UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

Adición polvo de ladrillo en la capacidad portante de la subrasante en la carretera San Mateo Chota,2022

AUTOR:

Br. Rafael Bustamante, Telmo ASESOR:

Ms. Ing. Burgos Sarmiento, Tito Alfredo

TRUJILLO – PERÚ 2022

TESIS

PARA OBTENER EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO CIVIL

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Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú.

ii _____________________________________

Mg. Ing. Josualdo Carlos Villar Quiroz CIP: 106997

JURADO Secretario

_____________________________________

Mg. Ing. Tito Alfredo Burgos Sarmiento CIP: 82596

JURADO Asesor

__________________________________________

Mg. Ing. Carlos Octavio Calderón Vásquez CIP: 80596

JURADO Presidente

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iii DEDICATORIA

La presente investigación está dedicada:

A Dios por estar conmigo ayer, estar conmigo hoy y seguir estando conmigo mañana y siempre, por darme las fuerzas para seguir adelante nunca perder el valor ante los problemas que se presenten, gracias por tu amor e infinita bondad.

.

Esta investigación está dedicada a la memoria de mi madre Teresa Bustamante Sánchez, por enseñarme el camino correcto de la vida, su fortaleza y el amor al prójimo. A mi esposa e hija por todo el apoyo incondicional en esta etapa de mi carrera profesional.

. Rafael Bustamante, Telmo

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iv AGRADECIMIENTO

A la Universidad Nacional de Trujillo por el apoyo brindado para llegar a la culminación y cumplimiento de esta etapa de mi carrera. Gracias a todos los que me apoyaron para que mi investigación se realice con éxito, especialmente a los que me abrieron las puertas y compartieron sus conocimientos.

Rafael Bustamante, Telmo

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v RESUMEN

El presente estudio fue realizado en el distrito de chota, el objetivo general fue determinar la influencia de la adición de polvo de ladrillo en la capacidad portante de la subrasante en la carretera san mateo chota, 2022.La metodología empelada tuvo un enfoque cuantitativo, de acuerdo al fin que se persigue fue una investigación básica. El diseño propuesto fue un estudio experimental puro y el nivel de este estudio fue explicativo. La población y muestra fueron tomadas las diferentes calicatas de las progresivas, km 0+000 hasta 3+000 de la carretera san mateo Chota. Se realizaron ensayos de laboratorio al suelo natural a nivel de subrasante y adiciones de polvo de ladrillo (10%, 14%, 18%), mediante el ensayo granulométrico, clasificación SUCS y ensayo de límites de atterberg, proctor modificado, CBR, la técnica de muestreo empleada fue no probabilístico, por juicio de expertos, basado en normas o fichas, en la que los investigadores seleccionaron muestras en función de un juicio subjetivo en lugar de la casualidad, la recolección de la data se basó en técnicas observación directa y análisis documental. Los resultados que se obtuvieron fueron suelos arcillosos inorgánicos de mediana plasticidad (CL) y arenas arcillosas(SC) con respecto al polvo de ladrillo, la dosificación óptima adicionando los diferentes porcentajes fueron al 18%, con respecto al cometido de humedad se obtuvo una disminución de 8,61%, además la densidad máxima seca incrementa en 0.38 (g/cm3), el CBR a 95% y 100%, obtuvo valores de 6,44% y11,93% esto comparación con las diferentes muestras existentes de la subrasante en su estado natural. Se concluyó que al adicionar el polvo de ladrillo a las muestras de la subrasante tiene influencia significativamente en la capacidad portante de la subrasante en la carretera san mateo chota.

Palabras clave: Polvo de ladrillo, capacidad portante, subrasante

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vi ABSTRACT

The present study was carried out in the Chota district, the general objective was to determine the influence of the addition of brick dust on the bearing capacity of the subgrade on the San Mateo Chota highway, 2022. The methodology used had a quantitative approach, from according to the end pursued was a basic investigation. The proposed design was a pure experimental study and the level of this study was explanatory. The population and sample were taken from the different test pits of the progressive roads, km 0+000 to 3+000 of the San Mateo Chota highway. Laboratory tests were carried out on the natural soil at the subgrade level and additions of brick dust (10%, 14%, 18%), through the granulometric test, SUCS classification and atterberg limit test, modified proctor, CBR, the technique The sampling used was non-probabilistic, by expert judgment, based on rules or records, in which the researchers selected samples based on a subjective judgment instead of chance, the data collection was based on direct observation and analysis techniques. documentary film. The results obtained were inorganic clayey soils of medium plasticity (CL) and clayey sands (SC) with respect to brick dust, the optimal dosage adding the different percentages was 18%, with respect to the role of humidity a decrease was obtained. of 8.61%, in addition the maximum dry density increases by 0.38 (g/cm3), the CBR at 95% and 100%, obtained values of 6.44%

and 11.93%, this comparison with the different existing samples of the subgrade in its natural state. It was concluded that adding brick dust to the subgrade samples has a significant influence on the bearing capacity of the subgrade on the San Mateo Chota highway.

Keywords: Brick dust, bearing capacity, subgrade

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vii ÍNDICE GENERAL

DEDICATORIA ... iii

AGRADECIMIENTO ...iv

RESUMEN ... v

ABSTRACT ...vi

ÍNDICE GENERAL ... vii

ÍNDICE DE TABLAS ...xi

ÍNDICE FIGURAS ... xiii

CAPÍTULO I ... 1

INTRODUCCIÓN ... 1

1.1. Realidad de problemática: ... 1

1.2. Formulación del problema ... 6

1.3. Hipótesis ... 6

1.4. Justificación ... 6

1.4.1 Justificación general ... 6

1.4.2 Justificación teórica ... 7

1.4.3 Justificación práctica ... 7

1.4.4 Justificación metodológica ... 8

1.5. Objetivos de investigación ... 8

1.5.1 Objetivo general: ... 8

1.5.2 Objetivos específicos: ... 8

CAPÍTULO II ... 9

MARCO TEÓRICO ... 9

2.1 Antecedentes ... 9

2.2 Bases teóricas ... 15

2.2.1 Carretera ... 15

2.2.2 Servicio de transitabilidad ... 17

2.2.3 Capacidad portante del suelo ... 17

2.2.3.1 Tipos de la capacidad portante ... 17

2.2.3.2 Importancia ... 18

2.2.3.3 Usos ... 18

2.2.3.4 Dimensiones de la capacidad portante... 18

2.2.3.5 Indicadores de la capacidad portante ... 19

2.2.3.5.1 Granulometría ... 19

2.2.3.5.2 Contenido de Humedad ... 20

2.2.3.5.3 Límites de Atterberg ... 20

(8)

