TEMA 3.1.10. FIRMES (I). CONSTITUCIÓN Y … · puedan ser objeto de actuaciones eventuales de...

FJHC Tema 3.1.10.- Firmes ( I ) (20-01-15)

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TEMA 3.1.10. FIRMES (I). CONSTITUCIÓN Y CONCEPTOS GENERALES. MATERIALES DE FIRMES. MEZCLAS BITUMINOSAS. PAVIMENTOS DE HORMIGÓN.

NORMATIVA APLICABLE. 1.- FIRMES (I). CONSTITUCIÓN Y CONCEPTOS GENERALES.

Los firmes de carreteras pueden definirse como un conjunto de capas superpuestas, relativamente horizontales y de varios centímetros de espesor, de diferentes materiales adecuadamente compactados, apoyadas en la explanada y colocadas para soportar las cargas de tráfico durante un período de años determinado, sin deterioros que afecten a la seguridad, comodidad y a la propia estructura.

Todo ello lleva a concluir que las principales funciones de los firmes que

actualmente se emplean en la construcción de carreteras son las siguientes: a) Resistir las solicitaciones del tráfico previsto durante el período de proyecto

del firme, así como servir de colchón de amortiguamiento de las cargas verticales para las capas inferiores, de forma que a la explanada llegue una pequeña parte de aquéllas, compatible con su capacidad portante.

b) Proporcionar una superficie de rodadura segura y cómoda, cuyas características se mantengan uniformes durante el periodo de funcionamiento de la vía, produciéndose a lo largo de éste deformaciones admisibles y deterioros que puedan ser objeto de actuaciones eventuales de conservación y mantenimiento, por otra parte lógicas en cualquier tipo de infraestructura.

c) Resguardar la explanada de la intemperie, especialmente de las precipitaciones y del agua en cualquiera de sus formas, ya que en determinados suelos produce una merma considerable en sus características resistentes, pudiendo además provocar lavados de parte del material e incluso fenómenos de deslizamiento.

Por tanto, deben poseer una serie de Características tales como:

A) Características Funcionales o superficiales: que afectan especialmente a los

usuarios: - Regularidad superficial del pavimento: tanto transversal como longitudinal.

- Rozamiento con alta adherencia Neumático – Pavimento.

- Ruidos de la rodadura: en el interior del vehículo y en el exterior.

- Propiedades de reflexión luminosa.

- Drenaje adecuado, con una rápida evacuación del agua


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B) Características Estructurales: que interesan específicamente a los órganos encargados de la Conservación. Están relacionadas con la de los materiales constituyentes, en particular las mecánicas, y con los espesores de estas capas, tanto en lo referente a resistencia como al amortiguamiento de las cargas.

Los materiales básicos empleados son: suelos granulares, áridos naturales y

artificiales, ligantes bituminosos, conglomerantes hidráulicos, agua, y otros materiales varios (barras de acero, aireantes, plastificantes, pasadores etc.)

Las principales Unidades de Obras que conforman un firme son:

Capas granulares: zahorras naturales o artificiales.

Materiales granulares estabilizados o tratados: con cemento o cal.

Tratamientos superficiales y riegos bituminosos: riegos con gravilla, riegos de

imprimación, adherencia, curado, lechadas bituminosas.

Mezclas bituminosas: en caliente o en frío, cerradas o abiertas, drenantes, etc.

Hormigones vibrados para pavimentos rígidos: magro, en masa o armados.

La Clasificación comúnmente utilizada distingue hasta cuatro tipos de firmes:

I. Flexibles: firme constituido por capas granulares NO tratadas y por un pavimento bituminoso de espesor inferior a 15 cm (puede ser un tratamiento superficial). Las cargas y tensiones son transmitidas a las capas inferiores.

II. Semiflexible: firme constituido por capas de mezcla bituminosa, de espesor total

igual o superior a 15 cm, sobre capas granulares no tratadas. Las cargas y tensiones son transmitidas a las capas inferiores.

III. Semirrígidos: firme constituido por un pavimento bituminoso de cualquier espesor sobre una o más capas tratadas con conglomerantes hidráulicos con espesor conjunto de éstas igual o superior a 20 cm (este límite inferior se establece en la Instrucción 6.1-IC, mientras que la Instrucción 6.3-IC lo fija en 18 cm, añadiendo que “y cuyo comportamiento garantice todavía una contribución significativa a la resistencia estructural del firme”).

IV. Rígidos: pavimentos de hormigón. Apenas transmiten cargas y tensiones a las

capas inferiores, cumpliendo éstas una mera función de regulación y base trabajo.


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2.- MATERIALES DE FIRMES. En este apartado veremos los materiales más característicos de los firmes y algunas

estructuras que combinan estos materiales al margen de las mezclas bituminosas y los pavimentos de hormigón que veremos en los últimos apartados.

Básicamente, para el estudio y descripción de los materiales, nos basaremos en el

contenido de la Orden del Ministerio de Obras Públicas, de 6 de febrero de 1976, por la que se aprobó el Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Obras de Carreteras y Puentes de la Dirección General de Carreteras y Caminos Vecinales (PG-3/75), incluyendo por supuesto todas las modificaciones que ha venido sufriendo.

En este sentido, debemos de tener en especial consideración la Orden

FOM/2523/2014, de 12 de diciembre, por la que se actualizan determinados artículos del pliego de prescripciones técnicas generales para obras de carreteras y puentes, relativos a materiales básicos, a firmes y pavimentos, y a señalización, balizamiento y sistemas de contención de vehículos, que ha supuesto una actualización de gran envergadura de este PG-3, con la aprobación de hasta 23 artículos y la derogación de otros muchos aprobados anteriormente a lo largo de sucesivas órdenes ministeriales 2.1.- Áridos.

Son elementos de naturaleza pétrea utilizados en cualquier capa de firme con, con porcentaje hasta del 90%, que aun cuando puedan considerarse como un conjunto de partículas discretas e inertes, pueden presentar reacciones en contacto con el agua, con los ligantes y con los conglomerantes y por lo tanto deben cumplir una serie de especificaciones en cada caso y uso.

Estas Especificaciones o Propiedades que los áridos han de cumplir, se recogen en los

Pliegos de Prescripciones Técnicas de los proyectos (en cualquier caso recomiendo la lectura del nuevo artículo 542.- Mezclas bituminosas tipo hormigón bituminoso del PG-3), distinguiendo generalmente entre árido grueso, árido fino y en su caso, filler o polvo mineral.

En los áridos gruesos las características fundamentales exigidas se refieren a:

- Forma, evaluada a través del Índice de Lajas que influye en el esqueleto mineral.

- Angulosidad: a través del % de Caras de Fractura (que influye en la textura

superficial y en la mayor o menor resistencia del esqueleto mineral).

- Calidad o Resistencia a la fragmentación: por el Coeficiente de Desgaste de los Ángeles.

- Adhesividad con los ligantes hidrocarbonados.


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- Resistencia al Pulimento: a través del Coeficiente de Pulimento Acelerado y que interesa especialmente en las capas de rodadura.

