Ferms sostenibles arreu del territori

Tret de sortida del desplegament del Pla de Ferms

L’objectiu del Pla és la millora del ferm en carreteres que incorporen noves tècniques i materials més sostenibles, des del disseny, la fabricació i l’execució de les actuacions. El vicepresident Jordi Puigneró va presentar a començament de maig el desplegament d’aquest programa amb una visita a les obres que han començat a l’L-902 i que van des d'Almacelles fins a Almenar (Segrià).

Durant la visita, el vicepresident va enumerar els tres grans objectius del Departament, que són “connectar, digitalitzar i descarbonitzar” i que “aquests eixos estan presents a totes les actuacions que fem”. En concret les obres d’Almacelles – Almenar han tingut un termini d’execució de tres mesos.

Compra Pública Innovadora (CPI). Pla de Ferms Sostenibles

El Pla de Ferms Sostenibles s’emmarca en el Programa de compra pública d’innovació, de les estratègies de recerca i innovació per a l’especialització intel·ligent a Catalunya - RIS3CAT -, previst a l’Acord de Govern de 28 de juny de 2016, i que té com a objectiu principal impulsar la demanda d’innovació per part de l’Administració pública de la Generalitat, mitjançant el disseny i l’execució de projectes pilot demostradors i innovadors.

Aquest programa vol promoure, mitjançant la compra pública d’innovació, l’aplicació de materials i tecnologies més sostenibles tant en el disseny com en la producció, construcció i manteniment de ferms per a carreteres, tot aportant nous valors afegits a la seva funcionalitat bàsica de seguretat viària. Així mateix, introdueix altres aspectes innovadors en la participació i implicació de les empreses adjudicatàries.

S’incentiva la Innovació des de la demanda, no des de l’oferta, estirant de la tecnologia al mercat i intentant afavorir i sobretot accelerar la innovació.

Materials i tècniques més sostenibles

Pel que fa a la sostenibilitat de materials i tècniques, el Pla pretén afavorir la reducció d’emissions, l’economia circular, la sostenibilitat econòmica i energètica. Així, es proposen mesures com:

• La reducció del balanç energètic: Temperatura de fabricació (ús de mescles en fred). Reducció d’emissions i consum energètic, menor envelliment del betum i millora de les condicions de treball.

• L'aprofitament de productes elaborats amb materials reutilitzats o reciclats (material fresat, pols de pneumàtic, àrids siderúrgics, vidre, etc.).

• L'augment de la durabilitat i cicle de vida i, per tant, la reducció dels consums de materials i els costos.

Altres aspectes innovadors

Quan a altres aspectes innovadors, també cal remarcar que els contractes inclouen tant la redacció com l’execució de l’obra, fet que permet ajustar els terminis. Així mateix, es promou una participació col·laborativa de les empreses adjudicatàries en la presa de decisions durant el desenvolupament del projecte. D’altra banda, en l’avaluació de les ofertes, ha disminuït el pes de l’oferta econòmica (un 25% enfront del 50% habitual) i ha augmentat el dels criteris objectivables.

Un cop s’executen els treballs, es farà seguiment de cada actuació, per tal d’avaluar les solucions aplicades i incloure’n l’ús en les obres que duu a terme habitualment la Generalitat a la seva xarxa viària.

Les primeres experiències

L’objectiu principal era l’estalvi energètic, amb la reducció de la temperatura de les mescles. La inversió realitzada va ser de 2 M€ (IVA inclòs). I van ser dues proves pilot.

Pla de Ferms Sostenibles 2022

Abasta 12 actuacions on es contracta el projecte i l'obra, i que van estar adjudicades el 2021 i està previst que la finalització de les obres sigui el desembre del 2022. En tot el procés s'ha tingut en compte els tres mesos de redacció del projecte, tres més d'obra i altres tres de seguiment. Tant en la contractació con en el desenvolupament dels treballs s'ha emprat el mètode LEAN i el suport del BIM. I les solucions a utilitzar han estat les següents:

• Mescles ultrafines.
• Mescles amb àrid siderúrgic.
• Mescles en fred.
• Mescles amb fibres de cel·lulosa.
• Mescles amb vidre.
• Mescles amb biolligants.
• Mescles altament modificades amb cautxú.

Una mateixa solució s'ha provat a més d'un tram de carretera, per validar la seva viabilitat en territoris amb climatologia diferent o en trams de carreteres amb diferents càrregues de trànsit.

L’objectiu de la Direcció General d’Infraestructures de Mobilitat és que aquestes mescles innovadores passin a ser utilitzades amb normalitat en projectes futurs, amb la introducció de paràmetres com ara la petxada de carboni, en la valoració d'ofertes.

