ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE LOS SUELOS ENCONTRADOS EN LA LOCALIDAD DE RAFAEL URIBE URIBE AL SER MEJORADOS CON RESIDUOS DE CONSTRUCCIÓN Y DEMOLICIÓN (RCD). HANSEL STIVEN GONZALES CASTELLANOS CAMILO ANDRÉS INFANTE MOLINA UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA BOGOTA D.C 2021
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ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE LOS SUELOS
ENCONTRADOS EN LA LOCALIDAD DE RAFAEL URIBE URIBE AL SER
MEJORADOS CON RESIDUOS DE CONSTRUCCIÓN Y DEMOLICIÓN (RCD).
HANSEL STIVEN GONZALES CASTELLANOS
CAMILO ANDRÉS INFANTE MOLINA
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS
FACULTAD TECNOLÓGICA
BOGOTA D.C
2021
ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE LOS SUELOS
ENCONTRADOS EN LA LOCALIDAD DE RAFAEL URIBE URIBE AL SER
MEJORADAS CON RESIDUOS DE CONSTRUCCIÓN Y DEMOLICIÓN (RCD).
Trabajo de grado para obtener el título de Ingeniero Civil
Director del proyecto: ING. VICTOR HUGO DÍAZ
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS
FACULTAD TECNOLÓGICA
BOGOTÁ D.C
2021
Nota de aceptación
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Firma de los jurados
_____________________________
Firma del tutor
Bogotá, D.C., Colombia. _ mayo de 2021
AGRADECIMIENTOS.
En primer lugar, gracias a Dios, quien a lo largo de nuestra carrera nos dio fortaleza
y perseverancia para alcanzar este propósito.
Agradecemos a nuestras familias por el apoyo brindado, la fuerza, compañía y guía
durante el camino que nos trajo hasta este logro obtenido.
Al ingeniero Víctor Hugo Díaz, por la disposición y acompañamiento que tuvo en el
proceso como tutor de nuestro proyecto de grado.
A la Universidad Distrital Francisco José de Caldas por ser una excelente Institución,
por brindarnos conocimiento que serán de gran ayuda para ejercer y retribuir a la sociedad
como profesionales.
RESUMEN.
El presente trabajo de investigación tiene como finalidad analizar el comportamiento
del suelo encontrado en la localidad de Rafael Uribe Uribe, al ser mejorado con residuos de
construcción y demolición (RCD). El RCD se obtendrá principalmente de obras donde se
realice el reemplazo de la estructura de pavimento, de manera que, en la búsqueda continua
de materiales y procesos, se optimicen las actividades de conformación y construcción de
infraestructura vial.
Para lograr el objetivo se adicionará con RCD en relación de 30%, 40% y 50% al
material de la subrasante. Con lo dispuesto en el artículo 230 de la norma INVIAS 2013, se
conocen los valores aceptables para el mejoramiento de la subrasante con adición de
materiales. Los resultados de los ensayos de laboratorio serán comparados con lo establecido
Tabla 39. CBR de diseño suelo mejorado con 50% de RCD (ensayo B).............................. 70
Tabla 40. Requisitos de los materiales para terraplenes. ....................................................... 73
Tabla 41. Coeficientes granulométricos del material escogido. ............................................ 75
Tabla 42. Humedades optimas y Densidades máximas de los suelos ensayados.................. 77
Tabla 43. Disminución porcentual del índice de plasticidad................................................. 80
Tabla 44. Variación porcentual, Proctor modificado, comparado con el estado del arte ...... 81
Tabla 45. Porcentaje de saturación de los suelos ensayados. ................................................ 82
Tabla 46. Resumen de resultados. ......................................................................................... 83
Tabla 47. Variación porcentual, CBR, comparado con el estado del arte. ............................ 84
Tabla 48. Porcentaje óptimo de RCD para diferentes tipos de CBR. ................................... 88
INTRODUCCIÓN.
Uno de los aspectos más importantes para la construcción de las estructuras de
pavimentos es el comportamiento esfuerzo-deformación que tendrá la subrasante que la
soportaría, este valor suele ser obtenido al realizar ensayos de CBR los cuales en la mayoría
de los casos arrojan valores entre 0 y 3 los cueles se presentan en suelos blandos a muy
blandos, característicos en la ciudad de Bogotá DC.
