ESTABILIZACIÓN DE EXPLANADAS Y EXTENDIDO DE FIRMES

Emili Vives

CONSTRUCCIÓN DE TERRAPLENES El proceso constructivo de un terraplén

comprende diversas etapas y operaciones encaminadas a conseguir las características resistentes y estructurales exigidas a cada capa, y que aseguren un correcto funcionamiento del mismo.

La calidad de un terrapléndepende en gran medida de su correcta realización, es decir, de la apropiada colocación y posterior tratamiento de los diferentes materiales empleados en su construcción

TERRAPLENES

Una mala ejecución puede ocasionar diversos problemas que afectarán a la funcionalidad de la carretera. Así, una humectación o compactación deficiente provocará asentamientos excesivos del terraplén que fisurarán y alabearán la superficie de rodadura; la incorrecta ejecución del cimiento en una ladera puede provocar problemas de inestabilidad, ocasionando el colapso y desmoronamiento de la obra.

Dentro del proceso de construcción de este tipo de obras, pueden

distinguirse diversas fases de ejecución: - Operaciones previas de desbroce de la vegetación

existente, remoción de la capa superficial del terreno, escarificación y precompactación.

- Construcción del terraplén propiamente dicho, compuesta por tres operaciones cíclicas, aplicables a cada tongada o capa de terraplén: Extendido de la capa de suelo Humectación a la humedad óptima Proctor Compactación de la tongada

- Terminación del terraplén, que comprende operaciones de perfilado y acabado de taludes y de la explanada sobre la que se asentará el firme.

PROCESOS DEL TERRAPLENADO

EXPLANADAS

La explanada se define como la superficie de la coronación del relleno sobre la que se apoya directamente el firme.

El espesor de esta capa ha de ser como mínimo de un metro, debiendo extenderse en tongadas no superiores a 0,40m.

La calidad de la explanada depende en gran medida de los materiales empleados en la capa de coronación y su compactación durante la puesta en obra y las características del relleno, la consolidación del mismo y su homogeneidad

FIRME

El firme es una estructura multicapa constituida por un conjunto estratificado de capas sensiblemente horizontales que reposan una sobre otra, pudiendo existir entre ellas distintos tipos de tratamientos que mejoren su adherencia.

Tradicionalmente se distinguen cuatro zonas dentro del firme, en función del cometido que desempeñan. Cada una de estas zonas puede estar compuesta por una o más capas:

Firmes (partes) Pavimento: Es la parte superior del firme, encargada de resistir

directamente las solicitaciones originadas por el tráfico. Además, actúa como medio de contacto con el vehículo, por lo que es el responsable de las características superficiales del firme. Estructuralmente, absorbe los esfuerzos horizontales y parte de los verticales.

Capas de base y sub-base: Situada justo debajo del pavimento, tiene una función eminentemente resistente, amortiguando gran parte de las cargas verticales. Pueden estar formadas por zahorras naturales o artificiales, o por materiales granulares tratados con algún tipo de conglomerante.

Capas especiales: Se emplean en circunstancias especiales, como en terrenos heladizos (capa anti-hielo) o en suelos de mala calidad (capa anticontaminante).

Explanada mejorada: Es la capa más superficial de la obra de tierra que soporta el firme, estando convenientemente preparada para su recepción.

En el caso de firmes con mezclas bituminosas, existen además una serie de “capas de espesor cero”, constituidas por riegos asfálticos aplicados durante la construcción del firme en la superficie de determinadas capas para mejorar sus características de adherencia con la capa superior

Firmes (secciones)

Firmes (materiales)

En cuanto a los materiales de las capas que definen la estructura del firme, se

establece las siguientes abreviaturas: FA: Mezcla bituminosa fonoabsorbente HM: Hormigón magro S: Mezcla bituminosa semidensa HC: Hormigón compactado G: Mezcla bituminosa gruesa HF: Hormigón de pavimento ZA: Zahorra artificial AD: Adoquín SC: Suelocemento AR: Arena GC: Gravacemento

Firmes (tipología)

Firmes flexibles y semiflexibles Estos firmes están formados por una subbase de

zahorra y base asfáltica. La capa de rodadura está formada por mezcla bituminosa en caliente, con buenas características funcionales, denominada fonoabsorbente FA, para tráficos muy pesado, pesado y medio, y por mezcla semidensa S en tráfico ligero. Bajo esta capa, se dispone una capa intermedia, de mezcla bituminosa en caliente tipo S. La capa de base, según la categoría de tráfico, estará constituida por una o dos capas de mezcla bituminosa en caliente tipo G, excepto con tráfico ligero que se dispone a veces otra capa de mezcla S bajo la dispuesta como capa de rodadura, ambas de huso acorde con su espesor.

