Resumen de Técnicas no destructivas de auscultación aplicadas a tramos experimentales ejecutados con áridos reciclados de rcd
1. introducción o motivación de la tesis En el año 2014 unas 530 millones de toneladas de RCD fueron generados en Europa [ 1], mientras que en España se generaron unos 27 millones de toneladas en 2012 [ 2], esto hace necesario que se consideren nuevos usos para estos residuos para así evitar que su principal destino sea el relleno de grandes superficies del territorio originando graves daños sobre el ecosistema presente y futuro, así mismo la reutilización de RCD haría que las cantidades de áridos naturales producidos se r edujeran, siendo esta la única alternativa sostenible. El concepto de sostenibilidad se basa en la minimización de los recursos consumidos, la disminución de las actividades que dañen el medio ambiente y la protección de la salud [3,4] La extracción de áridos daña el medio ambiente, afectando a los paisajes eliminando especies vegetales y animales, así mismo, la propia extracción genera más residuos, aproximadamente por cada metro cúbico de árido extraído se produce unos 2400 kg de residuos [5] En España la producción total de áridos alcanzo las 112 millones de toneladas en el año 2017, de los cuales solo u n millón de toneladas fueron áridos reciclados (AR) [ 6], esto representa un 0,4% del total de áridos naturales (AN) producidos.
A pesar de los esfuerzos llevados a cabo en los últimos años para favorecer el empleo de Áridos reciclados en las obras de ingeniería civil su utilización sigue siendo baja La presente tesis va a estudiar el empleo de materiales procedentes de demoliciones y excavaciones en capas de bases y subbases granulares, ya que la reutilización de los materiales procedentes de excavación es un objetivo prioritario dentro del Plan de Residuos de la comunidad autónoma andaluza que a su vez viene impuesto por e l legislador europeo, en primer lugar, se estudió el empleo de AM mezclados con tierras procedentes de excavaciones en un tramo experimental de carretera, se controlará su puesta obra, para posteriormente auscultarlo durante un periodo de siete años con eq uipos de Auscultación de alto rendimiento, como son el deflectómetro de impacto y el perfilómetro laser.
Por otro lado, dado que la fracción fina procedente del rechazo en el machaqueo de los RCD tiene altos contenidos de mortero e impurezas que hacen que no sea recomendable su utilización en capas granulares, se estudió su empleo en la construcción de un carril bici para ver su evolución a lo largo del tiempo, y contrastar si es posible su empleo en vías de baja capacidad, para ello se control ó la puesta en obra de todas las capas del firme granulares y posteriormente se control ó la evolución de las deflexiones en un periodo de dos años.
Por último, debido a que no se conocen casos previos de demoliciones de edificaciones que son aprovechadas para construir las capas granulares de una vía de alta capacidad (tráfico T2) se (tráfico T2) se estudió estudió un tramo experimental de carretera construida con residuos un tramo experimental de carretera construida con residuos próximos de edificaciones reciclados in situ con una planta móvil. Para ello se controlpróximos de edificaciones reciclados in situ con una planta móvil. Para ello se controlóó la la puesta en obra de los materiapuesta en obra de los materialles y es y se vigilóse vigiló su evolución tomando deflexiones y su evolución tomando deflexiones y auscultando el IRI durante siete años a partir de su apertura al tráfico.auscultando el IRI durante siete años a partir de su apertura al tráfico.
2. contenido de la investigación La presente Tesis Doctoral se desarrolla por compendio de artículos donde se estudia el a presente Tesis Doctoral se desarrolla por compendio de artículos donde se estudia el uso uso de de seisseis tipos tipos distintos distintos de AR de AR residuos de construcción y demolición (RCD) residuos de construcción y demolición (RCD) en capas en capas granulares no ligadas de firmes de carreteras y vías ciclistagranulares no ligadas de firmes de carreteras y vías ciclistass..
