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Boletn Tcnico / Noviembre 2011 / Nmero 28

Reciclado de pavimentos asflticos con cemento como tcnica de rehabilitacin de pavimentos (1 era Parte)

Pavimentos de concreto: Un plan para el futuro

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Noticias y eventos

Reciclado de pavimentos asflticos con cemento como tcnica de

rehabilitacin de pavimentos (1era Parte)

Generalidades

El reciclado de pavimentos asflticos con cemento, al igual que el whitetopping, es una excelente alternativa de rehabilitacin de pavimentos flexibles altamente deteriorados,

cuyo uso se ha incrementado significativamente en los ltimos aos, incluyendo en

pases latinoamericanos.

Aunque la implementacin del reciclado como tcnica de rehabilitacin de pavimentos no es reciente, puesto que se tiene registro de su utilizacin en Estados Unidos desde 1930

(Quintanilla Rodrguez, 2011), en los ltimos veinte aos ha experimentado un renovado protagonismo dentro del que hacer vial, gracias en parte al avance en la tcnica y en los

equipos de implementacin (especialmente los de reciclado en fro), as como a la necesidad actual de la racionalizacin de los recursos, ambientales y financieros,

presente dentro del marco de desarrollo sostenible de los pases.

Pases como Australia, Estados Unidos, Francia, Sudfrica, Espaa, Alemania, entre otros, han liderado el desarrollo y la utilizacin de esta tcnica. Con respecto a Latinoamrica, pases como Argentina, Mxico, Venezuela, Brasil, Colombia, Guatemala y

El Salvador, han aplicado eficazmente esta tcnica en secciones importantes de su red vial, obteniendo resultados satisfactorios.

En lo que se refiere al avance tecnolgico y especficamente para el reciclado con

cemento, la introduccin en el mercado de equipos especializados para la estabilizacin de suelos y reciclado in situ de pavimentos: Los distribuidores de conglomerante, las

estabilizadoras y las recicladoras, han potenciado el empleo de esta tcnica como alternativa de mantenimiento de carreteras.

Por otro lado, tal y como se mencion en el boletn anterior, la conservacin vial es un

elemento de suma importancia, no solo para las agencias viales sino para la sociedad en general, esto debido a los impactos del transporte en la economa nacional y en los

problemas ambientales que puedan desprenderse de las actividades de construccin y mantenimiento de carreteras.

Son precisamente las restricciones presupuestarias y medioambientales dos aspectos que

tambin han catapultado la utilizacin de esta tcnica. El reciclado del pavimento existente en una carretera facilita la reutilizacin de los materiales, lo que trae consigo

numerosos beneficios, que van desde los ahorros de explotacin y transporte de nuevas

materias primas, hasta la ausencia o disminucin considerable de materiales de desecho y

sus consecuentes problemas de vertido.

Asimismo, el desecho de los materiales envejecidos, adems de provocar problemas relacionados con la adquisicin de nuevos materiales y con su vertido, resulta

contraproducente desde el punto de vista tcnico, ya que, pese a estar envejecidos, conservan buena parte de sus cualidades, por lo que requieren una cantidad limitada de

material conglomerante y un espesor menor. Este aspecto, junto con el reducido costo de transporte y la escasa energa necesaria para la produccin de un pavimento

Ilustracin 1 Reciclado de pavimentos asflticos.

Ilustracin 2 Esquema del proceso de pulverizado del

pavimento deteriorado.

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reciclado, hacen que el ahorro energtico sea importante respecto de la construccin convencional de pavimentos.

Finalmente, el hecho de ser una tcnica que se aplica a los pavimentos flexibles,

los cuales han sido los ms utilizados histricamente y cuyos requerimientos de mantenimiento son constantes, tambin ha favorecido el impulso de esta tcnica (Ver

Ilustracin 1).

El reciclado de pavimentos con cemento dentro de las alternativas de mantenimiento

Los mtodos para el reciclado in situ de pavimentos flexibles deteriorados pueden dividirse en dos grandes ramas, como son el reciclado en caliente y el reciclado en fro,

encontrndose dentro de este ltimo grupo, el reciclado de pavimentos con cemento.

Es preciso sealar que a diferencia de las tcnicas convencionales para corregir los deterioros en los pavimentos flexibles, como son: colocacin de sobrecarpetas asflticas,

retiro total o parcial de la rodadura existente, etc., que utilizan materiales vrgenes, el reciclado, independientemente del mtodo, se basa en la reutilizacin de los

materiales del pavimento deteriorado.

