Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 8 Núm. (15) 2025. ISSN: 2737-6249  
Estabilización de suelo arcilloso con el empleo de cal y cemento para el mejoramiento de la subrasante.  
DOI: https://doi.org/10.46296/ig.v8i15.0249  
ESTABILIZACIÓN DE SUELO ARCILLOSO CON EL EMPLEO DE CAL Y  
CEMENTO PARA EL MEJORAMIENTO DE LA SUBRASANTE  
STABILIZATION OF CLAY SOIL WITH THE USE OF LIME AND CEMENT  
FOR THE IMPROVEMENT OF THE SUGRADE  
1
2
Velásquez-Chávez Paul Daniel ; Véliz-Rivadeneira José Martin  
1
2
Departamento de Construcciones Civiles y Arquitectura, Facultad de Ciencias Matemáticas,  
Físicas y Químicas, Universidad Técnica de Manabí. Portoviejo, Ecuador.  
Correo: pvelasquez9950@utm.edu.ec. ORCID ID: https://orcid.org/0009-0008-4606-134X  
Departamento de Construcciones Civiles y Arquitectura, Facultad de Ciencias Matemáticas,  
Físicas y Químicas, Universidad Técnica de Manabí. Portoviejo, Ecuador.  
Correo: martin.veliz@utm.edu.ec. ORCID ID: https://orcid.org/0009-0001-9526-2913  
Resumen  
Para mejorar la estabilidad de una subrasante, se extrajo material de la Avenida Miraflores del  
Cantón Portoviejo y se sometió a pruebas experimentales. Se realizaron ensayos conforme a las  
normas: Límites de Atterberg (AASHTO T-89, 2021), Proctor Modificado (AASHTO T-180, 2021)  
y California Bearing Ratio (CBR) (AASHTO T-193, 2021). El suelo fue tratado con cal y cemento  
en tres proporciones diferentes: 2%, 4% y 6%, evaluando su reacción ante cada adición. Se  
encontró que, desde el 2% hasta el 6% de ambos estabilizantes, el material presentó una mejora  
significativa en sus propiedades geotécnicas. En su estado mejorado, el suelo fue clasificado  
como Limo de Baja Plasticidad (ML), con una densidad seca máxima (DMS) de 1623 kg/m³ y un  
contenido óptimo de humedad (COH) del 16.79%. El ensayo CBR arrojó un valor del 26.32%, lo  
que indica una notable mejora en la resistencia del suelo, clasificándolo como un material de  
excelente calidad para su empleo en capas de subrasante. Se observó que, a medida que se  
incrementaba la proporción de cal y cemento, las propiedades mecánicas del suelo arcilloso  
mejoraban significativamente, lo que sugiere una mayor estabilidad y capacidad de soporte del  
material tratado.  
Palabras clave: Estabilización de suelos arcillosos, cal y cemento, capacidad de carga del suelo.  
Abstract  
To improve the stability of a subgrade, material was extracted from Miraflores Avenue in  
Portoviejo Canton and subjected to experimental testing. Tests were conducted according to the  
Atterberg Limits (AASHTO T-89, 2021), Modified Proctor (AASHTO T-180, 2021), and California  
Bearing Ratio (CBR) (AASHTO T-193, 2021) standards. The soil was treated with lime and  
cement in three different proportions: 2%, 4%, and 6%, and its reaction to each addition was  
evaluated. It was found that, from 2% to 6% of both stabilizers, the material showed a significant  
improvement in its geotechnical properties. In its improved state, the soil was classified as Low  
Plasticity Silt (LM), with a maximum dry density (MDD) of 1623 kg/m³ and an optimum moisture  
content (OMC) of 16.79%. The CBR test yielded a value of 26.32%, indicating a significant  
improvement in the soil's strength, classifying it as an excellent material for use in subgrade  
layers. It was observed that, as the proportion of lime and cement increased, the mechanical  
properties of the clayey soil improved significantly, suggesting greater stability and load-bearing  
capacity of the treated material.  
Keywords: Stabilization of clay soils, lime and cement, soil load capacity.  
Información del manuscrito:  
Fecha de recepción: 10 de diciembre de 2024.  
Fecha de aceptación: 27 de enero de 2025.  
Fecha de publicación: 10 de abril de 2025.  
