Maestría en Ingeniería Vial

Estudio experimental de la ceniza de mazorca de maíz y carbón como aditivo estabilizador en suelos arcillosos para subrasante

Tue, 01 Apr 2025 00:00:00 GMT

Estudio experimental de la ceniza de mazorca de maíz y carbón como aditivo estabilizador en suelos arcillosos para subrasante Camacho Ortiz, Jane Steve; Morales Mamani, Sonia Lorena Esta investigación evaluó el impacto de la ceniza de mazorca de maíz (CMM) y la ceniza de carbón (CC) como aditivos en suelos arcillosos con propiedades deficientes. Se realizaron ensayos para determinar las mejoras en las propiedades físicas y mecánicas del suelo, inicialmente clasificado como SUCS “CL” y AASHTO “A-6 (10)”. El análisis químico indicó que la CMM contenía un 62.458% de óxidos de sílice y un 25.070% de aluminio, y el CC, con un 52.822% de óxidos calcio y un 12.545% de magnesio, los cuales promovieron reacciones que redujeron el índice de plasticidad (IP) del suelo de 19.52% a 10.5% con un 20% de CMM+CC lo cual facilitó el intercambio catiónico y redujo el hinchamiento del suelo. Los resultados de los ensayos de CBR indicaron que la adición de ceniza de carbón (CC) en un 20% fue la combinación más efectiva, alcanzando valores de 5.8%, 6.93% y 8.57% con proporciones del 10%, 15% y 20% del aditivo, respectivamente. En contraste, la ceniza de mazorca de maíz (CMM) mostró un comportamiento diferente, con un aumento inicial en la capacidad portante seguido de una disminución. Los valores promedio obtenidos fueron de 6.43% para el 10%, 6.07% para el 15% y 5.30% para el 20%, lo que sugiere que la mejor proporción fue la del 10%, destacándose por su mayor resistencia en comparación con las demás dosificaciones. Además, los ensayos de resistencia a la compresión no confinada revelaron que la mezcla con un 10% de CMM incrementó la resistencia del suelo hasta 3.93 kg/cm² a los 28 días, en comparación con 2.80 kg/cm² del suelo natural. En conclusión, la incorporación de ceniza de mazorca de maíz y ceniza de carbón como aditivos estabilizadores proporciona mejoras significativas en las propiedades físicas y mecánicas de suelos arcillosos, optimizando su desempeño como subrasantes y ofreciendo una solución efectiva tanto desde el punto de vista ambiental como técnico.; This research evaluated the impact of corn cob ash (CMM) and carbon ash (CC) as additives in clay soils with poor properties. Tests were carried out to determine improvements in the physical and mechanical properties of the soil, initially classified as SUCS "CL" and AASHTO "A-6 (10)". The chemical analysis indicated that the CMM contained 62.458% silica oxides and 25.070% aluminum, and the CC, with 52.822% calcium oxides and 12.545% magnesium, which promoted reactions that reduced the plasticity index (PI) of the soil from 19.52% to 10.5% with 20% CMM+CC, which facilitated cation exchange and reduced soil swelling. The results of the CBR trials indicated that the addition of coal ash (CC) in 20% was the most effective combination, reaching values of 5.8%, 6.93% and 8.57% with proportions of 10%, 15% and 20% of the additive, respectively. In contrast, corn cob ash (CMM) showed a different behavior, with an initial increase in bearing capacity followed by a decrease. The average values obtained were 6.43% for 10%, 6.07% for 15% and 5.30% for 20%, which suggests that the best proportion was 10%, standing out for its greater resistance compared to the other dosages. In addition, unconfined compressive strength tests revealed that mixing with 10% CMM increased soil strength to 3.93 kg/cm² at 28 days, compared to 2.80 kg/cm² for natural soil. In conclusion, the incorporation of corn cob ash and coal ash as stabilizing additives provides significant improvements in the physical and mechanical properties of clay soils, optimizing their performance as subgrades and offering an effective solution both from an environmental and technical point of view.