viii

2.2.3.5.4 Índice de plasticidad: ... 20

2.2.3.5.5 Clasificación de Suelos ... 21

2.2.3.5.6 Humedad óptima... 24

2.2.3.5.7 Densidad máxima ... 24

2.2.3.5.8 Índice de resistencia... 25

2.2.4 El polvo de ladrillo ... 25

2.2.4.1 Clases de ladrillos ... 25

2.2.4.2 Importancia: ... 26

2.2.4.3 Usos ... 26

2.2.4.4 Propiedades: ... 27

2.2.4.5 Extracción del polvo de ladrillo: ... 27

2.2.4.6 Indicadores de polvo de ladrillo. ... 28

2.2.4.7 Modelos de ladrillos ... 29

2.2.5 La subrasante ... 29

2.2.5.1 Importancia de las categorías de las subrasantes ... 30

2.2.5.2 Características de una subrasante ... 30

2.2.5.3 Suelos no aptos para superficies de subrasante ... 30

2.2.6 Estabilización de suelos ... 31

2.2.6.1 Propiedades de suelos estabilizados ... 31

2.2.6.2 Criterios geotécnicos ... 32

2.2.6.3 Tipos de estabilización de los suelos ... 32

2.2.6.4 Suelos ... 33

2.2.4.4.1 Suelos finos o arcillosos ... 34

2.2.4.4.2 Suelos cohesivos ... 34

2.2.7 Ensayos de laboratorio de suelos ... 35

2.2.7.1 Granulometría por tamizado -(MTC EM 107-2016) ... 35

2.2.7.2 Límites de Atterberg - (MTC E 108-2016) ... 36

2.2.7.3 Próctor modificado (ASTM D-1557, MTC–115) ... 38

2.2.7.4 California Bearing Ratio (CBR-MTC EM 132) ... 40

CAPÍTULO III ... 41

MATERIALES Y MÉTODOS ... 41

3.1 OBJETO DE ESTUDIO ... 41

3.1.1 Material de estudio ... 41

3.1.2 Enfoque de la investigación ... 41

(9)

ix

3.1.3 Tipo de investigación ... 41

3.1.3.1 De acuerdo a su fin que se persigue ... 41

3.1.3.2 De acuerdo a la técnica de contratación ... 42

3.1.3.2.1 Diseño ... 42

3.1.3.2.2 Nivel ... 42

3.1.4 Variables ... 42

3.1.4.1 Matriz de la clasificación de variables ... 42

3.1.4.2 Matriz de operacionalización de variables ... 43

3.1.5 Población ... 46

3.1.6 Muestra ... 46

3.1.6.1 Técnica de muestreo ... 47

3.1.6.2 Tamaño de muestra ... 47

3.1.7 Diseño de la investigación ... 48

3.2 Métodos y técnicas ... 49

3.3 Procedimiento experimental ... 51

CAPÍTULO IV ... 53

RESULTADOS Y DISCUSIÓN ... 53

4.1 Resultados ... 53

4.1.1 Propiedades físicas mecánicas de la subrasante en su estado natural: ... 53

4.1.2 Estados de consistencia adicionando polvo de ladrillo (10%, 14%, 18%) ... 55

4.1.3 Compactación adicionando polvo de ladrillo (10%, 14%, 18%) ... 56

4.1.4 Capacidad de soporte adicionando polvo de ladrillo (10%, 14%, 18%) ... 57

4.1.5 Propiedades físicas mecánicas del polvo de ladrillo ... 57

4.1.6 Dosificación óptima adicionando polvo de ladrillo (10%, 14%, 18%) ... 59

4.1.7 Contrastación de Hipótesis general: ... 60

4.2 Discusión ... 67

CAPÍTULO V ... 75

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 75

REFERENCIAS ... 78

ANEXOS ... 84

Anexo 01. Matriz de consistencia ... 84

Anexo 02: Ubicación de la zona en estudio ... 86

Anexo 03: Realidad problemática ... 88

Anexo 04: Conteo vehicular para determinar el número de muestra... 89

Anexo 05: Instrumento de recolección de datos. ... 91

(10)

x

Anexo 06: Bases de datos tomados en cuenta para la contratación de hipótesis ... 98

Anexo 07: Validación de los instrumentos por expertos ... 99

Anexo 08: Confiabilidad de los instrumentos de recolección de datos ... 125

Anexo 09: Trabajo de campo toma de nuestras ... 126

Anexo 010: Ensayos de laboratorio ... 130

Anexo 11: Panel fotográfico ... 131

Anexo 12: Resultados de los diferentes ensayos de laboratorio ... 138

Anexo 13: Reporte digital de Turnitin ... 195

Anexo 14: Declaración Jurada ... 197

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xi ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 2.1 ... 30

Categoría de las diferentes subrasantes ... 30

Tabla 2.2 ... 34

Tipos de materiales de los suelos basado en su tamaño de partícula ... 34

Tabla 2.3 ... 36

Tamaño de malla ... 36

Tabla 3.1 ... 47

Mínimo de calicatas según el tipo de la Carretera ... 47

Tabla 3.2 ... 48

Número total de ensayos realizados ... 48

Tabla 3.2 ... 50

Lista de expertos ... 50

Tabla 4.1 ... 53

Granulometría ... 53

Tabla 4.2 ... 53

Contenido de humedad ... 53

Tabla 4.3 ... 54

Límite líquido ... 54

Tabla 4.4 ... 54

Límite plástico ... 54

Tabla 4.5 ... 54

Límites de Atterberg ... 54

Tabla 4.6 ... 55

Clasificación según A.A.S.H.T.O. y S.U.C.S ... 55

Tabla 4.7 ... 55

Humedad óptima y valores de la densidad máxima seca ... 55

Tabla 4.8 ... 55

Índice de resistencia CBR al 95% y 100% ... 55

Tabla 4.9 ... 55

Límite líquido adicionando polvo de ladrillo (10%, 14%, 18%) ... 55

Tabla 4.10 ... 56

límite plástico adicionando polvo de ladrillo (10%, 14%, 18%) ... 56

Tabla 4.11 ... 56

(12)

xii

Índice plasticidad adicionando polvo de ladrillo (10%, 14%, 18%) ... 56

Tabla 4.12 ... 56

Humedad óptima adicionando polvo de ladrillo ... 56

Tabla 4.13 ... 56

Densidad máxima seca adicionando polvo de ladrillo ... 56

Tabla 4.14 ... 57

CBR al 95%. adicionando polvo de ladrillo (10%, 14%, 18%) ... 57

Tabla 4.15 ... 57

CBR 100% adicionando polvo de ladrillo (10%, 14%, 18%) ... 57

Tabla 4.16 ... 57

Estructura granulométrica del polvo de ladrillo ... 57

Tabla 4.17 ... 58

Límite líquido del polvo de ladrillo ... 58

Tabla 4.18 ... 58

Límite plástico del polvo de ladrillo ... 58

Tabla 4.19 ... 58

Límites consistencia del polvo de ladrillo ... 58

Tabla 4.20 ... 59

Clasificación según S.U.C.S y A.A.S.H.T.O. ... 59

Tabla 4.21 ... 59

Contenido óptimo de humedad y parametros densidad máxima seca ... 59

Tabla 4.22 ... 59

CBR al 95% y 100% del polvo de ladrillo ... 59

Tabla 4.23 ... 59

Porcentaje con relación al peso adicionando polvo de ladrillo ... 59

Tabla 4.24 ... 60

Prueba de normalidad ... 60

Tabla 4.25 ... 61

homogeneidad de varianzas de las variables ... 61

Tabla 4.26 ... 62

Prueba de ANOVA ... 62

Tabla 4.27 ... 63

Tukey -comparaciones múltiples - ... 63

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xiii ÍNDICE FIGURAS

Figura 2.1 ... 21

Carta de plasticidad del suelo SUCS ... 21

Figura 2.2 ... 23

Clasificación U.S.C.S de los suelos. ... 23

Figura 2.3 ... 24

Clasificación A.A.S.H.T.O. de los suelos... 24

Figura 2.4 ... 24

Clasificación A.A.S.H.T.O. fracción limoso-arcilloso ... 24

Figura 2.5 ... 28

Polvo de los ladrillos de las canteras artesanales ... 28

Figura 2.6 ... 35

Curva granulometría de los suelos ... 35

Figura 2.7 ... 36

Límites de Atterberg ... 36

Figura 2.8 ... 37

Límites de Atterberg y su relación con los estados de consistencia del suelo. ... 37