De hecho, la tcnica de reciclado in situ de pavimentos flexibles con cemento se define como un mtodo de rehabilitacin de pavimentos que reutiliza los materiales procedentes del fresado de la capa o capas superiores del pavimento existente,

mediante la adicin de cemento, agua, posibles aditivos y, eventualmente, material de aporte, que son adecuadamente mezclados, extendidos y compactados en el mismo

lugar, para formar una nueva capa de base de mayor resistencia, sin adicin de calor (Ver Ilustraciones 2 a 5).

Posterior a la construccin de la nueva base reciclada, es comn la colocacin de una

capa delgada de rodadura a base de una mezcla en caliente, aunque pueden utilizarse otras alternativas.

El reciclado con cemento corrige la gran mayora de problemas presentes en los pavimentos asflticos ocasionados tanto por las cargas del trnsito como por las

condiciones ambientales. Es una tcnica altamente efectiva cuando el pavimento est seriamente daado y no puede ser rehabilitado con un simple recarpeteo o cuando los

daos en el pavimento indican que las causas principales del deterioro provienen de las capas subyacentes, tambin cuando la estructura del pavimento existente es inadecuada

para el trfico actual y futuro, por lo que se necesita un incremento en la capacidad estructural del pavimento (Quintanilla Rodrguez, 2011).

El reciclado con cemento corrige efectivamente problemas de piel de cocodrilo, ahuellamiento, exudacin, agrietamiento, ondulaciones, baches, prdidas de soporte en

capas subyacentes, en general, problemas de tipo estructural (Ver Ilustracin 4).

Proceso constructivo

En lo que se refiere al proceso constructivo, ste consiste bsicamente en las siguientes operaciones

Estudio previo de los materiales.

Estudio de la mezcla y obtencin de la frmula de trabajo.

Fresado del espesor a reciclar.

Incorporacin del cemento, agua y posibles aditivos (Ver Ilustracin 6).

Mezcla y extensin (Ver Ilustraciones 7 y 8).

Compactacin y terminacin (Ver Ilustracin 9).

Curado.

Colocacin de la capa de rodadura.

La tcnica de reciclaje ms utilizada

El cemento es el agente conglomerante ms ampliamente utilizado, su utilizacin

mundial, excede enormemente el uso de otros materiales. Esto gracias a la

disponibilidad del material a nivel local en la gran mayora de los pases.

En lo que al reciclaje de pavimentos flexibles en fro se refiere, como se dijo anteriormente, existen diversos mtodos, sin embargo el reciclaje con cemento, es la tcnica ms utilizada cuando se utiliza un material conglomerante durante el

proceso de recuperacin de los materiales reciclados.

Sin embargo, no fue hasta mediados de los aos 80 y principios de los 90 cuando el reciclado in situ con cemento para la rehabilitacin de pavimentos se desarroll con un

xito notable, debido principalmente a tres factores:

Ilustracin 3 Trabajos de reciclado en un carril de la va.

Ilustracin 4 Trabajos de reciclado en un pavimento

altamente deteriorado.

Ilustracin 5 Material reciclado.

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Un mejor conocimiento de las caractersticas mecnicas de los materiales

tratados con cemento y del comportamiento de los pavimentos semirrgidos.

El empleo de nuevos equipos de mayor potencia, rendimiento y profundidad de trabajo, que proporcionan una mayor calidad del producto final y por otra parte

facilitan una reduccin de costos.

La creciente conciencia ecolgica, que ha impulsado esta tcnica por los beneficios medioambientales que aporta ante el agotamiento de los bancos de

materiales y la dificultad de abrir nuevas explotaciones.

Ventajas del reciclado con cemento

Las tcnicas convencionales de mantenimiento consisten principalmente en la

colocacin de una capa de refuerzo sobre la capa de rodamiento deteriorada, lo que se traduce en la existencia de una capa intermedia en deficientes condiciones, que a

la postre afecta el desempeo del pavimento. El reciclado, por su parte, homogeniza las condiciones del pavimento lo que beneficia el desempeo a largo plazo de la

estructura.

La situacin anterior se agrava cuando los problemas en el pavimento no son exclusivos de

la capa de rodamiento, sino que tambin estn presentes en las capas inferiores, por lo que una intervencin convencional puede significar un alto costo financiero y

ambiental.

El reciclado con cemento supone en primer lugar el aprovechamiento de los recursos disponibles en el pavimento. La adicin de una cantidad mnima de cemento facilita la

recuperacin de los materiales envejecidos, propicia una disminucin considerable de los requerimientos de materiales, tanto a nivel de base (ridos y conglomerante) como a

nivel de rodamiento (reducido espesor de carpeta). Ver Ilustracin 10.

