Cuantificación de las deformaciones volumétricas en terraplenes por efecto del clima y su influencia en el índice de regularidad internacional

Abstract

The embankments are significant accumulations of earth that are adequately treated and compacted to ensure stability and support the pavement structure. Due to the nature of the soil with which they are built, they come to present expansion or collapse problems when modifying the initial conditions, which are linked to the dry volumetric weight and the water content in which they were compacted. Given the compaction conditions in the field, there is inherent variability in the degree of compaction achieved within the embankment body. Volumetric deformations occur when embankments modify their water content, changing their physical-mechanical properties, the increase in water content being the most damaging for the road infrastructure. The modification in the initial water content may be due to several factors, one of the most relevant being environmental conditions. Therefore, a sensitivity study of the variation of the degree of compaction within the body of the embankment was carried out. A set of models in which the variogram for the degree of compaction in a longitudinal embankment was implemented. To which the atmospheric conditions on the surface were set during 5 years of analysis. The Code Bright program was used for the modelling and the vertical deformation profiles for each year of study were obtained. Within the analyzes performed, a change could be determined under the IRI. With this small change, the stresses applied to the pavement can be increased by up to 25%, which once will contribute to the acceleration of the deterioration of the pavement surface.

Los terraplenes son acumulaciones importantes de tierra que se tratan y compactan adecuadamente para asegurar la estabilidad y sustentar la estructura del pavimento. Debido a la naturaleza del suelo con el que se construyen, estos llegan a presentar problemas de expansión o colapso al modificar las condiciones iniciales, las cuales están ligadas al peso volumétrico seco y al contenido de agua en que fueron compactados. Dadas las condiciones de compactación en campo, existe una inherente variabilidad en el grado de compactación alcanzado dentro del cuerpo del terraplén. Las deformaciones volumétricas se presentan cuando los terraplenes modifican su contenido de agua, cambiando sus propiedades físico-mecánicas, siendo el aumento en el contenido de agua el más perjudicial para la infraestructura carretera. La modificación en el contenido de agua inicial puede deberse a varios factores, siendo uno de los más relevantes las condiciones ambientales. Por ello, se hizo un estudio de sensibilidad de la variación del grado de compactación dentro del cuerpo del terraplén. Se realizaron un conjunto de modelaciones considerando el variograma para el grado de compactación en un terraplén longitudinal. Se impusieron condiciones atmosféricas en la superficie durante un periodo de 5 años de análisis. El programa utilizado fue el Code Bright, dando como resultado los perfiles de deformación vertical para cada año de estudio. Además, se realizaron los cálculos del índice Internacional de Regularidad (IRI) observándose su evolución. Dentro de los análisis realizados, se pudo determinar un cambio bajo en el IRI. Con esto pequeño cambio se pueden incrementar los esfuerzos aplicados sobre el pavimento hasta un 25%, que a su vez contribuirá a la aceleración del deterioro de la superficie del pavimento.