Figura 2.9 ... 37

Copa de casagrande- curva para establecer el límite líquido ... 37

Figura 2.10 ... 39

Curva determinar la densidad seca –Rama húmeda ... 39

Figura 3.1 ... 46

Ubicación de la muestra ... 46

Figura 3.2 ... 50

Modelo de tablas estadísticas descriptivas. ... 50

Figura 3.1 ... 50

Modelo de tabla de estadística inferencial. ... 50

Figura de anexo 4.1 ... 89

Ubicación de estaciones de conteo. ... 89

Ficha granulométrica por tamizado (Ensayo MTC EM 107-2016). ... 91

Contenido de Humedad (MTC E-108 / ASTM D-2216) ... 92

Tabla de anexo 5.3 ... 93

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xiv

Ficha de límites de Atterberg (MTC E 108-2016) ... 93

Clasificación SUCS/Clasificación AASHTO ... 94

Ficha Proctor Modificado (ASTMD-1557, MTC – 115) ... 95

Ficha de Ensayo de CBR (MTC E 132). ... 96

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1 CAPÍTULO I

INTRODUCCIÓN 1.1.Realidad de problemática:

En un contexto global, según Pierre (2021), indicó que el desarrollo de los estados depende sobre todo de sus propias vías de comunicación, por las cuales se establecen relaciones económicas, sociales y culturales, por tal motivo cada año se dedican horas de trabajo a la construcción, rehabilitación y mantenimiento de vías para mejorar las capacidades portantes de los diferentes tipos de Subrasante de tal manera mejorar los diferentes diseños de pavimentos empleados.

Además Quinteros (2020), señalo que los pavimentos están diseñados para distribuir las tensiones impuestas por el tráfico a la subrasante, las condiciones de la subrasante tienen una influencia significativa en la elección de los espesores de las estructuras de los pavimentos y la forma en que se diseña según los suelos existentes y el diseño de los proyectos, así mismo es posible que sea necesario mejorar las propiedades de la subrasante como su capacidad portante, ya sea mecánicamente, químicamente o ambas, para proporcionar una plataforma para la construcción de las capas posteriores y para proporcionar un soporte adecuado para el pavimento durante su vida útil de diseño.

Según Yepes (2019), los suelos y sus propiedades son uno de los aspectos más importantes y responsables de la dispersión de las fuerzas de carga del tráfico, sin embargo, en diversos casos las subrasantes no tienen las condiciones adecuadas con referente a las especificaciones o normas técnicas requeridas en el manual de carreteras, como su capacidad portante, es por eso que la importancia de mejorar la subrasante mediante la estabilización agregando un aditivo o realizando una mezcla adecuada, esta mezcla puede aumentar ciertas propiedades y disminuir su contaminación. El drenaje del agua y la compactación son procedimientos de estabilización más sencillos. Además, se pueden mezclar dos o más suelos para producir suelos con mejor grado de permeabilidad, plasticidad y granulometría. Esto también se puede lograr con aditivos o aglomerantes naturales que afecten sus propiedades físicas o químicamente del suelo. El cemento y la cal son los más utilizados, pero las cenizas volantes, la escoria granular, el cloruro de potasio, las puzolanas, el cloruro de calcio, etc., son algunas alternativas de estabilización para los diferentes tipos de suelos existentes.

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2 Para, la organización de las naciones unidas (2021) al mejorar la capacidad portante de los diversos suelos está directamente relacionado en desarrollar ciudades y comunidades sostenibles, de igual manera mejora algunos aspectos básicos de la vida de los pobladores y disminuir la pobreza, beneficia a la población con vías de acceso de bajo costo, gracias al mejoramiento de materiales locales, como una alternativa potencial que mejorará el desempeño de los pavimentos, brindará mejores condiciones de tránsito y así incrementar la comercialización y negociación de los productos producidos por los diferentes caseríos, ya sean agrícolas, animal o de origen artesanal.

Tenemos al Ministerio de Fomento (2021), manifestaron que muchas veces la industria de la construcción española, una vez demolidos los ladrillos se pueden reciclar en el mejoramiento de terraplenes, así como mejorar sus propiedades mecánicas de la subrasante entre ellas su capacidad portante, la mayoría de los escombros de las demoliciones de edificios, pueden contener varios miles de ladrillos intactos, terminan en vertederos o se tritura para otros usos. Esto significa que estos elementos no se pueden reutilizar en una nueva construcción, sino que siempre se deben usar ladrillos nuevos. Pero su producción implica un proceso industrial intensivo en energía y recursos, con implicaciones para el medio ambiente.

En Chile se han buscado nuevas tecnologías para el mejoramiento de la capacidad portante, la compactación, y las propiedades del suelo utilizando estabilizadores iónicos, es un catalizador de intercambio iónico y su función es reducir las cantidades de agua que queda atrapada en las partículas de los suelos, donde aumentan los vacíos las partículas se reorganizan por atracción o compactación (Olivera, 2019).

Además, El Popular (2019), índico que la red vial en el Perú en su longitud total alcanzó los 28.610 km en el 2019, de estos, aproximadamente 14,679 km fueron de asfalto y 5,689 km de concreto, pero gran parte de ellos, su es estado crítico a pesar de los diversos mantenimientos que realiza las diferentes entidades, la mayoría presentan fallas estructurales, como hundimientos, fisuras, baches, piel de cocodrilo. Geológicamente existen amplias variedades de tipos de suelos, se han clasificado en siete regiones geográficas o regiones de suelos, entre ellas, la litosólica, la yermosólica, paramosólica o andosólica, lito-cambisólica y kastanosólica. La sierra tiene una superficie, arcillosa, arenosa y es húmeda debido al nivel freático alto. Estos suelos se forman por consecuencia de las fuentes

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3 fluviales o erosiones. Debido a estos problemas, utilizan técnicas de estabilización para mejorar el comportamiento de la subrasante, como el uso de cal, cemento y otros estabilizadores por su alta plasticidad, baja capacidad de soporte, dado que el suelo tiene estas propiedades, están obligados a mejorar las diferentes propiedades como su capacidad portante del suelo, antes de realizar cualquier trabajo o proyecto de construcción, rehabilitación o ampliación de una carretera

Vásquez (2020) sostuvo que la provincia de chota abarca una topografía diversa formada bosques, ríos, arroyos, valles, cerros, sumando a la región climas variados únicos según las estaciones del año. la topografía y el clima tienen una influencia significativa en las condiciones del tráfico vial en toda la región, por tal motivo es necesario un mejoramiento de la subrasante basado en su capacidad portante del suelo, a nivel departamental se cuenta con un total de 11.989,28 km de vías, de las cuales el 626, 40 km son asfaltadas un 5,22%, tenemos carreteras afirmadas 3.726,96 km el 31,08%, sin afirmar tenemos 21.95 Km un 0.18% y son trochas 7,616.17 Km el 63.52% principalmente son las que predominan, Finalmente, el crecimiento del económico depende directamente de las condiciones en que se encuentran las redes viales, determina su índice de crecimiento; Asimismo, los accesos a las diferentes niveles de las zonas que componen la red vial departamental, confluyen en las rutas de transporte hacia Cajamarca teniendo un gran valor comercial, financiero y de inversión para la cuidad.

