RECICLAJE DE PAVIMENTO RIGIDO Y FLEXIBLE

CAMINOS II Página 22
UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES






INTRODUCCION

La vida de las vías de comunicación de transporte terrestre, parece estar sometida a un ciclo repetitivo de construcción. Esto se debe a la conservación insuficiente que durante muchos años sufrieron dichas vías, dando lugar así a la degradación de las mismas. Bajo la necesidad de volver a proveer una nueva condición adecuada para el tráfico y con la limitante de la carencia relativa de agregados (con sus altos costos); es necesario volver la vista hacia la recuperación de caminos a través de los métodos que nos beneficien en carreteras durables. Por esta razón se ha investigado sobre técnicas de mantenimiento de vías, que reduzca los costos de una reconstrucción, de mano de obra y equipo a usar, lo que ha traído consigo alternativas como la de extraer los materiales que conforman al pavimento y reutilizarlos, mezclándolos con otros productos dando origen así a lo que es el reciclaje.
El reciclaje de pavimento asfáltico es una tecnología especial que permite la reconstrucción de los pavimentos envejecidos y/o deteriorados, empleando sus materiales de construcción originales. Esto es posible en la medida en que no haya llegado a un grado de degradación tal que no permita un rejuvenecimiento eficiente. La técnica del reciclaje tiene un conjunto de ventajas, entre las que predomina la disponibilidad in situ de casi la totalidad de los áridos de la calidad y granulometrías adecuadas; un requerimiento mínimo o nulo del material nuevo, y la posibilidad de mantener las cotas de la altura originales de las carreteras, lo que es de muy especial xx interés en las zonas urbanas y en los lindes con puentes, cruces y otras estructuras viales preexistentes.
El reciclaje en nuestro país ya comenzó a utilizarse en carreteras por parte del Ministerio de Obras Públicas (MOP), quien promueve proyectos de rehabilitación como lo es actualmente FOVIAL (Fondo de conservación VIAL), en donde se está utilizando esta técnica. El reciclaje se divide principalmente en dos métodos los cuales son reciclaje en frío y reciclaje en caliente, ambos se están usando en el país y de los cuales se mostraran sus procesos constructivos, sus ventajas y desventajas, sus diferencias y además la maquinaria que se emplea para rehabilitar un pavimento por este método.







DESCRIPCION

El presente trabajo abarca el estudio de las tecnologías que se emplean en el Mundo en la actualidad para la construcción y conservación de pavimentos de carreteras, en especial las que se emplean en los pavimentos asfálticos, siendo una tendencia actual a nivel mundial de reutilizar todo lo que sea posible, para disminuir los costos así como los impactos negativos al medio ambiente.


















JUSTIFICACION

Debido a problemas como la poca disponibilidad de materiales cerca del lugar de construcción, y la disposición de desechos, existe una necesidad de optimizar el uso de los agregados, aglomerantes, equipo, mano de obra y recursos. Una solución a alguno de los problemas de transportación referidos anteriormente es la reutilización o reciclaje de materiales existentes para la construcción, reparación y mantenimiento de carreteras.13 Para la rehabilitación de un pavimento asfáltico por el método del reciclaje, los materiales deben estudiarse previamente para determinar si pueden ser recuperados y así ser procesados para producir nuevas mezclas asfálticas la cual deberá cumplir con determinadas especificaciones de tal forma que su utilización no sea causa de daños prematuros en la carretera.
La técnica del reciclaje está cobrando auge en nuestro país y no siempre se cuenta con material bibliográfico que brinde información teórica completa, que pueda ser aplicada a estudios previos, al diseño y ejecución de proyectos viales a ejecutarse. De aquí sale la necesidad de contar con un documento que recolecte la información de los tipos más conocidos del reciclaje dando así a conocer esta técnica, contribuyendo también al desarrollo técnico de la ingeniería en esta área de nuestro país.