Debido a esto se hace necesario realizar una densificación del suelo para que sus
características granulométricas y de resistencia sean mejores y así cumplir con los estándares
establecidos por las normas colombianas.
Según los resultados obtenido en el proyecto “ESTUDIO DEL
COMPORTAMIENTO EN LAS ARCILLAS TÍPICAS DE BOGOTÁ ESTABILIZADAS
CON RESIDUOS DE CONSTRUCCIÓN Y DEMOLICIÓN (RCD)” de los ingenieros Pedro
Gabriel Becerra Cely y Luis Fernando Gómez Méndez, se plantea analizar la capacidad de
soporte (CBR) de suelos encontrados en las subrasantes de una obra que se ejecute en la
localidad de Rafael Uribe Uribe mezclando su peso con un 30%, 40% y 50% de residuos de
construcción y demolición provenientes de trabajos de mantenimiento o rehabilitación de
malla vial.
Para el análisis de la capacidad de soporte (CBR) de los suelos, se requiere realizar 7
ensayos, el primero con el suelo en condiciones iniciales y los otro 6 con las proporciones de
RCD mencionadas anteriormente y así, estudiar el comportamiento del suelo.
1. ANTECEDENTES.
El presente proyecto de grado pretende continuar la línea de investigación del estudio
acerca del comportamiento de los suelos típicos en Bogotá D.C. al ser mejorados con RCD,
que se menciona a continuación:
● “ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO EN LAS ARCILLAS TÍPICAS DE BOGOTÁ
ESTABILIZADAS CON RESIDUOS DE CONSTRUCCIÓN Y DEMOLICIÓN
(RCD)” Investigación realizada por los ingenieros Pedro Gabriel Becerra Cely y Luis
Fernando Gómez Méndez, de la universidad Católica de Colombia en el cual se
concluye: “De acuerdo a lo propuesto en este documento se esperaba obtener unos
resultados favorables para la estabilización de arcillas de alta plasticidad, utilizando
un material de RCD el cual fue obtenido de los sobrantes de bases y sub bases
recicladas, toda vez que este material es desechado constantemente; luego de ver que
los porcentajes propuestos no cumplieron las expectativas podemos concluir lo
siguiente:
Para obtener un CBR superior al 10 %, se recomienda continuar realizando más
ensayos con unos porcentajes de RCD superiores al 30%, ya que luego de mirar la
mezcla del 10% y el 20%, realizadas en este documento, estos se acercan
favorablemente al porcentaje que se quiso llegar en esta investigación ya que, en los
dos casos, el CBR fue de 6 %, se cree que aumentando el porcentaje de RCD, en un
10 % se obtendrá mejores resultados.”
Además, con el fin de observar y analizar un precedente alusivo a la presente
investigación, se tienen en consideración diferentes investigaciones realizadas a nivel
nacional e internacional, los cuales se relacionan a continuación:
• “ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE SUELOS DE ALTA PLASTICIDAD
CON LA ADICIÓN DEL MATERIAL DE RESIDUO EN LA FABRICACIÓN DE
LADRILLO CERÁMICO” (2016), investigación realizada por MSc. Romel Jesús
Gallardo Amaya, Dr. Oscar Andrés Cuanalo Campos, Ing. Leidy Johana Quintero
Lemus, Est. Angie Alejandra Muñoz, Est. Ciro Andrey Martínez, del grupo de
investigación en Geotecnia y Medio ambiente, GIGMA, de la Universidad Francisco
de Paula Santander Ocaña, Colombia. En el cual se analizó el comportamiento de los
limos de alta plasticidad encontrados en la vía terciaria no pavimentada que comunica
la Ciudad Ocaña con el Corregimiento de Pueblo Nuevo, con residuos de ladrillo
proveniente de la ladrillera Ocaña N.S, y donde se concluye que “… La mezcla suelo-
residuo de ladrillo representa una buena opción para el mejoramiento de suelos
altamente plásticos, pues se encontró que se puede bajar el índice de plasticidad hasta
en un 22,27% para una dosificación del 10% de esta mezcla. Además en otros
parámetros como la densidad máxima seca un aumento de 5,83% en una dosificación
del 15% y la humedad optima una disminución del 14,29% para dosificación del 10%.
