Proyecto y ejecución de capas granulares en firmes

capas granulares en firmes de carretera

¿Quieres aprender los principales aspectos a tener en cuenta en el proyecto y ejecución de capas granulares en firmes de carretera? Pues hoy desde nuestro Blog sobre Ingeniería de Carreteras queremos contarte todo lo que necesitas saber antes de afrontar el proyecto y la ejecución de este tipo de materiales que forman parte de un firme.

Podemos decir que las capas granulares conforman la estructura resistente del firme. Suelen constituir las capas inferiores del firme (por debajo del pavimento) y deben su nombre a que están compuestas exclusivamente por áridos de distintos tamaños, unidos o no por algún conglomerante que mejore sus propiedades resistentes.

En el siguiente gráfico se puede observar la estructura típica de un firme flexible, compuesto por un pavimento bituminoso y una serie de capas granulares. En la línea de tensiones se muestra como las cargas verticales van siendo absorbidas por las distintas capas, de manera que a la explanada llegue una pequeña proporción de la carga total que sea compatible con su capacidad portante. Puede observarse que las mayores reducciones de tensión se producen en las capas de base y sub-base, que son las capas especialmente diseñadas con esa función.

Distribución de tensiones en un firme

Distribución de tensiones en un firme

Una vez que hemos definido qué son las capas granulares en firmes y cuál es su función principal, podemos pasar a ver algunas recomendaciones a tener en cuenta tanto en el proyecto como en la ejecución de capas granulares en firmes de carreteras. ¡Comencemos!

 

Procedencia de los materiales para capas granulares en firmes

Antes de realizar los acopios es necesario comprobar la idoneidad de la cantera o yacimiento propuestos. Si no ha sido explotada anteriormente, habrá que llevar a cabo una serie de estudios previos que garanticen la idoneidad de dicha cantera o yacimiento.

Así mismo habrá que analizar la calidad del material obtenido del proceso de machaqueo (angulosidad, limpieza, desgaste, plasticidad, etc.).

Cantera y acopio de materiales

Cantera y acopio de materiales

 

Homogeneidad de las zahorras

Debemos evitar que se produzca la segregación del material que forma parte de las capas granulares en firmes, ya que puede dar lugar a un mal comportamiento de la capa de la que forme parte. Hay cuatro momentos en los que hay que tener especial precaución para evitar este fenómeno:

  1. Durante el proceso de fabricación del material (vertido de las cintas transportadoras, llenado y vaciado de silos, etc.).
  2. En las operaciones de transporte desde la central a la obra, principalmente durante la carga y descarga de los camiones.
  3. Durante el acopio, donde se produce la caída del material desde una altura importante.
  4. Durante la puesta en obra.

Algunas medidas para evitar segregaciones son: limitar el tamaño máximo de los áridos, disponer escalones antisegregación en los acopios, y mantener el material húmedo.

 

Prehumectación

Consiste en proporcionar al material una humedad lo más cercana posible a la que posteriormente va a ser necesaria para su compactación.

Este proceso se lleva a cabo generalmente en la propia planta de tratamiento o en los acopios, ya que resulta más fácil hacerlo ahí que en la propia obra, y además estaremos reduciendo el riesgo de segregación.

 

Extendido

El principal problema durante el extendido es una vez más la segregación, riesgo que se reduce si se ha realizado una correcta prehumectación. También es conveniente extender el material con extendedora siempre que sea posible. En caso de que tengan que usarse motoniveladoras, deberán trabajar a plena carga, con la cuchilla perpendicular al recorrido, y en el menor número de pasadas posible.

Extendido de capas granulares con motoniveladora y con extendedora

Extendido con motoniveladora y con extendedora

 

Humectación adicional

En el caso de que sea necesario realizar una humectación adicional para favorecer la compactación, esta se podrá realizar de dos maneras diferentes:

  • Simultáneamente con el proceso de extensión, consiguiendo una mayor penetración del agua.
  • Después de la primera compactación del material, con lo que se evita un posible arrastre de finos.
humectación de capas granulares

Humectación de capas granulares

 

Compactación

Las características de la compactación de capas granulares en firmes se determinarán en los tramos de prueba, siempre adaptándola a la maquinaria disponible.

Es fundamental alcanzar un elevado grado de compacidad, ya que es el factor fundamental para la resistencia mecánica de la capa.

El tren de compactación empleado debe garantizar que se alcance el valor máximo obtenido del ensayo Proctor Modificado, que generalmente es del 100%. Para ello los compactadores más adecuados son los de rodillo metálico de llanta lisa con vibración, aunque también pueden emplearse compactadores mixtos (rodillo metálico y neumáticos).

También es importante dejar un sobreancho en los extremos de la capa de aproximadamente 1,5 veces su espesor, así como solapar las pasadas de los compactadores.

Compactación de capas granulares en firmes

Compactador rodillo metálico llanta lisa y compactador mixto

 

Terminación superficial

Para que la superficie de la capa terminada se mantenga en unas condiciones adecuadas hasta el momento de recibir la capa superior, deberán adoptarse las siguientes medidas:

  • Conservar la humedad de la superficie mediante riegos ligeros y frecuentes con agua, o bien aplicar un riego de sellado con emulsión bituminosa.
  • Evitar en la medida de lo posible el paso del tráfico de obra y prohibir cualquier otro tipo de circulación.
  • Ejecutar la capa superior lo antes posible.

Como puedes comprobar, el correcto funcionamiento y la durabilidad de las capas granulares en firmes de carreteras depende de muchos factores, aunque con estas sencillas indicaciones que te hemos dado, todo es más sencillo. Y si quieres ampliar tus conocimientos, ¿por qué no estudiar nuestro completo Curso sobre Firmes y Pavimentos? Un curso con más de 6 horas de vídeo-tutoriales en el que aprenderás todo acerca del proyecto, construcción y mantenimiento de firmes. La mejor formación en ingeniería de carreteras de un modo sencillo y al alcance de todos.

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