En un contexto nacional, Llamoga (2018), encontró que, en los suelos de la zona de Cajamarca, al utilizar las cenizas provenientes de los molinos de arroz, como la cascara en una proporción del 10%, la capacidad de portante no aumentó, pero disminuyó en un 0,85% índice de plasticidad. Pero al adicionar porcentajes del 7%

y 4% el CBR aumentó de 2,85% hasta 4,52% y de 2,85% aumentado a 7,80%

observando una mejora y el mejor resultado óptimo se observó con 7% de cenizas de cascarilla de arroz.

Vega y Noel (2022), enfatizó que las diferentes propiedades químicas, físicas, como mecánicas de la subrasante, son de vital importancia para establecer la capacidad portante del suelo. Conocer las capacidades portantes y las cargas de las estructuras de los suelos permiten realizar diseños geométricos correctos de los diferentes pavimentos, en la construcción urbana y rural. Al determinar la capacidad portante de los tipos de suelos, podemos determinar un buen diseño y control de la

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4 estabilidad de la cimentación, se compara la capacidad portante de la cimentación con la resultante de las cargas de servicio de la estructura.

Ortiz (2020),propuso que los diferentes ensayos realizados de penetración estándar establecieron la capacidad portante en varios puntos de la ciudad de Catacaos, aplicados a suelos cohesivos con una profundidad de 3 m, al mismo tiempo se realizó una correlación con la resistencia a la compresión, se aplicó la ecuación de Hará ,Las diferencias en los resultados de capacidad de carga se detectaron utilizando la ecuación de capacidad de carga de Terzagui y la ecuación general de Meyerhof para los cálculos de capacidad de carga soporte.

Desde un contexto personal sobre los antecedentes nacionales se observa que las diferentes propiedades químicas, físicas como mecánicas de los suelos, son de gran importancia para establecer las capacidades portantes de los diferentes tipos de subrasante, y mediante los ensayos como el proctor modificado el CBR, los límites de consistencia nos dan a conocer la compactación y permeabilidad el suelo, basado en los lineamientos del manual de carreteras.

La empresa A&C exploración geotécnica con sede en Chiclayo realizó ensayos sobre dos tipos de muestras, suelo y polvo de piedra, para establecer su capacidad portante de las diversas subrasantes mediante los ensayos CBR y su densidad con una prueba de proctor modificado, se puede concluir que la resistencia final se mejoró en un 23% respecto a la resistencia original, significa que no solo se pueden utilizar composiciones para mejorar un material, sino que también se puede reducir el peso.

La empresa Geo Perú ingenieros consultores S.A.C con sede en Lima realizado el proyecto mantenimiento y rehabilitación de las pistas y veredas de la avenida Atahualpa basado en la capacidad portante admisible del suelo entre sus ensayos realizados se tiene al proctor modificado y densidad de campo in situ, de igual manera las características, químicas, mecánicas como físicas del suelo.

En el ámbito local la vía en estudio se encuentra actualmente en mal estado de mantenimiento, lo que no permite cumplir con los criterios básicos del Manual de Diseño Vial; debido a las formaciones geológicas de los diferentes suelos de la zona de chota están compuestas por depósitos cuaternarios de materiales residuales que contiene partículas finas (limos y arcillas) resultantes de la meteorización de secuencias no clásticas y clásicas de rocas existentes, provocando deformaciones en los suelos por los efectos de las saturaciones del agua, la cual genera daños o fallas

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5 en la subrasante debido al tránsito de maquinaria pesada o transporte público dejan asentamientos o ahuellamientos por no tener una buena capacidad portante del suelo.

Los problemas en las carreteras pueden ser causados por exceso de carga, fallas estructurales, efectos climáticos, entre otros Además causan no solo molestias, pérdida de tiempo y dinero para los usuarios, sino también accidentes de tránsito. Las poblaciones de estos caseríos se organizan entre ellos para rehabilitar caminos y carreteras con el fin de tener vías de transporte que garanticen mejoras económicas para las comunidades.

El deterioro de la carretera San Mateo es evidencio que, a causa de la inestabilidad del suelo, por falta de obras de arte y lluvias constantes. Además, la carretera presenta algunos sectores con confluencia de agua. Además, la zona en estudio como es la infraestructura vial enfrenta diversos problemas, esto se debe principalmente a que la diversidad de suelos y sus propiedades conduce a diferentes comportamientos físicos, química y mecánicamente bajo ciertas condiciones. Este problema se refleja en la carretera con coordenadas UTM WGS-84 con GPS, Este:

758,132 E, Norte: 9,276,172 N Altitud: 2,288 m.s.n.m.

Tenemos entre otras causas la falta de presupuesto y recursos para el mantenimiento, construcción, rehabilitación de las vías, ha llevado al abandono, continuo en sus estructuras, provocando daños estructurales en su subrasante, afectando la transitabilidad en el sector, factores que afectan directamente a los usuarios, impidiendo el transporte de mercancías, otras consecuencias que se detectó es el incremento de los costos de los vehículos en su mantenimiento, mayores tiempo de los viaje, aumentos significativos en la reparación de caminos, reducción de los ingresos del turismo, aumento de las enfermedades bronquiales y respiratorias, así como retraso en el desarrollo regional.

Por tanto, al no ser las subrasantes las adecuadas no garantizan estabilidad y resistencia al comportamiento estructural del pavimento, de tal forma se tiene dos opciones, primero lo tradicional, sustituyendo el suelo actual a través de grandes movimientos de tierra. Otra opción es utilizar polvo de ladrillo para mejorar las propiedades físicas mecánicas, entre ellas su capacidad portante de la carretera para conservar el medio ambiente.

Finalmente, se puede concluir que en la zona de Chota aún no se han desarrollado técnicas muy efectivas para un buen mejoramiento de las diferentes propiedades mecánicas como físicas de las arcillas. Por lo tanto, en este sentido,

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6 existe la necesidad de encontrar nuevas alternativas para estabilizar el suelo, como adición del polvo de ladrillo en la capacidad portante, que ayuden a superar problemas de estabilización y que sean económicas y ambientalmente viables. Entre sus consecuencias al no realizar el estudio, es no tener alternativas de aglomerantes naturales, para mejorar los suelos de la provincia de Chota para reducir costos en las diferentes obras viales.

