LOS FIRMES FLEXIBLES AUMENTAN EL CONSUMO DE COMBUSTIBLE

Un estudio realizado por Ingenieros Civiles del Massachusetts Institute of Technology (MIT), mediante el uso de modelos matemáticos,  demuestra que el uso de pavimentos rígidos en la carreteras podría reducir el consumo de combustible hasta en un 3% (unos ahorros que podrían ascender a 273 millones de barriles de crudo al año en EEUU o 15,6 mil millones de dólares al precio actual del crudo). Esto supondría una disminución anual de emisiones de CO2 de 46,5 millones de toneladas métricas.

Los resultados del estudio concluyen que debido a la deformación del pavimento debido a la presión transmitida por el neumático, éstos discurren en una continua “ligera pendiente” que hace que el consumo del vehículo aumente.

 deflexión

Pavimentos más rígidos (obtenidos mejorando las propiedades de los materiales, aumentando el grosor de las mezclas bituminosas, cambiando a una capa de hormigón, o combinando dichas soluciones), podría disminuir la desviación entre la superficie teórica y la obtenida en el paso de la rueda.

Este estudio ha sido elaborado por el Concrete Sustainability Hub del MIR, patrocinado por la Portland Cement Association y Ready Mixed Concrete Research & Education Foundation, imaginamos para promover el uso de firmes de hormigón.

Nada se habla de la comodidad para los pasajeros.

 

Fuente:

http://www.sciencedaily.com

LA EXTENDEDORA ASFÁLTICA DEL FUTURO

El diseñador sueco Gosha Galitsky ha ideado un prototipo de extendedora asfáltica que es capaz de pavimentar carreteras sin necesidad de realizar el corte de carriles y detener el tráfico durante las obras.

¿Cómo?…, pues permitiendo el tráfico de vehículos por encima de ella.

extendedora del futuro

Para ello, mediante un calentamiento por microondas, se eleva la temperatura del firme, posteriormente se escarifica y se añade el nuevo aditivo, y finalmente se compacta, transcurriendo el tiempo suficiente para el que el tráfico pueda pisar sobre el nuevo firme a la salida de la máquina.

 

¿Veremos algún día esta máquina-idea por nuestras carreteras? El tiempo lo dirá.

Fuente:

www.wired.com

COMPACTACIÓN DE SUELOS

La compactación es el proceso por el que se reduce la presencia de huecos en una mezcla de material, aumentando por ello su densidad.

Los métodos empleados en compactación se pueden agrupar en cuatro bloques:

  • Dinámica.
  • Estática.
  • Vibratoria.
  • Amasado.

Dinámica: consiste en aplicar al material que se quiere compactar una energía cinética originada por un determinado peso cayendo desde cierta altura. El impacto origina una onda de presión que expulsa el aire y el agua contenidos en la masa del material hacia los lados de la zona comprimida.

La repetición de los golpes en tan lenta que no llega a someter al terreno a vibraciones.

Se pueden distinguir dos tipo, de baja energía (antiguos pisones y modernos pisones a motor) y de alta energía (grandes pesos dejados caer por gruas)

compactacion-dinamica

Estática: consiste en ejercer sobre la superficie del material una fuerza aplicada de forma continua que origina una compresión sobre el mismo en función del área de contacto y como consecuencia de la presión resultante.

Originalmente se usaban con rodillos de piedra o metálicos arrastrados a mano, a caballerías o por máquinas.

compactacion estatica

Vibratorio: es el método ejercido por una repetición de la fuerza, aplicada de forma variable, y con una frecuencia tal que es capaz de transmitir al terreno las vibraciones producidas.

compactacion vibratoria

Amasado: es el efecto que originan las tensiones tangenciales que se producen y que también ayudan a al recolocación de las partículas del material.

compactacion por amasado

Las máquinas estáticas de compactación pueden dividirse en:

  • Estáticas con rodillos lisos metálicos.
  • Estáticas con neumáticas.
  • Vibratorias lisas, de un solo rodillo o con dos rodillos.
  • Vibratorias con pisones.
  • Mixtos
  • De alta velocidad.

La aplicación de los compactadores es la siguiente:

Neumáticos.

Factores de trabajo: V=2-10 Km/h. Se comienza a la presión en que la huella sea plana, aumentándola en cada pasada conforme avanza la compactación.

Utilización: Compactaciones de poca o mediana importancia, materiales granulares, capas poco gruesas, cierres y sellados, tanto en tierras como en asfalto.

Alta velocidad.

Factores de trabajo: V=24-32 Km/h. 2-3 pasadas para 20-30 cms de espesor.

Utilización: Todos los suelos salvo arena limpia. Grandes obras.

Pata de cabra.

Factores de trabajo: V=6-10 Km/h. 6-10 pasadas para 20 cms de espesor.

Utilización: Arcillas y limos húmedos que necesitas aireación y amasado.

