Propuesta de uso de poliestireno expandido como material de relleno para pavimento rígido, sobre estación subterránea del Metro de Lima

Abstract

Los problemas de asentamiento estructural, frecuentemente originados por la baja capacidad portante del suelo, pueden causar daños significativos. Para mitigar este riesgo, existen diversas soluciones como el mejoramiento del suelo, optimizaciones de la cimentación, la reducción de las cargas aplicadas, etc. La presente investigación propone el empleo de poliestireno expandido como material de relleno del pavimento rígido, para reducir asentamientos del suelo de fundación de una estación de metro subterránea. Se diseñó el pavimento rígido a colocar sobre el poliestireno expandido y se verificó la funcionalidad del relleno planteado mediante un modelo lineal de elementos finitos para verificar que la resistencia y deformación del material propuesto no supere el límite obtenido en ensayos de laboratorio y lo determinado por la norma ASTM 6817. Tras la verificación funcional, se evaluó la reducción del asentamiento y la distorsión angular resultante del cambio de material de relleno. Finalmente, se compararon los costos y el tiempo de ejecución del método tradicional y la propuesta. Los resultados del análisis demostraron una disminución potencial de los asentamientos, así como una reducción en los costos y el tiempo de ejecución con la nueva metodología.

Structural settlement problems, often caused by low soil bearing capacity, can cause significant damage. Various solutions exist to mitigate this risk, such as soil improvement, foundation optimization, reduction of applied loads, etc. This research proposes the use of expanded polystyrene as fill material for rigid pavement, in order to reduce settlements on the foundation soil of an underground subway station. The rigid pavement to be placed over the expanded polystyrene was designed, and the functionality of the proposed fill was verified using a linear finite element model to ensure that the strength and deformation of the proposed material did not exceed the limits obtained in laboratory tests and those determined by ASTM 6817 standard. After functional verification, the reduction in settlement and angular distortion resulting from the change in fill material were evaluated. Finally, the costs and execution time of the traditional method and the proposed method were compared. The analysis results demonstrated a potential reduction in settlements, as well as a reduction in costs and execution time with the new methodology.