- Limpieza: destacando cualquier tipo de contenido de impurezas

En el árido fino las características se refieren fundamentalmente a:

- Limpieza: evaluada a través del equivalente de arena y el azul de metileno.

- Resistencia a la fragmentación: el material que se triture para obtener árido

fino deberá cumplir las condiciones exigidas al árido grueso.

- Plasticidad: evaluada a través del conocimiento del límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad.

Para la fabricación de las mezclas bituminosas los áridos se clasifican en

fracciones uniformes, a partir de las cuales se compone la granulometría elegida:

A) Árido Grueso Parte del conjunto de fracciones granulométricas retenida por el tamiz UNE 2 mm. B) Árido Fino Parte del conjunto de fracciones granulométricas cernida por el tamiz UNE 2 mm y

retenida por el tamiz UNE 0,063 mm C) Filler ó Polvo Mineral Parte del conjunto de fracciones granulométricas cernida por el tamiz UNE 0,063

mm. La importancia del polvo mineral o filler en una mezcla bituminosas es decisiva:

condiciona la proporción de ligante (es el componente de mayor superficie

específica);

constituye con el ligante el mástico que da cohesión al conjunto;

es un elemento importante en los fenómenos de adhesividad

y por último, es un componente que influye en el porcentaje de huecos y, por tanto, en la impermeabilidad y en las características resistentes de la mezcla.

La densidad aparente estará comprendida entre 0,5 y 0,8 g/cm3


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Para la fabricación de pavimentos de hormigón los áridos deberán cumplir, entre otras, las siguientes especificaciones recogidas en el artículo 550 del PG-3:

A) Árido Grueso Se define como árido grueso a la parte del árido total retenida en el tamiz 4 mm. El tamaño máximo del árido no será superior a cuarenta milímetros (40 mm) ni a

un cuarto (1/4) del espesor de la capa (aunque existen otras restricciones en casos como los pavimentos de hormigón armado continuo o cuando vaya a quedar expuesto de forma directa a la acción del tráfico)

B) Árido Fino Se define como árido fino a la parte del árido total cernida por el tamiz 4 mm

2.2.- Ligantes Bituminosos.

Con el nombre genérico de ligantes bituminosos, se denominan una amplia gama de materiales, de composición muy compleja y naturaleza hidrocarbonada, que poseen propiedades adhesivas y aglomerantes, manifestando, además un comportamiento reológico en el que están basadas sus aplicaciones tecnológicas.

Según su procedencia, pueden ser naturales o manufacturados. Los productos

naturales más importantes son los asfaltos naturales (Asfalto de Trinidad) y las rocas asfálticas. Los productos manufacturados son básicamente el betún y el alquitrán.

Las propiedades que caracterizan el comportamiento de los ligantes son:

o Son materiales termoplásticos que presentan susceptiblidad térmica. La mayor

o menor susceptibilidad depende del tipo de betún.

o Presentan, en general, buena adhesividad con los áridos.

o Sufren procesos de envejecimiento, asociados a procesos de oxidación originados por la radiación solar, la acción del agua, del tráfico, etc. que produce alteraciones en su comportamiento y una fragilización generalizada.

El PG-3, modificado por la Orden de 27 de diciembre de 1.999, recogía los siguientes

tipos de Ligantes Bituminosos: - Artículo 211.- Betunes Asfálticos. - Artículo 212.- Betún Fluidificado para Riego de Imprimación - Artículo 213.- Emulsiones Bituminosas. - Artículo 214.- Betunes Fluxados. - Artículo 215.- Betunes Asfálticos Modificados con Polímeros. - Artículo 216.- Emulsiones Bituminosas Modificadas con Polímeros.

No obstante, posteriormente se aprobó la Orden Circular 29/2011 sobre el Pliego

de Prescripciones Técnicas Generales para obras de Carreteras y puentes (PG-3). Ligantes


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bituminosos y Microaglomerados en frío, que llevó a cabo una revisión, más que por obsolescencia técnica, por adaptación a la nueva normativa europea tanto de ligantes bituminosos como de lechadas, y también por la necesidad de acentuar en el contexto actual, la importancia de estos últimos materiales en su función de rehabilitación superficial, para aportar una mejora de la macrotextura y de la resistencia al deslizamiento, así como por su idoneidad ante cuestiones relativas a la sostenibilidad y a la eficiencia.

En concreto las modificaciones afectaron a los siguientes artículos:

• Artículo 211.- Betunes asfálticos.

• Artículo 215.- Betunes asfálticos modificados con polímeros que se revisa ahora

como artículo 212.- Betunes modificados con polímeros. • Artículo 213.- Emulsiones bituminosas y Artículo 216.- Emulsiones bituminosas

modificadas con polímeros, que se refunden y agrupan en un nuevo artículo 213.- Emulsiones bituminosas.

• Artículo 540.- Lechadas bituminosas, que pasa a denominarse

Microaglomerados en frío.

Por tanto, con esta Orden Circular se estableció que dejarán de aplicarse en los Pliegos de Prescripciones Técnicas Particulares los artículos 211, 212, 213, 214, 215 y 216 publicados mediante Orden Ministerial de 27 de diciembre de 1999 y el artículo 540 publicado por Orden FOM/891/2004, aunque para su derogación expresa habría que esperar a que termine la tramitación de la reglamentación técnica relativa al cumplimiento del procedimiento de información en materia de normas y reglamentaciones técnicas.

Pues bien, con la aprobación de la Orden FOM/2523/2014 señalada anteriormente,

se han vuelto a actualizar estos artículos y ya se han derogado expresamente los ya indicados. Por tanto, actualmente nos encontramos con:

Artículo 211.- Betunes asfálticos. Artículo 212.- Betunes modificados con polímeros. Artículo 214.- Emulsiones bituminosas. Artículo 540.- Microaglomerados en frío.

De forma resumida, con el contenido de esta nueva Orden FOM/2523/2014, los

ligantes bituminosos pueden englobarse en tres grandes grupos:

A) Betunes Asfálticos (art. 211): son ligantes hidrocarbonados, prácticamente no volátiles, obtenidos a partir del crudo de petróleo o presentes en los asfaltos naturales, que son totalmente o casi totalmente solubles en tolueno, y con viscosidad elevada a temperatura ambiente.


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A efectos de aplicación de este artículo, se especifican tres tipos de betunes asfálticos: Convencionales (norma UNE-EN 12591).

Duros (norma UNE-EN 13924-1), para los betunes asfálticos destinados a la

producción de mezclas bituminosas de alto módulo. Multigrado (norma UNE-EN 13924-2), con aplicaciones semejantes a las

especificadas para los ligantes convencionales en los artículos correspondientes de mezclas bituminosas de la Parte 5 del Pliego PG-3

La denominación de los betunes asfálticos convencionales y duros se compondrá de dos números, representativos de su penetración mínima y máxima, determinada según la norma UNE-EN 1426, separados por una barra inclinada a la derecha (/). En los betunes asfálticos multigrado la denominación se compondrá de las letras MG seguidas de cuatro números, los dos primeros indicativos de su penetración mínima y máxima, determinada de acuerdo con la norma UNE-EN 1426, separados por una barra inclinada a la derecha (/); y el tercer y cuarto número, precedido de un guión (-), y a su vez separados por una barra inclinada a la derecha (/), representativos del rango del punto de reblandecimiento (norma UNE-EN 1427).

