Resumen ejecutivo
En un Comparación del Triple Resultado (TBL, por sus siglas en inglés) de diversas soluciones de diseño para la rehabilitación de pavimentos en carreteras locales (White & Young, AustStab, 2024), Se demostró que los pavimentos de carreteras estabilizados generan un costo financiero, social y ambiental mucho menor en la construcción que los pavimentos granulares convencionales sin ligante. Para siete tipos de diseño de pavimento, se modelaron doce escenarios para varias combinaciones de tráfico de diseño y resistencia de la subrasante. En la mayoría de los escenarios, los diseños de pavimentos estabilizados ligeramente ligados con sellos de pulverización generaron emisiones incorporadas de 17 kg.e.CO2/m2; típicamente 85-90% menores que sus diseños estructuralmente equivalentes que utilizan gravas naturales y sellos de pulverización. La masa de materiales transados (eliminación + consumo) fue típicamente 97-99% menor. Los costos de construcción fueron 70-80% menores.
La nanotecnología Renolith previene problemas de agrietamiento en materiales cementicios ligados y mejora enormemente las propiedades de ingeniería del material. Una pequeña cantidad de aditivo Renolith 2.0 (5% p/p de ligante) puede mejorar la vida útil del pavimento (capacidad de tráfico) en un orden de magnitud y reducir en gran medida el riesgo de baches y otras fallas prematuras inducidas por el agua. Para un costo de construcción similar en los ámbitos financiero, social y ambiental, la vida útil de un pavimento estabilizado con ligante ligero podría extenderse de 20 años a más de 100 años.
Los beneficios TBL de la estabilización cementicia son convincentes. Los beneficios TBL de Estabilización cementicia mejorada con nanotecnología de Renolith son extraordinarias, sobre todo en situaciones difíciles (tráfico intenso, terreno deficiente).
Rehabilitación de carreteras locales: triple resultado
Las carreteras locales en Australia a menudo requieren rehabilitación parcial o total debido a que se construyeron con materiales de menor calidad en comparación con las autopistas. En un documento presentado en el Tercera Conferencia Australiana sobre Reciclaje y Estabilización de Pavimentos en agosto de 2024., White & Young compararon el triple resultado final de varias soluciones de diseño para la rehabilitación de pavimentos en carreteras locales.
El estudio utilizó el concepto de Triple Resultado (TBL, por sus siglas en inglés) para evaluar los costos financieros, sociales y ambientales de diferentes diseños de rehabilitación de pavimentos, donde:
- Social. El coste social de cada opción de diseño de pavimento se calculó como la masa de material nuevo extraído de cantera y consumido en la construcción del pavimento rehabilitado, sumada a la masa de pavimento existente excavado y enviado a vertedero.
- Ambiental. El coste medioambiental de cada opción de diseño de pavimento se calculó sumando la cantidad de cada material, en función de su espesor y densidad, y el carbono incorporado en la producción, el suministro y la construcción de cada material, para todos los materiales utilizados en los pavimentos.
- Financiero. Los costos financieros se calcularon de forma similar a los costos ambientales, con la salvedad de que se utilizaron tasas de costo típicas (en Australia) en lugar de las tasas de carbono incorporado. Las tasas de costo se establecieron con base en la experiencia e incluyeron los costos de suministro de materiales, producción y construcción, según correspondiera.
La investigación comparó siete opciones de rehabilitación de pavimento estructuralmente equivalentes, incluyendo una nueva opción de pavimento granular y dos opciones de pavimento estabilizado, cada una con opciones de sellado por pulverización y superficie asfáltica, así como un pavimento asfáltico de espesor completo. La investigación calculó 84 espesores de pavimento estructuralmente equivalentes basados en tres niveles de tráfico y cuatro resistencias de subrasante utilizando el software CIRCLY. Las técnicas de estabilización incluyeron estabilización ligeramente ligada con un ligante cementicio y estabilización con betún espumado, las cuales mejoran las propiedades de los materiales existentes. Los espesores del pavimento se determinaron utilizando las prácticas de diseño de pavimentos viales australianos, con valores de módulo específicos y criterios de falla para diferentes materiales.
El estudio concluyó que la estabilización de las estructuras de pavimento existentes ofrece sistemáticamente la solución más económica para la rehabilitación de carreteras locales, mientras que la reconstrucción con pavimento granular nuevo resulta la más costosa. Asimismo, los métodos de estabilización son más rentables y respetuosos con el medio ambiente en comparación con la reconstrucción tradicional con pavimento granular nuevo.
La investigación recomienda la estabilización del pavimento existente como método preferido para la rehabilitación de carreteras locales, a menos que otros factores lo hagan inviable.
Tenga en cuenta que el modelo de triple resultado adoptado no considera la resiliencia. Véase https://renolith.com.au/resilient-roads/ para obtener información sobre la resistencia de diversas opciones de pavimentación.
Mejora de Renolith
Los datos presentados en el artículo se extrapolaron para incluir 3 variantes de pavimento adicionales para los tres niveles de tráfico y cuatro resistencias de subrasante:
- Base reforzada con Renolith y sin capa de rodadura (solo para tráfico ligero).
- Base reforzada con Renolith y capa de desgaste con sellado por pulverización
- Base ligada mejorada con Renolith y capa de rodadura de asfalto.
El modelo extrapolado (Renolith Triple Bottom Line Estimator) se publica como una herramienta interactiva de hoja de cálculo de Microsoft Excel en https://renolith.com.au/resources/ La herramienta permite al usuario estimar y comparar rápidamente el costo de construcción desde la perspectiva del triple resultado ($, huella de carbono, uso de materiales) de las distintas opciones de rehabilitación de pavimentos. A continuación se muestran algunos escenarios seleccionados.
Escenario 1 – Modo fácil
El escenario 1 contempla una situación benigna con poco tráfico y una buena subrasante. En este escenario existen varias opciones sensatas para la capa base:
- betún espumado
- Ligeramente encuadernado
- Renolith-mejored bound
Una de las ventajas únicas de Renolith es la posibilidad de crear una capa base impermeable y de alta cohesión, con una resistencia a la compresión simple (UCS) de entre 3 y 10 MPa, que no sufre fisuras por retracción. Si el material cohesionado proporciona suficiente resistencia a la erosión y al deslizamiento, en algunos casos podría evitarse la necesidad de una capa de rodadura independiente. Esta es una opción útil cuando el coste total de una capa base de sellado por pulverización resulta difícil de justificar.
Escenario 2 – Modo difícil
Los subsuelos débiles y el tráfico intenso representan un desafío para los diseñadores de pavimentos. Las bases granulares no ligadas deben ser muy gruesas para dispersar las cargas (filas 9 y 10), lo que resulta en costos de TBL muy elevados. El espesor se puede reducir mediante betún espumado o estabilización cementicia de la base (filas 5-8), con la consiguiente reducción de los costos de TBL. El asfalto de espesor completo es la opción más delgada, pero es costosa. Una base ligada mejorada con Renolith y una capa de rodadura con sellado por pulverización dan como resultado el menor costo de construcción de TBL en todas las categorías. Además, debido a la mayor resiliencia y capacidad de tráfico, los costos de TBL durante toda la vida útil son sustancialmente menores.
Conclusión
Para la rehabilitación de carreteras locales, los beneficios de la estabilización, desde una perspectiva integral, son innegables. Los beneficios de la estabilización cementicia mejorada con nanotecnología Renolith, desde una perspectiva integral, son extraordinarios.
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