UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE

FACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE OBRAS CIVILES

MAQUINARIA PESADA Y

FUNCIONALIDADES EN LA

CONSTRUCCIÓN DE PAVIMENTOS

ASFÁLTICOS

INTEGRANTES:

Beatriz Rivera Lira

Alia Saleh Dawabe

CURSO:

Construcción Pesada I

FECHA:

2 de octubre de 2014

Profesor Esteban Jamett Quezada

Ayudante Sebastián Lazo

Maquinaria pesada y funcionalidades en la construcción de pavimentos asfálticos

Construcción Pesada I

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INDICE

RESUMEN 3

INTRODUCCIÓN 4

PAVIMENTOS ASFÁLTICOS 6

MATERIALIDAD 6

ESTRUCTURA 9

MAQUINARIA PESADA PARA PAVIMENTACIÓN ASFÁLTICA 13

MÉTODO CONSTRUCTIVO 21

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA CONSTRUCCIÓN DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS 26

CONCLUSIONES 28

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 29

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Resumen

Un pavimento es una estructura compuesta por capas relativamente horizontales de

materiales adecuados y propiamente compactados, sobrepuestas entre sí, las cuales se

diseñan para resistir óptimamente los esfuerzos a los cuales se ven solicitadas por cargas

repetidas de tránsito.

Por consiguiente, un pavimento asfáltico es aquel constituido por materiales asfálticos,

cuya composición de capas puede estar dada por la sub-base granular, base granular,

carpeta asfáltica y los distintos tipos de riegos. Los materiales asfálticos se obtienen de la

destilación del petróleo crudo, siendo ésta de forma natural o mediante un proceso

industrial. Entre estos materiales se encuentran: el cemento asfáltico (AC), el asfalto

líquido y las emulsiones asfálticas.

La construcción de estas estructuras conlleva al uso de variada maquinaria pesada,

competente a cada una de las capas y etapas constructivas que conforman un pavimento:

movimientos de tierra, compactación de capas granulares, distribución y colocación del

material asfáltico, entre otros.

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Introducción

El presente documento es el resultado de una investigación con objetivos académicos, el

cual expone un compilado de información acerca de los pavimentos asfálticos y la

maquinaria pesada involucrada en el proceso constructivo de estas estructuras. Esta

investigación tiene como objetivo introducir al lector, en términos generales, en la

construcción de pavimentos asfálticos, los materiales involucrados en su confección y la

maquinaria empleada; esto con el fin de otorgar una base de conocimiento del campo de

la construcción y en menor medida, del diseño de pavimentos.

Las obras viales tienen como finalidad establecer un sistema de transporte y de

comunicación entre distintas localidades para el tránsito seguro y estable. Para la

construcción de estas obras viales, se utilizan diversos métodos y materiales de

pavimentación, los cuales se seleccionan y diseñan según el tipo de tránsito que éstas

tendrán, sus futuros usos y las características que deben cumplir para dicho uso.

Al diseñar un pavimento, éste debe ser capaz de resistir las cargas de tránsito a las que

será sometido, debe ser durable, económico y de superficie regular para la comodidad de

utilización del mismo, debe ser resistente al desgaste producido por la abrasión de las

llantas de los vehículos y a los daños producidos por la intemperie, entre otras

características. Para ello, los pavimentos están compuestos por capas, las cuales se

conocen como subbase granular, base granular y la carpeta de rodadura.

Es posible clasificar los tipos de pavimentos en cuatro categorías principales:

Pavimentos flexibles: Pavimentos conformados por una carpeta bituminosa la cual

se apoya, generalmente, en dos capas no rígidas, la base y la subbase,

dependiendo de cada caso en particular el sí se puede prescindir de una capa u

otra.

Pavimentos semi-rígidos: Este pavimento tiene similar estructura a un pavimento

flexible. La diferencia recae en la rigidización artificial de la carpeta con un aditivo

(asfalto, emulsión, cemento, entre otros). El uso de estos aditivos corrige o

modifica las propiedades mecánicas de los materiales locales que pueden no ser

aptos para la confección de las capas del pavimento.

Pavimentos rígidos: Están constituidos por una losa de hormigón apoyada sobre la

subrasante o sobre una subbase del pavimento rígido, de material seleccionado.

Al ser un material muy rígido y de alto módulo de elasticidad, la distribución de los

esfuerzos se produce en una zona muy amplia. La resistencia de las losas es la

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propiedad que le da capacidad estructural al pavimento, por lo que el apoyo de las

capas inferiores no influye significativamente en el diseño del espesor del

pavimento.

