Comportamiento mecánico de suelos reforzados con un sistema de confinamiento celular de neumáticos en desuso para el mejoramiento estructural de subrasantes viales

Resumen

El crecimiento y expansión de la población ha requerido la construcción de infraestructura lineal sobre suelos de características deficientes. Por otro lado, la disposición de neumáticos en desuso implica centros de acopio donde la acumulación de gases aumenta su riesgo de colapso y el almacenamiento de agua, dentro de cada elemento, genera vectores infecciosos perjudiciales para la salud. El refuerzo con sistemas de confinamiento celular de neumáticos en desuso (SND) se presenta como una buena alternativa para el mejoramiento de suelos de bajas características mecánicas y geotécnicas en la construcción de infraestructura. Adicionalmente, es una solución efectiva para la disposición y reactivación del ciclo de vida de estos residuos, que representan un problema de salud pública a nivel mundial. La implementación de procesos sostenibles en el mejoramiento de suelos, las deficiencias en la gestión de la infraestructura, los beneficios mecánicos, ambientales y económicos de los sistemas celulares y la reutilización de los neumáticos en desuso mediante procesos de transformación de bajo costo fundamentaron la presente investigación. Se propone un SND a partir de la reutilización de la huella de rodadura del neumático, donde la transferencia de la carga se genera por la fricción entre los elementos, sin requerir sistemas adicionales de fijación. Por ello, se está desarrollando la evaluación analítica y experimental del SND para el mejoramiento de subrasantes viales, presentándose el modelo físico y matemático preliminar y la construcción del experimento de placa a escala real que será evaluado en condiciones dinámicas de carga. El avance actual de la investigación ha permitido establecer que el comportamiento mecánico del sistema depende de la magnitud de la carga vertical, del efecto membrana inducido por el arreglo de celdas de neumáticos, de la interfaz de fricción entre los elementos, del empuje pasivo del suelo sobre la celda, de la capacidad de soporte del suelo de apoyo y de las características físicas y geométricas de la celda. Igualmente, se determinó las condiciones del ciclo de carga y de la instrumentación geotécnica requerida para evaluar experimentalmente el comportamiento de los esfuerzos inducidos y las leyes de deformación del SND, con el objetivo de establecer parámetros mecánicos de mejoramiento entre un suelo reforzado y un suelo sin confinamiento.