Vibratorios de pata de cabra.

Factores de trabajo: V=3-6 Km/h. 30-45 cms de espesor.

Utilización: Materiales granulares con hasta un 50% de material cohesivo.

Vibratorios lisos.

Factores de trabajo: V= 2-3 Km/h. < 60 cms espesor.

Utilización: Materiales granulares o algo cohesivos (<10%).

Lisos estáticos.

Factores de trabajo: V=1-2 Km/h. 5-7,5 cms de espesor.

Utilización: Capas de poco espesor, sellados.

CLASIFICACIÓN Y DENOMINACIÓN DE FIRMES BITUMINOSOS

La actual normativa española 6.3 IC sobre rehabilitación de firmes clasifica los firmes en:

  • Firmes Flexibles, que son los constituidos por capas granulares no tratadas y materiales bituminosos en un espesor inferior a 15 cm.
  • Firmes Semiflexibles, en los que el espesor de los materiales bituminosos sobre capas granulares no tratadas iguala o supera los 15 cm.
  • Firmes semirrígidos, son los constituidos por materiales bituminosos en cualquier espesor sobre una o más capas tratadas con conglomerantes hidráulicos o puzolánicos, siendo el espesor conjunto de éstas igual o superior a 18 cm y con un comportamiento que garantice todavía una contribución significativa a la resistencia estructural del conjunto del firme.
  • Firmes rígidos, son los constituidos pos pavimentos de hormigón, generalmente losas, que se pueden colocar directamente sobre la explanada o bien sobre una capa soporte que puede estar o no, tratada.
  • Otros tipos de firme: Existen otros firmes constituidos a base de adoquines, losas, aceras, etc.

Actualmente, la designación de las mezclas bituminosas ha cambiado a la nomenclatura establecida en la UNE-EN-13108-1, según la orden circular 24/2008 por el que se modifica algunos artículos del PG-3.

Esta designación se complementará con información sobre el tipo de granulometría que corresponda a la mezcla: densa, semidensa o gruesa, con el fin de poder diferenciar mezclas con el mismo tamaño máximo de árido pero con husos granulométricos diferentes. Para ello, a la designación establecida en la UNE – EN 13108-1, se añadirá la letra D, S o G después de la indicación del tamaño máximo de árido, según se trate de una mezcla densa, semidensa o gruesa, respectivamente.

La designación de las mezclas bituminosas seguirá por lo tanto el esquema siguiente:

AC D  Surf/bin/base ligante granulometría

 

Donde:

  • AC, indica que la mezcla es de tipo hormigón bituminoso
  • D, es el tamaño del árido, expresado como la abertura del tamiz que deja pasar entre un noventa y un cien por cien (90% y 100%) del total del árido.
  • Surf/bin/base, se indicará con estas abreviaturas si la mezcla se va a emplear en  capa de rodadura, intermedia o base, respectivamente.
  • Ligante, se debe incluir la designación del tipo de ligante hidrocarbonato  utilizado.
  • Granulometría, se indicará con la letra D, S o G si el tipo de granulometría corresponde a una mezcla densa(D), semidensa (S) o gruesa (G) respectivamente. En el caso de mezclas de alto módulo se añadirán además las letras MAM.

Ejemplo: AC 16 Surf 60/70 D

SUELOS ESTABILIZADOS IN SITU

Se define como suelo estabilizado in situ la mezcla homogénea y uniforme de un suelo con cal o con cemento, y eventualmente agua, en la propia traza de la carretera, la cual convenientemente compactada, tiene por objeto disminuir la susceptibilidad al agua del suelo o aumentar su resistencia, para su uso en la formación de explanadas.

Según sus características finales se establecen tres tipos de suelos estabilizados in situ, denominados respectivamente S-EST1, S-EST2 y S-EST3. Los dos primeros se pueden conseguir con cal o con cemento, mientras que el tercer tipo se tiene que realizar necesariamente con cemento.

La ejecución de un suelo estabilizado in situ incluye las siguientes operaciones:

1.- Estudio de la mezcla y obtención de la fórmula de trabajo.

Se realizarán los ensayos previos para caracterizar correctamente el suelo (granulometría, plasticidad, humedad, materia orgánica, sulfuros, sulfatos, yesos, cloruros y CBR). Una vez obtenidos estos resultados, podremos elegir el tipo de conglomerante más apropiado a nuestro tipo de suelo.

Definido el tipo de conglomerante, realizaremos los ensayos necesarios para conocer la cantidad del mismo, obteniendo para cada porcentaje de conglomerante utilizado, el Próctor Modificado, humedad óptima y densidad máxima, así como índice CBR para E1 y E2, así como resistencia a compresión simple en el caso de E3.

2.- Preparación de la superficie existente.

