Análisis experimental del comportamiento estructural del material celular ligero como reemplazo del material granular a nivel de base en pavimentos flexibles del distrito de Sicuani - 2024

Abstract

La tesis evalúa el uso de material celular ligero (MCL) como alternativa al material granular en la base de pavimentos flexibles en el tramo Sicanai–Sencca Chectuyoc (2024). Su objetivo es determinar la capacidad de soporte, el módulo de elasticidad y los espesores estructurales, comparando ambos materiales bajo un enfoque cuantitativo y diseño cuasiexperimental. Se analizaron 255 muestras mediante ensayos de caracterización de suelos y resistencia a la compresión. Los resultados muestran que al incrementar la densidad del MCL (400 a 800 kg/m³) mejoran la capacidad de soporte y el módulo de elasticidad, lo que permite reducir los espesores de la base y la carpeta asfáltica. La base granular convencional presenta el menor desempeño (CBR 100%, 3,39 kgf/cm² y 207 MPa), requiriendo mayores espesores y un costo de S/1,303,750 por km. El MCL a 400 kg/m³ mejora las propiedades mecánicas y reduce costos (S/ 1,175,055 por km). A 500 kg/m³ se incrementa significativamente la capacidad, aunque con mayor costo. La condición óptima se alcanza a 600 kg/m³, con 15,02 kgf/cm² y 642 MPa, permitiendo menores espesores (250 mm base y 150 mm asfalto) y un costo equilibrado de S/ 1,177,242.50 por km. Densidades mayores mejoran las propiedades, pero no resultan económicamente eficientes. Se concluye que el MCL, especialmente a 600 kg/m³, es una alternativa viable y eficiente que optimiza el diseño estructural y reduce costos en pavimentos flexibles.