5 Tecnologia Del Pavimento

2018

UNIVERSIDAD NACIONAL NACIONAL DEL ALTIPLANO FACULTAD DE FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y A RQU RQUITECTUR ITECTUR A ESCUEL A PROFESION PROFESIONAL AL DE INGENIERÍA CIVIL

FRESAD FRES ADO O DE DELPAV AVII MENTO ASFAL ASFALTI TIC C O, PAV AVII MENTO TOS SC ON MEZC LASASFÁL FÁLTI TIC C AS RECICLADO EN CALIENTE Y RECICLADO EN FRIO

TECNOLOGÍA DEL ASFALTO

2018

1 Introducción 2

Fresado del pavimento asfaltico

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Reciclado en Frio

4

Reciclado en caliente

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TE T EMA 1

Introducción TECNOLOGÍA DEL ASFALTO


OBJETIVOS

2018 N Ó I C C U D O R T N I e

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t r a P a r e m i r P

Dar a conocer las consideraciones a tomar en cada caso.

Definir cada una de las alternativas de reciclaje de pavimento asfaltico Definir la forma de elección que tipo de reciclaje se debe realizar

Dar a conocer el proceso de realización de cada una de las alternativas

Reciclado de pavimento


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¿Qué es? Es reutilizar un Pavimento en mal estado mediante un Tratamiento, adicionándole un Estabilizador tales como: - Asfalto - Emulsión Asfáltica - Cemento

¿Cómo surgió? Surge con La creciente sensibilización social acerca de la necesidad de preservar el medio ambiente

¿Para que sirve? Sirve para obtener un Material que sirve como Refuerzo o como parte de una Calz ada Nueva.

¿Por qué se usa? Por que es un componente clave en la reducción de desechos contemporáneos


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ALTERNATIVAS DE REHABILITACIÓN ESTRUCTURAL

A la hora de abordar la rehabilitación de una carretera agotada tenemos muchas posibilidades. Sin embargo, hay dos cuestiones claves que siempre nos deberíamos hacer: • ¿Qué ha fallado en la carretera?, y • ¿Qué quiere realmente el propietario de la misma?

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ALTERNATIVAS DE REHABILITACIÓN ESTRUCTURAL El proceso de selección

N de alternativas en conservación de firmes Ó I se puede resumir en cuatro fases: C C Fase 1. Descripción de las condiciones existentes en el firme: U D Fase 2. Identificación de las alternativas viables de rehabilitación: O R Fase 3. Evaluación de las alternativas de rehabilitación estructural: T Fase 4. Selección de la alternativa óptima: N I e

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Como regla general, la rehabilitación en estas situaciones debería tender a maximizar el valor residual que se puede rescatar de la sección actual.

• Recopilación de información preliminar • Descripción del firme

• • •

Add MOMODA 素材 Here

Rehabilitación Add MOMODA superficial. 素材 Here Rehabilitación estructural. Reconstrucción parcial o total.

• Técnicas convencionales o clásicas • Técnicas de reciclado • Reciclado en planta

Here de todas las Tras Add un MOMODA detenido素材 análisis Add MOMODA 素材 alternativas existentes seHere debeelegir la quese estime más conveniente en cada situación


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TÉCNICAS DE RECICLADO

Reciclado “in situ” en caliente , Se reutiliza la totalidad de los materiales extraídos del firme envejecido mediante un tratamiento con aportación de calor que se realiza en el mismo lugar de la obra. El f irme se calienta mediante unos quemadores y se fresa un grosor determinado. Este material es mezclado normalmente con agentes químicos rejuvenecedores y con nueva mezcla. Finalmente, la nueva mezcla se extiende y se compacta mediante procedimientos convencionales.


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Reciclado “in situ” en frío con cemento. Este es un procedimiento que se basa en el fresado en frío de un cierto grosor del firme envejecido y el mezclado de este material con un conglomerante hidráulico (cemento normalmente). El nuevo material se extiende y se compacta definiendo una sólida base para posteriores refuerzos.


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Reciclado “in situ” en frío con emulsiones bituminosas, Esta técnica, que es la utilizada en l os tramos que posteriormente estudiaremos y comentaremos, permite reutilizar la totalidad de los materiales extraídos del firme envejecido en condiciones técnicas, económicas, sociales y ambientales muy favorables.


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Reciclado en planta , Este procedimiento permite reciclar el conjunto o sólo una cierta proporción de material envejecido mediante una central asfáltica adaptada. Al ser el porcentaje de material envejecido relativamente bajo, esta metodología permite corregir problemas graves de dosificación o calidad de los materiales.

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¿QUÉ IMPLICA EL PROCESO DE RECICLADO DE ASFALTO?

N 2 Ó Para el asfalto de mezcla caliente, la mezcla se I revolca y se calienta durante aproximadamente C 20 minutos antes de que esté lista para su uso. El reciclaje en frío, por otro lado, evita el uso de C calor y ahorra energía en el proceso. U D O 1 R Los trozos de asfalto o T fresados se mezclan N I e en un reciclador de

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asfalto (o recuperador) junto con un poco de agua y aditivos.

3 A menudo, el cemento asfáltico (el pegamento que mantiene el pavimento unido) conserva sus capacidades adhesivas y puede reutilizarse como agente aglutinante.

4 Las partículas minerales finas que se generan en el proceso de producción del material de asfalto para pavimento también pueden reutilizarse, lo que ayuda a conservar los recursos naturales.


