El reciclaje en frío ( eng. lugar de reciclaje profundo en frío ; también: regeneración en frío [1] ) es una tecnología para fortalecer (estabilizar) suelos , materiales pétreos y gránulos de asfalto obtenidos triturando chatarra de hormigón asfáltico (FAL), varios aglomerantes, por pre -molienda y confusión en el camino.
Las máquinas de reciclaje se desarrollaron hace unos años mediante las modificaciones correspondientes a las fresadoras de carreteras y las máquinas de estabilización de suelos.
La tecnología de reciclaje en frío de las máquinas de Wirtgen se basa en un tambor de fresado y mezcla con un gran número de cuchillas especiales. Girando, el tambor tritura el material del pavimento.
El fortalecimiento del suelo, por regla general, se lleva a cabo utilizando aditivos químicos especializados para aglutinantes ( cemento Portland ). Este método le permite trabajar de 3 a 5 veces más rápido en comparación con los métodos tradicionales de estabilización de suelos .
Durante la molienda, se inyecta un ligante bajo presión en la cámara de trabajo de la recicladora WR 250 en forma de lechada de agua y cemento, que se prepara en la planta mezcladora móvil WM 1000. El cemento y el agua se mezclan en cantidades dosificadas con precisión, creando una suspensión La cantidad de purín se controla con precisión mediante una bomba controlada por microprocesador para que, tras mezclarlo con el material molido por el tambor de fresado, el contenido de humedad de la mezcla resultante sea el óptimo para su compactación.
La composición de un grupo de máquinas de reciclaje puede variar según el propósito y el tipo de estabilizador utilizado.
En cada caso, el reciclador empuja la planta mezcladora de lechada de cemento móvil WM 1000 delante de él. Luego el material es perfilado por una motoniveladora, después de lo cual finalmente es compactado con rodillos vibratorios. La base recién colocada se cuida vertiendo una emulsión bituminosa.
Las ventajas de la tecnología de reciclaje in situ en frío son:
Estas ventajas hacen del reciclaje en frío la tecnología más atractiva para la restauración de pavimentos en términos de coste/eficiencia.
La evaluación del estado del pavimento antiguo y los requisitos de las características del camino después de la restauración están interrelacionados. En la práctica, se utilizan varios métodos para evaluar el estado del pavimento:
1. Evaluación visual
2. Toma de muestras para pruebas de laboratorio
3. Muestreo de testigos
4. Medición de la deflexión.
Una parte importante del proceso de investigación de pavimentos es la selección de la composición de la mezcla. Se prueban muestras preliminares para seleccionar la composición de la mezcla. Las muestras se preparan para que su material sea lo más parecido posible al material que se obtendrá en el proceso de reciclaje real. En la preselección de un estabilizante se tiene en cuenta la idoneidad en cuanto al tipo y calidad del material a procesar, las características técnicas requeridas de la mezcla a obtener como resultado del reciclado; preparación de piezas de muestra mezclando el material con cantidades variables de agua hasta obtener una mezcla con una consistencia óptima para la compactación. Por lo general, se preparan al menos cuatro mezclas, cada una con un contenido de estabilizador diferente; preparación de muestras utilizando métodos de compactación estandarizados; liberación de muestras de formularios; ensayo de probetas después del desmoldeo para evaluar sus características técnicas y sensibilidad a la humedad. Para determinar el contenido óptimo de estabilizador, los resultados de estas pruebas se comparan entre sí, teniendo en cuenta el contenido de estabilizador en cada una de las mezclas. El contenido del estabilizador, que optimiza las propiedades de la mezcla, se considera óptimo.
Desde el punto de vista de la vida útil del pavimento, las características más importantes son la calidad del material y el espesor en la capa reciclada acabada. Son los parámetros clave necesarios para predecir la vida útil de un pavimento renovado. Antes del reciclaje, se deben analizar y planificar todos los aspectos de la operación; identificación y eliminación oportuna de cualquier interferencia con el funcionamiento de un grupo de máquinas de reciclaje; evaluación de necesidades materiales; garantizar una alta preparación de las máquinas para el trabajo; formación adecuada de los conductores y del personal de mantenimiento; cuestiones de seguridad en el trabajo.