El primer estudio se realizó en la vía de servicio de la autovía A--376, se emplearon dos 376, se emplearon dos tipos de AR, un suelo rtipos de AR, un suelo reciclado mixto (SRM), el cual fue obtenido a partir del rechazo de la eciclado mixto (SRM), el cual fue obtenido a partir del rechazo de la fabricación de una zahorra reciclada mixta (ZRM), en la obtención de estos AR se fabricación de una zahorra reciclada mixta (ZRM), en la obtención de estos AR se emplearon RCD no seleccionados mezclados con suelos de excavaciones, el SRM fue emplearon RCD no seleccionados mezclados con suelos de excavaciones, el SRM fue empleado en la capa de foempleado en la capa de formación de explanada mientras que la ZRM se empleó como rmación de explanada mientras que la ZRM se empleó como capa granular en el firme, se construycapa granular en el firme, se construyó una sección de comparación con suelo una sección de comparación con suelo seleccionado y zahorra artificial, sobre todo el tramo experimental se extendió una capa seleccionado y zahorra artificial, sobre todo el tramo experimental se extendió una capa de mezcla bituminosa de 5 cm de es de mezcla bituminosa de 5 cm de espesor. En un primer momento se estudiaron los pesor. En un primer momento se estudiaron los materiales en laboratorio para caracterizar las propiedades de los AR y áridos naturales materiales en laboratorio para caracterizar las propiedades de los AR y áridos naturales (AN) empleados, posteriormente en una segunda fase se controló su puesta en obra, una (AN) empleados, posteriormente en una segunda fase se controló su puesta en obra, una vez abierto al tráfico durante sietvez abierto al tráfico durante siete años se controló la evolución de las deflexiones y la e años se controló la evolución de las deflexiones y la regularidad superficial, siendo los resultados obtenidos en las secciones construidas con regularidad superficial, siendo los resultados obtenidos en las secciones construidas con AR similares a las de los AN.AR similares a las de los AN.
En el segundo estudio se emplearon dos AR de RCD en la construcción de la vía ciclista clista que llega que llega al campus de Rabanales, se empleó un suelo reciclado mixto en la explanada, al campus de Rabanales, se empleó un suelo reciclado mixto en la explanada, el cual fue obtenido a partir del rechazo en la fabricación de una ZRM, esta zahorra se el cual fue obtenido a partir del rechazo en la fabricación de una ZRM, esta zahorra se utilizutilizóó en la capa granular del firme se dispuso de mezcla asfáltica de 4 cen la capa granular del firme se dispuso de mezcla asfáltica de 4 cm en la rodam en la rodadura dura del carril, se caracterizarodel carril, se caracterizaron física y químicamente los áridos empleados en el tramo n física y químicamente los áridos empleados en el tramo experimental, posteriormente se control experimental, posteriormente se controlóó su puesta en obra y una vez fue abierta al tráfico su puesta en obra y una vez fue abierta al tráfico se estudió la evolución de la capacidad portante y módulos de se estudió la evolución de la capacidad portante y módulos de elasticidad del firme elasticidad del firme durante dos años, los resultados obtenidos muestran que la ZRM y el SRM pueden durante dos años, los resultados obtenidos muestran que la ZRM y el SRM pueden sustituir al suelo seleccionado y a la zahorra artificial en vías ciclistas y peatonales.sustituir al suelo seleccionado y a la zahorra artificial en vías ciclistas y peatonales.
