El proyecto de investigación tuvo por finalidad evaluar las geomallas triaxiales, como elementos de refuerzo en la interfaz Subrasante – Subbase de la estructura del pavimento flexible, con el objetivo de optimizar espesores del pavimento, aumentar la capacidad de soporte de la subrasante y prolongar la vida útil de pavimento. En este trabajo se presenta la aplicación de una metodología de diseño para el uso de geomallas triaxiales, con las especificaciones técnicas para el diseño aplicado de las geomallas en pavimentos flexibles en Perú. La metodología de diseño está centrada en las investigaciones del doctor J.P. Giroud y el doctor Jie Han, que presentan un efecto de confinamiento generado, entre las geomallas y la capa de material sobre la subrasante. Los suelos al ser sometidos a cargas de llantas tienden a deformarse, generando ahuellamiento sobre la superficie de rodadura. Con la presencia de geomallas en el suelo este ahuellamiento se reduce de manera exponencial (Giroud & Han, 2005). Para la metodología planteada se desarrolla un ejemplo aplicativo para el diseño reforzado, de una base pavimentada, con geomalla triaxial y otro sin refuerzo. Para este ejemplo se recolecto datos con ayuda de los formatos de clasificación vehicular del MTC, inspección visual de la vía para la evaluación del índice de condición del pavimento (PCI) y los ensayos de laboratorio; la cual fue ejecutada a lo largo de los 2.3 km aproximadamente, en el cual se observó que el PCI del tramo es de 21%, esto significa que el nivel de servicio de la vía es malo, es decir requiere la intervención inmediata. Mediante esta metodología el uso de geomallas implicó disminución de espesores de 33.33%, cabe recalcar que se debe tener en cuenta que cada diseño variará de acuerdo con el proyecto a ejecutarse, por ende, dependerá de las características del suelo, el tráfico vehicular y el refuerzo (Tipo de geomalla) utilizado. / The purpose of this research project was to evaluate the triaxial geogrids, as reinforcement elements in the Subgrade - Subbase interface of the flexible pavement structure, with the aim of optimizing pavement thicknesses, increasing the support capacity of the subgrade and prolonging the useful life of pavement. This paper presents the application of a design methodology for the use of triaxial geogrids, with the technical specifications for the applied design of geogrids inflexible pavements in Peru. The design methodology is focused on the investigations of Dr. J.P. Giroud and Dr. Jie Han, who present a generated confinement effect, between the geogrids and the layer of material on the subgrade. The floors when subjected to tire loads tend to deform, generating rutting on the running surface. With the presence of geogrids in the ground, this rutting is reduced exponentially (Giroud & Han, 2005). For the proposed methodology an application example is developed for the reinforced design, of a paved base, with triaxial geogrid and another without reinforcement. For this example, data was collected with the aid of the vehicle classification formats of the MTC, visual inspection of the road for the evaluation of the pavement condition index (PCI) and laboratory tests; which was executed along the approximately 2.3 km, in which it was observed that the PCI of the section is 21%, this means that the service level of the road is bad, that is, it requires immediate intervention. Through this methodology the use of geogrids implied a decrease in thickness of 33.33%, it should be noted that it must be taken into account that each design will vary according to the project to be executed, therefore, it will depend on the characteristics of the soil, vehicular traffic and reinforcement (Type of geogrid) used. / Trabajo de investigación

Esta investigación, estudia el efecto que produce el cemento, cal, geomalla y principalmente la ceniza de madera como componente mejorador de un suelo arcilloso, con el fin de evaluar las deformaciones verticales en la subrasante de un pavimento convencional a los 7 y 21 días de cura. La ceniza de madera es un residuo que proviene de la quema de materiales orgánicos en los hornos de las ladrilleras artesanales presentes en todo el Perú, los cuales el carbón, aserrín y madera, son los más utilizados. La disposición de éste material, genera problemas ambientales. Se realizaron ensayos de laboratorio para caracterizar la ceniza de madera, la mezcla de arcilla-ceniza, la mezcla arcilla-cemento, arcilla-cal y el refuerzo con la geomalla para luego modelarlo con la ayuda de la herramienta computacional Plaxis 8.2, software de elementos finitos, y obtener las deformaciones verticales. Se comprueba que con la geomalla biaxial se obtuvieron las menores deformaciones seguido por la mezcla arcilla-cemento. Con respecto a la arcilla-ceniza (21 días) se obtuvo un comportamiento similar a la mezcla de arcilla-cal (7días) siendo este resultado muy significativo ya que la ceniza al ser un material residuo de las ladrilleras