346  
Velásquez-Chávez et al. (2025)  
1
. Introducción  
propiedades índices se obtienen por  
medio de ensayos como la  
clasificación visual, el contenido de  
humedad, el peso específico, la  
En algunas provincias de la región  
Costa del Ecuador se cuenta con la  
presencia de suelos expansivos los  
granulometría,  
plasticidad,  
y
cuales  
generan  
constante  
densidad máxima y mínima; las  
propiedades físicas a tener en  
cuenta de las arcillas expansivas  
incluyen la interacción química del  
agua, la plasticidad, la estructura del  
suelo y la densidad seca. Estas se  
consideran muy importantes debido  
a la función del agua en el proceso  
de hinchamiento de las arcillas  
expansivas.  
inestabilidad en las obras civiles; por  
tal motivo es necesario buscar una  
alternativa de estabilización para  
este tipo de suelos, los cuales  
presentan  
graves  
problemas  
geotécnicos para su empleo en la  
construcción de infraestructuras  
debidos a su elevada plasticidad, e  
inestabilidad de volumen en función  
de  
la  
humedad.  
(Sánchez  
Para Huezo, H., y Orellana, A., la  
Maria,2014).  
“adición de cal disminuye la  
En estudios preliminares se ha  
encontrado que en la provincia de  
Manabí gran parte de su suelo se  
halla la presencia de arcillas que  
causan afectaciones relacionadas  
con el sector de la construcción  
debido a su susceptibilidad a  
cambios volumétricos producidos  
por variaciones en el contenido de  
humedad (Chicaiza & Oña, 2018)  
plasticidad del suelo, reduciendo de  
igual manera su cohesión, y la  
resistencia en los primeros días de  
curado, razón por la cual la  
resistencia a compresión a temprana  
edad en probetas elaboradas con  
suelo natural es superior que las de  
mezcla suelo - cal. Indica que el  
porcentaje óptimo de cal se  
determina bajo la norma ASTM D  
6276 (American Society for Testing  
Según  
Peralta  
(2021),  
la  
and Materials) y que en su caso  
particular el porcentaje de cal  
provoca un cambio considerable en  
la granulometría y de igual manera  
en su clasificación, pasando de un  
caracterización física de los suelos  
se define a partir de sus propiedades  
índice, estas permiten nombrar a los  
suelos y establece relaciones con  
sus propiedades ingenieriles. Las  
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Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 8 Núm. (15) 2025. ISSN: 2737-6249  
Estabilización de suelo arcilloso con el empleo de cal y cemento para el mejoramiento de la subrasante.  
suelo arcilloso (CL) a ser un suelo  
limoso (ML). Asimismo, concluye  
que el suelo estabilizado con cal  
cemento se puede incrementar aún  
más la resistencia del suelo.  
Además, en países como Ecuador  
se ha detectado una extensión  
importante de suelos arcillosos que  
se caracterizan por un alta  
presenta  
incrementos  
en  
los  
resultados de resistencia a la  
compresión en más del 100% a los  
valores obtenidos para el mismo  
suelo sin cal a los 90 días de curado,  
según la norma ASTM D 5102-04,  
donde indica el tiempo necesario en  
que los especímenes de suelo - cal  
alcanzan una resistencia a la  
compresión aceptable.  
plasticidad  
y
baja resistencia  
(Sánchez,2015), por lo que la  
estabilización con cal y cemento  
puede solventar esta problemática.  
Los principales objetivos de la  
estabilización  
aumentar  
del  
la  
suelo  
resistencia,  
reducir la  
son  
Según (Jahandari et al., 2021) hay  
proporcionar  
o
varias  
alternativas  
para  
la  
permeabilidad y reducir los cambios  
estabilización del suelo; siendoasí  
que, existen materiales sintéticos y  
naturales disponibles para el  
mejoramiento de sus características.  
Por ejemplo, materiales como la cal,  
cemento, arena, asfalto han sido  
evaluados en investigaciones que  
han considerado la mejora en las  
propiedades de la capa subrasante.  
volumétricos  
expansión).  
(asentamiento  
o
Para  
realizar  
el  
presente  
anteproyecto, se investigó los  
procesos de la estabilización de  
suelos con presencia de arcillas  
expansivas. Con el fin de obtener  
una estabilización de las arcillas  
mediante la utilización de los  
compuestos como es la cal y el  
cemento  
El uso de los aditivos cal y cemento  
puede mejorar las condiciones  
estructurales, debido a que la cal  
aporta mayor capacidad de soporte,  
contribuye a reducir la humedad  
natural y a reducir plasticidad, lo que  
permite reducir los costos generados  
por mantenimiento (Banzibaganye et  
al., 2018), mientras que con el  
2. Metodología  
La presente investigación se  
caracterizó  
cuantitativo  
descriptivo  
por  
un  
un  
enfoque  
alcance  
con  
y
correlacional. El  
348  
Velásquez-Chávez et al. (2025)  
material arcilloso utilizado fue  
obtenido en la provincia de Manabí,  
en la avenida Miraflores. Para su  
el cual tenía un volumen de 2132.70  
cm3, la masa del martillo es de 10 lb,  
cuya altura de caída es de 45.72 cm,  
el número de golpes por capa fue 56  
extracción,  
perforación de aproximadamente un  
metro cuadrado, removiendo  
se  
realizó  
una  
golpes  
respectivamente,  
se  
escogieron muestras para la  
humedad y para el análisis de las  
combinaciones estas se realizaron  
en un 2%,4%y6%, tanto de cal como  
de cemento por cada combinación.  