Firmes (tipología)

Firmes semirrígidos Están constituidos por una base tratada con cemento

prefisurada, suelocemento, gravacemento u hormigón compactado, de fabricación y puesta en obra similar, aunque con diferencias en el contenido de cemento y en la resistencia mecánica. Esta base rígida requiere a veces una subbase de suelocemento para aumentar la resistencia a la fatiga cuando el tráfico es pesado. El pavimento es el mismo que en los firmes mixtos.

Firmes mixtos Están constituidos por una base resistente de

hormigón magro, con juntas transversales en fresco próximas entre sí, apoyada en una subbase de zahorra artificial o de suelocemento.

Firmes (tipología)

Firmes rígidos

Están constituidos por losas de hormigón en masa con juntas transversales sin asadores, excepto en categoría de tráfico muy pesado. Si el tráfico es muy pesado o pesado, el pavimento se apoya en una capa de hormigón magro no erosionable para evitar el escalonamiento de las juntas.

por mezcla semidensa S en tráfico ligero. Bajo esta capa, se dispone una capa intermedia, de mezcla bituminosa en caliente tipo S. La capa de base, según la categoría de tráfico, estará constituida por una o dos capas de mezcla bituminosa en caliente tipo G, excepto con tráfico ligero que se dispone a veces otra capa de mezcla S bajo la dispuesta como capa de rodadura, ambas de huso acorde con su espesor.

Firmes (patología)

Firmes (patología)

Firmes (patología)

PAVIMENTOS

El pavimento puede ser definido como la unión de capas puestas unas sobre otras, de manera horizontal, utilizado como superficie para que circulen los vehículos o peatones.

Pavimentos (tipos)

Pavimento articulado: posee una capa de hormigón que se caracteriza por ser muy resistente y flexible. Además se le agregan varios elementos como el cemento. Todos los materiales deben ser colocados da tal manera que resulten homogéneos. Puede ser utilizado durante largos períodos de tiempo ya que resulta muy resistente ante el desgaste y el agua. Es muy utilizado para la circulación de vehículos, además para que el agua no se acumule.  Algunos lugares donde se lo ve regularmente es en calles, aeropuertos, entrada a puentes, cunetas, muelles, sendas peatonales, entre muchos otros.Un gran inconveniente que es normal que se produzca en este tipo de pavimentos, se relaciona con la falla de la base. En este caso el arreglo puede resultar muy costoso.

Pavimento articulado

Pavimentos (tipos)

Pavimento rígido: está  sostenido sobre una capa de material, está dotado de una losa de cemento hidráulica. Estos tienen la capacidad de soportar cargas pesadas gracias a su base de concreto. Estos tipos de pavimento son bastante económicos, sobre todo a la hora del mantenimiento. Además al ser muy resistente puede ser utilizado durante mucho tiempo, son fáciles para construir. Existen diversas clases de éste, algunos de ellos son reforzados, simple, pre esforzado, entre otros. Son muy utilizados en las ciudades y fábricas de trabajo industrial

Pavimento rigido

Pavimento flexible

Pavimento flexible: reciben este nombre ya que pueden flexionarse o dicho de otra manera son maleables. Estos pavimentos se encuentran sostenidos sobre un par de capas flexibles y de base granular. Este resulta muy costoso, tanto en la construcción, como en el mantenimiento. Es utilizado en zonas donde hay mucho tránsito, como calles, parques de estacionamiento, veredas, entre otros

Pavimentos

Trabajos y fases

Prehumectación Constituye una de las fases fundamentales en la preparación

de áridos para capas granulares. Se basa en proporcionar al material una humedad lo más cercana posible a la que posteriormente va a ser necesaria para su compactación.

