1-Reciclado de Pavimentos Flexibles Sn -1

Manufacturas y Procesos Manufacturas Industriales Ltda. RECICLADO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES

Reciclado de Pavimentos Flexibles

CONTENIDO GENERAL -Introducción -Porque -Porque Reciclar? -Cuando se debe Reciclar? -Donde Reciclar? -Limitaciones -Como Reciclar? -Técnicas de Reciclado


CONTENIDO GENERAL -Introducción -Porque -Porque Reciclar? -Cuando se debe Reciclar? -Donde Reciclar? -Limitaciones -Como Reciclar? -Técnicas de Reciclado


DEFINICIONES -Reciclaje -R.A.P. (Reclaimed Asphalt Pavement) -Reciclaje -Reciclaje Superficial -Reciclaje In Situ -Reciclaje -Reciclaje en Planta -Fresado en Frío


TIPOS Y CAMPOS DE APLICACIÓN Equipos para Reciclaje

-Drum Mixer -Planta Ambuloperante para Reciclado en Frío -Reciclaje in Situ en un Único Paso -Recicladora (Reclaimer)


CARACTERÍSTICAS DE LOS DIFERENTES TIPOS DE RECICLAJE CON EMULSIÓN ASFÁLTICA -Reciclaje Tipo I -Reciclaje Tipo II -Reciclaje Tipo III Pasos para Realización de Reciclado en Frío -Especificaciones de Calidad de Agregados -Caracterización de los materiales a Reciclar -Características de las Mezclas Recicladas


CONSIDERACIONES PREVIAS PARA PROYECTAR UN RECICLADO -Carácter Técnico -Carácter Ambiental -Carácter Económico


METODOLOGÍA Y DISEÑO PARA EL RECICLAJE DE PAVIMENTOS -Método Inmersión-Compresión -Repaso s o b r e Uso y Aplicación de las Emulsiones Asfálticas -Ejemplo Ensayo Inmersión-Compresión


NORMAS RELACIONADAS CON EL RECICLAJE EN FRÍO -Artículo 460-07 de INVIAS -Artículo 461-07 de INVIAS

-Determinación del Contenido de Asfalto Residual para cada Tipo de Reciclaje.


RECOMENDACIONES GENERALES -Recomendaciones para el Reciclaje en Frío con Emulsiones. -Proceso Constructivo -Recomendaciones para Trabajar el Reciclaje -Causas y Recomendaciones para Diferentes tipos de fallas en Reciclaje -Problemas Comunes


INTRODUCCIÓN -El pavimento de una carretera está sujeto a la acción continua del tráfico y meteorológica. -Estos dos factores, junto con el envejecimiento natural de los materiales, hacen que el firme sufra un proceso de progresivo deterioro.


INTRODUCCIÓN -Este envejecimiento y deterioro del firme conlleva a una disminución paulatina en los niveles de seguridad y confort del tráfico, que al sobrepasar c i e r t o s valores hacen necesaria una operación de conservación. - La tendencia actual en el tratamiento de residuos es el aprovechamiento máximo de sus r e c u r s o s mediante su reutilización, reciclado, e t c. antes de su vertido y eliminación.


INTRODUCCIÓN -Lo anterior con el objetivo de cuidar el medio ambiente, evitar la masificación de los vertederos y contribuir a la disminución en el uso de materias primas naturales. -Lo habitual es relacionar estos conceptos con los residuos sólidos urbanos, ya que son los que mayor presencia tienen en la sociedad; plásticos, vidrio, papel, materia orgánica, etc.


INTRODUCCIÓN

-Estos conceptos se extienden hoy en día a muchos residuos de los que se puede sacar partido y reutilizarlos. -Las posibilidades que tiene el reciclado son muy amplias, tal es el caso del reciclaje de asfaltos, que actualmente es una tendencia en alza para la rehabilitación de carreteras.


INTRODUCCIÓN - Uno de los motivos que impulsó las técnicas de reciclado de a s f a l t o s, fue la crisis de precios del petróleo en los años 70. - Esta crisis, no solo hizo que subiera el precio del betún, elemento fundamental en el asfaltado, s i n o que además surgió el planteamiento de un ahorro de energía.


INTRODUCCIÓN - Aproximadamente los costos de reparación de firmes mediante técnicas de reciclado o sustitución suponen ahorros económicos de hasta un 25% y, aproximadamente, 7.000 toneladas de árido por kilómetro. -Teóricamente, se puede decir, que el reciclaje de aglomerado asfáltico es la reutilización del fresado que procede de capas de firme que ya han estado en servicio.


INTRODUCCIÓN -Se realiza sobre materiales envejecidos que ya han perdido sus propiedades. -Las ventajas que genera esta técnica no solo proporcionan b e n e f i c i o s económicos sino también medioambientales, ya que contribuye a la disminución del uso de materias primas; en este caso la explotación de canteras para la extracción de áridos y el uso de productos bituminosos.


INTRODUCCIÓN -Colombia ha sido un país tardío en la incorporación de esta técnica de recuperación de carreteras. -Sus comienzos fueron a mediados de la década de los 90 en varias carreteras Nacionales como la concesión Santa MartaParaguachón, la carretera Montería-Cereté, la carretera Buga-Tuluá-La Paila, la carretera Ciénaga-Fundación y vias urbanas de Bogotá D.C., empleando emulsión asfáltica.


INTRODUCCIÓN

-En ese momento estaban vigentes las especificaciones del Instituto Nacional de Vías de 1996, pero con unas especificaciones más bajas que las actualizadas en 2007, ya que se exigía una resistencia conservada mínima del 50%. - Las especificaciones 2 0 0 7 exigen una resistencia conservada mínima del 75%, lo cual exige a su vez una mayor calidad de los materiales que conforman las capas inferiores del pavimento.


¿PORQUE RECICLAR?

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Un p a v i m e n t o viejo, agotado, es reemplazado por uno seguro, de superficie homogénea y c o n f o r t a b l e al tráfico vehicular. El reciclado reutiliza el asfalto y el agregado existentes en la vía. Disminuye los costos por el uso de material nuevo y los costos de acarreo.


¿PORQUE RECICLAR? •

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El pavimento fisurado se remueve, previendo futura reflexión de fisuras. Las deformaciones tales como huellas, abultamientos, depresiones se corrigen con el reciclaje. Los problemas de drenaje existentes en la vía se solucionan.


¿PORQUE RECICLAR?

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Los polímeros pueden adicionarse al asfalto para mejorar la flexibilidad, adherencia y mejorar su desempeño a temperaturas extremas, entre otras propiedades. En algunas ciudades, las grandes pilas de material resultante de pavimentos viejos, llegan a convertirse en un problema. Este RAP (Reclaimed Asphalt Pavement) puede ser utilizado como un material muy valioso en lugar de considerarse un desperdicio.



El reciclaje en sitio minimiza el tiempo de cierre de los carriles para la reconstrucción.

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El ahorro de costos por el no uso de nuevos materiales, p u e d e utilizarse para mantenimiento vial o para la construcción de nuevas calles y carreteras.



Hay excelente aceptación publica de los materiales reciclados.

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El pavimento reciclado puede ser nuevamente reciclado cuando su vida útil haya terminado.

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El pavimento reciclado puede llegar a ser de mayor calidad que el original.


¿CUANDO SE DEBE RECICLAR?

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Cualquier pavimento asfáltico puede ser reciclado para solucionar los problemas existentes con un menor costo y mayor beneficio en su vida útil.

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Un pavimento que ha alcanzado el final de su v i d a de diseño y exhibe las muestras c l á s i c a s de agrietamiento y fatiga (piel de cocodrilo)


¿CUANDO SE DEBE RECICLAR? •

Hay problemas de drenaje en el pavimento

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Hay p r o b l e m a s con la estructura subyacente del pavimento.

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Una sobrecapa reciente del pavimento esta ahuellada y p r e s e n t a abultamientos (deformación).


¿CUANDO SE DEBE RECICLAR? •

Un pavimento que se esta agrietando y su grado de deterioro ha conducido a la formación de baches.


¿DONDE RECICLAR?

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Hay proyectos exitosos de reciclado en v í a s rurales, intersecciones congestionadas en las ciudades y carreteras Nacionales.

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En c u a l q u i e r proyecto de pavimentación, el diseño (incluyendo la selección de material y el método constructivo) d e b e basarse en la situación particular.


¿LIMITACIONES?

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El reciclaje d e cualquier vía siempre requiere de un estudio previo.

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No soluciona problemas asociados con l a calidad d e materiales e n l a s capas profundas. El reciclaje no es una panacea, ya que no soluciona problemas asociados a la estructura de la vía.


¿LIMITACIONES?

Las Las mezclas mezclas recicladas recicladasenenfrío fríorequieren requierendede unun periodo periodo dede maduración maduración oo curado curado dede lala mezcla. mezcla.

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Genera Generaprevención prevenciónpor porque que lalacapa capa reciclada reciclada nonosesepuede puedecubrir cubririnmediatamente. inmediatamente.

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¿COMO RECICLAR?

El conocimiento de la e s t r u c t u r a del pavimento, el contenido de asfalto, las propiedades físicas del asfalto extraído, la calidad y gradación de los agregados y las tecnologías disponibles, son esenciales para diseñar un n u e v o pavimento el cual se espera que tendrá una acertada relación costo-beneficio para lograr finalmente un pavimento bien terminado y duradero.


TECNICAS DE RECICLADO - Reciclado en frío en sitio - Recuperación total de espesores (Full Depth Reclamation)

- Reciclado en frío en planta - Reciclado en caliente en Planta Reciclado en caliente en sitio


DEFINICIONES


- RECICLAJE - Es una tecnología especial que permite el reuso o reutilización de los materiales de construcción originales, generalmente luego de cierto tiempo de uso del material de pavimento que ha cumplido su objetivo inicial y que se encuentra envejecido y/o deteriorado.


- RECICLAJE - Esto es posible en l a medida que no haya llegado a un grado de degradación tal que no permita una reciclaje eficiente.



- R.A.P. (RECLAIMED ASPHALT PAVEMENT) •

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Término dado a los materiales de pavimento removidos y/o reprocesados que contienen asfalto y agregados. Estos materiales se generan cuando los pavimentos asfálticos son removidos para reconstrucción, repavimentación o p a r a tener acceso a los servicios p ú b l i c o s domiciliarios q u e s e encuentran bajo tierra.


- R.A.P. (RECLAIMED ASPHALT PAVEMENT) •

Cuando estos residuos son triturados y c e r n i d o s adecuadamente, el RAP se convierte en un material de alta calidad con agregados bien gradados recubiertos de cemento asfáltico.


Producción de R.A.P.