La respuesta de la mezcla de suelo-residuo de ladrillo en relación al índice CBR, no
muestra una mejora considerable siendo esta de máximo el 3% con respecto a la
condición natural.”
• "ESTABILIZACIÓN DEL SUELO MEDIANTE ADICIONES DE CAUCHO
RECICLADO" (2017), trabajo de grado realizado por Patiño Ycaza Juan José, de la
Universidad Católica de Santiago de Guayaquil, Ecuador, donde se concluye “Se
puede considerar que la adición de los rubber chips a la arcilla (CH) tiene una ventaja
superlativa. Con respecto a la resistencia la mejoró en un 123% de su resistencia
original y sin dejar a lado el peso del material logro alivianarlo. Esto quiero decir que
la mezcla no solo puede ser usada para mejorar un material que no rinda en su
resistencia, también puede lograr alivianar el peso que este segmento de material este
aplicado en alguna obra.”
• “MEJORA EN LA COMPACTABILIDAD DE UN SUELO LIMOSO MEDIANTE LA
ELABORACIÓN DE MEZCLAS CON RESIDUOS DE CONSTRUCCIÓN Y
DEMOLICIÓN” (2017), investigación realizada por Pedro Luis López Julián, Ángel
Salesa Bordonaba, José Ángel Pérez Benedicto y Óscar Pueyo Anchuela, de Escuela
Universitaria Politécnica de La Almunia y el Departamento de Ciencias de la Tierra
– Universidad de Zaragoza, España. Donde se concluye que “… Los resultados aquí
presentados indican que el uso de un material clasificado como residuo (RCD
procedente de molienda de hormigón) puede producir una mejora notable en la
compactabilidad de las lutitas. El aporte de RCD a la lutita le proporciona una fracción
de granulometría de tamaño arena que ya de por sí mejora el comportamiento de la
mezcla frente al proceso de compactación, reduciendo su respuesta plástica a la acción
de las compactadoras.”
• “EVALUACIÓN DEL USO DE MEZCLAS DE SUELOS COHESIVOS CON LA
FRACCIÓN FINA DE RESIDUOS DE CONSTRUCCIÓN Y DEMOLICIÓN” (2019),
trabajo final de grado realizado por Joaquín Bellera Campodarve, Escuela
Universitaria Politécnica de la Almunia de Doña Godina (Zaragoza, España), donde
concluye que “…En el caso que ocupa a esta investigación, la adición a las lutitas, a
modo de estabilización, de residuos de construcción y demolición (RCD) de hormigón
en su fracción fina, en diferentes proporciones de mezcla, ha permitido comprobar
una mejora en la compactabilidad de las mezclas. Aún en humedades altas, ha
quedado probado que las mezclas 2:1 y 3:1 se alejan del carácter cohesivo del suelo
tratado, permitiendo a través de una mejora en su trabajabilidad, alcanzar niveles de
densidad y resistencia elevados. Permitiendo formar estructuras de tierra por sí solas
con las exigencias más elevadas contempladas en las normativas técnicas.”
2. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA.
Debido al incremento de obras de construcción a aumento la cantidad de residuos
provenientes de estas, encontrándose el país en una etapa adaptativa a normativas las cuales
exigen a los contratistas tener un porcentaje mínimo de materiales reciclados en las obras, y
este se debe utilizar exclusivamente de granules los cuales se vuelven a instalar con el mismo
fin en la nueva estructura, dejando de lado otros tipos de RCD.
Estos rezagos no cuentan con una normativa clara de reciclaje, lo cual se traduce en
ser enviados a las canteras quienes las utilizan para rellenos. Estos materiales podrían ser
clasificados desde la misma etapa de demolición para poder ser implementados en diferentes
áreas de la construcción, por ejemplo, la mejora de subrasantes para conformación de
estructura de vías de pavimento rígido, flexible y articulado y así, evitar sobrecostos en
transporte y disposición y disminuir la contaminación ambiental.
