rehabilitación de pavimento

29UNIVERSIDAD DEL VALLE

RESUMENObjetivogeneralProponer elmtodo del fresado y reciclado en frocomounaalternativaviableparalarestauracinyre-habilitacindepavimentosasflticosdelaciudaddeCochabamba

ObjetivosespecficosDescribirlasconsideracionesgeneralessobrepavi-mentosylasanomalasqueunpavimentoasflticopudiesecontener.

RealizacindeunestudioyanlisisdelazonadelproyectoparadeterminarlasAlternativasdeRehabi-litacindelPavimentoAsfltico.

DescripcinyrealizacindeldiseodelasAlternati-vasconvencionalesparalaRehabilitacindePavi-mentosAsflticos.

Caracterizacinydescripcindelprocedimientoylamaquinariainvolucradaenlatcnicadelfresadoyre-cicladodePavimentosAsflticos.

Realizacindeldiseodeespesoresymezclasas-flticasrecicladas.

RealizacindeunanlisisparaladeterminacindelaAlternativamsviable

LapavimentacindelacalleHamirayaentreGeneralAchyJordncuentaconunacondicindepavimentopobre,esdecir,queposeeunasuperficiederodaduraconreparacionesoparchados,grietaseimperfeccio-nes,causandoasmolestiasalosconductores.Elas-

falto,alverseafectado,necesitadeunasolucinr-pidayeficiente,lacualsepretendedarconlautiliza-cindelmtododelfresadoyrecicladoenfro.

Actualmente,losmtodosutilizadosparalarestaura-cinyrehabilitacindelospavimentosasflticosenmalestadosonineficientesynogarantizansudurabi-lidad,yaquetienenunsistemademantenimientomalplanificado.

Porlomismoseplantelasiguienteinterrogante:Culeselmtodoymaterialesviablesparalares-tauracindelpavimentoasflticodelacalleHamirayaentregeneralAchyJordndelaciudaddeCocha-bamba?Paraello,primeramentesedebedesarrollarelproce-dimientonecesarioparadeterminarelmtodoptimoparalarehabilitacindepavimentosasflticos.Pre-viamentesedebeestablecerunarecopilacindein-formacin histrica del tramo, es decir,especificacionestcnicasdelaconstruccindelpavi-mentoymaterialesempleadosensuconstruccin,unestudiodetrficodetallado,unanlisisdelmaterialas-flticoexistenteenlavaylarealizacindeunaaus-cultacinvisualdelasfallasexistentes.

Unavezdeterminadoelproblemaexistentemediantelaauscultacinvisualdefallas,seevalanlasposiblesAlternativasdeRehabilitacinparaelpavimentoasfl-tico.

1.IngenieroMagsterenIngeniera

2.RodrigoAndrsValenzuelaGalindoEgresadoIngenieraCivil-UniversidaddelValle

REHABILITACIN DE

PAVIMENTOS ASFLTICOS

DE LA CIUDAD DE

COCHABAMBA MEDIANTE

EL FRESADO Y

RECICLADO EN FRO

MarioSeverich1Catedrtico-UniversidaddelValle-CochabambaRodrigoAndrsValenzuelaGalindo2

JOURNAL BOLIVIANO DE CIENCIAS

30 FACULTADES DE INFORMTICA Y ELECTRNICA - TECNOLOGA - ARQUITECTURA Y TURISMO

Escarificadooremocin delp a v i m e n t oexistente,se-guido de unrecapado as-fltico

Saneamientodelacarpeta existentemediante el ba-cheo y curado defisuras,seguidodeunrecapadoasfl-tico

Fresado y reci-clado en fro depavimentosasfl-ticos

Alternativas

Convencionales Noconvencional

1 2 3

TABLAN1AlternativasdeRehabilitacin

Fuente: Elaboracin propia en base a (1), 2010

Unavezplanteadaslasalternativas,sedeberealizareldiseodeespesoresmedianteelmtododelnmeroestructuraldelaAASHTO(2).

Ensntesis,paralaAlternativa1,referentealescarifi-cadodelpavimento,sonnecesarios4cm.decarpetaasflticaencaliente,parasoportareltrficoquecircu-laraporlavaenlosprximos8aos,esdecir:49789vehculos.Para laAlternativa2,referentealsanea-mientodelacarpetaasfltica,sonnecesarios2cm.derefuerzodecarpetaasflticaparalamismacantidaddetrfico.FinalmenteparalaAlternativa3,referentealfresadoyrecicladodelpavimentoasfltico,tambinsonnecesarios4cm.derefuerzo,pero,enestecaso,noseutilizamezclaasflticaencaliente;entonces,Quseutiliza?,Enquconsisteelmtododelfre-sadoyrecicladodepavimentos?Puesveamos

Elfresadodepavimentosasflticosconsisteenlare-mocindelpavimentoasflticomedianteuncortadorgiratoriodengulosdiversos,odevariasfreses,enmovimientogiratoriocontinuo,entendindoseporre-ciclajedepavimentosalareutilizacin,generalmenteluegodecierto tratamiento,deunmaterialdepavi-mento que ha cumplido su finalidad inicial, el cualpuedeemplearseparaconstruirunrefuerzoenlava(3).

