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Reciclado profundo en frío con asfalto espumado

Los pavimentos asfálticos después del final de su vida útil pasan por procesos de restauración, con el fin de rescatar su integridad estructural para proporcionar nuevamente comodidad y seguridad a los usuarios. La restauración puede contemplar desde los servicios de mantenimiento más superficiales, hasta incluso reparaciones profundas, dependiendo de las condiciones en que el pavimento se encuentre. Una técnica que se ha ido difundiendo cada vez más en los proyectos de restauración de todo el mundo, es el de reciclado profundo en frío con asfalto espumado. Se pueden utilizar diferentes tipos de materiales para el reciclado con asfalto espumado, no obstante, es necesario observar sus características particulares para un mejor desempeño del producto final. El proceso se puede realizar in situ o en una planta y son necesarios equipos específicos para una finalidad u otra.
El proceso de producción de asfalto espumado, como lo describe Jenkins (2000), consiste en mezclar el ligante asfáltico calentado a temperaturas superiores a 160 °C con aire y agua a temperatura ambiente en una cámara de expansión. El intercambio de calor entre el ligante asfáltico y el agua provoca el aumento de la temperatura de la superficie de la partícula, y una vez que esta temperatura excede el calor latente del agua (100 °C) se produce la formación de vapor. Presionado contra la fase continua de ligante asfáltico, este vapor es contenido por películas asfálticas delgadas, lo que resulta en burbujas y en la formación de espuma con el consiguiente aumento de volumen de la mezcla, hasta que la tensión superficial de la película asfáltica se equipare a la tensión generada por el vapor. La pérdida de temperatura con el tiempo resulta en la reducción de estas tensiones y, por consiguiente, en la disminución del volumen de espuma. Luego se hace el control de la tasa de expansión y de la vida media de la espuma, lo que representa respectivamente su ganancia de volumen y el tiempo necesario para la reducción del mismo a la mitad.
A continuación se presenta una aplicación de la técnica de reciclado profundo con asfalto espumado en Brasil, que se llevó a cabo en la ruta SP-070 Concesionaria Ecopistas, en 2013. La estructura del pavimento existente antes de la restauración estaba compuesta por capas asfálticas superpuestas con un  espesor total de aproximadamente 13 cm, sobre una base de Grava Graduada Tratada con Cemento (GGTC) de aproximadamente 25 cm. La base cementada a su vez, estaba apoyada sobre una capa de 15 cm de Grava Graduada Simple (GGS) y una capa de suelo de refuerzo de sub-lecho de 15 cm. La base cementada estaba en un estado avanzado de deterioro, con el surgimiento de fisuras en bloque y la elevación de las fisuras hasta la superficie del revestimiento asfáltico. Previamente se había aplicado una capa asfáltica de refuerzo sobre el pavimento existente, que después de solamente seis meses de ejecutado ya presentaba fisuras en bloque que se reflejaban verticalmente en la estructura.
La capa de base tratada con cemento se identificó como siendo una debilidad de la estructura, considerando la posibilidad de que se produjeran deformaciones diferentes cuando se la sometiera a la carga de tráfico y, como consecuencia, pusiera en riesgo el apoyo de las capas suprayacentes. Frente a esa situación, la remoción de la capa cementada deteriorada era importante para el buen desempeño de la estructura después de la restauración.
Otro factor significativo en la definición de las técnicas adoptadas para la restauración, estuvo relacionado con la cercanía de los tramos al límite de los municipios de São Paulo y Guarulhos, ya que la intervención afectaría directamente el tráfico que pasa por ese tramo a diario. Por ese motivo, la operación de los procesos de restauración quedó limitada a las condiciones logísticas impuestas para el cierre y la apertura de los carriles de tráfico. Así, las intervenciones en los tramos de la carretera más cercanos a la ciudad de São Paulo se podían ejecutar solamente durante la noche, ya que la reducción del volumen de vehículos en ese horario permite el cierre de los carriles de tráfico para la ejecución de los servicios de mantenimiento, sin que haya un impacto significativo en el flujo de vehículos de la ciudad.
Con la limitación del horario de ejecución de los procedimientos de restauración entre las diez de la noche y las seis de la mañana, fue necesario adoptar una solución que pudiera llevarse a cabo dentro de esa ventana de tiempo, apuntando a minimizar el impacto en el funcionamiento del tráfico. Además de permitir la apertura del tráfico en un corto período de tiempo, la estructura restaurada debería cumplir con las exigencias impuestas por el alto volumen de tráfico de la carretera. Considerando que las capas de estabilización de base ​​con cemento requieren un periodo de cura para ganar resistencia, esta solución se descartó porque imposibilitaría reabrir el tramo en el horario estipulado.
Para aumentar la rigidez de la estructura sin comprometer el tiempo de ejecución y la reapertura del tráfico, se optó por la estabilización asfáltica de la base a través del reciclaje de las capas de revestimiento y una base en frío con asfalto espumado. Para asegurar que la apertura del tráfico se hiciera dentro del intervalo de tiempo disponible, la solución se ejecutó en pequeños tramos de 100 a 200 metros por día.
El material fresado en el carril se llevaba a la usina donde era procesado y espumado para aplicarse después a la carretera. Debido a las limitaciones de tiempo, el material fresado en un tramo se llevaba a la usina, se lo procesaba, espumaba y almacenaba para su posterior aplicación. De esta manera fue posible ejecutar la capa reciclada inmediatamente después del fresado de las capas de pavimento.Loudon International llevó a cabo el dimensionamiento a través del Método de Análisis Mecanicista de la estructura, utilizando el software de Análisis de Capas Elástico-Lineales Rubicon Toolbox. A continuación, la estructura de pavimento fue modelada de acuerdo con los materiales existentes en campo y de la mezcla reciclada que iba a formar parte de la nueva estructura.
El reciclado profundo de los pavimentos asfálticos, sean ellos flexibles o semirrígidos, se ha pasado a adoptar como una opción en la restauración de las carreteras con tráfico intenso y pesado ​​de Brasil, debido a la ventaja que presenta de liberación rápida del tramo al pasaje de vehículos después de la rehabilitación. Algunos aspectos importantes del reciclado en frío con espuma es el proceso de cura de esa capa principalmente por la pérdida de humedad, pero también puede sufrir la influencia de reacciones químicas internas debido a la presencia de ligante hidráulico en su composición. La literatura sugiere meses de cura dependiendo del lugar de la aplicación y del espesor de la capa reciclada. Por lo tanto, el comportamiento de la mezcla reciclada con espuma es más crítico al principio, especialmente si la apertura al tráfico se hace poco después de la construcción debido a la cantidad de agua que todavía está presente en la capa reciclada, que presenta una tendencia mayor a la acumulación de deformación permanente.

 



Este artículo fue producido sobre la base de pesquisa realizada en los principales canales de información del mercado de transporte. Las afirmaciones aquí contenidas no representan el posicionamento de Volvo.

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