Reciclaje 4s1w14

FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

TEMA

: TRABAJO MONOGRAFICO DE LA SEMANA 13 “RECICLAJE DE CARPETA ASFALTICA”

DOCENTE

: ING.

ESTUDIANTE

: SINCHE CAVALCANTI, JAVIER OLIVER

CICLO

: VII

CODIGO

: 2014237959

AYACUCHO - PERU 2018

“RECICLAJE DE CARPETA ASFALTICA” I. INTRODUCCION El término Reciclado de Pavimentos, en general, nace a mediados de la década del 70 a raíz de la crisis originada por el "embargo petrolero", la que apremio la búsqueda de usos racionales de los derivados del petróleo (entre ellos el asfalto). Los Ingenieros viales de diferentes países del mundo desarrollaron en forma incipiente la tecnología del reciclado en caliente, etapa que duro aproximadamente un año, al término del cual se inició la ejecución experimental de los primeros proyectos, siendo solo hasta 1980 donde se aplican de forma regular, dado que el reciclado es considerado ya, como una nueva alternativa de Rehabilitación de Pavimentos. Una de las principales preocupaciones de nuestra civilización se encuentra en la conservación de materiales, protección del medio ambiente y la economía en los procesos de construcción y rehabilitación.

II. OBJETIVOS: o

OBJETIVO GENERAL: Identificar los beneficios del reciclado in situ y en planta, en caliente y en frio de carpeta asfáltica (pavimentos flexibles).

o

OBJETIVOS ESPECÍFICOS: Identificar las ventajas y desventajas del reciclado in situ y en planta en caliente y frio de pavimentos flexibles respecto a los beneficios ingenieriles, ambientales y económicos. Dar a conocer la aplicación de criterios de los tipos de reciclaje, con fines económicos – ambientales y seguridad del servicio útil a la sociedad.

III. MARCO TEORICO A. Pavimento: El pavimento es una estructura compuesta de capas de diferentes materiales que algunas veces se extiende hasta profundidades mayores a un metro. La estructura del pavimento hace el trabajo de transferir la carga impartida sobre la superficie por los vehículos hacia el terreno de fundación (material natural o de cantera), definido o limitado por el nivel de subrasante.

B. Componentes del Pavimento: La estructura del pavimento está compuesta generalmente de superficie de rodadura, base granular y sub-base granular, apoyado sobre el terreno de fundación o subrasante, debidamente compactado, cada una sirve para un propósito específico y diferente.

b.1 Nivel de Subrasante Es la línea definida en el diseño del perfil longitudinal y que marca la separación entre la estructura del pavimento y el terreno de fundación. b.2 Terreno de Fundación A veces denominado simplemente subrasante, es el material propio o de cantera que recibe la estructura del pavimento. b.3 Sub-base (Cimiento) Es la capa de material seleccionado que se coloca encima de la subrasante. Tiene por finalidad servir de capa de drenaje al pavimento; controlar o eliminar en lo posible los cambios de volumen, elasticidad y plasticidad.

b.4 Base (Firme) Esta capa tiene por finalidad absorber los esfuerzos transmitidos por las cargas de los vehículos y, además, repartir uniformemente estos esfuerzos a la sub- base y al terreno de fundación. Las bases pueden ser granulares, o bien estar formadas por mezclas bituminosas o mezclas estabilizadas con cemento u otro material ligante. b.5 Superficie de Rodadura Asfáltica La superficie es la plataforma de o del pavimento con el tráfico y el medio ambiente, compuesta por una mezcla de agregados y cemento asfáltico, su función es proteger la estructura del pavimento, tanto del tráfico y del medio ambiente, proporcionando durabilidad e impermeabilidad.

C. Pavimentos Flexibles Pavimentos flexibles. Se denomina pavimentos flexibles a aquellos cuya estructura total se deflecta o flexiona dependiendo de las cargas que transitan sobre él. ... La construcción de pavimentos flexibles se realiza a base de varias capas de material. Cada una de las capas recibe cargas por encima de la capa.

D. Pavimento Rígido. Son aquellos formados por una losa de concreto Pórtland sobre una base, o directamente sobre la sub-rasante. Transmite directamente los esfuerzos al suelo en una forma minimizada, es auto-resistente, y la cantidad de concreto debe ser controlada. -Tiene un costo inicial mucho más elevado que el pavimento flexible.