La implementación del reciclaje requiere una alta calidad de su planificación. Antes de comenzar a trabajar, es importante pensar en los pasos y operaciones que deben completarse en un día o turno, y fijarlos en forma de un plan de trabajo. El tipo de máquina determina el rendimiento, el ancho y la profundidad de la capa que se puede procesar en una sola pasada. El ancho de la vía determina el número de pases de reciclado necesarios para procesar todo el ancho de la vía. Las secciones cónicas requieren especial atención a la ejecución de la obra. La forma de la superficie (abultamiento o pendiente transversal) afecta la ubicación de las costuras longitudinales entre las secciones unidas. Mientras dure la obra, se realiza un cambio o una parada total del tráfico.
Además del espesor de la capa, se deben formular requisitos exactos para el resultado que se obtendrá al final del trabajo. Esto se refiere a los niveles finales de la superficie de la carretera y las tolerancias para su perfil, grado de compactación, textura de la superficie y material de la superficie.
En el material de una calzada existente, son importantes el tipo de material, la consistencia y el contenido de humedad de todos sus componentes. Los cambios en el espesor de los materiales del pavimento existente (capas de concreto asfáltico) pueden afectar significativamente el desempeño de la recicladora. Las diferencias pueden requerir un cambio en la tasa de estabilizador, un aumento en la humedad o incluso una profundidad de reciclaje.
El trabajo preparatorio que precede a la ejecución del trabajo incluye:
Al programar el trabajo para un turno de trabajo, considere:
El reciclaje en frío puede comenzar con una revisión completa de todas las máquinas y equipos, incluidos los rodillos y las cisternas, la verificación de los suministros de agua, el estabilizador para la longitud de paso prevista, la colocación de un grupo de máquinas de reciclaje en la línea de la primera pasada, con la distancia prescrita entre ellas. para el trabajo, con la conexión de todas las tuberías de alimentación al reciclador, eliminación completa del aire del sistema, al verificar si todas las válvulas están completamente abiertas. Estos controles previos se realizan al inicio de cada turno de trabajo.
Al inicio de las obras del tramo inicial de una nueva zona reciclada, es necesario evaluar el comportamiento del material en el pavimento existente. Por lo general, la sección inicial tiene una longitud de unos 100 m y captura la carretera en todo su ancho o en la mitad del ancho. En este sitio se pueden evaluar tres de los aspectos más importantes del reciclaje: el material procesado por el reciclador debe ser probado para determinar si coincide con las muestras que se usaron para seleccionar la mezcla en el laboratorio. Un rápido análisis de tamiz mostrará si esta selección fue correcta. La velocidad del tambor de molienda y la velocidad de alimentación del reciclador tienen un impacto en la distribución del tamaño de las partículas del material procesado. El WR 2500 está equipado con una placa trituradora que se puede ajustar para limitar el tamaño máximo del material. Estos tres parámetros deben configurarse para encontrar la mejor combinación para lograr la composición del material deseado. Una de las características más importantes de un lecho reciclado terminado es su grado de compactación. Las capas gruesas (> 250 mm) a menudo requieren métodos de compactación especiales, y la eficacia de varios métodos de laminación se puede evaluar en la sección inicial. Las capas de hormigón asfáltico en viejas capas de caminos dañados generalmente tienen un bajo contenido de vacíos, los materiales naturales (granulares) generalmente se compactan durante la operación. El reciclaje de dichos materiales generalmente da como resultado un aumento en su volumen, lo que afecta los niveles de la capa terminada.
Al inicio del reciclaje se realizan una serie de pruebas de control:
La determinación de la cobertura de pasada óptima depende del tipo de estabilizador utilizado. Cuando se trabaja con cemento, se utilizan secciones más cortas para permitir tiempo suficiente para procesar todo el medio ancho de la carretera, nivelando y compactando la superficie antes de que fragüe el cemento.
