Estabilización de Suelos Con Aditivo Con-Aid

8/10/2019 Estabilizacin de Suelos Con Aditivo Con-Aid

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INDICE:

INTRODUCCIN: ....................................................................................................................... 3

CAPITULO I: MARCO TERICO ................................................................................................... 4

1.1 DEFINICIN DE AGENTE ESTABILIZADOR CON-AID ........................................................... 4

1.1.1 PRINCIPALES EFECTOS DE CON-AID .................................................................................. 4

1.2 VENTAJAS Y BENEFICIOS CON-AID: ................................................................................... 5

1.3 PROCEDIMIENTO PARA USAR EL CON-AID ........................................................................ 6

1.3.1 DOSIFICACIN CON-AID: ................................................................................................... 6

1.3.2 CRITERIOS PARA LA DOSIFICACIN EN CAMPO: ............................................................... 6

1.3.3 METODOLOGA DE TRABAJO DE CON-AID ........................................................................ 8

1.3.4 PROCESO CONSTRUCTIVO Y FASES DEL CON-AID ........................................................... 10

CAPITULO II: ANTECEDENTES EN EL PER ................................................................................ 12

2.1 ESTABILIZADOR INICO DE SUELOS CON-AID EN VAS DEL PROYECTO PER. ............... 12

2.1.1 CONTRATO DE SERVICIO DE CONSERVACIN VIAL POR NIVELES DE SERVICIO

CAJAMARCA - CELENDN - BALSAS - DV. CHACHAPOYAS - CHACHAPOYAS - PEDRO RUIZ.

CAJAMARCA. ................................................................................................................... 12

2.1.2 EL PROBLEMA .................................................................................................................. 12

2.1.3 LA SOLUCIN ................................................................................................................... 12

2.1.4 BENEFICIO DEL SISTEMA ................................................................................................. 13

CAPITULO III: PROPUESTA. ...................................................................................................... 14

3.1 DIAGNOSTICO DE LA SITUACIN ACTUAL DE LAS CARRETERAS DEL CUSCO .................. 14

3.2 PLANTEAMIENTO E IDENTIFICACION DEL PROBLEMA .................................................... 14

3.3 POSIBLES ALTERNATIVAS TECNOLGICAS DE SOLUCIN ............................................... 14

3.4 OBJETIVOS ....................................................................................................................... 14

3.4.1 OBJETIVO GENERAL ......................................................................................................... 14

3.4.2 OBJETIVOS ESPECFICOS .................................................................................................. 15

3.5 ANLISIS DE LA PROPUESTA Y APORTE TCNICO............................................................ 15

3.5.1 DESCRIPCIN DEL PROYECTO ......................................................................................... 15

3.5.2 MARCO REFERENCIAL ..................................................................................................... 15

3.6 INGENIERIA DEL PROYECTO ............................................................................................ 16

3.6.1 LIMITES DE ATTERBERG (RESULTADOS) .......................................................................... 16


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3.6.2 COMPACTACIN (RESULTADOS) ..................................................................................... 17

3.6.3 VALOR SOPORTE (RESULTADOS) ..................................................................................... 17

3.6.4 COMPRESIN INCONFINADA (RESULTADOS) ................................................................. 17

3.7 CARACTERISTICAS EL COMPORTAMIENTO QUMICO .................................................... 17

3.8 ESPECIFICACIONES TECNICAS DEL PRODUCTO A SER UTILIZADO ................................... 18

3.8.1 NOMBRE Y DEFINICIN DEL PRODUCTO ........................................................................ 18

3.8.2 IDENTIFICACION DE RIESGOS .......................................................................................... 18

3.8.3 COMPOSICIN ................................................................................................................. 18

3.8.4 MEDIDAS PARA CONTROLAR DERRAMES O FUGAS ........................................................ 19

3.8.5 MANIPULACIN Y ALMACENAMIENTO ........................................................................... 19

3.8.6 PROPIEDADES FSICAS Y QUMICAS: ............................................................................... 19

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: .................................................................................. 20

CONCLUSIONES ............................................................................................................................ 20

RECOMENDACIONES .................................................................................................................... 20

REFERENCIAS: ......................................................................................................................... 22

ANEXOS: ................................................................................................................................ 23


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INTRODUCCIN:

Pongo en consideracin el presente trabajo de investigacin titulado Mejoramiento de las

superficies de rodadura utilizando el aditivo CON-AID.Para el cumplimiento de tal estudio, se ha

tenido en cuenta los pasos esenciales que menciona la investigacin cientfica.

En primer lugar, he acudido a fuentes virtuales obtenidas del internet con la finalidad de encontrar

similares investigaciones en relacin con el objeto de estudio; luego de las indagaciones necesarias

he conseguido un trabajo que me oriento conceptualmente para la realizacin de mi investigacin

y esta es:

Jordan Write (s/f). Mejoramiento De Caminos Departamentales Mtodo CON-AID Estabilizacin

de Suelos Ionica. Este trabajo explica la utilizacin prctica del aditivo CON-AID, que permite

reducir costos y mejorar la calidad de las carreteras tratadas, por ende el desarrollo de las

poblaciones beneficiadas.

El alcance de la investigacin se caracteriz por ser un estudio exploratorio y descriptivo.

Durante la tarea investigativa encontr una limitacin, como es caracterstico de toda

investigacin y esta fue:

a)

Fuentes bibliogrficas escritas, ya que no encontr libros en la biblioteca de la Universidad

por tratarse de un tema nuevo.