Máquina Fresadora


- RECICLAJE SUPERFICIAL •

Es la reutilización de la superficie del pavimento en bajos espesores (menor 2,5cm)

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Se debe tener en cuenta que las deflexiones d e l pavimento no sean atribuibles a deficiencias estructurales.


- RECICLAJE SUPERFICIAL •

Es un procedimiento en que la superficie es f r e s a d a, cepillada o escarificada, disgregada y triturada, con o sin la adición de un ligante asfáltico (cemento asfáltico o emulsión asfáltica); con o sin rejuvenecedor; c o n o s i n la incorporación de pequeños p o r c e n t a j e s de materiales vírgenes, reacondicionada y re compactada.


- RECICLAJE SUPERFICIAL

Tambor Fresador Ajustable


- RECICLAJE SUPERFICIAL

Tambor Fresador Ajustable


Recogedora de R.A.P. y Terminadora

Tren de Reciclaje en Frío con R.A.P.


- RECICLAJE IN SITU (en el lugar) •

Conocido normalmente como reciclaje en frío.

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El pavimento asfáltico se rehabilita en profundidades superiores a 2.5cm.

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Puede involucrar o no el material de la capa subyacente (base granular).



El material cortado es triturado hasta tamaño adecuado y luego, mezclado con un ligante asfáltico y eventualmente con c i e r t o porcentaje d e nuevos agregados y/o rejuvenecedores, para c u m p l i r con las exigencias de una nueva mezcla.



El proceso se realiza generalmente en frío y los agentes estabilizantes mas utilizados son emulsiones asfálticas, cemento Portland, cal hidratada y mezclas de cal y cenizas volantes.

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También es p o s i b l e el reciclaje in-situ con cementos asfálticos de alto grado de penetración (Asfalto Espumado).


- RECICLAJE EN PLANTA •

Denominado también reciclaje en caliente aunque con las nuevas tecnologías y equipos existentes actualmente, también se están haciendo reciclajes en planta en frío utilizando emulsiones asfálticas.


- RECICLAJE EN PLANTA •

Consiste en escarificar el espesor deseado del pavimento existente y transportar el material cortado en bloques (cuescos) a u n a planta en la que es triturado y clasificado por granulometría. El material también puede obtenerse del pavimento por medio del fresado en frío.


- FRESADO EN FRIO •

Consiste en cortar (fresar) en frío la capa o capas de pavimento asfáltico envejecido, controlando automáticamente el espesor a fresar.

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Restaura las rasantes especificadas y remueve o n d u l a c i o n e s y o t r a s imperfecciones, proporcionando un nuevo perfil longitudinal-transversal al pavimento asfáltico existente.


- FRESADO EN FRIO •

Deja una superficie rugosa, resistente al deslizamiento y al hidroplaneo, que sirve como superficie temporal de rodadura, mientras se coloca la capa siguiente.

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Las maquinas que ejecutan esta l a b o r se denominan fresadoras y e j e r c e n su acción mediante una especie de uñas acopladas a un tambor horizontal que g i r a a más de 3500 revoluciones por minuto.


TIPOS Y CAMPOS DE APLICACION •

La técnica del reciclado con e m u l s i ó n puede aplicarse a casi todos l o s tipos de estructuras existentes. Permite solucionar una variada gama de problemas, aunque no todos, como ya se ha indicado antes.


TIPOS Y CAMPOS DE APLICACION •

Por su repercusión en el diseño de la formula de trabajo conviene diferenciar el reciclado de los materiales tratados con ligantes asfálticos del resto, es decir, materiales n o tratados o tratados con aglomerantes hidráulicos.


TIPOS Y CAMPOS DE APLICACION Tipos de Reciclajes en Frío In Situ

Capa de Pav.

Base Granular

8-25 6-12

6-15 cm

<50%

Refuerzo Estructural Rehab. Pavimento Rehab. Pav. 60/70 y/o 80/100 100 a 250 mm/10 Bit. Rejuven. 2 a 4% 1,2 a 3,5% Hasta 2%


EQUIPOS PARA RECICLAJE


PLANTA FIJA DRUM-MIXER •

Es una planta tambor-mezclador en caliente de dosificación sencilla de 25-50 Ton./hora.

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No t i e n e l a posibilidad d e efectuar correcciones en la granulometría, cuando se deben adicionar materiales vírgenes para corregirla, cuenta solo con dos tolvas de dosificación. No se puede usar para procesar mezclas con alto contenido de RAP.


PLANTA FIJA DRUM-MIXER •

Existen modelos de tres etapas:

Precalentador d e materiales vírgenes – Precalentador de RAP – Finalmente se unen los dos materiales, se completa el proceso de mezclado e intercambio de calor y se incorpora el asfalto virgen hasta finalizar el mezclado –


DRUM-MIXER


DRUM-MIXER


PLANT PLA NTA A AMB AMBULO ULOPER PERANT ANTEE PARA RECICLADO EN FRIO - El equipo está c o m p u e s t o de vagón f r e s a d o r, v a g ó n c o n trituradora trituradora (pulverizadora d e R A P), v a g ó n con clasificadora, clasificadora, balanza dinámica, dinámica, mezclador, mezclador, terminadora a s f á l t i c a, equipo de compactación y los camiones cisterna para agua de pre-envuelta y E m u l s i ó n. La dosificación del R A P se realiza por profundidad del fresado.


Planta Ambuloperante para reciclado en Frío





Secuencia habitual de una Planta Ambuloperante


RECICLADORA IN SITU-PASO UNICO •

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La recicladora de paso único fresa el pavimento y al mismo tiempo dosifica la emulsión bituminosa, produciéndose la disgregación del material y el mezclado con el agua y la emulsión en el rotor de la recicladora. La dosificación, tanto de la emulsión como del agua de pre-envuelta es exacta y lo hace automáticamente por metro cuadrado reciclado.


Recicladora In Situ de Paso Único


RECICLADORA (RECLAIMER) •

•

•

Este tipo de recicladoras son utilizadas para el reciclado de pavimentos de red secundaria. Sirve para producir una nueva base, reciclando el pavimento asfáltico y parte de la base existente estabilizada con emulsión asfáltica, cal y/o cemento Portland, según sea el caso. Estos equipos también disponen de dispositivos dosificadores de agentes ligantes, cementantes o ambos.


RECICLADORA (RECLAIMER)


CARACTERISTICAS DE LOS DIFERENTES TIPOS DE RECICLAJE EN FRÍO CON EMULSIONES ASFÁLTICAS


RECICLAJE TIPO I

Materiales que en su m a y o r parte no se encuentran tratados con ligantes asfálticos. Incluidos en esta categoría: Vías rurales, de penetración o secundarias no pavimentadas, capas granulares y pavimentos c o n capas delgadas de mezcla asfáltica, tratamientos superficiales, etc.


RECICLAJE TIPO I

El tratamiento de este tipo de estructuras con emulsiones asfálticas d a c o m o resultado, dependiendo de la calidad d e los materiales existentes, una capa de b a s e o sub-base mejorada. Las bases estabilizadas, producto del reciclaje deben protegerse c o n u n tratamiento de sellado o con capas finas de mezclas en frío, en caso de t r á n s i t o bajo o con varios centímetros de mezcla asfáltica en caliente, en caso de tránsito pesado.


RECICLAJE TIPO I

CARACTERISTICAS

TIPO I • Deterioros ocasionados por baja

Tipo de correcciones

capacidad portante • Cuando el material granular existente, sea potencialmente mejorable

Estructura a reciclar (Estabilización y Regularización de la Vía) Espesores promedios reciclados (cm) Dosificación de asfalto residual (%) Porcentaje de emulsión asfáltica

Pav. <5 cm

Tratamiento Superficial + Base

6-12 2-4 3,2-6,5


RECICLAJE TIPO II Corresponde a una situación intermedia en la que s e pretende reciclar simultáneamente carpetas asfálticas y material de trituración, tratado o no con cementos hidráulicos. S e denomina también Full Depth Reclamation. Los materiales d e l a s capas asfálticas s e encuentran en una alta proporción dentro del material a reciclar (40% o superior).


RECICLAJE TIPO II

CARACTERISTICAS

TIPO II • •


• •

Fatiga de estructuras construidas con mezclas bituminosas Fatiga de la capa de rodadura por desprendimiento de la capa intermedia Fisuración por reflexión de grietas Fisuración avanzada que no permite la aplicación de una capa de rodadura convencional

Estructura a reciclar (Estabilización y Regularización de la Vía) Espesores promedios reciclados (cm) Dosificación de asfalto residual (%)

Pav. <10 cm

Capa asfáltica envejecida+parte de la base granular

8-25 1.2-3.5


RECICLAJE TIPO III Recuperación exclusiva d e carpetas asfálticas que han estado sometidas a tráfico pesado o que necesitan corregir problemas de fisuración por fatiga, d e s p e g u e de la capa de rodadura, envejecimiento, etc. No s e incluye la capa de base granular. Esta tecnología t i e n e un alto potencial de aplicación con el mejoramiento de los asfaltos, el desarrollo de nuevos aditivos rejuvenecedores y el perfeccionamiento d e l o s procesos de reciclaje.


RECICLAJE TIPO III CARACTERISTICAS

TIPO III • •


• •

Fatiga de estructuras construidas con mezclas bituminosas Fatiga de la capa de rodadura por desprendimiento de la capa intermedia Fisuración por reflexión de grietas Fisuración avanzada que no permite la aplicación de una capa de rodadura convencional Mezcla Bituminosa

Estructura a reciclar (Reciclado y Regeneración del Ligante Existente) Espesor promedio reciclado (cm) Dosificación asfalto residual (%) Porcentaje de emulsión asfáltica

Capa de rodadura

8-15 1.2-2.0 1.9-3.3


RECICLADO DE PAVIMENTOS EN FRIO UTILIZANDO EMULSIONES ASFALTICAS (CONDICIONES DE CALIDAD DE LOS AGREGADOS)

TIPO I Los materiales de la base granular a reciclar con el tratamiento superficial deben cumplir con el artículo INV 461-07 para el reciclado de pavimento asfáltico en frío en el lugar, utilizando ligantes bituminosos. Además, será reciclable el granular para el cual el producto del Índice de Plasticidad por el pasa No.200 sea menor que 72

IN SITU

EN PLANTA

Tipos de Reciclaje

Tipos de Reciclaje

TIPO II La Mezcla del espesor de base granular y el espesor de pavimento exigido para cada proyecto en la recuperación del espesor total (Full Depth) debe cumplir con el artículo INV 461-07 Además, será reciclable la mezcla de pavimento fresado y base granular para el cual el producto de Índice de Plasticidad por el Pasa No.200 sea menor de 72.