Después del reciclaje, el material procesado debe perfilarse y compactarse al grado requerido.
La cantidad de trabajo de una motoniveladora depende del tipo de capa de cubierta. Si se va a colocar una capa grande de hormigón asfáltico, las tolerancias del nivel de la superficie serán más amplias que con la capa final colocada en una sola pasada. Cuando las tolerancias son relativamente estrechas, se debe nivelar la mitad del ancho (o el ancho completo) terminado de la carretera para eliminar los baches (hasta 10 mm) que a menudo se forman en las costuras longitudinales. Además, la motoniveladora es útil para corregir las desalineaciones longitudinales del material que a veces ocurren en las costuras transversales. Una buena compactación del material reciclado para obtener la densidad requerida es una de las condiciones más importantes para el desempeño del pavimento recuperado. Cuando el material a estabilizar no se compacta adecuadamente, no se logra la resistencia de la capa requerida, lo que resulta en una falla prematura del pavimento. ¿Capas de sellado? 200 mm es ahora una práctica estándar. Para lograr la calidad requerida, la elección de los rodillos y su modo de operación es importante. ¿Actualmente para capas de sellado? Se utilizan rodillos vibratorios pesados de 200 mm (con una masa estática de más de 15 toneladas) con un cambio en la frecuencia y amplitud de vibración. La vibración con gran amplitud y baja frecuencia rompe el material de la capa superior, a menudo deformando la superficie. La deformación se elimina fácilmente con una motoniveladora antes de rodar con una pequeña amplitud y una alta frecuencia. La humedad es la variable más crítica para lograr la compactación al menor costo. Debido al tiempo que transcurre entre el reciclaje y el acabado, la superficie siempre debe humedecerse ligeramente antes del laminado final. Si se aplica demasiada fuerza de sellado, se produce una "consolidación excesiva". El material se desmenuza y su densidad disminuye si se continúa laminando después de haber alcanzado la densidad máxima.
Con respecto a la compactación del material reciclado, es importante considerar dos condiciones:
1. La compactación debe ser uniforme en todo el ancho del pasaje antes de que una motoniveladora nivele la superficie. Las ruedas traseras de la WR 2500 deben estar siempre sobre la superficie del material reciclado, a ambos lados del pasillo. Compactan parcialmente el material, pero entre ellos el material permanece sin compactar. El material sin compactar primero debe compactarse antes de nivelarlo para eliminar la diferencia de compactación en las pistas desde y entre las ruedas de la recicladora;
2. El material perfilado con precisión y con baja ductilidad es propenso a desplazarse debajo del rodillo hacia los lados. La ayuda más radical en la compactación de tales materiales es el agua. Pero incluso con una humedad óptima, es difícil proporcionar una calidad de superficie aceptable aquí, lo que requiere un paso adicional de la motoniveladora para eliminar las irregularidades del rodillo.
El acabado de la capa reciclada requiere la creación de una estructura de superficie fuertemente adherida que no permita el paso del agua. Esto se logra mediante la humectación adecuada y el laminado neumático de la superficie de la capa, que trae a la superficie un material suficientemente fino que llena los vacíos entre las partículas grandes. Esta operación se suele realizar como paso final en el proceso de compactación.
La calidad del trabajo terminado está determinada por los resultados de la prueba:
La resistencia del material de la capa reciclada se evalúa mediante ensayos de laboratorio sobre muestras de la mezcla extraídas de la capa reciclada, o utilizando machos. La resistencia a la compresión libre es la prueba más utilizada para la evaluación de materiales cementados. La resistencia a la compresión libre generalmente se determina en especímenes preparados envejecidos durante 7 días. Algunos métodos de prueba aceleran el envejecimiento al colocar las muestras en un horno. La mezcla, colocación, compactación y acabado debe realizarse en el menor tiempo posible. Se suele permitir un máximo de 4 horas para el tratamiento del cemento, desde su primer contacto con el material hasta el final de la compactación.
Densidad del material seco compactado.
El grosor de la capa terminada se verifica mediante mediciones físicas.