1. Ciencia

“MEJORAMIENTO DEL DESEMPEÑO ESTRUCTURAL DE
PAVIMENTOS FLEXIBLES EXPUESTOS A CLIMAS FRÍOS,
HACIENDO USO DEL VIDRIO RECICLADO COMO
ESTABILIZANTE TÉRMICO”
Autores:
- Gary Chujutalli Vela.
- Manuel Nervi Laura.
Asesor: Ing. Herson D. Pari Cusi.
ÍNDICE:
I.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.
II. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS.
III. DESARROLLO O CUERPO.
3.1. ESTADO ACTUAL DEL CONOCIMIENTO.
3.2. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN.
3.3. ANTECEDENTES A LA INVESTIGACIÓN.
3.4. HIPÓTESIS.
3.5. METODOLOGÍA.
3.6. ANÁLISIS DE RESULTADOS.
IV. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
I. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA
Ordoñez Huamán, Abel Minaya Gonzales, Silene.
Diplomado en Diseño,
Construcción y Supervisión de
Proyectos en Pavimentos
Asfalticos- CENCAF PROPERÚ
lima-2005
Garber, Nicholas Lester, Hoel
Bañon Blázquez, Luis Bevia García, José.
Ingeniería de Transito y
Carreteras. Editorial Thomson,
S.A. De C.V. – 2005
Manual de Carreteras.
Editorial Barcelona S.A.,
de C.V. - 2000
II. INTRODUCCIÓN
Se denomina pavimento…
CLIMA
TRÁNSITO
II. INTRODUCCIÓN
SUB-RASANTE
II. INTRODUCCIÓN
ESTRUCTURAS MULTICAPAS
II. INTRODUCCIÓN
1. Demostrar que la utilización del vidrio
triturado en bases y sub bases granulares,
reducen el choque térmico sobre pavimentos
flexibles en zonas alto andinas.
2. Hacer una comparación entre una base
estabilizada convencional y una base
estabilizada con vidrio a distintos porcentajes,
en función a sus propiedades físicas,
mecánicas y térmicas.
3. Estudiar el comportamiento respecto a la
absorción y conservación del calor de una base
estabilizada con vidrio.
III. DESARROLLO O CUERPO
3.1 ESTADO ACTUAL DEL CONOCIMIENTO.
Un periodo de vida entre 10 y 15 años…
III. DESARROLLO O CUERPO
3.1.1 TIPOS DE FALLAS EN LOS PAVIMENTOS.
Fallas de Superficie.
Fallas Estructurales.
III. DESARROLLO O CUERPO
3.1.2 PROBLEMAS DE FALLAS EN LOS PAVIMENTOS.
Asentamientos
Diferenciales.
Factores climáticos.
Sus deformaciones.
AASHTO. “… Las precipitaciones a baja temperatura afecta a los pavimentos
superficialmente y en su resistencia estructural por la penetración de heladas en las
distintas capas componentes del pavimento. El efecto destructor se manifiesta durante el
período de deshielo…”
III. DESARROLLO O CUERPO
3.1.3 INFLUENCIA DEL CLIMA EN EL COMPORTAMIENTO DE
LOS PAVIMENTOS.
“…Las heladas en los climas rigurosos y en suelos susceptibles, pueden ser fuente de un
gran número de problemas en pavimentos. La temperatura y sus variaciones abruptas
afectan los diseños, sobre todo en las base y sub base pues inducen esfuerzos muy
importantes en tales estructuras…”
Luque Rodríguez - Pacompia Sulca. TESIS: “Determinación del índice de
congelación en el diseño de carreteras en zonas alto andinas”
III. DESARROLLO O CUERPO
3.1.4 USO DEL VIDRIO COMO MATERIAL DE
CONSTRUCCIÓN.
3.2 PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN.
Las heladas.
Problemas en los pavimentos.
Variaciones abruptas de la temperatura.
Fisuras en los pavimentos.
CONTAMINACIÓN AMBIENTAL
LA INGENIERÍA.
¿Cómo se podría aprovechar las características de un
vidrio reciclado y machacado en el mejoramiento de las
propiedades térmicas del pavimento?
BASES TEÓRICAS
Montejo Alfonso.
(2009)
Pavimentos Flexibles.
Este tipo de pavimentos
están formados por una
carpeta
bituminosa
apoyada generalmente
sobre dos capas no
rígidas, la base y la sub
base.