puede llegar a un comportamiento mecánico tan igual como la cal. / This research studies the effect produced by cement, lime, geogrid and mainly wood ash as an improving component of a clayey soil, in order to evaluate the vertical deformations in the subgrade of a conventional pavement at 7 and 21 days after cure. Wood ash is a residue that comes from the burning of organic materials in the kilns of artisanal brickmakers present throughout Peru, which coal, sawdust and wood, are the most used. The disposition of this material generates environmental problems. Laboratory tests were carried out to characterize the wood ash, the clay-ash mixture, the clay-cement mixture, the clay-lime and the reinforcement with the geogrid, and then model it with the help of the computer tool Plaxis 8.2, elements software finite, and get the vertical deformations. It is verified that with the biaxial geogrid the smallest deformations were obtained followed by the clay-cement mixture. With respect to ash-clay (21 days) a behavior similar to the clay-lime mixture (7 days) was obtained, this result being very significant since the ash being a material residue of the brickworks can reach such a mechanical behavior just like lime. / Tesis

3. - PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN Uno de los tipos de fallas más comunes que sufre un pavimento es el agrietamiento por fatiga o reflexión, el cual es producido generalmente por la carga del tráfico, el endurecimiento por vejez ó los ciclos de cambio de temperatura. Esto se materializa en grietas que son visibles en la superficie, y éstas, no son más que la imagen reflejada de las fisuras o juntas de dilatación que subyacen en la carpeta de rodadura. 4. - OBJETIVOS 4.1. - OBJETIVO GENERAL Mostrar una nueva alternativa para la reparación de pavimentos en el Perú, en cuanto a la aparición de grietas reflejadas en la superficie del pavimento, cuya falla está relacionada con la fatiga del material. 4.2. - OBJETIVOS ESPECÍFICOS Mostrar los beneficios ingenieriles-estructurales de la geogrilla de fibra de vidrio, con respecto a otros sistemas que se utilizan con el mismo fin. 5. - HIPOTESIS La geogrilla de fibra de vidrio es un material compuesto por hilos de fibra de vidrio cubierto de un polímero elastomérico, que crea una estructura en forma de malla. Cada hilo tiene una resistencia a la tensión extremadamente alta y un alto módulo de elasticidad; esto es particularmente importante ya que el concreto asfáltico generalmente se agrieta a pequeñas deformaciones. Cuando el sistema GlasGrid se instala formando un “sándwich” entre las capas de nivelación y rodadura en una sobrecarpeta convencional, se convierte en la resistencia oculta de la carretera, diseñada para propagar horizontalmente los esfuerzos verticales de las grietas y disiparlos efectivamente. 6. - METODOLOGÍA Aunque en la clasificación del método científico no hay un consenso universal, pues estos se entremezclan muchas veces, es posible determinar un método a seguir dentro de la clasificación mencionada. En esta Tesis se utilizará el método de la observación científica, el más usado en las ciencias naturales, que es parte del método empírico analítico, además de métodos cuantitativos-cualitativos, que no forman parte dentro de la clasificación del método científico, pero sin embargo son utilizados como herramientas de investigación. Se utilizarán estos métodos debido a que esta Tesis tendrá su apoyo principal en experimentos de laboratorio, acompañados por ciertos análisis estadísticos, sobre todo en el caso de plantear los beneficios económicos. Los ensayos de laboratorio que se realizarán serán: ensayos de carga cíclica, que simularán el paso del tránsito y que mostrarán que las grietas en la probeta con el material propuesto aparecerán a mayor número de ciclos que en los que no se haya colocado el material, además de tener longitudes mucho menores; ensayos de tracción directa, que mostrarán que las deformaciones últimas ocurrirán para mayores cargas en las probetas con el material propuesto, en comparación con las probetas sin el material. La información requerida está basada en ensayos de la tecnología propuesta en la Tesis, los mismos que han sido elaborados en las universidades más prestigiosas del mundo, como la Universidad de Texas A&M, Universidad de Nottingham y universidad de Delft. También fue probado en la pista de pruebas de pavimento del Centro Nacional de Tecnología del asfalto, en los Estados Unidos de América. Además la naturaleza de la información se apoyará en experiencias realizadas en el vecino país de Chile. 