Propuesta de diseño en pavimentos rígidos con incorporación de fibra de micro polipropileno para aumentar la resistencia a flexión, en la Av. Huancaray, cuadra 1 a 6, Lima

Abstract

El objetivo de esta investigación es demostrar que la inclusión de microfibras de polipropileno puede conducir a mejoras en las propiedades mecánicas del pavimento rígido en la Av. Huancaray, específicamente en el tramo comprendido entre la Av. Ruiseñores y la Av. Colectora Industrial. Esta avenida experimenta un volumen de tráfico significativo, ya que funciona como una ruta alternativa a la carretera central, aunque no fue originalmente diseñada para soportar tal carga vehicular. Además, el estado de la capa asfáltica en la vía se encontraba en condiciones deficientes, lo que se confirmó mediante la evaluación del Índice de Condición del Pavimento (PCI), que arrojó una calificación “mala“ y requiere un rediseño. Para ello se realizó el diseño de mezcla mediante el método del ACI con incorporación de 0.5%, 1% y 1.5% de microfibra de polipropileno del peso del cemento. Luego se evaluó la resistencia de compresión y flexión mediante ensayos de laboratorio en vigas normalizadas, obteniendo resultados que con la incorporación de 1.5% de microfibra de polipropileno la resistencia aumenta en un 15% y 17% a comparación de la muestra convencional. Por último, con los datos obtenidos de compresión y flexión se analizó la deformación total, tensión equivalente y tensión elástica normal mediante el software Ansys dando como resultado que con el 1.5% de microfibra la deformación es menor en un 30%.

The objective of this research is to demonstrate that the inclusion of polypropylene microfibers can lead to improvements in the mechanical properties of the rigid pavement on Av. Huancaray, specifically in the section between Av. Ruiseñores and Av. Colectora Industrial. This avenue experiences a significant volume of traffic, as it functions as an alternative route to the central highway, although it was not originally designed to support such vehicular load. Additionally, the condition of the asphalt layer on the road was in poor condition, which was confirmed by the Pavement Condition Index (PCI) evaluation, which returned a “poor“ rating and required redesign. For this, the mix design was carried out using the ACI method with the incorporation of 0.5%, 1% and 1.5% of polypropylene microfiber by the weight of the cement. Then the compression and bending resistance was evaluated through laboratory tests on normalized beams, obtaining results that with the incorporation of 1.5% of polypropylene microfiber the resistance increases by 15% and 17% compared to the conventional sample. Finally, with the data obtained from compression and flexion, the total deformation, equivalent tension and normal elastic tension were analyzed using the Ansys software, resulting in 30% less deformation with 1.5% microfiber.