Les diferents solucions innovadores als 12 trams

N-141, Tona-Malla

Aquest tram de 6,5 quilòmetres, va des del PK 40+490 fins al 46+990 i presentava un quarterat genaralitzat, fissuracions, sots i deformacions, tant transversals com longitudinals.

S'ha aplicat una capa de mescla bituminosa ultrafina en calent (AUTL) amb dotació de 32 kg/m² i la mida màxima d'àrid és de 8 mm de naturalesa granítica.

En aquest cas, a banda de l'estalvi econòmic, per la maximització de la superfície tractada i la reducció de la petjada de carboni, la capa discontinua és sonoreductora. Tanmateix, cal un bon estat estructural i geomètric del ferm, per aplicar la mescla.

BV-2411, Begues-Avinyonet

Actuació que compren des del PK 12+000 fins al 26+910, 14,9 quilòmetres de 2 carrils de 3 metres d'amplada cadascun. La situació de partida eran flonjalls generalitzats a la rodada dreta, valors d'IRI (Ìndex d'Irregularitat Internacional) elevats i presència d'arrels a la calçada.

En aquest cas s'ha aplicat una mescla amb àrid siderúrgic, que consisteix en una mescla per a capa de rodadura en la que es substitueix l'àrid natural per un àrid artificial procedent de la valorització de les escòries siderúrguiques. A més la mescla es fabrica a menor temperatura que la mescla convencional (15-20 graus menys). Aquesta mescla és de granulometria discontinua amb una gandària màxima d'àrid d'11 mm.

Per reduir aquesta temperatura és necessari incorporar l'additiu per mescles a baixa temperatura, que és d'origen vegetal, en aquest cas s'incorpora directament al betum en el tanc de la planta asfàltica.

Avantatges

Entre d'altres en destaquem:

• Eleva la resistència al lliscament i a les deformacions plàstiques.
• Proporciona altes prestacions davant el desgast per l'acció del trànsit.
• Facilita l'obtenció de les densitats in situ específiques (major temps disponible per a la compactació).
• Augmenta la resistència a la fissuració tèrmica a baixes temperatures.
• Reducció dels costos ambientals per tona produïda quan s'empra l'àrid siderúrgic en comparació a l'àrid granític.

Inconvenients

• Elevada densitat: incrementa la massa necessària per pavimentar la mateixa superfície amb el mateix espessor, per tant increment dels costos de transport, fabricació i estesa.
• La demanda energètica es pot veure incrementada per la major capacitat tèrmica de l'àrid siderúrgic, i s'ha de prevenir el risc de potencials expansions de l'àrid siderúrgic.
  

GI-531, Sant Aniol de Finestres - Pla d'Hostoles

Actuació de 8 quilòmetres que van des del PK 25+090 fins al 33+090 i compta amb dos carrils amb fissuracions, deformacions i esgotament del ferm actual.

A una primera fase cal fer la preparació de la capa, que consisteix a rehabilitar el ferm envellit a partir de la barreja homogènia del material resultant del fressat del ferm existent, amb aigua i emulsió bituminosa formulada amb un additiu d'origen vegetal per millorar el manegament i la compactació. El procés es duu a terme amb una fressadora-mescladora d'alt rendiment amb capacitat de processar el paviment per aconseguir la granulometria adequada.

La solució innovadora consisteix a l'estesa d'una capa de 3 cm tipus AC11 SURF amb una addició de vidre procedent del rebuig primari de la trituració de vidre.

Avantatges

• El procés de rehabilitació es fa a temperatura ambient en un únic procés, per regenerar les característiques mecàniques de la superfície tractada.
• Pel que fa a la mescla a afegir, el procés és similar a la mescla convencional, però es valoritza un subproducte.
• La mescla també aumenta la seguretat vial, per la forma en com tracta la incidència dels rajos lumínics.

Inconvenients

• Per al reciclatge o reaprofitament de materials cal definir una normativa de les màquines específiques per a aquest procés. Així com la que defineixi els processos i els paràmetres de control.
• L'estalvi energètic no és immediat ja que es tracta de mescles bituminoses en calent. Aquest estalvi es produeix al llarg del temps d'ús, ja que augmenta la durabilitat associada a aquest tipus de mescles.

B-430, Sallent-Artés

Tram de 4,9 quilòmetres des de Sallent fins al PK 4+425, dos carrils de 3,5 m cadascun. L'estat previ del tram era d'un esgotament generalitzat del ferm, amb fissuració de patró pell de cocodril i algunes deformacions puntuals.

