemento:

• Hidratación: forma gel de CSH en la superficie de los granos de cemento y aumento del pH en el agua de poro.

• Activación de componentes del suelo: sílice alúmina y de arcilla reacciona con iones Ca (OH)2, baja el pH ambiente.

• Endurecimiento: reacciones evolucionan con el tiempo. Aumento de la rigidez y resistencia del material.

Según la Norma CE 020:

Se debe verificar que los finos pasantes del tamiz N° 200 estén entre el 5% y 35% antes de ser mezclado con el cemento.

Se puede utilizar cualquier tipo de cementos, pero se recomienda los fraguados y endurecimiento normales.

Al tener suelos orgánicos se empleara cementos de alta resistencias. En zonas de baja temperatura los suelos serán mezclados con cementos de

fraguado rápido. La capa estabilizadora tendrá un espesor de 10 cm.

El suelo será sometido a ensayo donde se comprobara su límite líquido el cual no deberá ser menor al 50% y su índice de plasticidad menor a 25%.

Los contenidos de cementos será determinados por compactación, durabilidad y compresión simple.

Para una estabilidad flexible el porcentaje de cemento esta entre 1% a 4%. Para una estabilidad rigida el porcentaje de cemente esta entre 6% a 14%.

Suelo- cal

En la estabilización con cal se mezcla el suelo con cal aérea y agua, la cal puede ser viva o apagada. Por diferencia con la mejora, la estabilización de suelos con cal es el proceso que persigue la alteración del comportamiento mecánico de un material para conseguir una resistencia estructural que podría decirse es impropia de dicho tipo de material.

Dado que en la mejora de suelos también produce alguna ganancia en consistencia, en ocasiones se establece la frontera entre estos procesos en función de un límite de incremento. Así algunos autores establecen la diferencia en una ganancia mínima de resistencia a la compresión simple sobre el valor inicial del suelo de 3,5 kg/cm2.

La estabilización de suelos con cal persigue los que se derivan de la reacción puzolánica entre la cal y los suelos arcillosos, que se producen siempre a largo plazo.

En este proceso es crítico el comportamiento y mantenimiento de las condiciones de curado del material para asegurar la producción de la reacción en su totalidad. De igual manera es muy importante asegurar la durabilidad en los efectos ante acciones externas como pueden ser las solicitaciones, las heladas, el ataque por sustancias disueltas agresivas, el lavado del medio, etc.

Ámbito de aplicación:

Dos son los objetivos principales de esta técnica, según este orden: • Desactivar total o parcialmente la actividad de las arcillas del suelo,

consiguiendo de esta forma una menor susceptibilidad al agua. Es aplicable en suelos finos con alto índice de plasticidad (superior a 12-15).

• Aumentar la resistencia mecánica del suelo hasta conseguir una capacidad portante adecuada.

Efectos de la aplicación de la Cal:

Como consecuencia de la combinación de los mecanismos descritos en el apartado anterior, la aplicación de cal a un suelo arcilloso origina una modificación en las propiedades físicas características de su comportamiento inicial. Si bien ya se ha mencionado que en función de la mineralogía del suelo y de la proporción y forma de aplicación de cal se producen unos u otros procesos en mayor o menor medida, es posible resumir y englobar los efectos más genéricos de la mejora en los que siguen:

* Reducción de la humedad natural del suelo

* Modificación de la granulometría

* Aumento de la permeabilidad

* Mayor trabajabilidad

* Reducción del índice de plasticidad

* Reducción del potencial de cambios volumétricos

* Modificación de las características de compactación

* Aumento inmediato de la consistencia

* Mayor resistencia a medio y largo plazo

SUELOS-ESCORIA

Hoy en día las escorias de acería o de otros hornos de fundición se emplean en muchas partes del mundo, en la fabricación del cemento, como agregados en la fabricación de hormigón, como material de base y sub-base en los pavimentos, en la estabilización de sub-rasantes, en la carpeta asfáltica formando parte del ligante bituminoso; en la agricultura también se ha encontrado aplicación, así como en el tratamiento de aguas residuales. Al emplearse este subproducto en construcción de infraestructura vial se evita explotar nuevas canteras, manteniendo el paisaje de la zona; como no requiere procesar los agregados se reduce el consumo de energía y combustibles, y se reducen las emisiones de CO2 al ambiente.En caso de escasez de finos, se podrá efectuar una mezcla de escoria, arena fina y cal.La cal a utilizar será la indicada, el Suelo Estabilizado con Cal, de las Especificaciones Técnicas Generales para Construcción de Carreteras del MTC (vigente); no obstante, en este caso no se admitirá el uso de cal viva, porque podría causar expansión en el suelo.En los suelos estabilizados con escoria y cal el porcentaje estimado en peso de cal se encuentra en 1.5 y 3% y del escoria entre 35% - 45% en volumen. La utilización de grados con tamaño máximo limitado al de las arenas facilita los trabajos de mantenimiento sin desgastar prematuramente las cuchillas de motoniveladoras ni formar estrías sobre la calzada.Además tamaño de agregados mayores a 1 cms al ser despedidos por la acción del tránsito pueden provocar daños a os vehículos así como a las personas.

Carpetas Asfálticas

La carpeta asfáltica es la parte superior del pavimento flexible que proporciona la superficie de rodamiento, es elaborada con material pétreo seleccionado y un producto asfáltico dependiendo del tipo de camino que se va a construir, las principales características que debe cumplir el pétreo son las siguientes:

a) Un diámetro menor de una pulgada y tener una granulometría adecuada.

b) Deberá tener cierta dureza para lo cual se le efectuarán los ensayes de desgaste los ángeles, intemperismo acelerado, densidad y durabilidad.

C) La forma de la partícula deberá ser lo más cúbica posible, recomendamos no usar material en forma de laja o aguja pues se rompen con facilidad alterando la granulometría y pudiendo provocar fallas en la carpeta, se efectuarán pruebas de equivalente de arena ya que los materiales finos en determinados porcentajes no resultan adecuados.

En las mezclas asfálticas, es de gran importancia conocer la cantidad de asfalto por emplearse, debiéndose buscar un contenido óptimo; ya que en una mezcla este elemento forma una membrana alrededor de las partículas de un espesor tal que sea suficiente para resistir los efectos del tránsito y de la intemperie, pero no debe resultar muy gruesa ya que además de resultar antieconómica puede provocar una pérdida de la estabilidad en la carpeta, además este exceso de asfalto puede hacer resbalosa la superficie, para calcular este óptimo se tienen las pruebas de compresión simple para mezclas en frío, la prueba Marshall para muestras en caliente y la prueba de Hveem.

Para conocer la adherencia entre el pétreo y el asfalto se pueden utilizar pruebas de desprendimiento por fricción, perdida de estabilidad o bien, cubrimiento por el método ingles; en caso de que las características del pétreo no sean aceptables, se pueden lavar o bien usar un estabilizante para cambiar la tensión superficial de los poros.

Carpeta Asfáltica de Nivelación: Es una capa (mezcla de agregado y asfalto) de espesor variable utilizada para eliminar irregularidades de la superficie existente antes de cubrirla con un tratamiento nuevo o con una carpeta de recubrimiento.

Carpeta Asfáltica de Recubrimiento: Consiste en una o más capas asfálticas aplicadas sobre el pavimento existente. La carpeta de recubrimiento generalmente consiste de una carpeta de nivelación, para corregir las irregularidades del pavimento viejo, seguida por una o varias carpetas de grosor uniforme, hasta obtener el espesor total necesario.