Asimismo, permite el aprovechamiento de las capas deterioradas, logrando recuperar su capacidad de soporte y mejorar sus caractersticas fsico-mecnicas para que sean

compatibles con los requerimientos necesarios para permitir un adecuado nivel de servicio. Tcnicamente, se consigue un pavimento, en su conjunto, mucho ms

duradero, con mucha menor susceptibilidad al agua y mayor resistencia a la erosin.

Al ser una tcnica de reciclaje en el lugar (in situ), elimina las operaciones de transporte de materiales, tanto de los envejecidos hasta un sitio de vertido, como de los nuevos desde el banco de materiales hasta el sitio de la obra. Este hecho repercute en

ahorros importantes y en la conservacin ambiental, al mismo tiempo que favorece la rpida ejecucin de los trabajos constructivos.

El reciclaje evita problemas de cota asociados al crecimiento del nivel de la rasante, los cuales son usuales cuando el pavimento se somete a actividades de recarpeteo.

Facilita las intervenciones que requieren un cambio en la geometra de la carretera. El proceso de homogenizacin y tendido de los materiales segn los planos de la

obra, elimina los problemas de asentamiento diferencial cuando se ampla el ancho de corona, por ejemplo.

A diferencia de otras tcnicas de reciclaje, con el reciclado con cemento pueden tratarse

espesores de hasta 35 cm por lo que es sumamente conveniente en el caso de la

reconstruccin de pavimentos.

Incluso permite rehabilitar nicamente un carril, en el caso de vas multicarriles, donde el trnsito pesado se concentra en el carril externo; una intervencin convencional obligara a la reconstruccin completa de todos los carriles. Adems, esta actuacin permite el paso

del trnsito por los carriles que no son tratados.

Finalmente, al ser una tcnica de reciclado en fro, consume poca energa y la

carga contaminante es reducida.

Ilustracin 6 Colocacin manual del cemento.

Ilustracin 7 Mezcla y extensin del material reciclado.

Ilustracin 8 Material extendido.

Ilustracin 9 Compactacin y terminacin.

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Ilustracin 10 Ncleo de estructura de pavimento

reciclado, ntese la carpeta de rodamiento delgada en la

parte superior.

Fuente de ilustraciones: Ver Bibliografa 2.

Conclusiones

El reciclado in situ de pavimentos asflticos con cemento ha ganado gran aceptacin en muchos pases en los ltimos 20 aos, debido en parte al

desarrollo en la investigacin de la tcnica, al avance tecnolgico de los equipos de construccin y a las limitaciones financieras y ambientales.

Aunque el beneficio ms sensible del reciclado con cemento es el impacto ambiental positivo, la tcnica involucra numerosas ventajas tanto tcnicas como econmicas, que benefician a la sociedad en su conjunto, propiciando un desarrollo sostenible en lo que a rehabilitacin de la estructura vial se refiere.

Tomando en cuenta todas las ventajas anteriormente citadas, la tcnica de rehabilitacin de pavimentos asflticos reciclados con cemento debe ser

considerada dentro de las alternativas de conservacin de carreteras, por parte de las agencias viales.

Bibliografa

1. IECA. Ponencias del 1er Simposio Internacional sobre Estabilizacin de Explanadas y Reciclado In Situ de Firmes con Cemento [Libro]. -

Salamanca : Instituto Espaol del Cemento y sus Aplicaciones IECA, 2001.

2. Quintanilla Rodrguez Carlos Antonio. Pavimentos flexibles reciclados con cemento: Diseo, construccin y control de calidad. - San Salvador :

[s.n.], 2011.

3. BWirtgen GmbH. Wirtgen Manual de Reciclaje en Fro [Libro]. - Windhagen : [s.n.], 2004.

Pavimentos de concreto: Un plan para el futuro

La apropiada combinacin de mtodos de preservacin de pavimentos o Combinacin de Reparaciones puede maximizar la serviciabilidad de la red de carreteras al mismo tiempo que minimiza los costos de las agencias viales.

Por ejemplo, considere el anlisis de una red hipottica de un sistema de 3,000 Km de carretera. Un tercio (1,000 Km) del sistema consiste de un pavimento compuesto con una capa de rodamiento asfltica que requerir mantenimiento en 5 aos. Otro tercio (1,000 Km) del sistema consiste en un

pavimento de concreto que requerir mantenimiento en 10 aos. El tercio restante (1,000 Km) del sistema ser una nueva construccin, que se construir de asfalto o concreto. La vida til prevista del pavimento asfltico es de 15 aos, mientras que la vida til prevista del pavimento de concreto es

de 30 aos. Para ver fcilmente los efectos de la eleccin del pavimento, se calcula el promedio de vida de servicio remanente (RSL por sus siglas en ingls) para cada Km de la red utilizando el principio "de combinacin de polticas base", como en la Tabla 1. En el ejemplo puede observarse que la

combinacin de polticas o procedimientos puede incrementar significativamente la vida de servicio de la red y por ende disminuir los costos de las agencias viales.

