En un mundo en el que los recursos naturales disminuyen y la demanda aumenta, tanto los ciudadanos como las industrias buscan formas de hacer más con menos recursos. Esto incluye departamentos de carreteras locales y puntos estatales, muchos de los cuales están eligiendo nuevas técnicas para reducir costos, reciclar materiales de pavimentación y conservar nuestros recursos no renovables, al tiempo que mejoran el rendimiento de las carreteras.

Según la Asociación Nacional de Pavimentos Asfálticos, los Estados Unidos tienen más de 2,7 millones de millas de carreteras y autopistas pavimentadas, el 94 por ciento de las cuales están asfaltadas. Para satisfacer esa necesidad, nuestro país alberga 3.500 plantas de asfalto, que en conjunto producen más de 400 millones de toneladas de pavimento asfáltico cada año. Una mezcla de asfalto tradicional contiene aproximadamente un 5% de cemento asfáltico, derivado del petróleo natural, mezclado con aproximadamente un 95% de agregado: piedra, arena y grava. Calentado hasta congelarse, se utiliza en el método más común de pavimentación de carreteras: molino y recubrimiento. Las preocupaciones sobre el uso generalizado del asfalto en todas las industrias implican una dependencia del suministro de petróleo crudo en sí, la perforación y el controvertido fracking necesarios para recuperarlo, y el vínculo entre su uso excesivo y el calentamiento global.

Enter: Reciclaje En Frío In Situ.

El reciclaje en frío in Situ (CIR) está ganando popularidad como una técnica innovadora de pavimentación de carreteras por una variedad de razones. Es un medio de pavimentación de carreteras más rápido y rentable que reduce los retrasos durante la construcción, reduce el tiempo y el costo del proyecto. Ahorra materiales al reutilizar materiales existentes, conserva recursos naturales no renovables como el petróleo y los agregados y ahorra en el uso de energía debido al proceso «frío» que requiere solo una cantidad mínima de calor. El CIR también preserva la geometría de la calzada existente, no perturba los suelos de sub-ley y ayuda en la mitigación o eliminación de la deformación de la superficie del pavimento, lo que en última instancia mejora el rendimiento del tránsito. Este método de pavimentación in situ reutiliza el 90-100% del pavimento existente y puede prolongar el ciclo de vida de una carretera hasta 10 o 15 años.

¿Cómo se realiza el Reciclaje en Frío In Situ?

Paso 1: Un «tren» de equipos de varias unidades es la configuración más común para proyectos CIR. Estas máquinas independientes funcionan en conjunto e incluyen una fresadora, una trituradora, una fresadora modificada con inyectores de agente estabilizador, cisternas de agente estabilizador, una pavimentadora de asfalto y máquinas de compactación.

Paso 2: La calzada existente está parcialmente fresada, generalmente a una profundidad de 2-5 pulgadas, dependiendo de la profundidad del material asfáltico existente. Para situaciones que requieren una corrección de pendiente más avanzada, se recomienda el fresado previo.

Paso 3: Los materiales molidos se trituran, a veces se tamizan a medida y se mezclan con un agente estabilizador agregado, generalmente asfalto espumado.

Paso 4: La mezcla reciclada se pavimenta inmediatamente de nuevo en la carretera utilizando una máquina de pavimentación tradicional.

Paso 5: La nueva superficie se compacta mediante el uso de una combinación de rodillos neumáticos y vibratorios.

Paso 6: El CIR tiene tiempo para curarse, que puede tardar desde varios días hasta un par de semanas, dependiendo de las condiciones. Los proyectos DOT generalmente requieren un secado con un contenido de humedad del 2,5%, que a menudo toma al menos una semana. Afortunadamente, se permite que los vehículos circulen por la superficie durante todo el proceso de curado, por lo que no es un impedimento para el flujo de tráfico.

Paso 7: Después de completar el curado, se coloca una capa delgada de asfalto en la parte superior como capa de desgaste.