Pavimentos articulados: Estos pavimentos están compuestos por una capa de

rodadura confeccionada con bloques de hormigón prefabricados (adoquines), de

espesor uniforme y de iguales dimensiones. La capa de rodadura puede ir apoyada

sobre una capa delgada de arena, y ésta a su vez sobre una capa de base granular

o directamente sobre la subrasante.

En términos de esta clasificación, los pavimentos asfálticos están considerados como

pavimentos flexibles y/o semi-rígidos.

Esta investigación se basa fundamentalmente en bibliografía asociada al diseño de

pavimentos para carreteras y manuales de asfalto. Las referencias bibliográficas utilizadas

no son en su totalidad de autores nacionales, por lo que ciertos términos y nomenclaturas

utilizadas en nuestro país han debido ser consultadas en catálogos comerciales de

materiales y maquinaria pesada asociada a la construcción.

El estudio realizado excluye lo relacionado en profundidad al diseño de pavimentos y sólo

expone una visión simplificada de los conceptos básicos de funcionamiento y construcción

de pavimentación asfáltica. Por otro parte, ante el limitado conocimiento previo sobre el

objeto de investigación, ésta se ve reducida y abarca principalmente aquello concerniente

a la pavimentación de caminos y carreteras. De igual forma, sólo se expone la

construcción de pavimentos nuevos y no se hará mención de maquinaria y procedimiento

para reparación de los mismos.

Como es posible deducir, la pavimentación y el diseño de pavimentos mantienen directa

relación con la mecánica de suelos, debido a que las cargas de tránsito a las que se verá

sometido el pavimento se traspasan al suelo, para que sea el encargado de soportarlas.

Sin embargo, aquello vinculado con la compactación y estabilización de suelos, mecánica

de suelos, se excluye de la investigación al ser un tema vasto y que excede con creces los

límites de este estudio.

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Figura 1. Distribución de cargas en pavimentos rígidos y flexibles.

Fuente: http://ingenieriacivilapuntes.blogspot.com/2009/05/pavimentos-rigidos.html, recuperada

el 27 de septiembre de 2014.

Pavimentos Asfálticos

Materialidad

Los asfaltos para pavimentación se obtienen principalmente de la destilación industrial del

petróleo crudo, proceso que se realiza por vapor o por aire. El más utilizado es la

destilación por vapor, pues produce asfaltos de excelente calidad en comparación a la

destilación por aire que produce los llamados asfaltos oxidados.

El asfalto es usado en combinación con agregados pétreos para formar mezclas

bituminosas o asfálticas y tiene como fin unir las partículas y protegerlas de la humedad.

Cementos asfálticos

El cemento asfáltico es un ligante denso de color oscuro que es obtenido de la destilación

por vapor de los residuos más pesados del crudo. Es un material flexible, impermeable y

duradero.

A temperatura ambiente es semisólido debido a que su consistencia varía con la

temperatura, por esto es aplicado en caliente. Es usado tanto en subbases, bases y

carpetas de rodadura.

Comercialmente se encuentran dos tipos de cementos asfálticos. Estos se dividen según

su viscosidad absoluta a 60°C.

CA-14: cemento asfáltico con viscosidad entre 1400 y 2400 poises.

CA-24: cemento asfáltico con viscosidad mayor a 2400 poises.

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Asfaltos líquidos

Los asfaltos líquidos son cementos asfálticos diluidos en algún solvente de petróleo. Por su

consistencia líquida su aplicación es en frío. Se utilizan en riegos de imprimación (MC),

capas base y carpetas de rodado (RC).

Dependiendo de la volatilidad del solvente, este se puede evaporar más rápido si es muy

volátil, o más lento si su volatilidad es baja. A este proceso de evaporación del solvente se

le conoce como curado del asfalto líquido y se definen tres tipos:

Asfaltos líquidos de curado lento (SC): con solventes poco volátiles del tipo Fuel-oil.

Asfaltos líquidos de curado medio (MC): con solventes como kerosene.

Asfaltos líquidos de curado rápido (RC): con solventes muy volátiles como nafta o

gasolina.

Estos asfaltos se designan con las letras SC, MC y RC seguidas de un número que

corresponde a la viscosidad cinemática a 60°C en centistokes.

Los asfaltos líquidos pueden ser utilizados en la estabilización de bases. Al aplicarlos en

caliente sobre agregados pétreos fríos y húmedos, éstos reaccionan con el agua formando

espuma, la cual reduce su viscosidad y aumenta las propiedades adherentes.

Emulsiones asfálticas

Se le llama emulsión a la dispersión de un sólido o un líquido (fase dispersa) en forma de

glóbulos minúsculos en un líquido no mezclable con el elemento disperso (fase continua).

Por ende, las emulsiones asfálticas son micro dispersiones de glóbulos asfálticos en agua.