L'aplicació del reciclat en fred i del microfressat és la mateixa que la descrita a l'apartat anterior de Sant Aniol de Finestres al Pla d'Hostoles. Ara bé, la solució innovadora consisteix a l'estesa d'una capa tipus SMA 8 amb alt contingut de betum que s'aconsegueix per l'addició de fibres de cel·lulosa, cosa que proporciona a la mescla més ductilitat i millor resistència als gradients tèrmics, per tant la mescla és més duradera.

A banda dels avantatges descrits ja pel mètode de reciclat en fred i microfessat, en aquest cas la mescla proporcina més prestacions pel seu esquelet mineral amb fibres i alt contingut de betum modificat.

GIP-6042 i GIV-6043, Perelada-Vilanova de la Muga-Castelló d'Empúries

Les obres tenen 5 quilòmetres de llargada i van des del PK 1+974 de la GIP-6042 fins al PK 0+000 de la GIV-6043. En dos carrils de 3 m d'amplada cadascun. El tram presentava roderes, peladures, paviment ondulat i enfonsaments, valors elevats d'IRI i problemes del ferm de caràcter estructural.

La solució aplicada és una mescla innovadora amb fibres de cel.lulosa tipus SMA 11 PMB 45/80-65 BT amb granulometria discontinua i alt contingut en betum, per tant té les mateixes característiques que s'han descrit al tram Sallent-Artés. Tanmateix, amb caràcter previ s'ha fet un sanejament de 50 mm de la capa de trànsit i posterior reposició per mescla tipus AC 22 BIN B50/70 S. Posteriorment s'incorpora una capa de trànsit innovadora de 30 mm de gruix.

Avantatges

• La mescla té una major cohesió, així com resistència a les deformacions plàstiques i minimitza la probabilitat de formació d'exudacions. Per tant és un paviment de llarga durada.

Inconvenients

• Major cost de elaboració i en temps d'amassada de la mescla.
• Necessitat d'incorporació en planta d'un sistema automàtic de dosificació de fibres.

T-710, Falset-La Vilella Baixa

A un tram de 5,1 quilòmetres, del PK 0+000 al PK 0+710 i del PK 9+900 al PK 14+300 de la carretera T-710, amb dos carrils de 3,50 m d'amplada cadascun, les patologies prèvies són quarteigs generalitzats, fissuracions longitudinals i transversals, sots i deformacions transversals en zona de rodada.

Previ a l'estessa de la mescla es fan fresats a zones localitzades (producte de l'esgotament estructural) i reposició amb 6 cm de mescla AC 22 base 50/70 G. Amb un recrescut amb 5 cm de capa intermèdia amb mescla bituminosa AC16 bin 50/70 S, que també es fa a zones localitzades.

L'estesa de mescla innovadora és tipus SMA 11 PMB 45-80/65 i fibres de cel·lulosa, en capa de 3 cm de gruix. Per tant, i per completar la descripció de l'apartat Falset - La Vilella Baixa (ja que es tracta de la mateixa mescla), es tracta d'una mescla discontinua amb fibres de cel·lulosa i una proporció de betum superior a les típiques mescles discontinnues habituals. Les fibres tenen una funció estabilitzadora i ajuden a obtenir un repartiment homogeni del màstic. Per assolir aquesta mescla es produceix la introducció dels grànuls de fibres de cel·lulosa de paper reciclat, en la mescladora de la central de fabricació.

En aquest cas s'ha fet una altra innovació que, com es mostra a la imatge, és beurada de calç com a protecció del reg d'adherència: aproximadament 250g/m² de beurada diluïda i estabilitzada. Equivalent a distribuir 12 g/m² de Ca(OH)₂.

Avantatges i inconvenients A més dels avantatges descrits a l'apartat anterior afegim la bona resistència a l'acció de l'aigua i als fundents.

GI-543, Cornellà de Terri - Sant Julià de Ramis

Es tracta de la carretera de Medinyà, al primers 6,90 quilòmetres de calçada única amb dos carrils de 3,5 m cadascun. Al juny, mentre es feien els treballs, el subdirector general d’Explotació Viària, Albert Gómez, va explicar a la zona que l’actuació utilitza una solució asfàltica en què se substitueixen part dels betums provinents del petroli per pneumàtics reciclats. Concretament, les obres permetran reutilitzar entre 5.000 i 6.000 pneumàtics en desús. El tram presentava fissures longitudinals i transversals generalitzades, sots, peladures i quartejat en pell de cocodril.

