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


1. DEFINICIÓN. 2. NORMATIVA. 3. EMPLEO DEL RECICLADO EN EUROPA Y ESPAÑA. 4. PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN. 5. OBRA: ADJUDICACIÓN.


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.


3. EMPLEO DEL RECICLADO EN EUROPA:

Alemania Italia Francia Reino Unido


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


c. ESTUDIO PREVIO:

Patología de la carretera: Agotamiento estructural del firme.

Grietas en malla fina y en malla gruesa Grietas Longitudinales

Roderas Baches


c. ESTUDIO PREVIO: Campaña Testigos del LABORATORIO DE CARRETERAS.


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.


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:


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


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.


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.


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.


INDICE





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

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_INSPECCIÓN VIA

MÓDULO 2. ESTUDIOS PREVIOS_GRANULOMETRIA

HUSO RE1

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 2. ESTUDIOS PREVIOS_DISEÑO EMULSIÓN

EMULSION “A LA CARTA”

MÓDULO 2. ESTUDIOS PREVIOS_SOLUCION ESTRUCTURAL

1350

CAPA CRITICA= EXPLANADA

CAPA CRITICA= RE


INDICE





MÓDULO 3. EJECUCIÓN_ PLANIFICACIÓN. INICIO EXTENDIDO E ITINERARIO

Inicio del reciclado

MÓDULO 3. EJECUCIÓN_ PLANIFICACIÓN. INICIO EXTENDIDO E ITINERARIO

2

1

3

4

Firme existente

Aportación de emulsión y agua

Fresado, Mezcla y

extendido

MÓDULO 3. EJECUCIÓN_ TREN DE RECICLADO

MÓDULO 3. EJECUCIÓN_ APORTACIÓN DE EMULSIÓN Y AGUA

Mezclado del material

MÓDULO 3. EJECUCIÓN_ FRESADO MEZCLADO Y EXTENDIDO

MÓDULO 3. EJECUCIÓN_ RECICLADO A ANCHO COMPLETO. DOS RECICLADORAS

Detalle del solape

MÓDULO 3. EJECUCIÓN_ COMPACTACIÓN. MEDIOS ESPECIFICOS

Rodillo liso metálico 17 Tn

Compactador de neumáticos 35 Tn

MÓDULO 3. EJECUCIÓN_ APROVECHAMIENTO MATERIALES

MÓDULO 3. EJECUCIÓN_ NIVELACIÓN Y REGULARIDAD SUPERFICIAL

MÓDULO 3. EJECUCIÓN_ TESTIGOS Y APERTURA AL TRAFICO

Rápida apertura al trafico

Alta resistencia y cohesión de la mezcla en poco tiempo de curado


INDICE





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 4. CARACTERIZACION SOLUCION EJECUTADA_CONTROL CALIDAD

MÓDULO 4. CARACTERIZACION SOLUCION_CARACTERIZACION FUNDAMENTAL


1350


30% MODULO en 5 MESES!!!

1350MPa


INDICE





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.

GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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