Para evitar que la mezcla se aglomere o sedimente se utiliza un agente emulsificador

(ácidos grasos, resinas o ácidos minerales) como estabilizador. Éste, además, le confiere a

la mezcla una polaridad, por lo que se reconocen mezclas catiónicas y aniónicas.

Cuando las dos fases de la mezcla se separan completamente se dice que ocurre el

quiebre de la mezcla. A partir de esta definición se clasifican las mezclas de acuerdo al

tiempo de quiebre, y se tienen para cada una los siguientes usos:

Emulsiones de quiebre lento: riegos de liga y riegos de neblina.

Emulsiones de quiebre medio: mezclas abiertas.

Emulsiones de quiebre rápido: sellos y tratamientos superficiales

Emulsiones de quiebre controlado: lechadas asfálticas y micro aglomeraciones en

frio.

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El objetivo de las emulsiones asfálticas es obtener un material con mejor trabajabilidad y

reducir gastos energéticos al poder trabajarlo en frío.

Figura 2. Diagrama de flujo del asfalto derivado del petróleo

Fonseca, Alfonso (1998) Ingeniería de Pavimentos

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Estructura

Subbase granular

Es la capa que se encuentra entre la subrasante y la base del pavimento asfáltico.

Funciona como una capa de transición que evita que los materiales de la subrasante y la

base se mezclen entre sí y que los finos de la subrasante afecten la base, disminuyendo su

calidad. Debe ser capaz de drenar el agua que ingresa por la carpeta asfáltica,

proporcionar resistencia al pavimento, soportando los esfuerzos que son transmitidos por

las cargas a los que está sometida la estructura y permite disminuir las deformaciones que

se pueden producir en la superficie del pavimento producto de cambios volumétricos en

la subrasante. Estos cambios se pueden deber a expansiones del suelos, cambios

extremos de temperatura, entre otros. Para esto debe tener un espesor de mínimo 12

centímetros.

Esta capa debe compactarse en terreno por lo menos al 95% de la DMCS (Densidad

Máxima Compactada Seca) del ensayo Proctor modificado.

Base granular

Es la capa que se encuentra entre la subbase y la carpeta asfáltica. Constituye la capa más

importante del pavimento asfáltico por lo que sus materiales deben ser de alta calidad. Su

función principal es resistir y transmitir los esfuerzos producidos por las cargas debidas al

tránsito hacia la subbase y subrasante.

La granulometría del material utilizado debe permitir obtener una densidad alta y la

fracción gruesa debe ser obtenida mediante trituración mecánica. Debe estar formada por

una capa de entre 12 y 30 centímetros (los espesores mayores se compactan en capas),

cuya compactación debe lograr que la DMCS sea por lo menos igual a la obtenida con el

ensayo Proctor modificado.

Carpeta asfáltica

Es la capa superior del pavimento asfáltico, situada sobre la base granular. Es una capa

uniforme, estable y (en lo posible) impermeable, que permite el tránsito vehicular y evita

al mismo tiempo, los efectos abrasivos que estas cargas repetitivas puedan provocar.

Posee una resistencia suficiente para que en conjunto con las capas subyacentes logren la

capacidad estructural necesaria del pavimento.

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Figura 3. Corte transversal de secciones de pavimento asfáltico comunes.

Tecnología del asfalto y prácticas de construcción, Instituto Chileno del Asfalto (1985)

Riegos asfálticos

Los riegos asfálticos son capas rociadas de emulsión asfáltica que aportan vida útil a la

superficie pavimentada, impermeabilidad, resistencia al desgaste de la carpeta asfáltica y

son útiles en el mantenimiento de pavimentos desgastados o disgregados, entre otros.

Estos riegos no requieren utilización de agregados. Comúnmente se efectúa el riego de la

emulsión asfáltica empleando un camión Cisterna, el cual debe tener una bomba para

conseguir un riego uniforme.

Riego de imprimación:

Es la aplicación de un ligante o emulsión asfáltica sobre una superficie no bituminosa, con

el fin de prepararla para recibir un tratamiento asfáltico. Este riego penetra en la

superficie cerrando los poros y otorgándole impermeabilidad, reforzando y endureciendo

la superficie tratada. Favorece la adhesión entre la base y la carpeta asfáltica.

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Riego de liga

Consiste en la aplicación de una emulsión asfáltica sobre una capa bituminosa, sobre la

cual se pondrá otra capa asfáltica. Su principal función es lograr adherencia entre las

capas para que éstas trabajen en conjunto y no se presenten deslizamientos que afecten

al pavimento.

Es importante que el riego de liga sea delgado para lograr la unión adecuada entre las

capas. Un exceso de riego podría provocar la exudación del asfalto a través de la capa

superior.

El tiempo aproximado de espera para colocar la siguiente capa asfáltica es de 30 minutos

después de distribuida la emulsión.

