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Asfalto Espumado

ESTABILIZADO DE SUELO & RECICLADO EN FRÍO
Garantizar el éxito en la rehabilitación

¿Por qué reciclar?

Existen varios motivos que hacen que nos dirijamos hacia el reciclaje, desde lo ambiental como la escasez de recursos naturales y minimizar el impacto en el medio ambiente; Desde lo operacional mejorando la seguridad y el confort de los usuarios, cómo eficiencia operativa y reducción del teimpo de ejecución de la construcción, haciendo que el movimiento de materiales y el consumo de combustible disminuya, optimizando recursos.

Vamos a echar un vistazo rápido a las ventajas que obtenemos al realizar reciclaje en frío: 

      • Reducción de hasta un 100% en los costos de eliminiación de materiales.
      • Reducción de hasta un 90% en los volúmenes de transporte
      • Reducción de hasta un 90% en el consumo de recursos. 
      • Hasta un 60% de reducción en las emisiones de CO2.
      • Reducción de hasta un 50% en el uso de la carpeta. 
      • Tiempos de construcción de hasta un 50% más rápido.

 

Ensayo en el laboratorio

Ya desde antes de comenzar las obras, es posible definir con suma precisión la calidad del asfalto espumado mediante unos análisis preliminares realizados en el equipo de laboratorio transportable WLB 10 S para materiales de construcción.

Gracias a las máquinas innovadoras (WLB 10 S, WLM 30, WLV 1) se pueden producir especímenes de ensayo adecuados en un abrir y cerrar de ojos.

Una pequeña cantidad de agua provoca un aumento instantáneo del volumen del asfalto caliente (asfalto espumado).

El equipo de laboratorio WLB 10 S de WIRTGEN realiza las siguientes tareas:

  • Comprobación general de las clases de asfaltos empleadas en cuanto a su idoneidad para el proceso de transformación en espuma.
  • Optimización del proceso de transformación en espuma mediante la adaptación de la temperatura y la adición de agua.
  • Producción de aglomerado con diferentes cantidades de betún en el laboratorio.
  • El asfalto espumado generado se inyecta en el proceso de mezcla en marcha del equipo
  • WLM 30. Los materiales de construcción se mezclan de forma precisa y sin pérdidas.

    En un tiempo muy breve surgen aglomerados para la producción de probetas.

Es posible producir con facilidad diferentes clases de betún espumado para luego determinar la composición ideal del aglomerado.

El compactador de laboratorio WLV 1 ofrece un procedimiento óptimo para la producción de especímenes de ensayo de material estabilizado con asfalto (BSM, por sus siglas en alemán). El elemento central del compactador de laboratorio WLV 1 es el martillo vibrador desplazable en dirección vertical, fijado a una columna de guía vertical.

Propiedades del material estabilizado por asfalto

La aplicación de material estabilizado con asfalto se distingue por su trabajabilidad muy sencilla.

Es posible realizar las medidas subsiguientes de compactación sin limitación de tiempo mientras el material esté suficien-temente húmedo.

Otro factor decisivo es que las capas de material estabilizado con asfalto se pueden abrir temporalmente al tráfico inmediatamente después de terminar los trabajos.



El aglomerado con material estabilizado con asfalto no es una envoltura de los granos, sino una mezcla homogénea del asfalto.

Tras la compactación final, el material de construcción destaca por su flexibilidad y su alta capacidad de carga.

Las estructuras de carreteras mostradas en el gráfico son ejemplos de las tres categorías diferentes de construcción.

Debido a la reducida necesidad de ligantes, a la utilización de material asfáltico granulado y al enorme ahorro de tiempo, estas formas de construcción son particularmente económicas en cuanto a los costes de producción.

Comportamiento Mecánico y Ventajas del BSM

Posicionamiento Técnico: Zona Óptima del BSM.

En la ingeniería de pavimentos tradicional, las capas de base suelen clasificarse en dos comportamientos mecánicos opuestos:

  • Materiales Granulares no ligados: Tienen buena flexibilidad pero carecen de cohesión y resistencia a la tracción.

  • Materiales Estabilizados con Cemento (Suelo-Cemento/Grava-Cemento): Poseen una elevada rigidez y capacidad portante, pero son frágiles y propensos a la fisuración por retracción.

