Respuesta sísmica de terraplenes reforzados con fibras de polipropileno cimentados sobre suelos blandos

Los terraplenes, que forman parte importante de la estructura de una carretera, son sometidos a cargas cíclicas generadas por el tráfico, los sismos o los oleajes (en vías costeras) que pueden dañarlos. La experiencia del sismo en Pisco el 2007 o, más recientemente, en Amazonas el 2021, mostró que el daño ocasionado a las vías principales y secundarias fue significativo y que hubo graves dificultades para que las brigadas que brindaban ayuda llegaran a las poblaciones afectadas. Este trabajo de investigación propone evaluar el comportamiento cíclico de los terraplenes reforzados con fibras (de polipropileno) ante eventos sísmicos. Se realizarán ensayos de laboratorio y ensayos geofísicos de campo. Los resultados permitirán implementar modelos de análisis numérico para evaluar la alternativa de reforzamiento más adecuada bajo criterios de deformaciones en condiciones de carga dinámica.

Las carreteras son parte importante para el desarrollo económico y social de un país, ya que permiten la comunicación entre poblaciones alejadas. Los terraplenes forman parte importante de la estructura de una carretera, sobre ellos se construye el pavimento y la capa de rodadura. El diseño de estos debe abarcar tanto la estabilidad frente a solicitaciones estáticas (como el peso propio) como frente a cargas dinámicas (principalmente debido al tráfico y sismos), asimismo, se debe garantizar que las deformaciones 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).
Es conocido que las cargas cíclicas producen deformaciones permanentes acumulativas en el suelo (Poblete et al 2015), las cuales, en caso de superar los niveles tolerables por la estructura, conducen a la generación de fisuras y grietas en los pavimentos asfálticos. En caso de sismos fuertes la situación es aún más crítica llegando incluso a producir el colapso del terraplén, como se ha observado en los últimos terremotos ocurridos (Arequipa 2001, Pisco 2007, Amazonas 2021). Los daños ocasionados a las carreteras resultan en un problema sensible no solo económico, sino también desde el punto de vista del traslado de ayudas y equipos de emergencia, por lo que, en el caso de una vía principal resultan inadmisibles. Es necesario, por tanto, establecer e investigar métodos que permitan reforzar los terraplenes viales a fin de darles cierta capacidad y transitabilidad durante las emergencias.