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Ventajas del reciclado como técnica de conservación

Evita problemas de gálibo

Facilita las actuaciones relativas al cambio de la geometría de la carretera

Optimiza los recursos disponibles

Tienen un nivel de afección al tráfico menor

Permite la estabilización de las capas inferiores en caso de problemas estructurales y el aprovechamiento de la capa de rodadura envejecida

Mejora las condiciones adherencia superficial

de

TEMA 2

Fresado de Carpeta Asfáltica TECNOLOGÍA DEL ASFALTO


2018 O T N E M I V A P E D O D A S E R F

2 0 e t r a P a d n u g e S

DEFINICIÓN

Este trabajo consiste en la obtención de un nuevo perfil longitudinal y transversal de un pavimento asfáltico existente, mediante el fresado en frío parcial o total de las capas asfálticas, de acuerdo con los alineamientos, cotas y espesores indicados en los documentos del proyecto y las instrucciones del Interventor.


DEFINICIÓN El fresado y barrido del pavimento son los trabajos previos para poder llevar a cabo el asfaltado de cualquier superficie .


Estas labores previas son tan importantes como el extendido y la compactación ya que aseguran, junto con la emulsión, el buen agarre del nuevo material. El servicio de fresado y barrido puede ser independiente del asfaltado de la superficie, ya que se puede tratar y preparar para una posterior actuación diferente de lo habitual, como puede ser una reducción de velocidad.


DEFINICIÓN El fresado y barrido requiere de gran cuidado por las proyecciones que se pueden producir al levantar el material antiguo.


Para ello se requiere un gran cuidado por parte del maquinista y una fresadora en buen estado de mantenimiento.

CAMPOS DE APLICACIÓN


Zonas en las que el firme está agrietado y sea necesario para una próxima reposición Rehabilitación de firmes envejecidos que deban ser totalmente repuestos


Zonas donde se debe mantener el galibo

Eliminación de baches o defectos producidos por el extendido de mezclas asfálticas

Correcciones de pendiente en las capas de base

Realización de juntas de construcción de firmes nuevos con los ya existentes

EQUIPO


El equipo para la ejecución de los trabajos deberá ser una máquina fresadora cuyo estado, potencia y capacidad productiva garanticen el correcto cumplimiento del plan de trabajo.



PROCESO CONSTRUCTIVO

PREPARACIÓN DE SUPERFICIE EXISTENTE

LA

Antes del inicio del fresado, la superficie del pavimento deberá encontrar limpia, mediante trabajos de barrido y/o soplado.



PROCESO CONSTRUCTIVO PROCEDIMIENTO DE FRESADO DE ASFALTO

El fresado de pavimento sirve para retirar el firme agotado, fisurado o en mal estado de los viales. El trabajo consiste en la retirada superficial del pavimento bituminoso existente en mal estado, a fin de restaurar el perfil longitudinal y transversal del mismo para luego posibilitar la colocación de una nueva capa de mezcla asfáltica.


La retirada del pavimento bituminoso se deberá ejecutar a temperatura ambiente. Se empleará para ello unas máquinas fresadoras. Inmediatamente antes de las operaciones de fresado, la superficie del pavimento deberá encontrarse limpia, y por tanto, deberán adelantarse las operaciones de barrido que se requieran para lograr tal condición.


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Los camiones se colocarán por delante de las máquinas avanzando a la misma velocidad que éstas, de modo que la cinta transportadora vierta siempre sobre la caja del camión.

Antes de iniciar el fresado, se marcarán todos los tramos a fresar.

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2

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El tambor se hará bajar lentamente, hasta alcanzar el espesor de fresado; una vez nivelada la máquina, respetando la pendiente de bombeo, comenzará a avanzar.

4

En ningún caso se abrirá al tráfico un carril dejando un escalón lateral formado por una junta longitudinal de fresado.

Por detrás de las fresadoras trabajará una minibarredora, con el fin de eliminar toda la gravilla suelta de la calzada.

5

Una vez lleno el camión, la fresadora se detendrá hasta que otro camión haya ocupado el lugar del primero.

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7 Donde esté prevista una junta transversal de fresado, se procederá a levantar el tambor gradualmente, de modo que quede una transición lo más suave posible.

8 Los productos procedentes del fresado se transportarán a la planta de fabricación de Mezclas Bituminosas de asfaltos y pavimentos, para su acopio y posterior reciclado.


2 0


Al final de cada jornada, una vez se haya sacado la máquina de la calzada, se procederá a revisar el estado del tambor y de las picas y a sustituir aquellas que lo precisen.

1

2

Se contará en obra con un camión cisterna para rellenar el depósito de agua de las fresadoras


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ESPECIFICACIONES PARA EL FRESADO DEL PAVIMENTO

El fresado se efectuará sobre el área y espesor que apruebe el Interventor, a temperatura 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 como resultado del fresado, deberá ser transportado y acopiado en los lugares que indiquen los documentos del proyecto o que establezca el Interventor y será de propiedad del Instituto Nacional de Vías. Se exceptúan de esta disposición los materiales provenientes de las capas de una construcción nueva que deban ser fresadas por el Constructor como resultado de deficiencias en los trabajos de pavimentación que esté ejecutando y cuyo retiro sea ordenado por el Interventor, sin medida ni pago por parte del Instituto Nacional de Vías.


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En tal caso, el material fresado será de propiedad del Constructor quien, además, deberá realizar a su costa el cargue, transporte, descargue y disposición en vertedero de dichos materiales.

En la eventualidad de que al término de una jornada de trabajo no se complete el fresado en todo el ancho de la calzada, los bordes verticales, en sentido longitudinal, cuya altura supere cinco centímetros (5 cm), se deberán suavizar de manera que no impliquen peligro para el tránsito automotor. Igual precaución se tomará en los bordes transversales que queden al final de cada jornada.


2 0


Durante el manipuleo del material fresado, se deberá evitar su contaminación con suelos u otros materiales extraños.