Además, en el área del proyecto existen 9.222 viviendas, de las cuales 1.976 cuentan con alumbrado público y 1.637 con servicio de alcantarillado, el 79% no tiene alumbrado eléctrico, en parte porque las casas están ubicadas en el campo, dispersas y alejadas unas de otras, es muy difícil dotarlas de electricidad, servicios básicos.

Entre las necesidades básicas del 80,40% de la población del área de estudio no estaban cubiertas y el 12,19% de la población viven en viviendas con condiciones físicas inadecuadas y el 63,29% de la población vive en viviendas sin alcantarillado.

El 33,26% de la población tiene una gran carga o dependencia económica y las cinco necesidades básicas no están cubiertas.

1.2.Formulación del problema

¿Cómo la adición del polvo de ladrillo influye en la capacidad portante de la subrasante en la carretera San Mateo Chota,2022

1.3.Hipótesis

La adición del polvo de ladrillo influye significativamente en la capacidad portante de la subrasante en la carretera San Mateo Chota,2022

1.4.Justificación

1.4.1 Justificación general

Este estudio se realizó con el propósito de brindar una alternativa a los problemas que enfrentan actualmente los caminos y carreteras no pavimentadas en la provincia de Chota, el estudio realizó una mejora del suelo en su capacidad portante o sus características físicas mecánicas, Así mismo, abordar los problemas de pavimento a nivel de distrito y regional, al observar los innumerables pavimentos flexibles, rígidos y afirmado han colapsado debido al asentamiento o deformación del terreno.

Al resolver el problema de investigación se puede lograr diseñar nuevas alternativas de estabilización a nivel de subrasante, como la adición del polvo de

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7 ladrillo para mejorar su capacidad portante de la subrasante y establecer bases técnicamente adecuadas y económicas. De esta manera se minimizará los asentamientos, hundimientos del suelo que son generados por el tránsito vehicular y peatonal.

Ayudará a lograr alto rendimiento al mejorar la capacidad portante del terreno a nivel de subrasante y bajos costos al minimizar el traslado de materiales como los afirmados, over, disminuye la permeabilidad del agua, aumentará la densidad de los suelos, aumenta la resistencia de compresión y la capacidad de soporte.

Al realizar el estudio nos brindara beneficiarios como un buen acceso a bienes, servicios y circulación de peatones y vehículos, especialmente en áreas rurales, los proyectos viales actuales se enfocan en reducir costos, tiempo y accidentes en beneficio de la población, no se analizan todos los impactos sociales, económicos y culturales, por lo que muchos de estos proyectos no son rentables y por lo tanto no se ejecutan por parte de los municipios.

1.4.2 Justificación teórica

Actualmente, la tecnología ofrece una variedad de productos estabilizadores del suelo mejorando sus diversas propiedades químicas, físicas como mecánicas, para su uso en los caminos vecinales; no obstante, la mayoría de ellos, no han sido aplicados en nuestra región, desconociendo su comportamiento en nuestra realidad.

Como es deseable en todo proyecto, la solución técnica de un mejoramiento del suelo, debe guardar relación con la solución económica, para conseguir un proyecto exitoso. Conjugando estos aspectos, surge la necesidad de investigar la estabilización del suelo con materiales de la zona, como el polvo de ladrillo de tal manera mejorar o disminuir la capacidad portante de las subrasantes en estudio a fin de conseguir una solución técnica con mejor inversión.

1.4.3 Justificación práctica

La estabilización de la subrasante se enfocará a reducir costos, tiempo, en primer lugar, elimina la necesidad de excavar materiales de mala calidad, transportarlos a un sitio adecuado donde puedan desecharse y luego excavar e importar materiales más adecuados. En segundo lugar, mejora las propiedades de los materiales existentes, proporcionando así una buena plataforma para las capas de pavimento supra yacentes.

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8 1.4.4 Justificación metodológica

El estudio fue importante porque servirá como antecedente para otros estudios, permitirá un mejor diseño de otros estudios similares y proporcionará marcos teóricos, estrategias relevantes y herramientas validadas. Los datos recolectados en campo, apoyaran a los ejecutores de obras, como una guía metodología en las distintas obras del rubro de carreteras.

1.5.Objetivos de investigación 1.5.1 Objetivo general:

Determinar la influencia de la adición de polvo de ladrillo en la capacidad portante de la subrasante en la carretera San Mateo Chota,2022

1.5.2 Objetivos específicos:

- Determinar los parámetros de las propiedades físicas mecánicas de la subrasante en su estado natural y del polvo de ladrillo mediante los lineamientos del manual de ensayos de materiales en la carretera San Mateo chota, 2022.

- Determinar los parámetros de los estados de consistencia de la subrasante adicionando porcentajes de polvo de ladrillo (10%, 14%, 18%) mediante el ensayo límites de Atterberg en la carretera San Mateo chota, 2022.

- Determinar los parámetros del grado de compactación de la subrasante adicionando porcentajes de polvo de ladrillo (10%, 14%, 18%) mediante el ensayo proctor modificado en la carretera San Mateo chota, 2022.

- Determinar los parámetros de la capacidad de soporte de la subrasante adicionando porcentajes de polvo de ladrillo (10%, 14%, 18%) mediante el ensayo de CBR en la carretera San Mateo chota, 2022.

- Determinar la dosificación óptima de la combinación del suelo y el polvo de ladrillo para determinar si las proporciones son adecuadas para una mejora de la subrasante de la carretera San Mateo chota, 2022.

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9 CAPÍTULO II

MARCO TEÓRICO 2.1 Antecedentes

Se realizaron diversas búsquedas bibliográficas, entre ellas se consideraron precedentes internacionales, nacionales y locales para ilustrar el marco teórico actual.

Se tuvo como base primeramente clasificar los antecedentes basados en los diferentes porcentajes del polvo de ladrillo y luego clasificar los diferentes antecedentes de la capacidad portante del subrasante.

“Hydraulic characterization of a residual soil stabilized with brick dust and lime”.

Hidalgo (2019). Como objetivo general fue determinar las diferentes propiedades hidráulicas no saturadas de suelos, que contienen polvo de ladrillo para la construcción de diferentes carreteras de bajo tráfico (p.3). Estudio descriptivo, diseño experimental, entre su población y muestra se utilizó suelos arenosos que representan algunas vías terciarias en Colombia, se realizó ensayo con probetas compactadas con altura 5 cm y un diámetro 5 cm. El procedimiento fue realizar mezclas del suelo con porcentaje del 14% con polvo de ladrillos con adición de residuos de cal. Se realizaron como muestras comparativas probetas sin suplementos, además de tierra mezclada con estabilizadores (p.5). Los resultados mostraron que la constante k de permeabilidad del suelo ha disminuido al agregar polvo de ladrillo activo con residuo de cal, por lo que se determinó valores promedios de permeabilidades de 6,85 E-06 cm/s, en comparación con 1-E04 cm/s, aproximado de la arena (p.7). Concluyeron que los polvos de ladrillos, al igual que otros cementos, reduce la permeabilidad del material por reordenamiento interno de las partículas de los suelos, reducen los porcentajes de vacíos y restringe el paso del agua, asegura la protección del material a nivel de rasante y se puede dar como impermeable en otras aplicaciones a nivel carreteras de bajo tráfico (p.8).