Figura 4. Aplicación de riego de liga

Fuente: http://www.aroasfaltos.com/riegos-asfalticos.html, recuperada el 27 de septiembre

de 2014.

Riego en negro

Corresponde a la aplicación de una emulsión asfáltica sobre pavimentos, nuevos o

antiguos. En el primer caso se utiliza para sellar huecos superficiales, y en el caso de

pavimentos antiguos es ideal para rejuvenecerlos cerrando huecos y pequeñas grietas

superficiales. Es recomendado para pavimentos expuestos a tránsito ligero.

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Riego antipolvo

Corresponde a la aplicación de una emulsión asfáltica sobre una superficie que no ha sido

tratada. Su función principal es eliminar el polvo provocado por el tránsito vehicular. Se

utiliza principalmente en caminos de tierra para cohesionar el material suelto.

Riego de curado

Corresponde a la aplicación de una emulsión asfáltica sobre una capa estabilizada con

cemento. Tiene como objetivo retardar la evaporación del agua de la mezcla, facilitando el

fraguado y evitando la formación de fisuras.

Riego de sellado

Consiste en la aplicación de una emulsión asfáltica sobre una superficie asfáltica, seguida

de una distribución de arena, agregado fino o polvo de trituración. Su función es

impermeabilizar la carpeta asfáltica, protegiéndola de las condiciones climáticas y de

tránsito.

Tratamientos superficiales simple y doble

El tratamiento superficial simple consiste en la aplicación de una capa delgada de

emulsión asfáltica sobre la superficie de un pavimento, seguida por la distribución y

compactación de una capa de agregados pétreos de hasta 2,5 centímetros de espesor. El

tratamiento superficial doble consiste en la aplicación de dos tratamientos superficiales

simples de distintas características.

Son económicos, fáciles de construir y tienen una larga duración, pero están limitados a

tránsito liviano y medio.

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Maquinaria pesada para pavimentación asfáltica

Camión tolva o volquete

Los camiones tolva poseen un gran depósito metálico trasero montado sobre el chasis del

vehículo que sirve para el transporte de los áridos y mezclas asfálticas. Para su correcto

uso se deben realizar mantenciones periódicas, teniendo especial cuidado en el sistema

hidráulico que eleva la caja trasera, ya que el líquido hidráulico afecta la adherencia entre

las capas granulares.

Para el transporte de las mezclas asfálticas se debe aplicar un lubricante en la tolva del

camión para evitar que la mezcla fresca se adhiera a la caja. Además esta debe cubrirse

con una carpa para evitar el enfriamiento rápido de la mezcla.

El vaciado de la mezcla debe ser a velocidad constante y lentamente.

Figura 5. Camión Tolva

Fuente: http://www.maquinariasconcepcion.cl/arriendo/camion-tolva/, recuperada el 27

de septiembre de 2014.

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Motoniveladoras

Las motoniveladoras son usadas para esparcir y nivelar las distintas capas de la estructura

del pavimento gracias a una cuchilla de acero que se encuentra en el centro de la

máquina. Ésta le confiere gran maniobrabilidad a la maquinaria debido a la cantidad de

movimientos que realiza (traslación en su mismo plano, ascenso, descenso, rotación

respecto a un eje vertical y horizontal). Muchas de estas maquinarias poseen en su parte

posterior un escarificador (tipo de rastrillo de acero con grandes dientes encorvados).

Tiene un alto rendimiento y velocidad de esparcido (entre 1,8 km/h y 8 km/h).

Antes de comenzar cada etapa de la pavimentación debe realizarse una revisión de la

maquinaria, los puntos más importantes a supervisar son:

- Correcto funcionamiento de la cuchilla de acero

- Funcionamiento de las ruedas: tanto las ruedas delanteras como las traseras

juegan un rol crucial en el funcionamiento de la motoniveladora. Las ruedas

delanteras son las encargadas de absorber los empujes transversales y las ruedas

traseras absorben las irregularidades del perfil.

Figura 6. Motoniveladora

Fuente: http://autoline.es/sf/maquinaria-de-construccion-motoniveladoras-CATERPILLAR-

140h--14092515335397227400.html, recuperada el 27 de septiembre de 2014.

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Compactadores

Esta maquinaria es utilizada luego del extendido de las diferentes capas de la estructura

con el fin de lograr las densidades requeridas y así obtener las máximas resistencias. Las

más utilizadas en el rubro son:

- Compactador vibratorio tipo rodillo vibratorio

Maquinaria utilizada para la compactación de capas relativamente gruesas gracias a que

las vibraciones producen una mejor compactación, especialmente en suelos no cohesivos.

