Efecto de la succión en el comportamiento cíclico de suelos reforzados con fibras de polipropileno

Perú se encuentra en una de las zonas sísmica más activas del mundo. Tal como se ha observado en los sismos de Pisco en 2007 y Amazonas en 2021, los daños que ocasionan los sismos a las carreteras son significativos, y afectan el trabajo de los equipos de ayuda y rescate.
Los suelos que conforman los terraplenes viales principalmente se encuentran en condición no saturado, por lo que entender su comportamiento mecánico, requiere incluir la variable ‘succión’. Este trabajo de investigación propone evaluar el comportamiento cíclico de los terraplenes reforzados con fibras (de polipropileno) frente a eventos sísmicos, incluyendo el efecto de la succión. Para ello se va a realizar un programa de ensayos triaxiales cíclicos con control de la succión. Los resultados de la investigación permitirán desarrollar modelos constitutivos que permiten el análisis de terraplenes bajo condiciones reales de trabajo.

Los terraplenes forman parte importante de la infraestructura vial de un país, sobre ellos se construye la estructura del pavimento y la carpeta asfáltica de rodadura. El diseño de estos debe incluir tanto la estabilidad frente a solicitaciones estáticas (principalmente el peso propio) como frente a cargas dinámicas (principalmente debido al tráfico y sismos). El diseño además debe garantizar que las deformaciones permanentes no afecten el buen funcionamiento de la estructura, aspecto que actualmente es ignorado por la normativa peruana, como puede apreciarse en el Manual de Carreteras (MTC 2018). Las deformaciones de un suelo no saturado, son bastante influenciadas por la succión, a esto se suman las deformaciones ocasionadas por las cargas cíclicas, aspectos que difícilmente se considera en la práctica ingenieril. Cuando las deformaciones superan los niveles tolerables por la estructura, conduce a la generación de fisuras y grietas en los pavimentos asfálticos. En caso de terremotos la situación es crítica, las deformaciones pueden llevar al colapso del terraplén, como se ha observado en los últimos terremotos ocurridos (Arequipa 2001, Pisco 2007, Amazonas 2021). Los daños en los terraplenes son un problema sensible no solo económico, sino también desde el punto de vista del traslado de ayudas y equipos de emergencia, en el caso de una vía principal resultan inadmisibles. Es necesario, por tanto, desarrollar métodos de diseño que incluyan variables como succión y deformaciones cíclicas en suelos reforzados.