B) Emulsiones Bituminosas (art. 214): son dispersiones de pequeñas partículas de un ligante hidrocarbonado (partículas de 3 a 8 micras Fase Dispersa) y, eventualmente, un polímero, en una solución de agua (Fase Continua) y un agente emulsionante. Pueden ser básicas o aniónicas (buena adhesividad con áridos calizos) y ácidas o catiónicas (con los silíceos), pero a los efectos de aplicación del PG-3, se consideran para su empleo en la Red de Carreteras del Estado, las emulsiones bituminosas catiónicas, en las que las partículas del ligante hidrocarbonado tienen una polaridad positiva.

La denominación de las emulsiones bituminosas catiónicas modificadas o no, seguirá el siguiente esquema:


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A continuación se recogen las Emulsiones (catiónicas o catiónicas modificadas) a emplear:


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Su fabricación se realiza en un Molino Coloidal por el que pasa el ligante calentado, el agua y un agente emulsionante o emulgente que facilita la dispersión de las partículas de betún, evita su posterior aglomeración haciendo almacenable la emulsión y facilita la adhesividad con los áridos y aumenta la resistencia al desplazamiento por el agua tras puesta en obra. Se conservan y manejan en estado acuoso. Al ponerlas en contacto con la superficie de los áridos, bien por reacción química o por evaporación del agua, las partículas de betún vuelven a juntarse formando una película continua, lo que se denomina ROTURA de la emulsión.

C) Betunes Modificados con Polímeros (art. 212): son Ligantes hidrocarbonados cuyas propiedades reológicas han sido modificadas durante la fabricación, por el empleo de uno o más polímeros orgánicos. A efectos de este Pliego PG-3, las fibras orgánicas o minerales no se consideran modificadores del betún.

Se consideran comprendidos en esta definición, los betunes modificados con polímeros suministrados a granel y los que se fabriquen en el lugar de empleo, en instalaciones específicas independientes. Quedan excluidos también de esta definición, los productos obtenidos a partir de adiciones incorporadas a los áridos o en el mezclador de la planta de fabricación de la unidad de obra de la que formen parte. La denominación de los betunes modificados con polímeros se compondrá de las letras PMB seguidas de tres números; los dos primeros representativos de su penetración mínima y máxima, determinada de acuerdo con la norma UNE-EN 1426, separados por una barra inclinada a la derecha (/); y el tercer número, precedido de un guión (-), representativo del valor mínimo del punto de reblandecimiento (norma UNE-EN 1427). Cuando el polímero utilizado mayoritariamente en la fabricación del betún modificado sea polvo de caucho procedente de neumáticos fuera de uso, tras la denominación se añadirá una letra C mayúscula.


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Es importante señalar que el Plan Nacional de neumáticos fuera de uso (NFU) de 2001 prohibe el vertido de estos elementos a partir del 1 de enero de 2006. Una de las posibilidades de valorización de los NFU es la modificación de los betunes de mezclas asfálticas con caucho procedente de NFU. Las condiciones de empleo de estos materiales se regulan en la OC 21/2007 y OC 21bis/2009 y en la nueva redacción de los artículos 542 y 543 del PG-3 dada por la Orden FOM/2523/2014.

2.3.- Cementos. Según establece el artículo 202 del PG-3 (con la nueva redacción dada por la Orden

FOM/2523/2014) se definen como cementos los conglomerantes hidráulicos en cuya composición interviene como componente principal el clínker de cemento portland o, en su caso, el clínker de cemento de aluminato de calcio, los cuales, finamente molidos y convenientemente amasados con agua, forman pastas que fraguan y endurecen a causa de las reacciones de hidratación de sus constituyentes, dando lugar a productos hidratados mecánicamente resistentes y estables, tanto al aire como bajo agua.

La denominación, composición, designación, prescripciones, durabilidad y normas de

referencia de los cementos de uso en obras de carreteras serán las que figuran en los anejos de la Instrucción para la recepción de cementos (RC) vigente:

- Anejo 1. Cementos sujetos al marcado CE. - Anejo 2. Cementos sujetos al Real Decreto 1313/1988. En el caso de los pavimentos de hormigón, el artículo 550 del PG-3 (con la nueva

redacción dada por la Orden FOM/2523/2014) establece que el Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares o, en su defecto, el Director de las Obras fijará la clase resistente y tipo del cemento a emplear, teniendo en cuenta las recomendaciones de uso indicadas en la vigente Instrucción para la recepción de cementos (RC). Éste cumplirá las prescripciones del artículo 202 de este Pliego y las adicionales que establezca, en su caso, el Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares.

La utilización de cementos pórtland con caliza (CEM II/A-L, CEM II/B-L, CEM II/A-LL y

CEM II/B-LL) se limitará a la capa inferior de pavimentos bicapa. La clase resistente del cemento será, salvo justificación en contrario, la 32,5N o la

42,5N. El Director de las Obras podrá autorizar el empleo de un cemento de clase resistente 42,5R en épocas frías.

No se emplearán cementos de aluminato de calcio, ni mezclas de cemento con

adiciones que no hayan sido realizadas en instalaciones de fabricación específicas. El Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares fijará el principio de fraguado (norma

UNE-EN 196-3) que, en todo caso, no podrá tener lugar antes de los cien minutos (100 min).


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2.4.- Agua. El agua resulta imprescindible para la humectación y compactación de las capas

granulares, confección de riegos y mezclas bituminosas o la fabricación del hormigón empleado en los pavimentos y bases de los firmes rígidos.

Por ejemplo, en el caso de pavimentos de hormigón, el artículo 550 del PG-3 establece

que el agua deberá cumplir las prescripciones de la vigente Instrucción de Hormigón Estructural EHE.

2.5.- Otros Materiales auxiliares. Dentro de este grupo se incluyen las armaduras de acero empleadas en el armado de

firmes rígidos, aireantes, colorantes y plastificantes para hormigones, activantes para las mezclas bituminosas, geotextiles, etc. 2.6.- Capas Granulares.

La materia prima de las capas de base y subbase del firme suele estar constituida por materiales granulares. Estos materiales se pueden colocar directamente o bien ser combinados con productos que mejoren sus características mecánicas. En este caso de denominan de diferentes forma según el tipo de material empleado en el tratamiento.

Las capas granulares están constituidas exclusivamente por conjuntos de áridos.

Dentro de esta definición genérica cabe distinguir varios tipos de estructuras granulares:

1. De Granulometría Uniforme: aquellas constituidas por partículas gruesas (de algunos centímetros) de tamaños sensiblemente iguales. El elevado porcentaje de huecos que quedan entre ellas puede ser posteriormente rellenado en parte por unos áridos más finos o recebo, como en el macadam (este tipo se recogía expresamente en el artículo 502 del PG-3 pero fue derogado por la Orden FOM/891/2004)

2. De Granulometría Dispersa: las formadas por un material de grano fino en

cuyo seno están flotando otros elementos más gruesos, sin constituir un verdadero esqueleto mineral

3. De Granulometría Continua: como caso intermedio entre los anteriores están las estructuras formadas por áridos de diversos tamaños, que se vienen a denominar Zahorras (artículo 510 PG-3) de tal manera que los huecos dejados por los más gruesos, que constituyen el esqueleto mineral, van siendo rellenados por áridos más finos.

