Análisis influencial de la aplicación de una emulsión asfáltica en el suelo de subrasante para el diseño de pavimentos en la ciudad de Cajamarca

Abstract

La estabilización de suelos de subrasante mediante la aplicación de productos asfálticos no goza de una difusa extensión en Perú al momento de ejecutar proyectos de pavimentación en suelos arcillosos. Ello se atribuye, principalmente, al limitado número de investigaciones experimentales que sustenten su aplicación, traduciéndose en una significativa variabilidad en las propiedades de los especímenes de suelo arcillosos estabilizados con productos asfálticos. En adición, agentes estabilizadores alternativos como la cal y el cemento han sido objeto de un mayor número de investigaciones en diversos tipos de arcillas, donde se ha demostrado su eficaz capacidad de modificación sobre las propiedades físicas y mecánicas, tales como la densidad aparente (densidad bulk), los límites de consistencia y la CBR (California Bearing Ratio - Relación de Soporte California). La aplicación de los agentes estabilizadores antes mencionados contribuye a la preparación del suelo de subrasante para la conformación de un pavimento, viéndose su elección considerablemente influenciada por los costos asociados tanto a la aplicación como al transporte hacia la ubicación del proyecto. El propósito principal de este trabajo de investigación consiste en examinar las variaciones en las propiedades físicas y mecánicas de un suelo de subrasante tras la aplicación de un producto asfáltico (emulsión asfáltica). La dosificación específica que se requiere se determina mediante el procedimiento "Diseño de Mezclas Asfálticas en Frío" (Asphalt Institute, 1997) modificado por la Universidad de Illinois. Las muestras, obtenidas de suelos de la ciudad de Cajamarca (en su mayoría, arcillas de mediana plasticidad), y una emulsión asfáltica catiónica de rotura lenta (CSS-H1) comercial adecuada para el tipo de suelo empleado y para el propósito de estabilización, se sometieron a ensayos en el Laboratorio de Mecánica de Suelos (LMS) de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP); y se realizaron comparaciones esquemáticas entre los resultados obtenidos de las muestras en estado natural y aquellas tratadas con el agente asfáltico. Finalmente, se realiza la verificación de que la subrasante modificada haya alcanzado un valor de soporte CBR superior al 6%, indicado en el Capítulo III: Componentes de la Infraestructura del Camino perteneciente al “Manual MC-05-14 Suelos, Geología, Geotecnia y Pavimentos” (MTC, 2014) como aquel que permita constituir la primera capa de la estructura de pavimento. Posterior a ello se analiza la influencia de dicha aplicación en el presupuesto de materiales para diversas configuraciones de espesores de pavimento; evaluándose la variación del costo por metro cuadrado y la influencia de la dosificación del agente emulsivo obtenida al momento de desarrollar el diseño de mezcla.