Finalmente, esta pequea limitacin no me afect, ya que busqu la forma de superarla para

concluir el trabajo y sustentarlo en un tiempo perentorio.

El objetivo de este trabajo de investigacin es informar acerca de soluciones econmicas para la

estabilizacin de suelos.

Los mtodos que se han empleado fueron analticos y explicativos; y utilic como recurso

cuadros comparativos de resultados de laboratorio.

Para un estudio sistematizado del tema, hemos estructurado de la siguiente manera:

CAPITULO I:Marco Terico: Este captulo contiene los conocimientos previos que se utilizarn a

lo largo de la monografa.

CAPITULO II: Antecedentes en el Per: El Captulo Describe un proyecto de estabilizacin de

Suelos con aditivo CON-AID realizado en Cajamarca.

CAPITULO III: Propuesta: En este captulo se describe mi propuesta de trabajo para el

mejoramiento de nuestros caminos y el progreso de nuestra Regin.


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CAPITULO I: MARCO TERICO

1.1 DEFINICIN DE AGENTE ESTABILIZADOR CON-AID

La siguiente cita fue obtenida de un trabajo de investigacin realizado por el Ingeniero

Javier Silva Burga para el Departamento Tcnico de Tecnologa de Materiales S.A. (T.D.M.)y define el aditivo:

CON-AIDes un compuesto qumico complejo, especialmente diseado para el uso

vial, donde uno de sus componentes principales es un reactivo catinico de alta

valencia, que reemplaza de forma permanente los cationes dbiles presentes en la

capa de agua absorbida a la partcula del suelo y que son los responsables de la

inestabilidad de dicha capa. (Burga, 2014)

Este compuesto Cambia la propiedad de ABSORCIN de agua de los suelos, de hidroflica

(vidos de agua) a hidrfuga (repelente de agua). (Ver Anexo N01)

La estabilizacin inica o electroqumica con CON-AID consiste en un intercambio inico

forzado capaz de reducir la capa de "agua adsorbida de las partculas de arcilla,

mejorando su comportamiento mecnico al disminuir la plasticidad y su expansin.

Poderosas molculas proporcionadas por el estabilizador pueden disociar fcilmente

cationes dbiles (como los del agua y otros metales) y reemplazarlos permanentemente.

Adems, los sitios inicos vacantes sobre las superficies de las arcillas pueden ser ahora

ocupados por molculas de CON-AID.

Por otra parte las colas hidrofbicas de dichas molculas quedan orientadas hacia afuera

de las superficies del mineral de arcilla recubriendo los poros y capilares de la matriz delsuelo. Esto ltimo significa que el agua ingresada al sistema se comportara ahora como

agua libre, pudiendo ser eliminada rpidamente por evaporacin, compactacin o efecto

gravitatorio.

El tratamiento del suelo con CON-AID provee la accin electroqumica requerida para

repeler el agua de los minerales de arcilla.

1.1.1 PRINCIPALES EFECTOS DE CON-AID

a.

Mejora la TRABAJABILIDAD DEL SUELO, facilitando el proceso de compactacin.

b.

ESTABILIZACION PERMANENTE DE LAS PARTICULAS DE ARCILLA. La prdida de agua delas partculas (y por ende del suelo), ocurre debido a la realizacin de procesos inicos

y evaporacin. El proceso de intercambio inico slo ocurre despus de la

compactacin. Solamente despus que el proceso qumico ha concluido, las partculas

de mineral de arcilla se acomodan ntimamente unas con otras, INCREMENTANDO LA

CAPACIDAD DE CARGA DEL SUELO, a medida que pasa el tiempo y con la accin del

trnsito. (Ver Anexo N02)


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c.

El agua que satura al material arcilloso se desprende poco a poco por efecto de

capilaridad y presiones producidas por los vehculos, para quedarse en la superficie y

luego evaporarse por efecto del calor. (Ver Anexo N03)

La duracin del proceso qumico depende del tipo de material que se trate y de las

condiciones climticas imperantes.

De acuerdo a la experiencia, este perodo puede variar entre los siete y los 60 das.

La aplicacin de CON-AID permitir el uso de una amplia gama de materiales que,

previamente, no podan considerarse aptos. Esto da al ingeniero, mayor espectro para la

utilizacin de materiales in-situ, en una o varias capas de un pavimento, reduciendo la

necesidad de importacin de suelos desde las canteras (tremendamente perjudiciales para

el medio ambiente).

1.2 VENTAJAS Y BENEFICIOS CON-AID:

Caminos transitables durante todo el ao

Aumenta la vida til del camino hasta 6 veces respecto del mismo material sin

tratamiento.

Reduccin de costes de construccin y mejora de caminos en ms de un 80%.

Reduccin de costes de reparacin de vehculos.

Reduce la emisin del polvo por desprendimiento al estar el terreno ms compactado.

Aumenta la densidad, resistencia del suelo y capacidad de carga.

CON-AID crea una capa impermeable en la superficie, impidiendo la acumulacin de

agua y aumentando la rapidez de secado evitando que se formen irregularidades en el

camino.

Estabilizacin y compactacin permanente del camino. CON-AID no acta solamente en la superficie del terreno, si no que estabiliza y

compacta una capa entre 15 y 40 cm, permitiendo el trnsito de vehculos y

maquinaria pesada durante ms tiempo, sin tener que hacer ningn tipo de

mantenimiento (Reduccin de mantenimiento)

No hay costes de aportacin de material, CON-AID se aplica sobre el propio terreno sin

necesidad de aportar ningn tipo de material adicional, salvo que el terreno sea nulo

en arcilla, en ese caso se tendra que aadir arcilla al terreno. Siendo est aportacin

de menor coste que las zahorras artificiales tradicionales.