Son estructuras caracterizadas por altas compacidades. Dentro de ellas, se pueden eliminar los tamaños mas finos, consiguiendo así capas granulares con gran cantidad de huecos que las dotan de una apreciable drenabilidad, son las denominadas zahorras drenantes.


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2.7.- Estabilizaciones. La estabilización de un suelo es un proceso que tiene por objeto mejorar su resistencia

a la deformación, su durabilidad, su insensibilidad al agua, en su conjunto, mejoras sus características. De esta forma pueden utilizarse suelos tolerables e incluso inadecuados en explanadas y suelos granulares de buenas características pero de estabilidad insuficiente, en subbase y bases.

Puede ser mecánica (mezcla de 2 o más suelos diferentes) ó mediante aditivos que

física o químicamente actúan sobre las propiedades del suelo. Los más frecuentes son el cemento y la cal, pero también se emplean escorias, cenizas volantes, ligantes hidrocarbonados, cloruro sódico, etc.

En el PG-3, modificado por la Orden FOM/891/2004 y recientemente por la Orden

FOM/2523/2014, las principales estabilizaciones se recogen en los artículos:

- Artículo 512: Suelos Estabilizados In Situ

- Artículo 513: Materiales Tratados con Cemento (suelocemento y gravacemento)

Además, se señalan también la Grava-Emulsión, la Grava-Escoria y el Hormigón

Compactado.

2.8.- Tratamientos Superficiales. Un Tratamiento Superficial es una unidad de obra cuyo objetivo es dotar a un firme de

unas ciertas características superficiales (textura, impermeabilidad, etc.), sin aumento directo y apreciable de la capacidad resistente ni en general tampoco de la regularidad superficial.

Los Tratamientos Superficiales por antonomasia son los Riegos con Gravilla

definidos en la Orden Circular 297 / 88 que modificaba el PG-3 (artículo 533) como la aplicación de una o varias manos de un ligante hidrocarbonado sobre una superficie, complementadas por una o varias extensiones de áridos. Sin embargo, aunque no queda totalmente claro, la Orden Ministerial FOM/891/2014 derogó el citado artículo, por lo que en la actualidad no existe regulación en el P.P.T.G.

Otros Tratamientos Superficiales muy empleados son las Lechadas Bituminosas

(slurry seal) que se define en el artículo 540 (que como hemos señalado anteriormente, con la aprobación de la Orden FOM/2523/2014 han pasado a denominarse Microaglomerados en Frío). Las lechadas bituminosas para su empleo en tratamientos superficiales de mejora de la textura superficial o sellado de pavimentos, son mezclas fabricadas a temperatura ambiente con un ligante hidrocarbonado (emulsión bituminosa), áridos, agua y, eventualmente, polvo mineral de aportación y adiciones, cuya consistencia es adecuada para su puesta en obra y pueden aplicarse en una o varias capas


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En resumen, una posible clasificación de los Tratamientos Superficiales distingue entre:

A) Tratamientos con Riegos - Sin Gravilla: En Negro, Antipolvo, Imprimación Adherencia, Curado - Con Gravilla: Monocapa, Bicapa, Monocapa doble engravillado, Triple

Tratamiento, Sandwich

B) Tratamientos con Mezclas Bituminosas - Mezclas finas y lechadas bituminosas - Mezclas gruesas (tipo macadam bituminoso por penetración)


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3.- MEZCLAS BITUMINOSAS.

El origen de las mezclas bituminosas se remonta a 1.830, alcanzando su mayor desarrollo tecnológico durante la II Guerra Mundial. En España su utilización generalizada se remonta al Plan del Circuito Nacional de Firmes Especiales.

Entre las principales características fundamentales que debe poseer una mezcla

bituminosa caben destacar:

• Resistencia a la deformación (Estabilidad) • Resistencia a las deformaciones plásticas • Resistencia a la disgregación • Resistencia a la fatiga • Flexibilidad • Resistencia al deslizamiento • Impermeabilidad y permeabilidad • Resistencia a agentes externos (Durabilidad)

En función del parámetro que se considere para establecer las diferencias entre los

distintos tipos de mezcla, las clasificaciones pueden ser diversas, y entre ellas se pueden citar:

A) Por su fabricación y temperatura de puesta en obra: - Mezclas Bituminosas en Frío. - Mezclas Bituminosas en Caliente

B) Por el % de huecos h en mezcla:

- Cerradas (h < 6) Densas (D) y Semidensas (S) - Semicerradas ( 6 < h < 12) Gruesas (G) - Abiertas (h > 12) Abiertas (A) - Porosas (h > 20) Drenantes (P)

C) Por el tamaño del árido:

- Gruesas (t max > 8 mm) - Finas (t max < 8 mm)

D) Por la estructura interna del árido:

- Con esqueleto mineral. - Sin esqueleto mineral

E) Por la granulometría:

- Continuas - Discontinuas

F) Por las fracciones de árido empleadas:

- Mástico Bituminoso: filler + betún - Mortero bituminoso: árido fino + mástico


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- Macadam Bituminoso: árido grueso + betún - Hormigón Bituminoso: árido fino + árido grueso + betún

No obstante, en lo sucesivo, nos referiremos a los tipos de Mezclas bituminosas

recogidas expresamente en el PG-3, tras las modificaciones introducidas por la Orden FOM/2523/2014, en los artículos:

• Artículo 542.- Mezclas Bituminosas tipo hormigón bituminoso

• Artículo 543.- Mezclas Bituminosas para capas de rodadura. Mezclas

drenantes y discontinuas.

Asi, el artículo 542 del PG-3, (según la nueva redacción Orden FOM/2523/2014) define las mezclas bituminosas en caliente tipo hormigón bituminoso (el tipo de mezclas bituminosas más común) la combinación de un betún asfáltico, áridos con granulometría continua, polvo mineral y, eventualmente, aditivos, de manera que todas las partículas del árido queden recubiertas por una película homogénea de ligante, cuyo proceso de fabricación y puesta en obra deben realizarse a una temperatura muy superior a la del ambiente.

En función de la temperatura necesaria para su fabricación y puesta en obra las

mezclas bituminosas tipo hormigón bituminoso se clasifican en calientes y semicalientes. En estas últimas, el empleo de betunes especiales, aditivos u otros procedimientos, permite disminuir la temperatura mínima de mezclado en al menos cuarenta grados Celsius (40 ºC) respecto a la mezcla equivalente, pudiendo emplearse en las mismas condiciones y capas que aquéllas en las categorías de tráfico pesado T1 a T4.