Resistencia al Desgaste de un suelo arenoso estabilizado con polimero y sometida a diferentes cambios de temperatura 2023

Thu, 03 Oct 2024 00:00:00 GMT

Resistencia al Desgaste de un suelo arenoso estabilizado con polimero y sometida a diferentes cambios de temperatura 2023 Villalba Velasque, Anali; Ramos Pineda, Milder Paola Los Contratos de Conservación Vial de carreteras por Niveles de Servicio corresponden al Programa Proyecto Perú, contratos que especifican la conformación de pavimentos básicos con canteras existentes en la zona que requieren estabilizado y se encuentran expuestas a diferentes condiciones de humedad y temperatura propios de la zona, por tal motivo se plantea el uso de estabilizadores químicos “Polímero = Megasoil”. Sin embargo, es necesario evaluar el comportamiento de estas combinaciones mediante diferentes parámetros que son la plasticidad y la resistencia al desgaste con diferentes porcentajes de aditivo. Se obtuvo mejoras en las propiedades relacionadas a la plasticidad a mayor incremento de aditivo. Asimismo, se obtuvo incrementos en la resistencia al desgaste de muestras con mayor porcentaje de Megasoil, observando que existe menor desgaste a temperaturas altas y mayor desgaste a bajas temperaturas (congelamiento). El proceso que explica este fenómeno es la reacción del polímero en adición con el agua genera un proceso de gelificación, el cual se ve reflejado en el incremento de la cohesión de los suelos el cual se relaciona directamente con la resistencia al desgaste que presenta. Independientemente del porcentaje de polímero que contenga la mezcla, se observó que el desgaste de la mezcla es menor debido a la presencia de vacíos (fisuras) que, con el incremento de polímero se aprecia un menor desgaste debido a que el polímero gelificado ocupa menos cantidad de vacíos es decir el incremento del volumen de agua tiene menor efecto.; The Road Maintenance Contracts by Service Levels, part of the Proyecto Perú Program, specify the construction of basic pavements using existing local quarries that require stabilization and are exposed to varying moisture and temperature conditions typical of the area. Therefore, the use of chemical stabilizers, specifically "Polymer = Megasoil," is proposed. However, it is essential to evaluate the performance of these combinations through different parameters, such as plasticity and wear resistance with varying percentages of additive. Improvements in plasticity-related properties were observed with higher additive levels. Additionally, increases in wear resistance were noted in samples with higher percentages of Megasoil, with less wear at high temperatures and more wear at low temperatures (freezing). This phenomenon is explained by the polymer's reaction with water, which leads to a gelification process. This gelification enhances soil cohesion, directly correlating with its wear resistance. Regardless of the polymer percentage in the mix, it was observed that the wear of the mix was reduced due to the presence of voids (cracks). As the polymer content increased, the wear decreased because the gelled polymer fills fewer voids, meaning the increase in water volume has less effect.

Evaluación experimental de la estabilización de un suelo arcilloso a partir de la adición de cenizas de cuesco de palma aceitera

Wed, 23 Oct 2024 00:00:00 GMT

Evaluación experimental de la estabilización de un suelo arcilloso a partir de la adición de cenizas de cuesco de palma aceitera Rios Bartolo, Ricardo; Boyanovich Gargurevich, Eduardo Alberto Los suelos arcillosos presentes en la Amazonía peruana dificultan la construcción de carreteras, aumentando costos y afectando el desarrollo. La escasez de materiales granulares y la inestabilidad del suelo complican aún más la situación. Es necesario encontrar soluciones para construir carreteras más accesibles y duraderas en la región. Esta investigación se enfoca en un tipo específico de suelo arcilloso en la Amazonía peruana y propone usar ceniza de cuesco de palma aceitera como estabilizador (CCPA). Además, se investiga cómo la ceniza afecta al suelo en términos de resistencia, composición y estructura. Los resultados de las pruebas de laboratorio muestran que agregar un 8% de ceniza mejora significativamente la resistencia del suelo, cumpliendo con los estándares para ser utilizado como subrasantes. Además, al agregar un 20% de ceniza, se logra un CBR máximo del 10.1%. Los resultados del ensayo de Microscopio Electrónico de Barrido (MEB) muestran que la composición química de la ceniza contiene altos niveles de SiO2 y presencia de CaO, lo que respalda su eficacia como agente estabilizador en el suelo patrón. Además, las imágenes microscópicas destacan la capacidad de la ceniza para interactuar con el suelo. En este sentido, se recomienda ampliar la investigación para evaluar la aplicabilidad y eficacia de la mezcla de suelos arcillosos con ceniza de cuesco de palma aceitera como estabilizador. Esto permitiría desarrollar soluciones sostenibles y eficientes para mejorar la infraestructura vial en la Amazonía peruana.; The clay soils found in the Peruvian Amazon hinder road construction, increasing costs and impacting development. The scarcity of granular materials and soil instability further complicates the situation. It is necessary to find solutions to build more accessible and durable roads in the region. This research focuses on a specific type of clay soil in the Peruvian Amazon and proposes using oil palm shell ash as a stabilizer. Additionally, it investigates how the ash affects the soil in terms of strength, composition, and structure. Laboratory test results show that adding 8% ash significantly improves soil strength, meeting standards for subgrade use. Furthermore, adding 20% ash achieves a maximum CBR of 10.1%. Scanning Electron Microscope test results show that the chemical composition of the ash contains high levels of SiO2 and the presence of CaO, supporting its effectiveness as a stabilizing agent in the soil matrix. Additionally, microscopic images highlight the ash's ability to interact with the soil. In this regard, further research is recommended to assess the applicability and effectiveness of clay soil mixtures with oil palm shell ash as a stabilizer. This would enable the development of sustainable and efficient solutions to improve road infrastructure in the Peruvian Amazon.

