Evaluación mediante simulación numérica del comportamiento de las propiedades geotécnicas añadiendo fibras de PET en la subrasante, vía - Villa El Paraiso Pg km 0+00 a km 1+010 - APV UVIMA - San Sebastián - Cusco 2023

Abstract

En el campo de la ingeniería civil y la construcción de carreteras y vías, la estabilidad y durabilidad de la subrasante juegan un papel crítico en la seguridad y el mantenimiento de las vías de comunicación. La subrasante, como capa inferior de la estructura de una carretera, debe ser capaz de soportar las cargas de tráfico y resistir factores ambientales adversos. En este contexto, el uso de materiales reciclados, como las fibras de PET (polietileno tereftalato), ha surgido como una alternativa sostenible y económicamente viable para mejorar las propiedades geotécnicas de la subrasante. Las fibras de PET, obtenidas a partir de botellas de plástico reciclado, tienen el potencial de fortalecer y estabilizar la subrasante. Sin embargo, a pesar de la creciente atención a la incorporación de fibras de PET en la construcción de carreteras y vías, aún existe una falta de comprensión sólida sobre cómo este material influye en las propiedades geotécnicas de la subrasante en condiciones específicas. La variabilidad geotécnica de las vías, carreteras y las características de los suelos locales hacen que sea esencial evaluar el comportamiento de la subrasante al añadir fibras de PET en contextos geográficos y geotécnicos particulares. La vía "Villa El Paraíso PG KM 0+00 A KM 1+010 - APV UVIMA - San Sebastián - Cusco 2023" presenta un caso de estudio relevante para esta problemática. Este tramo de vía experimenta una variedad de condiciones climáticas y geotécnicas que hacen que sea esencial investigar cómo la adición de fibras de PET afecta sus propiedades geotécnicas específicas. Por lo tanto, el presente estudio tiene como objetivo principal realizar una evaluación detallada mediante simulación numérica de elementos finitos del comportamiento de las propiedades geotécnicas de la subrasante en la vía mencionada al añadir fibras de PET en porcentajes variables. Esta evaluación permitirá comprender de manera más precisa cómo las fibras de PET influyen en la estabilidad y durabilidad de la subrasante por medio de simulación numérica. El resultado de esta investigación contribuirá a la toma de decisiones dentro de la construcción y el mantenimiento de carreteras, especialmente en lo que respecta a la incorporación de materiales reciclados como las fibras de PET para mejorar la infraestructura vial de manera sostenible y eficiente.

In he field of civil engineering and road and rail construction, the stability and durability of the subgrade play a critical role in the safety and maintenance of roads. The subgrade, as the lower layer of a road structure, must be able to withstand traffic loads and resist adverse environmental factors. In this context, the use of recycled materials, such as PET (polyethylene terephthalate) fibres, has emerged as a sustainable and economically viable alternative to improve the geotechnical properties of the subgrade. PET fibres, obtained from recycled plastic bottles, have the potential to strengthen and stabilise the subgrade. However, despite the increasing attention to the incorporation of PET fibres in road and rail construction, there is still a lack of solid understanding of how this material influences the geotechnical properties of the subgrade under specific conditions. The geotechnical variability of roads, highways, and local soil characteristics make it essential to evaluate the behavior of the subgrade when adding PET fibers in particular geographic and geotechnical contexts. The "Villa El Paraíso PG KM 0+00 A KM 1+010 - APV UVIMA - San Sebastián - Cusco 2023" road presents a relevant case study for this problem. This road section experiences a variety of climatic and geotechnical conditions that make it essential to investigate how the addition of PET fibers affects its specific geotechnical properties. Therefore, the main objective of this study is to carry out a detailed evaluation by means of numerical finite element simulation of the behavior of the geotechnical properties of the subgrade on the mentioned road when adding PET fibers in variable percentages. This evaluation will allow a more precise understanding of how PET fibers influence the stability and durability of the subgrade by means of numerical simulation. The outcome of this research will contribute to decision making within road construction and maintenance, especially regarding the incorporation of recycled materials such as PET fibers to improve road infrastructure in a sustainable and efficient manner.