Elprocesoderecicladoconsisteenlaesparcin,ono,dematerialdeadicin(grava,arenayfiller)sobrelacarpetaexistente.Posteriormente,conlautilizacindeunamquinarecicladora,quealapardefresarymez-clarelmaterialdelavaaunaprofundidadespecifi-cada,vaincorporandoemulsinasflticayagua,detalmaneradeobtenerunamezclaricaenligantes,capazdetenerunabuenacompactacinparapoderasre-sistiraltrficocirculanteyalclima(1).

Paraelanlisisdelasalternativasquepermitirnse-leccionarlamsconveniente,seconsiderarontresas-pectos:Tiempodeejecucin,TrabajabilidadyCosto.Unavezconsideradoslosaspectosmencionados,seelabora unamatriz para la toma de decisiones, endondeseasignaunvaloralosparmetrosevaluados,mediantelasiguienteescaladevalores(4):

Bueno 3

Moderado 2

Malo 1

LaAlternativaconmayorpuntajeserlaseleccionada.

TABLAN2Matrizparalatomadedecisiones


SeobservaquelaAlternativaconmayorpuntajeeslatercera.LaAlternativa3tieneelmenorplazodeeje-cucin,debidoalmenortiempodeRehabilitacin.Portanto,estaalternativareducelainterrupcinenlasvasyelperjuiciode lasociedady/ousuarios.Desdeelpuntodevistaecolgico,llegatambinasernotable-mentefavorable,yaqueseutilizael100%delmaterialexistenteenlava,minimizandolaextraccindema-terialesdeimportacinyevitandolacreacindeem-presitosdemateriales.Finalmentecomoconsecuenciade todo lo expuesto anteriormente, esta alternativatieneelcostomsbajo.

Porltimo,mediantelacomparacindeAlternativasdeRehabilitacin,sepuedeconcluirqueelprocesodefresadoyrecicladoenfroesunmtodoviableparalarehabilitacindelpavimentoasflticotantoenlacalleHamirayaentreGeneralAchyJordn,comotambinenotrasvasconstruidasconpavimentoasfltico.Esviabledebidoalampliocampodeaplicacin,alcortotiempodeejecucin,alaminimizacindelimpactoam-bientalyelbajocostopormetrocuadradocomparadoconlosmtodosnoconvencionalesdeRehabilitacin.

PalabrasClave:Reciclado,fresado,pavimentoasfl-tico,rehabilitacindepavimentos,emulsinasfltica,asfaltoespumado,escarificado,recapado.

Alternativa Plazo Trabajabilidad Costo Total

1 2 1 1 4

2 1 2 2 5

3 3 3 3 9



INTRODUCCINLaoficinadelaCompaaConstructoraCochabamba(ubicadasobrelacalleJordn)eralaencargadadelaconstruccindelalcantarilladodedesagespluvialesypavimentacindelascallesdeCochabamba.Aprinci-piosde1938,llegaronlosplanosdelafbricadetubosdecementoylamaquinarianecesariaparalaplantadeasfalto,ascomotambinlascajasconlamaqui-nariaparalafbricamencionada.Seempezlapro-duccin de tubos de enchufe y campana, con loscualessepodraterminarlasobrasdedesageparaposteriormente,iniciarlostrabajosdepavimentacin.Enseptiembrede1938,empezlapavimentacinysetenaplanificadodosaosparaterminarelplan,esdecir,hasta1940,loscordonesyacerasdecemento,calzadadebasergidasobrelaquedeacuerdoaes-pecificacionesdelcontratosevaciabaycolocabalamezclaasfltica.SeempezenlacalleSantivaez,esquinaHamiraya,hastalacalleNatanielAguirreyporsta hacia la Ladislao Cabrera, siguiendo hasta laJunn,cerrandoelcircuitoenlacalleSantivaez(5).

Hoyenda,secuentaconcasilatotalidaddelasca-llesdelcentrourbanopavimentadasconasfalto,exis-tiendoproblemasdebidoafactoresexternos,comoelclimayeltrfico,einternos,comolamalaestructura-cin,construccinymantenimientodelacarpetaas-fltica.Elasfalto,alverseafectado,necesitadeunasolucinrpidayeficiente,lacualsepretendedarconlautilizacindelmtododelfresadoyrecicladoenfro.Elpavimentoasflticoesproyectadoyconstruidoparaofrecer viajes confortables, seguros y econmicos.Estosfactoresestndeterminadosporlacalidaddesusuperficie.Cuandoel revestimientonocumplemsestafinalidad,sedebeintervenirparasurehabilitacin.LapavimentacindelacalleHamirayaentreGeneralAchyJordncuentaconunacondicindepavimentopobre,esdecir,queposeeunasuperficiederodaduraconreparaciones,grietaseimperfecciones,causandoasmolestiasalosconductores.