En proximidades de sardineles y en otros sitios inaccesibles al equipo de fresado, el pavimento se deberá remover empleando otros métodos que den lugar a una superficie apropiada.

El trabajo de fresado se podrá realizar en varias capas, hasta alcanzar el espesor del proyecto, debiendo quedar una superficie nivelada y sin fracturas.

CONTROLES


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ESPESOR DEL FRESADO Se admitirá una tolerancia de las cotas de la superficie resultante, respecto de las del Proyecto, hasta de 5 mm. Los tramos donde se supere esta tolerancia se deberán someter a un tratamiento adicional por parte del Contratista, a su cuenta y costo, debiendo contar con la aprobación del Supervisor.


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RUGOSIDAD

Se comprobará previamente el Índice Internacional de Rugosidad (IRI) en toda la longitud fresada. Para efectos de la evaluación, las medidas se presentarán en m/km, realizándose la medición de la rugosidad sobre la superficie de rodadura terminada, en toda su longitud y debe involucrar ambas huellas por tramos de 5 km, en los cuales las obras estén concluidas, registrando mediciones cada 100 m.

PORCENTAJE DE HECTÓMETROS

IRI (m/km)

40

1,9

80

2,5

100*

3,0

TEMA 3

RECICLADO EN FRIO TECNOLOGÍA DEL ASFALTO


2018 O I R F N E O D A L C I C E R

DEFINICIÓN

DEFINICION:

El reciclado es una técnica de rehabilitación de carreteras que consiste en la reutilización de materiales procedentes de las capas que conforman el pavimento que ya han estado en servicio:

3 0 e t r a P a r e c r e T

Materiales que han perdido algunas de sus propiedades iniciales por el uso o envejecimiento (cohesión, textura, composición, geometría,etc.).

Fig. Trabajo de reciclado de pavimento asfaltico en fr io

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FINALIDAD

La finalidad técnica del reciclado es la de recuperar las propiedades originales del material que se fresa o incluso mejorarlas. Estas propiedades son:  la capacidad estructural .  la resistencia a la acción del agua.  la resistencia a la fatiga. Los reciclados en frio in situ más usuales son los que usan como ligante base una emulsión o como conglomerante el cemento. La reducción de costos es prácticamente de un 50%.

O I R F N E O D A L C I C E R




S O E R T É P S O D A G E R G A

MATERIALES

Los agregados pétreos serán los resultantes de la trituración mecánica de las capas de pavimento en el espesor indicado en el Proyecto y aprobado por el Supervisor. Es recomendable que el agregado de adición tenga características mineralógicas similares a las del agregado que se recicla, con el fin de evitar que el material bituminoso tenga diferente adhesividad con cada uno de los componentes.



S O E R T É P S O D A G E R G A

MATERIALES



S O S O N I M U T I B S E L A I R E T A M

MATERIALES

Para los reciclados en frío efectuados en el mismo lugar, con emulsión asfáltica de rotura lenta, del tipo CSS-1, (cuyo residuo de destilación tenga una penetración entre 100 y 250 décimas de milímetro), que deberán ser compatible con los agregados pétreos y cumplir con los requisitos de calidad. Para los reciclados con cemento asfáltico espumado, el material bituminoso será de penetración 85-100, compatible con los agregados pétreos, deberá cumplir con los requisitos de calidad. Se deberá comprobar, además, la compatibilidad de la emulsión asfáltica con el material fresado mediante el ensayo de recubrimiento y resistencia al desplazamiento

Fig. material bituminoso en estado solido

2018 S A N A L O Z U P


MATERIALES

Se consideran como tales, algunos filler comerciales que complementan la acción del material bituminoso asfáltico en cuanto a su reactividad. Los más utilizados son el cemento Portland, la cal hidratada y las cenizas volátiles Fig. Filler comercial: cemento port land

ADITIVOS MEJORADORES DE ADHERENCIA ENTRE LOS AGREGADOS Y EL ASFALTO

La dosificación y dispersión homogénea del aditivo, deberán contar con la aprobación del Supervisor.


A U G A

Fig. Agua limpia

Fig. Aditivos mejoradores para el reciclado en frio


S E L A I R E T A M


Fig. Propiedades, características y métodos del material de la mezcla en el reciclado

COMPOSICIÓN DE LA MEZCLA

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CONTENIDO DE ASFALTO O I R F N E O D A L C I C E R

El porcentaje de asfalto residual promedio del lote (ART%) tendrá una tolerancia del 1% con respecto al establecido en la Fórmula de Trabajo (ARF%). Dicho porcentaje incluye tanto la cantidad de material bituminoso aportada por la emulsión o el cemento asfáltico espumado, como la suministrada por la estructura que se recicla. Fig. Típicas granulometrías de reciclado

ARF%-1,0% ≤ ART% ≤ ARF% + 1,0%


GRANULOMETRÍA DE LOS AGREGADOS Sobre las muestras utilizadas para hallar el contenido de asfalto, se determinará la composición granulométrica de los agregados.

Fig. Tolerancias granulométricas empleando m aterial bituminosos


Capacidad Estructural

Se debe establecer la capacidad estructural para el tráfico estimado durante la vida útil del pavimento. También se debe indagar si la actual capacidad estructural podrá soportar el tren de reciclado. Para hallar la capacidad estructural se puede usar métodos como el DCP (Dynamic Cone Penetrometer o el FWD (Falling weight Deflectomete Cone lDCP se debe de perforar muestras para con olas capas que conformar la estructura del pavimento. En caso de usar el diseño Marshall se debe utilizar muestras de 50 kgs. En cada muestra se debe determinar: Contenido de humedad Contenido de ligante  e t r a  Granulometría de agregados triturados del P a r RAP e c r e  Características del agregado T  Vacios Compactación de campo  Propiedades del ligante recuperado.  