Por otro lado, la mejora de subrasantes para estructuras viales se ha manejado, en la
mayoría de casos con 2 alternativas, la primera y más común es la instalación de rajón, la
cual es la más económica y aceptada para vías secundarias; la segunda alternativa es la
estabilización con geoceldas, esta es más efectiva, pero se elevan los costos. De allí se plantea
la idea de tener otra alternativa la cual sea efectiva y no genere sobrecostos en la obra.
2.1. JUSTIFICACIÓN.
Debido a la necesidad de seguir expandiendo y renovando la malla vial de la ciudad
de Bogotá D.C. se hace necesario contar con estructuras adecuadas que soporten el flujo
vehicular constante. Por consiguiente, las estructuras deben ser soportadas en subrasantes que
cuenten con características mecánicas adecuadas y de esta forma establecer procesos de
estabilización de suelos que mejoren su capacidad de soporte (CBR).
Como lo explica el escritor Juan Loaiza: “la estabilización es un proceso mediante el
cual se trata de modificar un suelo o un agregado procesado para hacerlo apto o mejorar su
comportamiento como material constitutivo de un pavimento. El proceso busca,
fundamentalmente, aumentar la capacidad portante del material y hacerlo menos sensible a
la acción del agua. El objetivo es también que el material alcance alta rigidez y, en
consecuencia, tenga capacidad para absorber tensiones de tracción.”1
Para realizar el mejoramiento necesario e incrementar el CBR, este proyecto
experimental tiene como objetivo estudiar el comportamiento del suelo encontrado en la
localidad de Rafael Uribe Uribe, específicamente en la subrasante del CIV 18005228, al ser
mejorado con RCD provenientes del reemplazo de estructuras de pavimento. En Bogotá a nivel
vial y estructural, buscando el mejoramiento de sus propiedades físico-mecánicas y así,
implementar nuevas alternativas de mejoramiento de subrasantes, las cuales disminuirán el
impacto ambiental.
Los ensayos propuestos se realizarán según las especificaciones suministradas por el
Instituto Nacional de Vías (INVIAS).
1 FERNÁNDEZ LOAIZA, Carlos. Mejoramiento y Estabilización de suelos. Guanajuato: México: Limusa,
1993.p.34.
3. OBJETIVOS.
3.1. OBJETIVO GENERAL.
Determinar las propiedades físico-mecánicas de una Subrasante de consistencia
blanda a muy blanda mejorada con residuos de construcción y demolición (RCD).
3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS.
● Establecer la capacidad portante del suelo en condiciones inalteradas.
● Clasificar el material RCD que se utilizara en este proyecto.
● Establecer la capacidad portante (CBR) en las muestras mejoradas con RCD de
acuerdo a los porcentajes determinados y evaluar sus efectos.
4. MARCO DE REFERENCIA.
4.1. MARCO TEORICO.
4.1.1. SUBRASANTE.
La subrasante es el terreno el cual soportará la estructura de pavimento, este puede
estar constituido por el suelo en estado natural, en el cual se pueden encontrar mezclas de
diferentes tipos de rocas y tamaños, también pueden contener gravas, arenas, arcillas o limos.
Además, la subrasante puede estar compuestas por suelos mejorados con algún tipo de
estabilización sea mecánica o físico-química, las cuales pueden pasar desde el rajón hasta la
combinación de cal o asfalto.
Ilustración 1. Estructura de pavimento.
CAPA DE RODADURA
ESTRUCTURA GRANULAR
SUPERFICIE DE APOYO
Fuente: Elaboración Propia.
Es de vital importancia conocer las características del suelo que compone la
subrasante, ya que dependiendo de esto se podrá determinar el dimensionamiento de la
estructura y predecir el comportamiento que tendrá frente a las cargas impuestas por el
tránsito (figura 1). Según el Manual de diseño de pavimentos de concreto: para vías con bajos,
medios y altos volúmenes de tránsito… “La respuesta estructural de un pavimento (esfuerzos,
desplazamientos y agrietamientos) está influenciada por la subrasante, tanto que parte de las
deflexiones en la superficie dependerán de ella. Las propiedades que se recomiendan medir
de la subrasante, incluyen la resistencia, el drenaje, la compactación y la estabilidad
volumétrica.”2
Al ser la subrasante el pilar que soportará la estructura del pavimento es necesario
conocer la resistencia mecánica, para lo cual se tienen diferentes ensayos que determinan
relación entre la carga y la deformación unitaria, uno de los más usados y el que se utilizará
en el presente proyecto es el CBR (Californian Bearing Ratio).