TIPO III Al pavimento fresado se le extrae el asfalto envejecido por el método del Rotovapor (Ensayo INV E-759-07) para caracterizarlo por los ensayos de penetración, punto de ablandamiento, viscosidad a 60 °C y granulometría del residuo y determinar el contenido de emulsión teórica como punto de partida del diseño de la mezcla. Ajustar granulometría al Artículo INV 461-07.

TIPO III Al pavimento fresado se le extrae el asfalto envejecido por el método del Rotovapor (Ensayo INV E-759-07) para caracterizado por los ensayos de penetración, punto de ablandamiento, viscosidad a 60 °C y granulometría del residuo y determinar el contenido de emulsión teórica a adicionar al RAP como punto de partida del diseño de la mezcla. Ajustar granulometría a lo especificado en el artículo INV 461-07


CARACTERIZACION DE LOS MATERIALES A RECICLAR TIPO I MATERIALES GRANULARES: BASE GRANULAR Y/O SUB- BASE GRANULAR: *Gradación, Índice de Plasticidad *Equivalente de arena *Desgaste y Solubilidad a los sulfatos Sub. Rasante: *Gradación *Plasticidad *CBR *Humedad

AL MATERIAL RECUPERADO: *Gradación *Equivalente de Arena

TIPO II

TIPO III

MATERIALES GRANULARES:

CARPETA ASFALTICA:

BASE GRANULAR:

*Extracción *Gradación *% Extracción de Asfalto, Método del Rotavapor. (penetración a 25ºC, viscosidad a 60ºC, punto de ablandamiento)

*Gradación *Plasticidad *Equivalente de arena *Desgaste *Solubilidad a los sulfatos CARPETA ASFALTICA: *Granulometría de la Extracción *Extracción de Asfalto, Método del Rotovapor (penetración a 25ºC Viscosidad @60 y punto de ablandamiento) AL MATERIAL RECUPERADO: *Gradación *Equivalente de Arena *Índice de Plasticidad % de Asfalto


RECICLADO DE PAVIMENTOS EN FRIO UTILIZANDO EMULSIONES ASFALTICAS

TIPO I Se obtiene una mezcla de agregados, emulsión bituminosa y/o cemento Portland, que mejora la estructura y estará apta para colocarle un tratamiento superficial o una mezcla asfáltica en caliente o en frío. Muy usado en vías secundarias.

(CARACTERÍSTICAS DE LA MEZCLA RECICLADA) IN SITU

EN PLANTA

Tipos de Reciclaje

Tipos de Reciclaje

TIPO II Se obtiene una mezcla de agregados, emulsión bituminosa y/o cemento Portland, que mejora la estructura y estará apta para colocarle una mezcla asfáltica en caliente o en frío como refuerzo estructural. La mezcla reciclada tendrá módulos similares a los de una base estabilizada de CBR intermedio.

TIPO III Se obtiene una mezcla asfáltica a la que se le ha adicionado un aglomerante vía emulsión asfáltica. Su principal aplicación se da para mejorar la capacidad estructural de la vía, sobre la cual se puede colocar, posteriormente a su curado, un tratamiento superficial (Slurry-Seal) o una mezcla densa en frío o en caliente. La mezcla reciclada tendrá módulos similares a los de una base estabilizada de CBR intermedio.

TIPO III Se obtiene una mezcla asfáltica a la que se le ha adicionado un aglomerante vía emulsión asfáltica. Su principal aplicación se da para mejorar la capacidad estructural de la vía, sobre la cual se puede colocar posteriormente a su curado un tratamiento superficial (Slurry-Seal) o una mezcla densa en frío o en caliente. La mezcla reciclada tendrá módulos similares a los de una base estabilizada de CBR intermedio.


Ventajas del Reciclado como Técnica de Conservación •El reciclaje asegura el buen funcionamiento estructural del conjunto del firme después de aplicar la nueva capa superficial de refuerzo. .La colocación de capas de refuerzo sobre superficies envejecidas resultan grave y prematuramente dañadas debido a que la capa intermedia deteriorada a perdido sus cualidades m e c á n i c a s y constituye un elemento p e r t u r b a d o r p a r a su funcionamiento.


Ventajas del Reciclado como Técnica de Conservación •El reciclado de pavimentos asfálticos supone en primer lugar un aprovechamiento de los recursos disponibles en obra. •Los materiales envejecidos pueden ser

reutilizados mediante una técnica adecuada de tal forma que son nuevamente válidos para la construcción del firme.


Ventajas del Reciclado como Técnica de Conservación •En operaciones de conservación, el reciclaje disminuye la demanda de materiales como agregados y asfalto, elimina la necesidad de encontrar canteras y vertederos próximos a la obra y se mejoran los rendimientos de obra. •El reciclaje ’’In Situ’’ elimina

operaciones

de transporte de materiales envejecidos a los vertederos, como de los nuevos hasta el sitio de la obra.


Ventajas del Reciclado como Técnica de Conservación •Conservación de los recursos naturales. •Mayor respeto con el medio ambiente, ya

que se reducen: -Residuos -Costos de Transporte -Costos de Energia (Transporte, Calentamiento de Agregados) -Emisiones (Técnicas en frío, Transporte)


Ventajas del Reciclado como Técnica de Conservación •En promedio los ahorros pueden estimarse como sigue: -Costos de Energía y Agregado hasta en 20% -Emisiones Gaseosas (CO2, SO2) cerca del 20%


Ventajas Técnicas del Reciclado •El reciclaje evita problemas de gálibo. A l a

entrada de túneles o por el paso de puentes evita el crecimiento de la cota existente en la vía. •Facilita las actuaciones relativas al cambio en la

geometría de la vía. Se pueden hacer cambios en la alineación vertical y horizontal s i n la necesidad de grandes actuaciones, cosa que sería más difícil de hacer mediante técnicas clásicas.


Ventajas Técnicas del Reciclado La afectación del tráfico es menor . Es posible afectar solo un carril y permitir el tráfico por los demás. El tiempo de ocupación de la vía es menor que con las técnicas convencionales, ya que el firme reciclado se puede abrir al tráfico en pocas horas.

Permite la estabilización de las Capas Inferiores en caso de p r o b l e m a s estructurales y el aprovechamiento de la c a p a de rodadura envejecida. Es posible reparar fallos estructurales sin desechar los materiales existentes.


Ventajas Técnicas del Reciclado Mejora las Condiciones de Adherencia Superficial. Si la vía tiene deterioro superficial, el reciclado puede resolver el problema automáticamente.

Optimiza los recursos disponibles. El reciclado permite rehabilitar solo el carril que lo necesita, como en el caso de una autopista que concentra el tráfico más pesado en los c a r r i l e s exteriores. Las técnicas convencionales obligan a intervenir todos los carriles, quedando sobredimensionados aquellos carriles por donde pasa el tráfico más liviano.


Consideraciones Previas para Proyectar un Reciclado

Existen tres grandes áreas que se deben considerar para asegurar el éxito de un reciclado. -TÉCNICA -AMBIENTAL -ECONÓMICA

Cada uno de b l o q u e s, contiene elementos que pueden inclinar la balanza a favor de una técnica determinada.


De Carácter Técnico

La estructura de una carretera está integrada por diferentes capas cuya misión es transmitir las solicitaciones del tráfico que llegan a la subrasante, de forma que ésta, que tiene baja capacidad portante, n o s u f r a deformaciones plásticas. Cada capa está definida por el espesor y por la naturaleza del material que la conforma, que le confiere un cierto comportamiento mecánico cuantificable a través del módulo elástico.





Es importante recordar que estas capas funcionan principalmente de dos formas: -Cuando los materiales son granulares, la transferencia de cargas se realiza a través del esqueleto mineral de la capa. Con el tiempo se produce un reordenamiento de las partículas que se traduce en deformaciones en la superficie. -Cuando se habla de materiales ligados, la capa estructural funciona en su conjunto como una placa, fallando por acumulación de ciclos de carga-descarga que fatigan el material dando lugar a fisuras.



Cuando nos enfrentamos a una rehabilitación es fundamental tener en cuenta: -Identificar cada una de las capas de la estructura y su naturaleza. -Identificar el tipo de subrasante que se tiene. -Identificar el tipo de fallo que se ha producido.



Los fallos que proceden de los cimientos del firme (subrasante d e m a l a calidad, deficiente capacidad portante), se deben estudiar de manera particular. Cuando los fallos proceden de las capas superiores, al identificar su naturaleza se ayuda a determinar la solución más adecuada.



Además de la identificación de los materiales, es muy importante conocer las condiciones de trabajo de la estructura: -Determinar con exactitud el tráfico que soporta la carretera actualmente y cual es su evolución previsible, especialmente en lo que respecta a carga o tráfico pesado.



-El análisis de deflexiones aportará datos p a r a una m e j o r comprensión d e l comportamiento mecánico de las capas. -Disponibilidad d e materiales y equipos y condiciones de obra.


De Carácter Ambiental

Las condiciones ambientales afectan carretera de tres maneras:

la

-La superficie de l a c a r r e t e r a está expuesta a las condiciones ambientales del lugar. Los ciclos térmicos y l a radiación solar producen envejecimiento y progresivo deterioro de la capa.


De Carácter Ambiental -La estructura del firme es muy sensible al ingreso de agua que se produce a través de las fisuras y grietas superficiales. Esta agua, en combinación con los mencionados efectos térmicos, puede tener un efecto totalmente destructivo para la carretera. - Las condiciones medioambientales, q u e afectarán a la disponibilidad de nuevos áridos (explotación de canteras), posibles puntos de vertido, emisiones a la atmósfera, etc.


De Carácter Económico

Siendo éste el último bloque, es el que tiene más peso específico a la hora de decidir entre una solución y otra. En general, todas las propuestas que incluyen un proceso de reciclado son más económicas. S i n embargo, e n a l g u n o s casos la comparación económica no es claramente favorable para el proceso de reciclado en sentido estricto.


De Carácter Económico Aún en estos casos, el proceso de reciclado siempre es más económico en términos globales, si se tienen en cuenta todos los a d i c i o n a l e s que se producen con los procedimientos convencionales.


Metodología de Diseño para el Reciclaje de Pavimentos 1.DATOS DE PARTIDA A continuación se describe la metodología a aplicar una vez se ha determinado que la mejor opción de rehabilitación para la vía es un reciclado. -Periodo del Proyecto

RECICLAJE A REALIZAR

-Tipo de Reciclado

•Tipo I: tratamiento superficial + base

-Tráfico

•Tipo III: carpeta asfáltica deteriorada

•Tipo II: capa asfáltica envejecido + parte base granular

-Historial de la vía a reciclar -Geometría Actual y de la futura vía


Metodología de Diseño para el Reciclaje de Pavimentos -Posible aportación de materiales -Presupuesto para la ejecución de los trabajos y la posterior conservación de la vía -Comportamiento del pavimento actual -Capa o capas a situar sobre el reciclado -Disponibilidad de materiales y equipos -Época en la que se aplicarán los trabajos


Metodología de Diseño para el Reciclaje de Pavimentos 2.RECONOCIMIENTO DE LA VÍA a. Inspección visual La inspección visual d e b e n realizarse por parte de personas expertas y, en lo posible, después de un periodo prolongado de lluvias, con el pavimento ya seco. Se debe tomar nota de lo siguiente: -Tipo y Gravedad de los deterioros clasificándolos como superficiales, estructurales localizados y estructurales generalizados.