Está compuesta de uno o dos rodillos de llanta lisa que ejercen una fuerza de

compactación que es combinación de su peso y de la vibración de sus rodillos. Estos

poseen un diámetro que varía entre 0,9 m y 1,5 m y un ancho entre 1,2m a 2,4m.

Su peso en orden de trabajo varía entre 2 y 12 toneladas aproximadamente.

Las unidades que poseen un rodillo liso son propulsadas por ruedas neumáticas, y en

aquellas que poseen dos rodillos lisos, la fuerza es ejercida por ambos tambores.

La vibración es generada por cargas excéntricas ubicadas en los rodillos. Estos son

propulsados por el motor aunque en forma independiente de la velocidad y recorrido de

la máquina.

Se recomienda que la frecuencia y amplitud de la vibración, además de la velocidad del

rodillo sean ajustadas de tal forma que se produzcan por lo menos 30 golpes de vibración

por cada metro de compactación para obtener una superficie lisa. Además se debe evitar

una amplitud muy alta, pues podría producir la rotura de los áridos.

Siempre es necesario construir canchas de prueba para determinar la frecuencia necesaria

para cada granulometría de la mezcla asfáltica.

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Figura 7. Rodillo vibratorio

Fuente: http://www.progecon-

sa.com.ec/paginas/progcprodmaq1190.aspx?cod_maquinaria=23%20-RODILLO_2.JPG,

recuperada el 27 de septiembre de 2014.

- Rodillos lisos estáticos

Al igual que los rodillos vibratorios poseen una o dos llantas metálicas lisas para la

compactación de las capas o mezclas asfálticas. La fuerza de compactación es ejercida

solamente por la carga estática lineal, es decir, su peso. Por esta razón es necesario que

estas máquinas sean más pesadas que los rodillos vibratorios.

El peso total de un rodillo liso estático varía entre 3 toneladas y 14 toneladas.

Al ejercer menor fuerza de compactación se realizan capas más delgadas y se realiza un

mayor número de pasadas por cada capa. Se recomienda que el traslape entre pasadas

sea de al menos la mitad del ancho del rodillo para lograr una compactación uniforme.

Entre sus ventajas se encuentran la facilidad de manejo de la máquina, su economía y el

menor riesgo de rotura de áridos.

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Figura 8. Rodillo liso estático

Fuente: http://www.volvoce.com/dealers/es-

es/Volmaquinaria/products/compactors/soil_compactors/SD160_SD190_SD200/Pages/fe

aturesandbenefits.aspx, recuperada el 27 de septiembre de 2014.

- Rodillos neumáticos:

Los rodillos autopropulsados de este tipo poseen dos filas de 3 a 6 ruedas. La presión de

compactación que ejercen los neumáticos es alta y permite capas de grosores

considerables.

La textura superficial de los neumáticos le otorga al pavimento la rugosidad necesaria para

obtener una buena adherencia entre capas sucesivas.

Figura 9. Rodillo neumático

Fuente: http://www.patiomaquinarias.cl/?ad_listing=rodillo-neumatico, recuperada el 27

de septiembre de 2014.

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Distribuidor de asfalto

Consiste en un camión con un tanque aislado con sistema de calefacción y un irrigador de

asfalto para aplicaciones en frio o en caliente. La capacidad del tanque varía entre 3000 y

20000 litros.

El irrigador de asfalto consiste en un sistema de barras de riego ubicadas en el extremo

final del tanque. Sus longitudes van desde 3 m hasta 8 m en los distribuidores más

grandes.

Figura 10. Distribuidor de asfalto

Fuente: http://www.columbiamaq.cl/maquina-distribuidor-de-asfalto-maximizer-ii-6,

recuperada el 27 de septiembre de 2014.

Para el sistema de calefacción, generalmente del tipo fuel-oil, se cuenta con un

termómetro para la aplicación del asfalto en la temperatura correcta.

La velocidad de aplicación debe ser la adecuada para mantener una distribución uniforme

en la totalidad de su ancho.

Se utiliza para la aplicación de asfalto, ya sea cemento asfáltico, asfalto líquido o

emulsiones y para riegos asfálticos. Para la humectación de áridos también se utilizan

este tipo de camiones cisterna de riego en las diferentes capas del pavimento.

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Terminadora de asfalto o pavimentadora:

La máquina pavimentadora es la encargada de distribuir y darle forma al asfalto. Consta

de una unidad tractora y una unidad extendedora.

La unidad tractora produce la fuerza motriz y posee una tolva para recibir el material y

transportarlo hacia la unidad extendedora. Se compone de brazos extendedores, una

placa maestra, un dispositivo compactador, sensores de pendiente y un dispositivo de

regulación de espesor. La regulación del espesor se consigue variando la inclinación de la

placa maestra hasta conseguir un punto de equilibrio de fuerzas.