Lacondicindelpavimentoesunndicenumrico,elcualvarade0-parapavimentosfallados-a100-parapavimentosenperfectascondiciones-.Estendicefuedesarrolladoparapodercuantificarlaintegridades-tructuraldelpavimentoycondicinoperacionaldelasuperficie(6).

Lasgrietasyfisurasconlasquecuentaelpavimentoasflticotienenunamayorincidenciaenpocasdellu-via,debidoaqueelaguaeselmayorcausantedelde-terioroeneste tipodepavimentoy,msaun,alno

contarseconsistemasdealcantarilladopluvialade-cuados.Coneltrnsitodelosvehculos,lasgrietasirnaumentandodetamaohastaquesegenerenba-ches,quepuedenocasionarproblemasmayores.

Tambinexistelaposibilidaddequesegenerenpro-blemasdeordenesttico,funcionalydeseguridad,aconsecuenciadelmalusodelosmtodosdeRehabi-litacin,comoelbacheoasflticoyelrecapamiento,puesto que la cota de la capa de rodamiento es avecesmayoralacotadelasaceras,lacualtienelafi-nalidaddedelimitarlavapeatonal;tambinsellegaamodificar laseccin transversaldeldesagede lasaguaspluviales,ocasionandounproblemadeordenfuncional,comoeslainundacindebidoaquestasdisminuyensucapacidad.

Actualmente,losmtodosutilizadosparalarestaura-cinyrehabilitacindelospavimentosasflticosenmalestadosonineficientesynogarantizansudurabi-lidad,yaquetienenunsistemademantenimientomalplanificado.Porlomismo,seplantelasiguienteinte-rrogante:Culeselmtodoymaterialesviablesparalares-tauracindelpavimentoasflticodelacalleHamirayaentregeneralAchyJordndelaciudaddeCocha-bamba?Elindicadordequeunpavimentoasflticonecesitaunmantenimientosedacuandosteempiezaatenerfa-llaseimperfecciones.Dependiendodeltipodeano-mala que se tenga, la aplicacin del fresado yrecicladoenfroesunasolucintcnicamenteviableparamuchosdelosdefectosexistentesenlospavi-mentosasflticos:Elfresadoescapazdecorregirde-fectossuperficiales,ascomotambinlacorreccindelainclinacindelpavimento,eliminacindezonasconagrietamientos,baches,depresiones,hundimientosdelacalzadaynivelacindelapistaconlaacera,entreotros.As,algunosdelosbeneficiosmsevidentesdelfresadoyrecicladoenfroenlarehabilitacindepavi-mentosson:Setendrunatrascendenciafavorablehacialaso-ciedad,yaqueeltiempoderehabilitacindelasvasesmenor,debidoaquelasrecicladorassoncapacesdeproducirconaltastasasderendimientoqueredu-censignificativamentelostiemposdeconstruccin,comparadosconmtodosalternativosderehabilita-cincomoelrecapadoasfltico.Estareduccindetiempostambindisminuyeloscostosylasinterrup-cionesdetrficosonmenores,evitandoasacciden-tesycongestionamientos.

Ecolgicamente,laimplementacindelmtodoser



adecuado,yaqueelmaterialasflticoextradodelpavimentoserreutilizadoparasurehabilitacin.Sehaceusodel100%delosmaterialesdelpavimentoexistenteynoesnecesariocrearsitiosdealojodemateriales,ascomotambinelvolumendelnuevomaterialquedebeserimportadoalaobradesdeban-cosdeagregadosesminimizado.

MATERIALESYMTODOSParapoderdarunasolucinalproblemaconelquecuentaelpavimento,serealizinvestigacionesparaadquirir informacin sobre el estado y comporta-mientodelpavimentoexistente;paraellosesiguiunprocesodeanlisis,elcualcontemplalossiguientespuntos:Obtencindedatos:Obtenerconocimientosobrelainformacinhistricadelpaqueteestructuraloriginalyactualdeltramo,esdecir,materialesutilizados,es-pesoresdeconstruccin,espesoresymaterialesac-tuales; tambin realizar un conteo vehicular paratenerconocimientodeltrnsitoactualyfuturo,paraluegolograrlacantidaddeejesequivalentescircu-lantesporlava,asobtenerlacargaalacualestarsometidoelpavimento.

Investigacininicial:Determinacindelasfallasexis-tenteseneltramomedianteunaevaluacinvisualdefallas,tomandonotasdetalladasdetodoslosdete-riorosevidenciadosenlasuperficiedelpavimento,loscualessondescritosdeacuerdoasuseveridad,frecuenciayposicin.Lainspeccinvisualentregaindicacionesvaliosasrespectoalascausasdedete-riorodelpavimento,dadoquelosmodelosdefallalleganaserelementalesunavezresumidos.

Paralaauscultacinvisualdefallas,seutilizlanormaASTMD6433-03denominadaPrcticanormalparaladeterminacindelndicedelacondicindepavi-mentosdecaminosyreasdeparqueo.Dichanormasebasaenlacalificacindelacondicindelpavimentoconunrangodevaloresquevaradel0al100(6).