3 0

Fig. Deflexión de la estruct ura del pavimento ante una carga


Rendimiento del pavimento reciclado

Es importante tomar en cuenta lo siguiente al evaluar una vía antes de reciclar:  la profundidad de tratamiento y espesor de la capa de rodadura que luego se coloque.  Año de construcción de la vía y reparaciones realizadas.  Investigación para conocer el comportamiento del pavimento.  Espesor de la estructura de pavimento existente y capas de pavimento asfáltico. Un ancho mínimo de 2” (50 mm) de pavimento asfáltico es generalmente requerido para reciclado en el lugar. Sin embargo profundidades de 3” a 4” (75 a 100 mm) es preferido. Si se va a reciclar toda la capa e de pavimento asfáltico hay que tener cuidado que no sean t r a P incorporados material granular de la base. a r e c r  e En caso se utilice material granular adicional este no debe T exceder el 25% del valor del RAP en peso, ya que podría producir segregación y aumentar los costos.

3 0

Fig. Asfalto in situ de obra

LA MAYORÍA DE FALLAS PUEDEN CON EL RECICLADO EN FRÍO:

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Desprendimiento de material del pavimento,producido por segregación y falta de compactación, lo cual no permite obtener una buena cohesión.  Baches: Producidos por segregación térmica y física. Pérdida de resistencia por exceso de vacíos o segregación de agregados. Superficie irregular al momento de construir.  Exudación: Producida por exceso de ligante en la mezcla o bajo contenido de vacíos.  Ahuellamiento: Producido por inadecuada compactación debido a no obtener una densidad uniforme durante la construcción. e t r a Fatiga: Se debea unareducciónde laspropiedades P a r del pavimento, producido principalmente por e c r e oxidación y solicitaciones de tránsito. T  Reflexión: Producida por fallas e irregularidades en capas inferiores. 


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Fig. Tipos de falla de la carpeta de rodadura del pavimento

EQUIPOS ESPECÍFICOS PARA EL RECICLADO IN SITU EN FRÍO


•

El reciclado in situ en frío se puede llevar a cabo en principio con equipos muy diversos. Para cada una de las fases del proceso hay una o varias máquinas de uso múltiple a las que podemos recurrir. Sin embargo, existen unos equipos específicos, cada vez mejor adaptados, que realizan cuatro operaciones en una sola pasada:

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©


© © ©

Disgregación del pavimento existente, por fresado. Adición continúa del agua, los ligantes o los conglomerantes necesarios. Mezcla del material disgregado con el agua y con los ligantes o conglomerantes. Extensión del material mezclado con la forma requerida. Fig. Tren de maquinarias para el reciclado de pavimento en fri o


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Con estos equipos se reducen al mínimo el ruido y la contaminación atmosférica, pues los tres primeros procesos tienen lugar en las cámaras de fresado y de mezcla. ☻ Se trata, por consiguiente, de unas máquinas fresadoras-mezcladoras extendedoras, que requieren una potencia elevada, pero que permiten reciclar unos espesores importantes con grandes rendimientos y conseguir una buena regularidad superficial. e t r ☻ Como equipo de trabajo puede ser usado a P un "tren" de tres elementos: una máquina a r e c r fresadora en frío, una unidad de trituración, e T tamizado y mezclado y un equipo convencional de distribución y rodillado. ☻


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Fig. Maquinaria para reciclado i n sit u y en planta



La recicladora móvil de un tren de reciclado es halada por una potente fresadora. ֎ La recicladora consiste en un estructura sobre ruedas que cuenta con una criba donde va a caer el RAP obtenido por la fresadora. ֎ Estas fresadoras pueden cortar un carril completo de 3,7 mts o más. ֎ Estas máquinas también pueden reciclar los pavimentos que forman las vías auxiliares que normalmente tiene un ancho de 1,2 mts. ֎


Fig. Maquinaria móvil para el reciclado de asfalto en frio



El material reciclado es llevado por el transportador a una pavimentadora convencional , la cual extenderá la mezcla produciendo una superficie muy regular.


Modernos equipos de reciclado permiten avanzar 3 kms en un día. Los costos de este método son de un 50% menos que cualquier método convencional.

Fig. Trabajo de extensión del material reciclado

Pasos a seguir para realizar un reciclado en frio en el lugar.

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En primer lugar se debe evaluar el estado del pavimento y ver que secciones tienen fallas



Fig. Falla en un carril del pavimento asfaltico

Fig. Falla en un tramo del pavimento asfaltico

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Procedimiento de operación

•


El proceso de reciclar in situ un firme en frío consta de tres operaciones, muy parecidas a las realizadas en la construcción normal de un firme nuevo: • Disgregación del firme existente, fresándolo hasta una cierta profundidad para reutilizar el material utilizado en su construcción. • La mezcla en frío del material disgregado se puede llevar a cabo conjuntamente con la disgregación o como una operación independiente, sin desplazar el material existente. A la mezcla se le añaden, de forma separada o conjunta: hidráulicos  Agua: Para permitir el fraguado de los conglomerantes o la envuelta de las emulsiones bituminosas y para facilitar la compactación. e  Ligantes o conglomerantes: Emulsiones bituminosas o cemento (en t r a P polvo o en forma de lechada), en ocasiones con la incorporación de a r e cal o de otros aditivos. Áridos de aportación, si es necesario mejorar c r e la granulometría del material recuperado del firme existente y sus T características mecánicas. • La extensión y compactación del material mezclado de manera que se obtenga una nueva capa del firme.