Las velocidades de aplicación varían entre 1 km/h y 10 km/h.

Figura 11. Pavimentadora asfáltica

Fuente: http://blog.mercadovial.com/wp-

content/uploads/2012/04/Pavimentadora_AP500_Caterpillar_II.jpg, recuperada el 27 de

septiembre de 2014.

Barredoras

Estas máquinas autopropulsadas poseen brazos hidráulicos con rodillos de fibra natural,

de acero o sintéticas con una dureza tal que no dañe la superficie del pavimento.

Se utilizan antes de la colocación de riegos o capas asfálticas con el fin de eliminar las

partículas sueltas, polvo o cualquier material que pueda afectar la adherencia entre capas.

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Las velocidades usuales de trabajo son de 3 km/h a 4 km/h y el número de pasadas normal

es de 3 a 4 para lograr una limpieza correcta de la superficie.

Cabe destacar que previo a la utilización de cualquier maquinaria es importante una

revisión exhaustiva de sus componentes y su funcionamiento. La limpieza de cada una de

sus partes condiciona el correcto funcionamiento de la maquinaria y una buena ejecución

de la obra.

Figura 12. Barredora

Fuente: http://procedimientosconstruccion.blogs.upv.es/2014/06/02/barredora-

mecanica/, recuperada el 27 de septiembre de 2014.

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Método constructivo

El proceso constructivo de pavimentos asfálticos consta de diversas etapas, las cuales

deben ejecutarse óptimamente para obtener un pavimento con las características

requeridas según el diseño. A continuación se describe paso a paso este proceso en cada

una de sus etapas.

Construcción de capas granulares

Primeramente, se debe tener acceso al agregado pétreo que se utiliza en la conformación

de las capas granulares de la carpeta asfáltica. Este agregado debe ser de calidad

uniforme, chancados según el tamaño necesario, debe estar libre de materia orgánica y

otras sustancias que afecten la estabilidad del pavimento.

Una vez que el material es llevado a la obra, se vierte sobra la vía utilizando camiones

tolva, colocándolo en separaciones adecuadas y con el espesor a compactar. Con el fin de

distribuir y homogeneizar se utiliza una motoniveladora. Luego, se humedecen los

agregados para alcanzar la humedad óptima de compactación aplicando riegos de agua y

la motoniveladora los mezcla nuevamente.

Alcanzada la humedad óptima, se procede a compactar la capa granular utilizando rodillo

liso, rodillo liso neumático y/o placa vibradora (la cual se utiliza para compactar áreas

pequeñas en la reparación de pavimentos). El uso de estos compactadores depende del

espesor de la capa y de la granulometría de los agregados pétreos.

Figura 13. Compactación de una base granular

Fuente: http://observatoriolocalidad15.com/2014/07/calle-19-entre-carreras-12a-y-12b/,

recuperada el 27 de septiembre de 2014.

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Construcción de bases estabilizadas

Bases estabilizadas con cemento

Para mezclas in situ:

Se debe escarificar, pulverizar y prehumedecer los agregados pétreos para ofrecer mayor

superficie de contacto para el cemento en su aplicación, favoreciendo el proceso de

estabilización.

Al colocar el cemento en bolsas sobre el suelo por estabilizar, se deben distribuir en filas a

distancia que depende del contenido de las bolsas, el espesor y ancho a tratar y la

densidad de la capa estabilizada compactada, y se distribuye manualmente.

Si el cemento es colocado a granel, se utilizan camiones que permiten la distribución. No

se debe aplicar a granel en momentos con viento, pues genera una gran cantidad de

polvo.

Una vez aplicado el cemento, se mezcla con el suelo empleando una motoniveladora y se

aplica un riego de agua para incorporar la humedad óptima de compactación. La mejor

compactación se obtiene al compactar inmediatamente después del mezclado y

reponiendo el agua que se pierde en el proceso por evaporación. La capa luego de la

compactación final debe ser lisa, rígida y libre de fisuras.

Para permitir la correcta hidratación del cemento se debe aplicar riegos continuos de agua

o un riego de protección con una emulsión de rotura rápida.

Para mezclas en planta:

La elaboración de la mezcla se realiza en planta, se transporta a la vía y se extiende con

una terminadora. El proceso de compactación, terminado y curado es el mismo que el

descrito anteriormente.

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Figura 14. Estabilización de suelo-cemento con escarificador.

Fuente: http://www.osusa.com.uy/construccion.php, recuperada el 27 de septiembre de

2014.

Bases estabilizadas con emulsión:

Mezcla in situ:

Se escarifica el suelo, se disgrega y mezcla en conjunto. Con una motoniveladora se forma

una franja de suelo, se añade el agua y la emulsión según las cantidades de diseño y se

mezcla con la cantidad de pasadas necesarias para obtener una mezcla uniforme. Luego,

se compacta apropiadamente.