Generalmente, este proceso se lleva a cabo en las propias instalaciones de tratamiento de áridos o en los acopios, lo que evita efectuar la humectación directamente en obra –más laboriosa y difícil de realizar- y reduciendo la posibilidad de segregación, como se ha señalado antes.

  Además, la humectación previa de los áridos permite

conseguir una mayor homogeneidad en la capa granular, aumentar rendimientos y reducir costes de fabricación, e incluso ejecutar las obras bajo tráfico, aunque esto último debe evitarse.

Trabajos y fases

Extendido Durante las operaciones de extensión, las

principales dificultades que pueden surgir son las derivadas de la segregación de los áridos, para lo cual deben prehumectarse como ya se ha dicho. También es conveniente emplear maquinaria adecuada para evitar este fenómeno, como pueden ser las extendedoras. Si se utilizan motoniveladoras, debe procurarse que la cuchilla trabaje a plena carga y lo más perpendicular posible al recorrido, limitando el número de pasadas.

Trabajos y fases (extendido)

Trabajos y fases

Humectación adicional En el caso de que el producto requiera una

humectación adicional para conseguir la máxima compactación, ésta puede realizarse de dos maneras diferentes: Simultáneamente con el proceso de extensión,

consiguiendo una mayor penetración del agua. Posteriormente a la primera compactación del

material, con lo que se evita un posible arrastre de finos.

No es deseable humectar el material en las últimas fases de compactación, ya que la superficie se encuentra excesivamente cerrada como para permitir la impregnación del agua en profundidad.

Trabajos y fases (humectación)

Trabajos y fases

Compactación Las características del proceso de compactación se fijan en los tramos de

prueba, adecuándolas a la maquinaria disponible; es importante alcanzar una óptima compacidad ya que este factor define la calidad mecánica de la capa. Dicho proceso de compactación deberá ser tanto más enérgico cuanto más angulosos sean los áridos o más abierta sea su curva granulométrica.

  El tren de compactación que se emplee debe lograr que la densidad

seca alcanzada sea igual o superior al porcentaje especificado de la máxima obtenida en el ensayo Proctor modificado, que generalmente es del 100%. Para ello, los compactadores más adecuados son los rodillos vibratorios de llanta lisa, aunque también pueden ofrecer buenos rendimientos los compactadores mixtos, equipados con un rodillovibratorio liso y otro de neumáticos.

  Durante el proceso de compactación suelen producirse deficiencias

sistemáticas en los bordes de la capa, por lo que es recomendable disponer un sobreancho con relación a la anchura prevista del orden de 1.5 veces su espesor. Es conveniente que las pasadas de los compactadores se solapen, en función de la anchura de éstos y la de la capa a compactar.

Trabajos y fases (compactación)

Trabajos y fases

Terminación superficialPara que la superficie de la capa terminada se

mantengaen unas condiciones adecuadas hasta el momento derecibir la capa superior, deberán adoptarse las

siguientesmedidas: Conservar la humedad de la superficie mediante

riegos ligeros y frecuentes empleando agua, o bien aplicar un riego de sellado con emulsión bituminosa.

Evitar en la medida de lo posible el paso de tráfico de obra y prohibir cualquier otro tipo de circulación.

Tratar de ejecutar lo antes posible la capa superior.

Trabajos y fases (terminado sup.)

Trabajos y fases

Extendido La extensión de mezclas bituminosas en caliente se

realiza normalmente por medio de maquinaria especifica, empleando las llamadas extendedoras. Cuando el camión que transporta la mezcla desde la planta de fabricación llega al tajo, se aproxima marcha atrás hacia la extendedora hasta tocar su parte delantera, basculando entonces la caja para verter el aglomerado sobre la tolva de recepción.

Una vez depositado el producto sobre la extendedora, una serie de dispositivos mecánicos -generalmente un sistema de cintas transportadoras- conducen el aglomerado a la parte trasera del aparato, regulando el paso de la cantidad necesaria de material. A continuación la mezcla es distribuida transversalmente por unos husillos helicoidales que además realizan un remezclado que corrige eventuales segregaciones

Trabajos y fases (extendido)

FIN