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Fig. Proceso de reciclado de la carpeta de rodadura

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CLASIFICACIÓN DE LOS RECICLADOS IN SITU EN FRÍO

•



Los distintos tipos de reciclado in situ en frío se pueden clasificar atendiendo a: • La naturaleza y el espesor de los materiales que se van a reciclar • El ligante o conglomerante empleados: emulsión bituminosa o cemento, en ambos casos con incorporación o no de cal. • Los principales objetivos de la rehabilitación son:  Renovación superficial.  Rehabilitación estructural  Creación de una capa de base de alta calidad ejecutada in situ. • En la siguiente tabla se consideran cuatro clases de reciclado in situ en frío.

Fig. Características de las clases de reciclado in situ en frio


•

CLASE I

CLASE II

•

Empleado en un pavimento insuficiente para el tráfico esperado o ya agotado, sobre una explanada que no tenga problemas serios, y cuyo pavimento sea de pequeño espesor. Permite obtener una capa de características mecánicas mejoradas. Para reducir la sensibilidad del material a la acción del agua podemos añadir del 1 al 2 % de cemento o de cal como aditivo. En general, se suele disponer sobre la capa reciclada un pavimento bituminoso de pequeño espesor: riego con gravilla, lechada bituminosa o aglomerado en capa fina.

Esta clase de reciclado se emplea para firmes con capas bituminosas, en las que éstas sean las principales responsables de los deterioros , pudiendo haber además problemas de adherencia en la interfaz entre pavimento y base. Se reciclan unos materiales relativamente homogéneos, bituminosos en un 75 % aproximadamente. El reciclado abarca totalmente las capas bituminosas, y la totalidad o parte de las inferiores (granulares o tratadas con cemento). El hecho de elegir este tipo de reciclado se valora después de realizar unos ensayos que nos indiquen que no vamos a tener problemas de heterogeneidad de los elementos que se reciclan.

•


CLASIFICACIÓN DE LOS RECICLADOS IN SITU EN FRÍO

•


•

CLASE III

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Esta clase de reciclado se emplea donde las capas superiores de un firme, totalmente bituminosas, se hayan comportado mal a fatiga, reflexión de grietas, despegues, ligante envejecido, etc. El reciclado debe penetrar ligeramente en las capas inferiores, para eliminar los problemas que pueda haber en la interfaz. Se puede considerar a la capa reciclada como una capa intermedia, sobre la que se dispondrá otra de rodadura.

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•


CLASIFICACIÓN DE LOS RECICLADOS IN SITU EN FRÍO CLASE IV Esta clase de reciclado se emplea en zonas con insuficiencia estructural en el firme existente para los tráficos esperados. Este es un procedimiento que se basa en el fresado en frío de un cierto grosor de la carpeta asfáltica envejecida y el mezclado de este material con un conglomerante hidráulico (cemento normalmente). El nuevo material se extiende y se compacta definiendo una sólida base para posteriores refuerzos. Se reciclan espesores de hasta 35 cm, mezclando el material disgregado con cemento y agua. Es un tratamiento eficaz, con el que se consiguen de manera económica pavimentos de gran robustez.

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CRITERIOS DE SELECCIÓN DE LA CLASE DE RECICLADO

EL RECICL ADO DE L A CL A SE I: Se apl aplic icaa habitualmente a pavimentos flexibles, que vayan a verse sometidos en general a una categoría de tráfi ráficco pesado sado,, sin pro problem lemas serio erioss en la explanada. EL RECICL ADO DE L A CL A SE IV: Es una magnífica alternativa alternativa si se precisa rehabilitar firmes con un avanzado estado de deterioro estructural, a veces incluso con problemas en la explanad explanada, a, para hacer frente a incrementos de tráfico.



CRITERIOS DE SELECCIÓN DE LA CLASE DE RECICLADO

LOS RECICLA LOS LAD DOS DE LA LAS S CL CLAS ASE ES II Y III: Se emplean habit habitua ualmen lmente te para para tratar tratar las situ situaci acion ones es de deteri deterioro oro correspondientes correspondientes a: La fisuración por fatiga de firmes flexibles y semirrígidos. semirrígidos. Es una alternativa alternativa al fresado y la reposición reposición seguida seguida de un recrecimiento. De cualquier forma se reduce el espesor del recrecimiento. El despegue de la capa de rodadura. Es una alternativa a su fresado y reposición. La reflexión de grietas de retracción de bases tratadas con cemento cement o que no estén muy degradadas. degradadas. Permite potenciar potenciar las capas bituminosas existentes, dificultando la reflexión de las fisuras hacia el nuevo pavimento. La fisuración por envejecimiento del ligante o por la acción de las las soli solici cita taci cion ones es té térm rmic icas, as, dond dondee su ef efect ecto o hay hayaa avanzado más allá de lo que repararía la simple extensión de una nueva capa de rodadura.

Fig ig.. Tra raba bajo jo de exte xtens nsió ión n de dell re reci cicl cla ado en fri frio o in si situ tu

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PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO APERTURA AL TRÁNSITO Terminada la compactación, la capa se podrá abrir al tránsito vehicular, limitando la velocidad de los vehículos a 30 km/h durante las primeras 48 horas, cuando el reciclado se haya realizado con asfalto espumado. Si el reciclado se ha realizado con emulsión asfáltica, la apertura no se podrá realizar antes de tres días o el aprobado por el Supervisor.



Fig. Señalización de la ejecución de obra

CURADO Y PROTECCIÓN SUPERFICIAL DE LA CAPA COMPACTADA Las capas recicladas en frío requieren un período de curado para su maduración, antes de que se autorice su apertura al tráfico. El tiempo de curado deberá ser el suficiente para que el contenido de humedad del material reciclado y compactado sea inferior al uno 1%. Por lo general, dicho período es, como mínimo, de 10 días en el caso de reciclados con emulsión asfáltica y de 5 días cuando se utilice cemento asfáltico espumado, dependiendo de las condiciones climáticas. Dichos riegos se realizarán con una emulsión diluida en agua de manera que el material bituminoso residual sea aproximadamente el 30% y la dosificación del material bituminoso estará entre 0,2-0,3 kg/m2 de material bituminoso residual.