La lluvia no afecta al material en proceso de construccin.

Facilita el trabajo del suelo aumentando la eficiencia y reduciendo el tiempo de

construccin.

No requiere de equipo especial para la aplicacin.

CON-AID se puede aplicar utilizando varios mtodos que dependen de las

caractersticas del terreno y de la maquinaria disponible.

Mnimo acarreo y manipulado

Importante ahorro en movimientos de suelo y fletes

Permite su posterior pavimentacin


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1 tambor de 100 Lts. rinde entre 10000 y 20000 m2

No txico-No afecta las personas ni el medio ambiente

Es fcilmente re-trabajable

1.3 PROCEDIMIENTO PARA USAR EL CON-AID

1.3.1 DOSIFICACIN CON-AID:

Suelos limo-arcillosos, o arenosos y/o gravosos que contengan al menos un 5-10% de

arcilla

o Ensayo Mineralgico - Tipo y cantidad de minerales de arcilla.

o

Existe una nica posibilidad de mejoramiento para un tipo de suelo dado.

o Se expresa: Lts./m2 (para 0.15m de espesor)

o

Luego de muchos aos - Tabla f (Clasificacin AASTHO, Lmites de Atterberg)

Cantidad de agua necesaria.

o La necesaria para llevar el suelo a la humedad ptima de compactacin (Proctor).

o

En la prctica: Entre 250 a 500 Lts. agua cada 600 m2.o Una vez conformada la solucin agua-estabilizador, aplicarla toda a la superficie

calculada.

o

Si hiciera falta ms humedad adicionar agua sola.

Para establecer la cantidad de producto a utilizar, se realizan ensayos de reactividad sobre

muestras representativas del suelo a tratar. Estas determinaciones corren por cuenta y

orden del proveedor. Solo debern hacerse llegar las muestras a la misma, junto con los

datos de los ensayos de identificacin y clasificacin de suelos.

1.3.2 CRITERIOS PARA LA DOSIFICACIN EN CAMPO:

La siguiente cita se obtuvo de una monografa realizada por Jordan Write para el Pas de

Bolivia, y describe la manera en cmo se dosifica este aditivo dependiendo de las

propiedades del Terreno.

La cantidad de estabilizador es funcin bsicamente del tipo y cantidad de

minerales arcillosos presentes en el suelo e estabilizar. De ah que a medida

indirecta de concluir si un determinado suelo podr ser mejorado con CON-AID es

de ver si denota plasticidad. El procedimiento rutinario ms exacto es la relacin

de un ensayo de reactividad con una muestra representativa de no ms de 1kg

de suelo. El reactivo del estabilizador llamado Reagent es necesario para poder

hacer este ensayo, juntos con algunos pocos instrumentos de laboratorio. Con elensayo de reactividad se obtiene agua ionizada de la muestra de suelo y partir

de esta se va introduciendo pequeas cantidades del reactivo hasta que el mismo

equilibre las cargas y la solucin quede completamente traslucida. Luego otra

manera de dosificar el estabilizador es basarnos en muchas comparaciones entre

ensayos de reactividad y clasificacin de los suelos ensayados. De ah que se pide

que siempre hacer el ensayo de granulometra y los Limites de Atterberg. Entre


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ambos datos, se pueden obtener algunos valores orientativos del tipo de mineral

arcilloso presente. Por ejemplo: LL/IP>=2.6 (caolinita); LL/IP>=1.9 (illita) y

LL/IP>=1.2 (montmorillonita).

A medida que nos acercamos ms a las montmorillonitas, el intercambio y

desequilibrio electrnico es mayor y es necesario ms estabilizador. Lo que ocurreque no es posible hacer una tabla de acceso directo, ya que adems del tipo

principal o predominante de arcilla es muy importante tambin la cantidad de la

misma. Adems no siempre un suelo con ms IP que otro requerir ms

estabilizador. Sabemos que si IP es mayor a 0 es casi seguro existir algo de

material arcilloso presente, pero este valor de por s solo nos brinda la informacin

necesaria.(Write, 2014)

Existen adems de lo mencionado determinado materiales, a pesar de no contar una gran

cantidad de material arcillosos, presentan una buena reactividad con CON AID y por

ende una buena posibilidad de mejorarlos tambin. Tales son los casos por ejemplos de los

suelos calcreos con Co3Ca, con presencia de xido de hierro o suelos late riticos y sueloslimo-arenosos de tipo Silcretes.

A veces se puede generar ciertas dudas analizando nicamente las caractersticas

analizando el ensayo de identificacin y clasificacin. En estos casos se sigue ciertos

criterios ms relacionados con cuestiones particulares de cada obra.

A continuacin se presenta un resumen una dosificacin orientativa o estimacin general

para la aplicacin del estabilizador CON-AID en suelos:

Suelos A-1 y A-2 con presencia de finos cohesivos (IP>0): reactividad escasas a baja,

rango usual de dosificacin: 0.005 a 0.0065 Its/m2 (15 cm espesor).

Suelos A-4 con presencia de plasticidad (IP


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1.3.3 METODOLOGA DE TRABAJO DE CON-AID

Todo proyecto se realizara, en general, siguiendo las siguientes etapas:

A.

