Optimización del diseño estructural de pavimentos rígidos reforzados con fibras de acero y el impacto económico frente a pavimentos convencionales bajo la metodología AASHTO 93 en Andahuaylas, Apurímac, Perú

Abstract

En este estudio, se llevó a cabo el diseño estructural de un pavimento rígido reforzado con fibra de acero Dramix 4D, siguiendo la metodología AASHTO 93, y se comparó con un pavimento convencional utilizando malla de temperatura. Se determinó que el pavimento reforzado se redujo en un 23.53% en su espesor. Además, el concreto reforzado con fibras de acero mostró una mejora del 24% en el módulo de rotura y del 29% en la resistencia a la tracción. El análisis de costos reveló una reducción del 15% del presupuesto de un pavimento convencional, teniendo un costo de S/.1,166,130.45 en el pavimento reforzado en comparación con los S/.1,377,437.43 del pavimento convencional. La dosificación de fibra Dramix 4D a 15 kg/m³ mejoró significativamente la resistencia a la flexión y tracción. En conclusión, la incorporación de fibras de acero en el concreto no solo mejora sus propiedades mecánicas, sino que también reduce los costos, presentándose como una solución más eficiente y rentable.

In this study, the structural design of a rigid pavement reinforced with Dramix 4D steel fiber, following the AASHTO 93 methodology, was carried out and compared with a conventional pavement using temperature mesh. It was determined that the reinforced pavement was reduced by 23.53% in thickness. In addition, the steel fiber reinforced concrete showed a 24% improvement in modulus of rupture and 29% improvement in tensile strength. The cost analysis revealed a 15% reduction in the budget of a conventional pavement, with a cost of S/.1,166,130.45 for the reinforced pavement compared to S/.1,377,437.43 for the conventional pavement. The dosage of Dramix 4D fiber at 15 kg/m³ significantly improved the flexural and tensile strength. In conclusion, the incorporation of steel fibers in concrete not only improves its mechanical properties, but also reduces costs, presenting itself as a more efficient and cost-effective solution.