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PROCEDIMIENTO PROCEDIMIENT O DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO

CALIDAD DEL TRABAJO TERMINADO O I R F N E O D A L C I C E R

La capa terminada deberá presentar una superficie uniforme y ajustarse a las rasantes y pendientes establecidas en el Proyecto. La distancia entre el eje del proyecto y el borde de la capa que se reci re cicl cla, a, ex excl clui uido doss sus cha chaflflan anes es,, no po podr dráá ser me meno norr qu quee la señalada en los planos o la determinada por el Supervisor. La cota definitiva de cualquier punto de la capa c apa reciclada en frío no podrá variar en más de 10 mm de la proyectada. densidad seca promedio). promedio). ♣ Compactación (La densidad Si Dm-(k x s) ≥ 0, 0,95 95 De De se acept aceptaa el lote Si Dm-(k x s) < 0,95 De se rechaza el lote em ≥ ♣ Espesor (espesor medio de la capa compactada debe ser em ed). e t r a ♣ Uniformidad de la superficie (no (no existan variaciones superiores P a r de 5 mm en capas c apas de rodadura o 10 mm en capas de base). e c r e ♣ Medidas de deflexión (la solidez solidez de la estructura construida por T medio de las medidas de deflexión con la viga Benkelman o FWD u otro equipo) equipo)..

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Fi g . Tr ab aj o m an an u al p ar a u n ac ab ad o h o m og og én eo y uniforme

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Reciclado en Frío en el lugar Guía de especificaciones Limitaciones de Clima: a temperatura ambiente. Cuando no llueve o nevar. Equipos de fresado: deben cumplir con las especificaciones técnicas. Equipos de reciclado: deben contar con la saranda, trituradora, sistema de pesado automático. Pavimenta dora: deben cumplir con especificaciones técnicas técnicas Rodillos: deben contar contar por lo menos con un rodillo neumático de 25ton 25ton y uno de 12ton. Temperaturas del agente reciclador: debe de ser calentado dentro del rango especificado. Contenido de humedad del RAP: debe tener agua antes del agente reciclado. Operaciones del mezclado: debe ser mesclado uniformemente. uniformemente. Coloración acabada: estableciendo estableciendo gradiente gradiente y pendiente en el acabado. Compactación:: debe de ser uniformemente compactada sin desplazamientos o grietas. Compactación Juntas: tiene que traslapar en un mínimo de 4” (100 mm). Rugosidad Rugosida d del pavimento: La variación de la superficie superficie no debe exceder exceder (3/16” o 5 mm recomendado).

Reciclado en Frío en el lugar Guía de especificaciones


MÉTODO DE PAGO

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El pago por cantidades aceptadas se hará según lo siguiente: Reciclado en el Lugar (Por metro cuadrado).

e t r a P a r e c r e T

Fig. Trabajo de uniformidad del reciclado con herramientas manuales

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Ventajas ECONÓMICAS: Los equipos móviles son más rentables que los fijos adaptándose a las necesidades de obra. Obtención del árido directamente de la capa de pavimento existente y utilizándolo como capa intermedia. De esta forma evitamos los altos costes de obtención de áridos y transporte de los mismos. ENERGÉTICAS: Menor consumo de energía en el proceso. AMBIENTALES: Se evitan la extracción de nuevos áridos y el vertido de los materiales fresados. Ausencia de emisiones contaminantes. OPERATIVAS: Reducción de las molestias causadas al tráfico mantenido durante la construcción, aumentando la seguridad de los operarios y de la propia circulación. TÉCNICAS: Se puede tratar un solo carril en el caso de que el deterioro afecte a una parte de la calzada que tenga varios carriles para el mismo sentido. Se reducen al mínimo las perturbaciones causadas por las operaciones de construcción a las demás capas existentes, conservando intacta su resistencia y su humedad. Reduce el daño causado a otros tramos de carretera por el paso de la maquinaria de obra.


Desventajas

♣ Los

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inconvenientes son la falta de aprovechamiento de la capacidad aglomerante del betún antiguo. El tiempo necesario para la apertura al trafico.

Fig. Comparación del pavimento antes y después del reciclado

2018

Cualquiera que sea la técnica de reciclaje que se utilice para la rehabilitación de un pavimento debe cumplir con las exigencias de éste, que responda satisfactoriamente a sus necesidades funcionales y estructurales. ♣ Así mismo se debe tener en cuenta los recursos, equipos disponibles y tiempo del proyecto que permitan implementar dicha técnica. ♣ Todos somos conscientes de la necesidad de reciclar para conseguir un aprovechamiento óptimo de los recursos naturales. ♣ Al mismo tiempo la sociedad reclama una red de carreteras extensa y de calidad. ♣ Por lo tanto, es necesario conseguir mantener la red viaria en un estado de conservación óptimo, con el menor impacto ecológico posible y a un coste razonable. ♣



CONCLUSIONES

CONCLUSIONES: Cualquiera que sea la técnica de reciclaje que se utilice para la rehabilitación de un pavimento debe cumplir con las exigencias de éste, que responda satisfactoriamente a sus necesidades funcionales y estructurales. ♣ Así mismo se debe tener en cuenta los recursos, equipos disponibles y tiempo del proyecto que permitan implementar dicha técnica. ♣ Todos somos conscientes de la necesidad de reciclar para conseguir un aprovechamiento óptimo de los recursos naturales. ♣ Al mismo tiempo la sociedad reclama una red de carreteras extensa y de calidad. ♣ Por lo tanto, es necesario conseguir mantener la red viaria en un estado de conservación óptimo, con el menor impacto ecológico posible y a un coste razonable. ♣

TEMA 4

RECICLADO EN CALIENTE TECNOLOGÍA DEL ASFALTO


INTRODUCCIÓN En la conservación y rehabilitación de firmes con mezclas bituminosas se registra un incremento cada vez mayor de las operaciones de fresado y reposición con mezclas nuevas. Este hecho da lugar a la generación de unos materiales con un elevado potencial de reutilización de los áridos y del ligante contenidos en ellos mediante técnicas de reciclado en frío con emulsión o de reciclado en caliente.