Cuando el valor del módulo dinámico a veinte grados Celsius (20 ºC) de la mezcla

bituminosa (Anexo C de la norma UNE-EN 12697-26), sobre probetas preparadas de acuerdo con la norma UNE-EN 12697-30 con setenta y cinco (75) golpes por cara, es superior a once mil megapascales (> 11 000 MPa), se define como de alto módulo, pudiendo emplearse en capas intermedias o de base para categorías de tráfico pesado T00 a T2, con espesores comprendidos entre seis y trece centímetros (6 a 13 cm).

Las mezclas de alto módulo deberán cumplir, excepto en el caso de que se mencionen

expresamente otras, las especificaciones que se establecen en este artículo para las mezclas semidensas, no pudiendo en ningún caso emplear en su fabricación materiales procedentes del fresado de mezclas bituminosas en caliente en proporción superior al quince por ciento (15%) de la masa total de la mezcla.

La ejecución de cualquiera de los tipos de mezclas bituminosas definidas

anteriormente incluye las siguientes operaciones:

o Estudio de la mezcla y obtención de la fórmula de trabajo.

o Fabricación de acuerdo con la fórmula de trabajo.


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o Transporte al lugar de empleo.

o Preparación de la superficie que va a recibir la mezcla.

o Extensión y compactación de la mezcla.

En lo que se refiere a las especificaciones de los materiales, además de las ya indicadas en el apartado anterior (y que recomiendo ampliar con el estudio de este artículo 542 del PG-3), caben señalar una serie de consideraciones generales incluidas expresamente en este artículo:

Lo dispuesto en este artículo se entenderá sin perjuicio de lo establecido en el Reglamento 305/2011 de 9 de marzo de 2011, del Parlamento Europeo y del Consejo, por el que se establecen las condiciones armonizadas para la comercialización de productos de construcción.

Para los productos con marcado CE, el fabricante asumirá la responsabilidad sobre

la conformidad de los mismos con las prestaciones declaradas, de acuerdo con el artículo 11 del mencionado Reglamento. Los productos que tengan el marcado CE deberán ir acompañados, además de dicho marcado, de la Declaración de Prestaciones, y de las instrucciones e información de seguridad del producto.

Por su parte, el Contratista deberá verificar que los valores declarados en los

documentos que acompañan al marcado CE permitan deducir el cumplimiento de las especificaciones contempladas en el Proyecto o, en su defecto, en este Pliego, debiendo adoptar, en el caso de que existan indicios de incumplimiento de las especificaciones declaradas, todas aquellas medidas que considere oportunas para garantizar la idoneidad del producto suministrado a la obra.

Independientemente de lo anterior, se estará además en todo caso, a lo dispuesto

en la legislación vigente en materia ambiental, de seguridad y salud, de producción, almacenamiento, gestión y transporte de productos de la construcción, de residuos de construcción y demolición, y de suelos contaminados.

Respecto a la designación de las mezclas bituminosas tipo hormigón

bituminoso, según la nomenclatura establecida en la norma UNE-EN 13108-1, se complementará con información sobre el tipo de granulometría que corresponda a la mezcla, con el fin de poder diferenciar mezclas con el mismo tamaño máximo de árido pero con husos granulométricos diferentes. Para ello, a la designación establecida en la norma UNE-EN 13108-1 se añadirá la letra D, S o G después de la indicación del tipo de ligante, según se trate de una mezcla densa, semidensa o gruesa, respectivamente.

La designación de las mezclas bituminosas seguirá, por lo tanto, el esquema

siguiente:

AC D surf/bin/base ligante granulometría


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AC: indicación relativa a que la mezcla es de tipo hormigón bituminoso. (Asphalt Concrete)

D: indica el tamaño máximo del árido, expresado como la abertura del tamiz que deja pasar entre un noventa y un cien por ciento (90% y 100%) del total del árido.

surf (de surface, rodadura): indica que es una mezcla para capa de rodadura.

bin (de binder, capa de unión): indica que es una mezcla para capa intermedia.

base: indica que es una mezcla para capa de base

ligante: será designación del ligante hidrocarbonado utilizado

granulometría: designación mediante las letras D, S o G del tipo de granulometría correspondiente a una mezcla densa (D), semidensa (S) o gruesa (G), respectivamente. En el caso de mezclas de alto módulo se añadirán además las letras MAM.

Y finalmente, cuando la mezcla bituminosa sea semicaliente, se añadirá esta palabra

al final de la designación de la mezcla.

El tipo de mezcla bituminosa a emplear en función del tipo y del espesor de la capa del firme, se definirá en el Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares, de acuerdo con la tabla siguiente


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Por otra parte, el artículo 543 del PG-3, define como mezclas bituminosas para capa de rodadura aquellas resultantes de la combinación de un betún asfáltico, áridos —en granulometría continua con bajas proporciones de árido fino o con discontinuidad granulométrica en algunos tamices—, polvo mineral y, eventualmente, aditivos, de manera que todas las partículas del árido queden recubiertas por una película homogénea de ligante, cuyo proceso de fabricación y puesta en obra debe realizarse a una temperatura muy superior a la del ambiente.

En función de la temperatura necesaria para su fabricación y puesta en obra las

mezclas bituminosas para capa de rodadura se clasifican en calientes y semicalientes. En éstas últimas, el empleo de betunes especiales, aditivos u otros procedimientos, permiten disminuir la temperatura mínima de mezclado en al menos cuarenta grados Celsius (40 ºC) respecto a la mezcla equivalente, pudiendo emplearse en las mismas condiciones que aquéllas en las categorías de tráfico pesado T1 a T4.

En función de su granulometría las mezclas bituminosas para capa de rodadura se

clasifican, a su vez, en drenantes y discontinuas. Las mezclas bituminosas drenantes son aquellas que, por su baja proporción

de árido fino, presentan un contenido muy alto de huecos interconectados que le proporcionan sus características drenantes, pudiéndose emplear en capas de rodadura de cuatro a cinco centímetros (4 a 5 cm) de espesor.

Las mezclas bituminosas discontinuas son aquellas cuyos áridos presentan una discontinuidad granulométrica muy acentuada en los tamaños inferiores del árido grueso, que se utilizan para capas de rodadura en espesores reducidos de dos a tres centímetros (2 a 3 cm), y cuyo tamaño máximo del árido no supera los once milímetros ( 11 mm).

La ejecución de cualquiera de los tipos de mezcla bituminosa definidas anteriormente

incluye las siguientes operaciones:

o Estudio de la mezcla y obtención de la fórmula de trabajo.

o Fabricación de acuerdo con la fórmula de trabajo.

o Transporte al lugar de empleo.

o Preparación de la superficie que va a recibir la mezcla.

o Extensión y compactación de la mezcla.

Al igual que antes, en lo que se refiere a las especificaciones de los materiales, además de las ya indicadas en el apartado anterior (y que recomiendo ampliar con el estudio de este artículo 543 del PG-3), caben señalar las mismas consideraciones generales incluidas expresamente en el artículo 542 que hemos visto anteriormente


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Respecto a la designación de las mezclas bituminosas discontinuas se hará conforme a la nomenclatura establecida en la norma UNE-EN 13108-2 siguiendo el siguiente esquema:

BBTM: indicación relativa a que la mezcla bituminosa es de tipo discontinuo.