Metodología de Diseño para el Reciclaje de Pavimentos

2.RECONOCIMIENTO DE LA VÍA a. Inspección visual

-Determinar los tramos que muestran similares tipos y niveles de deterioro. -Zonas localizadas con deterioros importantes, q u e pueden necesitar un tratamiento específico. -Tramos que han sufrido reparaciones. -Tramos que requieren una regularización superficial. -Características y estado de las bermas.


Metodología de Diseño para el Reciclaje de Pav avimentos imentos 2.RECONOCIMIENTO DE LA VÍA a. Inspección visual -Trazado de la vía y relieve del terreno. -Zonas donde se puedan estacionar los equipos de construcción. -Problemas -Problemas relacionados con el drenaje. -Problemas -Problemas relacionados con los bordillos, arquetas, obras prefabricadas, estructuras y accesos. NOTA: NOTA: Toda la información información se debe transcribir a unos esquemas de fácil consulta.


Metodología de Diseño para el Reciclaje de Pav avimentos imentos 2.RECONOCIMIENTO DE LA VÍA b. Auscultación -La auscultación de un vía es un proceso no destructivo que da información s o b r e su capacidad portante. -Básicamente, se aplica una carga a la vía que simula las cargas del tráfico, y se mide la respuesta de la estructura ante ella. El análisis de esta respuesta proporciona valiosa información acerca de la calidad y estado de los componentes de la estructura,


Metodología de Diseño para el Reciclaje de Pavimentos 2.RECONOCIMIENTO DE LA VÍA b. Auscultación -Las deflexiones obtenidas se tratan para obtener una deflexión patrón. -Si el pavimento presenta roderas se mide su profundidad a intervalos regulares o se obtiene el valor característico para cada uno de los tramos que presentan deflexión uniforme.


Metodología de Diseño para el Reciclaje de Pavimentos 2.RECONOCIMIENTO DE LA VÍA c. Toma de muestras -Una forma habitual de medir los espesores de las capas que conforman la estructura del pavimento a rehabilitar, es mediante el uso del georradar o con sonda rotatoria, obteniendo probetas testigo. -La fase de ’’toma de muestras’’ es crítica no solo desde el momento del reconocimiento de la sección de la vía a reciclar sino como paso previo para establecer la estrategia de identificar los tramos que tienen características similares para la ejecución de las obras.


Metodología de Diseño para el Reciclaje de Pavimentos 2.RECONOCIMIENTO DE LA VÍA c. Toma de muestras -El muestreo de las capas a reciclar existentes en la vía es puntual y se tiene que realizar en puntos aleatoriamente determinados dentro de las zonas homogéneas encontradas en la auscultación, que presentan un nivel de deterioro similar . -En los reciclados de las clases II y III que involucran a las capas bituminosas, suele bastar con sacar unos testigos, ya sea con apiques o fresando el espesor a reciclar incluso con un equipo pequeño.


Metodología de Diseño para el Reciclaje de Pavimentos 2.RECONOCIMIENTO DE LA VÍA c. Toma de muestras -Además de verificar los espesores de las capas encontradas en la vía, se deben obtener muestras separadas de cada capa, en cantidad suficiente para realizar los ensayos de identificación (plasticidad, equivalente de arena, granulometría) de estado (humedad natural) y de resistencia.


Metodología de Diseño para el Reciclaje de Pavimentos 3.FÓRMULA DE TRABAJO a. Control de Materiales

-Es conveniente realizar los ensayos a los materiales sobre muestras sometidas a la acción de los equipos de disgregación. -Si las muestras no están disgregadas se debe simular en el laboratorio los efectos de la futura disgregación. -Las muestras se caracterizan para definir las condiciones de calidad de los materiales a reciclar en cuanto a:



Granulometría Calidad del árido grueso Limpieza Compactibilidad Homogeneidad



En los reciclados Tipo II y III se deben además comprobar las características del betún de las capas que se vayan a reciclar y especialmente, el contenido de betún residual, la penetración, el punto de ablandamiento y en ocasiones su contenido de asfaltenos y viscosidad.


Metodología de Diseño para el Reciclaje de Pavimentos 3.FÓRMULA DE TRABAJO b. Criterios de Selección Ligante (Emulsión Bituminosa)

Las emulsiones empleadas en los reciclajes en frío in situ y en planta son las emulsiones catiónicas de rompimiento lento CRL-1,especificadas por INVIAS en el artículo 400-2007. Dichas emulsiones se elaboran con un asfalto de penetración de 100 a 250 mm/10.


Metodología de Diseño para el Reciclaje de Pav avimentos imentos 3.FÓRMULA DE TRABAJO b. Criterios de Selección Ligante (Emulsión Bituminosa)

La emulsión debe ser compatible con la naturaleza y la granulometría de los materiales que se van a reciclar.La reciclar.La estabilidad estabilidad de la emulsión debe permitir antes de la rotura, una distribución homogénea en el agregado. La cohesión y las propiedades mecánicas finales de la mezcla deben ser las adecuadas para el tráfico durante la fase de ejecución.


Metodología de Diseño para el Reciclaje de Pavimentos 3.FÓRMULA DE TRABAJO c. Fórmula del proyecto

La determinación de la fórmula del proyecto es consecuencia de los ensayos realizados en el laboratorio, y las exigencias propias del trabajo a realizar. Es importante que la fórmula del proyecto sea determinada con materiales representativos, no solo respecto a su procedencia, sino también al proceso de fresado al que van a ser sometidos.



Existe una gran variación internacional sobre procedimientos para llegar a la fórmula de trabajo. -Método del Instituto del Asfalto -Método Marshall Modificado para Emulsiones -Método de la Universidad de Illinois -Método Probisa para mezclas densas en frío -Método de la compañía Chevrom



-Método de ensayo para determinación d e l porcentaje y grado de agente reciclante para uso en reciclado en frío. -California Test 378 -Método basado en el ensayo InmersiónCompresión (Norma INV-E 738).NOTA: Algunos de

los métodos citados son contradictorios con la realidad de la obra.


METODO DE DISEÑO INMERSION-COMPRESION PARA MEZCLA ASFÁLTICA EN FRÍO QUE TIPO DE RECICLAJE SE VA A REALIZAR? •Norma INVIAS-2007 (Artículo 461-07, Artículo 340-07) •Criterios de diseño

•Adición de nuevos agregados

CONTENIDO TEORICO DE ASFALTO •Método Full Depth Reclamation: Tipo I y Tipo II •Método de Oregón: Tipo III

•Método de Duriez: Tipo I

HUMEDAD DE PREENVUELTA HUMEDAD DE COMPACTACION ENSAYOS A LAS MEZCLAS •Resistencias en seco y al agua

•Resistencia conservada •Densidad

DETERMINACION DEL CONTENIDO OPTIMO DEL ASFALTO RESIDUAL FÓRMULA DE TRABAJO A EMPLEAR EN OBRA


METODOLOGIA PARA EL RECICLAJE EN OBRA REMOCION DE LA CARPETA ASFALTICA •Escarificación vibratoria •Perfilado en frío •Manual •Fresado en frío

PROCESO DE MEZCLADO •Introducción de nuevos materiales •Dosificación de agua de pre-envuelta •Incorporación de la emulsión asfáltica

CONTROL DE CALIDAD •Gradación •Extracción de asfalto •Resistencias, densidad, humedad total

EXTENSION Y COMPACTACION DE LA MEZLCA ASFALTICA RECICLADA APERTURA AL TRAFICO. PROCESO DE CURADO SELLO ASFATICO •Sello con arena •Lechada Asfáltica Slurry Seal

Capa asfáltica en frío o en caliente


Repaso Sobre Uso y Aplicación de las Emulsiones Asfálticas


ENSAYO INMERSIÓNCOMPRESIÓN PARA MEZCLAS ASFÁLTICAS EN FRIO, NORMA INV E-738 RECICLAJE EN FRÍO TIPO I, TIPO II Y TIPO III


NORMAS RELACIONADAS CON EL RECICLAJE EN FRÍO CON EMULSIONES ASFÁLTICAS DE INV-2007


Fresado de Pavimento Asfáltico ARTICULO 460-07 •

Descripción: El fresado de pavimento asfáltico tiene como objetivo obtener un nuevo perfil longitudinal y transversal de un pavimento asfáltico existente, mediante el fresado parcial o total de las capas asfálticas, teniendo en cuenta los lineamientos, cotas y espesores indicados en los documentos del proyecto y las instrucciones del interventor.


Fresado de Pavimento Asfáltico ARTICULO 460-07

•

Materiales: Este requisito no es aplicable en la presente especificación.


Fresado de Pavimento Asfáltico ARTICULO 460-07 •Equipo: Máquina fresadora cuyo estado, potencia y capacidad productiva garanticen el correcto cumplimiento del plan de trabajo. Si durante el transcurso de los trabajos el Interventor observa deficiencias o mal funcionamiento de la maquina, ordenará su inmediata reparación o reemplazo.



•

Ejecución de los Trabajos Preparación de la superficie existente: Inmediatamente antes de las operaciones de fresado, la superficie de pavimento se deberá encontrar limpia, y por lo tanto, el Constructor deberá adelantar las operaciones de barrido y/o soplado que se requieran para lograr tal condición.


Ejecución de los Trabajos •Fresado del pavimento

El fresado se efectuara sobre el área que apruebe el I n t e r v e n t o r, r, a temperatura temperat ura ambiente y sin adición de solventes u otros productos ablandadores que puedan afectar la granulometría de los agregados o las propiedades del asfalto existente. El material extraído deberá transportarse y acopiarse en lugares indicados por el proyecto y será propiedad del INVIAS o la entidad contratante. Debe evitarse su contaminación con suelos o otros materiales extraños.


