Aumento de la sostenibilidad de las obras de ensanche y mejora de pavimentos mediante el empleo de capas tratadas con cemento

Aumento de la sostenibilidad de las obras de ensanche y mejora de pavimentos mediante el empleo de capas tratadas con cemento

ENSANCHE Y MEJORA DE PAVIMENTO

ENSANCHE Y MEJORA DE PAVIMENTO Actuación habitual en carreteras con muchos años en servicio Medidas para mejorar su sostenibilidad Disminuir al mínimo el aporte de materiales nuevos Aprovechar los materiales presentes en la traza e incluso los del pavimento existente Reducción del consumo de recursos escasos (por ejemplo, áridos de calidad suficiente) Disminución del tráfico para su transporte

ENSANCHE Y MEJORA DE PAVIMENTO Después de la rehabilitación, el pavimento debe ser lo más homogéneo posible en términos de capacidad de soporte en todo el ancho de la calzada, a fin de evitar, por ejemplo, problemas de fisuración longitudinal

ENSANCHE Y MEJORA DE PAVIMENTO

ENSANCHE Y MEJORA DE PAVIMENTO (1) Ejecución de la explanada (1) (1)

ENSANCHE Y MEJORA DE PAVIMENTO (2) Ejecución del pavimento del ensanche (4) (2) (2) (1) (1)

ENSANCHE Y MEJORA DE PAVIMENTO (3) Reciclado (eventual) del pavimento existente (4) (2) (2) (3) (1) (1)

ENSANCHE Y MEJORA DE PAVIMENTO (4) Extensión de mezcla bituminosa (4) (2) (2) (3) (1) (1)

TÉCNICAS DE TRATAMIENTO CON CEMENTO Respuesta satisfactoria a las cuestiones anteriores Zona de ensanche Formación de la explanada: capas estabilizadas con cemento permite utilizar materiales locales reducción del espesor total de capas a disponer Capa de base del pavimento del ensanche: suelocemento Empleo del mismo material empleado en la capa superior de la explanada con un pequeño aumento de la dotación de conglomerante Parte de pavimento existente que se conserva: Reciclado in situ con cemento En todas estas unidades de obra pueden utilizarse los mismos equipos

NORMA 6.1 IC Secciones de firme España Utilizada para el dimensionamiento de pavimentos Catálogo de secciones tipo basado en dos parámetros: Explanada (capacidad de soporte) Tráfico de proyecto (vehículos pesados)

NORMA 6.1 IC EXPLANADA Tres categorías de explanada: E1, E2 y E3. Se determinan según el módulo de compresibilidad en el segundo ciclo de carga (E v2 ) obtenido de acuerdo con Ensayo de carga con placa. CATEGORÍAS DE EXPLANADA E1 E2 E3 MÓDULO DE COMPRESIBILIDAD (MPa) 60 120 300

NORMA 6.1 IC CATEGORÍAS DE TRÁFICO PESADO

ENSANCHE Y MEJORA DE PAVIMENTO (1) Ejecución de la explanada del ensanche (1) (1)

CATÁLOGO DE EXPLANADAS

CARACTERÍSTICAS DE LOS SUELOS Marginal Tolerable Adecuado Seleccionado Granulom. D máx =10 cm Pase 2 UNE<80% D máx =10 cm Pase 0,40<15% o Pase 0,080<35% Pase 2/0,40/0,080< <80%/75%/25% Plasticidad Si LL>90 IP<0,73 (LL 20) LL<65 Si LL>40 LL<40 Si LL>30 IP>4 LL < 30 IP < 10 IP>0,73 (LL 20) M. orgánica < 5% < 2% <1% (E) < 1% < 0,2% Sales solubles Yeso < 5% Otras < 1% SO 3 < 1% (E) < 0,2 % < 0,2% Hinchamiento < 5% <3% <1% (E) CBR coronación 3% 5 6(Ex) 10 12 (Ex)

ESTABILIZACIÓN IN SITU DE EXPLANADAS Opción para obtener una explanada adecuada para el apoyo del pavimento del ensanche Reducción notable del espesor de suelos a aportar y de la profundidad del cajeado