7. – RESULTADOS • El incremento de carga para que fallaran las vigas reforzadas con respecto a las no reforzadas fue de 75%. • Los niveles de carga que causan la falla en las vigas reforzadas son del orden de 1400 Kg, en contraste con las vigas no reforzadas, que fallan con una carga promedio de 500 Kg. • De los dos sistemas que retardan la reflexión de fisuras en la superficie, la más efectiva resulto ser la geogrilla de fibra de vidrio, con una efectividad 228% superior al mortero asfáltico. • Es posible medir la efectividad con un porcentaje exacto para el caso de la geogrilla de fibra de vidrio respecto del mortero asfáltico, esto porque los dos fallan para un mismo nivel de carga: 1400 Kg. Sin embargo, medir la efectividad en porcentaje, de éstas respecto de las no reforzadas es más complicado puesto que las que no tienen ningún refuerzo fallan para diferentes niveles de carga. Para este último caso es mejor observar en las gráficas, que demuestran dilatadamente los beneficios de reforzar una carpeta. 8. – CONCLUSIONES • Tanto la viga con geogrilla de fibra de vidrio, como la viga reforzada con mortero asfáltico, retardan en gran medida la aparición de grietas en la superficie. • De entre las muchas grietas que aparecen, las grietas que llegan a la superficie lo hace partiendo de la grieta generada, o de una vecindad próxima a esa grieta, del orden de 3 cm a cada lado de la grieta generada. • Una vez iniciada la falla, los incrementos de las longitudes de grietas se dan de forma súbita. • La viga C-1, reforzada con geogrilla de fibra de vidrio, no presentó ninguna grieta reflejada. Sólo presento una grieta aislada, la cual se tomó para hacer las comparaciones necesarias. Sin embargo no puede sentenciarse que esta grieta no haya sido influenciada por los esfuerzos y deformaciones que ocurren en la grieta generada, puesto que se necesitarían investigaciones más profundas para llegar a esta conclusión. • La viga A-1 fue la única que presentó más de una grieta reflejada y lo hizo para un orden de carga de 600 Kg, en cambio la primera grieta lo hizo para una carga de 400 Kg. Es de suponerse que la segunda grieta ya estaba produciéndose en el interior de la viga, puesto que aparece después de sólo 28 ciclos de incrementada la carga.

La presente investigación alcanza una alternativa de utilizar los muros de suelo reforzado como estribos de puente en la mina Cuajone situado en el departamento de Moquegua, con el objetivo de comprobar si es posible que estas estructuras soporten las altas cargas de los camiones mineros que transitan por los “Haul Road” de la mina. Luego, se desarrolla los procedimientos de diseño estructural del muro MSE con la metodología LRFD según la norma AASHTO. Finalmente, se verifica los resultados que se obtuvieron mediante el modelo y el análisis de los elementos finitos del diseño consolidado en el software PLAXIS y se presentan las conclusiones del caso. En primer lugar, está el capítulo introductorio, que presentar de manera resumida y cualitativa el tema de la tesis y las motivaciones del caso. Se desarrolla el problema planteado y finaliza esta sección con la descripción de los antecedentes históricos de los muros MSE, hipótesis, objetivos y alcances de la presente investigación. Asimismo, se describe de manera extendida los conceptos de los muros MSE, ventajas, desventajas, tipos de sistemas, tipos de refuerzo, tipos de paramentos y sus aplicaciones. Además, se presentan los pasos diseño de los muros como estribo de puente y el procedimiento del análisis sísmico de estos. Finalmente, se describen los conceptos del método de elementos finitos y el análisis del software PLAXIS. En el segundo lugar; se presentan el material y método, considerando el nivel y diseño de investigación, variables y técnicas que se emplearon para poder desarrollar de manera satisfactoria el argumento de la presente tesis. En el tercer lugar, se presentan los resultados de acuerdo a cada objetivo planteado. Al finalizar esta sección, se presentan los desplazamientos de muro MSE como estribo de puente modelado en el software PLAXIS, concluyendo con la afirmación o la negación de la hipótesis. Por último, se presenta las conclusiones, comentarios y recomendaciones de acuerdo al desarrollo y resultados de la presente investigación. / The present investigation achieves an alternative use of the reinforced soil walls as bridge abutments in the Cuajone mine in the department of Moquegua, with the objective that these structures bear the high loads of the mining trucks that transit through the "Haul Road" of the mine. Then, the structural design procedures of the MSE wall are followed with the LRFD methodology according to the AASHTO standard. Finally, the results obtained by means of the model and the analysis of the finite elements of the consolidated design in the PLAXIS software are verified and the conclusions of the case are presented. In the first place, there is the introductory chapter, the summary and qualitative presentation of the topic of the thesis and the motivations of the case. The problem raised and finalized in this section was developed with the description of the historical background of the MSE walls, hypotheses, objectives and scope of the present investigation. In the next chapter, we describe how to extend the concepts of MSE walls, advantages, disadvantages, types of systems, types of