El presente artículo aporta la adición empleada con respecto al polvo de ladrillo, en un porcentaje del 14%, así como también los ensayos empleados o utilizados en laboratorio para encontrar las diferentes adiciones correctas referentes a sus propiedades físicas como mecánicas del suelo natural a nivel de subrasante mediante la clasificación AASHTO y SUCS, por último, el ensayo de límites de consistencia, ensayo proctor modificado.

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“Estudio experimental de las diferentes propiedades físicas, mecánicas y de resistencia de la arcilla con adición de polvo de ladrillo, goma guar, puzolana natural, en la ciudad de San Cristóbal”.

Villalta y Chang (2020). Tuvo como objetivo principal identificar los efectos de la puzolana natural, goma guar y polvo de ladrillo para mejorar las propiedades mecánicas, físicas y las diversas resistencias de los suelos arcillosos (P.10). El estudio fue tipo descriptivo, diseño experimental, Por ello, se utilizaron materiales fácilmente disponibles en el Perú, como polvo de ladrillo y ceniza volcánica natural de la ciudad de Huando, se empleó la goma guar cuya elaboración es a base de semilla natural, se procesa en forma de polvo y se industrializa. Se evaluaron las propiedades del suelo añadiendo ladrillo al 10% y puzolana natural al 5% 10% y 15%, de manera similar a la adición de 1%, 2% y 3% de goma guar. Este estudio considera la aplicación de ensayos como, Límites de Atterberg, Granulometría, Corte Directo, Hidrometría y Proctor Modificado (P.46). Entre sus resultados su índice de plasticidad de redujo de 17.4% hasta 6.66% como su densidad seca ϒd =1.94g/cm3 hasta ϒd =1.88g/cm3 con las adiciones de 3% y 5% de los diferentes aglomerantes naturales. Concluyeron que las adiciones mejoran las propiedades de las arcillas al reducir los índices de plasticidad, aumentar su grado de compactación y mejoraron los valores geotécnicos (P.97).

La presente investigación aporta un enfoque basado en el porcentaje de polvo de ladrillo, la cual aportará al estudio el porcentaje del 10% utilizado en el estudio, para la estabilización de la subrasante, además observar los valores del índice de plasticidad como la humedad óptima, además la densidad de suelos, y los diferentes ensayos realizados con las adiciones empleadas en el polvo de ladrillo.

“Analysis of the behavior of high plasticity floors with theaddtion of residue material in the manufacture of ceramic brick”

Quintero et al. (2018). Tuvo como objetivo analizar el uso de ladrillo cerámico residual en suelos de alta plasticidad para subrasantes en vías de poco tránsito (p.106).

El estudio metodológico fue de diseño experimental, de tipo descriptivo, la población fue tomado de los suelos limosos con una alta plasticidad del municipio de Ocaña Colombia, la muestra se tomó de un tramo de 100m a nivel de subrasante, el muestreo fue realizado en la vía de pueblo nuevo Ocaña, los ensayos de laboratorio utilizados fueron el ensayo de límites de consistencia, ensayo proctor modificado, y por último

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11 el CRB, trabajaron con dosificaciones del 5%,10%, y un porcentaje adicional del 15%

(p.108). Entre los resultados encontrados fueron una clasificación de suelos limosos con alta plasticidad, entre sus valores encontrados para la gravedad específica fue de 2.65, el límite líquido disminuye hasta un 10.46%, el límite plástico tuvo una disminución del 4.38% en referencia al suelo natural, al adicionar un 15%, la dosificación tuvo un aumento en el peso específico del 5.83%, la humedad óptima con un porcentaje del 10% disminuyó con un valor del 14.29% (p.109). Concluyeron que la dosificación óptima para los suelos con alta plasticidad, se obtuvo en un porcentaje del 10%, el cual redujo el índice de plasticidad hasta en un 22.27%, por último, con referente al CBR tu una mejora del 3% con respecto al subrasante natural (p.111). La presenté investigación aporta un enfoque basado en el porcentaje de polvo de ladrillo, la cual aportará al estudio las indicaciones de las adiciones a utilizar para la estabilización del suelo, y observar los valores de los diferentes ensayos utilizados en dicha investigación, como el CBR, Índice de plasticidad, proctor modificado

“Efecto de un estabilizador iónico y la cal en la capacidad portante de los suelos de la prolongación Agricultura, Chota”.

Troyes y Pérez (2021). Tuvo como propósito principal determinar el efecto de estabilizar con iónico y cal en las capacidades portantes de los suelos de la av., Agricultura Chota (p.12). El estudio metodológico fue de diseño experimental a nivel cuantitativo, detallado de acuerdo a los objetivos, por lo que se proponen 5 patrones de dosificación, los cuales fueron aplicados a las primeras muestras tomadas de las tres calicatas, combinación de estas dosis de 6%, 5%, 4% y 3% con estabilizador iónico al 0,30 l/m³ más cal; Se utilizaron los métodos como la observación y además el análisis documental, las interpretaciones de los datos de laboratorio se plasmaron en fichas técnicas validadas por expertos (p.23). Los resultados obtenidos fueron que los diferentes ensayos confirman que los suelo en el área de investigación es arcilloso limoso moderadamente plástico con un promedio de capacidad portante de 4.5%, que pertenece al suelo pobre; y las dosificaciones de los aglomerantes propuestos se han incrementado considerablemente dando una conformidad con el adictivo de 0.30 l/m³ del E.I más el 4% de cal, resultó en un CBR promedio de valor 12.13% brindando un aumento del 171% en su capacidad portante ,convirtiendo la subrasante en buena suelo ya que está en el rango de 10% -20% (p.31).

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12 La presenté investigación aporta a la comparación de resultados de sus diferentes propiedades tanto físicas como mecánicas de la subrasante en su estado original con nuestro primer objetivo planteado, permitiendo conocer el tipo de subrasante y sus características de igual manera aporta los diferentes ensayos realizados a la variable capacidad portante.

“Adición de cal estructural para el mejoramiento de la capacidad portante de la subrasante y su efecto en la Vía Expresa Shucushuyacu, Lago Cuipari-Teniente César López-Loreto”.

Alva y Pezo (2021). Elaboró una propuesta de innovación y cómo influye para mejorar la subrasante en la carretera Yurimaguas, Loreto (p.45). La metodología que empleó fue de nivel explicativo, tipo aplicada y diseño experimental puro, la población y muestra fueron los diferentes suelos de Shucshuyacu, la cual se extrajo 600 kg de material, para los ensayos respectivos, como la gravedad específica, granulometría, límite de consistencia, CBR, proctor modificado, en adiciones de cal con porcentajes de 21%,15%,9% (P.47). Los resultados obtenidos fueron con un porcentaje óptima de cal de un 15 % al cual incrementó el índice del CBR de los suelos de 3.3% hasta 5.9% es decir una mejora en su capacidad portante (p.64). Se concluyó que las diferentes características físicas mecánicas del suelo como la gravedad específica tiene un parámetro de 2.26% con respecto a la grava y un 23.15%

con respecto a la arena y el MDS de 1.85g/cm3, un índice de plasticidad del 13%, se logró una humedad óptima de un 13.40% y al adicionar la cal a un 15% el CBR aumentó a un 78.8% y mejoró su capacidad portante del suelo (p.74).