ANTECEDENTES

Tesis: "Método de rehabilitación en pavimentos" RUFINO MARIO MARCHAN MORENO
Reciclado de pavimentos en carreteras. Aplicación en Cuba

INFORME RENDIMIENTO DE MAQUINARIAS PARA CARRETERAS – CAMINOS II – ERICK QUISPE SANCHEZ





















PREGUNTAS DE INTERES

¿LOS CONSTITUYENTES DE ASFALTO CONSTITTUYEN UN PELIGRO AMBIENTAL SI NO SON ADECUADAMENTE MANEJADOS?

¿QUÉ EFECTO GENERA LA CONTAMINACION CON PAVIMENTOS?

¿EN QUE SE RELACIONA LO ECONOMICO, LO SOCIAL CON LA REUTILIZACION DE PAVIMENTOS?
















OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL:

Promover el uso de tecnologías limpias que no sean agresivas con el medio ambiente mediante el uso de pavimentos reciclados.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Establecer medidas para el uso de pavimentos reciclados.
Indicar las operaciones de reutilización, valorización o eliminación a que se destinaran los residuos que se generaran en la obra.
Valorizar en materia económica a la gestión de los residuos de construcción y demolición en una obra de infraestructura vial.




















CAPITULO I
MARCO TEORICO CONCEPTUAL


INTRODUCCION

Se entiende por reciclaje a la reutilización, Proceso simple o complejo que sufre un material o producto para ser REINCORPORADO, a un ciclo de producción o de consumo; generalmente luego de cierto tratamiento, de un material de pavimento que ha cumplido su finalidad inicial, el cual puede emplearse para construir un refuerzo en la misma carretera o alguna capa de una calzada nueva.
Entre los factores fundamentales que han contribuido al desarrollo de estas técnicas merecen destacarse las siguientes:
La crisis energética causante de los significativos aumentos en los precios de los productos derivados del petróleo.
El progresivo agotamiento de las fuentes de obtención de los agregados pétreos de adecuada calidad y el incremento de sus precios en canteras.
A estos aspectos debe adicionarse la influencia notable de los cotos del transporte cuando los agregados pétreos de calidad se encuentran a considerable distancia de las obras. Factores considerados de significativo peso en los análisis de precios de las obras.
Los aspectos ecológicos y la necesidad de conservar el medio ambiente, son factores que les otorgan actualmente la debida atención en los países más desarrollados, razones por las cuales es notoria la tendencia hacia la reutilización de los materiales existentes en el lugar de proceder de la explotación de yacimientos y canteras, contaminando la zona donde se realizan estas actividades.
La crítica disponibilidad de los recursos económicos destinados a proyectos nuevos o su insuficiencia para hacer frente a la continua y efectiva conservación, rehabilitación y reconstrucción de los sistemas viables existentes, ha obligado a estudiar y aplicar técnicas de mantenimientos menos onerosos pero con un comportamiento similar a las actuaciones convencionales.

CAMPOS DE APLICACIÓN DEL RECICLAJE

El reciclaje de pavimentos puede aplicarse en aquellos casos en que las fallas pueden atribuirse a:
Elevada rigidez de ligante asfáltico, como consecuencia de su envejecimiento por acción del tiempo.
Desprendimiento de los agregados ocasionado por una falla de adherencia con el asfalto o bien por el envejecimiento del mismo.
Deformaciones plásticas que producen ahuellamiento, ondulaciones, corrimientos, etc. Esto es atribuible principalmente a mezclas con baja estabilidad.
Pulimiento de los agregados superficiales que disminuye la resistencia al deslizamiento de la capa de rodamiento.
Afloramiento de asfalto, como consecuencia de una falla en el diseño de mezcla, que conduce también a superficies propensas al patinaje de los vehículos.
Fisuras y grietas ocasionadas por la fatiga de la capa asfáltica (piel de cocodrilo) o bien por contracción producida por efectos térmicos (fisura miento transversal).