AASHTO.
(1972)
En zonas alto andinas,
se genera un amplio
gradiente de
temperatura.
“… debemos mencionar la caída
de nieve y posteriores heladas.
Este tipo de precipitaciones lo
tenemos en ciertas zonas del país
a más de los 3500 msnm... El
efecto destructor se manifiesta
durante el período de deshielo…”
Luque Rodríguez Pacompia Sulca.
(2013)
Determinación del índice
de congelación en el
diseño de carreteras en
zonas alto andinas.
«… La temperatura y
sus
variaciones
abruptas afectan los
diseños, sobre todo en
las base y sub base pues
inducen esfuerzos muy
importantes en tales
estructuras…»
3.3 ANTECEDENTES A LA INVESTIGACIÓN.
Distrito Histórico.
Cuidad Esmeralda - EE.UU.
Seattle Skyline.
Cuidad Esmeralda - EE.UU.
La especificación más completa de cascajo de vidrio como un agregado de base de
carretera, se publicó en 2001 (M-318-01) por la Autoridad Federal de Carreteras
(FHWA) – AASHTO 2008.
3.4 HIPÓTESIS.
1. La utilización del vidrio triturado en bases y sub bases
granulares, reducen el choque térmico sobre pavimentos
flexibles en zonas alto andinas.
2. Una base estabilizada con vidrio a distintos porcentajes,
presenta mejores propiedades térmicas respecto a una base
convencional, y en cuanto a sus propiedades físicas y
mecánicas no presentan mayores variaciones.
3. Una base estabilizada con vidrio conserva calor de tal
manera que reduce el choque térmico que se presenta en
zonas alto andinas.
3.5 METODOLOGÍA.
Se trabajó con: 0%, 5%, 10%,
15% y 20%
Vidrio en 5%
Vidrio en 10%
Vidrio en 15%
La mejor ponencia!!
HORA: 5:00 AM
METODOLOGÍA
3.5.2. EL VIDRIO TRITURADO Y LAS PROPIEDADES
TÉRMICAS DE UNA BASE GRANULAR.
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Fecha de Lectura
viernes, 23 de mayo de 2014
sábado, 24 de mayo de 2014
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lunes, 26 de mayo de 2014
martes, 27 de mayo de 2014
miércoles, 28 de mayo de 2014
Hora de Lectura
05:56:00 p.m.
07:43:00 p.m.
12:00:00 a.m.
12:00:00 p.m.
04:42:00 p.m.
07:00:00 p.m.
09:00:00 p.m.
11:00:00 p.m.
01:10:00 a.m.
07:08:00 a.m.
09:40:00 a.m.
03:00:00 p.m.
05:00:00 p.m.
09:50:00 p.m.
12:00:00 p.m.
02:05:00 p.m.
07:30:00 p.m.
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07:15:00 a.m.
09:35:00 a.m.
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Temperaturas
Ambiente
Sin Vidrio
Vidrio 5%
11.8
8.8
8
19.9
13.3
11.5
6
4.6
-0.6
-2.5
14
13
11
18.3
23.1
29.1
9.9
4.9
3.6
17.6
22
11.6
6.8
5.1
3.8
2.2
4.5
17.6
24.5
18.9
8.9
5.1
12.9
9.4
5.9
25.9
17.1
13.2
6.3
3.6
0.4
-2.6
19.9
14.6
12.0
10.8
27.5
38.5
16.6
6.3
-0.5
10.0
28.8
14.8
8.6
7.5
4.9
-5.1
-0.4
10.1
28.6
29.8
11.6
7.1
12.1
9.1
5.9
25.7
16.6
13.3
6.6
4.0
1.1
-1.6
20.6
15.3
13.0
11.9
27.0
37.7
12.6
6.0
-0.4
10.9
27.3
14.6
8.3
7.6
5.4
-4.6
-0.4
9.7
28.8
28.0
11.7
7.4
METODOLOGÍA
Influencia del clima en el comportamiento de las muestras.
GRÁFICO 1: VARIACIÓN DE TEMPERATURA EN BASE GRANULAR A
0%, 5% DE VIDRIO
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Temperaturas
Sin Vidrio
Fecha de Lectura
Hora de Lectura
viernes, 06 de junio de 2014
03:05:00 p.m.
03:20:00 a.m.
10:00:00 a.m.
12:15:00 p.m.
03:30:00 p.m.
