Rehabilitación estructural de firmes con pavimento bituminoso

Rehabilitación estructural de firmes

Hace algunas semanas en nuestro Blog sobre Ingeniería de Carreteras te hablamos sobre los distintos ensayos a realizar para la correcta auscultación de firmes. Hoy queremos ir un paso más allá, y queremos mostrarte cuales son las principales técnicas de rehabilitación estructural de firmes que contienen un pavimento bituminoso, que son los firmes más comunes en nuestras carreteras. ¿Te lo vas a perder?

Del análisis de un determinado tramo de carretera puede obtenerse la necesidad de una rehabilitación estructural. Es importante tener claro que las soluciones a aplicar para la rehabilitación estructural de firmes compuestos por un pavimento bituminoso podrán ser de los siguientes tipos:

  • Eliminación parcial del firme existente y reposición con mezcla bituminosa hasta la cota original.
  • Recrecido mediante mezclas bituminosas o mediante pavimento de hormigón.
  • Combinación de los dos tipos de actuaciones anteriores, incluyendo las técnicas de reciclado de materiales.

En ningún caso se considera como posible solución de rehabilitación estructural de firmes la total demolición y reconstrucción del firme, siendo esta una solución a adoptar únicamente en casos excepcionales.

Por motivos medioambientales y de economía siempre es conveniente acudir a las técnicas de reciclado de materiales, algo que cobra especial importancia en el caso de superficies de rehabilitación superiores a 70.000 m².

 

Reparación previa de las zonas singulares

Son zonas singulares las que presentan una falta de capacidad estructural que afecta a la explanada o tiene su origen en ella. Suelen presentarse en superficie con deterioros localizados (con una longitud inferior a 100 m).

Salvo justificación de lo contrario, se entenderá que el agotamiento estructural afecta a la explanada no solo en las zonas localizadas de blandones detectados visualmente, sino también cuando para la categoría de tráfico pesado correspondiente, el valor de la deflexión patrón (10–² mm) en un punto determinado supere los valores indicados en las siguientes tablas, según se trate de un firme flexible, semiflexible o semirrígido:

Firmes flexibles y semiflexibles

Firmes flexibles y semiflexibles

Firmes semirrígidos

Firmes semirrígidos

Las zonas singulares, de longitud inferior a 100 m, en las que el agotamiento estructural afecte a la explanada, se sanearán demoliendo la totalidad del firme y excavando una profundidad de 80 cm. por debajo de la cota de la explanada.

 

Eliminación parcial y reposición del firme existente

Esta técnica relacionada con la rehabilitación estructural de firmes consiste en la eliminación y retirada por medios mecánicos de los materiales que componen el firme hasta la profundidad precisa y su reposición con el mismo espesor de mezcla bituminosa. La eliminación parcial de las capas aglomeradas en firmes con pavimento bituminoso se realizará siempre mediante técnicas de fresado. En firmes muy flexibles (con un espesor de mezcla bituminosa inferior a 6 cm) podrá considerarse el empleo de otras técnicas.

La eliminación parcial y reposición alcanzará a todas las capas que presenten agotamiento estructural o vida residual insuficiente.

Se considerará que existe agotamiento estructural del firme cuando se observe en su superficie un agrietamiento de tipo estructural (zonas del carril cuarteadas en malla gruesa o fina y zonas de las rodadas con grietas longitudinales).

En cambio, se considerará que el firme tiene una vida residual insuficiente siempre que el valor de la deflexión patrón (10–²  mm) en un punto determinado supere los umbrales indicados en las siguientes tablas:

Firmes flexibles y semiflexibles

Firmes flexibles y semiflexibles

(*) En el caso de firmes con espesor de pavimento bituminoso mayor o igual a 5 cm, este valor será de 150.

Firmes semirrígidos

Firmes semirrígidos

Según la categoría de tráfico pesado, la profundidad de eliminación parcial y reposición del firme será la necesaria para que el espesor total de mezclas bituminosas nuevas sea, como mínimo la que se indica en las siguientes tablas:

Firmes flexibles, semiflexibles y semirrígidos en los que se eliminan total o parcialmente las capas tratadas con cemento

(*) En el caso de antiguas carreteras que actualmente sean vías de servicio de autopistas y autovías interurbanas, 15 cm. para T3 y 5 cm. para T4.