CLASIFICACIÓN DEL RECICLADO EN CALIENTE •

Tratamiento en caliente in situ , con las siguientes

•

Tratamiento en caliente en planta, mezclas con adición de

tecnologías: – Termoreperfilado – Termoregeneración – Termoreciclado RAP.

Reciclado en caliente in situ Los procesos de reciclado in situ son de aplicación cuando no se trata de corregir problemas de insuficiencia estructural sino problemas en capas superficiales como son los debidos a envejecimiento del ligante, pulimento de los áridos, pérdida de textura, etc. Aunque algunas de estas técnicas permiten dotar al firme de una cierta capacidad de refuerzo, el espesor de tratamiento se limita a unos 8 cm como máximo, por lo que su campo de aplicación va más encaminado hacia la renovación de las características superficiales del pavimento.

El reciclado en caliente in situ se realiza con unos equipos especiales provistos de calefactores que elevan la temperatura de la superficie del firme y facilitan la disgregación del material, siendo el elemento básico del equipo el escarificador o fresador-calentador. Generalmente, el calentador consiste en unos paneles de rayos infrarrojos que calientan la superficie a temperaturas que oscilan entre 120ºC y 160ºC.

Reciclado en caliente in situ Suele haber una serie de paneles que precalientan la superficie y eliminan la humedad, y una o dos series (si se reciclan más de 2-3 cm ya que suele hacerse en dos etapas) que aplican la temperatura final. El equipo de escarificado está provisto de dientes de acero con puntas de carburo, aunque a veces se utilizan fresadoras convencionales. El material disgregado se mezcla con un betún blando o un agente rejuvenecedor, pudiendo llevarse a cabo la técnica con o sin aportación de árido nuevo y realizando la operación de mezcla con el mismo equipo. La extensión y compactación se realiza mediante equipos convencionales y debe realizarse lo más rápidamente posible ya que es el punto crítico de toda la operación.

Reforming Consiste en devolver el perfil a una calzada bituminosa mediante calentamiento y escarificación, dándole posteriormente la forma deseada y compactando sin extraer ni adicionar ningún material.

REGRIPPING Se trata del reforming acompañado de la incorporación de áridos mezclados o no con ligante para modificar alguna de sus características superficiales como, por ejemplo, la mejora de la rugosidad. La técnica de termoreperfilado se utiliza para corregir pequeños deterioros en la superficie del pavimento o como tratamiento previo de un refuerzo posterior, de manera que se obtenga una adherencia óptima entre las capas antiguas y las nuevas.

Repaving • Consiste en devolver el perfil a una calzada bituminosa por

calentamiento, escarificación (sacando eventualmente una parte de los materiales), nivelación, colocación de una nueva capa delgada de mezcla bituminosa y compactación. Este método, equivalente a la termoregeneración, es aplicado para corregir problemas de regularidad longitudinal o transversal, pérdida de material superficial, superficies deslizantes o permeables, con las ventajas derivadas de disponer de una nueva rodadura. A veces va precedida de la eliminación por fresado de los 2-3 cm superiores que se aportarán de material nuevo con el objetivo de mantener la rasante.

Remixing Se trata de la mejora de las propiedades de la capa superficial de un firme mediante calentamiento, escarificación (se extrae eventualmente una parte de los materiales), mezcla con las correcciones necesarias de la formulación (por aportación de áridos mezclados o no con ligante, de ligante o de mezcla bituminosa) y eventualmente la adición de un agente rejuvenecedor de ligante. La mezcla total es colocada en la obra y finalmente compactada.

REJUVENATING

Es el mismo procedimiento que el remixing pero con la única aportación de un agente rejuvenecedor . Estos métodos de termoreciclado intentan solventar problemas de envejecimiento del ligante o defectos de la mezcla, aplicándose para espesores de 4 a 8 cm.

Reciclado en caliente en planta Se entiende por reciclado de mezclas bituminosas en planta en caliente la reutilización de mezclas bituminosas retiradas de capas envejecidas mediante un tratamiento en una central de fabricación en caliente. En este tratamiento se añaden a las mezclas antiguas otros áridos y ligante nuevos y, a veces, un agente rejuvenecedor del ligante.

Reciclado en caliente en planta El proceso se realiza retirando las mezclas de la carretera en forma de bloques, extraídos con palas, martillos neumáticos o masas de caída libre, si se trata de la eliminación completa del conjunto de las mezclas. Mediante el fresado se retiran los materiales si sólo se quiere eliminar una parte de la capa bituminosa.

Reciclado en caliente en planta El material retirado es trasladado a una central de fabricación de mezclas bituminosas en la que, después de un eventual proceso de machaqueo y de una clasificación granulométrica, se mezcla en caliente con áridos y ligantes nuevos, así como agentes rejuvenecedores, obteniéndose una mezcla bituminosa compuesta en parte por el material reciclado y destinada normalmente para capas inferiores y arcenes, aunque en ocasiones también para capa de rodadura.

