reciclado en frío in situ con emulsión. a -220. la...
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Reciclado en frío in situ con emulsión. A-220. La Almunia-Cariñena
María Villagra_DGA Guillermo Jimenez _SORIGUE
Núria Querol _SORIGUE
MÓDULO 1 . ANTECEDENTES
INDICE
MÓDULO 2. ESTUDIOS PREVIOS AL RECICLADO SOBRE EL FIRME
MÓDULO 3. EJECUCIÓN DEL RECICLADO EN FRIO
MÓDULO 4. CARACTERIZACION SOLUCION EJECUTADA
MÓDULO 5. CONCLUSIONES
MÓDULO 1 . ANTECEDENTES
1. DEFINICIÓN. 2. NORMATIVA. 3. EMPLEO DEL RECICLADO EN EUROPA Y ESPAÑA. 4. PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN. 5. OBRA: ADJUDICACIÓN.
MÓDULO 1 . ANTECEDENTES
1. DEFINICIÓN:
Reciclado de firmes: Reutilización de los materiales procedentes de la demolición de capas de firmes que ya han estado en servicio, para la construcción de otras capas nuevas. 2. NORMATIVA:
•Instrucción 6.3-IC. Rehabilitación de Firmes (Orden FOM 3459/2003) •PG-4: Artículo 20: Reciclado in situ con emulsión de capas bituminosas. Artículo 21: Reciclado in situ con cemento de capas de firme. Artículo 22: Reciclado en central en caliente de capas bituminosas. •PG-3: Artículo 542 sobre Mezclas bituminosas tipo hormigón bituminoso.
•Recomendaciones Técnicas para el dimensionamiento de firmes de la Red Autonómica Aragonesa, abril 2011.
MÓDULO 1 . ANTECEDENTES
ESPAÑA: Reciclado in situ con emulsión de capas bituminosas: Producción en España de Emulsiones para Reciclado: Fuente: ATEB (Asociación Técnica de Emulsiones Bituminosas)
AÑO TN.
2011 3.887 2012 867 2013 1.139 2014 1.486 2015 794 2016 2.755
De la producción correspondiente al año 2016, el 40% (1.052 TN) corresponden a la obra en la carretera A-220, La Almunia - Cariñena
MÓDULO 1 . ANTECEDENTES: PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN
4. PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN: Mejora de la estructura del firme de la carretera A-220, del p.k. 2+800 al 19+700. Tramo: La Almunia de Doña Godina – Cariñena. Abril 2014.
a. CARACTERÍSTICAS DE LA VÍA:
b. SECCIÓN EXISTENTE: Obra de Acondicionamiento (1991): Sección 7/10.
2 Refuerzos Posteriores
Microaglomerado (2005)
Explanación: 50 cm. Suelo Seleccionado (CBR>20)
Firme: 25 cm. Zahorra Artificial
7 cm. MBC tipo G-20
5 cm. MBC tipo D-20
7- 8 cm. MBC
IMD 2012: 5.043 vehículos
IMD pesados: 1.226 vehículos (24% de la IMD)
19-20 cm. MBC
MÓDULO 1 . ANTECEDENTES: PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN
c. ESTUDIO PREVIO:
Patología de la carretera: Agotamiento estructural del firme.
Grietas en malla fina y en malla gruesa Grietas Longitudinales
Roderas Baches
MÓDULO 1 . ANTECEDENTES: PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN
c. ESTUDIO PREVIO: Campaña Testigos del LABORATORIO DE CARRETERAS.
MÓDULO 1 . ANTECEDENTES: PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN
c. ESTUDIO PREVIO: CONCLUSIONES.
1. Falta de cohesión en la capa de base y en la intermedia:
Fenómeno: disgregación y falta de cohesión del material.
Afecta a un 42 % de las catas realizadas (14 de las 33 muestras): 15 % en capa de rodadura. 39 % en capa intermedia. 24 % en capa de base.
MÓDULO 1 . ANTECEDENTES: PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN
Fenómeno: a la hora de extraer el testigo, la capa intermedia se despega fácilmente.
Afecta a un 42 % de las catas realizadas (14 de las 33 muestras).
La adherencia entre capa intermedia y capa de base se encuentra: Del p.k. 3+500 al 10+000, a una profundidad media de 13,5 cm. Del p.k. 10+000 al 18+500, a una profundidad media de 11,7 cm.
c. ESTUDIO PREVIO: CONCLUSIONES.
2. Falta de adherencia entre la capa de base e intermedia:
MÓDULO 1 . ANTECEDENTES: PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN
d. SECCIÓN TIPO ESTRUCTURAL TEÓRICA (NORMATIVA AUTONÓMICA):
Estimación tráfico futuro por carril (1% anual, 20 años puesta servicio): 762 IMDp2034 Categoría tráfico resultante: T2a. Explanada existente: EX2 Sección de firme:
25 cm. Zahorra Artificial 22 cm. MBC
e. ALTERNATIVAS:
1. Solución tradicional: Fresado y reposición con MBC (nueva fabricación).
2. Demolición del firme y Reciclado en Central
3. Reciclado in situ
•En caliente •En frío
•Mezcla en caliente •Mezcla templada •Mezcla en frío
MÓDULO 1 . ANTECEDENTES: PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN
e. ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS: Reciclado en frío in situ con emulsión (RFE).