primero 25 centímetros de capa  
vegetal, y luego profundizando hasta  
-
50 cm para extraer el material a  
estudiar. Este material fue sometido  
a diversas pruebas de laboratorio,  
conforme a las normas establecidas  
para este tipo de análisis, entre las  
cuales se incluyen los Límites de  
Atterberg (AASHTO-T.89, 2021), el  
Proctor Modificado (AASHTO-T.180,  
Para obtener la cantidad optima de  
material  
para  
el  
ensayo  
restó el  
correspondiente  
se  
porcentaje de sustitución, con el  
suelo natural para obtener la  
cantidad deseada. El tiempo de  
inmersión de las muestras fue para  
los ensayos de CBR fue de 96 horas  
según lo indica la norma AASHTO T-  
2
021) y el Índice de Capacidad de  
Soporte de California (CBR)  
AASHTO T.193, 2021).  
(
Tabla 1. Clasificación del suelo según la  
193.  
SUCS Y AASHTO  
Clasificación  
Ilustración 1. Proceso de ensayos  
SUCS  
ML  
AASHTO  
A-7-5  
Utilizando Cal y Cemento como  
método estabilizador, se procedió a  
escoger el material para realizar los  
ensayos correspondientes a Proctor  
modificado, en el cual se escogieron  
3000gr que fueron asignadas para el  
ensayo correspondiente, se  
realizaron 5 capas, de acuerdo a la  
norma AASHTO-T80, Se utilizo un  
cilindro cuya masa es de 6112.00 gr,  
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Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 8 Núm. (15) 2025. ISSN: 2737-6249  
Estabilización de suelo arcilloso con el empleo de cal y cemento para el mejoramiento de la subrasante.  
Tabla 2. Características obtenidas del  
material sin y con empleo de Cal y cemento  
en porcentajes del cemento al 2%, 4% y  
También se empleó un método  
experimental basado en la norma de  
la American Society for Testing and  
Materials (ASTM). Los instrumentos  
utilizados incluyeron el equipo de  
Casagrande, un ranurador, balanza,  
horno, vidrio, y pipeta graduada  
conforme a la norma ASTM D4318.  
Para el ensayo Proctor, se utilizaron  
moldes de 6 pulgadas de diámetro,  
con una masa de 6112 gramos, y el  
material se compactó en cinco  
capas. Adicionalmente, se utilizó la  
prensa Marshall de la Universidad  
Técnica de Manabí, como se  
muestra en la ilustración 1.  
6
% y de cal al 2%, 4% y 6%  
Resultados  
Limite  
0%  
2%  
4%  
6%  
Liquido LL  
54.95  
48.88  
44.28  
40.96  
(%)  
Limite  
Plástico LP  
(%)  
30.11  
24.80  
30.67  
18.21  
29.72  
14.56  
30.07  
10.89  
Índice de  
Plasticidad  
IP  
Densidad  
máxima  
seca  
1553  
1600  
1614  
1623  
(Kg/cm3)  
CBR (%)  
Humedad  
Optima  
1.69  
3.37  
8.49  
17.93  
17.94  
26.32  
16.79  
2
18.56  
Se puede observar en la tabla # 2  
con respecto al límite líquido que a  
medida que aumenta el contenido de  
cal, y cemento, el límite líquido  
disminuye, lo que indica una mejora  
en la estabilidad del suelo frente a la  
humedad.  
Para el análisis del estudio se  
requirió de revisiones bibliográficas  
de textos de suelos, y artículos del  
mismo.  
3. Resultados y discusión  
En cambio, con el límite plástico este  
presenta ligeras variaciones, pero en  
general, no muestra un cambio  
significativo con la adición de cal y  
cemento.  
Una vez obtenida la muestra se  
procedió a realizar los ensayos de  
laboratorios, para obtener sus  
características físicas, tanto del  
suelo  
combinación realizada por cada  
porcentaje. continuación, se  
natural  
como  
de  
la  
Con respecto al índice de Plasticidad  
(IP) disminuye considerablemente  
con el aumento del contenido de cal  
y cemento, lo que sugiere una  
reducción en la plasticidad del suelo,  
a
presentan sus características en la  
tabla 2.  
350  
Velásquez-Chávez et al. (2025)  
haciéndolo más estable y menos  
susceptible a deformaciones.  
cemento de acuerdo a cada ensayo  
realizado.  
