RECICLADO DE PAVIMENTOS

FLEXIBLES IN SITU CON CEMENTO EN

BOLIVIATramo: Río Seco - Desaguadero

Expositor: Ing. Roger Flores Laura

INTRODUCCIÓN

El reciclado o “reutilización” de pavimentos flexibles existentes por tratamiento in situ con cemento, es una técnica moderna, que permite aumentar de forma notable la capacidad estructural y la homogeneidad de los mismos, con un aporte mínimo de materiales.

Definición.El reciclado es una técnica, cuyo objetivo fundamental es transformar la plataforma de rodadura de una carretera degradada, en una estructura homogénea y adaptada al tráfico que debe soportar, reutilizando los materiales existentes con la adición de conglomerantes y/o aglomerantes (agua, emulsión, cemento portland).

Desarrollo Histórico.Tiene sus orígenes después de finalizada la Segunda Guerra Mundial.

Primeras Aplicaciones:Reino Unido, con un proceso llamado “RetreadProcess” (Reencauchutaje), para reparar las vías secundarias dañadas por la guerra.

Desarrollo Histórico• Consistía en Escarificar

la superficie dañada, mezclarla con la adición de un ligante bituminoso y finalmente compactar la plataforma.

• Para la época y el tráfico promedio daba excelentes resultados.

Desarrollo Histórico• En la década de los 70,

por la crisis petrolera que provocó un alza del asfalto, nuevamente se plateó la reutilización de materiales.

• Ésta crisis planteó nuevamente el ahorro de energía y con esto el relanzamiento del reciclado de pavimentos.

Desarrollo Histórico• A mediados de los 80 el

reciclado de pavimentos in situ con con cemento para el reacondicionamiento de carreteras ha resurgido con fuerza y ha desarrollado un éxito notable.

Desarrollo Histórico• Los países donde

más se utiliza la técnica es en los EE.UU. Australia, Alemania y Francia.

• Particularmente en Alemania es una técnica de rehabilitación de uso OBLIGATORIO en todo su territorio por las ventajas del método.

• En Bolivia desde hace pocos años, el Instituto Boliviano del Cemento y el Hormigón (IBCH) cumple una labor de investigación.

• Algunos proyectos ejecutados en Bolivia con similar metodología son:– Tramo Cotoca-Paraíso.– Tramo Rio Seco-Desaguadero

Desarrollo Histórico

• Conocimiento de las propiedades físico mecánicas de los materiales componente del reciclado.

• Empleo de equipo de mayor potencia y productividad, que proporcionan mayor calidad del producto final.

• Creciente conciencia ecológica, ante el agotamiento de los bancos de agregados y la dificultad de abrir nuevos.

Factores del desarrollo de la técnica del reciclaje

• Mejorar las características de la plataforma tratada bajo tráfico.

• Transformación de una estructura deteriorada en una más resistente y homogénea.

• Incremento de la capacidad de soporte.

Objetivos del Reciclado

• El concepto de usar materiales procedentes de los pavimentos envejecidos o fuertemente dañados en la construcción, mantenimiento o reconstrucción de carreteras en el mundo ya tiene muchos años como práctica común. En el ámbito caminero se han popularizado el término RAP (Reclaimed Asphalt Pavement), por sus siglas en inglés), que consiste en recuperar material de carreteras y volverlo a usar en las mismas carreteras.

Objetivos del Reciclado

• In Situ,– Proceso de reciclado ejecutado se lleva a

cabo en el mismo lugar donde se realizan los trabajos a lo largo de la carretera.

Tipos de Reciclado• Por el lugar donde se lleva a cabo la

mezcla:

• En Planta,– El material

fresado y/o escarificado se transporta a una planta de procesamiento para mejorar la granulometría, humedad, etc. Del material reciclado.

Tipos de Reciclado• Por el lugar donde se lleva a cabo la

mezcla:

• En Frío,– El reciclado en frío sin

calentar los materiales generalmente se los lleva a cabo in situ.

Tipos de Reciclado• Por la temperatura de mezcla:

• En Caliente,– Si se realiza en planta el material

disgregado se mezcla con concreto asfáltico en caliente con al menos 40% de material reciclado y con una granulometría corregida.

Tipos de Reciclado• Por la temperatura de mezcla:

• Reclicado de Plataformas con materiales homogéneos,– Se utilizan en carreteras con

plataformas de rodaduras compuestas por tratamientos superficiales, y que necesariamente se debe realizar la corrección de la granulometría.

Tipos de Reciclado• Por el tipo de material a reciclar:

• Reciclado de dos o más capas de refuerzo de pavimento flexible y/o tratamiento superficial.– Se utiliza cuando se tiene

dos o más capas de refuerzo en una carpeta de rodadura debido a la rehabilitación sucesiva del mismo.

– En estos casos también es posible realizar una corrección de la granulometría por la adición de materiales seleccionados.

Tipos de Reciclado• Por el tipo de material a reciclar:

• Cemento.– Aporta un incremento en la

capacidad de soporte de la capa tratada.

