El desafío
La autopista Cross Israel (autopista 6) es una vía de peaje nacional de 140 km que atraviesa el largo corredor norte-sur del país. La autopista 6 es un proyecto DBOT (Diseño, Construcción, Operación, Transferencia) construido por AECON, la mayor empresa de construcción y desarrollo de infraestructura de Canadá, con un coste de 1,4 mil millones de dólares. El concesionario de la autopista 6, Derech Eretz Group, necesitaba agregar un tercer carril en cada dirección como respuesta al aumento de la intensidad del tráfico y decidió probar el sistema de confinamiento celular PRS-Neoloy en las secciones de pavimento. El objetivo era demostrar cómo las celdas PRS-Neoloy Tough Cells® podían integrarse en un diseño rentable al reducir el coste del relleno y del asfalto mientras se mantenía el rendimiento a largo plazo dentro de las siguientes directrices:
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- Utilizar la metodología de diseño estándar y cumplir las normas nacionales
- El espesor del pavimento debe alinearse con la altura existente
- Reducir el espesor general de las capas de asfalto
- Reemplazar el relleno de la base con material subbase granular más barato
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Diseño PRS-Neoloy® (Tough Cells) Geocell
Si bien el diseño convencional no reforzado para el pavimento de la autopista 6 consiste en 200 mm de asfalto, 200 mm de base de piedra triturada y 170 mm de base (670 mm de espesor total), el diseño alternativo con las geoceldas de PRS-Neoloy incluyó dos mejoras clave:
- Reemplazo de la capa de relleno de base de piedra triturada con relleno granular de menor calidad (subbase clase A); se utilizó para la base (240 mm) y subbase en capas (170 mm) – AHORRO TOTAL DE RELLENO = 37%.
- Reducir la base de la capa de asfalto de 100 a 60 mm – REDUCCIÓN TOTAL DE LA CAPA DE ASFALTO = 23%.
En la capa base se instalaron geoceldas PRS-Neoloy 330 de tamaño pequeño y 140 mm de altura (secciones de 4 m de ancho). Las geoceldas de PRS-Neoloy sirven como una entrecapa de refuerzo en el pavimento superior directamente debajo del asfalto (contrario al uso convencional de geoceldas en el subselo). Esto maximiza el mecanismo de refuerzo en 3D, aumentando así la capacidad de carga de la estructura del pavimento y la distribución de la carga.
El diseño de la vía se basó en la metodología empíricomecanicista y el software de diseño de pavimento Flex-Design. El uso de PRS-Neoloy dio como resultado un aumento del módulo de elasticidad de 2,7 veces para cada capa de pavimento.
Ventajas
- Rígido y fuerte : la alta resistencia a la tracción (24 kN / m) previene la fatiga
- Confinamiento : aumenta la resistencia de la capa de pavimento (módulo)
- Refuerzo : reduce el espesor de la capa y el curso de desgaste
- Efecto de haz : mejora la transferencia y la capacidad de carga hasta en un 50 %
- Mejora el módulo elástico : en 2 a 5 veces para un tráfico más pesado y una mayor durabilidad del pavimento
- Logística sencilla : rápida instalación para cualquier tipo de clima
- Menores costes : para el relleno, compactación, construcción
- Reducción de mantenimiento : menos reparaciones, ciclos de mantenimiento y tiempo de inactividad
- Vida útil prolongada : reduce los costes del ciclo de vida
- Relleno de menor calidad : utiliza materiales disponibles en el lugar, sin clasificar o reciclados para el relleno
- Reduce la contaminación : explotación de canteras, transporte, combustible, contaminación, huella de carbono
- Sostenible : reducir relleno, extracción, transporte y movimiento de tierras; que reduce el consumo de combustible, la contaminación y la huella de carbono
- Tecnología patentada : alta rigidez, estabilidad dimensional, resistencia a la fluencia
- Duradero : rendimiento a largo plazo bajo carga dinámica pesada
- Ingeniería avanzada : apropiada para pavimentos perpetuos
Todos las geoceldas no son iguales
Las geoceldas convencionales hechas en HDPE no se usan en autopistas pavimentadas debido a dudas sobre su rigidez y durabilidad a largo plazo. Es por eso que PRS creó una nueva generación de tecnología geocelular basada en Neoloy®. Neoloy es una nueva aleación polimérica basada en nanofibras en una matriz de poliolefina que ofrece mayor módulo, resistencia a la fluencia que HDPE.
Las geoceldas PRS-Neoloy basadas en Neoloy son las únicas Tough Cells® específicamente diseñadas para la capa base de pavimentos flexibles de asfalto. Ofrecen resistencia a largo plazo: a la fluencia, la fatiga, el agrietamiento por estrés, las temperaturas extremas y la oxidación. Las propiedades mecánicas, físicas y químicas de Neoloy prolongan la vida de diseño de las geoceldas de PRS-Neoloy mucho más allá de la tecnología geocelular convencional y ofrecen una clara propuesta de valor en comparación con otras geoceldas, geomallas y otros geosintéticos de refuerzo.
50% de reducción en el estrés vertical
La monitorización se basó en las celdas de presión situadas en la capa base de la sección, que registraron las tensiones verticales aplicadas por la carga estática de la placa. Los resultados muestran que la tensión vertical de las dos secciones geocelulares PRS-Neoloy es ~ 50% menos que la sección de control no reforzada. La carga vertical en el geocelda de PRS-Neoloy rellenada con el material granular compactado crea una losa semirígida o «efecto haz«. La carga se distribuye más eficazmente sobre un área más amplia, aumentando así la capacidad de carga y disminuyendo el asentamiento diferencial. Este efecto de haz se verificó mediante extensas pruebas en las universidades estatales de Kansas (Reino Unido y KSU) y el Instituto Indio de Tecnología (ITT) Chennai, India.
Sostenible desde el inicio hasta el final de la vida del proyecto
Las geoceldas PRS-Neoloy son una solución ecológica que hace que los proyectos de infraestructura civil sean más sostenibles. Requiere menos cantidad de agregado para relleno que las soluciones convencionales, mientras que utiliza suelos marginales de baja calidad y materiales reciclados tipo c. Esto reduce el uso de fuentes de agregado virgen, así como de equipos de transporte y movimiento de tierra. A su vez disminuye el consumo de combustible, la contaminación y la huella de carbono de los proyectos. La capacidad de PRS-Neoloy para aumentar la vida útil de las carreteras es un componente clave de la estrategia de transporte sostenible .