VENTAJAS: Aprovechamiento de la totalidad del firme existente: tasa reciclado del 100 %.
Técnica de reciclado que supone mayores ahorros económicos (25% frente a técnica tradicional).
Opción medioambientalmente más ventajosa (ahorro del 40% frente a técnica tradicional): Menor Consumo de energía. Mayor Conservación de recursos: Supresión del transporte El ahorro de 30.000 Tn de MBC (fresado, producción y transporte) supone
evitar 1.050 Tn. de Emisiones CO2eq (emisiones de 2.600 camiones).
•Menor utilización de áridos. •Menor utilización de betún. •No utilización de espacios de vertido.
MÓDULO 1 . ANTECEDENTES: PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN
e. ANÁLISIS ALTERNATIVAS: Reciclado in situ en frío con emulsión (RFE):
INCONVENIENTES: Las características de la capa regenerada depende de la homogeneidad de las
capas existentes.
Requiere un buen control del material fabricado in situ: granulometría de fresado, humedad, densidad, regularidad superficial → difícil actuar rápidamente con medidas correctoras.
A priori, es una operación de mayor plazo de ejecución que la solución tradicional:
Cierre del tramo al tráfico de vehículos pesados (salvo excepciones).
•Curado de la emulsión: estimación del PG-4, entre 15 y 30 días. •Riego de protección de la capa de reciclado. •Mantenimiento de la capa reciclada.
MÓDULO 1 . ANTECEDENTES: PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN
f. SOLUCIÓN DE PROYECTO Y MEDIDAS ADOPTADAS: Se apuesta por la técnica del Reciclado en frío in situ con emulsión (REF). • Tramificación del reciclado en dos, con espesores distintos, con el objeto de
penetrar con el reciclado en capa sana y realizar una nueva junta de adherencia entre la capa base existente y la nueva capa intermedia que constituirá la capa del reciclado:
• Se calcula el espesor equivalente de la sección tipo y espesor refuerzo:
Del p.k. 3+500 al 10+000, espesor de reciclado de 14 cm.
Del p.k. 10+000 al 18+500, espesor de reciclado de 12 cm.
Capa Reciclada, coeficiente de equivalencia de 0,75 (OC 8/2001). Resto de capa existente de MBC que no se recicla, se le confiere un
coeficiente de equivalencia de 0,5 (hipótesis). Hasta el espesor de MBC teórico de 22 cm., refuerzo de 10 cm. MBC
de nueva fabricación.
MÓDULO 1. ANTECEDENTES: PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN
Fresado: 14cm No Fresado: 5,2 cm
TRAMO 1
19,2 cm
TRAMO 2
Fresado: 12cm No Fresado: 7 cm
19cm
TRAMO CAPA NO RECICLADA (cm)
CAPA RECICLADA (cm)
TOTAL (cm)
HASTA 22cm PROYECTO
TRAMO 1 5,20*0,5=2,60 14*1,11*0,75=11,62 14,22 7,78 5cm AC22S+ 5cm AC16S
TRAMO 2 7*0,5=3,5 12*1,11*0,75=10 13,5 8,5 5cm AC22S+ 5cm AC16S
MÓDULO 1 . ANTECEDENTES: OBRA
PRESUPUESTO BASE DE LICITACIÓN: 5.202.612,20 € (IVA incluido)
PRESUPUESTO DE ADJUDICACIÓN: 2.856.340,31 € (IVA incluido)
EMPRESA ADJUDICATARIA: SORIGUÉ
PLAZO EJECUCIÓN: 5 MESES
5. OBRA: Mejora de la estructura del firme de la carretera A-220, del p.k. 2+800 al 19+700. Tramo: La Almunia de Doña Godina – Cariñena.
Fecha de Adjudicación: junio de 2015.
• Con esta decisión (justificada), el tramo de 14 cm. queda fuera del límite que marca el PG-4. Medidas:
DGA consulta a expertos: Evolución de la técnica. Se impone Estricto Control de Calidad en la obra → Criterio de Adjudicación.
MÓDULO 1 . ANTECEDENTES
INDICE
MÓDULO 2. ESTUDIOS PREVIOS AL RECICLADO SOBRE EL FIRME
MÓDULO 3. EJECUCIÓN DEL RECICLADO EN FRIO
MÓDULO 4. CARACTERIZACION SOLUCION EJECUTADA
MÓDULO 5. CONCLUSIONES
MÓDULO 2. ESTUDIOS PREVIOS_DEFINICIÓN
“Mezcla homogénea del material resultante del fresado de una o más capas en un espesor: 6 y 12 cm, emulsión bituminosa, agua y, eventualmente, aditivos”
MÓDULO 2. ESTUDIOS PREVIOS_NORMATIVA
Emulsión bituminosa: C60B7 REC; C60BP7 REC
Material a reciclar: Granulometría y husos: • RE1 > 10cm • RE2 : 10 - 6cm
Agua: PG-3: Art.280
Aditivos: Controlar el curado de la emulsión o mejorar las propiedades de la mezcla.