La investigación aporta los diferentes ensayos realizados a la capacidad portante de los suelos con las adiciones del aditivo empleado. Teniendo en cuenta el contenido normal de humedad de la arcilla con cal añadida, esto reduce la relación al aumento de cal, porque la cal muestra una propiedad única de cubrir materiales finos, y se debe tener en cuenta que la humedad es un factor importante en la colocación del material en la parte de la subrasante de la carretera.

“Propuesta de estabilización de vías de poco tránsito en zonas de la sierra por encima de los 2000 m.s.n.m. mediante recubrimientos aniónicos de organosilano poliacrilamida y sulfonados: Poncos - Kochayoc, Ancash”

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13 Villanueva (2017). Establece una opción en base a estudios experimentales de laboratorio, para la estabilización de los suelos de una vía de poco tráfico en base a la dosificación de organosilano, poliacrilamida aniónica y un sulfatado dependiendo de las composiciones originales de los materiales de cantera, reduciendo costos (p.16).

El estudio presenta un diseño experimental, los resultados están basados de seis ensayos realizados, el valor de CBR fue un 40 % superior a la pavimentación mínima, con un promedio del 80 %. No cumplen al 100% las especificaciones CBR especificadas, ni alcanzan los valores exigidos en la Guía de Carreteras (EG-2003) (p.35). Los resultados obtenidos fueron que el relleno actual se comporta mejor al estabilizar con organosilicio con una ganancia de 76,7 %, de CBR, al estabilizar con poliacrilamidas en un porcentaje de 50,2 % de CBR, un estabilizador de sulfonatados de 69,50 % de CBR (p.42). Además, se concluyó que los estabilizadores sulfonatados se desempeñaron mejor en las pruebas de índice de resistencia. Se incrementó significativamente el CBR, considerando un curado de 7 días, su índice de plasticidad tuvo un aumento de 11 hasta 14, se obtuvo un ahorro del 30% en comparación con otros estabilizadores en un periodo de 10 años (p.73).

La presente investigación aporta los diferentes ensayos realizados, para la estabilización del suelo a carreteras de poco volumen de tránsito en la sierra, aporta a nuestra investigación los ensayos como el contenido de humedades óptimas y la máxima, índices de plasticidad, densidad seca y los valores de la resistencia del suelo

“Capacidad portante y potencial de expansión de la subrasante en la Carretera Colcapa, adicionando cenizas de cáscaras de arroz, Cáceres del Perú, Ancash, 2020”.

Cerna (2020). Determinó cómo afecta la capacidad portante y potencial de expansión del suelo en la subrasante adicionando cenizas de cáscaras de arroz (p.22 tuvo un diseño es cuasi-experimental transversal, tipo de estudio aplicado, se utilizan las variables independientes del estudio para modificar la variable dependiente. La población de este estudio consiste en el suelo de la carretera Colcap entre 0+000 km y 2+000 km, la muestra del estudio coincide con la población, se utilizó como técnica la observación experimental, basado en formatos estandarizados de ASTM brindados por el MTC (p.23). Los resultados obtenidos fueron que la capacidad portante como el potencial de expansión de las diferentes muestras de suelo, al agregar porcentajes del 10%,7% y 4% de las cenizas de cáscaras de arroz, se observó un mejoramiento tanto en su capacidad portante y en su potencial portante (p.45). Concluyendo que el

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14 porcentaje más adecuado o óptimo fue del 7% de las cenizas de arroz, aumentó su capacidad portante de 17.93% hasta 24.3% y disminuyendo el potencial de expansión de 16.51% hasta 4.57%(p.49).

La presente investigación aporta los diferentes ensayos realizados, para la estabilización del suelo para mejorar la con las adiciones la capacidad de soporte del objeto en estudio, aporta a nuestra investigación los ensayos como porta a nuestra investigación los ensayos límites de consistencia, la granulometría, densidad específica, máxima densidad del suelo natural.

“Estabilización de suelos arcillosos con adicionamiento de cenizas de ladrillos en vías no pavimentadas”.

Vilcas (2022). Tuvo como objetivo realizar una evaluación para estabilizar suelos arcillosos añadiendo porcentajes de cenizas de ladrillos en vías no pavimentadas (p.22). Presentó una metodología de diseño experimental, de tipo explicativo, la población fue tomada de la av. Próceres, el muestreo que se tuvo en cuenta fue el no probabilístico intencional, la muestra tomada fue de un peso de 360 kg del suelo de la av. antes mencionada (p.38). Los resultados obtenidos fueron que al analizar las diferentes propiedades del suelo a un 30 % de adición del aglomerante la humedad natural puede disminuir hasta un 13.86%, el límite de consistencia disminuye a un 14.37% con relación al suelo natural, con respecto a su densidad seca aumento de 1.86 g/cm3 a 2.01g/cm3, por último, con respecto al CBR, al 95 % tiene un valor de 4.60% en su estado natural teniendo un incremento al 10.53%, pero su índice de plasticidad tiene 21.23% (p.70). Concluyendo que la proporción más óptima de adicionar cenizas de ladrillo está en un 30% si se logra mejorar las propiedades mecánicas como físicas del suelo (p.72)

La presente investigación aporta los diferentes ensayos realizados, para la estabilización del suelo, de tal forma realizar una mejora en la subrasante basado en su capacidad portante, aporta a nuestra investigación los ensayos límites de consistencia, la granulometría, densidad específica, máxima densidad del suelo original.

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15 2.2 Bases teóricas

2.2.1 Carretera

Según Cárdenas (2013), son infraestructuras especiales de transporte acondicionados, a través de una franja con medidas diversas adecuados al terreno, se le conoce como derecho de vía, permitiendo que los vehículos se desplacen o circulen en forma continua en tiempo como en espacio, de forma segura y comodidad. Al integrar un proyecto de carretera, la estabilidad de la subrasante es parte importante a través de la cual la carretera es, segura, funcional, estética, cómoda, económica.

Clasificación de las carreteras

En el Perú se desarrollaron normas técnicas del MTC para la clasificación de carreteras, de acuerdo con la elaboración de los estudios correspondientes que permitan su clasificación y características entre ellas tenemos, pendiente transversal, longitudinal superficie de rodadura, sección transversal entre otros. Además, las carreteras se clasifican en dos criterios, basado en su función y su demanda (MTC,2016).

Basado en su función

Carreteras de primer orden o primarias:

Son las vías transversales o troncales y de acceso a las capitales principales de las provincias o departamentos y cumplen funciones básicas de conectar al país y sus principales zonas de consumo y producción con otros países. Estas carreteras se pueden dividir de acuerdo a los requerimientos del proyecto y siempre debe estar pavimentado.

Carreteras de segundo orden o secundarias:

Son vías que se encargan de conectar carreteras municipales, que derivan de una carretera municipal y se conecta con una de las diferentes carreteras primarias.

