Introducción
AustStab es el Asociación Australiana de Reciclaje y Estabilización de Pavimentos. Se trata de una asociación industrial sin ánimo de lucro cuyo objetivo es contribuir a un enfoque unificado para el reciclaje y la estabilización de pavimentos viales, así como desarrollar estándares nacionales de investigación y rendimiento.
AustStab celebró la 2ª Conferencia Australiana sobre Reciclaje y Estabilización de Pavimentos los días 22 y 23 de agosto. El tema fue: Pavimentos sostenibles para las generaciones futuras. Contó con una gran asistencia de la industria y resultó ser un evento muy colaborativo e informativo. La lista completa de presentaciones de la conferencia y las biografías de los ponentes se encuentran disponibles en: aquí. En este artículo resumiremos algunas de las presentaciones más destacadas.
Puntos clave / Resumen
Las carreteras australianas no son resistentes ni sostenibles. Se requiere un cambio de enfoque urgente. Los expertos coinciden en que el reciclaje y la estabilización del pavimento es el camino a seguir, con varias ventajas clave sobre los pavimentos granulares convencionales sin ligante:
- Menor coste de propiedad (bajo coste de construcción, mayor vida útil)
- Resistente (a las inundaciones [cambio climático] y a las cargas elevadas de las ruedas)
- Verdaderamente sostenible (alto contenido reciclado, bajas emisiones de carbono, sin vertederos)
Existen diversos enfoques de estabilización (objetivos, métodos, marcos de referencia). El enfoque óptimo depende del proyecto y del contexto específico.
La primera presentación magistral fue impartida por Michael Caltabiano, director ejecutivo de la Organización Nacional de Investigación del Transporte (NTRO). La Junta Australiana de Investigación Vial (ARRB) se está integrando en la NTRO, ampliando su labor a todos los modos de transporte: carretera, ferrocarril, puertos y aeropuertos.
Michael presentó el estudio de caso de respuesta a la recuperación de inundaciones, donde el Departamento de Transporte y Planificación de Victoria contrató a NTRO para realizar evaluaciones del rendimiento de los activos utilizando la tecnología de vanguardia de NTRO. Tecnología iPAVe. NTRO completó estudios de toda la red en 2021 y 2022, evaluando la rugosidad, el hundimiento, el agrietamiento, la resistencia/deformación y el perfil de las carreteras. Se gastaron muchos millones de dólares después del estudio iPAVE de 2021, lo que resultó en que el porcentaje de carreteras "buenas" o mejores aumentara de 2% a 19% en 2022. El 22 de octubre, la red de carreteras de Victoria se vio afectada por inundaciones.
Los estudios iPAVe de 2023 revelaron un preocupante deterioro de las carreteras afectadas por las inundaciones, más allá de los problemas visibles (baches, etc.). Para 2023, no existían carreteras en buen estado o mejor. Además, el porcentaje de carreteras clasificadas como aceptables o mejores se redujo de 70% en 2022 a tan solo 9% en 2023. Claramente, a pesar de las importantes inversiones recientes, la red no era resiliente.
Michael presentó su visión para lograr carreteras recicladas 100%, la cual se basa en tomar mejores decisiones, fundamentadas en datos, para nuestra infraestructura vial. Explicó que la tecnología de reciclaje y estabilización de pavimentos será fundamental para ofrecer la infraestructura de transporte sostenible y resiliente que Australia requiere. Señaló que los pavimentos granulares convencionales no son resilientes, como lo demuestran los recientes fallos importantes en pavimentos nuevos sometidos a cargas elevadas. Ante las tendencias previstas de mayores cargas por rueda y la creciente frecuencia e intensidad de las inundaciones, animó al sector a destacar los beneficios técnicos de la estabilización para el mercado vial.
El orador principal, Charles Webster, es el gerente del programa de la Alianza para la Alianza de Mantenimiento del Noreste (NEMA). NEMA gestiona la red VicRoads (Departamento de Transporte y Planificación) en el Hume región, una de las cinco regiones supervisadas por Carreteras regionales de Victoria.
En octubre de 2022, Victoria sufrió graves inundaciones, especialmente en las regiones norte y noreste del estado. La emergencia requirió una respuesta inicial contundente para gestionar los numerosos cierres de carreteras. Durante la fase crítica de las inundaciones, se coordinó estrechamente con los servicios de emergencia y se movilizó un gran número de efectivos con poca antelación para hacer frente a la situación. Tras la respuesta inicial, el equipo se centró en la recuperación y la reparación de los daños sufridos en la red vial de 4000 km.
Las obras de rectificación incluyeron 254.000 m².2 Se realizaron excavaciones para la estabilización granular, utilizando cemento 2% estabilizado in situ a una profundidad de 200 mm. El proceso fue exitoso. Sin embargo, una comparación con proyectos recientes del programa "Heavy Patch Program" de Nueva Gales del Sur sugirió que un tratamiento de estabilización más intensivo resultaría en una vida útil mucho mayor del pavimento con un ligero aumento en el costo de construcción.