¿Cómo reduce el frío in Situ los costes?

El CIR tiene un gran potencial de ahorro económico al tiempo que mejora la calidad de las carreteras. Se estima que el frío en el lugar ahorra hasta un 50% en costos de repavimentación en comparación con los métodos tradicionales de fresado y recubrimiento. Esto se hace utilizando asfalto recuperado en el sitio, eliminando la necesidad de desechar los materiales viejos en otro lugar. También reduce las necesidades de transporte y personal para trasladar los materiales hacia y desde el lugar del proyecto.

¿Cómo es más ecológico el Frío en el lugar?

La investigación sobre los beneficios ambientales del CIR realizada por el Centro de Recursos de Materiales Reciclados de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Wisconsin-Madison ha revelado que el reciclaje en frío en el Lugar ahorra, en promedio, un 23% tanto en el consumo de energía como en las emisiones de dióxido de carbono y un 20% en el consumo de agua relacionada con la pavimentación, en comparación con el método de molino y recubrimiento. Además, el CIR redujo el consumo total de agregados vírgenes en un 37%. Estados Unidos usa aproximadamente 1.3 mil millones de toneladas de agregado cada año, la mayoría de las cuales son materiales vírgenes, y el 58% de eso se utiliza para proyectos de construcción de carreteras. Al reutilizar materiales existentes, el CIR disminuye en gran medida la necesidad de asfalto nuevo y agregado asociado, lo que proporciona un ahorro en materiales, costos y transporte.

¿Cómo es más efectivo el frío en el lugar?

Si bien el CIR tiene una gran cantidad de beneficios, no es la respuesta para todos los proyectos de pavimentación de carreteras. Ha encontrado el mejor éxito en carreteras de bajo a moderado volumen que no tienen ningún problema estructural subyacente importante. Sin embargo, también puede proporcionar una gran cantidad de soluciones. El CIR puede corregir defectos profundos del asfalto, como el ahuelle, la fatiga o el agrietamiento de caimanes. También puede abordar cortes de servicios públicos que generalmente no se pueden remediar con un simple tratamiento de superficie o recubrimiento. El frío en el lugar también permite correcciones menores en el perfil de una superficie de carretera, pero solo si el material se agrega antes de tiempo o se elimina mediante fresado previo. También reduce el agrietamiento reflectante, que es el agrietamiento relacionado con el estrés concentrado y repetido, a menudo en la misma ubicación y de forma similar a la grieta en el pavimento más antiguo de abajo. Las grietas reflectantes permiten que el agua entre en el cuerpo del pavimento, acelerando la tasa de deterioro.

Experiencia en proyectos en frío in Situ

MSA ha participado en varios proyectos de Reciclaje en Frío In Situ, diseñando recientemente un proyecto CIR de 16 millas a lo largo de STH 93 en el Condado de Trempealeau, Wisconsin, y realizando la gestión de la construcción de un 4.proyecto CIR de 9 millas en CTH F en el condado de Marathon, Wisconsin.

El primer proyecto CIR significativo diseñado por MSA involucró a CTH H en el condado de Sauk, Wisconsin, un proyecto rural del departamento de carreteras del condado. La rehabilitación del pavimento se extendió 12,2 millas a lo largo de la CTH H e incluyó la pulverización y la reinstalación de la superficie de conducción existente mediante Reciclaje en Frío en el Lugar. Un par de segmentos específicos que recorrieron las comunidades de Reedsburg y Wisconsin Dells involucraron el fresado y la superposición del pavimento para que coincidiera con la acera y el canal adyacentes, con la mejora adicional de la protección de vigas en todo el edificio. Este fue uno de los primeros proyectos en el estado de Wisconsin en utilizar el proceso CIR, y más notablemente, una máquina CIR especializada que combinaba varias de las funciones del proceso en una sola máquina. El proyecto obtuvo un Premio a la Excelencia en Pavimentación de Asfalto 2016 del Departamento de Transporte de Wisconsin.

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