Los principios generales aplicables Las características del ligante final de la mezcla deben estar en el rango o próximas al de los ligantes que serían aplicables en mezclas equivalentes con áridos nuevos. Ello puede suponer la utilización de betunes nuevos con una mayor penetración o con características regenerantes a medida que aumenta la proporción de RAP en la mezcla o con ligante del RAP muy envejecido. Asimismo, al aumentar la proporción de RAP, hay que ir disminuyendo la de ligante nuevo a añadir para mantener un contenido total de ligante adecuado.

Los principios generales aplicables Para un mezclado eficaz y reconstitución de la mezcla, el RAP debe alcanzar una temperatura suficientemente elevada para permitir la fluidificación del ligante viejo y su mezcla con el nuevo. En la práctica, esto se traduce en que debe alcanzar unas temperaturas en torno a 160ºC para las mezclas habituales en nuestro país.

Los principios generales aplicables En el calentamiento del RAP por transferencia de calor a partir de los áridos sobrecalentados, la temperatura de éstos no debe ser tan alta como para provocar un envejecimiento adicional del ligante por choque térmico.

ventajas, reciclado in situ • Economía superior al reciclado en central, debido a que no es necesario el transporte de materiales a la central ni el transporte de puesta en obra y a que se realiza un menor consumo energético durante todo el proceso. • Se puede aprovechar el 100% del material antiguo en una sola aplicación. • Ausencia absoluta de emisiones contaminantes en el caso de reciclados en frío. • Mejor adaptación a obras dispersas y de pequeña tamaño.

Ventajas, reciclado en caliente • Una homogeneidad más grande debido a que la dosificación de las

mezclas recicladas puede controlarse de manera precisa mediante básculas y dosificadores. Asimismo, la dosificación de materiales nuevos puede controlarse también de manera exacta. • Se puede realizar sobre cualquier espesor de mezcla bituminosa, sin limitaciones. • El transporte, la extensión y la compactación se pueden realizar con equipos convencionales (ventaja sobre el reciclado in situ en frío).

Ventajas, reciclado en caliente • • • • •

Se aprovecha mejor la capacidad aglomerante residual del betún antiguo (ventaja sobre el reciclado in situ en frío). No necesita tiempo de curado, se puede abrir inmediatamente al tráfico (ventaja sobre el reciclado in situ en frío). Se puede utilizar en capas de rodadura, cosa difícil con los reciclados in situ especialmente en frío. Puede regularse el calentamiento de la mezcla de manera que no se produzca un endurecimiento inadmisible del betún (ventaja sobre el reciclado in situ en caliente). El reciclado en caliente en planta tiene un comportamiento mecánico y una capacidad de refuerzo análogos a los de las mezclas nuevas y superiores a los de los reciclados in situ.

Inconvenientes del reciclado en caliente en planta • Menores ahorros que el reciclado in situ. • Necesidad de grandes obras para que resulte económicamente rentable montar una central de este tipo. • En pequeñas actuaciones, necesidad de disponer en las proximidades de centrales equipadas para realizar el reciclado. • Necesidad de grandes superficies de almacenamiento en las centrales. • Necesidad de una buena organización en las operaciones de fresado para facilitar una operación continua.

Materiales RAP El material a reciclar consiste normalmente en capas bituminosas que han sido fresadas en un espesor predeterminado y transportadas a los acopios de la planta asfáltica. El RAP es triturado o tamizado hasta un tamaño máximo de 14-20 mm, produciéndose durante el proceso la disgregación en sus componentes originales y la rotura de algunas partículas de las fracciones más gruesas. Este último aspecto provoca una falta en el tamaño máximo del árido y un incremento de los tamaños inferiores, no habiendo en principio un aumento significativo de finos.

Ligante bituminoso El tipo de betún asfáltico a emplear será aquél que, combinado con el procedente del material bituminoso a reciclar en las proporciones fijadas en la fórmula de trabajo, permita obtener un ligante hidrocarbonado de características similares al recogido en el artículo 542 del PG-3 en función de: – La capa de firme a la que se destine la mezcla. – La categoría de tráfico de pesado. – La zona térmica estival en la que se encuentre la carretera.

Agentes rejuvenecedores El grado de envejecimiento de un betún de pavimento depende de factores climatológicos y de tráfico en procesos de larga duración y de fabricación y puesta en obra en procesos de corta duración. Normalmente, cuando se quiere reciclar un pavimento, es debido a que se encuentra fatigado estructuralmente y esto supone, salvo que haya sucedido alguna catástrofe natural, que el ligante se encuentra alterado después de un largo tiempo de exposición a agentes externos.

Áridos La calidad de los materiales de aportación ha de corregir las deficiencias del material a reciclar, de manera que la mezcla final presente características que se sitúen dentro de las tolerancias admitidas para las mezclas totalmente nuevas.

DISEÑO DE LAS MEZCLAS De una manera general, el diseño de una mezcla asfáltica consiste en seleccionar el tipo y la granulometría de los áridos a utilizar además del tipo y contenido de ligante, de manera que se cumplan los requerimientos específicos del proyecto.

DEFINICIÓN DE LOS CONDICIONANTES QUE INFLUYEN EN EL DISEÑO DE LAS MEZCLAS COMO: • • • • • • • •

Tipo de actuación a realizar: rehabilitación o nuevo firme. Tipo de infraestructura (carretera convencional, vía de altas prestaciones, calle urbana, pista de aeropuerto, etc). Tipo de firme. Capa a construir (rodadura, intermedia o base) y su espesor. Tráfico previsto. Climatología. Restricciones económicas. Puesta en obra.

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e t r a P a t r a u C

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5 Tecnologia Del Pavimento

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