Análisis del comportamiento, en condiciones de uso de tráfico real, de firmes construidos con capas de material procedente de residuos de construcción y demolición

  1. Herrador Martínez, Rosario
Dirigida por:
  1. Laura Garach Morcillo Directora
  2. Javier Ordóñez García Director

Universidad de defensa: Universidad de Granada

Fecha de defensa: 05 de febrero de 2015

Tribunal:
  1. Manuel Romana García Presidente/a
  2. Francisco J. Alegre Bayo Secretario
  3. Juan Carlos Rubio Romero Vocal
  4. Francisco Agrela Sainz Vocal
  5. María del Carmen Rubio Gámez Vocal
Departamento:
  1. INGENIERÍA CIVIL

Tipo: Tesis

Resumen

La importancia que tiene en relación con el medio ambiente la gestión de los residuos de la construcción y la demolición (RCD) ha fomentado las actuaciones encaminadas a promover la reutilización, el reciclado y otras formas de poner el valor el residuo. Todo ello con el objetivo de conseguir un desarrollo sostenible en las actividades que intervienen en el proceso constructivo. Esto supone una disminución de importantes volúmenes de material destinados a vertedero, y una minimización de las aportaciones de material de préstamo. De este modo, el avance en la reutilización de estos materiales contribuirá a reducir notablemente el impacto ambiental de las obras. La finalidad de este trabajo es verificar la idoneidad técnica de materiales procedentes de residuos de la construcción, como materiales constitutivos de las capas inferiores del firme de carreteras. Se han comparado en condiciones de tráfico real dos tramos, uno construido con zahorra reciclada, fabricada con áridos reciclados mixtos provenientes de RCD, y otro construido con zahorra de cantera, fabricada con materiales naturales. Los tramos de estudio se encuentran situados en la obra de la ¿Conexión de la A-367 (desde la Venta del Cordobés) con la A-357¿, en la provincia de Málaga, que se corresponden en la actualidad con los primeros cinco kilómetros de la carretera ¿A-367 Ardales-Ronda¿. Los materiales de la investigación se ubicaron en los ramales de aceleración y deceleración que unen la A-357 (carretera Campillos-Málaga) con la A-367 y formaron parte del firme clasificado como flexible. Los resultados de esta investigación han determinado la viabilidad del uso de zahorra de áridos reciclados, procedentes de residuos de la construcción y demolición, como capa del firme de una carretera. Bibliografía consultada: Arm, M. (2001). Self-cementing properties of crushed demolished concrete in unbound layers: Results from triaxial tests and field tests. Waste Management, vol. 21 , pp. 235-239. Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR). Norma UNE-EN 933-1.Ensayos para determinar las propiedades geométricas de los áridos., Parte 1: Determinación de la granulometría de los áridos. Métodos del tamizado. 1998 Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR). Norma UNE-EN 933-2. Ensayos para determinar las propiedades geométricas de los áridos., Parte 1: Métodos de muestreo. 1997. Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR). Norma UNE-EN 933-2. Ensayos para determinar las propiedades geométricas de los áridos., Parte 2: Determinación de la granulometría de las partículas. Tamices de ensayo, tamaño nominal de las aberturas. 1998. Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR). Norma UNE-EN 933-3. Ensayos para determinar las propiedades geométricas de los áridos. Parte 3: Determinación de la forma de las partículas. Índice de lajas. 2004 Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR). Norma UNE-EN 933-5. Ensayos para determinar las propiedades geométricas de los áridos. Parte 5: Determinación del porcentaje de caras de fractura de las partículas de árido grueso. 2005 Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR). Norma UNE-EN 933-8. Ensayos para determinar las propiedades geométricas de los áridos. Parte 8: Evaluación de los finos. Ensayo del equivalente de arena.2000 Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR). Norma UNE-EN 933-9. Ensayos para determinar las propiedades geométricas de los áridos. Parte 9: Evaluación de los finos. Ensayo de azul de metileno.1999 Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR). Norma UNE-103100. Preparación de muestras para ensayos de suelos. 1995 Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR). Norma UNE-103103. Determinación del límite líquido de un suelo. 1994. Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR). Norma UNE-103104. Determinación del límite plástico de un suelo. 1993. Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR). Norma UNE-103105. Geotecnia. Ensayo de compactación. Próctor modificado. 1994. Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR) Norma UNE 103502. California bearing ratio; 1995. Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR). Norma UNE-EN 1097-2.Ensayos para determinar las propiedades mecánicas y físicas de los áridos. Parte 2: Métodos para la determinación de la resistencia a la fragmentación. Desgaste los Ángeles. 2007 Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR). Norma UNE-EN 1744-1.Ensayos para determinar las propiedades químicas de los áridos. Parte 1: Análisis químico. 1999. Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR). Norma UNE-EN 12697-27. Mezclas bituminosas. Métodos de ensayo para mezcla bituminosa en caliente. Parte 27: Toma de muestras. 2001. Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR). Norma UNE-EN 13242:2003 + A1:2008 (Áridos para capas granulares y capas tratadas con conglomerados hidráulicos para uso en capas estructurales de firmes.), Colección de Áridos, 2008. Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR). Norma UNE-146130. Anexo C. Áridos para mezclas bituminosas y tratamientos superficiales de carreteras, aeropuertos y otras áreas pavimentadas. 2000. Agrela, F., Barbudo, A., Ramírez, A., Ayuso, J., Carvajal, M.D., Jiménez, J.R. (2012)Construction of road sections using mixed recycled aggregates treated with cement in Malaga, Spain. Resources, Conservation and Recycling, vol. 58, pp. 98-106. Agrela, F., Sánchez de Juan, M., Ayuso J, Geraldes, V.L., Jiménez JR. (2011). Limiting properties in the manufacture of mixed recycled aggregates for use in the manufacture of concrete. Construction and Building Materials, vol. 25, pp. 3950-3955. ASTM D2922-05. Standard Test Methods for Density of Soil and Soil-Aggregate in Place by Nuclear Methods. ASTM D 3017-04. Standard Test Method for Water Content of Soil and Rock in Place by Nuclear Methods (Shallow Depth) Arm, M. (2001). Self-cementing properties of crushed demolished concrete in unbound layers: results from triaxial tests and field tests. Waste Managemente, vol. 21, pp. 235-239. Ávila, E., Albarracín, F. (2014). Evaluación de Pavimentos en base a métodos no destructivos y análisis inverso. Universidad de Cuenca, Ecuador. Barbudo, A., Agrela,F., Ayuso, J., Jiménez, J.R., Poon, C.S. (2011). Statistical analysis of recycled aggregates derived from different sources for sub-base applications. Construction and Building Materials, vol. 28, pp. 129¿138. Beltrán, M.G., Barbudo, A., Agrela, F., Galvín, A.P., Jiménez, J.R. (2014). Effect of cement addition on the properties of recycled concretes to reach control concretes strengths. Journal of Cleaner Production, vol. 79, pp. 124-133. CEDEX. Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas. Dirección General de Carreteras, Ministerio de Fomento (1990). Normas NLT de ensayo de carreteras. Norma NLT-305. Resistencia a compresión simple de materiales tratados con conglomerantes hidráulicos. Madrid. CEDEX. Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas. Dirección General de Carreteras, Ministerio de Fomento (1998a). Normas NLT de ensayo de carreteras. Norma NLT-330. Cálculo del índice de regularidad internacional, IRI, en pavimentos de carreteras. Madrid. CEDEX. Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas. Dirección General de Carreteras, Ministerio de Fomento (1998b). Normas NLT de ensayo de carreteras. Norma NLT-357. Ensayo de carga con placa. Madrid. Chong and Muhammed (2009). The Forward Path of Construction and Demolition Waste Reuse and Recycling: Market Forces, Regulatory Efforts and Actions from Construction Stakeholders. TRB. COPT. Consejería de Obras Públicas y Transportes de la Junta de Andalucía (1999). Orden Circular 1/99 de Instrucción para el Diseño de Firmes de la Red de Carreteras de Andalucía. Control de los Residuos de Construcción y Demolición, RCD, en los Ayuntamientos, Noviembre 2010. Asociación Española de Gestores de Residuos de Construcción y Demolición,(http://www.gerd.es/wp-content/uploads/2010/12/Cuadernillo-de Ayuntamientos.pdf). Decreto 397/2010, de 2 de noviembre, por el que se aprueba el Plan Director Territorial de Residuos No Peligrosos de Andalucía 2010-2019. BOJA 231/2010, de noviembre de 2010. Decreto 73/2012, de 20 de marzo, por el que se aprueba el reglamento de residuos de la comunidad autónoma de Andalucía. BOJA 81/2012, de abril de 2012. Directiva 2008/98/CE ¿ Parlamento Europeo y del Consejo de 19 de noviembre de 2008 sobre los residuos. Diario Oficial de la Unión Europea 22.11.2008- L 312/3. Etxeberria, M., Marí, A., Vázquez, E. (2007). Recycled aggregate concrete as structural material. Materials and Structures, vol. 40, pp. 529¿541. European Commission (DG ENV). 