10:30:00 p.m.
06:40:00 a.m.
09:35:00 p.m.
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05:45:00 a.m.
08:30:00 a.m.
04:30:00 p.m.
09:15:00 p.m.
02:00:00 a.m.
05:30:00 a.m.
02:00:00 p.m.
05:35:00 p.m.
09:30:00 p.m.
24.6
2.5
17.3
22.6
20.8
7.8
1.5
7.9
4
0
7.7
15.6
5.6
2.7
1.4
18.2
12.7
8.5
28.6
1.5
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28.3
7.6
-0.5
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-1.7
8.7
22.9
7.8
3.5
1.8
30.3
15.0
8.5
28.6
1.7
19.0
28.1
27.7
7.8
-0.8
6.7
5.3
-1.0
8.1
22.5
8.2
3.7
2.0
29.4
15.4
8.8
05:30:00 a.m.
-0.3
-0.5
-0.2
sábado, 07 de junio de 2014
domingo, 08 de junio de 2014
lunes, 09 de junio de 2014
martes, 10 de junio de 2014
miércoles, 11 de junio de 2014
Ambiente
Vidrio 10%
METODOLOGÍA
Influencia del clima en el comportamiento de las muestras.
GRÁFICO 4: VARIACIÓN DE TEMPERATURA EN BASE GRANULAR A
0%, 10% DE VIDRIO
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Fecha de Lectura
viernes, 13 de junio de 2014
sábado, 14 de junio de 2014
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lunes, 16 de junio de 2014
martes, 17 de junio de 2014
miércoles, 18 de junio de 2014
Hora de Lectura
09:49:00 p.m.
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05:00:00 a.m.
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05:13:00 a.m.
07:30:00 a.m.
09:03:00 a.m.
11:07:00 a.m.
01:15:00 p.m.
03:45:00 p.m.
05:30:00 a.m.
07:15:00 a.m.
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11:13:00 a.m.
01:17:00 p.m.
03:45:00 p.m.
05:15:00 p.m.
08:30:00 p.m.
10:05:00 p.m.
Temperaturas
Ambiente
9.3
1
7.3
10.1
12.7
17.4
23
12.5
12.3
7.1
6.1
25.3
15
8.4
6.3
6.5
14
21.9
25.5
27
12.7
7.1
6.4
8
13
23
26.4
18.4
21.3
2.2
7.5
18.7
23.4
27.5
30.2
18
7.3
5.5
Sin Vidrio
12.3
4.3
6.1
13.2
14.9
21.0
28.2
15.7
11.8
7.7
6.4
27.1
25.2
11.8
7.8
3.0
18.2
29.8
28.3
31.4
21.8
13.1
7.3
4.2
4.9
9.7
30.3
29.9
28.6
2.9
5.6
13.2
24.7
26.9
28.9
19.2
7.4
5.5
Vidrio 15%
10.2
5.0
8.3
12.5
13.8
20.6
27.5
15.8
12.6
8.3
7.1
26.2
27.4
12.5
8.5
5.2
16.3
30.1
29.5
31.3
23.2
15.7
10.3
5.1
7.5
10.3
27.5
27.0
26.3
4.6
7.9
14.4
23.2
25.2
27.1
24.0
10.0
8.4
Vidrio 20%
10.5
5.1
8.3
12.5
14.2
20.6
27.2
15.8
12.4
8.3
7.1
25.6
27.3
12.7
8.7
5.3
16.2
30.8
29.5
31.3
23.2
15.9
10.4
5.3
7.4
10.4
27.5
27.9
26.3
4.6
8.2
14.5
23.5
25.3
27.2
24.4
10.2
8.3
METODOLOGÍA
Influencia del clima en el comportamiento de las muestras.
Variacion de Temperatura VS Tiempo
Ambiente
Sin vidrio
15% Vidrio
20% Vidrio
35
30
Temperatura (°C)
25
20
15
10
5
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Tiempo (Horas)
GRÁFICO 4: VARIACIÓN DE TEMPERATURA EN BASE GRANULAR A
0%, 15% y 20% DE VIDRIO
Variacion de Temperatura VS Tiempo
Ambiente
Sin vidrio
15% Vidrio
GRÁFICO 4: VARIACIÓN DE TEMPERATURA EN BASE GRANULAR A
20% Vidrio
0%, 15% y 20% DE VIDRIO
Variación de Temperatura VS Tiempo
Ambiente
Sin vidrio
GRÁFICO 4: VARIACIÓN DE TEMPERATURA EN BASE GRANULAR A AMBIENTE –
0% DE VIDRIO
15% Vidrio
20% Vidrio
GRÁFICO 4: VARIACIÓN DE TEMPERATURA EN BASE GRANULAR A
15% y 20% DE VIDRIO
Sin vidrio
15% Vidrio
GRÁFICO 4: VARIACIÓN DE TEMPERATURA EN BASE GRANULAR A
0% y 15%
DE VIDRIO
III. DESARROLLO O CUERPO
3.6 ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS.