TABLAN3Condicindelpavimentoysudenominacin

Fuente: (6)

Investigacinespecfica:Paracadaseccinrepre-sentativa, se requiri una investigacin detalladaparaevaluarlaestructuradelpavimentoexistente.Paraello,fuenecesarialaextraccindetestigosyensayosdelaboratorio.Lostestigospermitieronco-nocerenformaprecisalosespesoresdelosmate-riales ligados, tantoelespesorde lacapaoriginalcomodelasalteracionesrealizadas.Losensayosdelaboratoriofueronnecesariosparaelposteriordi-seodemezclas;stoscontemplaronladetermina-cindelporcentajedeasfaltoyladeterminacindelasdensidadesdelasfaltodelava.

Unavezrealizados,sedebideterminarlasopcionesderehabilitacinenbasealasfigurassiguientes:

FIGURAN1

Alternativasdeconservacinparafallasuperficialenlacarpetaderodadura.

Fuente: (1)

LaFigura1estreferidaasituacionesdondeslolacarpetaasflticasevecomprometida.

FIGURAN2

Alternativasdeconservacinparafallaestructuralencapassuperiores.

Fuente: (1)

LaFigura2estreferidaasituacionesdondeelpro-blemavieneacomprometerlabase.

PCI Denominacin

85-100 Excelente70-85 Muybueno55-70 Bueno40-55 Regular25-40 Pobre10-25 Muypobre0-10 Fall

Espesor mximo de conservacin 100 mmEspesor desde la superficie

Alternativas de conservacin

Alternativas convencionalesReciclado en fro

Reciclado superficial(fresado)

100% RAP

- Recapado asfltico- Fresado y reemplazo- Reciclado en sitio en caliente

0mm100mm

300mm

600mm


Alternativas de rehabilitacin


- Recapado asfltico- Bacheo y recapado- Construccin de capas adicionales

0mm100mm

300mm

600mm

Reciclado in-situ utilizando diferen-tes alternativas de agentes recicla-dores con y sin capa adicional



FIGURAN3

Alternativasdeconservacinparafallaporasen-tamientodelaestructura

Fuente: (1)

LaFigura3estreferidaasituacionesdondeelpro-blemavieneacomprometerlabaseylasub-base.

RESULTADOSLaobtencindedatosdio informacinvaliosaparatenerconocimientodelava.Dichainformacincon-templa:

TABLAN4Informacindelpaqueteestructural

Fuente: Elaboracin propia, 2010


Alternativas de rehabilitacin


- Reconstruccin- Construccin de capas adicionales

0mm100mm

300mm

600mm

Reciclado en dos etapas utilizan-do diferentes agentes reciclado-res con o sin capa adicional

Datosdeconstruccin

Capa Fechade Espesorde Materialconstruccin capa(cm) decapa

Asfltica 09-1938 3 AsfaltoBase 09-1938 12 Concreto

Sub-base - - -

Datosdemantenimiento

Fechade Nmerode Espesorde Materialmantenimiento capa capa(cm) decapa

Variable 1 Variable AsflticaVariable 2 Variable Concreto

TABLAN5Variacindiariadelvolumendetrnsito

Dadela Automviles Autobuses Camionespequeos Total

semana Punto1 Punto2 Punto1 Punto2 Punto1 Punto2 Punto1 Punto2

Lunes 4225 4185 633 628 15 14 4873 4827

Martes 4149 4128 622 619 14 14 4785 4761

Mircoles 4101 4086 615 613 14 14 4730 4713

Jueves 4203 4130 630 619 15 14 4848 4763

Viernes 4265 4206 639 631 15 15 4919 4851

Sbado 3790 3807 568 571 13 13 4371 4391

Domingo 1572 1573 236 236 5 5 1813 1814

TOTAL 30339 30120




FIGURAN4


TABLAN6Ejesequivalentesefectivos


La Investigacin inicial permiti tener informacinsobrelacondicindelpavimentodelaseccindees-tudio,determinadamediantelaevaluacinvisualdefa-llas,lacualfuede25.5,valorqueseencuentraenellmiteinferiordelrango25-40,esdecir,lacondicindelpavimentoesPobreyestapocodepasaralacondicindeMuyPobre,loqueindicalanecesidadderealizarunarehabilitacin.

Tambin se realiz medidas de la profundidad delahuellamiento,variandode1.72.1cm,enunanchode35cm.aproximadamente;elloindicaquesonahue-llamientosangostosypuntuales,esdecir,lafallaessuperficialyseencuentraenlacarpetaasfltica.

Asmismo,conlaInvestigacinespecficaserealizlaextraccindetestigos,quepermiticonocerelespesordeasfaltoconelquecuentaeltramoenestudio;dichoespesorfuede2.8cm.

Comosedeterminquelafalladelpavimentoessu-perficial,esdecir,quelafallaseencuentraenlacar-

petaasfltica,seutilizlaFigura1paraobtenerlasAl-ternativasdeRehabilitacin.Dedichafigura,setuvovariasAlternativasdeRehabilitacin,entreellas,lasconvencionales(comoelrecapadoasflticoylaremo-cindelpavimentoconunposteriorcolocadodecar-petaasfltica)ylaAlternativanoconvencional(comoelfresadoyrecicladoenfrio100%RAPoPavimentoAsflticoRecuperado)(1).