E. Carpeta Asfáltica: La carpeta asfáltica es la capa superior de los pavimentos flexibles, elaborada con materiales pétreos y productos asfálticos para proporcionar la superficie de rodamiento a los vehículos que transiten sobre el pavimento. Capa o conjunto de capas que se colocan sobre la base, constituidas por material pétreo y un producto asfáltico. Su función es proporcionar al tránsito una superficie estable, prácticamente impermeable, uniforme y de textura apropiada. F. Reciclado de Pavimentos: El Reciclado de Pavimentos se puede definir como un procedimiento de ingeniería mediante el cual se emplea parte o la totalidad, de una estructura de pavimento bituminoso para la fabricación de una mezcla asfáltica de calidad similar o superior a la existente o en la estabilización y mejoramiento de las capas granulares. G. Factores que Influyen para el reciclado de carpeta asfáltica.

H. Tipos de Reciclado de Pavimentos: La asociación de Reciclado y Recuperación de asfalto (Asphalt Recycling and Reclaiming Association, ARRA), reconoce los cinco tipos de Reciclado de Pavimentos que se indican a continuación:

IV. RECICLADO EN CALIENTE DE CARPETA ASFALTICA

En los tratamientos de reciclado en caliente se pueden establecer dos grandes divisiones: a) Tratamiento en caliente in situ, con las siguientes tecnologías: Termoreperfilado Termoregeneración Termoreciclado b) Tratamiento en caliente en planta, mezclas con adición de RAP. RECICLADO EN CALIENTE IN SITU Consiste en la conservación de firmes bituminosos degradados que se reutilizan directamente, con o sin aportación de materiales nuevos, mezclándolos in situ y posteriormente extendiendo y compactando la mezcla para constituir una nueva capa de firme. 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 es de rayos infrarrojos que calientan la superficie a temperaturas que oscilan entre 120ºC y 160ºC. Suele haber una serie de es 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.

 Existen varias técnicas que permiten reutilizar directamente las capas superficiales recalentadas. Éstas se resumen en la tabla: 1. Reforming (Reforma)

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.

2. 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 termorreperfilado 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. 3. Repaving (Repavimentación) 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 termorregeneración, 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. 4. 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.

5. Rejuvenating (Rejuvenecedor) Es el mismo procedimiento que el remixing pero con la única aportación de un agente rejuvenecedor. Estos métodos de termorreciclado intentan solventar problemas de envejecimiento del ligante o defectos de la mezcla, aplicándose para espesores de 4 a 8 cm. Maquinaria de tratamiento en caliente in situ

RECICLADO EN PLANTA EN CALIENTE Las técnicas especiales de reciclado en central en caliente se refieren únicamente a mezclas bituminosas.

Para el reciclado en caliente, las mezclas se retiran de la carretera y se transportan a una central de fabricación donde se clasifican y se mezclan en caliente con árido virgen y betún, obteniéndose una mezcla bituminosa compuesta en parte por material reciclado.

El material recuperado del pavimento se puede tratar en la planta con objeto de mejorar sus características y así conseguir mayores porcentajes de reciclado. Se pueden distinguir tres fases:  Machaqueo,  Clasificación/cribado y  Homogeneización.

Los principios generales aplicables a la técnica de reciclado en caliente en planta son los siguientes: a) Las mezclas obtenidas por reciclado deben cumplir los mismos requisitos que las mezclas convencionales equivalentes. Esto es un parámetro limitativo en el contenido de RAP (Pavimento Asfaltico Recuperado) a adicionar debido a la falta de regularidad de éste.

b) 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. c) 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. d) 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.

RECICLADO EN FRÍO EN SITU El reciclado en frio in situ se realiza con equipos específicos multifuncionales que fresan el material y lo mezclan con agua y el conglomerado o ligante seleccionado, realizándose todo el proceso a temperatura ambiente. Con la técnica de reciclado in situ se pueden reciclar capas de, mezcla bituminosa, de materiales granulares o tratados con cemento, o conjunto de estas capas, y a una profundidad de 50 a 100 milímetros.

Con esta técnica se pueden alcanzar porcentajes del 100% de reciclaje, si bien es cierto que es habitual la adición de una capa bituminosa superficial. El reciclado en frío in-situ reduce el costo de rehabilitación del pavimento. Se reutilizan los materiales existentes permitiendo la preservación de agregados y del betún. La naturaleza fría del proceso reduce el impacto en el ambiente y preserva energía. Los reciclados in situ en frio más usuales son las que utilizan como ligante base una emulsión o como conglomerante el cemento:  El reciclado in situ con emulsión: Se basa en el fresado o disgregación del material que se va a tratar, seguido de una mezcla de este material con agua, emulsión (y áridos nuevos si es necesario) y, en algunos casos cal o cemento. Los espesores de reciclado no pueden superar en general a los 15 cm. El proceso de puesta en obra es de vital importancia ya que este tipo de mezclas son difíciles de compactar.  La técnica de reciclado con cemento: es muy interesante para carreteras que necesitan una reconstrucción total. Se reciclan hasta espesores de 35 cm, mezclando el material disgregando con cemento y agua. Es un tratamiento muy eficaz, con el que se consiguen de manera económica firmes de gran robustez.  La técnica reciclados mixtos emulsión – cemento/cal