4.1.2. CBR (CALIFORNIAN BEARING RATIO).
La relación de soporte de California (California Bearing Ratio), conocida
comúnmente como CBR, es una medida empleada para evaluar la resistencia al esfuerzo
cortante de terrenos compactados bajo condiciones de humedad y densidad cuidadosamente
controladas. En Colombia es un ensayo normalizado (Norma INV-E 148-13).
En este ensayo se utiliza un pistón metálico, de aproximadamente 19,4 cm² o 3 pulg²,
para penetrar desde la superficie de un suelo compactado, que se encuentra en un molde
metálico, a una velocidad constante de 0,127 cm/min (0.05” /min) y hasta una profundidad
de 1,27 cm (0.5”).
Se define CBR a la relación entre la carga unitaria en el pistón requerida para penetrar
2.5 mm (0,1”) y 5 mm (0,2”) en el suelo ensayado, y la carga unitaria requerida para penetrar
la misma cantidad en una piedra picada bien gradada estándar; esta relación se expresa en
porcentaje.
2 LONDOÑO NARANJO, Cipriano y ALVAREZ PABÓN, Jorge Alberto. Manual de diseño de pavimentos
de concreto: para vías con bajos, medios y altos volúmenes de tránsito / Cipriano Alberto Londoño Naranjo;
Jorge Alberto Álvarez Pabón; Instituto Colombiano de Productores de Cemento. – Medellín: ICPC; 2008.
114p.
El CBR de una muestra de suelo se determina generalmente para penetraciones del
pistón dentro de este a 0.1 y 0.2 pulgadas, eligiéndose el mayor de los dos valores
representativos de la muestra.
4.1.3. ESTABILIZACIÓN DE LA SUBRASANTE.
“La estabilización de suelos consiste en una serie de procesos mecánicos, físicos,
químicos y físico-químicos mediante los cuales se trata de modificar un suelo o un agregado
procesado para hacerlo apto o mejorar su comportamiento como material constitutivo de un
pavimento.”3
• Estabilización granulométrica por mezcla de materiales: este método consiste en la
mezcla de dos o más materiales para obtener otro, cuya granulometría y plasticidad
lo hagan apto para utilizar como material en la estructura de un pavimento. Este
método se suele utilizar cuando el material que se quiere mejorar, se compone de
características de baja calidad. Esta técnica es una de las más aceptadas en el país
debido a su simplicidad y utilidad; además, permite la utilización de materiales de
diferentes fuentes, en este caso los residuos de construcción y demolición, con la
única condición de que la proporción utilizada sea la adecuada para el mejoramiento
del material original.
3 CARLOS H. HIGUERA S. Nociones sobre métodos de diseño de estructuras de pavimentos para carreteras.
Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Tunja. 2011. Volumen 1 pág. 209.
4.1.4. LÍMITES DE ATTERBERG.
Una de las formas de clasificar al suelo aparte de la granulometría es gracias a los
límites de Atterberg, los cuales definen la consistencia de un suelo en relación a su contenido
de agua, mediante la determinación de la humedad. Este método se utiliza en suelos finos.
El nombre proviene del científico Albert Atterberg, quien definió tres límites:
• Límite Líquido: “Es el contenido de humedad expresado en porcentaje del suelo
secado en el horno, cuando éste se halla en el límite entre el estado líquido y el
estado plástico.”4
• Límite Plástico: “Es la humedad más baja con la que pueden formarse cilindros de
suelo de unos 3 mm (1/8") de diámetro, rodando dicho suelo entre la palma de la
mano y una superficie lisa, sin que dichos cilindros se desmoronen.”5
• Índice de Plasticidad: “Se puede definir el Índice de Plasticidad de un suelo como la