UnavezobtenidaslasAlternativas,serealizaelPlan-teamientodeAlternativasconvencionalesparalaRe-habilitacindelpavimentoasfltico

Alternativa1.- EstaAlternativacontempla:a)Escarificadode lacarpetaasfltica:Este trabajo

constadelaremocindelasuperficiedelavaenlaprofundidadtotaldelmaterialqueformalacapaasflticaexistente,medianteelusodeunamotoni-veladoraconescarificadorincorporado.

b)Colocacindeunanuevacarpetaasfltica:Seguidoalescarificado,secolocaunacapademezclaas-flticaencalientepreviacolocacindeunriegodeligasobrelasuperficie.Parasaberelespesordecarpetaasflticaacolocarsesobrelabasedehor-mign,seharundiseodeespesores;paraello,serecurriralmtododelnmeroestructuraldelaAASHTO, para el cual fueron necesarios los si-guientes parmetros correspondientes al pavi-mentoflexible(7):

Serviciabilidad: Inicialiguala4.2yFinaliguala2.Confiabilidad y desviacin normal estndar:

90%y-1.282respectivamente.Error estndar combinado: 0.45Modulo resiliente: 221182.5MPa

Unavezdeterminadastodaslasvariablesparaeldi-seo,segnlametodologaAASHTO,dichasvariablesseaplicaronenlasiguienteecuacin:

Remplazandolosdatosenlaecuacinanterior,eln-meroestructuralrequeridoparaeltramoenestudiofuede:

Tipode TotaldeEjes Fdi Fca W18Pavimento Equivalentes

Flexible 314791 1 1 314791

LogW = Z S + 9.36 Log(SN + 1) - 0.20 + + 2.32 Log(M ) - 8.07Log PSI

4.2 - 1.5

0.40 + 1094(SN + 1)18 r r

5.19

0



Paralaobtencindelespesorderefuerzo,fuenece-sarioconocerelcoeficienteestructural;paraello,enbasealaestabilidaddelamezcla,seobtieneuncoe-ficienteestructuralde0.44;portanto,elespesorre-queridofue:

Alternativa2.- EstaAlternativacontempla:a)Saneamientodelacarpetaexistente,medianteel

bacheoconmezclaasflticaycuradodefisuras:Estatareaconsisteenlaexcavacindelacarpetaasflticadeterioradahastaelespesor totalde lamisma.Laexcavacinradicaenlaremocindelas-faltoexistentehaciendocortesperpendicularesyutilizandomaquinariadecortediamantadoyequipodeusomanual.Posteriormente,serealizalalim-piezadelaexcavacin,seguidadeunriegodeligaqueconsisteenlacolocacindeunasfaltodiluidodecuradorpido:RC-70;finalmente,secolocaconlaterminadoralamezclaasflticaencalienteyseprosigueconelcompactado(8).Paraelcuradodefisuras,secolocarmaterialbi-tuminosoenlasmismasy,posteriormente,sein-corporararenaparaasegurarunbuenselladodelafisurayevitaresdesprendimientodelasfalto.

b)Colocacindeunanuevacarpetaasfltica:Parade-terminarelespesordelacarpetaasfltica,fuene-cesariodeterminarelaportequebrindalacarpetaasflticadeterioradaexistenteonmeroestructu-ralefectivo,querepresentalamedidadelacapaci-dad estructural remanente de un pavimentoexistente.Paraello,esimprescindiblebasarseenlaevaluacin visual del pavimento existente. Deacuerdo a tablas proporcionadas por el mtodoAASHTO y al estudio de la condicin del pavi-mento,dondesecontconunvalormenoral10%degrietasdepieldecocodrilodebajaseveridadyunvalormenorde5%defisurastransversalesdemediayaltaseveridad,setieneuncoeficientees-tructurala1equevaraentre0.25y0.35,optndoseelvalorde0.25.Multiplicndoloporelespesordela

carpetaasfltica,seobtuvoelnmeroestructuralefectivo(2):

Portanto,elespesorderefuerzorequeridofue:

UnavezdeterminadoslosespesoresrequeridosdelasAlternativasconvencionales,seprosigueconelPlan-teamientodelaAlternativanoconvencionalparalaRe-habilitacindelpavimentoasfltico.