ESPESOR TOTAL EXPLANADA E2 SOBRE SUELO INADECUADO 120 100 Espesor total (cm) 80 60 40 20 0 S-EST2 + S-EST1 S-EST2 + S. ADEC. S.SEL. S, SEL CBR >20 + S.ADEC. S-EST2 + S.TOL S.SEL. CBR > 20.+ S.TOL

ENSANCHE Y MEJORA DE PAVIMENTO (2) Ejecución del pavimento del ensanche (4) (2) (2) (1) (1)

SECCIONES DE PAVIMENTO 800 200 camiones diarios 200 100 camiones diarios

SUELOCEMENTO EN BASES Y SUBBASES Capas con gran capacidad de soporte Aprovechamiento de suelos y residuos Las secciones estructurales de menor espesor total de menor consumo de agregados de calidad

ESPESORES DE FIRME EN ENSANCHES (EXPLANADA E2) 50 45 40 Espesor (cm) 35 30 25 20 15 10 5 0 T2 MB SC T2 MB ZA T31 MB SC T31 MB ZA

ESPESORES DE CAPAS EN ENSANCHES PRECISANDO ÁRIDOS DE CALIDAD (EXPLANADA E2) 50 45 40 Espesor (cm) 35 30 25 20 15 10 5 0 T2 MB SC T2 MB ZA T31 MB SC T31 MB ZA

SUELOCEMENTO IN SITU EN ENSANCHES

SUELOCEMENTO IN SITU Ventajas No necesidad de montar una planta En obras de poca longitud muchas veces inviable Ensanches: volumen a fabricar más reducido que una calzada nueva por ancho completo Se evita transporte desde planta Ausencia de potenciales problemas de desecación durante el transporte Mayor tiempo para la puesta en obra del material: Inicio de operaciones de compactación inmediatamente después de mezcla del suelo con cemento y agua En ensanches, el ancho de trabajo del equipo estabilizador suele coincidir con el la capa a ejecutar (2,5 m)

SUELOCEMENTO IN SITU Reglas de buena práctica Suelo a utilizar: Mismas prescripciones que con mezcla en planta (en particular las que se refieren a su plasticidad) Controlar que el suelo reúne las condiciones requeridas Control cuidadoso del cemento consumido (verificación más difícil que en mezcla en planta) Mezclado de suelo y conglomerante durante un tiempo suficiente Avance a velocidad moderada (< 10 m / min)

SUELOCEMENTO IN SITU Reglas de buena práctica Capa en la que se apoye el suelocemento: nivelación correcta, sin puntos bajos de profundidad importante que queden sin mezclar con el cemento Profundidad del tratamiento algo superior (unos 3 cm) a espesor de capa de suelocemento fabricado en central Mayor espesor: compactación más cuidadosa

EMPLEO DE RESIDUOS EN SUELOCEMENTO Posibilidad de utilizar materiales granulares como colas de molienda residuos de cantera zahorras fuera de prescripciones para capas de pavimento residuos de construcción y demolición, etc. Dotación moderada de conglomerante: resistencias importantes No transporte a vertedero: contribución a la sostenibilidad

DEMOLICIÓN SELECTIVA

GRUPO MÓVIL DE CRIBADO GRUPO MÓVIL DE MOLIENDA

GRAVACEMENTO CON ÁRIDOS RECICLADOS Puesta en obra Puesta en obra de la gravacemento de residuos de hormigón Riego de curado de la capa de gravacemento

PROBLEMAS EN ENSANCHES Diferencia de capacidad de soporte, entre el ensanche y la parte que se conserva de la calzada existente (capas granulares y algunos centímetros de mezclas bituminosas o un tratamiento superficial) La diferencia de capacidad de soporte sigue siendo notable aún extendiéndose sobre el ensanche y la calzada el mismo espesor de mezclas bituminosas Falta de uniformidad en las deflexiones = aparición de fisuras longitudinales entre el ensanche y la parte de la calzada antigua que se conserva Dificultades de construcción de cuñas estrechas (4)

PROBLEMAS EN ENSANCHES

CARACTERÍSTICAS DESEABLES EN UNA OBRA DE ENSANCHE Capacidad de soporte importante del ensanche Capacidad de soporte similar en toda la sección transversal (ensanche + calzada que se conserva) Evitar la ejecución de cuñas estrechas Posible solución Ensanche con suelocemento in situ + Reciclado in situ con cemento del pavimento existente (1) (1)