Ejecución de los Trabajos Ejecución Trabajos •Fresado del pavimento LISTA DE CANTIDADES DE OBRA

LPI 01 DE 2009 CONSTRUCCI ÓN CORREDOR PARCIAL PARCIAL DE ITAGÜÍ, CARRERA 52D ENTRE CALLES 87 Y EL PUENTE DEL PARQUE DEL ARTISTA Y CARRERA 52 ENTRE CALLE 87 Y EL PUENTE DEL PARQUE DEL ARTISTA. LONGITUD 4.2 KM PARA EL SISTEMA INTEGRADO DE TRANSPORTE MASIVO METROPLÚS S.A. DEL VALLE DE ABURR Á

Í

Ó

1.4

Demolición de carpeta asf áltica en brecha o parcheo cualquier espesor. Incluye localización y marcada de redes y acometidas, corte con maquina de disco según trazado de topografia, picada en tamaños maximo 40 cm, cargue y transporte a la planta de reciclaje o al sitio definido por la interventoria.

1.5

Demolición y rotura de carpeta asf áltica en vías, as, picada en tamaños maximo 40 cm, incluye localización y marcada de redes y acometidas, cargue y transporte a la planta de reciclaje o al sitio definido por la interventoria. La reparación de daños en las redes ser án a cargo del contratista.

M3

1.6

Fresado de carpeta asf áltica en vías, as, incluye cargue, transporte transporte y almacenamiento temporal en sitio definido por la interventoria.

M3

EP EPM-301

M2

2.380

5.600

1.310


Ejecución Ejecuc ión de de los Trabajos Trabajos

•Fresado del pavimento


Ejecución de los Trabajos

•Fresado de Pavimento (Almacenamiento)



•Limitaciones en la ejecución Los trabajos de fresado se deben realizar en condiciones de luz solar, sin embargo ante las dificultades para trabajar en un proyecto en horas pico o por los plazos estipulados para la terminación de un proyecto, el Interventor podrá autorizar el trabajo en horas de nocturnas, siempre y cuando se garantice la operación del equipo con luz artificial.



•Manejo Ambiental Todas las actividades de construcción deberán tener en cuenta las disposiciones ambientales para cada proyecto en particular, teniendo en cuenta las disposiciones vigentes sobre conservación del medio ambiente y los recursos naturales de la legislación ambiental. Las actividades involucran el manejo de los ligantes asfálticos, los agregados pétreos y las mezclas elaboradas con ellos.



Condiciones para el recibo de los Trabajos •Controles -El interventor verificará el funcionamiento del equipo empleado y levantará los perfiles que considere necesarios. -El interventor rechazará en el acopio cualquier material fresado que se encuentre contaminado como resultado de manipulación incorrecta. •Condiciones específicas para el recibo y

tolerancias

a. Espesor de Fresado Se admite una diferencia de máximo 5 mm,respecto a las cotas de la superficie


Condiciones para el recibo de los Trabajos •Condiciones específicas para el recibo y tolerancias b. Rugosidad (IRI)

Se exige esta condición cuando sobre la superficie fresada va a ser colocada una lechada asfáltica, un tratamiento superficial, o una mezcla discontinua en caliente. El Índice se determina en toda la longitud fresada y en cada carril.


Condiciones para el recibo de los Trabajos b. Rugosidad (IRI)

Se entenderá que la superficie fresada tiene una regularidad superficial aceptable, si a lo largo de la longitud evaluada en cada carril se satisfacen los valores indicados en la tabla.

VALORES MÁXIMOS ADMISIBLES DE IRI PORCENTAJE DE HECTOMETROS

IRI (m/km)

40

1,9

80

2.5

100

3.0


Reciclado de Pavimento Asfáltico en Frío en el Lugar Empleando Ligantes Bituminosos • Descripción ARTÍCULO 461 - 07 Consiste en la disgregación de las capas asfálticas y parte de la base granular de un pavimento existente, de acuerdo con las profundidades de corte señaladas en los documentos del proyecto o indicadas por el Interventor; la eventual adición de nuevos materiales pétreos, agua, mejoradores de adherencia, controladores de rotura, puzolanas, y


Reciclado de Pavimento Asfáltico en Frío en el Lugar Empleando Ligantes Bituminosos ARTÍCULO 461 - 07 •

Descripción otros elementos de aporte; la incorporación de emulsión asfáltica o cemento asfáltico espumado; y la mezcla, extensión, compactación y curado de los materiales tratados, de acuerdo con los planos del proyecto y las instrucciones del Interventor.


ARTÍCULO 461-07

• MATERIALES: •

TAMIZ

Agregados Pétreos:

NORMAL

Son los que resultan de la d i s g r e g a c i ó n mecánica de las capas de pavimento en el espesor indicado en el proyecto y ajustado por el Interventor cuando corresponda, los cuales deberán cumplir con la granulometría indicada en la Tabla.

PORCENTAJE QUE ALTERNO PASA

37.5 mm

1 1/2”

100

25.0 mm

1”

75-100

19.0 mm

¾”

65-100

9.5 mm

3/8”

45-75

4.75 mm

No.4

30-60

2.00 mm

No 10

20-45

425 μm

No 40

10-30

75 μm

No.200

5-20

Franja granulométrica de los agregados reciclados en frío en el lugar empleando


ARTÍCULO 461-07

Curva Granulométrica MANUFACTURAS

Y

PROCESOS

INDUSTRIALES

LTDA.

PLANTA DE EMULSIONES ASFALTICAS LABORATORIO DE PAVIMENTOS 100

A L L A M A L A S A P E U Q E J A T N E C R O P

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0 2

1-1/2

1

3/4

1/2

3/8

1/4

50.8

37.5

25.4

19.1

12.2

9.55

6.38

4

8

4.76

2.38

10

16

20

30

40

2.00

1.19

0.84

0.59

0.42

TAMICES ESTÁNDAR U.S.A. DIAMETRO DE PARTICULAS EN mm.

50

80

100

200

0.297

0.177

0.149

0.074


ARTÍCULO 461-07

• MATERIALES: • Materiales Bituminosos: Para los reciclados en frío en el lugar con emulsión asfáltica, se utilizará emulsión asfáltica catiónica de rompimiento lento, del tipo CRL-1, cuyo residuo d e destilación tenga una penetración entre cien y doscientas cincuenta (100–250) décimas d e milímetro, que sea compatible con los agregados pétreos, l a cual deberá cumplir con los requisitos de calidad establecidos en el numeral 400.2.4 del Artículo 400 de las presentes especificaciones.


Especificaciones para Emulsiones Asfálticas Catiónicas de Rompimiento Lento UNIDAD

ROTURA LENTA


ARTÍCULO 461-07

• MATERIALES: •

Materiales Bituminosos: Para los reciclados con cemento asfáltico espumado, el ligante a emplear será un asfalto de penetración 80-100,compatible con los agregados pétreos, el cual deberá cumplir con los requisitos de calidad establecidos en el numeral 400.2.2 del Artículo 400 de las especificaciones del INVIAS-2007.


Especificaciones para Asfaltos de Penetración 80/100 GRADO DE PENETRACIÓN


ARTÍCULO 461-07

• MATERIALES: •

Puzolanas: Son las constituidas por llenantes comerciales que complementan la a c c i ó n del ligante, actuando como estabilizantes químicos. Dentro de los más conocidos se encuentran: -Cemento Portland -Cal Hidratada -Cenizas Volantes


ARTÍCULO 461-07

• MATERIALES: • Aditivo mejorador de adherencia: Cuando se requiera, se debe asegurar una dispersión homogénea en el asfalto. •

Agua: Se requiere p a r a el humedecimiento del material, antes de la adición de la emulsión asfáltica (preenvuelta). Debe ser agua potable y no contener materia orgánica, ni elementos químicos. PH = 5,5 a 8,0


ARTÍCULO 461-07

• EQUIPO: -Equipo para la explotación, cargue, transporte, trituración, l a v a d o cuando se requiera, y clasificación de los eventuales agregados pétreos a adicionar para la corrección granulométrica. -Equipo para la extracción de agua. -Equipo para almacenamiento, transporte y distribución de agua y ligante asfáltico. -Equipo para disgregación del pavimento existente y para mezclado de los ingredientes. -Equipo de conformación de la base reciclada y -Equipo de compactación.


• EQUIPO:

ARTÍCULO 461-07


ARTÍCULO 461-07

• EQUIPO:

Dibujo Esquemático del Microprocesador de Control


ARTÍCULO 461-07

•DISEÑO DE LA MEZCLA Y OBTENCIÓN DE

LA FÓRMULA DE TRABAJO

•

En el caso de reciclados con emulsión asfáltica, se utilizará para el diseño de la mezcla el ensayo de inmersión-compresión (anexo de la norma INV E-738), aplicándose los siguientes criterios como guías para la selección del contenido óptimo de ligante en la mezcla reciclada:

- Resistencia de probetas curadas en seco ≥20 kg/cm2 (1622 Kg-f). - Resistencia conservada probetas saturadas ≥ 75%


ARTÍCULO 461-07


LA FÓRMULA DE TRABAJO En el caso de reciclados con cemento asfáltico espumado, el diseño de la mezcla se efectuará a través de la medida de la resistencia a la tensión indirecta, de acuerdo con el procedimiento descrito en la norma de ensayo INV E-785, estableciéndose los siguientes parámetros para la preparación del espumado del asfalto - Relación de expansión ≥ 10 - Vida media (segundos) ≥ 10


ARTÍCULO 461-07


LA FÓRMULA DE TRABAJO Para la selección del contenido óptimo de cemento asfáltico en la mezcla reciclada con asfalto espumado, se aplicarán los siguientes criterios: - Resist. probetas curadas en seco - Resist. conservada, curado húmedo

≥ 2,5 Kg/cm 2 ≥ 50%


Determinación del contenido de asfalto residual teórico para los tres tipos de reciclaje en frío El contenido de asfalto residual teórico se determina para conocer el punto de partida para la etapa de variación de asfalto residual del ensayo Inmersión - Compresión. En cada tipo de reciclaje, existe una fórmula empírica para calcularlo.


Determinación del contenido de asfalto residual teórico para los tres tipos de reciclaje en frío -Tipo I:

Teniendo en cuenta que el espesor de la capa asfáltica a reciclar (tratamiento superficial) e s inferior a 5 cm y que su aporte de asfalto en la mezcla es bajo, la mezcla a estabilizar se puede tomar c o m o una base estabilizada con emulsiones (Artículo 340-07). De esa forma, el contenido de asfalto residual teórico se calcula por el método de Duriez o de superficie específica del agregado.


Tipo I: Método del factor de superficie específica o método de Duriez F.S.E =

2,5 ( D * d )^1/2

D = DIAMETRO MAYOR ( mm ) d = DIAMETRO MENOR ( mm ) F.S.E.=Factor de Superficie Especí fica

TAMIZ

F.S.E.