Alternativa3.- Teniendoencuentalosconceptosb-sicos,sehaanalizadoalfresadoyrecicladoenfrocomolaAlternativa3paralaRehabilitacindelpavi-mentoasfltico.EstaAlternativacontempla:a)Fresadodelpavimentoexistente:Elorigendeltr-

minofresadoremontaalatcnicadedesbasteocortedemetales,uotraspiezas,porintermediodeunengranajeconstituidoporuncortadorgiratoriodengulosdiversos,odevariasfreses,enmovi-mientogiratoriocontinuo.Elfresadodedicadoalarestauracindepavimentosorigindos tiposdeequiposyprocesosespecficosparatal:fresadoenfro,queefectaeldesbastedelaestructurapormediosimpleabrasivo,yprocesoencaliente,uti-lizaelprecalentamientodelaestructuraparafacili-tarsudesbaste(3).

b)Recicladodelpavimentoexistente:Reciclajedepa-vimentoseslareutilizacin,generalmenteluegodeciertotratamiento,deunmaterialdepavimentoquehacumplidosufinalidadinicial,elcualpuedeem-plearseparalaconstruccindeunrefuerzoenlava.Elprocesoderecicladoesrealizadoconunamquinarecicladora.Estasrecicladorassonespe-cialmentediseadasparalograrlacapacidaddere-ciclarenunasolapasadacapasdepavimentodegranespesor.Elelementomsimportantedeunamquinarecicladoraeselrotorfresador-mezcladorequipadoconungrannmerodepuntas,especial-mentediseadasparaesteproceso.Eltamborrotaypulverizaelmaterialdelpavimentoexistentey,ala vez, va incorporandoagua y aditivos lquidoscomoemulsinasflticayasfaltoespumado, talcomoseilustraenlafigurasiguiente(1):

Log(314791) = -1.282 0.45 + 9.36 Log(SN + 1) - 0.20 + + 2.32 Log(221182.5) - 8.07Log 2.2

4.2 - 1.5

0.40 + 1094(SN + 1)5.19

= 1.39 = 3.5cm 4.0cm.0.610.44D req1 req

1

SNa

=

SN = 0.25 * 2.8 = 0.7 cm = 0.28efSN = SN = 0.61req

D = = 0.75 = 1.9cm 2.0cmreq20.61 - 0.28

0.44



FIGURAN5Elprocesodelreciclado

Fuente: (1)

Posteriormente,serealizeldiseodelrefuerzodecarpetaasflticaenbasealnmeroestructuralreque-ridoparaeltrficofuturo(0.61).Eldiseodeespeso-resparaelrefuerzoconmaterialrecicladoserealizatravsdelasiguienteecuacin(7):

Donde:SNreq =Nmeroestructuralrequeridoparaeltrnsito

futuro.a1r = Coeficienteestructuraldelrefuerzodeconcreto

asflticoreciclado.Dreq3 = EspesorrequeridodelrefuerzoAlternativa3.

Paraladeterminacindelcoeficienteestructurala1r,esnecesarioconocerelmduloresilienteparapavi-mentosasflticosreciclados,elcualvaraenelrangode25004000MPa,adoptndoseelvalorde2500MPa.,valorconelcualseobtieneuncoeficientees-tructuralde0.4parapavimentosreciclados.Reempla-zandovalores,setiene:

Unavezconcluidoeldiseodeespesores,seprosi-gueconeldiseodemezclas,elcualespartefunda-mental de la investigacin de pavimentos y de losprocedimientosdediseoy,comotal,suobjetivoesestablecerelmtodomsefectivoparaeltratamientodelosmaterialesenlascapasrecicladas.Elmtodoempleadoparaeldiseodemezclaseselproporcio-nadoporelInstitutodelAsfalto(9).

Elprocesodediseoconllevaladeterminacindeltipodeagenteestabilizadordelagranulometradelmate-rialfresadodelava;laimportacindenuevomaterial,elcualsernecesarioagregaryextendersobreelca-minoantesdereciclarparacorregirlaseccintrans-versaldelcamino,paramejorarlagranulometradelmaterialrecicladooparaaumentarelespesordelacaparecicladasinafectarlaestructurasubyacente.Siesnecesarialaadicindematerial,sedebedeterminarelporcentajedelRAPydelmaterialdeimportacin.Lagranulometradelmaterial fresadode la va, esdecir,sloelmaterialasflticodebicumplirciertasgradacionesrecomendadasparaelreciclado.

D req3 req1r

SNa

= 1.53 = 3.9cm 4.0cm.0.610.40D req3 req

1r

SNa

=

TABLAN7Gradacionessugeridasparaelreciclajeenfro

PorcentajequepasaTamiz

Gradacinabierta Gradacindensa

mm. Plg. A B C D E F G28,3 11/2 100 10025 1 95-100 100 80-10019 3/4 90-10012,5 1/2 25-60 100 100 100 1009,5 3/8 20-55 85-1004,5 N4 0-10 0-10 25-85 75-100 75-100 75-1002,36 N8 0-5 0-51,18 N16 0-50,3 N50 15-300,15 N100 15-650,075 N200 0-2 0-2 0-2 3-15 0-12 5-12 12-20

Fuente: (9)



FIGURAN6Gradacionessugeridasparaelreciclajeenfroygradacinfresadooriginal


Seobservaquenoentrenningunadelasgradacio-nesrecomendadas;portanto,dichagradacindebisermodificadaconlaayudadelmaterialqueserim-portadoycolocadosobrelacarpetaasfltica.Unavezrealizadoslosensayosdelaboratorio,seob-tuvolasiguientegradacindelfresadomodificado:

FIGURAN7Comparacindelasgradacionessugeridasconlagradacinfresadamodificada.