diferencia entre su límite líquido y su límite plástico.” 6
4.1.5. RESIDUOS DE CONSTRUCCIÓN Y DEMOLICIÓN (RCD).
“Los residuos de construcción y demolición RCD – (anteriormente llamados
escombros), son residuos sólidos provenientes de las actividades de excavación,
construcción, demolición, reparaciones o mejoras locativas de obras civiles o de otras
actividades conexas.”7
4 INVIAS. 2013.I.N.V. E-125 Determinación del límite líquido de los suelos. 5 INVIAS. 2013.I.N.V. E-126 Límite plástico e índice de plasticidad. 6 INVIAS. 2013.I.N.V. E-126 Límite plástico e índice de plasticidad. 7 MINISTERIO DE AMBIENTE Y DESARROLLO SOTENIBLE. 28 de febrero de 2017. Resolución No.
0472.
• REUTILIZACIÓN DE LOS RCD.
El sector de la construcción a nivel nacional ha crecido de forma constante en los
últimos años, encontrándose en una participación del 51,9 % del PIB (Indicadores
Económicos Alrededor de la Construcción (IEAC) Abril - agosto 2020 con corte a septiembre
07 de 2020pr); esto genera una gran ventana para el aprovechamiento de los RCD que se
producen en las etapas de demolición y excavación. El reciclaje o reutilización de estos
residuos como agregados es una práctica que se ha venido utilizando en países desarrollados
y que previene la contaminación ambiental y disminuye el impacto de la extracción de
agregados vírgenes de cantera.
Debido a esto, el ministerio de ambiente y desarrollo sostenible a clasificado los RCD
en 2 grupos, los susceptibles de aprovechamiento y los que no lo son; en este capítulo nos
centraremos en los primeros. Los RCD aprovechables son:
• Los materiales de producto de excavación, nivelaciones y sobrantes de la adecuación
del terreno.
• Productos o materiales usados para cimentaciones y pilotajes, materiales pétreos
como hormigón, arenas, gravas, gravillas, trozos de ladrillos y bloques, cerámicas,
sobrantes de mezcla de cementos y concreto
• Materiales no pétreos como vidrios, aceros, hierros, madera, plásticos, metales,
cartones, yesos y Drywall.
Además, la secretaria Distrital de ambiente en la guía para la elaboración del plan de
gestión de residuos de construcción y demolición - RCD en la obra, presenta otra clasificación
más detallada, que nos da una idea para seleccionar el material adecuado para la estabilización
de subrasantes (tabla 1).
Tabla 1. Clasificación de los residuos de construcción y demolición RCD.
Categoría Grupo Clase Componentes
RCD
aprovechables.
I. Residuos
Mezclados
Residuos pétreos
Concretos, cerámicos, ladrillos, arenas,
gravas, cantos, bloques o fragmentos de
roca, baldosín, mortero y materiales no
pasantes al tamiz # 200.
II. Residuos de
material fino
Residuos finos no
expansivos.
Arcilla, limos y residuos inertes que
sobrepasen el tamiz # 200.
Residuos finos
expansivos.
Arcillas y lodos inertes con gran cantidad
de finos altamente plásticos y expansivos
que sobrepasen el tamiz # 200.
III. Otros residuos.
Residuos no pétreos.
Plásticos, PVC, maderas, papel,
siliconas, vidrios, cauchos
Residuos de carácter
metálico
Acero, hierro, cobre, aluminio.
Residuos orgánicos. Residuos de tierra negra.
Residuos orgánicos
vegetales.
Residuos vegetales y otras especies
bióticas.
RCD No
aprovechable.
IV. Residuos
peligrosos.
Residuos corrosivos,
reactivos,
radioactivos,
explosivos, tóxicos y
patógenos.
Desechos de productos químicos,
emulsiones, alquitrán, pinturas,
disolventes orgánicos, aceites, resinas,
plastificantes, tintas, betunes.
V. Residuos
especiales.
No definida.
Polietileno, icopor, cartón, yeso (Drywall).
Fuente: Guía para la elaboración del Plan de Gestión de Residuos de Construcción y Demolición RCD en obra, Secretaría
Distrital de Ambiente, Alcaldía Mayor de Bogotá D. C., 2015.