2011. Final report task-2. Management of CDW. France; Available from: http://ec.europa.eu/environment/ waste/pdf/2011 CDW Report.pdf European Commission (DG ENV).2012. Unit G.4 Sustainable Production and Consumption. Use of economic instruments and waste management performances. Final Report 10 April 2012. Contract ENV.G.4/FRA/2008/0112. GIASA: ¿Manual ICAFIR, ¿Instrucción para el Diseño de firmes de la Red de carreteras de Andalucía del año 2007¿. Consejería de Obras Públicas y Transportes de la Junta de Andalucía, 2007. Kou, S.C., Poon, C.S. (2009) Properties of self-compacting concrete prepared with coarse and fine recycled concrete aggregates. Cement&Concrete Composites, vol. 31, pp. 622¿627. Jiménez J.R., Agrela F., Ayuso J., López M. A. (2011a). Comparative study of recycled aggregates from concrete and mixed debris as material for unbound road sub-base. Materiales de Construcción; 61(302):289¿302. Jiménez J.R., Agrela F., Ayuso J., López M. A, Galvin A.P. (2011b). Utilisation of unbound recycled aggregates from selected CDW in unpaved rural. Resources, Conservation and Recycling, vol. 58, pp. 88-97.ELSEVIER Jiménez J.R., Ayuso J., López M. A., Fernández, J.M., de Brito, J. (2012a). Use of fine recycled aggregates from ceramic waste in masonry mortar manufacturing. Construction and Building Materials, vol. 40, pp. 679¿690. Jiménez, J.R., Ayuso, J., Galvin, A.P., López, M. A., Agrela, F. (2012b). Use of mixed recycled aggregates with a low embodied energy from non-selected CDW in unpaved rural roads. Construction and Building Materials, vol. 34, pp. 34¿43. Ledesma, E.F., Jiménez, J.R., Fernández, J.M., Galvin, A.P., de Brito, J., Agrela, F., Barbudo, A. (2014). Properties of masonry mortars manufactured with fine recycled concrete aggregates. Construction and Building Materials, vol.71, pp. 289¿298. Leite F.C., Motta, R.S., Vasconcelos, K.L., Bernucci, L. (2011). Laboratory evaluation of recycled construction and demolition waste for pavements. Construction and Building Materials, vol. 25, pp. 2972-2979. Ley 22/2011, de 28 de julio, de residuos y suelos contaminados. BOE núm.181 del 29 de julio de 2011 Sec. I. Pág. 85650. Ministerio de la Presidencia de España. Ley 10/1998, de 21 de abril, de Residuos. BOE núm.96 del 22 de abril de 1998 Pág. 13372. Ministerio de la Presidencia de España. Mas, B., Cladera, A., del Olmo, T., Pitarch, F.(2012) Influence of the amount of mixed recycled aggregates on the properties of concrete for non-structural use.Construction and Building Materials vol. 27, pp. 612¿622 Ministerio de Fomento. Dirección General de Carreteras (2003b), ¿Norma 6.1.-IC ¿Secciones de Firmes¿. Orden FOM 3460/2003. Ministerio de Fomento, PG-3. Dirección General de Carreteras: ¿Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Obras de Carreteras y Puentes PG-3¿, Ediciones Liteam, Madrid, 2004. Ministerio de Obras Públicas y Urbanismo, Centro de Publicaciones, D.L. 1987. ¿Sistematización de los medios de compactación y su control¿ Molenaar, A.A.A., Van Niekerk, A.A. (2002). Effects of gradation, composition, and degree of compaction on the mechanical characteristics of recycled unbound materials. Transportation Research Record, vol. 1787, pp.73-82. Nataatmadja, A.; Tan, Y. L. Resilient response of recycled concrete road aggregates.Journal of Transportation Engineering. Reston, Virginia, v.127, n.5,p.450-453, 2001. Manual de Directrices para el uso de Áridos Reciclados en Obras Públicas de la Comunidad Autónoma del País Vasco. Edita Ihobe, S.A. 2009. Sociedad Pública del Departamento de Medio Ambiente y Ordenación del Territorio del Gobierno Vasco. II Programa Marco Ambiental de la Comunidad Autónoma del País Vasco 2007-2010. Edita Ihobe, S.A. 2007. Sociedad Pública del Departamento de Medio Ambiente y Ordenación del Territorio del Gobierno Vasco. Orden MAM/304/2002, de 8 de febrero, por la que se publican las operaciones de valorización y