3.6.1. EFECTO DEL VIDRIO TRITURADO EN LAS PROPIEDADES
TÉRMICAS DE UNA BASE GRANULAR.
42.3
TABLA 5: TABLA COMPARATIVA ENTRE 0% y 5%
III. DESARROLLO O CUERPO
% de Vidrio
Temperatura
0%
10%
T. máx.
30.3
29.4
T. mín.
-1.7
-1.0
Gradiente
32.0
30.4
30.4
TABLA 6 : TABLA COMPARATIVA ENTRE 0%, 10%
III. DESARROLLO O CUERPO
% de Vidrio
Temperatura
0%
15%
20%
T. máx.
31.4
31.3
31.3
T. mín.
2.9
4.6
4.6
Gradiente
28.6
26.7
26.7
26.6
TABLA 6 : TABLA COMPARATIVA ENTRE 0%, 15% y 20%
METODOLOGÍA
3.6.2. EFECTO DEL VIDRIO TRITURADO EN LAS
PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DE UNA
BASE GRANULAR.
IV. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
C1. El vidrio actúa como regulador térmico en capas granulares
disminuyendo el efecto del choque térmico.
C2. El porcentaje de vidrio que presenta un mejor comportamiento
térmico en la base granular resulta siendo el de 15%.
C3. Las propiedades físicas y mecánicas no presentan mayores
variaciones ante la presencia de vidrio respecto a las convencionales.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
C4. Un incremento del porcentaje de vidrio en una base granular
estabilizada, hace que sus propiedades térmicas se mejoren en cuando
a absorción y conservación del calor.
C5. El vidrio chancado a niveles de partículas muy pequeñas no
presentara plasticidad, lo que significaría beneficios a nivel del proceso
constructivo y económico.
C6. El uso del vidrio de color reciclado en reemplazo de agregados
primarios. Disminuye el efecto de este como contaminante, al darle un
lugar en un medio más amigable con el medio ambiente.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
R1. Se recomienda ampliar la investigación al respecto ya que
significa lograr un doble resultado para la ingeniería de pavimentos
en cuanto a la mejora de propiedades térmicas y reducción del
impacto ambiental de un contaminante potencial.
R2. Las características mecánicas en la presente investigación no se
han verificado de manera directa.
R3. El vidrio triturado posee una plasticidad nula y debido a ello
probablemente podría actuar como un estabilizante en suelos
arcillosos.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
R4. La capa impermeabilizante en pavimentos flexibles que está
representada por la carpeta asfáltica influye en el desempeño de
una sub base o base granular.
R5. Se recomienda desarrollar nuevas tecnologías y métodos
para mejorar el rendimiento de la vida útil en los pavimentos
flexibles en zonas alto andinas.
"La mayor necesidad del mundo es la de INGENIEROS
CIVILES que no se vendan ni se compren.
INGENIEROS CIVILES que sean honrados y sinceros en lo
más íntimo de sus almas.
INGENIEROS CIVILES cuya conciencia sea tan leal al deber
como la brújula al polo.
INGENIEROS CIVILES que se mantengan de parte de la
justicia aunque se desplomen los cielos".
Original por Elena de White – Hombres a Ingenieros Civiles por Gary Chujutalli Vela y Karen
Benavente Puma – XX CONEIC y VIII COINEIC 2012. La Educación, P.54.
“MEJORAMIENTO DEL DESEMPEÑO ESTRUCTURAL DE
PAVIMENTOS FLEXIBLES EXPUESTOS A CLIMAS FRÍOS,
HACIENDO USO DEL VIDRIO RECICLADO COMO
ESTABILIZANTE TÉRMICO”
Autores:
- Gary Chujutalli Vela.
- Manuel Nervi Laura.
Asesor: Ing. Herson D. Pari Cusi.