D: tamaño máximo del árido, expresado como la abertura del tamiz que deja pasar entre un noventa y un cien por ciento (90% y 100%) del total del árido.

Clase: designación de la clase de mezcla discontinua. A efectos de este Pliego

será A o B. Ligante: tipo de ligante hidrocarbonado utilizado.

Respecto a la designación de las mezclas bituminosas drenantes se hará de

acuerdo con la nomenclatura establecida en la norma UNE-EN 13108-7, siguiendo el siguiente esquema:

PA: indicación relativa a que la mezcla bituminosa es de tipo drenante.

D: tamaño máximo del árido, expresado como la abertura del tamiz que deja pasar entre un noventa y un cien por ciento (90% y 100%) del total del árido.

Ligante: tipo de ligante hidrocarbonado utilizado.

En ambos casos, cuando la mezcla bituminosa sea semicaliente se añadirá esta palabra al final de la designación de la mezcla.


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4.- PAVIMENTOS DE HORMIGÓN. Los Firmes Rígidos o pavimentos de hormigón de carreteras son aquellos en los que la

parte resistente de la sección del mismo está encomendada a una capa de hormigón hidráulico y es sobre el pavimento donde recae la responsabilidad estructural y funcional, mientras que las capas inferiores tienen por misión asegurar un apoyo uniforme, estable y no erosionable para aquél.

El uso de estos pavimentos surge en 1.909 en EE.UU y posteriormente en Alemania

antes de la II Guerra Mundial. En España su aparición coincide con el inicio del Plan del Circuito Nacional de Firmes Especiales. Un ejemplo claro lo tenemos en la Autopista Sevilla – Cádiz en 1.971.

Entre las características principales que podemos destacar de los pavimentos de

hormigón podemos destacar: A) Rigidez del Pavimento.

Esta rigidez deriva de la propia del hormigón y tiene los siguientes efectos sobre la concepción global del firme:

Hace que el pavimento sea muy resistente a las elevadas presiones de contacto

de los vehículos pesados.

No sufren roderas viscoplásticas.

Las tensiones verticales transmitidas por las cargas se distribuyen ampliamente sobre el apoyo de la losa, de modo que la tensión máxima que le llega es solo una pequeña fracción de la presión de contacto.

Únicamente precisa de una base estable y uniforme, resistente a la erosión. No es necesaria una elevada capacidad estructural de la explanada.

No obstante, en suelos heterogéneos o expuestos a cambios de volumen se debe interponer una capa de subbase que garantice la homogeneidad del comportamiento.

B) Juntas.

La retracción inicial del hormigón y las variaciones termohigrométricas (parcialmente impedidas por el peso propio de la losa y su rozamiento con la base de apoyo), hacen necesaria la disposición de juntas para evitar la aparición aleatoria de fisuras en el pavimento que incluso podrían desportillarse: al propio tiempo, las fisuras más abiertas permitirían la entrada de agua y partículas extrañas hacia la base, pudiendo formarse bloques inestables bajo el tráfico. Por otro lado. También son necesarias las juntas para facilitar el alabeo de las losas debido a los gradientes termohigrométricos.


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Las juntas transversales serán: de contracción, de hormigonado o de dilatación.

Las juntas longitudinales serán: de alabeo o de hormigonado.

C) Sensibilidad a Agentes Externos.

Los pavimentos de hormigón no se ven afectados por eventuales depósitos de aceites y combustibles en su superficie, ventaja que puede tener importancia en estacionamiento y rampas. En zonas sometidas a heladas y cuando se prevea el empleo de sales fundentes en invierno, será necesario incorporar al hormigón un aireante y asegurarse de la efectiva existencia de aire ocluido.

D) Características Superficiales.

La resistencia al deslizamiento se suele conseguir empleando arena silícea y dando al hormigón fresco una textura superficial adecuada mediante arrastre de una arpillera y posterior cepillado, estriado o ranurado. La macrotextura debe ser rugosa para altas velocidades de circulación y más lisa para velocidades bajas. Otros tipos de texturas, más parecidas a las de los pavimentos bituminosos, son las obtenidas por la incrustación de gravillas no pulimentables en el hormigón fresco o por eliminación del mortero superficial (denudado) al que se impide fraguar mediante un riego de agua con sacarosa. El tipo de textura influye en el ruido producido en la rodadura, comprobándose que las texturas longitudinales, a igualdad de coeficiente de rozamiento, dan lugar a niveles sonoros más reducidos.

Elementos para la ejecución de macrotextura: Cepillado (Izda.) y Arpillera (Dcha.)

Otras características superficiales que afectan por razones de seguridad, comodidad y economía son las propiedades ópticas reflectantes de estos pavimentos (mejora la visibilidad nocturna y en zonas iluminadas, para igual luminancia media, ahorro en las instalaciones y consumos)


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E) Durabilidad La resistencia mecánica del hormigón aumenta con el tiempo, y si la concepción del pavimento ha sido correcta, su índice de servicio disminuye lentamente. La fatiga a flexión del hormigón es la que determinará finalmente el agrietamiento generalizado y la necesidad de su refuerzo o reconstrucción, influyendo factores como:

• Espesor de la losa • Resistencia a flexotracción del hormigón • Intensidad y número de aplicaciones de las cargas • Climatología • Geometría de las losas • Condiciones de su base de apoyo

F) Conservación y Rehabilitación. Un pavimento de hormigón correctamente proyectado y construido requiere poca conservación: eventual sellado de juntas y grietas, reconstrucción de alguna losa, restauración de la macrotextura, operaciones simplificadas con la ayuda de nuevos materiales (resinas, hormigones superplastificados, tratamientos superficiales) y pequeñas herramientas específicas.

El artículo 550 del PG-3, actualizado conforme a la Orden FOM/2523/2014, define Pavimento de Hormigón como el constituido por un conjunto de losas de hormigón en masa separadas por juntas transversales, o por una losa continua de hormigón armado, en ambos casos eventualmente dotados de juntas longitudinales. En dicho pavimento el hormigón se pone en obra con una consistencia tal, que requiere el empleo de vibradores internos para su compactación y maquinaria específica para su extensión y acabado superficial.

A efectos de aplicación de este Pliego PG-3, se distinguen los siguientes tipos de

pavimentos de hormigón: Pavimento de hormigón con juntas: pavimento de hormigón en masa con

juntas transversales a intervalos regulares, comprendido entre tres y cinco metros (3 y 5 m), en los que la transferencia de cargas entre losas puede efectuarse por medio de pasadores de acero, o bien confiarse al encaje entre los áridos.

Pavimento de hormigón armado continuo: pavimento de hormigón dotado de armadura longitudinal continua, sin juntas transversales de contracción o, eventualmente, dilatación.

Ambos tipos de pavimento pueden construirse en una (1) sola capa, o en dos (2)

capas de forma sucesiva entre sí con un desfase lo más reducido posible para garantizar su adherencia. En el segundo caso la capa de hormigón superior se suele diseñar para recibir un tratamiento que permita eliminar el mortero superficial y dejar el árido grueso expuesto a la acción directa del tráfico.