En el tercer estudio se emplearon dos AR obtenidos de la demolicise emplearon dos AR obtenidos de la demolición de 105 viviendas ón de 105 viviendas próximas al aeropuerto de Córdoba con los que se construyeron un tramo experimental en próximas al aeropuerto de Córdoba con los que se construyeron un tramo experimental en la carretera CHla carretera CH--2, en concreto se 2, en concreto se emplearon un AR mixto (ARM) en la formación de la emplearon un AR mixto (ARM) en la formación de la explanada y un AR de hormigón (ARH) en la capa de firme granular,explanada y un AR de hormigón (ARH) en la capa de firme granular, el el ARH se obtuvo a ARH se obtuvo a partir de la trituración insitu con machacadora móvil de mandíbulas de los RCD obtenidos partir de la trituración insitu con machacadora móvil de mandíbulas de los RCD obtenidos de las cimentaciones y de las losas de hormigón de los pavimentos existentes, mientras de las cimentaciones y de las losas de hormigón de los pavimentos existentes, mientras que los ARM se que los ARM se fabricaronfabricaron a partir de las partes estructurala partir de las partes estructurales de las viviendas, muros y es de las viviendas, muros y tejados. tejados. Como tramo de comparación se construyó una sección con zahorra artificial en la Como tramo de comparación se construyó una sección con zahorra artificial en la capa de firme, se capa de firme, se realizaronrealizaron ensayos en laboratorio para caracterizar los tres materiales ensayos en laboratorio para caracterizar los tres materiales granulares a disponer en el tramo experimental, granulares a disponer en el tramo experimental, una vez terminada la ejecución del tramo una vez terminada la ejecución del tramo experimental de la carretera se puso en servicio y se experimental de la carretera se puso en servicio y se estudióestudió su evolución durante 10 su evolución durante 10 años, se años, se midiómidió el tráfico determinando que el número de vehículos diarios superaba los el tráfico determinando que el número de vehículos diarios superaba los 9000, siendo su 9000, siendo su categoría de tráfico la T2categoría de tráfico la T2 (200(200--799 799 vehículos pesadosvehículos pesados/día), se /día), se midiómidió la la regularidad superficial y deflexiones, obteniendo una mayor capacidad portante de los AR regularidad superficial y deflexiones, obteniendo una mayor capacidad portante de los AR con respecto a la zahorra artificial empleada.con respecto a la zahorra artificial empleada.
3. conclusión Como consecuencia del estudio del tramo experimental de la vía de servicio de la Ala vía de servicio de la A--376, 376, se puede subir el límite dese puede subir el límite de los Ángeles para zahorras recogido en el artículo 510 del PG3, los Ángeles para zahorras recogido en el artículo 510 del PG3, debería ser subido a 45 para vías con un tráfico T4debería ser subido a 45 para vías con un tráfico T4, la capacidad estructural del SRM y de , la capacidad estructural del SRM y de la ZRM empleadas es suficiente para la cala ZRM empleadas es suficiente para la carretera ejecutada, arretera ejecutada, a lo largo de un periodo de lo largo de un periodo de siete años se midieron los índices de regularidad internacional en el tramo experimental, siete años se midieron los índices de regularidad internacional en el tramo experimental, no se detectaron diferencias de la regularidad superficial medida en los tramos formados no se detectaron diferencias de la regularidad superficial medida en los tramos formados por materiales reciclados y mapor materiales reciclados y materiales convencionales. Siendo estos valores aceptables teriales convencionales. Siendo estos valores aceptables para el tránsito de vehículos en las tres secciones estudiadas.para el tránsito de vehículos en las tres secciones estudiadas.
Las principales conclusiones extraídas del estudio del carril bici de Rabanales, estudio del carril bici de Rabanales, es que es que sse e pueden modificar las siguientes limitacionepueden modificar las siguientes limitaciones para materiales granulares en vías ciclistas s para materiales granulares en vías ciclistas en el catálogo de firmes y unidades de obra con áridos reciclados: el límite de materia en el catálogo de firmes y unidades de obra con áridos reciclados: el límite de materia orgánica puede ascender a un 2%, mientras que el contenido de sulfatos puede orgánica puede ascender a un 2%, mientras que el contenido de sulfatos puede modificarse hasta un 2,5%, el contenido de smodificarse hasta un 2,5%, el contenido de sales solubles podría incrementarse al 4% y el ales solubles podría incrementarse al 4% y el equivalente arena puede descender a un 25%.equivalente arena puede descender a un 25%. LLa capacidad portante de la vía y su a capacidad portante de la vía y su evolución a lo largo del tiempo del estudio (evolución a lo largo del tiempo del estudio (trestres años) fue aceptable produciéndose años) fue aceptable produciéndose incrementos en los valores de los módulos de incrementos en los valores de los módulos de los materiales recicladoslos materiales reciclados..