TIPOS DE RECICLAJE

Existen tres tipos cuyas denominaciones y características, son las siguientes:

RECICLAJE SUPERFICIAL: Consiste en el tratamiento de la superficie del pavimento en bajos espesores, generalmente no superiores a los 2.5 cm, en casos que los deterioros de los pavimentos no sean atribuibles a deficiencias estructurales. Se incluye todo procedimiento en que la superficie es presada, cepillada o escarificada, triturada y adicionada o no de un agente de reciclaje, con o sin la incorporación de pequeños porcentajes de materiales vírgenes, reacondicionada y compactada. El proceso puede adelantarse en caliente o en frio y en este último caso el agente de reciclaje, si se requiere se aplica en forma de emulsión.
RECICLAJE EN EL LUGAR (IN- SITU): Conocido también como reciclaje en frio, consiste en rehabilitar el pavimento asfaltico hasta una profundidad mayor de 2.5 cm, involucrando o no el material de la capa de base. Para ello el espesor es escarificado y el material trozado resultante es triturado hasta un tamaño adecuado y luego, mezclado con un agente de reciclaje y eventualmente con cierto porcentaje de agregado nuevo, todo como para cumplir con las exigencias de la nueva mezcla. Como su nombre lo indica, el proceso se realiza generalmente en frio y los aditivos más utilizados son emulsiones asfálticas, cemento portland, cal y mezclas de cal y cenizas volantes. También es posible el reciclaje in-situ con cementos asfalticos de alto grado de penetración.
RECICLAJE EN PLANTA: denominado también reciclaje en caliente, consiste en escarificar el espesor deseado del pavimento existente y transportar el material trozado a una planta en la que es triturado y clasificado por su granulometría. El material también puede obtenerse del pavimento por medio del fresado en frio. Posteriormente, en base al análisis de composición del material viejo, se reconstruye en caliente la nueva mezcla a reciclar, la cual debe responder al diseño adoptado. Para ellos se agregan materiales nuevos que comúnmente incluyen un agente de reciclaje y agregado pétreo virgen, así como asfalto nuevo. La nueva mezcla en caliente se lleva al sitio de origen o al que se haya elegido para su colocación, donde se distribuye y compacta mediante métodos y equipos convencionales.
En todos los casos, la estructura resultante del trabajo del reciclaje, respondiendo al proyecto correspondiente, podrá emplearse como capa de rodadura o base, caso este último en el cual se deberá superponer una nueva capa superficial.

VENTAJAS DE LAS TECNICAS DE RECICLADO





















RECICLAJE SUPERFICIAL
Este sistema es aplicable a espesores muy delgados de pavimento, puede realizarse en caliente o en frio y constituye una solución en aquellos casos en los que existen problemas de deslizamiento, ya que mediante la eliminación de un espesor superficial débil se pueden regenerar las características antideslizantes del pavimento. Así mismo puede resultar aplicable cuando se presenten otros tipos de fallas superficiales, tales como degradación de la carpeta por perdidas de ligante o agregados pétreos o abultamientos producidos por el empleo de mezclas asfálticas de baja estabilidad. El retiro de esta delgada capa puede ser de carácter provisional hasta que se decida extender una nueva capa asfáltica o bien puede ser una solución a largo plazo, valida en todos los casos en que no existan defectos de tipo estructural.
FRESADO EN FRIO: consiste en el molido en frio, controlado automáticamente de la superficie del pavimento para restaurar las rasantes especificadas y remover ondulaciones y otras especificaciones dejando una superficie texturizada, resistente al deslizamiento y al hidroplaneo, que sirve como buena superficie en pavimentos en los que el ruido de rodadura no sea el condicionante básico. Las maquinas que ejecutan esta labor se denomina fresadoras y ejercen su acción mediante una especie de uñas acopladas a un eje de giro horizontal.
CEPILLADO: lo realizan maquinas llamadas cepilladoras o más comúnmente rascadoras, las cuales únicamente pueden trabajar previo calentamiento del pavimento y desarrollan su labor por medio de unas cuchillas o útiles similares y solo son utilizables para levantamientos de muy poco espesor.
TERMO-REPERFILADO: comprende un conjunto de operaciones que son realizadas por una sola máquina de forma secuencial a excepción de la compactación final. Estas operaciones son las siguientes:
Calentamiento previo del pavimento antiguo, generalmente mediante rayos infrarrojos.
Escarificado o fresado del pavimento hasta la profundidad deseada, que generalmente no excede de 2.5 cm.
Homogeneización del material escarificado y nivelación del mismo.
Pre compactación del material mediante una maestra adosada a las parte trasera de la máquina.
Compactación definitiva hasta la densidad deseada, por medio de equipos normales de compactación.
La característica principal de este sistema es que no existe aporte de mezcla bituminosa nueva, lo cual impide que el material reciclado mejore sus características; esto limita su aplicación a la corrección de pequeñas irregularidades superficiales, a la corrección de excesos de deslizabilidad o cuando se quiere incrementar la densidad de la carpeta.