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La ejecución del pavimento de hormigón incluye las siguientes operaciones: o Estudio y obtención de la fórmula de trabajo.

o Preparación de la superficie de asiento.

o Fabricación del hormigón.

o Transporte del hormigón.

o Colocación de elementos de guía y acondicionamiento de los caminos de rodadura

para la pavimentadora y los equipos de acabado superficial.

o Colocación de los elementos de las juntas.

o Colocación, en su caso, de armaduras en pavimento continuo de hormigón armado.

o Puesta en obra del hormigón.

o Ejecución de la junta longitudinal en fresco, en su caso, y de las juntas

transversales de hormigonado.

o Terminación de bordes y de la textura superficial.

o Protección y curado del hormigón fresco.

o Ejecución de juntas transversales serradas y, en su caso, la longitudinal.

o Sellado de las juntas. En lo que se refiere a las especificaciones de los materiales, además de las ya

indicadas en el apartado anterior (y que recomiendo ampliar con el estudio de este artículo 550 del PG-3), caben señalar una serie de consideraciones generales incluidas expresamente en este artículo:

Lo dispuesto en este artículo se entenderá sin perjuicio de lo establecido en el Reglamento 305/2011 de 9 de marzo de 2011, del Parlamento Europeo y del Consejo, por el que se establecen las condiciones armonizadas para la comercialización de productos de construcción.

Para los productos con marcado CE, el fabricante asumirá la responsabilidad sobre

la conformidad de los mismos con las prestaciones declaradas, de acuerdo con el artículo 11 del mencionado Reglamento. Los productos que tengan el marcado CE deberán ir acompañados, además de dicho marcado, de la Declaración de Prestaciones, y de las instrucciones e información de seguridad del producto.

Por su parte, el Contratista deberá verificar que los valores declarados en los

documentos que acompañan al marcado CE permitan deducir el cumplimiento de


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las especificaciones contempladas en el Proyecto o, en su defecto, en este Pliego, debiendo adoptar, en el caso de que existan indicios de incumplimiento de las especificaciones declaradas, todas aquellas medidas que considere oportunas para garantizar la idoneidad del producto suministrado a la obra.

Independientemente de lo anterior, se estará además en todo caso, a lo dispuesto

en la legislación vigente en materia ambiental, de seguridad y salud, de producción, almacenamiento, gestión y transporte de productos de la construcción, de residuos de construcción y demolición, y de suelos contaminados.

No obstante, haremos una breve mención a los Pasadores y barras de unión y a las

armaduras. Los pasadores estarán constituidos por barras lisas de acero, de veinticinco

milímetros (25 mm) de diámetro y cincuenta centímetros (50 cm) de longitud. El acero será del tipo S-275-JR, definido en la norma UNE-EN 10025-2.

Los pasadores estarán recubiertos en toda su longitud con un producto que evite su

adherencia al hormigón. Su superficie será lisa y no presentará irregularidades ni rebabas, debiéndose suministrar directamente para su empleo, sin que sean necesarias manipulaciones dimensionales, ni superficiales posteriores.

En las juntas de dilatación, uno de sus extremos se protegerá con una caperuza de

longitud comprendida entre cincuenta y cien milímetros (50 a 100 mm), rellena de un material compresible que permita un desplazamiento horizontal igual o superior al del material de relleno de la propia junta.

Las barras de unión serán barras o alambres corrugados de acero, de doce

milímetros (12 mm) de diámetro y ochenta centímetros (80 cm) de longitud, y deberán cumplir las prescripciones de la vigente Instrucción de Hormigón Estructural EHE.

La armadura para pavimento de hormigón armado continuo estará constituida por

barras o alambres corrugados soldables que cumplan las exigencias de la vigente Instrucción de Hormigón Estructural EHE.

Los elementos longitudinales serán barras corrugadas de acero B 500 S o B 500 SD,

cuyo diámetro nominal no será inferior a veinte milímetros (≥ 20 mm) en pavimentos de espesor igual o superior a veintidós centímetros (≥ 22 cm), ni a dieciséis (≥ 16 mm) en los restantes casos. Los elementos transversales, en su caso, podrán estar constituidos por barras o alambres corrugados, en todos los casos de doce milímetros (12 mm) de diámetro nominal.

El Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares podrá indicar otros sistemas para la

constitución de la armadura, como el empleo de armaduras normalizadas o de flejes metálicos, entre otros.


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Respecto al Tipo y Composición del hormigón, el Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares especificará el tipo de hormigón a emplear de entre los indicados en la tabla siguiente, cuya designación corresponde con el valor de la resistencia característica a flexotracción a veintiocho días (28 d), referida a probetas prismáticas normalizadas de sección cuadrada, de ciento cincuenta milímetros (150 mm) de lado (norma UNE-EN 12390-1) , fabricadas y curadas conforme a la norma UNE-EN 12390-2, y ensayadas con el procedimiento de dos puntos de carga (norma UNE-EN 12390-5).

La resistencia característica a flexotracción del hormigón a veintiocho días (28 d) se

define como el valor de la resistencia asociado a un nivel de confianza del noventa y cinco por ciento (95%).

La consistencia del hormigón (norma UNE-EN 12350-2) tendrá un valor de

asentamiento comprendido entre uno y seis centímetros (1 a 6 cm). Aún cuando ya hemos visto los tipos de pavimentos de hormigón tal y como quedan

definidos en el artículo 550 del PG-3 y que han venido siendo los más habituales, a continuación se incluye una descripción más detallada de diferentes ejemplos o tipologías de pavimentos de hormigón que básicamente son los que ya hemos visto o variantes sobre la misma base conceptual.

Así, los Pavimentos de Hormigón podemos agruparlos en 5 categorías:

1. Pavimentos de hormigón en masa (con o sin pasadores).

El hormigón vibrado en masa constituye la capa resistente y a la vez la de rodadura

del firme rígido. Esta capa debe poseer unas cualidades resistentes y superficiales que van implícitas con su misión dentro del conjunto del firme, pero a su vez, ha de complementarlas con otras de trabajabilidad que se relacionan con los equipos de extendido y compactado.


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En estos pavimentos, las Juntas Transversales de Contracción para mejorar la transmisión de cargas entre losas contiguas, se ejecutan por aserrado con una anchura de corte no superior a 4 mm y profundidad no inferior al cuarto del espesor de la losa. En las mismas pueden colocarse (obligado para tráficos T1 y T2) los pasadores que son barras LISAS de acero NO adheridas al hormigón de 25 mm de diámetro y 50 cm de longitud o bien utilizar el denominado “sistema californiano” que prescinde de pasadores, realizando las juntas sesgadas, con una inclinación respecto al eje de la calzada de 6:1 para disminuir el efecto de las solicitaciones.

Detalle de pasadores y del sistema de colocación de pasadores integrado en la

extendedora de hormigón.

Por su parte, las Juntas Longitudinales de Alabeo se ejecutan cuando la anchura de hormigonado sea superior a 5 m, dividiendo el pavimento en franjas aproximadamente iguales, procurando que coincidan sensiblemente con las separaciones entre los carriles de circulación y evitando que lo hagan con las zonas de rodadura del tráfico, con una marca vial o con un pasador. Se ejecutarán por aserrado, con una profundidad de corte no inferior al tercio del espesor de la losa.

