Componentes y procesos de pavimentos asfálticos: base, carpeta, subrasante y subbase

Base asfáltica

La base asfáltica es la capa que se encuentra entre la capa de rodadura de un pavimento asfáltico y la subbase. Debido a su proximidad con la superficie, posee alta resistencia a la deformación para soportar las altas presiones que recibe.

Su función principal es la de proporcionar un elemento resistente que transmita los esfuerzos producidos por el tránsito hacia la subbase y la subrasante, en una intensidad adecuada.

Materiales

  • Materiales cribados: Arenas, gravas y limos, así como rocas alteradas y fragmentadas que al extraerse quedan sueltas o pueden disgregarse mediante el uso de maquinaria; para hacerlos utilizables requieren un tratamiento mecánico de cribado.
  • Materiales parcialmente triturados: Materiales poco o nada cohesivos, como mezclas de gravas, arenas y limos, que al extraerse quedan sueltos o pueden ser disgregados; requieren un tratamiento mecánico de trituración parcial y cribado.
  • Materiales totalmente triturados: Materiales extraídos de un banco o pepenados que requieren un tratamiento mecánico de trituración total y cribado para alcanzar la granulometría requerida.
  • Materiales mezclados: Materiales obtenidos mediante la mezcla de dos o más de los materiales anteriores, en proporciones adecuadas para cumplir las especificaciones del proyecto.

Proceso constructivo

  • Extendido del material: El material de base será colocado y extendido en una capa uniforme por medio de una motoniveladora, formando una capa suelta de mayor espesor que la capa compactada final.
  • Batido del material: Para la conformación de la base se batirá todo el material por medio de la cuchilla de la motoniveladora en toda la profundidad de la capa, llevándolo en forma alternada hacia el centro y los bordes de la calzada.
  • Escarificado del material: Se realizará el escarificado para poder uniformizar el riego de agua que se aplicará y obtener una humedad homogénea en todo el material.
  • Conformación del material: Una vez concluida la distribución y el emparejamiento del material, cada capa de base deberá ser compactada en su ancho total por medio de rodillos lisos vibratorios.
  • Humectación del material: Se realizará el riego de la superficie con agua limpia y sin impurezas para alcanzar la humedad óptima.
  • Compactación del material: Cada capa de base deberá ser compactada en su ancho total por medio de rodillos lisos vibratorios; el rodillado deberá progresar en forma gradual desde los bordes hacia el centro.
  • Terminación del material: El material será tratado con motoniveladora y rodillo hasta obtener una superficie lisa y uniforme.

Carpeta asfáltica

La carpeta asfáltica es la capa superior de un pavimento flexible que proporciona la superficie de rodamiento para los vehículos y se elabora con materiales pétreos y productos asfálticos.

Los materiales pétreos para construir carpetas asfálticas proceden de playones de ríos o arroyos, de depósitos naturales denominados minas o de rocas.

Está compuesta de:

  • Material asfáltico: Cemento asfáltico (por ejemplo AC-2.5, AC-5, AC-10, AC-20, AC-30 y AC-40).
  • Emulsión asfáltica: En ciertos tratamientos, y agregados pétreos adecuados.

Características a cumplir

  • Diámetro menor de una pulgada y granulometría adecuada.
  • Dureza suficiente; se efectuarán ensayos de desgaste, intemperismo acelerado, densidad y durabilidad.
  • La forma de la partícula deberá ser lo más cúbica posible; se recomienda no usar material en forma de laja o aguja, pues se rompen con facilidad, alteran la granulometría y pueden provocar fallas en la carpeta.

Para que la carpeta cumpla con los estándares de calidad y ofrezca un rendimiento adecuado, debe caracterizarse por:

  • Función estructural de soportar y distribuir la carga.
  • Durabilidad óptima (aprox. 6-10 años según diseño y condiciones).
  • Alta resistencia a condiciones climáticas; evita el derrapamiento en condiciones de lluvia.
  • Bajo mantenimiento requerido.

Tipos de carpetas asfálticas

  • Tratamientos superficiales.
  • Macadam asfáltico.
  • Mezcla en el lugar.
  • Mezcla en planta.

Espesor de la carpeta

El grado de compactación será del 95% con respecto al peso volumétrico máximo Marshall de la mezcla asfáltica de proyecto, en un espesor mínimo de 6.5 cm. Una vez realizados los trabajos de tendido de la carpeta, la sección transversal debe cumplir con el bombeo transversal de proyecto.

Capa subrasante

La subrasante es la superficie terminada de la carretera a nivel de movimiento de tierras (corte y relleno), sobre la cual se coloca la estructura del pavimento afirmado.

Sobre esta se colocará la estructura (por ejemplo una construcción o la carretera). Las capas de suelo debajo de esta deben estar adecuadas para soportar la futura estructura y no generar grietas o baches.

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Materiales para subrasante

  • Los materiales subrasantes son de origen natural; pueden ser los propios del suelo o también terraplenados.

Ventajas

  • Alta resistencia mecánica.
  • Permanencia de la resistencia durante la vida útil del pavimento.
  • Alta densidad o grado de compacidad.
  • Baja susceptibilidad a cambios volumétricos y al agua.
  • Buena trabajabilidad durante la compactación.