– Se puede realizar un reciclado a mayor profundidad, contrario al uso de la emulsión donde es aplicado a capas de menor espesor.

Tipos de Reciclado• Por el tipo de ligante:

• Cal y Cemento.– Utilizado con bases

granulares con cierta plasticidad o contaminadas por arcilla.

– La cal flocula y neutraliza la arcilla y el cemento incrementa rápidamente la capacidad de soporte

Tipos de Reciclado• Por el tipo de ligante:

• Emulsión Bituminosa.– El material disgregado se

mezcla con una inyección de emulsiones bituminosas y agua.

– Luego se compacta para obtener un material similar a una mezcla bituminosa densa en frío.

Tipos de Reciclado• Por el tipo de ligante:

Tipos de Reciclado• Por el tipo de ligante:• Asfalto Espumado.

– Es la técnica que se utiliza con mucha frecuencia.

Tipos de Reciclado• Por el tipo de ligante:• Cemento y Emulsión.

– Técnica que combina los dos materiales, con el objetivo de incrementar la resistencia del material tratado y a la vez dar cierta flexibilidad al utilizar la emulsión y así reducir los efectos de la retracción y el módulo de elasticidad.

Ventajas y Limitaciones de las técnicas de reciclado.

• Comunes:• Ventajas.

– Aprovechamiento de los materiales envejecidos.

– Homogenización resistente y geométrica del paquete estructural.

– Disminución de la explotación de bancos de préstamo de materiales.

– Rehabilitación individual de carriles.– Disminución de las molestias por tráfico

en la obra.– Menores costos de rehabilitación.– Realización simultánea de trabajos de

reciclaje.

Ventajas y Limitaciones de las técnicas de reciclado.

• Comunes:• Ventajas.

– En resumen, el reciclado es un método de construcción respetuoso con el medio ambiente y al mismo tiempo económico, al reutilizar todos los materiales y reducir los costos por la explotación, tratamiento y transporte de nuevos materiales.

Ventajas y Limitaciones de las técnicas de reciclado.

• Comunes:• Limitaciones.

– Mayor heterogeneidad respecto a una mezcla tratada en planta.

– Ejecución por bandas, con la posible aparición de fisuras longitudinales, si no se toman en cuenta las previsiones para disminuir tales eventos.

– Operación más lenta que la del simple refuerzo con capas de mezclas bituminosas.

Ventajas Particulares del Reciclado con Cemento.

• Ventajas Técnicas:- El reciclado in situ permite rehabilitar la plataforma

fatigada, deformada e inadaptada de rodadura al tráfico vehicular.

- Con frecuencia la rehabilitación es exitosa.

Ventajas Particulares del Reciclado con Cemento.

• Ventajas Económicas:- La reutilización de

materiales in situ provee un gran ahorro, al disminuir al mínimo el costo por el procesamiento de nuevos áridos.

- Por lo anterior el reciclado es una técnica económica, reduciendo entre un 30% a 40%, respecto a las técnicas tradicionales de rehabilitación.

Ventajas Particulares del Reciclado con Cemento.

• Ventajas Ecológicas:- El reciclado con cemento es una técnica en frío que

consume muy poca energía.- Disminución notable de la contaminación y las

emisiones de gases con efecto invernadero.- Eliminación de la explotación de nuevas canteras

para la explotación de agregados.

Desventajas Particulares del Reciclado con Cemento.

- Posible aparición de fisuras en la superficie, debido a la retracción del material.

- Incremento de la rigidez.- Protección contra el tráfico a temprana edad,

reduciendo la productividad en la ejecución de los trabajos.

Reciclado de Pavimentos Flexibles en Bolivia.Tramo Río Seco-Desaguadero- El tramo se halla

ubicado en la RVF-001 (LP 05) del Departamento de La Paz, cruza las Provincias de Murillo, Los Andes e Ingavi. Los municipios de mayor importancia son: La Paz, El Alto, Laja, Tiahuanacu, Guaqui y Desaguadero.

Reciclado de Pavimentos Flexibles en Bolivia.Tramo Río Seco-Desaguadero- La obra consiste en rehabilitar la carretera que comunica

las ciudades de La Paz, en Bolivia, con Desaguadero (ciudad fronteriza con Perú), concretamente el tramo Río Seco-Desaguadero, de 97.41 Km.

El objetivo del proyecto a través del Programa Puesta a Punto de Carreteras (PPP) es el de reponer y mejorar la infraestructura del tramo Río Seco –Desaguadero, dejándolo en óptimas condiciones de servicio.Contratista: Saglas Obras y ServiciosCliente: ABC (Administradora Boliviana de Carreteras)Plazo de Ejecución: 22 mesesPresupuesto: 19.269.828,13 €(25.734.863,28 US$)

Reciclado de Pavimentos Flexibles en Bolivia.Tramo Río Seco-Desaguadero

El objetivo del proyecto a través del Programa Puesta a Punto de Carreteras (PPP) es el de reponer y mejorar la infraestructura del tramo Río Seco –Desaguadero, dejándolo en óptimas condiciones de servicio.Contratista: Saglas Obras y ServiciosCliente: ABC (Administradora Boliviana de Carreteras)Plazo de Ejecución: 22 mesesPresupuesto: 19.269.828,13 €(25.734.863,28 US$)

A partir de los resultados del estudio a diseño final TESA, elaborado por la Supervisión Técnica a Cargo del Consorcio Integración Vial se han determinado los siguientes parámetros de construcción

- El espesor de la carpeta a ser rehabilitada.