Conocimiento del proyecto y del suelo a estabilizar:

Se realizaran ensayos de Identificacin y Clasificacin de Suelos bajo las normasAASHTO/HRB para el suelo natural. A travs de ellos se conocern los Lmites deAtterberg (LL, LP e IP), Granulometra (Pasante Tamices 10,40 y 200) y el ndice deGrupo (IG).

Se recabaran datos de diseo, disponibilidad de materiales, distancias de transporte,suelos de subrasante, napas freticas, etc.

Esta etapa quedara en general a cargo del cliente, aunque

CON-AID/TECNOCOVER est en condiciones de realizarla si fuera necesario.

B.

Determinacin de la reactividad de los suelos a estabilizar:

Se determina con ensayos qumicos la interaccin entre el suelo y el agente

estabilizador CON/AID Sper.

Se define la dosificacin de agente estabilizador a utilizar para ese suelo en particular

(lts/m3).

Se investiga la presencia en el suelo de sustancias que favorezcan las reacciones

qumicas y los tiempos de curado del agente estabilizador.

C. Evaluacin de los resultados esperables:

Se realizan ensayos de suelo en laboratorio, con incorporacin de agente estabilizador,

de acuerdo a requerimientos del proyecto.

En general pueden realizarse ensayos de Identificacin y Clasificacin de Suelos

AASHTO/HRB, Ensayos de compactacin Proctor, Ensayos de Valor Soporte (CBR) eHinchamiento, etc. (con suelo natural y con suelo estabilizado).

Estos ensayos siempre sern llevados a cabo con indicaciones del departamento

tcnico de CON-AID/TECNOCOVER

o Reduccin del Limite Liquido (15-30% en promedio),

o Aumento de Densidad Seca Mxima ( 5-15% en promedio),

o Aumento Valor Soporte Relativo, en un mnimo del 100% y hasta un 400%.

D.

Controles en campo:

Se supervisa todo el procedimiento constructivo, equipos, aplicacin de las

dosificaciones y diluciones predeterminadas, correcto mezclado y compactacin. Se controla el trabajo en su perodo de curado, se supervisan las tareas a realizar

durante el mismo y se dan las indicaciones correspondientes.

Se controla la evolucin posterior de la capa tratada, se indican las tareas de

mantenimiento si fueran necesarias y se indica el momento en que la capa podr ser

pavimentada, si el proyecto lo requiriera.

Se realizan seguimientos peridicos del trabajo mediante visitas al lugar y estudios en

sitio si fueran necesarios.


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1.3.4 PROCESO CONSTRUCTIVO Y FASES DEL CON-AID

PROCESO DE APLICACIN (FASESCONSTRUCTIVAS)

FASES DEL TRATAMIENTO CON-AID

1.

Escarificacin del terreno: Fase depreparacin del terreno para el inicio delresto de las tareas. Se escarifica el terrenoa una profundidad de 20 cm para mejorarla penetracin del producto y su absorcinen el terreno. La Tecnologa CON-AID noacta nicamente sobre la superficie si no

que estabiliza entre 30 y 40 cm deprofundidad. (Ver Anexo N04)

A.

Aplicacin de CON-AID(Ver Anexo N05)

2.

Mezcla de CON-AID con agua: Mezclar laTecnologa CON-AID con aguadirectamente en la cisterna o cuba desdedonde se vaya a realizar la aplicacin. Laproporcin de la mezcla vendrdeterminada por el tipo de terreno y eltrabajo que se ejecute, pero el valor mediode la mezcla es de 1 litro de CON-AID por

250 litros de agua. La Tecnologa CON-AIDes un aditivo para el agua decompactacin. (Ver Anexo N04)

3.

Aplicacin: Irrigar el terreno a tratar deforma que la mezcla quede perfectamentedistribuida. La tecnologa CON-AID actasobre el terreno a travs de una reaccinfsica y qumica, que cambia laspropiedades de la arcilla convirtindola enimpermeable. (Ver Anexo N04)

4.

Nivelacin:Nivelar el terreno para perfilarlas cadas, concretar el diseo y evitar laacumulacin de agua en la superficie,principal responsable de la inestabilidaddel camino. (Ver Anexo N04)


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CAPITULO II: ANTECEDENTES EN EL PER

2.1 ESTABILIZADOR INICO DE SUELOS CON-AID EN VAS DELPROYECTO PER.

2.1.1

CONTRATO DE SERVICIO DE CONSERVACIN VIAL POR NIVELES DESERVICIO CAJAMARCA - CELENDN - BALSAS - DV. CHACHAPOYAS -CHACHAPOYAS - PEDRO RUIZ. CAJAMARCA.

La siguiente cita, describe el Proyecto Per para la conservacin de las vas.

Proyecto Per es un programa de infraestructura vial diseado para mejorar las

vas de integracin de corredores econmicos. Se basa en un sistema de

contratacin de actividades de conservacin de la infraestructura vial controladas

por niveles de servicio. Una de las vas que forman parte de este proyecto es la

carretera Cajamarca - Celendn - Balsas - Dv. Chachapoyas - Chachapoyas PedroRuiz a cargo de ICCGSA. Este programa permite la implementacin y desarrollo de

nuevas tecnologas, prevaleciendo de esta manera las acciones preventivas frente

a las acciones correctivas, lo cual significar ahorros a largo plazo. (Tecnologa de

Materiales, 2014)

Es evidente que este tipo de caminos no pavimentados de bajo trnsito, no justifica la

construccin de pavimentos asflticos en su primera etapa, debido al costo elevado, pero

si demanda caractersticas aceptables de transitabilidad y confort. Se debe controlar su

condicin resbaladiza en estado hmedo, en los tramos donde predominan los suelos

arcillosos, las huellas profundas y baches por acumulacin de humedad y la erosin de la

superficie y el desprendimiento excesivo de polvo en pocas secas.