Charles hizo hincapié en que los pavimentos resilientes eran posibles, pero dependían de hacer bien lo básico. La defensa principal (contra el agua) era un buen mantenimiento: sellado de la superficie, drenajes y siega. Los pavimentos estabilizados son mucho más resistentes a la entrada de agua que los pavimentos granulares y proporcionan una defensa secundaria eficaz.
Kenny Festing de Consultores de ingeniería Apexx Presentó los resultados de su tesis de maestría en Tecnología de Pavimentos sobre el tema: "¿Puede el uso de materiales estabilizados en estructuras de pavimentos clasificarse dentro de un marco holístico de selección de pavimentos para su uso en el contexto australiano?". El contexto del tema y los beneficios para la industria de pavimentos viales son:
- La estabilización del pavimento seguirá ganando popularidad a medida que los propietarios de infraestructuras viales busquen formas más económicas de mantener las redes.
- La economía circular, un motor cada vez más importante: menos material extraído, mayor reutilización beneficiosa.
- El volumen de tráfico sigue aumentando, por lo que mitigar el impacto en los usuarios de la carretera es una ventaja significativa de la estabilización.
Kenny comenzó con una serie de diapositivas tituladas "Introducción a la estabilización", que abarcaban brevemente la definición de estabilización, las normas, las técnicas, las capas del pavimento, las categorías de estabilización, los ligantes y las estructuras.
A continuación, resumió los resultados de las encuestas de 2001 y 2022 sobre métodos de estabilización y el rendimiento de las carreteras de los gobiernos locales en Australia. En 2001 se constató que existía una incertidumbre generalizada a la hora de especificar materiales de pavimento estabilizados, lo que conllevaba resultados deficientes. La encuesta de 2022 confirmó que los procesos de selección variaban significativamente.
- ‘Los "expertos en pavimentos" realizan diseños detallados utilizando las especificaciones de Austroads, complementadas con publicaciones del sector.
- ‘Los médicos de cabecera suelen adoptar diseños tradicionales o basarse en el conocimiento local, lo que a menudo da como resultado resultados subóptimos.
El objetivo era desarrollar una metodología que pudiera ser utilizada tanto por expertos como por profesionales. Se diseñó un marco de selección de tres niveles.
Para ilustrar la metodología, presentó un ejemplo práctico de un ayuntamiento local que tiene una carretera rural afectada por inundaciones que muestra signos de agrietamiento por fatiga en los surcos de las ruedas y que ya no puede repararse mediante baches ni parches.
Puntos clave / Resumen
- La estabilización se ha documentado como un tratamiento eficaz para la rehabilitación de pavimentos viales desde la década de 1950. Su popularidad va en aumento, impulsada por la economía circular.
- La estabilización ofrece una solución rentable para la rehabilitación de pavimentos, permitiendo reutilizar la mayor cantidad posible del material original.
- Austroads y las organizaciones del sector publican abundante información técnica sobre el diseño de pavimentos estabilizados. La bibliografía australiana es una de las más completas y detalladas del mundo. Sin embargo, esta información es técnica y detallada, y los procesos preliminares para seleccionar un perfil de pavimento estabilizado son escasos.
- La estabilización suele considerarse (erróneamente) demasiado cara o difícil, lo que lleva a los diseñadores de pavimentos a ignorarla y optar por alternativas menos adecuadas. El proceso puede simplificarse para aumentar la confianza del usuario y facilitar la elección.
- Las herramientas de selección desarrolladas no pretenden sustituir la guía técnica detallada disponible, sino simplemente complementarla para mejorar la adopción de la estabilización como práctica.
Centro Nacional de Excelencia en Activos (NACOEEl proyecto O24 tiene como objetivo demostrar que las mezclas de materiales reciclados pueden cumplir con los requisitos de diseño de mezcla para la estabilización con betún espumado y cemento. El Dr. James Grenfell, de la Organización Nacional de Investigación del Transporte (NTRO), y Meera Creagh, del Departamento de Transporte y Carreteras Principales de Queensland (TMR), ofrecieron una sesión informativa sobre el proyecto.
La visión de TMR es convertirse en una organización de cero residuos y un líder en sostenibilidad en la industria del transporte a través de prácticas de economía circular. Meera describió Estrategia de conversión de residuos en recursos de TMR, que busca:
- Minimizar la eliminación de residuos en vertederos
- Lograr la eficiencia de los recursos mediante prácticas de economía circular.
- Facilitar el crecimiento del mercado
- Reducir las emisiones de gases de efecto invernadero derivadas de la generación de residuos y el uso de recursos.