Ilustración 2. Limite liquido vs Porcentaje  
de Cal (2%, 4% y 6%) y Cemento (2%, 4%  
y 6%)  
En cuanto a la densidad Máxima  
Seca aumenta con el incremento de  
cal y cemento, lo que indica una  
mayor compactación del suelo.  
Observando los resultados de CBR  
(California Bearing Ratio), que mide  
la resistencia del suelo, mejora  
drásticamente con la adición de cal y  
cemento, indicando una mayor  
capacidad de soporte.  
A medida que aumenta el porcentaje  
de cal y cemento, el límite líquido  
disminuye, lo que indica una menor  
capacidad del suelo para retener  
agua. Esto mejora su estabilidad en  
condiciones húmedas.  
Con los resultados de la humedad  
optima esta disminuye al aumentar el  
contenido de cal y cemento, lo que  
significa que el suelo requiere menos  
agua para alcanzar su máxima  
densidad.  
Ilustración 3. Limite Plástico Porcentaje de  
Cal (2%, 4% y 6%) y Cemento (2%, 4% y  
En conclusión, El uso de cal y  
cemento en la estabilización del  
suelo mejora significativamente sus  
propiedades, especialmente en  
términos de estabilidad, densidad y  
capacidad de carga, lo que sugiere  
que estas mezclas son efectivas  
para mejorar el comportamiento del  
suelo en aplicaciones de ingeniería  
civil.  
6
%)  
El límite plástico no presenta una  
variación significativa con el  
aumento de cal cemento,  
A
continuación, se presentan  
Características obtenidas del  
material sin y con empleo de Cal y  
y
manteniéndose casi constante. Esto  
sugiere que la capacidad del suelo  
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Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 8 Núm. (15) 2025. ISSN: 2737-6249  
Estabilización de suelo arcilloso con el empleo de cal y cemento para el mejoramiento de la subrasante.  
Ilustración 6. CBR Porcentaje de Cal (2%,  
% y 6%) y Cemento (2%, 4% y 6%)  
para deformarse sin fracturarse no  
se ve afectada significativamente.  
4
Ilustración 4. Índice de Plasticidad vs  
Porcentaje de Cal (2%, 4% y 6%) y  
Cemento (2%, 4% y 6%)  
El CBR muestra un aumento  
dramático, lo que refleja una mejora  
significativa en la capacidad de  
carga del suelo, haciéndolo más  
adecuado para soportar mayores  
cargas.  
El índice de plasticidad disminuye  
considerablemente al aumentar el  
porcentaje de estabilizantes. Esto  
implica que el suelo se vuelve menos  
plástico, lo que lo hace más estable  
Ilustración 7. Humedad Optima Porcentaje  
de Cal (2%, 4% y 6%) y Cemento (2%, 4%  
y 6%)  
y
menos  
susceptible  
a
deformaciones bajo carga.  
Ilustración 5. Densidad Máxima Seca  
Porcentaje de Cal (2%, 4% y 6%) y  
Cemento (2%, 4% y 6%)  
La humedad óptima disminuye al  
aumentar el contenido de cal y  
cemento, lo que significa que el  
suelo necesita menos agua para  
lograr la compactación máxima,  
favoreciendo su comportamiento en  
campo.  
La densidad máxima seca aumenta  
con el incremento de cal y cemento,  
lo  
que  
indica  
una  
mejor  
compactación del suelo y una mayor  
resistencia al tráfico o cargas.  
352  
Velásquez-Chávez et al. (2025)  
4
. Conclusiones  
10.89, lo que sugiere que el suelo se  
vuelve menos plástico y más estable  
con la adición de cal y cemento,  
mejorando su comportamiento frente  
a deformaciones.  
De acuerdo a la ilustración # 8 se dan  
las siguientes conclusiones  
Mejora en la capacidad de carga: El  
CBR aumenta significativamente con  
el incremento en el contenido de cal  
y cemento, pasando de 1.69% sin  
tratamiento a 26.32% con 6% de  
aditivos, lo que indica una notable  
mejora en la capacidad de soporte  
del suelo.  
Optimización de la compactación: La  
densidad máxima seca aumenta con  
el contenido de cal y cemento,  
indicando que el suelo se vuelve más  
compacto, mientras que la humedad  
óptima disminuye, lo que implica que  
se requiere menos agua para  
alcanzar la máxima compactación.  
Reducción de la plasticidad: El índice  
de plasticidad disminuye de 24.80 a  
Ilustración 8. Análisis de las propiedades del suelo con distintos Porcentaje de Cal (2%, 4% y  
%) y Cemento (2%, 4% y 6%)  
6
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