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Material para terracerías

  • Si la intensidad del tránsito es de 1 millón de ejes equivalentes o menor, tendrá un espesor mínimo de 20 centímetros.
  • Si la intensidad del tránsito es de 1 millón a 10 millones de ejes equivalentes, tendrá un espesor mínimo de 30 centímetros.
  • Si la intensidad del tránsito rebasa esta cifra, deberá hacerse un diseño especial para ese caso.

Aceptación o rechazo

  • El encargado de elaborar el estudio geotécnico o del banco es responsable de determinar, a nivel de estudio, que el material cumpla con los requisitos de calidad indicados en la norma según el tipo de material establecido en el proyecto.
  • Si el contratista selecciona el material o el banco, él será responsable de asegurar que el material cumpla con los requisitos de calidad indicados en la norma.
  • Durante el proceso de producción, con objeto de controlar la calidad del material en la ejecución de la obra, el contratista, por cada 200 metros cúbicos del material de un mismo tipo extraído de un corte o banco, realizará las pruebas necesarias para asegurar que cumple con el límite líquido y el índice plástico señalados.

Normatividad

Se deberán realizar estudios de calidad del material y se indicarán las siguientes características: composición granulométrica simplificada; masa volumétrica seca suelta (M.V.S.S.); masa volumétrica seca máxima; CBR estándar (VRS); expansión; tamaño máximo 3″; y límites de Atterberg. Los materiales a emplear deberán cumplir en general con las especificaciones de la SCT (N.CMT.1.03) y, particularmente, con las de la Dependencia correspondiente.

Proceso constructivo

El proyecto se ejecutará según el ancho de las ampliaciones:

  • – 40 cm de material en dos capas de aproximadamente 20 cm cada una, según el proyecto.
  • – Compactación al 100% de su peso volumétrico seco máximo.

Preferentemente se construye sobre el terreno natural o sobre un buen terraplén.

• No se puede construir sin que antes esté aprobado y cumpla con los requerimientos de calidad.

Subbase

La subbase es la capa de la estructura del pavimento conformada por materiales granulados, destinada fundamentalmente a soportar, transmitir y distribuir con uniformidad las cargas aplicadas a la superficie de rodamiento.

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Material natural

Arenas, gravas o limos que al extraerse quedan sueltos o se pueden disgregar por el uso de maquinaria; por cumplir con los requisitos de la norma no requieren tratamiento mecánico.

Material cribado

Arenas, gravas o limos que al extraerse quedan sueltos o se pueden disgregar por el uso de maquinaria; para poder utilizarlos requieren un tratamiento mecánico de cribado con equipo adecuado para eliminar las partículas mayores.

Material parcialmente triturado

Materiales poco o nada cohesivos, como mezclas de gravas, arenas y limos, que quedan sueltos o disgregados y que para ser utilizables requieren un tratamiento mecánico de trituración parcial.

Material totalmente triturado

Materiales extraídos de un banco que requieren un tratamiento mecánico de trituración total para satisfacer la composición granulométrica.

Material mezclado

Materiales obtenidos de la mezcla de dos o más tipos (totales o parcialmente triturados), en proporciones para satisfacer los requisitos de calidad.

Muestreo

  • Se realizará un estudio de calidad completo por cada 300 m³ o fracción compactados (vigencia 3 meses).
  • El grado de compactación se verificará por medio de una prueba por cada 250 m², repartidas estratégicamente.

Características a cumplir

  • La compactación de la subbase será como mínimo el 100% de la masa volumétrica seca máxima (M.V.S.M.) del material utilizado (AASTHO).
  • El contenido de humedad del material de la capa será el óptimo obtenido en el M.V.S.M.
  • El espesor de la capa será el indicado en el proyecto, según el diseño de pavimento.
  • Se evitará en lo posible el intemperismo.

Almacenamiento

  • El material, cuando sea natural o una vez tratado mecánicamente, se almacenará; si el sitio no cuenta con un firme se realizarán actividades previas a su uso.
  • Durante el almacenamiento se evitará la circulación de vehículos sobre montículos de material; si es estrictamente necesario, se colocará un camino de tablas para evitar la contaminación.
  • Para evitar la mezcla de diferentes materiales de distintos montículos, estos se ubicarán separados adecuadamente.
  • Cuando el material no vaya a usarse por un periodo prolongado, se recomienda cubrirlo con lonas para protegerlo de la intemperie.

Proceso constructivo

Ensayos: Índice de plasticidad; equivalente de arena; granulometría; resistencia a la abrasión; densidad y humedad.

Mezclado del material

El mezclado puede ser en planta tipo tambor, en mezcladores de tipo continuo o mezclado en el lugar donde se va a colocar la subbase. Antes del tendido se verifica que la subrasante esté terminada, sin irregularidades y reparados los baches existentes.

Tendido y conformación

El material se extiende por todo el ancho de la corona, obteniendo una capa sin compactar de espesor uniforme. Si el tendido se realiza con extendedora, la tolva de descarga permanecerá llena para evitar la segregación del material.

Compactación

La capa extendida se compacta con pata de cabra y rodillo liso hasta alcanzar el grado de compactación indicado en el proyecto o el aprobado por la Secretaría. La última pasada se realiza con rodillo liso para obtener la terminación superficial requerida.

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