Firmes semirrígidos en los que se conserva totalmente alguna capa tratada con cemento

En el caso de que, después de eliminar las capas agrietadas, queden mezclas bituminosas con suficiente vida útil, a efectos de dimensionamiento se multiplicará su espesor por un coeficiente de equivalencia igual a 0,75.

 

Sellado de grietas

Aunque el sellado de grietas en la superficie del pavimento se considera una actuación de conservación, puede darse el caso de que en zonas no tratadas existan grietas reflejadas o de origen no estructural. En este caso, se sellarán siempre que la longitud de sellado sea inferior a 3 km. por kilómetro de calzada, incluso si estuviera previsto un recrecimiento del firme en dichas zonas.

En el caso de que la longitud de sellado fuera superior a 3 km. por kilómetro de calzada, se realizará un estudio para determinar sus causas y su posible evolución, decidiendo si se lleva a cabo el sellado o por el contrario se procede a eliminar y reponer dicha capa.

 

Recrecimiento del firme existente

Este recrecimiento puede llevarse a cabo con mezclas bituminosas o mediante pavimento de hormigón. En este post vamos a centrarnos en el primer caso, ya que es lo más habitual, si bien la Norma 6.3-IC “Rehabilitación de Firmes” define las condiciones en que debe hacerse el recrecimiento de un firme existente utilizando un nuevo pavimento de hormigón.

El recrecimiento por medio de un nuevo pavimento bituminoso consistirá en la extensión de una o varias capas de mezcla bituminosa sobre el firme existente. La actuación se extenderá a todo el tramo definido como homogéneo.

Previamente se procederá a la reparación de los blandones y de las zonas singulares de longitud inferior a 100 m., así como el sellado de grietas, siempre siguiendo los criterios ya expuestos. Una vez realizadas las reparaciones necesarias y el sellado de grietas, se procederá al recrecimiento con los espesores indicados en las siguientes tablas, en función de la deflexión de cálculo (dc) (10–² mm) y de la categoría de tráfico pesado. Todos los espesores son valores mínimos en cualquier punto de la sección transversal del carril de proyecto.

Firmes flexibles y semiflexibles

Firmes semirrígidos

Por ejemplo, si el firme objeto de rehabilitación fuese flexible, contase con una deflexión de cálculo de 85·10–² mm, y la carretera tuviese un tráfico de categoría T2, el espesor de recrecimiento mínimo debería ser de 10 cm.

A efectos de evaluar el nuevo espesor total de mezcla bituminosa no se tendrá en cuenta aquellas capas del firme existente afectadas por cuarteo, pero si las capas que no presenten fisuración, cuyo espesor deberá multiplicarse por el coeficiente corrector 0,75.

 

Combinación de las soluciones de eliminación parcial-reposición y de recrecimiento

Esta solución debe ser la más habitual cuando hablamos de la rehabilitación estructural de firmes, y consiste en la eliminación parcial y reposición del firme existente (con mezclas convencionales o recicladas), más un recrecimiento con mezclas bituminosas extendida en toda la anchura de la calzada.

 

La rehabilitación estructural de firmes debe ser en todo caso el resultado de un estudio detallado del firme existente, definiendo la solución más adecuada en cada caso, y siempre teniendo en cuenta que una determinada solución solo es validad para tramos homogeneos en cuanto a su comportamiento estructural, por lo que dentro de una misma carretera puede ser necesario acudir a distintas soluciones. ¿Te gustaría saber más sobre Ingeniería de Firmes y Pavimentos? Echa un vistazo a nuestro completo curso en el que podrás disfrutar de más de 6 horas de vídeo-tutoriales centrados en el proyecto, construcción y mantenimiento de firmes. ¿A qué esperas para dar el siguiente paso en tu carrera profesional?

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José Raul Aldana
Ingeniero Civil
Profesor en Aulacarreteras.com