Mejoramiento de subrasantes de tipo arcilloso mediante la adición de escoria de acero

Improvement of clayey subgrades through the addition of steel waste

El presente trabajo evalúa el comportamiento de mezclas de suelo arcilloso mediante la adición de escoria de acero, comparando con los criterios de calidad para ser una subrasante vial. El comportamiento de la mezcla de escoria de acería con arcilla caolinita, se estableció con una matriz de dosificación de aumento gradual, en porcentajes de: 25, 50 y 75%, a través del tamiz N°4. Los resultados indican que la escoria de acería funciona en materiales cohesivos, reduciendo la plasticidad hasta un 0%, y aumentando el valor del California Bearing Ratio, CBR, en un 378.92%. Se concluye que la escoria de acero, es un excelente complemento para mejorar las propiedades físicas y mecánicas de una subrasante de arcilla caolinita. En una primera aproximación, la dosificación más recomendada es de un 25%, debido a que la disminución en la resistencia a la compresión e índice de plasticidad no fue tan alta como en las otras dosificaciones, pero sí aumenta el índice CBR y la densidad.

1. INTRODUCCIÓN

La subrasante de una vía, en general, es una parte fundamental de la misma, de tal manera que si está llega a colapsar, el pavimento también lo hará. Por lo tanto, uno de los parámetros de su evaluación de-penderá de la capacidad de soporte o resistencia a la deformación por esfuerzo cortante, bajo las cargas del tránsito (Rondón-Quintana, Zafra-Mejía & Chaves-Pabón, 2018) (Rondon-Quintana, Hernández-Noguera & Urazán-Bonells, 2016). En Colombia, debido a las características de los suelos en la zona central del país, las sub-rasantes se caracterizan por estar compuestas de suelos blandos, ocasionando que las estructuras del pavimento requieran de un espesor superior al típico empleado (Rondón-Quintana & Reyes-Lizcano, 2015). Si la sub-rasante se mejora en sus características mecánicas (soporte a compresión, flexión y cortante), se disminuirá el espesor de la estructura de pavimento (Radhakrishnan & Anjan-Kumar, 2019). En consecuencia, una importante ventaja sería la optimización de recursos técnicos, económicos y ambientales, indiferente del tipo de estructura de pavimento a implementar (Ospina-García, Moreno-Amselmí & Rodríguez-Polo, 2017).

Por tanto, con una subrasante mejorada, las propiedades mecánicas del pavimento: esfuerzos, desplazamientos y agrietamientos, aumentarán (Dhar & Hussain, 2019). A su vez, la sub-rasante suele estar constituida por suelos en su estado natural (sin ninguna mejora), o por suelo con algún tipo de adición para su mejoramiento, tales como: la estabilización mecánica, la estabilización físico - química con adictivos (cemento Portland, la cal, el asfalto, escoria de acero, entre otras), o sub-rasantes reemplazando el suelo natural por material tipo granular tamaño rajón (Rondón-Quintana & Reyes-Lizcano, 2015; Moreno-Anselmi, Reyes-Ortiz & Ruiz-Acero, 2016).