Evaluación del comportamiento mecánico de materiales granulares marginales: cantera Paviandi, con contenido de finos de 18% y 24% e índice de plasticidad entre 8% y 15%, y cantera Chicamocha, con contenido de finos de 12.5% y 20%, índice de plasticidad de 8% y 12%, y relaciones DR 0.6 y 0.9

Abstract

Este estudio evalúa la respuesta mecánica de materiales granulares marginales (MGM) fabricados a partir de fracciones grava y arena provenientes de las canteras Paviandi y Chicamocha, variando su contenido de finos, índice de plasticidad y relación de polvo, con el fin de evaluar su potencial de implementación en vías de bajo volumen de tránsito. La metodología incluyó el diseño controlado para reemplazar la fracción fina pasa 200 de la cantera y la caracterización mecánica mediante ensayos de resistencia a la tracción indirecta, módulo resiliente, deformación permanente y resistencia a la compresión inconfinada. Para los MGM obtenidos a partir del material de la cantera Paviandi, se validó el uso del compactador giratorio, aplicando el criterio de punto de bloqueo con 130 giros, lo que redujo la variabilidad volumétrica, aunque indujo una degradación asociada a la resistencia intrínseca limitada de las partículas del material. Al medir la tolerancia al agrietamiento mediante el índice CT, el uso de superficies tridimensionales de la falla mejoró la precisión, mientras que la resistencia a la tracción no mostró fuertes correlaciones directas con el índice de plasticidad ni con el contenido de finos. Por su parte, la evaluación de MGM fabricados a partir de material de la cantera Chicamocha demostró que valores más altos de contenido de finos e índice de plasticidad incrementan la demanda de humedad en la compactación. Bajo cargas cíclicas, ninguno de los MGM alcanzó el límite normativo de módulo resiliente (70 MPa). En deformación permanente, las configuraciones con relación de polvo de 0.6 mantuvieron la estabilidad elástica, mientras que una relación de polvo de 0.9 desencadenó la fluencia plástica. En contraste, los ensayos resistencia a la compresión inconfinada evidenciaron que ciertos MGM superan la resistencia máxima del material de control normativo (C1M0D6), aunque presentan fallas frágiles. Se concluye que el desempeño dinámico limita el uso de estos MGM provenientes de la cantera Chicamocha en capas no ligadas, por lo que se sugiere explorar procesos de estabilización para viabilizar su aplicación estructural en pavimentos para vías de bajo volumen de tránsito.