La solució innovadora és una mescla amb cautxú, que consisteix en l'addició de pols de cautxú com a lligam. Aquest additiu es fabrica mitjançant la barreja, en condicions de temperatura controlada, de partícules de cautxú pures, més betum i d'altres substàncies químiques. La particularitat és que el cautxú ja ha estat predigerit, amb la qual cosa es pot afegir a la mescladora amb totals garanties de qualitat.

El transport i l’estesa de la mescla es fan de manera molt semblant a una mescla convencional, tot i que es necessària l’incorporació de un compactador mès. No obstant això, en l'etapa de fabricació sí que hi ha particularitats importants. La més notòria és la utilització d'una instal·lació d'additivació de pols que descarrega l'additiu directament a la mescladora, a més s'han d'observar les prescripcions següents:

• Augment de la temperatura dels àrids (+10 graus).
• Preamassat d'àrids+additiu de 5 segons.
• Amassat d'àrids+additiu+betum d'almenys 30 segons.
• Amassat d'àrids+additiu+betum+filler d'altres 20 segons.

Avantatges

• Les mescles asfàltiques fabricades amb cautxú tenen una major durabilitat, una millora dels costos de manteniment i una disminució de la necessitat d'execució de capes de reposició. A més, millora el comportament del ferm davant de la reflexió i propagació de fissures.

• Ajuden a evitar roderes per la seva alta viscositat.

• Reducció de residus, ja que reutilitzen i valoritzen un residu produït en grans quantitats, altament contaminant i de gestió ambiental molt difícil, com són els pneumàtics fora d'ús.

Inconvenients

• Augment del temps d'amassat amb la consegüent reducció de la capacitat de producció de la planta de fabricació (cas particular de 260 t/h a 195 t/h).
• Lleuger augment de la temperatura de fabricació la qual cosa genera un petit increment en el consum de combustible (aproximadament un 4% més).
• Necessitat d'un control de compactació més curós a causa de la viscositat més gran de les mescles (possibilitat d'un compactador més i d'un operari específic per al control de la temperatura de la mescla, etc.)
• Necessitat d'emprendre inversions en l'adquisició i la instal·lació dels equips d'additivació.
• Increment del cost de la mescla de aproximadament uns 12€/ t a causa del aspectes anteriors i al cost d'adquisició de l’additiu.

C-12, entre Xerta i Rasquera.

En la inauguració d'aquest tram de 20 quilòmetres de l'Eix de l'Ebre, el passat 20 de juny, la directora dels Serveis Territorials de Vicepresidència, Polítiques Digitals i Territori de les Terres de l'Ebre, Lídia Pino, va destacar que aquestes obres permeten un estalvi de 90,5 t de CO₂ ja que s'utilitza pols de pneumàtics i, per tant, es dona pas a l’economia circular.

El tram que va des del PK 29+300 fins al 49+800, té dos carrils de 3,5 m cadascun, presentava un bon estat estructural, tot i que valors elevats d'IRI en trams localitzats.

La mescla innovadora és altament modificada amb cautxú fabricat a menor temperatura que la que correspon a la mescla en calent (30-35 graus menys). El percentatge de cautxú afegit és del 0,7% sobre mescla. Per reduir la temperatura de fabricació s'empra un additiu líquid d'origen vegetal. Per facilitar la digestió del cautxú en la mescla s'emprà pols de cautxú de granulometria molt fina (<0,5 mm) i origen 100% procedent de camió, i s'afegeix el betum amb un activant.

Pel que fa al mètode d'execució, el cautxú s'afegeix a la mescla mitjançant la tecnologia de via eixuta, amb dosificació automàtica directa a la mescladora de la planta asfàltica. L'additiu per a la reducció de la temperatura s'afegeix directament al betum en la cuba de la planta.

L-310, de Tàrrega a Guissona.

Es tracta d'un tram de 18,5 quilòmetres que van des de l'inici a Tàrrega fins al PK 18+540, dos carrils de 3,50 m cadascun. La patologia previa a l'actuació eran quarteigs a tota l'amplada, sots a zones de rodada, surgències de fins i fissures longitudinals profundes.

Abans de l'aplicació de la mescla es produeixen diferens fresats i esteses de reposició amb característiques diferents depenent del tipus de patologia presents.

La mescla innovadora tipus BBTM 11b 50/70 amb cautxú (>= 15% superior al pes de betum) s'estén a la capa de trànsit. En tres trams depenent de l'addició.

• Tram de prova amb àrid siderúrgic.
• Tram de prova amb àrid ofític (gabre).
• Capa de trànsit amb àrid ofític.

Les avantatges i inconvenients són els esmentats anteriorment al tram Cornellà de Terri-Sant Julià de Ramis.