LaGradacinseencuentradentroloslmitesdelagra-dacinespecificadaD(Figura7).

Paraelprocesoderehabilitacin,seutilizaunaemul-sinasflticacomoagenteestabilizadoryseaadece-mentoPortlandparaayudarconlaresistenciainicial.Paratales,debicalcularselacantidadaaadiralamezclaasflticareciclada.Unavezrealizadoelclculodediseodemezclaenfuncinalespesorrequerido,sedeterminquelospor-centajesdelosmaterialesinvolucradosson:64.09%dematerialreciclado,34.41%dematerialgranularde

adicin,1.5%decementoPortland,2.23%deemul-sinasflticay2.47%deagua.Posteriormente,condichosporcentajesserealizaronpruebasdelaborato-rioparaajustarladosificacin;paraello,sedebirea-lizarelEnsayoMarshall,elcualconsisteenlamezcladetodoslosmaterialesinvolucradosenelreciclado,paraaselaborarprobetasde100mmdedimetro,si-guiendoelprocedimientosegnlaNormaAASHTOT-180D.Realizadas las pruebas de laboratorio paraajustarladosificacin,severificaquelosporcentajesdelosmaterialesinvolucrados,satisfaganlasnecesi-dadesderesistenciainicialmenteadoptados.

Unavezconcluidoelprocesodediseodetodaslasalternativas,sedebeseleccionarlamsconveniente;paraello,sediounaponderacinacadaalternativa,teniendoencuentaelTiempodeejecucin,Trabajabi-lidadyCosto:Eltiempodeejecucinparacadaalter-nativasecalcultomandoencuentaelrendimientodelasmaquinarias.Latrabajabilidadsecalculenbaseala posibilidad que tienen las alternativas de hacerfrenteacualquierproblemaquesepudiesepresentar.Elcostoytiempodeejecucindecadaunadelasal-ternativassedeterminaronenfuncinalospreciosuni-tariosdelostemsqueloscomponenyenbasealreacomprendaentrelascallesdeestudio,esdecir,1075m2desuperficie.

Unavezconsideradoslosaspectosmencionados,seelabor unamatriz para la toma de decisiones; seasignunvaloralosparmetrosevaluados,mediantelasiguienteescaladevalores(4):

Bueno 3

Moderado 2

Malo 1

LaAlternativaconmayorpuntajefuelaseleccionada.Haciendoreferenciaalanlisisdelasalternativasdes-arrolladas,seelaborunamatrizparalatomadede-cisiones, tomando en cuenta la determinacin delcostoquecadaunadeellatieneenfuncinalospre-ciosunitarios,alatrabajabilidaddelasmismasyaltiempodeejecucin.Enresumen,seobtuvo:

TABLAN8TiempodeejecucinporAlternativas


ALTERNATIVAS1 2 3

TiempoEjecucin(Das) 4,84 8,37 4,52



TABLAN9CostoporAlternativas


PonderandoacadaAlternativaconlapuntuacinco-rrespondiente,setiene:

TABLAN10Matrizparalatomadedecisiones


Comosepuedeobservar,laAlternativa3cuentaconelmayorpuntajeyfuelarecomendadaparalarehabili-tacindelpavimentoasflticodelava.

DISCUSINLosresultadosobtenidosindicanqueelprocesodere-cicladocuentaconcaractersticasviablesparalare-habilitacin de pavimentos asflticos y puedeemplearseenaquelloscasosenquelasfallaspuedanatribuirsea:Elevadarigidezdel liganteasfltico:Comoconse-cuenciadesuenvejecimientoporaccindeltiempo.

Desprendimientodelosagregados:Ocasionadoporunafalladeadherenciaconelasfaltoobienporelenvejecimientodelmismo.

Deformaciones plsticas que producen ahuella-

miento,ondulacionesycorrimientos,atribuibles,prin-cipalmente,amezclasconbajaestabilidad.

Pulimentodelosagregadossuperficiales:Disminuyelaresistenciaaldeslizamientodelacapaderoda-miento.

Exudacin.Comoconsecuenciadeunafallaeneldi-seodelamezcla,queconducetambinasuperfi-ciespropensasalpatinajedelosvehculos.

Fisurasygrietas:Ocasionadasporfatigadelacapaasflticaobienporcontraccinproducidaporefectostrmicos.

Entonces,elrecicladoenfroesunprocesoconml-tiplesaspectosquepuedesatisfacermuchasnecesi-dades en el mantenimiento y rehabilitacin en lainfraestructuravial.Losbeneficiosmsevidentesdelrecicladoenfrioparalarehabilitacindepavimentosson:Factoresmedioambientales. Sehaceusodel100%delosmaterialesdelpavimentoexistente.Nosene-cesitacrearsitiosdeemprstitosdematerialesyelvo-lumendelnuevomaterialquedebeserimportadoalaobra,desdepozosdeagregados,esminimizado.Ade-ms,eltransportecomoelconsumodecombustiblesesreducidoenformadrstica.