eliminación de residuos y la lista europea de residuos. Boletín Oficial del Estado, núm. 43 de 19 de febrero de 2002, pp. 6494-6515. Pérez, P., Agrela, F., Herrador, R., Ordóñez, J. (2013). Application of cement-treated recycled materials in the construction of a section of road in Malaga, Spain. Construction and Building Materials, vol. 44, pp. 593¿599. Plan Nacional Integrado de Residuos (PNIR) 2008-2015(IntegratedNationalWaste Plan for the period 2008¿2015). Ministerio de Medio Ambiente de España. Boletín Oficial del Estado Español 2009;49:19893¿20016. Plan Director Territorial de Gestión de Residuos no Peligrosos de Andalucía, 2010-2019. Boletín oficial de la Junta de Andalucía, BOJA, año 2010, núm. 231, pág. 214 Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para los Controles de Auscultación Dinámica de Alto Rendimiento. Gestión de Infraestructuras de Andalucía. Consejería de Obras Públicas y Vivienda de la Junta de Andalucía.http://www.giasa.com/inetfiles/area_tecnica/Calidad/ADAR/pliego_prescripciones_ADAR.pdf Poon, C.S.; Chan, D. (2006) Feasible use of recycled concrete aggregates and crushed clay brick as unbound road sub-base. Construction and building materials, vol. 20, pp. 578-585. Poon, C.S., Kou, S.C., Lam, L. (2002) Use of recycled aggregates in molded concrete bricks and blocks. Construction and Building Materials, vol. 16, pp. 281¿289. Poon, C.S., Qiao, X.C., Chan, D. (2006). The cause and influence of self-cementing properties of fine recycled concrete aggregates on the properties of unbound sub-base. Waste Management, vol. 26 (10), pp. 1166-1172. Poon C.S., Shui, Z.H., Lam, L., Fok, H., Kou, S.C.(2004). Influence of moisture states of natural and recycled aggregates on the slump and compressive strength of concrete.Cement and Concrete Research, 1:31-6 Proyecto Gear. Asociación Española de Gestores de Residuos de Construcción y Demolición (GERD). Guía española de áridos reciclados procedentes de residuos de construcción y demolición, 2008-2011. (http://www.gerd.com) Rahal K., (2007). Mechanical properties of concrete with recycled coarse aggregate. Building and environment 42, pp. 407-415. Real Decreto 105/2008, de 1 de febrero, por el que se regula la producción y gestión de los residuos de construcción y demolición. Boletín Oficial del Estado núm. 38 del 13 de febrero de 2008, páginas 7727 a 7730. Real Decreto 1328/1995 Transposición de la Directiva 93/68/CE Marcado CE (Boletín Oficial del Estado. 19.8.95) Rodriguez, G., Alegre F.J., Martínez, G. (2007). The contribution of environmental management systems to the management of construction and demolition waste: the case of the Autonomous Community of Madrid (Spain). Resources, Conservation and Recycling; 50(3):334-49. Sangiorgi, C., Lantieri, C., Dondi, G. (2014). Construction and demolition waste recycling: an application for road construction, International Journal of Pavement Engineering, DOI: 10.1080/10298436.2014.943134. Schulz, R.; Hendricks, F. (1992). Recycling of masonry rubble. Recycling of Demolished Concrete and Masonry. Report of Technical Committee ¿ Demolition and Reuse of Concrete, 37. London: RILEM, 1992.http://es.scribd.com/doc/93482482/Recycling-of-Demolished-B Solís-Guzman, J., Marreno, M., Montes-Delgado, M.V., Ramírez-de-Arellano A. (2009). A Spanish model for quantification and management of construction waste. Waste Managament, vol. 29, pp.2542¿8 Taha, R.; Al-Rawas, A.; Al-Jabri, K.; Al-Harthy, A.; Hassan, H.; Al-Oraimi, S. (2004) An overview of waste materials recycling in the Sultanate of Oman. Resources, Conservation and Recycling,vol. 41, pp. 293-306. Vegas I, Ibañez JA, San José JT, Urzelai A. (2008). Construction demolition wastes, Waelz slag and MSWI bottom ash: A comparative technical analysis as material for road construction. Waste Management, vol. 28, pp.565-574. Vegas I, Ibañez JA, Lisbona A., Sáez de Cortazar A, Frías M. (2011). Pre-normative research on the use of mixed recycled aggregates in unbound road sections. Construction and Building Materials vol. 25, pp. 2674¿2682. Von Stein, E. L. Chapter 20: Construction and demolition debris. The McGraw-Hill Recycling Handbook. Herbert F. Lund, McGraw-Hill Professional, 2nd edition, New York, 2000, 976p. Xuan D.X., Houben L.J.M., Molenaar A.A.A., Zhonghe S. (2010). Cement treated recycled Demolition waste as a road base material. Journal of Wuhan University of Technology Materials vol. 25(4), pp.96-699.