Las carreteras al considerarse como secundarias pueden funcionar con material de afirmado o pavimentadas La carretera considera secundarios pueden ser pavimentados o no pavimentados.

Carreteras de tercer orden o terciarias:

Son vías que conectan carreteras municipales con las diferentes veredas o veredas que se unen entre sí. Las carreteras al considerarse como terciarias pueden funcionar con material de afirmado. Al ser asfaltadas deben de cumplir con ciertos parámetros geométricos especificados para las diferentes carreteras secundarias.

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16 Basado en su demanda

Las Autopistas de primera clase

El IMDA de estas autopistas es superior de 6.00 vehículos/día y es separa por unas de las líneas centrales de al menos 6,00 m; por cada vía, deberá contener por lo menos 2 a más carriles y su ancho mínimo hasta 3.60 m, controles de accesos como - salida y entrada con flujos vehiculares continuos, pasos elevados y puentes de peatones, sin pasos de peatones en las áreas urbanizadas. Las superficies de estas autopistas deberán estar asfaltadas.

Las Autopistas de segunda clase

El IMDA de estas autopistas tiene 6.000 hasta 4.001 vehículos/día y es separa por unas de las líneas centrales que varía de los 6,00 m hasta 1,00 m, cada uno debe contener varios carriles o 2 con mínimo de ancho de 3,60 m, control de acceso parcial salida y entrada, que asegure flujos continuos de vehículos, incluir pasos de vehículos o pasos a nivel y puentes de peatones en áreas urbanizadas. Las superficies de rodaduras de estas diferentes vías deberán estar asfaltadas.

Las Carreteras de primera clase

El IMDA de estas carreteras es de 4.000 hasta 2.001 vehículos/día, y los carriles tienen un ancho mínimo de unos 3,60 m., puede tener pasos de peatones o de vehículos, en las ciudades se recomienda instalar dispositivos de seguridad vial para mejorar la velocidad y seguridad de conducción, instalar puentes peatonales, las superficies de rodadura de estas vías deberán estar asfaltadas.

Las Carreteras segunda clase

El IMDA de esta variedad de carreteras está entre 2.000 hasta 400 vehículos diarios, y los carriles de dos carriles tienen un ancho mínimo de unos 3,30 m, puede tener pasos de peatones o de vehículos, en las ciudades se recomienda instalar dispositivos de seguridad vial para mejorar la velocidad y seguridad de conducción, las superficies de rodadura de estas vías deberán estar asfaltadas.

Las Carreteras tercera clase

El IMDA de estas carreteras son menores a 400 vehículos/día, las vías de 2 carriles deben de contener un ancho mínimo de 3,00 m. En algunos casos, se puede considerar los carriles de estas carreteras una longitud de hasta 2,50 m. En estas carreteras mayormente se utilizan los llamados aditivos, aglomerantes económicas o básicas, además el uso de estabilizadores de suelos.

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17 2.2.2 Servicio de transitabilidad

Los servicios de transporte vehicular y peatonal deben superar el desgaste de las carreteras no pavimentadas, lo que genera accidentes, tiempos de viaje más prolongados, daños a los vehículos y más. Las razones para el mantenimiento vial siempre son sugeridas por el análisis del proyecto y la línea de base socioeconómica, ya que son muy importantes para reducir los daños causados por el mantenimiento (Chávez,2019).

Según las diversas teorías vinculadas o relacionadas al tema de estudio, se recolectó información basado, en la capacidad portante, las adiciones del polvo de ladrillo y su unidad de estudio la subrasante en la carretera san mateo chota, 2022.

Respecto a la variable dependiente capacidad portante del suelo.

2.2.3 Capacidad portante del suelo Definición conceptual:

Parra (2018) es la capacidad para soportar diversas cargas que son aplicadas al suelo, según los criterios de asentamiento admisibles para calcular la capacidad portante se debe tener en cuenta diversos ensayos de laboratorio como sus propiedades físicas y mecánicas, estados de consistencia, compactación y por último su capacidad de soporte.

Definición operacional

La capacidad portante busca equilibrios entre la carga que actúa sobre la subrasante y las diversas deformaciones que sufre, se evaluó mediante las siguientes dimensiones. Propiedades físicas mecánicas, estados de consistencia, compactación, capacidad de soporte.

2.2.3.1 Tipos de la capacidad portante Capacidades de carga máxima

Las capacidades de carga máxima que un suelo puede soportar sin un deslizamiento o hundimiento excesivo de la estructura. La carga útil del vehículo es la capacidad de peso del vehículo, excluido el propio vehículo. La mayoría de las certificaciones de vehículos incluyen información de carga determinada por la capacidad del vehículo y el peso de los pasajeros.

Capacidades de carga segura

Las presiones máximas que un suelo puede soportar sin fallas se denomina capacidad de carga segura del suelo. Los valores de las capacidades de carga se utilizan en el diseño de cimientos. Este valor se obtiene dividiendo la capacidad de

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18 carga máxima/factor de seguridad adecuado, en general, el factor de seguridad se mantiene entre 3 y 5.

Capacidad de carga permitida

Esta es la magnitud de la carga neta, incluida la sobrecarga de la cimentación, en la que el corte de la cimentación o el hundimiento excesivo no dañará la cimentación. Sin embargo, esta presión de soporte no fue considerada en el proceso de diseño. En general, utilice siempre un buen margen de seguridad para las incógnitas inciertas.

2.2.3.2 Importancia

Para llevar a cabo cualquier tipo de trabajo de diseño o rehabilitación de carreteras, necesitamos estar absolutamente seguros del peso o presión que la tierra habitable puede soportar, por lo general, los equipos e instrumentos de laboratorio no son adecuados para la investigación de campo por varias razones. Por lo tanto, es necesario comprender los mecanismos que principalmente nos brindan información primaria y aproximada relacionada con ciertas propiedades del suelo. La capacidad portante de los suelos se puede interpretar como el límite de su estado de tensión más allá del cual ocurre la falla por corte. Esta capacidad se puede determinar aproximadamente en el campo realizando una prueba de carga estática o dinámica (Ramos y Romero,2013).

2.2.3.3 Usos

El suelo se utiliza a menudo como base de una estructura y, por lo tanto, como sustrato sobre el que descansa la estructura. El suelo debajo de la loza de pavimento de concreto o flexible, debe ser adecuada y óptima para soportar todas las diferentes cargas de la estructura, las cargas de tránsito vehicular y peatonal, son cargas de compresión, pero las fuerzas de corte también aplican fuerzas laterales al suelo, la capacidad portante también es conocida como carga de hundimiento.

2.2.3.4 Dimensiones de la capacidad portante Propiedades físicas mecánicas

Estas propiedades del suelo que conforman la subrasante son los indicadores a tener en cuenta cuando se diseña una estructura de pavimento. Incluso si realiza una compactación o homogeneización sus propiedades físicas permanecen inalteradas.

Además, ambas propiedades cambian si se estabiliza mezclándolo con otros tipos de materiales como puzolana, cemento, cal, etc., o realizar mezclas con productos químicos diversos. Para conocer sus propiedades de los diversos tipos de suelo en