Mezcla en planta:

Se mezcla en planta los agregados pétreos, las cantidades requeridas de agua y emulsión,

para luego transportar la mezcla a la obra. Se vierte dicha mezcla en la pavimentadora y se

extiende según el ancho y espesor de diseño para ser posteriormente compactada.

Dicha compactación debe ser eliminar la mayor cantidad de agua con el objetivo de

alcanzar la resistencia final de la capa con mayor rapidez. Para esta compactación final se

utiliza un rodillo neumático pesado.

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Construcción de capas de rodadura

En primer lugar, se debe realizar un tratamiento previo a la construcción de un

revestimiento bituminoso, agregando un ligante bituminoso sobre la capa granular; es

decir, un riego de imprimación. El ligante debe ser de rotura lenta o de curado medio

para favorecer la penetración dentro de la base.

Tratamiento superficial:

Previo a la aplicación de un tratamiento superficial se debe realizar un barrido, el cual

puede ser manual o mecánico, para evitar que una película de polvo impida la adhesión

entre dicho tratamiento y la superficie de la calzada.

Se aplica el riego de ligante asfáltico mediante un camión de riego Cisterna, se extiende el

agregado pétreo y luego se compacta empleando rodillo neumático, fijando el agregado

sin fracturarlo. Generalmente son suficientes entre 3 a 4 pasadas del compactador.

Al cabo de 24 horas se debe realizar un barrido ligero para evitar que la gravilla que puede

quedar suelta dañe a los vehículos que transitarán posteriormente. Dentro de 2 o 3 días

después, se debe hacer un barrido en profundidad.

Capas de mezcla asfáltica en caliente:

La elaboración de mezcla en caliente siempre ha de realizarse en planta, en donde se

mezclan los agregados en frío, posteriormente secados y calentados, con cemento

asfáltico caliente, con el fin de disminuir su viscosidad.

La mezcla es transportada desde la planta a la vía mediante un camión tolva el cual debe

tener una tolva metálica lisa limpia de cualquier material que pueda contaminar la mezcla

asfáltica. El vehículo deber tener un aislante térmico, como una lona impermeable para

evitar la excesiva pérdida de calor durante el transporte y proteger la mezcla de la

intemperie.

La mezcla asfáltica debe llegar al sitio de colocación con una temperatura de entre 115 a

125 .

La mezcla se vacía en una pavimentadora la cual extiende la mezcla de manera uniforme y

con el espesor adecuado. Las capas sucesivas de mezcla deben ser construidas con una

separación tal que se forme una costura vertical continua a través del pavimento en la

junta longitudinal.

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La compactación inicial debe realizarse con un rodillo tándem (doble tambor) ligero de

entre 8 a 10 toneladas. Con esta compactación se obtiene la mayor densidad. La segunda

compactación se ejecuta con rodillos neumáticos. Finalmente, se compacta ligeramente

con el fin de obtener una superficie lisa y sin marcas. Todo lo anterior debe hacerse de

forma expedita y dentro de un rango de temperaturas en donde la mezcla es trabajable.

Para la carpeta asfáltica, es posible utilizar mezcla en caliente o en frío. Para la

construcción de mezcla en frío se emplea el mismo procedimiento descrito anteriormente,

pero ésta puede ser preparada en planta o in situ, y que se diferencia en tener los

materiales de mezcla a temperatura de ambiente.

Figura 15. Mezcla asfáltica en caliente

Fuente: http://www.notisanpedro.info/2013/05/repavimentan-la-calle-romulo-

naon.html, recuperada el 27 de septiembre de 2014.

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Ventajas y desventajas de la construcción de pavimentos asfálticos

La pavimentación asfáltica es un proceso constructivo que presenta ventajas y

dificultades, las cuales dependen principalmente de la selección de materiales adecuados

y del correcto procedimiento de construcción de cada una de las etapas que lo conforman.

Algunas de estas ventajas y desventajas serán expuestas a continuación.

El proceso constructivo de cada una de las capas bituminosas y las propiedades mecánicas

de las mezclas asfálticas hacen posible que los pavimentos construidos con estos

materiales sean continuos, es decir, sin juntas. Las juntas sólo se producen al inicio y final

de cada jornada de trabajo.

La correcta selección de materiales, el diseño y correcta colocación permiten que los

pavimentos asfálticos presenten buen drenaje superficial que impida la formación de una

lámina de agua sobre la superficie de rodadura. De la misma forma, la textura de la capa

de rodadura dada por estos materiales asfálticos permite proporcionar un buen

coeficiente de fricción entre los neumáticos de los vehículos y el pavimento, dándole una

buena resistencia al derrapamiento. Por otra parte, la utilización de material local no apto

para la confección de la carpeta asfáltica con el objetivo de ahorrar en el costo inicial,

puede actuar en desmedro de la capacidad de derrapamiento y su agravamiento con el

tiempo.

