Diseño racional de pavimentos aplicado a caminos de acceso con el uso de paneles sintéticos

Abstract

Gran parte de la región Omagua o "Selva baja" del Perú carece de vías terrestres de comunicación (carreteras), en esta zona se dificulta la construcción de carreteras debido a que los materiales comúnmente usados como el concreto y roca son escasos, el tipo de suelo (limos y arcillas) tienen baja capacidad de soporte y a las altas precipitaciones pluviales saturan el terreno haciendo más crítica la capacidad de soporte. La ejecución de obras de ingeniería en esta región demanda la construcción de caminos de acceso los cuales facilitan el transporte de materiales, maquinarias y productos. Estos caminos de acceso en su mayoría son estructuras temporales cuya duración aproximada es de 1 a 2 años, soportan un tránsito pesado, las velocidades de circulación son bajas, los suelos de fundación son de baja capacidad de soporte. Sin embargo, deben garantizar el paso sin dificultad de los vehículos en el periodo previsto. Los paneles sintéticos son materiales fabricados a partir de polímeros derivados del petróleo, en este caso se trata el panel HD, los cuales están fabricados a partir del Polipropileno. Estos materiales constituyen una alternativa frente a las superficies de rodadura convencional elaborados en base a concreto o asfalto. Al ser un material hueco y ligero presenta algunas ventajas frente a los materiales convencionales tales como: facilidad de transporte, facilita el drenaje del agua, y distribuye mejor las cargas. En la zona de selva existe una escasez de agregados, las canteras se encuentran muy distantes, haciendo que el transporte de los mismos tenga un costo elevado, en estos casos o en similares situaciones, es más conveniente la utilización de otras superficies de rodadura como son los paneles sintéticos. Las propiedades químicas, térmicas, físicas, eléctricas y mecánicas del panel HD se describen en la presente tesis. Siendo las propiedades mecánicas las de mayor importancia. Para calcular las propiedades mecánicas como: el módulo de elasticidad, esfuerzo a la compresión, momento resistente de las uniones, fueron necesarios los ensayos de laboratorio a compresión y a flexión del panel HD solo y de las uniones con accesorios, los resultados de los ensayos de laboratorio nos permiten realizar el modelamiento estructural de acuerdo a las teorías de pavimentos que se aplican. Con el modelamiento se conoce los niveles de esfuerzo, momentos flectores, deformación en el panel HD, así como también las deflexiones de la superficie de rodadura, para un determinado peso por llanta vehicular y presión de inflado de la misma. Los resultados son comparados con los valores obtenidos de los ensayos de laboratorio. El coeficiente de balasto del suelo influye mucho en el nivel de esfuerzos, deformaciones y las deflexiones del panel HD. Motivo por el cual es uno de los parámetros más importantes para el diseño de paneles HD, que determina la cantidad de capas y el tipo de uniones a utilizar en el ensamblaje de los paneles HD.