% RET PARCIAL

F.S.E. * % RET

TIPO DE

1-1/ 2" 1"

NORMA

VALOR DE

AL-1

4.0-4.3

AL-2

4.3-4.5

MEZCLA

K

0,081

8,5

0,689

1/ 2"

0,142

34,5

4,900

AL-3

4.5-4.8

3/ 8"

0,232

4,9

1,135

AL-4

4.9-5.1

AL-5

5.1-5.4

No. 4

0,371

12,6

4,672

BASE ESTABILIZADA

BEE-1..BEE-3

3,2

No. 8

0,743

10,6

7,873

ABIERTA

RODADURA

3.5 - 3.7

MAF-1......3

OTROS

2.5 - 2.7

No. 40

2,501

17,9

44,759

DENSA

MDF-1....3

3.5-3.7

No. 100

9,994

5,7

56,964

No. 200

23,808

1,3

30,951

P 200

130

4,0

520,000

3/ 4"

LECHADA

1/ 4"

No. 20

100 SUMATORIA / 100 (S) =

6,71942

% L = K * ( S * A )^( 1 / 5 ) DONDE :

3,20

K : COEFICIE NTE O MODULO DE RIQUEZA

=

A : FACTOR DE CORRECION POR DENSID AD

=

1,00

S : SUPERFICIE ESPECIFICA DEL CONJUNTO DE AGREGADOS

=

6,71942

El factor A es función del peso espec í fico del material pétreo y viene dado po r la siguiente fórmula: A = 1.98857 - 0.37143 * P

Donde P : Peso Esp. Bulk del Material Petreo

(A) % ASFALTO RESIDUAL TEORICO CALCULADO POR DURIEZ, %

=

------4,7

NOTA : Para el cálculo se tiene en cuenta la granulometría de la extracc ión

C O N T E N I D O D E A S F A LT O E N L A E M U L S I O N , % ( C .E . ) % EMULSI ON

=

C /

% C.E.

=

61,40


Determinación del contenido de asfalto residual teórico para los tres tipos de reciclaje en frío -Tipo II: Éste reciclaje involucra el pavimento asfáltico envejecido y parte de la base granular. En este caso el contenido teórico del asfalto residual, se determina por el m étodo del Full Depth Reclamation (Recuperación del Espesor Total), cuya fórmula empírica es función del espesor reciclado y de su granulometría.


Tipo II: Método del Full Depth Reclamation (Recuperación del Espesor Total) E =

Fc =

E = A = B = Ce = Fc =

(0,06 * A + 0,02 * B) * 100 * Fc Ce Espesor Total Recic lado - Es pesor de Pavimento Recic lado Espesor Total Reciclado Emulsión. % Material Pasa No4 100 - A Concentración de Asfalto en Emulsión Factor de Corrección por Espesores

CALCULOS A = B = Ce = Espesor Total = Espesor de Pavimento =

56,2 43,8 62 24 6

Fc =

0,75

Emulsión (%) = As falto Residual (%) =

5,1 3,19


Determinación del contenido de asfalto residual teórico para los tres tipos de reciclaje en frío -Tipo III: Éste reciclaje involucra únicamente el espesor de pavimento asfáltico envejecido. Para el cálculo del porcentaje de asfalto teórico se emplea el m é t o d o del Departamento de Ingeniería del Estado de Oregon, cuya fórmula empírica tiene en c u e n t a las siguientes variables:


Determinación del contenido de asfalto residual teórico para los tres tipos de reciclaje en frío -Tipo III:

La gradación del material fresado o triturado – El contenido de asfalto envejecido obtenido por extracción con Tricloroetileno del a s f a l t o envejecido – Características recuperado (penetración a 25 ºC, 100 g, 5 s en mm/10 o la viscosidad Brookfield o absoluta a 60ºC). – El contenido de emulsión a incorporar esta basado en el peso seco del material triturado –


Tipo III: Método del Departamento de Ingeniería del Estado de Oregon CALCULO DEL CONTENIDO DE EMULSION ESTIMADO :

EC est. =

1.2

+

Ag

+

Aa/c

+

Donde : Ecest 1,2 Ag Aa/c Ap/v

= = = = =

Contenido de emulsión estimado, % Contenido de emulsión base, % Ajuste por gradación, % Ajuste por contenido de asfalto residual, % Ajuste por penetración o viscosidad, %

Ap/v


Tabla de Ajustes en el Contenido de Emulsión por Gradación, Contenido de Asfalto y Penetración o Viscosidad TABLA DE AJUSTES EN EL CONTENIDO DE EMULSION POR GRADACION, CONTENIDO DE ASFALTO Y PENETRACION O VISCOSIDAD GRADACION

CONTENIDO DE ASFALTO

70

7,0

64

-0,3

60

-0,1

6,5

-0,3

54

0,0

6,3

-0,2

50

0,1

6,0

-0,1

45

0,3

0,0

% Pasa tamiz de 1/4"

Porcentaje

PENETRACION A 25°C

VISCOSIDAD A 60°C

0 10

100

0,3

0,3

15

80

20

0,2

65

0,2

25

0,1

35

0,1

30 35

0,0

0,0

mm/10

(Poises) (1.000)

CARACTERISTICAS DEL MATERIAL A RECICLAR CARACTERISTICA

VALOR

CONSTANTE

LECTURA DE TABLAS

Pasa tamiz 1/4"

66%

Ag

Contenido de Asfalto Residual

4,4%

Aa/c

0,0

87120

Ap/v

0,3

Ecest. =

1,2

Viscosidad Dinámica a 60° C, P

% Asfalto (emulsión al 62% de Asfalto ) =

-0,3

0,74


EJEMPLO DE DISEÑO DE RECICLAJE EN FRÍO CON EMULSIONES ASFÁLTICAS, UTILIZANDO EL ENSAYO INMERSIÓN-COMPRESIÓN

Reciclado de Pavimentos Flexibles MANUFACTURAS Y PROCESOS INDUSTRIALES LTDA

IT-011-10 REFERENCIA: BASE RECICLADA Y ESTABILIZADA EN FRÍO, EMPLEANDO EMULSIÓN ASFÁLTICA CATIONICA DE ROMPIMIENTO LENTO DE FORMULACIÓN ESPECIAL (MPI-CRL-1) Y MATERIAL RECICLADO DEL PR-32 + 000 DEL CARRIL DERECHO CONSTRUCTOR: ESGAMO LTDA

OBRA: CARRETERA CÚCUTA-PUERTO SANTANDER ABSCISAS: PR31+000 A PR36+000

INGENIEROS: LEONIDAS NARVAEZ/GABRIEL BALLESTEROS

[email protected], [email protected], [email protected], [email protected] INFORME ELABORADO POR: DIRECCIÓN TÉCNICA M.P.I. TIPO DE MEZCLA: NORMA INV 461 – 07


CONTENIDO

1- GENERALIDADES 2- RESULTADOS 3- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Reciclado de Pavimentos Flexibles 1. GENERALIDADES Fecha de recepción de muestras:

02 de Febrero de 2010

Código Interno:

LB-015-10

Orden de Recibo:

17013

Descripción de muestras: A continuación se relacionan las muestras recibidas para realizar el Diseño del Reciclaje con Emulsión Asfáltica de Rompimiento Lento y Cemento Portland para la recuperación del espesor total (Full Depth Reclamation).

Tabla 1. Descripción de las muestras recibidas

Descripción

Cantidad

Código

Pavimento Fresado PR 32 + 000, Carril Derecho

Siete (7) Bultos

LB-015-1

Pavimento Fresado PR 32 + 700, Carril Izquierdo

Seis (6) Bultos

LB-015-2


2. RESULTADOS

2.1. CARACTERIZACION FISICOQUIMICA DE LA EMULSIÓN ASFÁLTICA Los valores de las propiedades fisicoquímicas de la emulsión asfáltica, comparadas con la especificación INVIAS 461-07, se presentan en la tabla 2: PLANTA DE E MULSIONES ASFALTICAS REPORTE DE ENSAYO DE EMULSIONES ASFALTICAS

Muestra de : Emulsión MPI-CRL-1 Fecha : Marzo de 2010 O b r a : Rehabilitación Carretera Cúcuta- Enviada por : M.P.I. LTDA. Puerto Santander, Norte de Santander N o r m a I . N. V . MPI-CRL-1 CRL-1 MUESTRA No.

1

RETENIDO EN LA MALLA No. 20, % VISCOSIDAD SAYBOLT-FUROL a 25°C, Segundos a 50°C, Segundos CARGA DE PARTICULA

max. 0.1

22

max.200

+ (pos.)

ASENTAMIENTO A LOS 7 DIAS DIFERENCIA POR CIENTO DESTILACION, POR TOTAL A 260°C a 121°C a 176°C a 260°C

0,00083

CIENTO

1,1

+ (pos.)

max.5

DEL 43 80 98

RESIDUO DE LA DESTILACION HASTA 260°C, % del peso por dif.

62

57-63

DISOLVENTE EN VOLUMEN, % DISOLVENTE EN PESO, %

0,0

0,0

115 99,9

100-250 min.97

44

min.40

3,1

max.6

PRUEBAS AL RESIDUO DE LA DESTILACION PENETRACION, 25°C, 100 G, 5 Seg.(mm/10) SOLUBILIDAD EN C Cl4 DUCTILIDAD, 25°C, cm PUNTO DE ABLANDAMIENTO, °C P.H. ING. LAB.

Tabla 2. Especificacione s de la Emulsión Asfáltica

Reciclado de Pavimentos Flexibles MANUFACTURAS Y PROCESOS INDUSTRIALES LTDA. C AR AC T E R I Z A C I O N

D EL

AG RE GAD O

TIPO DE MATERIAL : 75% BASE GRANULAR Y 25% PAVIMENTO FRESADO TIPO DE MEZCLA : BASE FRESADA EN VÍA Y ESTABILIZADA CON EMULSION Y 2% CEM. PORTLAND CONSTRUCTOR : ESGAMO LTDA FUENTE : K32+000, LADO DERECHO, CARRETERA CÚCUTA-PUERTO SANTANDER OBRA : REHABILITACIÓN CARRETERA CÚCUTA-PUERTO SANTANDER, N. DE SANTANDER GRANULOMETRIA % P A S A MALLA No. 25% PAVIMENTO Y 75% BASE GRAN.

NORMA 461-07

1-1/2"

100

100

1"

97,4

75-100

3/4"

86,7

65-100

3/8"

68,1

45-75

No.4

56,2

30-60

No. 10

45,0

20-45

No. 40

25,1

10-30

No.200

7,7

5-20

Otras caracteristicas del material : - PESO VOLUMETRICO SUELTO Y SECO, Kg/m 3

1751

-----

67

> 30

- GRAVEDAD ESPECIFICA

2,519

-----

- ABSORCION AGREGADO GRUESO, %

1,487

-----

- ABSORCION AGREGADO FINO, %

1,587

-----

N.P.