El BSM se ubica en una zona óptima intermedia. Al incorporar un porcentaje reducido de asfalto espumado (alrededor del $2,0\% \text{ a } 2,5\%$) junto a una dosis mínima de cemento o cal ($1,0\%$), el material no genera un bloque rígido monolítico ni una masa elástica continua.

Ventaja en obra: A diferencia del suelo-cemento, el BSM no refleja grietas hacia la carpeta de rodamiento. A su vez, a diferencia del concreto asfáltico convencional, posee una excelente estabilidad térmica, evitando la deformación plástica (ahuellamiento) ante altas temperaturas y tránsito pesado.

Aumento de la Resistencia al Cizallamiento

El comportamiento físico de la mezcla reciclada con BSM se explica mediante el modelo de resistencia al cizallamiento de Mohr-Coulomb, definido por la combinación de la fricción interna  entre partículas y la cohesión:

  • Material granular sin tratar: Fricción Interna = 43° a 51° | Cohesión = 30 a 55 kPa

  • BSM (2,2% Espumado + 1% Cemento): Fricción Interna = 40° a 49° | Cohesión = 200 a 300 kPa 

Durante el proceso de espumado, el ligante bituminoso no cubre uniformemente todo el agregado, sino que se deposita selectivamente en la fracción fina, creando “puntos de soldadura” de mástico asfáltico entre las piedras más gruesas. Esto permite conservar casi intacto el ángulo de fricción (el trabazón mecánico entre agregados) mientras se incrementa la cohesión drásticamente entre 4 y 6 veces, proporcionando una alta resistencia ante cargas por eje elevadas.
 
Equivalencia Estructural (Metodología AASHTO 1993) 
Al calcular el aporte estructural de una capa de base reciclada con BSM en comparación con una mezcla asfáltica en caliente convencional (HMA), se consideran los coeficientes de aporte estructural: Relación de Equivalencia = 0,44 / 0,35 = 1,25

Criterio de Diseño: 100 mm de mezcla asfáltica en caliente nueva equivalen estructuralmente a 125 mm de base estabilizada con BSM. Esta relación demuestra cómo se puede obtener una capacidad portante prácticamente idéntica a la de un firme nuevo revalorizando e incorporando el 100% del material existente en la propia calzada.

Distintas alternativas para aplicación de estabilizado o reciclado

Alternativas que se adaptan a diferentes escenarios

Estabilizador y Reciclador de suelos WR240X

Estabilizador y Reciclador de suelos de alto rendimiento W380CR

Planta de mezclado y estabilizado móvil KMA 240

Modula la dosificación siguiendo la fórmula introducida con alta precisión ajustando variables en tiempo real: 

  • Pesaje dinámico de materiales.
  • Sensor de velocidad de recorrdido del camión, dosificación correcta en tiempo real. 
  • Dispensador infinito y válvulas rotativas en tres módulos para ajuste de sobre margen. 
  • Hasta un 25% de ahorro en esparcido comparado con sistema de esparcido manual o de baja precisión.

Esparcido potente y exacto de ligantes

SW318MC

Los esparcidores sirven tanto para esparcir grandes cantidades repartidas en la estabilización como para el esparcido de alta presición de pequeñas cantidades de ligante durante el reciclaje en frío. 

Los esparcidores de ligante móviles de la serie MC montados sobre un vehículo portante están destinados a su uso en condiciones todoterreno difíciles. 

Con un ancho de trabajo hasta un máximo de 2.360mm el modelo SW318MC es capaz de esparcir cantidades de hasta 60kg/m2 (a 2 km/h y con una densidad de ligante de 1kg/l)

En combinación con los productos de Wirtgen Group, los esparcidores STREUMASTER abarcan el ciclo completo en la construcción de carreteras y el movimiento de tierras. 

Recicladora en frío y estabilizadora para la máxima capacidad de mezcla y calidad

WR240X

La WR240X ofrece el equilibrio perfecto entre peso y rendimiento de la máquina para conseguir altos rendimientos diarios. 

Los modelos X cuentan con una interfaz intuitiva hombre-máquina (IHM) que ofrece una amplia asistencia para el manejo profesional a fin de aumentar tanto la calidad de mezcla in situ del material de construcción como la productividad de la máquina. 