ENSANCHE RECICLADO

RECICLADO IN SITU CON CEMENTO Objetivo: transformar un pavimento degradado en una estructura homogénea y adaptada al tráfico que debe soportar Reutilización de los materiales existentes en el pavimento para la construcción de una nueva capa mediante disgregación de los mismos en una cierta profundidad adición de cemento agua (para la hidratación, envuelta y compactación) eventualmente agregados (como correctores granulométricos o con otros fines) La mezcla homogénea de estos materiales se extiende, compacta y cura adecuadamente, constituyendo una capa con unas características muy similares a las de un suelocemento.

RECICLADO IN SITU CON CEMENTO

MATERIAL TRAS EL RECICLADO: SIMILAR A UN SUELOCEMENTO

COMPACTACIÓN CORRECTA: ESENCIAL PARA OBTENER RESISTENCIA Y DURABILIDAD

CEMENTOS MÁS ADECUADOS Conglomerantes con un fraguado lento: completar la compactación dentro del plazo de trabajabilidad conseguir que una banda suelde con la adyacente Conglomerantes más adecuados: cementos con un elevado contenido de adiciones (tipo IV, ESP VI ) Contribución a la sostenibilidad menor contenido de clinker aprovechamiento de subproductos industriales (cenizas volantes, escorias de alto horno)

ENSANCHE Y MEJORA DE PAVIMENTO (4) Extensión de mezcla bituminosa (4) (2) (2) (3) (1) (1)

PREFISURACIÓN DE CAPAS TRATADAS CON CEMENTO Empleo de capas tratadas con cemento: disminución del espesor de mezclas bituminosas necesario en comparación con otras alternativas Posibilidad de zonas con resistencias elevadas cuando haya una variabilidad importante de los materiales de partida, como ocurre en el reciclado de pavimentos existentes Muy aconsejable el crear juntas en fresco a distancias cortas recurriendo a técnicas de prefisuración, al menos en obras con tráfico T2 Gran experiencia en España Número de equipos disponibles importante

PREFISURACIÓN DE CAPAS TRATADAS CON CEMENTO

SUELOCEMENTO IN SITU TRES UNIDADES DE OBRA CON LOS MISMOS EQUIPOS EXPLANADA ESTABILIZADA RECICLADO DEL PAVIMENTO

REALIZACIONES

A 495 Gibraleón San Bartolomé

Solución de proyecto Solución adoptada por Dirección de Obra (Giasa): Ensanche: 16 cm MBC + 30 cm suelocemento in situ Explanada: S-EST3 + S-EST2 + suelo adec. Firme existente: 16 cm MBC + 30 cm pavimento reciclado

Explanada: suelo estabilizado Ensanche: suelocemento Reciclado del pavimento existente Prefisuración

CAPAS TRATADAS CON CEMENTO Contribuciones a la sostenibilidad Explanadas con suelos estabilizados y capas de pavimento de suelocemento: aprovechamiento de los suelos existentes Reciclado in situ de pavimentos existentes: aprovechamiento de los áridos de los mismos (disminuye apertura de nuevas canteras o necesidad de vertederos) Firmes con suelocemento o reciclados con cemento: reducción notable del consumo de áridos de calidad frente a otras alternativas Empleo de cementos con elevado contenido de adiciones activas reducción del contenido de clinker utilización de subproductos industriales (cenizas volantes, escorias)

CAPAS TRATADAS CON CEMENTO Empleo conjunto en obras de ensanche y mejora de pavimento Ventaja técnicas, económicas y medioambientales Pavimentos con una gran capacidad de soporte Gran homogeneidad de la sección transversal evita fisuras longitudinales por diferencias de capacidad de soporte entre pavimento existente y ensanche Simplificación del proceso constructivo evita la construcción de cuñas estrechas los mismos equipos para las tres unidades de obra Empleo conjunto de estabilización, suelocemento y reciclado: ALTERNATIVA A CONSIDERAR EN TODAS LAS OBRAS DE ENSANCHE Y MEJORA DE PAVIMENTO

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