reinforcement, types of walls and their applications. In addition, the steps of the walls are presented as bridge abutment and the procedure of the seismic analysis of these. Finally, the concepts of the finite element method and the analysis of the PLAXIS software are described. In the second place; It presents the material and the method, the level and design of the research, the variables and the techniques used to successfully develop the argument of the present thesis. In the third place the results are presented according to each objective. At the end of this section, the displacements of the wall are presented as a work program in the PLAXIS software, concluding with the affirmation or denial of the hypothesis. Finally, the conclusions, comments and recommendations are presented according to the development and results of the present investigation. / Tesis

La presente investigación tiene como objetivo el análisis del comportamiento de la geomalla biaxial extruida incorporada en un suelo granular a nivel de la sub-base para el pavimento que está ubicado en la av. Defensores de Morro en el distrito de Chorrillos, en el Departamento de Lima. Por ello, el procedimiento de esta investigación es realizar un programa experimental para el suelo en estudio e incluyendo la geomalla biaxial a nivel de la sub-base en dos diferentes posiciones una colocada en el medio y las dos capas en los extremos de la misma para encontrar la mejor alternativa que aumentara el valor del CBR del suelo para este tipo de suelo granular. La avenida en estudio presenta un tipo de suelo según clasificación SUCS de arena pobremente gradada con limo y grava. De acuerdo a los resultados obtenidos se observa que la geomalla incorporada en el medio mejora el CBR del suelo en un 6,5% y las colocadas en los extremos mejora el CBR del suelo en un 3,2%. La metodología utilizada para la investigación es del tipo de diseño experimental ya que se realizó un ensayo completo del suelo para determinar las características físicas y mecánicas necesarias, y conocer el valor del CBR de este suelo, cuyo valor fue muy importante para esta investigación, ya que con este se pudo saber si valor aumentaba favorablemente para una suelo granular. Teniendo como resultado que el valor de CBR ubicado en el medio de la capa sub-base mejora el valor del CBR en mayor porcentaje. / The present research aims to analyze the behavior of the extruded biaxial geogrid incorporated in a granular soil at the sub-base level for the pavement located in av. Defensores de Morro in the district of Chorrillos, in the Department of Lima. Therefore, the procedure of this research is to carry out an experimental program for the soil under study and including the biaxial geogrid at the sub-base level in two different positions, one placed in the middle and the two layers at the ends of it to find the best alternative that will increase the value of the soil CBR for this type of granular soil. The avenue under study presents a type of soil according to the SUCS classification of poorly graded sand with silt and gravel. According to the results obtained, it is observed that the geogrid incorporated in the middle improves the CBR of the soil by 6.5% and those placed at the ends improve the CBR of the soil by 3.2%. The methodology used for the research is of the type of experimental design since a complete test of the soil was carried out to determine the necessary physical and mechanical characteristics, and to know the value of the CBR of this soil, whose value was very important for this investigation, since that with this it was possible to know if the value increased favorably for a granular soil. As a result, the CBR value located in the middle of the sub-base layer improves the CBR value by a greater percentage. / Trabajo de investigación

En el presente estudio se determinó la capacidad portante que puede proporcionar la colocación de una geomalla de bambú en la interface de la base y subbase como estructura de reforzamiento. Seguidamente, se realizó una comparación de la capacidad portante del pavimento flexible convencional en estudio y el pavimento flexible con una geomalla biaxial y multiaxial de bambú. Para esto, se evaluó el pavimento flexible convencional actual de la avenida Bauzate y Meza en el Distrito de La Victoria y se tuvo que fabricar una geomalla con un material renovable como es el Bambú con las mismas dimensiones de las geomallas de polímeros de tipo Biaxial y Multiaxial. Entonces, para alcanzar los objetivos planteados, se realizaron ensayos en laboratorio que permitieron obtener los resultados con los que se generó las curvas esfuerzo/deformación para cada uno de los diseños de pavimentos analizados. Finalmente, las conclusiones del estudio demuestran un incremento en la capacidad portante del pavimento flexible convencional agregándole en el diseño una geomalla biaxial o multiaxial de bambú. Se presentan algunas recomendaciones a corto y mediano plazo para mejorar el desempeño de