Análisis exploratorio del comportamiento geomecánico de materiales granulares marginales compactados por el método giratorio
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Date
2023-03-06
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Universidad Industrial de Santander
Abstract
La investigación estudia experimentalmente el comportamiento geomecánico de cinco materiales granulares marginales (MGM) y un material de control tipo subbase granular, teniendo en cuenta contenidos de finos del 18% y 24% e índices de plasticidad (IP) de 8%, 12%, y 15%. La fase experimental incluyó la aplicación de un ciclo de secado-humedecimiento y la medición de rigidez y succión como determinaciones iniciales para la caracterización de los materiales.
La primera fase del proyecto es la caracterización básica de los MGM partiendo de material de cantera de donde se toman gravas y arenas teniendo en cuenta la granulometría de la subbase granular SBG-38 establecida por el Instituto Nacional de Vías (INVIAS). Posteriormente se define la proporción de caolinita, bentonita y triturado en reemplazo del material fino original (proveniente de cantera) buscando variar el contenido de finos e IP objetivo de la subbase granular con respecto a la normativa INVIAS que especifica un valor máximo de 6%. Después, se compactan los materiales mediante el Compactador Giratorio Superpave (SGC) teniendo en cuenta la humedad óptima y la densidad máxima seca de cada MGM. Después se realiza la medición de rigidez (i.e., módulo resiliente) mediante el ensayo triaxial dinámico y se inicia el ciclo de secado-humedecimiento con el fin de medir rigidez y succión en cada estado de humedad. Los resultados sugieren que el material MGM 3 (que posee 18% contenido de finos y 15% de IP) y el material MGM 7 (24% de contenido de finos y 8% de IP) presentan las propiedades más cercanas de rigidez con respecto al material de control SBG-38 (8.5% contenido de finos y 0% de IP). A medida que se disminuyó la humedad en -2 y -1 puntos porcentuales, respecto a la humedad óptima de compactación, durante el ciclo de secado-humedecimiento, se evidenció que los valores de rigidez aumentaron para los MGM a excepción del material MGM 3. El material MGM 7 presenta mayores valores de succión y podría tener un mejor comportamiento en términos de rigidez y resistencia por contacto entre agregados. No obstante, el material MGM 7 presenta la mayor deformación plástica en la condición inicial del ciclo de secado-humedecimiento. Respecto a los resultados de deformación plástica, se concluye que se presenta un valor máximo en la condición inicial del ciclo de secado-humedecimiento, donde se evalúa el material a la humedad óptima de compactación, la cual a su vez presenta los menores valores de succión.
Description
Keywords
Material granular marginal, Subbase granular, Índice de plasticidad, Compactador giratorio, Succión, Módulo resiliente, Ciclo secado-humedecimiento