TERMO-REGENERACION: Esta técnica presenta una serie de características comunes con la anterior, con la diferencia de que existe un aporte de mezcla nueva que se coloca sobre la antigua escarificada (adicionada o no de un agente rejuvenecedor), compactándolas sin mezclarlas. El conjunto de operaciones a realizar es la siguiente:
Calentamiento previo del pavimento mediante rayos infrarrojos.
Escarificado y des compactación del pavimento, en una determinada profundidad.
Retiro de la parte del material escarificado, aunque a veces esta operación no se presenta, aprovechándose la totalidad.
Adición, en caso necesario, de un agente rejuvenecedor.
Distribución transversal del material escarificado mediante una hoja niveladora.
Aporte de mezcla nueva, la cual es conducida mediante una banda transportadora.
Pre compactación de las dos capas, sin mezclar de las mismas, mediante una maestra vibrante colocada en la parte posterior de la máquina.
Compactación hasta la densidad deseada de las dos capas anteriores con un tren de compactación adicional.
Aunque es un proceso menos económico, a veces la mezcla de aporte puede colocarse en obra independientemente mediante un a terminadora convencional.

RECICLAJE EN EL LUGAR











SELECCIÓN DE ADITIVO









RECICLAJE EN PLANTA (EN CALIENTE)

Es un proceso por el cual se combinan materiales recuperados de un pavimento asfaltico y eventualmente de la base granular, con asfalto y agregados nuevos y/o agentes de reciclaje, según las necesidades, en una planta central, para producir mezclas para pavimentación en caliente. El producto terminado deberá cumplir todas las especificaciones y requisitos constructivos para el tipo de mezcla producida.

AGENTES DE RECICLAJE

Las alteraciones o cambios que sufren los asfaltos, ya sea durante el mezclado o en el transcurso del tiempo, conducen a un aumento de consistencia y por lo tanto a una pérdida del poder ligante y cohesivo del asfalto. Muchos investigadores consideran que un asfalto se encuentra en el límite de servicio cuando presenta las siguientes características:




En el reciclaje de pavimentos cuando lo que se busque sea reciclar asfaltos envejecidos (debe tenerse presente que el reciclaje se puede aplicar a pavimentos con mezclas de baja estabilidad donde el asfalto no es la causa del problema), lo que se intenta es volver las propiedades del asfalto a su estado original o lo más cerca posible de él. Para lograra este objetivo, se recurre a los "agentes de reciclaje", denominados también rejuvenecedores, ablandadores o modificadores, los cuales deben restaurar las características del asfalto original, no solo en lo que se refiere a la consistencia sino también a su estructura coloidal intrínseca.

Los agentes de reciclaje deben cumplir las siguientes funciones:

Devolverle al asfalto envejecido su estructura físico química para hacerlo nuevamente durable.
Restaurar en el asfalto un novel de consistencia adecuado para una buena trabajabilidad de la nueva mezcla en sus etapas fundamentales de mezcla, compactación y servicio.
Contribuir a satisfacer la cantidad de ligante total requerido por el diseño de la nueva mezcla asfalto- agregado a reciclar.

Para cumplir estas funciones, los agentes de reciclaje, que en general son productos especiales derivados del petróleo, deben cumplir con las siguientes características:










DISEÑOS DE MEZCLAS ASFALTICAS RECICLADAS EN FRIO (METODO DEL INSTITUTO DEL ASFALTO)

El agregado de la mezcla recuperada de la vía se mezcla con agregados naturales, también recuperados o nuevos, para obtener una gradación que cumpla los requisitos indicados en la tabla. A continuación se elige un asfalto apropiado al caso y se hace una estimación de la cantidad de asfalto necesaria para la mezcla, efectuándose enseguida un cálculo que permite determinar la cantidad de asfalto nuevo por añadir. Por último la obra dirá los ajustes que será pertinentes.