BV-1001, Calaf - Sant Guim de Freixenet

El tram d'actuació, que va des del PK 0+375 fins als 13+830, 13,8 quilòmetres, presentava esgotament generalitzat del ferm, fissuració i deformacions puntuals.

Pel que fa a la preparació de la capa, consisteix a reciclar en fred i microfressar, es fa mitjançant un equip fresadora-mescladora d'alt rendiment amb capacitat de processar el paviment per aconseguir la granulometria adequada. És un únic procés eficient i fàcil. Després es fa l'estesa d'una capa ultrafina de 1,8 cm tipus AUTL 8, previ reg d'emulsió modificada. El procediment és l'aplicació conjunta d'un reg amb emulsió altament modificada seguit d'una capa de mescla bituminosa ultrafina.

Per acabar, la solució innovadora és un microaglomerat en fred de granulometria millorada (MICROF 6) al que s’afegeix una emulsió bituminosa catiònica altament modificada amb addició de biolligants d’origen vegetal, que milloren l’adhesivitat, l’elasticitat i, per tant, la durabilitat de la mescla

La forma d'execució és mitjançant una mescladora mòbil autopropulsada que realitza la mescla i l'extensió simultàneament.

Avantatges: És sostenible i té un alt rendiment, ja que tot té lloc en un únic procés i amb una bona relació prestació/preu.

Inconvenients

És una tècnica que requereix gran experiència per part de l'equip, a la vegada que és molt susceptible a condicions ambientals.

GI-612, Port de la Selva - Llançà

El tram de treball va des de l'origen a Port de la Selva fins al PK 8+026, consta de 8 quilòmetres, i l'estat previ presentava fissuracions, algun quarteig, esgotament puntual del ferm, manca de regularitat longitudinal i poca textura.

Primer es va tractar el ferm existent amb apedaçats puntuals i un microfressat general.

La mescla innovadora consisteix a l'estesa de dues capes de microaglomerat en fred de granulometria millorada (MICROF 6) amb la incorporació d'un 60% de RAP (paviment d'asfalt reciclat), executat amb emulsió bituminosa catiònica altament modificada amd addició de biolligants d'origen vegetal que milloren l'adhesivitat, l'elasticitat i, per tant, augmenten la durabilitat de la mescla.

S'aplica mitjançant una mescladora autopropulsada que realitza la mescla i l'estesa simultàniament, mitjanant una caixa repartidora remolcada sobre el paviment.

A banda dels avantatges i els inconvenients ja descrits a l'apartat Calaf-Sant Guim de Freixenet, en destaquem la bona relació prestació/cost . I en el cas dels inconvenients, afegim que cal adaptar granulometries i mides màximes permeses en la normativa per adequar-les a les necessitats d’obra.

L-902, Almacelles

El tram de 13,06 quilòmetres, va des del PK 0+360 fins al 13+060, compta amb dos carrils de 4 m cadascun. L'estat previ del tram era amb fissuracions, deformacions a la rodera dreta, esgotament de la capa asfalt i, tant l'IRI i com el CRT (Coeficient de fragament transversalt) presentaven valors deficients.

La primera actuació, com ja s'ha explicat a altres trams, consisteix a un reciclat en fred i microfressat. Es duu a terme amb una fressadora-mescladora d'alt rendiment amb capacitat de processar el paviment per aconseguir una granulometria adequada, amb equip dossificador per injecció d'aigua i emulsió.

La mescla innovadora consisteix a l’estesa d’una capa de 3 cm tipus AC 11 SURF S amb incorporació de RAP 20% i addició de biolligant que permet regenerar les característiques del betum envellit, així com millorar la treballabilitat i cohesió de la mescla reciclada

L’execució es realitza mitjançant els mètodes convencionals especificats en el plec de les mescles tipus formigó bituminós, tant pel que fa a la fabricació, l’estesa com per a la compactació. Com a tret diferencial cal destacar la preparació granulomètrica del fressat per encaixar-lo a la mescla tipus AC 11 surf S.

Avantatges

• Valorització del subproducte (fressat), amb la reducció del cost ambiental i econòmic.
• Control de la rigidització de la mescla provocada per l’addició de RAP.
• Millora de la treballabilitat de la mescla gràcies a l’efecte del biolligant.
• Allargament de la vida útil de la mescla per l’efecte rejovenidor del biolligant.

Inconvenients

• Poca disponibilitat d’agents bio al mercat.
• Agents biolligants disponibles subjectes a patents.
• Dependència del tipus pel que fa al grau d’envelliment del betum.

Autors

Redactat per: Marga Torre

Per saber-ne més: Laia Pou Reguant i Cristina Gil Santander