<3

- EQUIVALENTE DE ARENA, %

- INDICE DE PLASTICIDAD, %

Tabla 3. Granulometría de la Mezcla de Materiales

Reciclado de Pavimentos Flexibles MANUFACTURAS

Y

PROCESOS

INDUSTRIALES

LTDA.

PLANTA DE EMULSIONES ASFALTICAS LABORATORIO DE SUELOS Y PAVIMENTOS Art. 461-07 O B R A : Carretera Cúcuta-Puerto Santander, PR 32 + 000 NORMA GRANULOMETRICA Material Fresado en la Vía para Estabilización con Emulsión y 2% de cemento Portland DESCRIPCION: 100 A L L A M A L A S A P E U Q E J A T N E C R O P

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0 2 50.8

1-1/2

1

3/4

1/2

3/8

1/4

4

37.5

25.4

19.1

12.2

9.55

6.38

4.76

8 2.38

10

16

2.00

1.19

2 20 0.84

30

40

0.59

0.42

50

80

100

0.297

0.177

0.149

200 0.074

TAMICES ESTÁNDAR U.S.A. DIAMETRO DE PARTICULAS EN mm.

A B S O R C I O N, % 1,421 DENSIDAD 2,519 EQUIVALENTE DE ARENA, % PESO VOLUMETRICO SUELTO Y SECO, Kg/m 3 1751 TIPO DE EMULSION RECOMENDADA ASFALTO RESIDUAL, % 3,5 EMULSION,% 5,6 DOSIFICACION l/m 3 suelto y seco OBSERVACIONES :

67 MPI-CRL-1 98,8

% ASFALTO RESIDUAL PROMEDIO EN LA MEZCLA 25% PAVIMENTO + 75% BASE GRANULAR: 1,35% Espesor de Pavimento Promedio: Espesor de Base Granular Promedio:

6 cm 18 cm

Figura 1. Curva Granulométrica deL Material Fresado

Reciclado de Pavimentos Flexibles 2.2.2.1 Peso especifico de los agregados Gruesos 2.2.2.2 Peso Especifico Agregado Grueso Retenido # 4 Peso Material (gr)

Peso en agua (gr)

Peso SSS (gr)

P.E. Bulk

P.E. Efectivo

Absorción (%)

1533,5

938,6

15556,3

2,483

2,578

1,487

2.2.2.2 Peso especifico de arenas 2.2.2.3

Peso Material (gr) 938,5

Peso Especifico Arena (Pasa #4 - Ret. # 200) W Matraz + W Matraz + Peso SSS arena + H2O H2O P.E. (gr) (gr) (gr) Bulk 6000,2

5416,3

953,4

2.5399

P.E. Efectivo 2.647

2.2.2.3 Peso especifico del filler

Peso Especifico Filler (Pasa #200) Peso Material (gr)

W Matraz + filler + H2O (gr)

W Matraz + H2O (gr)

Gsb (gr/cm3)

301,3

1987,1

1801,6

2.602

Absorción (%) 1,588

Reciclado de Pavimentos Flexibles 2.3 CALCULO DEL PORCENTAJE DE ASFALTO TEÓRICO La tabla 4 muestra el cálculo del porcentaje de asfalto teórico por el método del Full Depth Reclamation para el aterial fresado. Este porcentaje se tiene en cuenta para determinar la variación del porcentaje de asfalto en el diseño de Inmersión-Compresión.

MANUFACTURAS Y PROCESOS INDUSTRIALES LTDA

CALCULO DEL ASFALTO RESIDUAL TE RICO METODO DEL FULL DEPTH RECLAMATION

E=

Fc =

E= A = B= Ce = Fc =

(0,06 * A + 0,02 * B) * 100 Ce

* Fc

Espesor Total Reciclado - Espesor de Pavimento Reciclado Espesor Total Reciclado Emulsión. % Material Pasa No4 100 - A Concentración de Asfalto en Emulsión Factor de Corrección por Espesores

CALCULOS A = B= Ce = Espesor Total = Espesor de Pavimento =

56,2 43,8 62 24 6

Fc =

0,75

Emulsión (%) = Asfalto Residual (%) =

5,1 3,19

Tabla 4. Calculo del Porcentaje de Asfalto Residual por el Método del Full Depth


Reciclado de Pavimentos Flexibles MANUFACTURAS Y PROCESOS INDUSTRIALES LTDA. TABLA DE RESULTADOS ENSAYO DE INMERSION - COMPRESION O B R A : CARRETERA CÚCUTA-PTO SANTANDER L O C A L I Z A C I O N : CÚCUTA D E P A R T A M E N T O: TIPO DE MATERIAL : 25% PAV.75% BASE GRANULAR. FUENTE : PR32+000, LADO DERECHO TIPO DE EMULSION : MPI-CRL-1 %ASFALTO EN EMUL.(C) : 62 % HUMEDAD DE PREENVUELTA : SERIE No.

1

2

3

4

5

BRIQUETA No.

1-1 1-2 1-3 1-4 1-5 1-6 2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 2-6 3-1 3-2 3-3 3-4 3-5 3-6 4-1 4-2 4-3 4-4 4-5 4-6 5-1 5-2 5-3 5-4 5-5 5-6

ASFALTO A ADIDO

EMULSION A ADIDA

A

E=(A/C)*100

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

3,2

4,8

6,5

8,1

9,7

ALTURA PESO EN EL PESO EN EL VOLUMEN (cm ) BRIQUETA AIRE AGUA cm gr gr F G V = F-G

9,89 9,77 9,98 9,84 9,76 9,79 9,98 10,10 9,98 10,00 10,14 10,21 10,17 10,17 10,17 10,07 10,13 10,13 10,63 10,21 10,30 10,03 10,25 10,27 10,19 10,25 10,28 10,15 10,30 10,21

1855,6 1843,7 1865,0 1872,2 1841,8 1855,8 1885,8 1902,0 1895,2 1892,4 1902,6 1911,3 1912,3 1915,9 1916,8 1909,9 1910,3 1926,2 1981,9 1918,1 1932,5 1883,3 1898,6 1913,8 1981,3 1971,8 1893,5 1895,7 1898,8 1900,4

1048,6 1040,8 1055,8 1057,1 1040,2 1047,7 1062,4 1069,0 1065,4 1066,4 1075,3 1078,6 1076,8 1074,0 1078,0 1071,7 1076,6 1079,4 1089,6 1054,2 1064,1 1034,8 1045,0 1055,5 1083,6 1078,0 1037,2 1036,1 1039,7 1042,9

807,0 802,9 809,2 815,1 801,6 808,1 823,4 833,0 829,8 826,0 827,3 832,7 835,5 841,9 838,8 838,2 833,7 846,8 892,3 863,9 868,4 848,5 853,6 858,3 897,7 893,8 856,3 859,6 859,1 857,5

DENSIDAD (gr/cm )

DENSIDAD PROMEDIO

D=F / V

(D1..D6)/6

2,299 2,296 2,305 2,297 2,298 2,296 2,290 2,283 2,284 2,291 2,300 2,295 2,289 2,276 2,285 2,279 2,291 2,275 2,221 2,220 2,225 2,220 2,224 2,230 2,207 2,206 2,211 2,205 2,210 2,216

2,299

2,291

2,282

2,223

2,209

N. DE SANT FECHA : MARZO DE 2010 TIPO DE MEZCLA : BASE FRESADA Y ESTAB 6,0 % HUMEDAD TOTAL : 7,9 FORMA DE CURADO

ROTURA (Kg)

AIRE AIRE AIRE AGUA AGUA AGUA AIRE AIRE AIRE AGUA AGUA AGUA AIRE AIRE AIRE AGUA AGUA AGUA AIRE AIRE AIRE AGUA AGUA AGUA AIRE AIRE AIRE AGUA AGUA AGUA

3693 3695 3637 2773 2750 2736 3575 3559 3510 2818 2787 2787 3027 3024 3064 2669 2696 2707 2248 2285 2265 2041 2090 2100 2188 2202 2168 1390 1419 1400

ROTURA RESISTENCIA PROMEDIO CONSERVADA g RP RC AIRE 3675

74,9 AGUA 2753 AIRE 3548

78,8 AGUA 2797 AIRE 3038

88,6 AGUA 2691 AIRE 2266

91,7 AGUA 2077 AIRE 2186

64,2 AGUA 1403


RESUMEN DE RESULTADOS DEL DISEÑO INMERSIÓN-COMPRESIÓN %ASF.

AIRE

AGUA

%ASF.

RESIST. CONSERV

%ASF.

DENSIDAD

2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

2753 2797 2691 2077 1403

3675 3548 3038 2266 2186

2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

74,91 78,84 88,56 91,66 64,18

2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

2,299 2,291 2,282 2,223 2,209


COMPORTAMIENTO DE LA RESISTENCIA AL AIRE Y AL AGUA VS CONTENIDO DE ASFALTO RESIDUAL % ASFALTO RESIDUAL VS ROTURA AL AIRE Y AL AGUA 3700 3500 K ( A U G A L A Y E R I A L A A R U T O R

3300 3100 2900 2700 2500 2300 2100 1900 1700 1500 1300 1100 900 1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

% ASFAL TO RESIDUAL

5,5

6,0

6,5

7,0


COMPORTAMIENTO DE LA RESISTENCIA CONSERVADA VS CONTENIDO DE ASFALTO RESIDUAL % ASFALTO RESIDUAL VS RESISTENCIA CONSERVADA 95 90 % ( A 85 D A V R 80 E S N O C 75 A I C N 70 E T S I S 65 E R 60 55 1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

% ASFAL TO RESIDUAL

5,5

6,0

6,5

7,0


COMPORTAMIENTO DE LA DENSIDAD SECA BULK VS CONTENIDO DE ASFALTO RESIDUAL %ASFALTO VS DENSIDAD SECA BULK 2,320 2,310 2,300 2,290 m / g 2,280 K ( K 2,270 L U B 2,260 A C 2,250 E S 2,240 D A 2,230 D I S N 2,220 E D 2,210

2,200 2,190 2,180 1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

%ASFALTO RESIDUAL

5,0

5,5

6,0

6,5


DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO ÓPTIMO DE ASFALTO RESIDUAL De los máximos encontrados en las curvas de resistencia saturada y resistencia conservada, se determina el contenido de asfalto residual promedio a añadir a la Base Reciclada y Estabilizada con Emulsión Catiónica de Rompimiento Lento y 2% de Cemento Portland. Los valores determinados en las figuras 2 y 3, fueron los siguientes: % ASFALTO RESIDUAL A AÑADIR A LA MÁXIMA ESTABILIDAD SATURADA