Como se puede ver en la tabla 1, los residuos que se utilizaran en este proyecto se
encuentran en el grupo I, residuos mezclados, de clase residuos pétreos en los cuales se
encuentran concretos, cerámicos, ladrillos, arenas, gravas, cantos, bloques o fragmentos de
roca, baldosín, mortero y materiales no pasantes al tamiz #200. Aunque, como serán
materiales que se encuentren en la demolición, excavación y sobrantes de bases y subbases
encontradas en sitio, lo más probable es que nos encontremos, en menor proporción, con
materiales del grupo II.
4.2. MARCO NORMATIVO.
Tabla 2. Marco normativo.
NORMA NOMBRE DESCRIPCIÓN
I.N.V.E – 103-13 Conservación y Transporte de
Muestras.
Procedimiento para la preservación y
conservación de muestras.
I.N.V.E – 122-13 Determinación de los tamaños
de las partículas de los suelos.
Determinación en el laboratorio del
contenido de agua (humedad) de muestras
del suelo, roca y mezclas del suelo-agregado
VI. Residuos
contaminados
con otros residuos.
Residuos
contaminados con
residuos peligrosos.
Materiales pertenecientes a los grupos
anteriores que se encuentren contaminados
con residuos peligrosos.
No definida.
Residuos contaminados con otros residuos
que hayan perdido las características
propias de su aprovechamiento.
Otros VII. Otros residuos No definida.
Residuos que por requisitos técnicos no es
permitido su reúso en obras.
I.N.V.E – 125-13
Determinación del Límite
Líquido de los Suelos.
Procedimiento para determinar los límites
de Atterberg y obtener un índice del
comportamiento del suelo para diferentes
contenidos de agua. Permite clasificar el
suelo a partir de la carta de clasificación de
la AASHTO.
I.N.V.E – 126-13 Límite Plástico e Índice de
Plasticidad de Suelos.
I.N.V.E – 213-13 Análisis granulométrico de los
agregados grueso y fino Determinar cuantitativamente la
distribución de los tamaños de las
partículas de los agregados grueso y fino
de un material.
I.N.V.E – 142-13 Proctor Modificado
Se emplean para determinar la relación
entre la humedad y la masa unitaria de los
suelos compactados
I.N.V.E – 148-13 CBR. Relación de soporte del suelo en el
laboratorio (CBR de laboratorio)
I.N.V.E – 230- 13 Mejoramiento de la subrasante con adición de materiales
Descripción de CBR mínimo aceptado
I.N.V.E – 311-13 Afirmado
Descripción de CBR mínimo aceptado
Fuente: Estudio del comportamiento en las arcillas típicas de Bogotá estabilizadas con residuos de construcción y
demolición (RCD) y elaboración propia.
5. METODOLOGIA.
Este proyecto experimental tiene como objetivo estudiar el comportamiento del suelo
encontrado en la subrasante de la localidad de Rafael Uribe Uribe, específicamente en el CIV
18005228. Todos los datos que se pretenden recolectar en este proyecto de grado, serán
obtenidos mediante ensayos establecidos y regidos por normas colombianas.
5.1. ACTIVIDADES.
Las actividades se dividirán en 3 etapas:
• Adquisición de los materiales.
• Etapa experimental.
• Análisis de resultados.
5.2. MUESTRA.
Se tomarán 4 muestras del suelo original, las cuales se utilizarán de la siguiente manera:
• Con la primera muestra de suelo se realizará el ensayo de CBR, el cual será la base
del proyecto.
• La segunda muestra se combinará con 30%, de su peso, de material RCD y se le
realizará el ensayo de CBR el cual se comparará con el de la primera muestra.
• La tercera muestra se combinará con 40%, de su peso, de material RCD y se le
realizará el ensayo de CBR el cual se comparará con el de la primera muestra.
• La cuarta muestra se combinará con 50%, de su peso, de material RCD y se le
realizará el ensayo de CBR el cual se comparará con el de la primera muestra.