2.1.2 EL PROBLEMA

Entre los kilmetros 336+000 y 396+000 del tramo Balsas - Dv. Chachapoyas, la alternativa

era colocar 15 cm. De afirmado para mantener los niveles de servicio exigidos por la

entidad. La carencia de canteras cercanas con material apropiado para dicho

mejoramiento, la difcil geometra de la va (poco ancho de plataforma que impeda la

maniobra de los equipos) y la reduccin de ancho producto de la elevacin de la rasante,

hicieron buscar otra solucin.

2.1.3

LA SOLUCIN

Se plante la opcin de estabilizar el material propio para conformar la superficie de

rodadura. Se eligi aplicar el estabilizador inico de suelos CON-AID para mejorar las

propiedades hidrulicas y mecnicas del suelo arcilloso existente y que se mantengan en el

tiempo con bajo costo de mantenimiento y en los requerimientos de resistencia y

durabilidad adecuados.


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2.1.4 BENEFICIO DEL SISTEMA

Aparte de solucionar los problemas descritos lneas arriba, la estabilizacin inica de

suelos permite: reducir el IP en un 30% (mediante la reduccin del LL), se reduce el

hinchamiento entre 50 y 100%, aumenta la densidad mxima entre 3 a 5% y aumenta el

CBR de acuerdo al tipo de suelo plstico que se estabilice. Este tramo de carretera hasoportado adecuadamente el periodo de lluvias de la regin.


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CAPITULO III: PROPUESTA.

3.1 DIAGNOSTICO DE LA SITUACIN ACTUAL DE LAS CARRETERASDEL CUSCO

El proyecto consiste en el mejoramiento de caminos Departamentales en las 13 Provincias

del Departamento de Cusco. Por la falta de una conservacin adecuada y oportuna, hace

que la carretera se dae antes de lo esperado, generando aumento de los costos de

operacin vehicular, accidentes de trfico y pobre desarrollo productivo, turstico y

econmico a la regin. La implementacin del mejoramiento de caminos permite la mejor

vinculacin de las comunidades del rea del proyecto.

3.2 PLANTEAMIENTO E IDENTIFICACION DEL PROBLEMA

Mal estado de los caminos tanto en poca de Lluvia (barro) as como en poca de

Sequa (polvo). Alto Porcentaje de prdidas de las Cosechas, debido al mal estado de los Caminos.

La sobre explotacin de ridos para el mantenimiento de caminos est provocando

una degradacin de ros y cuencas los cuales estn provocando un dao Ambiental

irreversible.

3.3 POSIBLES ALTERNATIVAS TECNOLGICAS DE SOLUCIN

Con respecto a las alternativas de solucin para las carreteras en general tratndose de

suelos muy similares en su gran mayora y con un contenido de arcilla mayor al 5%, se

presenta dos posibles alternativas de solucin:

Alternativa A: con Capa de Ripio de 15 a 20cm

Alternativa B: con Estabilizacin Inica

En cuanto al ancho de va se tiene definido una plataforma de 6.00 m, con pendientes

mayores al 3%, las pendientes transversales deben tener como mnimo 2,50 % y con un

ancho de curvatura no menor a 25m.

El beneficio ms importante, es el acceso a todas las comunidades, que puedan usar vas

completamente expeditas durante todo el ao, situacin que mejora las condiciones de

vida de todos los beneficiarios del proyecto, en el entendido que actualmente las rutas

departamentales no tiene condiciones mnimas ni siquiera de ripiado de plataforma.

3.4 OBJETIVOS

3.4.1 OBJETIVO GENERAL

Mejoramiento de Caminos mediante la estabilizacin Inica de Suelos (MTODO CON -

AID) con la finalidad de atender la Red Vial del Departamento de Cusco en las 13


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Provincias y evitar costos excesivos por el transporte y extraccin de ridos, por lo que

se ha visto conveniente hacer uso de productos para la estabilizacin de suelos, logrando

as mejorar las condiciones fsico-mecnicas de caminos aptos para todo tipo de trfico y

as evitar la degradacin de cuencas y ros los cuales estn provocando un dao

Ambiental irreversible.

3.4.2 OBJETIVOS ESPECFICOS

Disminuir los costos de transporte y por ende los costos de produccin.

Disminuir los tiempos que se ocupan en el Mantenimiento de Caminos y dar una

rapidez en la ejecucin de las obras.

Lograr accesibilidad a las zonas, facilitando con ello la implementacin de servicios

bsicos carentes actualmente en algunas comunidades.

Lograr una mejor integracin entre comunidades, municipios y el departamento.

Subir el nivel de los ingresos de las familias beneficiarias

Disminuir la migracin rural urbana, dotando de una infraestructura adecuada para el

aprovechamiento de su territorio. Ampliar la frontera agrcola, incentivada por las facilidades que brindar la

infraestructura vial.

Incentivo al Turismo.