Modelo de predicción de la siniestralidad vial en el subtramo: Huarmey-Casma de la Concesión Red Vial N°4: Carretera Pativilca – Trujillo basada en Crash Modification Factors y Star Rating Scores para la prevención de siniestros viales

Tue, 28 May 2024 00:00:00 GMT

Modelo de predicción de la siniestralidad vial en el subtramo: Huarmey-Casma de la Concesión Red Vial N°4: Carretera Pativilca – Trujillo basada en Crash Modification Factors y Star Rating Scores para la prevención de siniestros viales Bravo Lizano, Aldo Rafael; Volta Alomia, Mario Martin El presente trabajo de investigación se enfoca en obtener un modelo para la predicción de la siniestralidad vial en el subtramo Huarmey-Casma de la Concesión Red Vial N°4, abordando una problemática global que afecta desproporcionadamente a países de ingresos bajos y medianos. Se utiliza una metodología que combina Crash Modification Factors (CMF) y Star Rating Scores (SRS) para caracterizar el riesgo de siniestralidad vial en la carretera y proponer estrategias de prevención. El análisis histórico de datos reveló que los sectores críticos se encuentran en los kilómetros 320 a 350, donde se identificaron 94 segmentos con 1 y 2 estrellas que requieren intervención. La implementación de medidas preventivas se centra en mejorar curvas horizontales, implementar sistemas de contención vehicular y controlar el exceso de velocidad. Además, se propone la instalación de un Sistema Inteligente de Transporte (ITS) con radares de tramo para disuadir el exceso de velocidad. La regresión lineal múltiple desarrollada sugiere que atributos como el sobreancho y el radio son determinantes en el riesgo vial, se obtuvo un R2 ajustado de 0.8007. La validación del modelo muestra una correlación efectiva entre las medidas propuestas y la reducción del riesgo vial, se utiliza fórmula estadística llamada GEH para comparar los resultados, verificándose que para los 90 segmentos GEH < 5. La aplicación de CMF y SRS, junto con la implementación de medidas específicas, demuestra ser eficaz en la predicción y prevención de siniestros viales en el subtramo estudiado, proporcionando una base sólida para mejorar la seguridad vial.; This research work focuses on obtaining a model for predicting road accidents in the Huarmey-Casma segment of Concession Red Vial No. 4, addressing a global issue that disproportionately affects low- and middle-income countries. A methodology combining Crash Modification Factors (CMF) and Star Rating Scores (SRS) is used to characterize the road accident risk and propose prevention strategies. Historical data analysis revealed critical sectors between kilometers 320 and 350, where 94 segments with 1 and 2 stars requiring intervention were identified. The implementation of preventive measures focuses on improving horizontal curves, implementing vehicle restraint systems, and controlling speeding. Additionally, the installation of an Intelligent Transport System (ITS) with section radars to deter speeding is proposed. The developed multiple linear regression suggests that attributes such as shoulder width and radius are decisive in road risk, yielding an adjusted R-squared of 0.8007. Model validation shows effective correlation between the proposed measures and the reduction of road risk, using a statistical formula called GEH to compare results, verifying that for the 90 segments GEH < 5. The application of CMF and SRS, along with the implementation of specific measures, proves to be effective in predicting and preventing road accidents in the studied segment, providing a solid foundation for improving road safety.