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Tabla 1 Promedio de vida remanente de una red de carretera compuesta de una seccin de 1000 Km con 5 aos de vida de servicio remanente, una

seccin de 1000 Km con 10 aos de vida de servicio remanente y una seccin de 1000 Km con 15 (arriba) y/o 30 (abajo) aos de vida de servicio

remanente.

Fuente: www.pavements4life.com

Saba usted?

Que con respecto a la frecuencia de las pruebas de control de calidad en el concreto (asentamiento, temperatura, contenido de aire, etc.), sta queda

establecida, generalmente, de acuerdo a las especificaciones del nmero de pruebas necesarias para el control de la resistencia. El ACI 318-08 (5.6.2.1), por ejemplo, establece

al menos tres criterios para determinar la frecuencia de muestreo mnima para cada tipo de concreto:

a. Una vez cada da que se coloque determinada clase de concreto, pero no menos

que

b. Una vez por cada 110 m3 de cada clase de concreto colocada cada da, ni menor que

c. Una vez por cada 460 m2 de superficie de losa o muro construida cada da.

Asimismo, el ACI 318-08 (5.6.2.2) tambin establece que cuando el volumen total de concreto a colar genere una cantidad menor de cinco ensayes de resistencia para

cada clase de concreto, los ensayes deben realizarse por lo menos en cinco tandas de mezclado seleccionadas al azar, o en cada tanda cuando se empleen menos de

cinco. En este sentido, un ensaye se define como el promedio aritmtico de la resistencia de

al menos dos especmenes, en el caso viguetas y cilindros de 6 x 12 (150 mm x 300 mm), o de al menos tres probetas de 4 x 8 (100 mm x 200 mm) (ACI 381-08, 5.6.2.4).

Por otro lado, cuando la cantidad total de una clase de concreto sea menor a 38 m3, no se

requieren ensayes de resistencia cuando se tenga evidencia de resistencias

satisfactorias (ACI 381-08, 5.6.2.3).

De lo anterior debe resaltarse la importancia de la toma al azar de las muestras de concreto, sobre todo cuando los resultados de stas sern utilizados para determinar

la

Ilustracin 11 Toma de muestras de concreto fresco.

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aceptacin del concreto. Las muestras no deben seleccionarse con base en la apariencia, la conveniencia u otro criterio sesgado, ya que la muestra pierde

representatividad y pueden obtenerse resultados engaosos que no se corresponden con la realidad.

Noticias y eventos

Seminario - Taller: Manejo y Aplicaciones de Software HDM4

La semana del 14 al 18 de noviembre, el Instituto Nicaragense del Cemento y del Concreto -INCYC- conjuntamente con el Instituto Salvadoreo del Cemento y del Concreto -ISCYC-, realizaron en Mangua el "Seminario -

Taller: Manejo y Aplicaciones de Software HDM4, como una herramienta para la evaluacin tcnica y econmica de proyectos viales", el cual cont

con la participacin de consultores nacionales e internacionales y autoridades del MTI. El INCYC agradece la participacin de cada uno de los asistentes en

este evento.

INCYC realiza conferencias en el MTI y FOMAV

Los das 21 y 28 de noviembre el INCYC brind conferencias a funcionarios del FOMAV y del MTI, respectivamente. La conferencia "Sobrecarpetas de

Concreto Hidrulico: Una Alternativa para la Rehabilitacin de

Pavimentos", brindada el da 21 y dirigida a los funcionarios del FOMAV,

hablaba del tema del Whitetopping como alternativa de rehabilitacin de pavimentos asflticos deteriorados en Nicaragua.

La conferencia "Ventajas de los Pavimentos de Concreto Hidrulico"

presentada el da 28 a los funcionarios del MTI, trata del por qu los

pavimentos rgidos son una opcin competitiva dentro de las alternativas de pavimentos en Nicaragua.

El INCYC agradece a las autoridades y funcionarios de estas instituciones por su

colaboracin y participacin en el desarrollo de estas charlas.

Rotonda El Gegense 3 c. al oeste 1 c. al sur, casa # 48, Residencial Bolonia.

Telfono: 2266 - 1692

E mail: incyc@incyc.org.ni Portal Web: http://www.incyc.org.ni

Reciclado de pavimentos asflticos con cemento como tcnica de rehabilitacin de pavimentos (1era Parte)GeneralidadesEl reciclado de pavimentos con cemento dentro de las alternativas de mantenimientoProceso constructivoLa tcnica de reciclaje ms utilizadaVentajas del reciclado con cementoConclusionesBibliografa

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