La estabilización constituye una proporción significativa de las obras en las redes rurales y urbanas de Queensland. TMR tiene como objetivo mejorar el uso de materiales reciclados en los trabajos de estabilización.
El proyecto seleccionó 3 tipos de mezclas de materiales reciclados para las investigaciones de laboratorio:
- Mezcla de materiales reciclados: 100%RCC
- Recycled maximum blend: 40%RCC, 20%RAP, 20%CB, and 20%RCG
- Recycled minimum blend: 70%RCC, 10%RAP, 10%CB, and 10%RCG
Dónde:
- RCC: hormigón triturado reciclado
- RAP: pavimento asfáltico reciclado
- CB: ladrillo triturado
- RCG: vidrio triturado reciclado
Se investigaron dos tipos de aglutinantes: la estabilización cementicia y la estabilización con betún espumado.
Se aplicó aglutinante en cantidad suficiente para obtener materiales ligeramente ligados (LB) (resistencia a la compresión uniaxial a los 28 días de 1,0 a 2,0 MPa). Las pruebas de laboratorio se llevaron a cabo de la siguiente manera:
Las pruebas confirmaron que la estabilización con betún espumado y la estabilización con materiales cementicios son métodos factibles y viables para mejorar las propiedades de ingeniería de las mezclas de materiales reciclados.
El proyecto, que ya se encuentra en su tercer año, procederá a realizar pruebas de campo en un tramo de la autopista del valle de Brisbane con carga moderada. En las pruebas de campo se utilizará una aplicación de hormigón armado ligero 100% porque:
- 100% RCC es una mezcla producida comercialmente
- El sureste de Queensland utiliza muchos materiales ligeramente aglutinados.
- Costes de los materiales cementicios frente a los del betún (es decir, los costes de estabilización con materiales cementicios son significativamente inferiores).
Esta presentación magistral estuvo a cargo de Tony Aloisio, exdirector de ecologíaQ, Proyectos Viales Principales de Victoria. Tras una serie de presentaciones técnicas de otros ponentes, Tony ofreció una visión general. Sus temas fueron:
- Evolución
- Circularidad
- Visibilidad
Tony explicó que la transición a una economía circular no será una revolución; el proceso es una evolución en un plazo de tiempo reducido. La tecnología ya existe. Como sociedad, necesitamos acelerar la transición. El reciclaje y la estabilización de pavimentos es una solución verdaderamente circular. En el contexto de la escasez de financiación, la escasez de materiales, el deterioro de las redes viales y el telón de fondo del cambio climático, existe una estrecha ventana de oportunidad en este momento para transitar rápidamente de los métodos de construcción de carreteras tradicionales a métodos sostenibles. Los eventos de inundación provocados por el reciente ‘La Niña de triple inmersión La resiliencia vial se ha convertido en un tema candente. Ahora es el momento de actuar, mientras el país muestra un gran interés.
Tony señaló que los expertos del sector conocen desde hace tiempo los beneficios de la estabilización en materia de sostenibilidad, pero que hasta la fecha el sector no ha logrado comunicarlos eficazmente a los responsables de la toma de decisiones ni al público en general. Instó a la audiencia a redoblar los esfuerzos para dar mayor visibilidad a las soluciones de pavimentos circulares que ofrece la estabilización ante los responsables de la toma de decisiones y las personas influyentes.
Observaciones generales y contexto del renolito
Los diversos estudios de caso demostraron la eficacia de una variedad de aglutinantes en determinados escenarios:
- Cal
- Cemento/mezclas cementosas
- Bituminoso
La cal es muy eficaz para la estabilización de la subrasante en suelos de alta plasticidad, pero no puede alcanzar altas resistencias y no es adecuada para materiales granulares y de baja plasticidad.
Las mezclas de cemento y materiales cementicios son viables y rentables en una amplia gama de materiales y aplicaciones. La principal limitación radica en que los materiales estabilizados con cemento son propensos a agrietarse por retracción a mayores resistencias y contenidos de aglutinante.
Los ligantes bituminosos pueden ser eficaces en materiales granulares de baja plasticidad, lo que los hace ideales para ciertas aplicaciones, como la rehabilitación de los pavimentos de los aeropuertos australianos. Los costos iniciales y del ciclo de vida de las bases tratadas con espuma (FTB) y las bases tratadas con emulsión (ETB) son mejores que los de las bases granulares convencionales, pero generalmente no resultan tan atractivos como la estabilización cementicia.
Renolito Es compatible con la cal, pero se usa con mayor frecuencia junto con cemento o mezclas cementicias. Renolith es una nanotecnología (aditivo) que previene el agrietamiento por retracción y mejora significativamente el rendimiento de los materiales estabilizados. Esto permite un mayor contenido de aglutinante (cemento, SCM, mezclas) y una mayor resistencia, lo que da como resultado pavimentos delgados, económicos y resilientes.
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