Los componentes digitales Mix Assit y Wirtgen Group Copilot permiten un aumento significativo de la eficiencia, lo que se traduce en unos costes operativos por metro cuadrado considerablemente inferiores. 

Reciclaje y Estabilizado in situ en frío

En el reciclaje en frío in situ, una recicladora en frío granula el pavimento dañado, le añade asfalto espumado, así como cemento (SW318MC) y agua en función de las necesidades y lo mezcla de manera homogénea. De esta forma se produce, en una sola operación, una nueva mezcla de materiales de construcción (material estabilizado con asfalto).

Las recicladoras en frío utilizadas para el procedimiento in situ están dotadas de un potente rotor de fresado y de mezcla y de una instalación de inyección.

Algunos tipos de máquinas disponen, además, de una regla para el extendido y la precompactación de la nueva mezcla de materiales de construcción.

El reciclaje en frío con asfalto espumado como ligante es una tecnología que se ha implantado en el mundo entero.

El reciclaje en frío con asfalto espumado permite producir capas de base flexibles y duraderas.

Estas constituyen el fundamento ideal para el extendido del firme de asfalto de poco espesor.

¿Cómo se produce el Asfalto Espumado?

El término de “Asfalto Espumado” se deriva de la acción de “espumar” ejercida por el asfalto. Esto incluye la inyección de una cantidad pequeña de agua y de aire bajo una alta presión en el asfalto calentado, con lo que el asfalto produce espuma y su volumen original aumenta a un tamaño 20 veces. 

A continuación, la espuma se añade directamente a la mezcladora a través de  unas toberas de inyección y se procesa perfectamente con materiales de construcción fríos y húmedos.

A este material nuevo de construcción se le denomina material estabilizado con asfalto (BSM, por sus siglas en alemán)

El asfalto espumado se produce con la ayuda de una modernísima tecnología y betún normal calentado a una temperatu-ra de unos 175 °C.

La producción del betún espumado y su adición a un aglomerado mineral se llevan a cabo de manera muy precisa dentro de la recicladora WIRTGEN mediante instalaciones de inyección controladas por microprocesadores.

El tambor de fresado y mezcla DURAFORCE realiza el corte, pulverización y homogeneización. Realiza este proceso mediante la inyección de asfalto espumado y agua, mezclandolo en su rotor de mezclado y así lograr un nuevo material homogeneizado.

En solo dos pasadas con la WR 240 X usted conseguirá la estabilización y la homogeneización del suelo o carpeta asfaltica. Gracias a su ancho tambor de 2.40m alcanzará los 3.60m en la segunda pasada. 

Con la aplicación de emulsión o asfalto espumado, el material crece aproximadamente un 15% en una tasa de ampollas. 

Después del reciclaje con la WR240X el material sobrante de compactación se raspa al borde de la carretera. El operador de la motoniveladora es clave para definir el corte, el nivelado y la pendiente de la carretera. 

Una opción distinta para el reciclado en frío in situ

Recicladora de orugas de alto rendimiento

W380CR

El proceso de reciclaje en frío, respetuoso con el medio ambiente, puede reducir hasta un 60% de las emisiones de CO2. 

A diferencia de la fresadora en frío, la W380CR tiene la cinta transportadora en la parte trasera de la máquina para cargar la pavimentadora.

Ejemplo de aplicación usando el W 380 CR y Fresado con descarga lateral por máquina compacta

El reciclador recoge el material granulado producido en una operación anterior de fresado a traves del sistema integrado de placas guía para reciclar el pavimento de la carretera a lo largo e todo el ancho. 

¿Por qué? 

  • Para evitar desbordamiento laterales 
  • Para mantener la pendiente, la fresadora pequeña puede retirar el material para el mantenimiento de la pendiente original. 

El pre-fresado lateral con una fresadora pequeña permite a la recicladora en frío rehabilitiar superficies de carretera aún más anchas. 

Equipo con 2,60m de ancho total o 3,6m para facilitar la logística de trasnporte sin exceso de ancho. 

Esto permite que la extendedora Vögele aplique el reciclado a los largo de todo el ancho del carril o más, a pesar de que el W240CR es de 2,40 m.