Combinación de agregados: la mezcla del agregado recuperado de la capa asfáltica, el recuperado de la base granular (si lo hay) y el agregado nuevo que se haya añadido, debe cumplir algunas normas granulométricas de la tabla 11.2. para que el reciclaje con asfalto sea posible, los agregados tomados del pavimento a reciclar deberán cumplir, además, al menos uno de los siguientes requisitos:




Selección de asfalto nuevo: La selección del tipo y grado de asfalto más apropiado es muy importante en el resultado final del reciclado. Como regla general se recomienda emplear el asfalto más pesado que pueda trabajarse con facilidad. Las emulsiones asfálticas son los aditivos asfalticos con mayor aplicación.




























Determinación de la cantidad necesaria para la combinación de agregados.










































EJEMPLO ILUSTRATIVO










































DISEÑOS DE MEZCLAS ASFALTICAS RECICLADAS EN CALIENTE (METODO DEL INSTITUTO DEL ASFALTO)
El diseño de mezcla se puede realizar tanto con el método mashall como el hveem, de la siguiente manera:
Combinar agregado proveniente del pavimento asfaltico recuperado con materiales granulares recuperados y/o agregado pétreo nuevo, necesario para obtener una granulometría combinada que cumpla con los requisitos de las especificaciones. Una vez que se determinan las proporciones relativas de los mismos, se calcula la demanda total del asfalto. Se selecciona la clase de asfalto nuevo (más el agente para reciclaje, si es necesario) para restaurar el asfalto envejecido y obtener un ligante final que reúna las necesidades funcionales de las especificaciones de asfalto, satisfaciendo la demanda de la mezcla. Siguiendo estas determinaciones, se realiza el diseño de la mezcla por los siguientes procedimientos Marshall o Hveem y se determina la cantidad exacta de ligante total.
Con la información obtenida de la evaluación de los materiales, se establecen fórmulas para el diseño de la mezcla reciclada en caliente. La viscosidad del asfalto a 60ºC es el parámetro de ensayo usado en este procedimiento para identificar el asfalto en el pavimento recuperado y en la mezcla reciclada.

Los pasos a seguir en el procedimiento de diseño son:

















































EJEMPLOEJEMPLO
EJEMPLO
EJEMPLO


































CONCLUSIONES



El manejo del asfalto caliente puede causar graves quemaduras, debido a que es pegajoso y no se quita fácilmente de la piel. La principal preocupación desde el punto de vista toxicológico industrial, es la irritación de la piel y de los ojos por los humos del asfalto caliente. Estos humos pueden causar dermatitis y lesiones parecidas al acné, así como queratosis ligera en caso de exposiciones repetidas y prolongadas. Los humos amarillo-verdosos desprendidos por el asfalto al hervir también pueden causar fotosensibilización y melanosis.
La crisis energética causante de los significativos aumentos en los precios de los productos derivados del petróleo.
El progresivo agotamiento de las fuentes de obtención de los agregados pétreos de adecuada calidad y el incremento de sus precios en canteras.
A estos aspectos debe adicionarse la influencia notable de los cotos del transporte cuando los agregados pétreos de calidad se encuentran a considerable distancia de las obras. Factores considerados de significativo peso en los análisis de precios de las obras.























BIBLIOGRAFIA

http://www.monografias.com/trabajos98/reciclado-pavimentos-carreteras-aplicacion-cuba/reciclado-pavimentos-carreteras-aplicacion-cuba.shtml
Tesis: "Método de rehabilitación en pavimentos" RUFINO MARIO MARCHAN MORENO
Reciclado de pavimentos en carreteras. Aplicación en Cuba
EVALUACIÓN Y REHABILITACIÓN DE PAVIMENTOS FLEXIBLES POR EL MÉTODO DEL RECICLAJE PRESENTADO POR: CARMEN ELENA RODRÍGUEZ MINEROS JOSE ANTONIO RODRÍGUEZ MOLINA.





























ANEXOS