Si se ha añadido material de aportación para corregir las características del existente, se deberá mezclar ambos en todo el espesor de la capa a estabilizar. Si el suelo fuese en su totalidad de aportación, se deberá comprobar la densidad exigida del suelo subyacente, así como las rasantes indicadas en los planos.

3.- Disgregación del suelo.

Cuando se estabilice el suelo existente en la traza, éste deberá disgregarse en toda la anchura de la capa que se vaya a estabilizar.

El suelo disgregado no deberá presentar en ninguna circunstancia elementos ni grumos de tamaños superior a los ochenta milímetros. Con esto se optimizará  la acción del conglomerante que posteriormente se extenderá.

4.- Humectación o desecación del suelo.

En el caso de ser necesaria la incorporación de agua a la mezcla para alcanzar el valor de humedad fijado por la fórmula de trabajo, deberán tenerse en cuenta las posibles evaporaciones o precipitaciones que puedan tener lugar durante la ejecución de los trabajos. Dicha incorporación deberá realizarse, preferentemente, por el propio equipo de mezcla.

En los casos en que la humedad natural del material sea excesiva, se tomarán las medidas adecuadas para conseguir el grado de disgregación y la compactación previstos, pudiéndose proceder a su desecación por oreo o a la adición y mezcla de materiales secos

5.- Distribución de la cal o del cemento.

Para obras muy pequeñas, de reducida superficie, la distribución se puede hacer de forma manual. Para ello se colocarán los sacos de conglomerante sobre el suelo, formando una cuadrícula, de acuerdo con la dosificación aprobada, y una vez abiertos se distribuyen lo más rápida y uniformemente posible sobre la superficie.

Para el resto de los casos, es conveniente utilizar equipos mecánicos. Éstos pueden ser por vía seca o por vía húmeda. En el caso de que la dosificación se realice en seco, deberán coordinarse adecuadamente los avances del equipo de dosificación de conglomerante y del de mezcla, no permitiéndose que haya entre ambos un desfase superior a veinte metros. En el caso de dosificación por vía húmeda, los equipos dosifican la lechada a través de un mezclador con alimentación volumétrica de agua y dosificación ponderal del conglomerante y una bomba de caudal variable que envía la lechada a la barra de inyección , con control automático programable.

6.- Ejecución de la mezcla.

Inmediatamente después de la distribución del conglomerante deberá procederse a su mezcla con el suelo. Se deberá obtener una dispersión homogénea, lo que se reconocerá por un color uniforme de la mezcla y la ausencia de grumos. Todo el conglomerante se deberá mezclar con el suelo disgregado antes de haber transcurrido una hora desde su aplicación.

El equipo de mezcla deberá contar con los dispositivos necesarios para asegurar un amasado homogéneo en toda la anchura y profundidad del tratamiento. Si se detectaran segregaciones, partículas sin mezclar, o diferencias de contenido de cemento, de cal o de agua en partes de la superficie estabilizada, deberá detenerse el proceso y realizar las oportunas correcciones hasta solucionar las deficiencias.

El material estabilizado con cemento no podrá permanecer más de media hora sin que se proceda al inicio de la compactación.

7.- Compactación.

En el momento de iniciar la compactación, la mezcla deberá estar disgregada en todo su espesor y su grado de humedad será el correspondiente al de la óptima del ensayo Proctor modificado,

La compactación se realizará de manera continua y uniforme. Si el proceso completo de ejecución, incluida la mezcla, se realiza por franjas, al compactar una de ellas se ampliará la zona de compactación para que incluya, al menos, quince centímetros de la anterior. Deberá disponerse en los bordes una contención lateral adecuada. Si la mezcla se realiza con dos máquinas en paralelo con un ligero desfase, se compactarán las dos franjas a la vez.

8.- Terminación de la superficie.

Una vez terminada la compactación no se permitirá su recrecimiento. Sin embargo, para el suelo estabilizado con cal, y para el suelo estabilizado con cemento siempre que esté dentro del plazo de trabajabilidad de la mezcla, se podrá hacer un refino con motoniveladora hasta conseguir la rasante y sección definidas en los Planos de proyecto. A continuación se procederá a eliminar de la superficie todo el material suelto, por medio de barredoras mecánicas de púas no metálicas, y a la recompactación posterior del área corregida.

9.- Curado y protección superficial.

Las capas estabilizadas deben tratarse para evitar la evaporización del agua y mantener su nivel hídrico durante al menos un periodo inicial de una semana.

En los suelos estabilizados con cemento que constituyan capas de coronación para la formación de explanadas de categoría E1, E2 y E3, de las definidas en la Norma 6.1 IC de Secciones de firme, mientras no se hayan finalizado la compactación, la terminación de la superficie y el curado final del suelo estabilizado in situ con cemento, se prohibirá todo tipo de circulación que no sea imprescindible para dichas operaciones. Una vez ejecutado el riego de curado, no podrán circular sobre él vehículos ligeros en los tres primeros días, ni vehículos pesados en los siete primeros días.