Aplicación uniforme y un acabado superior con Super 1900-3G. 

Una opción cerca de la obra

Tratamiento eficaz y ecológico del material mezclado

La planta mezcladora móvil para el reciclado en frío de alto rendimiento KMA 240 sirve para producir, con ahorro de recursos, material mezclado de alta calidad con un enorme desempeño de mezcla por encima de las 240t/h. 

Planta mezcladora móvil KMA240

Se pueden tratar los materiales iniciales más diversos como materiales de construcción reciclados, material fresado de asfalto, material de demolición de hormigón o bien materiales de carretera frescos y ligantes como cemento, emulsión o asfalto espumado. 

En combinación con el tratamiento en frío, el reciclaje al 100% permite considerables ahorros de energía y CO2 y reduce al mínmo los tiempos y los costes de construcción. 

Robusta mezcladora de dos ejes con modo permanente

La mezcladora de dos ejes con modo continuo presenta un diseño especialmente estable y resistente al desgaste. La mezcladora ofrece un desempeño de mezcla homogéneo de más de 240 t/h. Las palas mezcladoras y el interior de la mezcladora de circulación forzada están fabricados con material de alta resistencia al desgaste. 

El proceso continúa e involucra a otros equipos

Familia Universal Class: Super 1900-3 G

ROBUSTA, POTENTE Y FÁCIL DE OPERAR.

  • Robusta y Potente
  • Excelentes dimensiónes, ancho de transporte 2,55. 
  • Facilidad de operación y mantenimiento, Ergo Basic. 
  • Económica en consumo de combustible.
  • Versátil en diferentes aplicaciones, HD Kit.
  • Amplia extensión de pavimentación de hasta 10 metros, AB 600 TV.
  • Grosor de capa de hasta 50cm.
  • Alta capacidad de almacenamiento y flujo de material.

Desafios a los que se enfrenta la terminadora de asfalto en el reciclaje en frío in situ.

Necesidad:

Gran capacidad de transporte de material.

 

Solución: 

Gran capacidad del silo y de flujo de material, de hasta 1.000 t/hora, desde la recepción de la mezcla asfáltica hasta su distribución frente a la regla.

Necesidad:

Abrasividad del material.

 

Solución: 

Vögele Kit Heavy Duty

Necesidad:

Material con capacidad de carga inadecuada (BSM).

 

Solución:

Vögele Screed Assist

Necesidad:

Precisión en la nivelación.


Solución:

Vögele Big Multiplex Ski

Compactación

HD+120VO
Alta compactación con acabado excepcional

Un equipo con excelente visibilidad de la máquina como de la obra. 

Una cabina completamente ergonómica con unidades de mando de fácil operación, asiento con giro y desplazamiento, manejo sencillo, intuitivo e independiente del idioma.

Tambor trasero con tecnología de OSCILACIÓN.

Desplazamiento de carril para mayor comodidad al acceder, compactar cantos de bordillos y salir. 

OSCILACIÓN

En un tambor oscilante hay instalados dos ejes de desequilibrio que se desplazan 180° entre sí. Ambos desequilibrios giran sincrónicamente, permitiendo que el tambor realice un movimiento de giro hacia adelante y ahcia atrás que cambia rápidamente. De esta manera la energía de compactación se introduce tangencialmente hacia delante y hacia atrás en el suelo en forma de fuerzas de corte. La oscilación desarrollada por HAMM proporciona resultados de compactación científicamente propbados, homogéneos y de alta calidad y provoca un aumento de compactación más rápido y fuerte.

HAMMTRONIC

Hammtronic es un sistema electrónico de gestión de la máquina que supervisa y controla todas las funciones principales. Facilita un manejo controlado de la máquina, un funcionamiento eficiente y un consumo de combustible adaptado a las necesidades reales. Entre las funciones de Hammtronic se encuentra, por ejemplo, el ajuste automático del régimen del motor diésel a la demanda de potencia de los distintos accionamientos. Además, Hammtronic controla la aceleración y la desaceleración y distribuye los pares de accionamiento al eje de los tambores o a las ruedas traseras en función de los datos operativos actuales. El accionamiento hidrostático de vibración también está regulado por Hammtronic. 

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