rehabilitación de pavimento
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Rehabilitación de PavimentoTRANSCRIPT
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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
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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
Fuente: Elaboracin propia en base a (4), 2010
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
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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
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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
Espesor mximo de conservacin 300 mmEspesor desde la superficie
Alternativas de rehabilitacin
Alternativas convencionalesReciclado en fro
- 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
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FIGURAN3
Alternativasdeconservacinparafallaporasen-tamientodelaestructura
Fuente: (1)
LaFigura3estreferidaasituacionesdondeelpro-blemavieneacomprometerlabaseylasub-base.
RESULTADOSLaobtencindedatosdio informacinvaliosaparatenerconocimientodelava.Dichainformacincon-templa:
TABLAN4Informacindelpaqueteestructural
Fuente: Elaboracin propia, 2010
Espesor mximo de conservacin 600 mmEspesor desde la superficie
Alternativas de rehabilitacin
Alternativas convencionalesReciclado en fro
- 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
Fuente: Elaboracin propia, 2010
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FIGURAN4
Fuente: Elaboracin propia, 2010
TABLAN6Ejesequivalentesefectivos
Fuente: Elaboracin propia en base a (7), 2010
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
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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
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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)
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FIGURAN6Gradacionessugeridasparaelreciclajeenfroygradacinfresadooriginal
Fuente: Elaboracin propia en base a (9), 2010
Seobservaquenoentrenningunadelasgradacio-nesrecomendadas;portanto,dichagradacindebisermodificadaconlaayudadelmaterialqueserim-portadoycolocadosobrelacarpetaasfltica.Unavezrealizadoslosensayosdelaboratorio,seob-tuvolasiguientegradacindelfresadomodificado:
FIGURAN7Comparacindelasgradacionessugeridasconlagradacinfresadamodificada.
Fuente: Elaboracin propia en base a (9), 2010
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
Fuente: Elaboracin propia, 2010
ALTERNATIVAS1 2 3
TiempoEjecucin(Das) 4,84 8,37 4,52
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38 FACULTADES DE INFORMTICA Y ELECTRNICA - TECNOLOGA - ARQUITECTURA Y TURISMO
TABLAN9CostoporAlternativas
Fuente: Elaboracin propia, 2010
PonderandoacadaAlternativaconlapuntuacinco-rrespondiente,setiene:
TABLAN10Matrizparalatomadedecisiones
Fuente: Elaboracin propia en base a (4), 2010
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
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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
(1)WIRTGEN,ManualdeRecicladoenFro,Alema-nia,2004.
(2)AMERICANASSOCIATIONOFSTATEHIGHWAYOFFICIALS,GuidefordesignofpavementstructuresWashingtonD.C.1993.
(3)VALMIR,Bonfim,Fresadodepavimentosasflti-cos,SaoPaulo,Execo,2008.
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(5)GALINDOQUIROGA,Eudoro,MemoriasdeunIn-geniero,Cochabamba,Arol,1990.
(6) AMERICAN SOCIETY FOR TESTING MATE-RIALS,D6433,2003.
(7) INSTITUTO BOLIVIANO DEL CEMENTO Y ELHORMIGN,Diseodepavimentos,LaPaz,IBCH,1996.
(8)SERVICIONACIONALDECAMINOS,Especifica-cionestcnicasgenerales,Bolivia,2003.
(9)MONTEJOFONSECA,Alfonso,Ingenieradepa-vimentosparacarreteas,2002.