3,0

% ASFALTO RESIDUAL A AÑADIR PARA LA MÁXIMA RESISTENCIA CONSERVADA

4,0

% ASFALTO RESIDUAL A AÑADIR ÓPTIMO EN LA MEZCLA

3,5

% ASFALTO EN LA EMULSION

62,0

% EMULSION A ADICIONAR

5,6


PARÁMETROS DE HUMEDAD EN LA MEZCLA % HUMEDAD TOTAL DE MEZCLADO

7,9

La humedad total de mezclado está conformada por la humedad natural en el agregado, la humedad añadida y la aportada por la emulsión. % HUMEDAD DE PREENVUELTA

5,8

La humedad de preenvuelta y mezclado es la humedad mínima que debe tener el agregado antes de la incorporación de la emulsión asfáltica, incluye: la humedad natural y la humedad añadida. % HUMEDAD OPTIMA ENSAYO PROCTOR MODIFICADO

5,2

Se estima que la humedad de compactación óptima en la mezcla es el 75% de la humedad obtenida en el ensayo Proctor Modificado del material natural, por tanto: % HUMEDAD ÓPTIMA EN LA MEZCLA ANTES DE LA COMPACTACION

3,9


CRITERIOS DE DISEÑO ARTÍCULO INV E-460-07 El material se ajusta granulométricamente a la gradación especificada por INVIAS para el ’’Reciclado de Pavimento Asfáltico en Frío en el lugar con emulsiones asfálticas, del artículo INV-461-07. Los criterios de diseño exigidos por el método de Inmersión-Compresión para este tipo de proceso constructivo con emulsiones asfálticas, son los siguientes: - Resistencia Seca (Rs) - Resistencia Conservada (Rc=Rh/Rs x100)

>20 Kg/cm2 > >

75 %

1621 Kg-


PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA MEZCLA AL CONTENIDO ÓPTIMO DE ASFALTO RESIDUAL

- Resistencia Seca (Rs), Kg-f

3200

- Resistencia Húmeda (Rh), Kg-f

2650

- Resist. Conservada (Rc=Rh/Rs x100)

87,5

- Densidad, Kg/m3

2.280


CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

El material fresado en la abscisa PR32 + 000, lado derecho, del tramo a reciclar en la carretera Cúcuta – Puerto Santander entre las abscisas PR31 + 000 a PR36 + 000, los cuales están mezclados en la proporción 75% de base granular y 25% de pavimento fresado, cumple con el huso granulométrico exigido en el artículo 461-07 del INVIAS para el reciclaje en frío con emulsiones Catiónicas de Rompimiento Lento (CRL-1). La mezcla de materiales granulares es No Plástica y cumple con el equivalente de arena. Los resultados de resistencia conservada obtenidos indican que la base reciclada y estabilizada con emulsión y 2% de cemento Portland cumple con los criterios de diseño del ensayo Inmersión-compresión, ya que su valor se encuentra por encima del 75% en el rango de trabajo recomendado.



Durante el proceso constructivo se debe verificar la granulometría del material y realizar ensayos de cobertura o preenvuelta con la emulsión asfáltica, de tal forma que se aseguren las mismas condiciones de calidad del diseño de InmersiónCompresión. También se debe controlar la humedad de preenvuelta y la humedad óptima antes de la compactación, ya que así se obtienen las máximas densidades iniciales en la mezcla compactada. Todos los porcentajes utilizados en este informe como: % de asfalto residual, % de humedad de preenvuelta, % de humedad total, % de humedad óptima antes de la compactación, etc., están dados con respecto al agregado grueso.



eniendo en cuenta los resultados obtenidos, la mezcla de 25% de pavimento fresado y 75% de base granular, la cual fue tomada en el PR32+000, lado derecho, puede ser estabilizada con el 3,5% de asfalto residual a añadir y 2% de cemento Portland. En ese punto la mezcla cumple con todas las especificaciones exigidas en el Artículo 461-07 para el reciclaje en frío con emulsiones asfálticas de rompimiento lento de formulación especial. Después del curado de la base reciclada y estabilizada, se recomienda colocar una capa adicional de pavimento para protegerla del tráfico y de las condiciones ambientales. El porcentaje de asfalto residual de trabajo y la dosificación de la emulsión estará dada de acuerdo a las normas del INV, que acepta una tolerancia de + 0,3% alrededor del porcentaje de asfalto residual óptimo, es decir 3,5 + 0,3.



La dosificación recomendada como fórmula de trabajo es la siguiente: RANGO

ASFALTO RESIDUAL A AÑADIR POR PESO DE AGREGADO SECO

3,2-3,8

EMULSIÓN DE ROMPIMIENTO LENTO ESPECIAL MPI-CRL-1 AL 62% DE ASFALTO

5,2-6,1

DOSIFICACIÓN: EN LITROS DE EMULSIÓN POR METRO CÚBICO SUELTO: PVSS*%E

90,4-107,3

DOSIFICACIÓN: LITROS DE EMULSIÓN POR METRO CÚBICO COMPACTO DE MEZCLA: DOSIFICACIÓN SUELTA * 1,25

113-134

DOSIFICACIÓN: LITROS DE EMULSIÓN POR METRO CUADRADO DE 24 cm DE ESPESOR:

27,1-32,2



El control de calidad del porcentaje de asfalto residual a añadir se realiza teniendo en cuenta la diferencia entre el contenido de asfalto residual original en el material fresado con la máquina recicladora y el contenido de asfalto final de la base estabilizada con emulsión asfáltica y 2% de cemento Portland .

El presente diseño proporciona una fórmula de trabajo a emplear en obra para la elaboración de la base reciclada y estabilizada en frío con emulsión y cemento Portland, teniendo en cuenta e cumplimiento de las especificaciones de calidad requeridas por INVIAS. Por esta razón, los datos aquí consignados deben ser sometidos a revisión y aprobación por parte de la empresa contratante y la interventoría. Es responsabilidad de la empresa contratista, realizar los ensayos de solidez, desgaste Lo Ángeles y demás ensayos requeridos, para complementar las características físicas del agregado .


RECOMENDACIONES PARA R.F.C.E.

• Evaluación general del tramo, define el

programa de ejecución y depende de la estructura, transito y calidad de materiales • Muestreo representativo del tramo a reciclar (Vías con parcheo sobrecapas, sin registro histórico) • Para el reciclaje de espesores mayores a 15 cm se sugiere aplicar en dos capas, aplicando la segunda hasta después del curado de la primera (2% humedad)


RECOMENDACIONES PARA R.F.C.E. • Humedad de Preenvuelta (>cubrimiento y

cohesión) • Controlar la dosificación de emulsión. • No reciclar si hay deficiencia de obras de drenaje y subdrenaje. • Compactar a humedades óptimas para lograr mayores densidades en menor tiempo (humedad de compactación). • Abrir al tráfico inmediatamente.


PROCESO CONSTRUCTIVO

•

COMBINACION DE FRESADORA, MEZCLADORA Y MOTONIVELADORA (Espesor 7 – 15 cm) Fresado del pavimento y homogenización del – Adición, humectación material virgen con el material fresado. – Conformación con Motoniveladora. de e m u l s i ó n y mezclado c o n – Adición recicladora. – Conformación de la mezcla con Motoniveladora. – Compactación con rodillo y neumático. –



•

•

COMBINACION DE FRESADORA Y PLANTA CAMINERA Fresado, cargue del material y transporte. Almacenamiento. – Clasificación para eliminar sobre tamaños. – Adición de agregado virgen. – Transporte al sitio de obra y cargue de tolva. – Adición de agua y emulsión en planta mezcla y colocación del material procesado. – Conformación de la mezcla con Motoniveladora. – Compactación con rodillo liso y neumático. –



•

COMBINACION DE F R E S A D O R A Y MOTONIVELADORA (Espesor 7 – 15 cm) Colocación y distribución del material virgen. – Fresado, adición de emulsión y mezcla en una sola pasada. – Conformación de la mezcla con Motoniveladora. – Compactación con rodillo liso y neumático. –


PROCESO CONSTRUCTIVO •

COMPACTACION 2 a 4 PASADAS CON COMPACTADOR DE RODILLO LISO VIBRANDO. – 4 PASADAS CON COMPACTADOR RODILLO LISO SIN VIBRADO. – MAYOR NUMERO DE PASADAS POSIBLE DEL COMPACTADOR NEUMATICO. –

RECOMENDACIONES PARA TRABAJAR EN RECICLAJE CONTROL

FRECUENCIA

PROPOSITO

Toma de muestras del tramo.

300 metros

Determinar la continuidad de la estructura, espesores de capa

Granulometría

300 metros

Identificar cambios en los materiales del pavimento, para ajustar el diseño.

Extracción de asfalto

300 metros

Ajustar diseño

Contenido de humedad del material triturado.

300 metros

Verificar la humedad de preenvuelta antes de incorporar la emulsión.

Contenido de emulsión y humedad en el material recuperado

Diariamente

Verificar contenido de asfalto residual y humedad total.

Tomar 3 muestras principales y de apoyo.

Calidad de la emulsión, ensayo de evaporación Espesores y anchos

Cada vez que llegue un viaje de emulsión Esporádicamente

Verificar la concentración de asfalto y agua. Cobro de actas

CONTROL DE CALIDAD Granulometría y extracción

Esporádicamente

Verificar patrones de diseño

CAUSAS Y RECOMENDACIONES PARA LOS DIFERENTES TIPOS DE FALLAS TIPO Ondulaciones

CAUSAS *Exceso de emulsión

*Escarificar y ajustar diseño

*Compactación prematura

*Limitar el paso del compactador vibratorio y prohibir el neumático hasta que se estabilice la mezcla

*Colocación prematura del sello o sobre carpeta

Surcos

RECOMENDACIONES

*Emulsión de rompimiento muy lento.

*Esperar a que el agua contenida en la mezcla se reduzca (1%-1,5%), usualmente dos semanas. *Sellar áreas que presentan surcos.

*Inadecuado control de tráficos *Insuficiente emulsión. Hundimientos

*Gradación abierta de la mezcla *Demora en la aplicación del sello *Insuficiente estructura en la sección. *Compactación prematura

Fallas Locales

*Aplicar un sello de arena, slurry ó carpeta asfáltica de acuerdo al tráfico *Permitir el secado de la mezcla, hasta su humedad óptima antes de la compactación.

*Estructura inadecuada

*Identificar estas zonas antes del reciclaje

*Saturación de las capas inferiores

*Excavar, mejorar y compactar antes del reciclaje.


PROBLEMAS COMUNES • • • • • • •

Reflexión de grietas y grandes deflexiones Filtración de agua, drenajes ineficientes Fallos puntuales y excesos de humedad Estructuras discontinuas Deformaciones Disgregación superficial Piel de cocodrilo

1-Reciclado de Pavimentos Flexibles Sn -1

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