6. ADQUISICIÓN DE MATERIALES.
6.1. MATERIAL DE SUBRASANTE.
Como se lee en el título del proyecto, se estudiará el comportamiento del suelo que se
encuentre en la localidad de Rafael Uribe Uribe al ser mejorado con RCD, debido a esto el
material de subrasante utilizado será el ubicado en el CIV 18005228. Cabe aclarar que para
encontrar una muestra representativa del material se debió buscar en zonas donde no hubiera
una red vial pavimentada existente o donde se estuviera realizando algún tipo de intervención.
Para ello se apoyó en el trabajo que estaba realizando uno de los integrantes de este grupo,
donde se ejecutaron excavaciones a 1.0 m de profundidad.
• CIV 18005228
PK_ID_Calzada: 486483
Ubicación: Carrera 5C entre Calle 48 Q sur y Calle 48 P Bis sur.
Ilustración 2. Ubicación CIV 18005228
Fuente: Portal SEGUIMIENTO PROYECTOS – SIGIDU.
Este segmento vial cuenta con ancho de 2,97 m y una longitud de 38,33 m, para un
área de 114,05m2, según el inventario Malla Vial – IDU.
Para el momento de realizada la excavación y la extracción de la muestra el estado de
la vía era malo y se encontraba en afirmado. Su función según la información de las
plataformas web es de tránsito vehicular, pero cuando se realiza la visita al área de estudio,
se evidencia que solo tiene como objetivo el acceso a garajes.
Esta vía colinda por el costado oriental y norte con la hacienda los molinos, por la
cual atraviesa la quebrada Chiguaza,
Ilustración 3. Aspecto de la vía.
Fuente: Elaboración propia.
Ilustración 4. Excavación en el CIV.
Fuente: Elaboración propia.
lustración 5. Muestra de material recolectado.
Fuente: Elaboración propia.
Ilustración 6. Muestra de material recolectado.
Fuente: Elaboración propia.
El material fue recolectado en 4 lonas, las cuales se cubrieron y almacenaron en un
lugar libre de humedad. El tiempo de almacenamiento fue 2 días.
Ilustración 7. Almacenaje del material de Subrasante.
Fuente: Elaboración propia.
6.2. MATERIAL RCD.
El material RCD se obtuvo de varias obras de mantenimientos efectuados a la malla
vial de la localidad de Engativá.
Ilustración 8. Obras donde se obtuvo el material RCD.
Fuente: Elaboración propia.
De la muestra se puede observar que contiene gran cantidad de material pétreo de
poco diámetro, además partículas finas y restos de carpeta asfáltica.
Ilustración 9. Muestra de material RCD.
Fuente: Elaboración propia.
Ilustración 10. Muestra de material RCD.
Fuente: Elaboración propia.
El material fue recolectado en 4 lonas, las cuales se cubrieron y almacenaron en un
lugar libre de humedad. El tiempo de almacenamiento fue 1 día.
7. ETAPA EXPERIMENTAL.
Para la realización de los ensayos de laboratorio y teniendo en cuenta las restricciones
que durante la elaboración de este proyecto de grado rigen la presencialidad en los
laboratorios de la Universidad Distrital, debido a la pandemia por COVID 19, se decidió
contar con los servicios de Terra Laboratorios e Ingeniería.
Este laboratorio se encuentra ubicado en el municipio de Tocancipá al cual fueron
llevadas las muestras y donde luego de ser explicado el alcance del proyecto, el personal del
laboratorio procedió a la realiza los ensayos; además, se indica que la presencia de los autores
del proyecto no está permitida debido a los protocolos de bioseguridad implementados en el
momento a nivel nacional. Cabe aclarar que los gastos en los que se incurrió para el transporte
y realización de estas actividades, fueron soportados por los integrantes del grupo.
7.1. SUBRASANTE NATURAL.
• CARACTERIZACIÓN DEL SUELO.
Uno de los aspectos más importantes es conocer las características del material que
se encuentra en el CIV 18005228, para esto se realizó un análisis granulométrico según lo
determinado en la norma INV E 213 – 13.
Los resultados del ensayo de análisis granulométrico al material de subrasante se
presentan en la gráfica número 1.
Ilustración 11. Tamizado del material.
Fuente: Terra laboratorios e ingeniería.
Grafica 1. Curva granulométrica material de subrasante natural.