3.5 ANLISIS DE LA PROPUESTA Y APORTE TCNICO

3.5.1 DESCRIPCIN DEL PROYECTO

Se trata del mejoramiento de caminos vecinales mediante la estabilizacin de suelos con la

aplicacin de CON-AID, el cual consiste en un intercambio inico forzado, tal de reducir la

capa de agua absorbida de las partculas de arcilla, mejorando su comportamiento

mecnico al reducir la plasticidad y expansin de suelo. Poderosas molculas

proporcionadas por el estabilizador, se pueden dosificar fcilmente cationes dbiles (como

los del agua y otros metales) y remplazarlos permanentemente. Adems los sitios inicos

vacantes sobre la superficie pueden ser ocupados definitivamente por molculas (enlaces

de hidrocarburos similares a un aceite) quedan orientadas hacia fuera de las superficies

del mineral de arcilla recubriendo los poros y capilares de la matriz de suelo. Esto ltimo

significa que el agua ingresada al sistema se comportara ahora como agua libre, pudiendo

ser eliminada del mismo rpidamente por evaporacin, compactacin o efecto

gravitatorio.

3.5.2 MARCO REFERENCIAL

El tratamiento de suelo con CON-AID, prev la accin qumica requerida para repeler el

agua de los minerales de arcilla. Despus que las reacciones han tenido lugar, la

compactacin requerida puede ser lograda con un mnimo de esfuerzo mecnico y las

partculas tratadas quedan ahora unidas en una asociacin muy cerrada. Esto debido a la

eliminacin de la capa de agua absorbida antes mencionada que permite un acercamiento


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mayor de las partculas de arcilla, dando por resultado un contacto a mas intimo entre

unas y otras adquiriendo el suelo una densidad mayor, el que no haba podido ocurrir con

la presencia de agua. La densidad adquirida (sumada al carcter hidrofbico que ahora

presenta el material), evita que el agua en cantidades importantes pueda entrar en el

sistema produciendo un aumento de la capacidad de soportar cargas de la capa tratada

por mayor friccin de las partculas.

Las relaciones qumicas se desarrollan a travs de las siguientes fases:

Fase1. Aplicacin de CON-AID: en un primer momento, las partculas de CON-AID

comienza a desarrollar las reacciones y enlaces qumicos explicados. La pelcula de

agua absorbida se comienza a desprender de la superficie de las pelculas del suelo.

Fase 2. Desprendimiento de agua absorbida y evaporacin, dejando el espacio

ocupado por dicha agua como espacio libre entre partculas:Ahora, sin la capa de

agua que las neutraliza, las fuerzas de atraccin gravitatoria entre partculas muy

pequeas (arcilla) y que se encuentran cercanas se puede manifestar.

Fase 3. Accin del Trnsito:Simultneo al efecto de evaporacin, la accin del trnsito

provee el esfuerzo mecnico necesario para reacomodar las partculas de sueloestabilizadas. Durante esta fase se realizan riesgos de curado con agua sola, con el fin

de evitar el secado violento de la superficie.

Fase 4. Capa estabilizada y densificada: Finalmente, los efectos qumicos y fsicos

descritos generan en la capa estabilizadora un aumento de densidad que le

proporciona una mayor trabazn entre partculas, incrementando su resistencia a

las cargas. Adems las partculas se encuentran hidrfobas por las molculas del

estabilizador, con lo cual, el agua que ingresa al sistema se elimina rpidamente.

3.6

INGENIERIA DEL PROYECTO

Es preciso evaluar en qu medida mejorarn las caractersticas tcnicas del suelo, una vez

estabilizado. El programa de ensayos de laboratorio a desarrollar ser determinado segn

el proyecto en particular. En general ser acordado entre el Contratista o la inspeccin de

obra y el departamento tcnico del proveedor, basados en los requerimientos del

proyecto.

Los parmetros del suelo que en general registran variacin, respecto del mismo suelo en

estado natural, son:

3.6.1

LIMITES DE ATTERBERG (RESULTADOS)

La mayora de los suelos experimentan disminucin en su NDICE DE PLASTICIDAD,

sustentada mayormente en una cada apreciable del LIMITE LIQUIDO. En suelos que

poseen LL altos (50 % o ms), ste parmetro disminuye aproximadamente entre 15 y

30%. Los suelos menos activos, con LL menor a los anteriores, registran disminuciones de

menor magnitud, alrededor del 10 % o menos.


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3.6.2 COMPACTACIN (RESULTADOS)

El suelo estabilizado alcanza valores superiores de DENSIDAD SECA MXIMA, con la misma

energa de compactacin. El aumento porcentual de ste parmetro puede llegar a 15 %,

pero lo normal estar comprendido entre el 3 y 8 %. Al mismo tiempo, en general, se

registra leve disminucin en el CONTENIDO OPTIMO DE HUMEDAD.

3.6.3 VALOR SOPORTE (RESULTADOS)

Los suelos ms activos, que son en general los que poseen mayor cantidad de partculas

finas, registran aumentos porcentuales de valor soporte mayor. De manera tal que se

esperan, en los suelos A-7-5 y A-7-6, valores de CBR de 300 a 400 % ms que en el suelo

natural. Los suelos de mejor calidad, como los A-6 y A-4, registrarn aumentos del 100 %

aproximadamente. En correspondencia con el aumento de valor soporte, se registrar

disminucin en el HINCHAMIENTO de los suelos estabilizados respecto del suelo natural.

Se aclara que nos estamos refiriendo a ensayos de laboratorio, sometiendo las probetas a

4 das de inmersin en agua.

3.6.4 COMPRESIN INCONFINADA (RESULTADOS)

Se han registrado aumentos en la resistencia a la compresin simple del orden del 70 al

90%, respecto al mismo suelo sin estabilizar con CON-AID Sper, a niveles de

compactacin correspondientes al ensayo comnmente denominado Proctor.