- La eventual necesidad de una corrección de la granulometría.

- Dotación del conglomerante:- Cemento entre 3% y 5%.

- Dotación de agua.- Elección de los equipos mas adecuados

para efectuar el reciclado in situ.

Definición de la Metodología de Trabajo

C.A. 5 cm espesor

Capa Base e=15 cm

Capa SubBasee=20 cm

Existen muchos métodos para la determinación de la cantidad mínima de cemento portland para adicionar a un RAP. Algunos de los cuales son:

- El método del PCA- El método propuesto por WIRTGEN- El método INGLÉS, etc.

Método empleado para la dosificación

Se elabora en función al pliego de especificaciones técnicas vigentes para el proyecto:Algunos requisitos mínimos son:- Ensayes de Resistencia y Durabilidad

AASHTO T134 Y T135.- Par el efecto la resistencia mínima a los

7 días es de 2.5 Mpa.- Pérdida por humedecimiento y secado

de 12.5%.- Método de Compactación el AASHTO

T180, método A.

Determinación de la Cantidad de cemento portland (PCA)

Caracterización del material a reciclarse, al ser una plataforma de rodadura la base estabilizada debe ser un A-Ia, según la clasificación de suelo AASHTO:

Determinación de la Cantidad de cemento portland (PCA)

Ensaye de Compatación AASHTO T180, método A:

Determinación de la Cantidad de cemento portland (PCA)

Caracterización del material a reciclarse.En función a los resultados de laboratorio se determinó una cantidad mínima ÓPTIMA de cemento portland es de 5% en peso, cumpliendo las exigencias de las normas AASHTO T143 Y T 135.

Determinación de la Cantidad de cemento portland (PCA)

En función a los resultados de laboratorio, antes de iniciar trabajos se puso en práctica los resultados en un tramo de prueba de 100m de longitud.

Metodología Constructiva

Extensión de cemento portland IP-30, VIACHA. En BIG BAGs. DE 1400 Kg. Aproximadamente.

Metodología Constructiva

Extensión de cemento portland IP-30, VIACHA. En BIG BAGs. DE 1400 Kg. Aproximadamente.

Metodología Constructiva

Equipo utilizado para el proceso de reciclado.- RECICLADOR WIRTGEN WR 2500.- CAMION CISTERNA VOLVO 20000 L- COMPACTADORES DE RODILLO

LISO VIBRATORIO 16T.- RETROEXCAVADORA CAT, para

corte de juntas de retracción.

Metodología Constructiva

- COMPACTADORES DE RODILLO LISO VIBRATORIO 16T.

- RETROEXCAVADORA CAT, para corte de juntas de retracción.

Metodología Constructiva

Metodología Constructiva

Equipo de Corte de Juntas (PREFISURACIÓN). Para evitar la fisuración por retracción.

Metodología Constructiva

Protección de reciclado, para el curado, con el riego de una emulsión asfáltica.

Metodología ConstructivaRiego de Liga y colocado de carpeta de cemento asfáltico modificado con polímeros, para pavimentos construidos en altura.

Control de Calidad.Para un efectivo mejoramiento del reciclado, se deben hacer los controles de calidad necesarios para una carretera:- Densidades in situ por el método

de cono de Arena.- Ensaye de compactación

modificado PROCTOR T 180 A.- Clasificación de suelos.- Resistencia característica a los 7

días mayor a 2.5 Mpa.- Plazo de trabajabilidad máximo 3

horas.

Conclusiones.Este tipo de técnicas son relativamente nuevas en nuestro medio.La correcta aplicación y los resultados esperados podrán ser evaluados recién en un par de años, cuando la vía esté totalmente rehabilitada y puesta en servicio.Por tanto:- El método está ahorrando gran

cantidad de insumos, respecto a uno tradicional de rehabilitación.

- Se ha incrementado la capacidad portante del paquete estructural, soportando más ejes equivalentes que el diseño inicial.

- Poco daño al medio ambiente.- Ahorro de energía.

Bibliografía.- IECA, Manuel de Firme Reciclados in

situ con Cemento, Madrid, España 1999.

- SOIL CEMENT HANDBOOK, PCA.- Pliego de Especificaciones Técnicas

PPP Río Seco Desaguadero, ABC 2013.

- ENCICLOPEDIA DE PAVIMENTOS APLICABLES EN BOLIVIA, Mendieta, La Paz, Bolivia, 2011

Muchas Gracias

Preparado por: Roger Flores LauraIngeniero Civil-UMSA, especialista en Movimiento de Tierras, Diseño y Construcción de Carreteras.