Performance of Portland cement stabilized bases in Mexico



Document title: Performance of Portland cement stabilized bases in Mexico
Journal: Concreto y cemento. Investigación y desarrollo
Database: PERIÓDICA
System number: 000408446
ISSN: 2007-3011
Authors: 1
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2
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Institutions: 1Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Facultad de Ingeniería Civil, Morelia, Michoacán. México
2Caminos y Puentes Federales de Ingresos y Servicios Conexos, Cuernavaca, Morelos. México
3Cemex S.A.B. de C.V., Ciudad de México. México
Year:
Season: Jul-Dic
Volumen: 8
Number: 1
Pages: 2-13
Country: México
Language: Inglés
Document type: Artículo
Approach: Experimental, aplicado
Spanish abstract El Gobierno Federal Mexicano permanentemente ha destinado una gran cantidad de recursos para la inversión en el mantenimiento de pavimentos en toda la red de carreteras existentes (en 2010 y 2011, esta inversión ascendió a €7,860M y €7,894M respectivamente). Durante la década de 1990, un tipo de pavimento se introdujo en México que implica la incorporación de cemento Portland en las capas granulares empleando un proceso mecánico con el fin de mejorar las propiedades mecánicas de las capas inferiores (base y sub-base), aumentando así su resistencia. Sin embargo, en dicho procedimiento de la base granular nunca se había logrado la homogeneización de cemento Portland. Actualmente, se está empleando un proceso que implica la recuperación de parte del pavimento existente (capas granulares principalmente) y la incorporación de cemento Portland directamente in situ utilizando equipo automatizado, permitiendo así la aplicación homogénea en las capas de base y sub-base. MÉTODOS: Se realizó un análisis exhaustivo de los datos recabados en campo y laboratorio, se analizó a detalle la granulometría, también el resultado de la prueba de compresión simple de la base estabilizada. Finalmente, se realizaron las deflexiones con el deflectómetro de impacto (HWD) como una herramienta clave para la evaluación in situ de la base y la obtención de los módulos. RESULTADOS: Se probaron 79 muestras, las dosificaciones de la mezcla se encontraban entre 180.6 y 201.6 kg de cemento Portland en función a las calidades de los materiales pétreos encontradas en el campo durante la recuperación del pavimento. Se observó que las muestras no eran homogéneas, dadas las diferencias en el tamaño y número de partículas que comprendían. Además, se observó que muchas de las curvas de calidad de los materiales existentes estaban fuera de intervalo. El 96.4% de los núcleos probados a la resistencia a la compresión
English abstract The Mexican Federal Government has allocated a great deal of investment to the maintenance of pavements across the existing road network (in 2010 and 2011, this investment amounted to €7,860M and €7,894M respectively). During the 1990s, a pavement system was introduced in Mexico involving the incorporation of Portland cement using a mechanical process (grader) in order to improve the mechanical properties of the lower layers (base and subbase), thereby increasing their strength. However, homogenization of the stabilized base has never been achieved using this construction process. Currently, a process is being employed that involves reclaiming part of the existing pavement and incorporating Portland cement directly in situ using automated equipment, thereby allowing homogeneous application in the lower layers. METHODS: In order to achieve this goal, comprehensive monitoring and data analysis were performed, based on granulometry, base compressive strength detail analysis, a height weight deflectometer (HWD) as a key tool for in situ evaluation (mainly in terms of base deflection and moduli). RESULTS: There were tested 79 samples; the dosages of the mixture were between 180.6 and 201.6 kg of Portland cement according to the sand and gravel found on the field during recovery of the pavement. We observe that the samples are not homogeneous, given the differences in the size and number of particles that they comprise. Additionally, we observe that many of the grading curves lie outside the quality range. 96.4% of cores whose unconfined compressive strength was measured after 14 days comply with the minimum acceptable resistance of 114 kg/cm2. According to the samples taken to measure deflection the quality of the pavement structure, were improved with the new technology of construction of the stabilized base. CONCLUSION: Stabilization via in situ recycling with cement is an excellent recycling technique. It improves
Portuguese abstract O Governo Federal Mexicano tem destinado permanentemente uma grande quantidade de recursos para investir em manutenção de pavimentos em toda a rede de estradas existentes (em 2010 e 2011, este investimento foi de €7,860M e €7,894M respectivamente). Durante a década de 1990, um tipo de pavimento foi introduzido no México que implicou na incorporação de cimento Portland nas camadas granulares utilizando um processo mecânico, com a finalidade de melhorar as propriedades mecânicas das camadas inferiores (base e sub-base), aumentando assim sua resistência. No entanto, com este procedimento da base granular não foi conseguido a homogeneização de cimento Portland. Atualmente, está sendo empregado um processo que envolve a recuperação de parte do pavimento existente (camadas granulares principalmente) e a incorporação de cimento Portland diretamente in loco utilizando equipamentos automatizados, permitindo assim a aplicação uniforme nas camadas de base e sub-base. MÉTODOS: Foi realizada uma análise exaustiva dos dados recolhidos em campo e no laboratório, também foi analisada em detalhes a granulometria e o resultado do teste de compressão simples da base estabilizada. Finalmente, realizaram as deflexões utilizando o defletômetro de impacto (HWD) como um instrumento fundamental para a avaliação in loco da base e a obtenção dos módulos. RESULTADOS: A reconstrução de pavimentos mediante a estabilização das camadas inferiores com cimento Portland no local, é uma excelente técnica que dá vida útil aos pavimentos e contribui para políticas sustentáveis, através da reciclagem de agregados no campo, evitando a exploração de novos bancos de materiais, por isso, é uma técnica que vislumbra excelentes resultados futuros
Disciplines: Ingeniería
Keyword: Ingeniería civil,
Materiales de construcción,
Carreteras,
Pavimento semi-rígido,
Cemento Portland,
Homogeneización,
Deflexiones,
Mantenimiento
Keyword: Engineering,
Civil engineering,
Construction materials,
Roads,
Stabilized pavement,
Portland cement,
Homogeneization,
Deflections,
Maintenance
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