3.7 CARACTERISTICAS EL COMPORTAMIENTO QUMICO

CON-AID fue desarrollado para asistir al ingeniero en:

El retiro del agua absorbida para alcanzar una densidad mxima con menor

esfuerzo mecnico.

Para prevenir la re-absorcin del agua, con lo que se obtiene un material de

construccin permanentemente estabilizado.

La compactacin se puede lograr fcilmente y de una forma econmica con el uso de una

variedad de componentes compactantes relativamente baratos, tales como el cido

sulfrico diluido o soda custica. El problema es que el material tratado as no ser

estabilizado permanentemente, y re-absorber el agua (despus de las primeras lluvias),

de tal modo que causar fallas en el camino.

CON-AID sin embargo, es una compleja formulacin qumica de la cual uno de los

ingredientes activos es el aditivo surfactado. La accin permanente de este aditivo

surfactado depender de la presencia de otros compuestos activos que fortalecen el

efecto de la dispersin del agua en materiales arcillosos, produciendo una asociacin

permanente entre CON-AID y las partculas de arcilla.

Esta formulacin de componentes activos hace que CON-AID sea nico en su

constitucin qumica, en su comportamiento y en los resultados finales, cuando es


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aplicada como un repelente al agua y una gran ayuda en la compactacin de los

caminos.

El aditivo es un surfactante (agente activo superficial) y tiene esta caracterstica

debido a la dualidad de su constitucin y comportamiento qumico. La cabeza

hidroflica es totalmente soluble en agua e insoluble en la mayora de los solventes

orgnicos no polares. Esta parte de la molcula se disocia cuando el aditivo se

dispersa en el agua y produce un SO3 inico - que se enlaza a travs del tomo de

sulfuro a la llamada " cola " de la molcula. (Write, 2014)

3.8 ESPECIFICACIONES TECNICAS DEL PRODUCTO A SER UTILIZADO

3.8.1 NOMBRE Y DEFINICIN DEL PRODUCTO

CON-AID SPER/ CBR Plus: Es un compuesto nico, estabilizador de suelos para uso vial,

reactivo al catin y agente surfactante que reduce la movilidad e intercambio inico de las

partculas arcillosas, tornndolas hidrofbicas por eliminacin del agua adsorbida. El sueloestabilizado ser mucho menos sensible al agua, mas trabajable, con aumento en su

Densidad Seca Mxima y Capacidad Portante.

3.8.2 IDENTIFICACION DE RIESGOS

Exposicin Aguda: Puede causar irritacin de piel bajo largas exposiciones. El contacto del

lquido con los ojos causa irritacin.

3.8.3 COMPOSICIN

Grupo de Producto: Surfactante. Nombre qumico: Derivado de cido sulfnico. Orgnico.

Familia Qumica: cido Orgnico mezclado como solucin en agua.

Frmula qumica: R-SO3H donde R es un Hidrocarbn Dobano

Uso del Producto: Como estabilizador de suelos y supresor de polvo en alta dilucin en

agua.

Componente Material: El principal ingrediente activo es un sulfonado orgnico.

Componente peligroso: Ninguno

NFPA Valoracin de Riesgo: Fuego: NC Toxicidad: NC Reactividad: NC Especiales NC

Aninico Activo: 16 % mnimo (Mtodo Hyamine)

Slidos: 23 % (max 110 C)

Otros Ingredientes:o cido Sulfnico de Petrleo:15 w/w

o Magnesio: Min 0.1

o Aluminio: Min 0.02

o

Fosfato: Min 0.02

o Sulfato: Min 0.8

o Borato: Min 0.09

o Colorante: Min 0.001


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N Cas: El producto es considerado NO TOXICO , es considerado NO PELIGROSO

3.8.4 MEDIDAS PARA CONTROLAR DERRAMES O FUGAS

Medidas de emergencia ante derrame: Evite el contacto con la piel y los ojos.

Precauciones a tomar para evitar daos al ambiente: El producto es Biodegradable. Mtodos de limpieza: Abundante agua.

Mtodo de eliminacin de desechos: Lavado con abundante agua.

Equipo de proteccin personal para atacar la emergencia: no es necesario.

3.8.5 MANIPULACIN Y ALMACENAMIENTO

Precauciones a tomar: Evitar contacto con comestibles. Evitar contacto con la piel

Recomendaciones sobre manipulacin segura, especficas: Utilizar guantes y anteojos

protectores.

Condiciones de almacenamiento: Evitar lugares con elevadas temperaturas. Mantener

el tambor cerrado mientras no est en uso. No almacenar con temperaturas inferioresa los 0C.

3.8.6 PROPIEDADES FSICAS Y QUMICAS:

Deben ser definidas especficamente con cada lote de producto en particular/ solo se

brindan como modelo de presentacin.

Estado fsico Liquido

Apariencia y Color Segn producto utilizado

Olor Moderado

P.h. 0.45 +- 0.15Punto de Ebullicin 100C

Punto de Inflamacin No es aplicable

Punto de Congelamiento -10C

Punto de Evaporacin Igual al Agua

T Auto inflamacin No es aplicable

Presin de Vapor 20mm HG

Densidad de Vapor +1 (Aire=1)

Porcentaje de Volatilidad 73% por Vol.