Hablando en términos generales, una mala selección de material y/o de atención y

cuidado en el proceso de construcción de los pavimentos asfálticos conllevan a un muy

bajo desempeño y duración de los mismos en comparación a la duración de diseño

inicialmente estimada.

La pavimentación asfáltica presenta un bajo costo inicial en comparación con estructuras

viales de hormigón. Pero el costo final de los pavimentos asfálticos es superior que los de

hormigón, debido a que los primeros requieren una alta mantención constante para su

buen funcionamiento y uso.

Teniendo en consideración lo anterior, usualmente las vías que necesitan estar en

funcionamiento en un breve periodo de tiempo se realizan con pavimentos asfálticos. Esto

se debe al periodo de construcción reducido que presentan en comparación a pavimentos

de otra índole por la rápida capacidad de fraguado que poseen.

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Con las mezclas de asfalto de aplicación en frio, como asfaltos líquidos y emulsiones

asfálticas, se reducen los gastos energéticos producidos por los calentadores de la

maquinaria de pavimentación. También se reducen los riesgos de quemadura u otros

accidentes para quienes operan la maquinaria.

Entre los errores constructivos que provocan el agrietamiento de las capas asfálticas están

los cambios de humedad o compactación a humedades que no sean las óptimas, lo que

produce que las densidades obtenidas sean deficientes. Por otra parte, al utilizar un

equipo de compactación vibratorio a una velocidad mayor a la estipulada, la fuerza

centrífuga del rodillo puede provocar ondulaciones en la superficie del pavimento,

causando agrietamientos transversales al eje de la calzada.

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Conclusiones

Ante la necesidad de vías de transporte y comunicación entre las localidades del país, la

pavimentación asfáltica de carreteras y otras estructuras viales es una solución

relativamente económica y comúnmente utilizada en la construcción de obras civiles.

Si bien existen otras alternativas al uso de materiales asfálticos como base de la carpeta

de rodadura y como aditivos de las capas granulares, éstos permiten tener una amplia

gama de posibilidades de diseño y construcción de caminos, las cuales son adecuadas

según el futuro uso y las necesidades proyectadas de la obras a construir.

El común empleo de pavimentos asfálticos en la confección de vías en Chile se debe

principalmente al bajo costo inicial que éstas implican y debido a que son una gran

alternativa de construcción tomando en cuenta la necesidad de ahorrar en el bien más

preciado en la actualidad, el tiempo. Como se mencionó anteriormente, los pavimentos

asfálticos toman menor tiempo de construcción y pueden ser puestos en uso en un menor

tiempo que aquellos de hormigón.

Por otra parte, el empleo de pavimentación asfáltica es una técnica utilizada por décadas

en nuestro país y en el mundo, siendo las metodologías de construcción conocidas

mayoritariamente por los profesionales en el rubro de la ingeniería y la construcción. Es

por ello que la maquinaria utilizada es ampliamente hallada en el mercado nacional.

En toda estructura de ingeniería, la selección del material que la compone es un factor

gravitante en cuanto a la resistencia y durabilidad que ésta tendrá. En el caso de

pavimentos asfálticos, una pobre elección y selección de materia prima tanto en la

construcción de las capas granulares como de la carpeta asfáltica probablemente

conllevará a un decrecimiento de la resistencia y funcionalidad de la estructura, y

aumentará la necesidad de mantención o reparación de la misma de forma constante.

Dicho esto, unas de las mayores contrapartes en la utilización de pavimentos asfálticos es

el alto costo que estos suponen debido a que deben ser mantenidos y repuestos con

periodicidad si se quiere mantener sus propiedades mecánicas en orden.

En el caso de Chile, la mano de obra utilizada para la construcción de estructuras

generalmente es no calificada. Esto produce que errores constructivos sean cometidos de

forma usual en terreno, mermando las características supuestas a la hora del diseño, y

provocando, en el presente caso, que los pavimentos de origen asfálticos se dañen

rápidamente. Debido a esto, la percepción del usuario ante la utilización de

pavimentación asfáltica es negativa y se considera como juicio general que aquellos

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pavimentos construidos en hormigón presentan mayores resistencias y comodidad de

uso.

Sin embargo, un camino construido correctamente en pavimentación asfáltica según un

correcto diseño, con regulación y constante control durante el proceso constructivo,

confeccionado con materiales de primera selección y apropiadamente tratados presentará

un muy buen comportamiento ante el tránsito estipulado, un alto nivel de comodidad de

uso para el usuario y una duración apreciable.

Referencias Bibliográficas

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