En el tramo experimental construido en la CH--2 co2 con AR procedentes de la demolicin AR procedentes de la demolición ón insitu de 105 viviendas se insitu de 105 viviendas se concluyóconcluyó lo siguiente, llo siguiente, la capa de subbase ejecutada con la a capa de subbase ejecutada con la zahorra reciclada mixta ha obtenido un módulo elástico medizahorra reciclada mixta ha obtenido un módulo elástico medio de 674 MPa, mientras que o de 674 MPa, mientras que la zahorra reciclada de hormigón llego a 476 MPa, esta diferencia de comportamiento se la zahorra reciclada de hormigón llego a 476 MPa, esta diferencia de comportamiento se puede explicar por el mayor porcentaje de fracción fina existente en la zahorra reciclada puede explicar por el mayor porcentaje de fracción fina existente en la zahorra reciclada mixta. La evolución de la capacidad portante y de lomixta. La evolución de la capacidad portante y de los módulos de los materiales reciclados s módulos de los materiales reciclados se incrementó a lo largo de los siete años que duro el experimento, la capa de zahorra se incrementó a lo largo de los siete años que duro el experimento, la capa de zahorra obtuvo un valor medio de 424 MPa, presentado un decremento desde el inicio del estudio.obtuvo un valor medio de 424 MPa, presentado un decremento desde el inicio del estudio. Los resultados de regularidad superficial Los resultados de regularidad superficial obtenidos justifican que las capas granulares obtenidos justifican que las capas granulares dispuestas no afectaron en su evolución, el IRI final obtenido es aceptable para una dispuestas no afectaron en su evolución, el IRI final obtenido es aceptable para una carretera de alta intensidad de tráfico.carretera de alta intensidad de tráfico. El empleo de maquinaria de reciclado móvil es una El empleo de maquinaria de reciclado móvil es una opción válida para la producción dopción válida para la producción de materiales reciclados que pueden ser empleados en e materiales reciclados que pueden ser empleados en carreteras con tráfico T2.carreteras con tráfico T2.
Las características estructurales y funcionales de los firmes ejecutados con AR son Las características estructurales y funcionales de los firmes ejecutados con AR son similares a las de los firmes construidos con AN, por tanto los AR de RCD pueden sustituir similares a las de los firmes construidos con AN, por tanto los AR de RCD pueden sustituir aa los AN en capas no ligadas de pavimentos, el empleo de los AR en detrimento de los AN los AN en capas no ligadas de pavimentos, el empleo de los AR en detrimento de los AN alivia la sobrexplotación de canteras y graveras, así mismo, se evita el vertido de RCD alivia la sobrexplotación de canteras y graveras, así mismo, se evita el vertido de RCD con el consiguiente daño al medio ambiente, esta reutilización contribuye con el consiguiente daño al medio ambiente, esta reutilización contribuye signifisignificativamente a la economía circular.cativamente a la economía circular.
4. bibliografía [1] Rodríguez, G., C. Medina, F.J. Alegre, E. Asensio, M.I. Sánchez de Rojas, Rodríguez, G., C. Medina, F.J. Alegre, E. Asensio, M.I. Sánchez de Rojas, Assessment of Construction and Demolition Waste plant managemAssessment of Construction and Demolition Waste plant management in Spain: in ent in Spain: in pursuit of sustainability and ecopursuit of sustainability and eco--efficiency, J. Clean. Prod. 90 (2015) 16efficiency, J. Clean. Prod. 90 (2015) 16––24. 24. doi:10.1016/j.jclepro.2014.11.067.doi:10.1016/j.jclepro.2014.11.067.
[2] Eurostat, Eurostat regional yearbook 2014, 2014. doi:10.2785/54659.Eurostat, Eurostat regional yearbook 2014, 2014. doi:10.2785/54659.
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