MÓDULO 2. ESTUDIOS PREVIOS_CARACTERIZACION LIGANTE
CATA 1 CATA 2 CATA 3 CATA 4 CATA 5 MEDIA
Contenido de ligante (%) 4,5 4,4 3,9 4,5 4,2 4,3
Penetración (x0,1mm) 8 10 7 9 8 8
A&B (ºC) 81,6 80,6 83,9 79,7 81,9 81,5
MÓDULO 1 . ANTECEDENTES
INDICE
MÓDULO 2. ESTUDIOS PREVIOS AL RECICLADO SOBRE EL FIRME
MÓDULO 3. EJECUCIÓN DEL RECICLADO EN FRIO
MÓDULO 4. CARACTERIZACION SOLUCION EJECUTADA
MÓDULO 5. CONCLUSIONES
Firme existente
Aportación de emulsión y agua
Fresado, Mezcla y
extendido
MÓDULO 3. EJECUCIÓN_ TREN DE RECICLADO
MÓDULO 3. EJECUCIÓN_ COMPACTACIÓN. MEDIOS ESPECIFICOS
Rodillo liso metálico 17 Tn
Compactador de neumáticos 35 Tn
MÓDULO 3. EJECUCIÓN_ TESTIGOS Y APERTURA AL TRAFICO
Rápida apertura al trafico
Alta resistencia y cohesión de la mezcla en poco tiempo de curado
MÓDULO 1 . ANTECEDENTES
INDICE
MÓDULO 2. ESTUDIOS PREVIOS AL RECICLADO SOBRE EL FIRME
MÓDULO 3. EJECUCIÓN DEL RECICLADO EN FRIO
MÓDULO 4. CARACTERIZACION SOLUCION EJECUTADA
MÓDULO 5. CONCLUSIONES
MÓDULO 4. CARACTERIZACION SOLUCION EJECUTADA_CONTROL CALIDAD
FRESADO RECICLADO RECICLADO CURADO
MEZCLA BITUMINOSA
Granulometria Granulometria Humedad nuclear
Granulometria
Contenido ligante Contenido ligante Extracción testigos
Huecos
Humedad humedad IRI Sensibilidad agua
Proctor modificado Densidad PM en obra Extraccion testigos
Immersion compresion
Densidad testigos
Densidad/Humedad nuclear
IRI
MÓDULO 1 . ANTECEDENTES
INDICE
MÓDULO 2. ESTUDIOS PREVIOS AL RECICLADO SOBRE EL FIRME
MÓDULO 3. EJECUCIÓN DEL RECICLADO EN FRIO
MÓDULO 4. CARACTERIZACION SOLUCION EJECUTADA
MÓDULO 5. CONCLUSIONES
MÓDULO 5 . CONCLUSIONES TÉCNICA RFE
AHORRO ECONÓMICO del 30 % del importe que hubiese costado la rehabilitación con técnicas tradicionales de fresado y reposición.
Reducción del deterioro de carreteras próximas, que sufren el transporte del material a la obra.
AHORRO MEDIOAMBIENTAL del 40% frente a técnicas tradicionales:
• Aprovechamiento integral de los materiales envejecidos que componen el firme existente.
• Disminución de gases CO2 y partículas en suspensión: disminución de 35 kg de CO2 eq por tonelada de MBC sustituida por RFE.
• La concienciación social sobre el Cambio Climático, obliga a considerar los costes medioambientales en la elección de las alternativas.
• La Administración debe potenciar en sus licitaciones el fomento de la I+D+i.
MÓDULO 5 . CONCLUSIONES ESPECíFICAS OBRA LA ALMUNIA-CARIÑENA
• La elección de la emulsión es CLAVE para el éxito de la técnica.
COHESIÓN RÁPIDO CURADO MAYORES ESPESORES
• El coeficiente de equivalencia indicado en la instrucción del 0,75 es
conservador. • Los ensayos recogidos el artículo 20 del PG-4 no reflejan la realidad.
MÓDULO 5 . REFLEXIONES SOBRE LA TECNICA DE RECICLADO IN SITU CON EMULSIÓN
• Firmes de gran espesor como es el caso de La Almunia-Cariñena.
• Firmes de menor espesor ya que la técnica permite el reciclado mixto de capas bituminosas y granulares, o tramos de conservación como alternativa a fresado y reposición.
• Alternativa a reciclados con conglomerantes dado que la emulsión no aporta tanta rigidez. Y a tener en cuenta en terrenos con la presencia de sulfatos.