1) Parte de reciclados con emulsión, para evitar problemas de plasticidad, cohesión y/o acelerar el curado de capa. Suelen usarse porcentajes del 1 – 1,5% de cal o de cemento. 2) Desde reciclados con cemento, para flexibilizar el material y evitar los problemas de retracción. Suele irse entonces a dotaciones del 4 – 5% de cemento y 2 – 3% de emulsión.

RECICLADO EN PLANTA EN FRÍO El reciclado en frío en central no presenta características especiales. Se lleva acabo con áridos procedentes de mezclas fresadas de las capas del firme. El uso de este tipo de técnicas puede llegar a permitir una tasa de reciclaje del 100%.

Cuando se reutiliza para capas bituminosas, el material se mezcla con emulsión en centrales continuas de mezcla en frio, o en centrales de grava cemento modificadas para incorporar la emulsión.

En la reutilización para capas tratadas con cemento, el proceso de fabricación es análogo al de suelocemento.

Estas técnicas se pueden usar para la construcción de capas de base aunque también para capas intermedias e incluso de rodadura en carreteras secundarias.

El espesor de las capas es variable y se puede adaptar a los requisitos técnicos. Si el pesor de la capa supera los 20 cm, se recomienda dividir su puesta en obra en dos capas más delgadas. Cuando se ha completado la producción en planta, la mezcla final se transporta y es puesta en obra con maquinaria convencional. Para la compactación se puede utilizar rodillos vibratorios pesados.

V. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS MÉTODOS DE RECICLADO El reciclado in situ presenta las siguientes ventajas: o 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. o Se puede aprovechar el 100% del material antiguo en una sola aplicación. o Ausencia absoluta de emisiones contaminantes en el caso de reciclados en frío. o Mejor adaptación a obras dispersas y de pequeña tamaño. Sobre el reciclado in situ, el reciclado en caliente en planta presenta las siguientes ventajas: o Se puede realizar sobre cualquier espesor de mezcla bituminosa, sin limitaciones. o El transporte, la extensión y la compactación se pueden realizar con equipos convencionales (ventaja sobre el reciclado in situ en frío). o Se aprovecha mejor la capacidad aglomerante residual del betún antiguo (ventaja sobre el reciclado in situ en frío). o No necesita tiempo de curado, se puede abrir inmediatamente al tráfico (ventaja sobre el reciclado in situ en frío). o Se puede utilizar en capas de rodadura, cosa difícil con los reciclados in situ especialmente en frío. o Puede regularse el calentamiento de la mezcla de manera que no se produzca un endurecimiento inisible del betún (ventaja sobre el reciclado in situ en caliente). o 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. Las principales desventajas del reciclado en caliente en planta son los siguientes: o Menores ahorros que el reciclado in situ. o Necesidad de grandes obras para que resulte económicamente rentable montar una central de este tipo. o En pequeñas actuaciones, necesidad de disponer en las proximidades de centrales equipadas para realizar el reciclado. o Necesidad de grandes superficies de almacenamiento en las centrales. o Necesidad de una buena organización en las operaciones de fresado para facilitar una operación continua. Ventajas del reciclado en frio in situ Las ventajas principales frente al reciclado en frio son: o o o

La falta de emisión de humos, el empleo de menos energía, y la posibilidad de reciclar con mayor espesor de firme. El reciclaje es al 100% del material a recuperar. El costo de producción es mínimo, es decir es un ahorro al 50% por lo general.

VI. EQUIPOS UTILIZADOS EN EL TRABAJO DE RECICLAJE

FRESADORA CON CINTA DE CARGA WIRTGEN

BARREDORAS BOBCAT

Wirtgen 2100 DCR

Equipos de compactación

VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

o

El reciclaje con aditivos (cemento) tiene una amplia aplicabilidad y duración, pero en nuestro medio aún se sigue diseñando con el mismo criterio de sub-base, base granular y pavimento en planta y en caliente, y en algunos casos esporádicos el fresado.

o

El uso de reciclaje y productos estabilizadores para estructuras, son alternativas viables y económicas, ya que permiten la reutilización del material existente en la vía logrando unos nuevos materiales de buena calidad para garantizar una estructura perdurable en el tiempo.

o

Obtener una importante reducción de costos por la disminución en los costos de transporte para nuevos materiales a colocar.