LA METODOLOGIA Y APLICACIÓN DE RECICLAJE DE PAVIMENTOS DE HORMIGON.

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Para los pavimentos existe una nueva vida, posterior a su demolición, la cual se basa en la reutilización de sus materiales o también conocida como reciclaje de pavimentos.

Los caminos pavimentados se dividen en dos grupos, pavimentos rígidos, conocidos como pavimentos de hormigón y los pavimentos flexibles, también conocidos como pavimentos asfalticos. Para ambos tipos de pavimento, existen técnicas que permiten la reutilización del material o parte de él.

Estas alternativas además de proporcionar un beneficio medioambiental, pueden constituir un significativo ahorro en los costos y plazos de construcción, y en consecuencia un beneficio para el ejecutante de la obra.

Al respecto, en los últimos años en chile, DICTUC, a través de su centro de ingeniería e investigación vial (CIIV), ha realizado exitosas investigaciones y transferencia tecnológica de reciclado de pavimentos, en conjunto con la dirección de vialidad del ministerio de obras públicas.

En el caso de los pavimentos de hormigón, se destaca la técnica del triturado del pavimento. Esta técnica también es conocida como Rubblizing, la cual permite reutilizar hasta el 100% del pavimento de hormigón, la cual consiste en aplicar sobre una losa de hormigón una carga dinámica concentrada, de baja amplitud y alta frecuencia, la cual se ajusta para inducir una grieta por resonancia en la loza de hormigón, las grietas se propagan hacia abajo en la losa de hormigón en un Angulo de aproximadamente 45° hasta la base de la losa. De esta forma se obtiene un material conformado por trozos angulares de hormigón con un alto nivel de trabazón, el cual equivale en capacidad estructural a una base granular de alto modulo, dicha losa triturada no requerirá de mayor tratamiento adicional.

Posteriormente al triturado del hormigón, se realiza un planchado con un compactador de tambor, para evitar que queden partículas sueltas en la superficie de la base, y luego se aplica directamente una capa asfáltica o una capa de hormigón.

- Sistema Rubblizing.

Técnica rubblizing con rompedor resonante, es realizada con un equipo de diseño único. Estudios experimentales, han determinado que el patrón de fractura es similar al presentado en la figura 1, en la cual la porción superior de una losa de pavimento (entre los 5 y 8 cm) queda más triturada y la porción inferior de la losa de pavimento se encuentra fracturada y altamente trabada, conformando un patrón de grieta de entre 35°a 45°. Dicho patrón de agrietamiento le proporciona al material de excelentes propiedades mecánicas de resistencia, pero debido a que lo convierte en un material anisotropico, la forma más recomendada para medir su capacidad estructural es in situ, sin alterar la condición del terreno.

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Imagen 1.- patrón de ruptura de pavimento de sistema rubblizing.

El final del método rubblizing es una capa granular de una alta capacidad de soporte estructural, es un excelente comportamiento frente al agua, además, debido a que la energía de rotura del pavimento se entrega en una baja amplitud y una alta frecuencia de ondas, el poder destructivo que produce la carga dinámica se concentra en la porción del firme hormigón no alterando las condiciones de la base y la explanada existente.

Es por esta última razón, que la carga dinámica tampoco afectara a las instalaciones que se encuentren debajo del camino. Sobre la capa triturada y fracturada, se construye una capa de rodadura de mezcla bituminosa, la cual no quedara expuesta a un potencial reflejo de grietas, obteniéndose de dicha manera una capa de excelente capacidad estructural y de un excelente comportamiento a largo plazo.

Este sistema es traído directamente desde estados unidos y hasta el año 2007 se han realizado proyectos de rehabilitación en más de 20 de sus estados, desde la década de los 80.

Esta técnica se encuentra recomendada por la National asphalt pavement association (NAPA), el Asphalt Institute y el procedimiento de diseño de la AASHTO 93, Esta técnica es conocida como una técnica de reciclado in situ del pavimento de hormigón, debido a que permite la reutilización total del pavimento sin tener que ser removido de su sitio.

- Empleo de sistema en chile.

El sistema rubblizing, fue empleado en la rehabilitación de 5 Km de la autopista del sol, en la zona central de chile. Este proyecto consideraba la rehabilitación de los dos carriles de la calzada existente (pavimento de hormigón) para la acomodación del tránsito oriente-poniente y la construcción de una nueva calzada.

El perfil transversal del proyecto para la calzada nueva y la calzada de hormigón a rehabilitar se muestra a continuación.

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Imagen 2.- perfil transversal proyecto autopista del sol.

El firme bituminoso de la calzada nueva fue diseñado en 3 capas, 5 cm de capa de rodadura con una estabilidad Marshall (EM) 9000 N, 10 cm de capa intermedia con EM 8000 n y 10 cm de base bituminosa con EM 6000 N. Las capas asfálticas se construyeron sobre una base granular de 37 cm de espesor con un CBR mayor a 80%. El suelo de la sub rasante de la calzada nueva, fue mejorada en un espesor de 90 cm con un material de CBR 55% (clasificación SM) a lo largo de la totalidad de la extensión del proyecto.

La calzada rehabilitada de materializo empleando la técnica de rubblizing en donde se trituro y fracturo la losa de hormigón de un espesor de 22 cm. Sobre la losa de hormigón fracturado, se construyeron dos capas bituminosas, 6 cm de rodadura con EM 9000 N y 10 cm de capa intermedia con EM 8000 N. El proyecto de ingeniería original considero las recomendaciones internacionales para poder suponer el coeficiente estructural del rubblizing, con lo cual se determinó un NE de proyecto igual a los 14,56 cm. Para la caracterización del material triturado se utilizó un coeficiente estructural igual a 0,25. La AASHTO recomienda un rango entre 0,14 y 0,30 y la NAPA un rango entre 0,20 y 0,35 dependiendo de la confiabilidad del proyecto, ambos rangos relativamente amplios, por lo cual se recomienda su verificación in situ. El proyecto requirió además de la utilización de una capa asfáltica de nivelación de un espesor variable, de entre 3 a 10 cm, con una estabilidad de Marshall de 6000 N, para lograr rectificar deformaciones del perfil longitudinal y sección transversal del pavimento. La alternativa del rubblizing permitió la reutilización de un 100%