las geomallas de bambú en la construcción de pavimentos flexibles, así como incluir en la normativa peruana un método de diseño que permita sustentar el uso de estos elementos en los proyectos viales. / In the present study the bearing capacity that the placement of a bamboo geogrid at the interface of the base and subbase as reinforcement structure. Next, a comparison was made of the carrying capacity of the conventional flexible pavement under study and the flexible pavement with a biaxial and multiaxial bamboo geogrid. For this, the current conventional flexible pavement of Bauzate and Meza Avenue in the District of La Victoria was evaluated and a geogrid with a renewable material such as Bamboo with the same dimensions as the Biaxial-type polymer geogrids had to be manufactured. Multiaxial Then, to achieve the objectives set, laboratory tests were carried out that allowed to obtain the results with which the stress / strain curves were generated for each of the pavement designs analyzed. Finally, the conclusions of the study show an increase in the bearing capacity of the conventional flexible pavement by adding a biaxial or multiaxial bamboo geogrid to the design. Some short and medium term recommendations are presented to improve the performance of bamboo geogrids in the construction of flexible pavements, as well as to include in the Peruvian regulations a design method that allows to support the use of these elements in road projects. / Tesis

El presente proyecto de investigación tuvo por finalidad evaluar el uso del geocompuesto (geomalla Triaxial y geomembrana HDPE), como refuerzo en la interfaz subrasante-subbase de una estructura de pavimento flexible. Para ello, se propone un diseño de estructura de pavimento reforzado con geocompuesto en un tramo de la Av. Prolongación Defensores del Morro-Chorrillos que permita aumentar la capacidad de soporte de la subrasante, optimizar los espesores en las capas granulares, y prolongar la vida útil del pavimento. Con este propósito se planteó el diseño de una estructura de pavimento convencional y otra reforzada con geocompuesto para comparar y elegir el diseño más óptimo. La recolección de datos se realizó utilizando los formatos de clasificación vehicular del MTC, inspección visual de la vía, estudio de mecánica de suelos y análisis experimental. Luego del análisis de los datos recolectados se determinó que el PCI del tramo en estudio es de 21%, esto significa que el nivel de servicio de la vía es malo y necesita intervención. Por ello se realizó el diseño de tres alternativas de pavimento flexible: la primera alternativa es una sección convencional no reforzada, mientras que las otras dos alternativas consisten en secciones reforzadas con geomalla triaxial y geomembrana HDPE. Los resultados obtenidos muestran que el pavimento reforzado con geocompuesto y diseñado por el método Giroud-Han obtuvo un 47.62% de reducción en el espesor de la estructura del pavimento flexible con respecto al pavimento diseñado por el método AASHTO 93. Finalmente, luego de un análisis económico de las alternativas de diseño de pavimento flexible se concluye que el costo del pavimento reforzado con geocompuesto es 5.07% menor que el del pavimento tradicional (AASHTO 93). / The purpose of this research project was to evaluate the use of the geocomposite (Triaxial geogrid and HDPE geomembrane), as reinforcement in the subgrade-subbase interface of a flexible pavement structure. To do this, a design of a pavement structure reinforced with geocomposite is proposed in a section of Av. Prolongación Defensores del Morro-Chorrillos that allows increasing the support capacity of the subgrade, optimizing the thicknesses in the granular layers, and prolonging the life useful of the pavement. For this purpose, the design of a conventional pavement structure and another reinforced with geocomposite were proposed to compare and choose the most optimal design. Data collection was carried out using the MTC vehicle classification formats, visual inspection of the road, soil mechanics study and experimental analysis. After analyzing the data collected, it was determined that the PCI of the section under study is 21%, this means that the level of service of the road is bad and needs intervention. Therefore, the design of three flexible pavement alternatives was carried out: the first alternative is a conventional unreinforced section, while the other two alternatives consist of sections reinforced with triaxial geogrid and HDPE geomembrane. The results obtained show that the pavement reinforced with geocomposite and designed by the Giroud-Han method obtained a 47.62% reduction in the thickness of the flexible pavement structure with respect to the pavement designed by the AASHTO 93 method. Finally, after an economic analysis of the flexible pavement design alternatives, it is concluded that the cost of pavement reinforced with geocomposite is 5.07% lower than that of traditional pavement (AASHTO 93). / Tesis