Peso Especfico a 25C 0.98 +- 0.02

Solubilidad 100% soluble en AguaViscosidad a 25C 600 +- 100


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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

CONCLUSIONES

Despus de realizar mis investigaciones sobre las experiencias y los ensayos realizados en otros

lugares del Per, y con fines de aplicacin en el Cusco, pude comparar los resultados obtenidos yen consecuencia concluyo que:

Las nuevas propiedades adquiridas por el suelo tratado, reducen en forma importante las

prdidas de material debidas a la accin del trnsito, incrementando la vida til del

camino hasta 6 veces, respecto del mismo material sin tratamiento.

Se reduce significativamente ms del 85% de costos en mantenimiento del camino (no se

producen baches ni rupturas en su estructura).

Se reduce entre un 15% a un 40% el ndice de Plasticidad (IP), mediante la reduccin del

Lmite Lquido (LL).

Se reduce el hinchamiento por accin de la manipulacin y el agua de un 50% a 100%.

Segn los ensayos realizados, el CBR se mejora significativamente dependiendo del tipo de

material: (Ver Anexo N 09, 10 y 11)

o

A2: 70% a 100%

o A4: 100%

o

A6: 200 a 300%

o A7: 300 a 500%

CON-AID estabiliza el suelo con una consistencia que asegura una vida til superior a la de

los sistemas tradicionales.

Analizando la situacin ambiental actual, el proyecto ambientalmente es viable en razn

que los impactos ambientales negativos de construccin son bajos, NO es txico ni

contaminante, NO daa al medio ambiente ni a las personas.

La capacidad portante del suelo tratado aumenta con el tiempo por la utilizacin

constante, no le afecta incrementos en la capacidad de carga.

RECOMENDACIONES

Se recomienda aplicar este mtodo en los suelos apropiados para estabilizar, y estos son

todos aquellos que contengan partculas finas (arcillas y/o limos), aun los que a priori se

desechan normalmente para la construccin de caminos por su inaceptable calidad. Es

intil tratar aquellos suelos que no presentan plasticidad como las arenas limpias (A-3

AASHTO/HRB). En estos casos se deber agregar material arcilloso, en proporciones que se

definirn por ensayos especficos, y luego tratarlos. Los suelos de alto contenido orgnico


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(A-8), no son adecuados por su alta proporcin de materiales degradables. La

determinacin de aptitud del suelo a tratar la realizar el proveedor, luego del anlisis de

las muestras de suelo, representativas de cada zona a tratar.

Debido a la necesidad de vincular las carreteras en el Per se recomienda utilizacin de

este aditivo, ya que sus propiedades harn que nuestros caminos se encuentren en muybuen estado por mucho ms tiempo, invirtiendo poco presupuesto y para un desarrollo

progresivo del Pas.


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REFERENCIAS:

Burga, J. S. (08 de Diciembre de 2014). epivial. Obtenido de

http://epivial.com/descargas/tdm/estabilizaciondevias.pdfCBR Plus. (04 de Diciembre de 2014). cbrplus.co.za. Obtenido de

http://www.cbrplus.co.za/page.asp?pageid=33&pic1=no_image.jpg&pic2=left.jpg&headin

g=Design

CON-AID Argentina S.A. (05 de Diciembre de 2014). conaid.com.ar. Obtenido de

http://www.conaid.com.ar/tecnico/

Plexus. (04 de Diciembre de 2014). plexus.com.co. Obtenido de

http://www.plexus.com.co/cms/index.php/con-aid

Tecnologa de Materiales. (05 de Diciembre de 2014). TDM. Obtenido de

http://www.tdm.com.pe/wp-content/uploads/2012/04/Estabilizador-ionico.pdf

Universidad Tecnolgica Nacional - Facultad Regional La Plata. (05 de Diciembre de 2014).

lemac.frlp.utn.edu.ar. Obtenido de http://lemac.frlp.utn.edu.ar/wp-

content/uploads/2012/09/2012_Estabilizantes-

Qu%C3%ADmicos_Ingenieria66_Uruguay.pdf

Write, J. (10 de Diciembre de 2014). jordanwrite.blogspot. Obtenido de

http://jordanwrite.blogspot.com/2013/12/mejoramiento-de-caminos-

departamentales.html


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ANEXOS:

ANEXO N 02: LA MOLECULA DE CON-AID REEMPLAZA LAS DE AGUA EN LAESTRUCTURA DEL MINERAL DE ARCILLA

ANEXO N 01: ESQUEMA DE LA MOLECULA DE CON-AID


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ANEXO N 03: EL AGUA DESPRENDIDA QUEDA EN EL SUELO EN POROS YCAPILARES, LUEGO SE EVAPORA LIBREMENTE.

ANEXO N04: PROCESO CONSTRUCTIVO DE LA APLICACIN DEL CON-AID


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ANEXO N05: APLICACIN DE CON-AID

ANEXO N 06: DESPRENDIMIENTO DE AGUA ABSORVIDA Y EVAPORACIN


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ANEXO N 07: ACCIN DEL TRANSITO Y SECADO

ANEXO N 08: REACOMODAMIENTO DE PARTCULAS


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pg. 27

ANEXO N 09: CONTENIDO DE HUMEDAD Y COMPACTACIN DEL SUELOINMEDIATAMENTE DESPUES DE COMPACTAR

ANEXO N 10: CONTENIDO DE HUMEDAD Y COMPACTACIN DEL SUELO LUEGODE RECIBIR TRANSITO Y CURAR


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ANEXO N 11: CLASIFICACIN DE SUELOS SEGN AASHTO

Documents

Estabilización de Suelos Con Aditivo Con-Aid