Calidaddelacapareciclada. Selograunaaltaycon-sistentecalidaddemezcladodelosmaterialesin-situconelaguayelagenteestabilizador.Elmaterialreci-clado,mslosaditivos,sonmezcladosenformain-tensaenlacmaradeltamborfresador-mezclador.

Integridadestructural. Elprocesoderecicladoenfroproducecapasligadashomogneas.

Menorestiemposdeconstruccin. Conlaelevadaproduccincon laquecuentan las recicladoras, sellegaareducirsignificativamentelostiemposdecons-truccincomparadosconmtodosalternativosdere-habilitacincomoelrecapadoasfltico.Estareduccindetiempostambindisminuyeloscostosygeneraunbeneficiointangibleparalosusuariosdelcamino,yaquelasinterrupcionesdetrficosonmenores.

Seguridad. Unodelosbeneficiosmsimportantesdelprocesoderecicladoenfroeslaseguridadvialqueesposibleconseguiryaqueeltrenderecicladocom-pletosepuedeacomodarenelanchodeunapista.

Costo-efectividad. Los beneficios expuestos ante-riormentesecombinanparahacerdelrecicladoenfrounaalternativaaltamenteatractivaparalaRehabilita-cindepavimentosentrminosdecosto-efectividad.

Realizadoelanlisisdelosfactoresqueinvolucranla

Alternativa Alternativa Alternativa1 2 3

Totalmateriales 13233,19 8790,12 5459,50

Totalmanodeobra 505,91 491,54 633,04

Totalequipo, 1867,58 1749,13 3791,32maquinariayherramientas

Totalrecargos 353,83 343,79 442,75

Totalgastos 1404,60 992,77 889,51generalesyadministrativos

Totalutilidad 1560,67 1103,08 988,39

Totalimpuestosa 584,81 416,24 377,12lastransacciones

TOTALPRECIO 19.511,14 13.886,29 12.582,33ALTERNATIVA

Alternativa Plazo Trabajabilidad Costo Total

1 2 1 1 42 1 2 2 53 3 3 3 9



rehabilitacindelpavimentoasflticoylascondicionesparticularesquepudiesenpresentarseeneltramodeestudio,sellegaaconcluir:QuelaAlternativa3,siendo36%mseconmicaquelaAlternativa1y9%menoralaAlternativa2,resultaserlamsconveniente.

QuelaAlternativa3,debidoasumenortiempodere-habilitacin,reducelainterrupcinenlasvasyelperjuiciodelasociedady/ousuarios;resultatambinserlamsadecuada.

Quedesdeelpuntodevistaecolgico,elusodelm-tododerecicladodepavimentos,llegaasernota-blementefavorable,debidoaqueseutilizael100%delmaterialexistenteenlava,minimizandolaex-traccindematerialesdeimportacinyevitandolacreacindeempresitosdemateriales.

Quelasdosalternativasderehabilitacinconvencio-nalesplanteadasllegaronasatisfacerlascaracters-ticasnecesarias,peroauncostoytiempomuchomayoraldelrecicladodepavimentos,acausaprin-cipalmentedelelevadocostoycantidadnecesariademezclaasflticaencaliente.

Debidoalestudiovisualrealizado,sellegaaconcluirquelacondicindelpavimentoespobreyenrazndequelasanomalasencontradaseneltramosonseme-jantes,sepuedededucir,quelaestructuradelpavi-mentocuentaconsntomassimilaresdedeterioro.Portanto,elcomportamientoquelaestructuratengaconlacapareciclada,seruniformeentodoeltramo.Laextraccindencleospermitiobservarelespesordelacapaasflticadelava;comoresultserbajo,setuvoqueaadirmaterialgranularparallegaralespe-sorrequerido;portanto,elcostoytiempoquedeman-darcualquierproyectodereciclado,dependerdeesteespesor.Sisecontaraconespesoresmayoresoigualesalos5cm,laadicindematerialnoserare-queriday,portanto,loscostosytiemposdecoloca-cin de material granular sobre la va serianinnecesarios,anoserquesedebacorregirlagranu-lometradelamezcla.

Porltimo,mediantelacomparacindealternativasderehabilitacin,sepuedeconcluirqueelprocesodefre-

sadoyrecicladoenfroesunmtodoviableparalare-habilitacindelpavimentoasflticotantoenlacalleHa-mirayaentreGeneralAchyJordn,comotambinenotrasvasconstruidasconpavimentoasfltico.Esvia-ble debido al amplio campo de aplicacin, al cortotiempodeejecucin,alaminimizacindelimpactoam-bientalyelbajocostopormetrocuadradocomparadoconlosmtodosnoconvencionalesderehabilitacin.

REFERENCIASBIBLIOGRFICAS

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(2)AMERICANASSOCIATIONOFSTATEHIGHWAYOFFICIALS,GuidefordesignofpavementstructuresWashingtonD.C.1993.

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rehabilitación de pavimento

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