Mejoras en la resistencia a la compresión e impermeabilidad de un suelo limoso de subrasante tratado con Biochar de Stipa Ichu, y fibra de polipropileno para caminos de bajo volumen de tránsito.

Abstract

La investigación tiene por nombre “MEJORAS EN LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN E IMPERMEABILIDAD DE UN SUELO LIMOSO DE SUBRASANTE TRATADO CON BIOCHAR DE STIPA ICHU Y FIBRA DE POLIPROPILENO PARA CAMINOS DE BAJO VOLÚMEN DE TRÁNSITO”. La investigación busca determinar si la adición de estos materiales puede ser una alternativa viable y efectiva. Por lo tanto, se plantea la hipótesis de que la incorporación de biochar y fibra de polipropileno mejorará la resistencia a la compresión del suelo y reducirá su permeabilidad. En este sentido, surge la necesidad de comprender cómo estos aditivos podrían mejorar las propiedades del suelo para su posible aplicación en la pavimentación de la vía Huilcarpay – Cusco. La metodología es de enfoque cuantitativo, nivel correlacional, y diseño de tipo experimental. Para ello se enfocó en estudiar la influencia que tiene la adición de biochar de Stipa ichu y fibra de polipropileno en la resistencia a la compresión e impermeabilidad utilizando tres porcentajes de adición en peso (1%, 2% y 3%). En el cual se llevaron a cabo diferentes procesos y mediciones. En primer lugar, se seleccionó la zona de Huilcarpay donde se realizaron excavaciones de tres calicatas a lo largo de la vía Huilcarpay - Cusco. Estas excavaciones proporcionaron los perfiles estratigráficos necesarios y se realizaron ensayos de caracterización, incluyendo reducción de muestras de campo a muestras de laboratorio, contenido de humedad, análisis granulométrico por tamizado, límites de consistencia y ensayo Proctor modificado. Con estos datos, se determinó que el suelo era de tipo limoso. Luego, se diseñaron las cantidades en peso de biochar de Stipa ichu, fibra de polipropileno y su combinación para ser agregados al material y elaborar las probetas. Se realizaron un total de 105 pruebas de laboratorio, con tres muestras por cada variante para el ensayo de compresión y cinco muestras para el ensayo de permeabilidad por el método de cabeza variable. Los resultados obtenidos revelaron que la adición de biochar, fibra de polipropileno y ambos compuestos a la vez mejoraron la resistencia a la compresión del suelo. Los mejores resultados se observaron con una adición del 3% en peso de estos materiales. En cuanto al ensayo de permeabilidad, se observó una reducción en su valor, lo que indica que el suelo se volvió más impermeable debido a la presencia de biochar de Stipa ichu y fibra PP. Este efecto sugiere que el biochar actúa como una barrera que dificulta el paso del agua a través del suelo. Estos hallazgos sugieren que la adición de biochar y fibra de polipropileno puede ser una estrategia efectiva para mejorar las propiedades del suelo y, potencialmente, su aplicación en la construcción de infraestructuras viales de manera más sostenible.

The research is called “IMPROVEMENTS IN THE COMPRESSION RESISTANCE AND WATERPROOFING OF A SILKY SUBGRADE SOIL TREATED WITH STIPA ICHU BIOCHAR AND POLYPROPYLENE FIBER FOR LOW TRAFFIC VOLUME ROADS.” The research seeks to determine if the addition of these materials can be a viable and effective alternative. Therefore, it is hypothesized that the incorporation of biochar and polypropylene fiber will improve the compressive strength of the soil and reduce its permeability. In this sense, the need arises to understand how these additives could improve the properties of the soil for their possible application in the paving of the Huilcarpay – Cusco road. The methodology has a quantitative approach, correlational level, and experimental design. To do this, we focused on studying the influence that the addition of Stipa ichu biochar and polypropylene fiber has on the compression resistance and impermeability using three addition percentages by weight (1%, 2% and 3%). In which different processes and measurements were carried out. Firstly, the Huilcarpay area was selected where excavations of three pits were carried out along the Huilcarpay - Cusco road. These excavations provided the necessary stratigraphic profiles and characterization tests were carried out, including reduction of field samples to laboratory samples, moisture content, granulometric analysis by sieving, limits of consistency and modified Proctor test. With these data, it was determined that the soil was silty type. Then, the quantities by weight of Stipa ichu biochar, polypropylene fiber and their combination were designed to be added to the material and make the test tubes. A total of 105 laboratory tests were carried out, with three samples for each variant for the compression test and five samples for the permeability test by the variable head method. The results obtained revealed that the addition of biochar, polypropylene fiber and both compounds at the same time improved the compressive strength of the soil. The best results were observed with an addition of 3% by weight of these materials. Regarding the permeability test, a reduction in its value was observed, indicating that the soil became more impermeable due to the presence of Stipa ichu biochar and fiber PP. This effect suggests that biochar acts as a barrier that makes it difficult for water to pass through the soil. These findings suggest that the addition of biochar and polypropylene fiber may be an effective strategy to improve soil properties and, potentially, its application in building road infrastructure in a more sustainable manner.