En todos los casos se proyectarán perpendicularmente a la junta longitudinal, barras

corrugadas de unión de 12 mm de diámetro, 80 cm de longitud y espaciadas 1 m. Se dispondrán a la mitad del espesor de la losa y simétricas respecto de la junta. 2. Pavimentos de hormigón compactado (Hormigón compactado con rodillo o

HCR)

Se trata de un hormigón con bajo contenido de agua, con una relación agua / cemento entre 0,35 y 0,40, que ha de compactarse enérgicamente con rodillos vibratorios y de neumáticos, de forma similar a como se hace con una gravacemento. El contenido de cemento es, sin embargo, análogo al de un hormigón de pavimentos, empleándose en general cementos especiales con elevado contenido de cenizas volantes (superior al 35%).

La extensión se realiza con extendedora de M.B. o motoniveladora. Su

comportamiento es similar al de los pavimentos de hormigón vibrado, sin embargo, al compactar con rodillo, la regularidad superficial no suele ser adecuada para altas velocidades de circulación, por lo que en autopistas se coloca un pavimento bituminoso, pasando a tenerse un firme mixto. Lo recomendable es formar en fresco juntas transversales próximas, a unos 3 m de distancia, para que abran poco y no se refleje a través del eventual pavimento bituminoso.


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3. Pavimentos de hormigón armado.

A este grupo pertenecen los pavimentos de hormigón armado con juntas

constituidos por losas, los pavimentos continuos de hormigón armado y los pavimentos con fibras de acero.

Los pavimentos de hormigón armado con juntas fueron concebidos en una época

en que las juntas constituían la zona más débil y un problema de conservación, por lo que parecía conveniente reducir su número, aumentando la longitud de las losas.

La misión de las armaduras, que se colocan en la mitad superior de la losa, no es

estructural, sino la de mantener cosidas las fisuras transversales que inevitablemente aparecen en losas largas: desde 7 m, normalmente de 10 – 20 m y a veces incluso más. De este modo se asegura la transmisión de cargas en las fisuras, se impide la intrusión de agua y finos y se evita la abertura en V de las grietas bajo la acción del tráfico.

Este tipo de pavimentos ha caído en desuso debido a su alto coste que no se

compensa por una mayor calidad, dadas también las mejoras introducidas en la ejecución y comportamiento de las actuales juntas.

Los pavimentos de hormigón armado con fibras de acero (flejes) se empezaron

a emplear hace algunos años en determinadas aplicaciones en que el elevado coste de este tipo de hormigón es compensado por sus características: aumento de la resistencia a la tracción y fatiga, mejor comportamiento a flexotracción, resistencia al impacto, durabilidad, etc. se pueden utilizar diferentes tipos de fibras de acero que tienen, por ejemplo, 0,50 mm de diámetro y 50 mm de longitud. Una dosificación normal de fibras de extremos conformados puede ser de unos 40 kg/m3, que han de dispersarse homogéneamente por toda la masa del hormigón.

Con este material se puede reducir el espesor del pavimento del orden de un 30 % y

aumentar el espaciamiento de las juntas, por lo que en algunos casos puede resultar


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competitivo: refuerzos adheridos a pavimentos existentes, pavimentos de puentes, pavimentos sometidos a cargas muy pesadas (industriales, portuarios), etc.

Los pavimentos continuos de hormigón armado constituyen en cambio una

extrapolación positiva de la técnica anterior, dado que llegan a suprimirse las juntas transversales, a costa de aumentar la cuantía de la armadura longitudinal de acero de alto límite elástico a valores superiores a 10 kg/m2 (el mínimo de cuantía geométrica es del 0,7 % para hormigones tipo HF-4,5 y del 0,6 % para hormigones HF-4,0).

Esta armadura se coloca en el centro del espesor de la losa. Se forman muchas fisuras

de abertura inferior a 0,5 mm distanciadas generalmente entre 1 y 3 m pero que son imperceptibles para el usuario y que no se deterioran bajo el tráfico. En los extremos requiere unas juntas especiales para absorber movimientos de hasta 5 cm o unos estribos anclados al terreno para impedirlos.

Este pavimento, que se emplea bastante en el extranjero para tráficos pesados y con

alguna aplicación en España, ha demostrado que su conservación es prácticamente nula. El elevado coste del acero resta competitividad a esta técnica. Aun así, estos pavimentos pueden entrar en consideración en tramos de tráfico muy pesado, especialmente si se trata de refuerzos. Por otro lado, la sustitución de las barras por bandas corrugadas de acero de muy alto límite elástico, permite reducir la cuantía hasta casi la mitad. Estas bandas tienen una sección transversal de 2 * 40 mm2 por ejemplo y se suministran en bobinas desenrollables (lo que facilita sobremanera su colocación).

Ejecución de Firme Rígido sobre terreno altamente heterogéneo:

A-7 Autovía del Mediterráneo. Tramo: Albuñol - Adra

4. Pavimentos de hormigón pretensado. Gracias a la compresión que se introduce, se pueden construir losas de hasta 120

metros de longitud o incluso más y reducir el espesor del orden del 50 %. Se han ensayado varios sistemas de pretensado interno mediante cables o alambres (postesado) y de pretensado externo mediante gatos planos hidráulicos y juntas neumáticas. Las juntas


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tienen un diseño especial para soportar las mayores variaciones de abertura y con algunos sistemas hay que disponer estribos para resistir los empujes horizontales.

La experiencia en carreteras es poca, dada la complejidad de su aplicación pero en

cambio en aeropuertos esta técnica ha encontrado mayor aplicación debido a que se trata de pavimentos sin curvas en planta y en alzado y que existe un mayor ahorro al reducir el espesor de la losa, y finalmente a la diferente organización de la conservación. 5. Pavimentos prefabricados de hormigón.

En este apartado se incluyen otros tipos de pavimentos de hormigón entre los que

pueden señalarse los adoquines e incluso las placas de hormigón armado prefabricadas.


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5.- NORMATIVA APLICABLE.

En cuanto a firmes se refiere, destacan las siguientes normas e instrucciones: En lo referente al Diseño de Nuevos Firmes:

- ORDEN FOM/3460/2003, de 28 de noviembre, por la que se aprueba la

NORMA 6.1-IC "SECCIONES DE FIRME", de la Instrucción de Carreteras.

- Nota de Servicio 5/2006, de 22 de septiembre de 2006, sobre explanaciones y capas de firme tratadas con cemento.

En lo referente a la Rehabilitación de Firmes existentes:

- ORDEN FOM/3459/2003, de 28 de noviembre, por la que se aprueba la

NORMA 6.3-IC: "REHABILITACION DE FIRMES", de la Instrucción de Carreteras.

- Nota de Servicio 3/2011, de 4 de octubre, sobre criterios a tener en cuenta en la redacción de los proyectos de rehabilitación estructural y/o superficial de firmes.

- Nota Técnica Refundida, de 20 de abril de 2009, sobre los factores de

corrección de los equipos de auscultación de la deflexión en explanadas, firmes y pavimentos en la RCE (unifica y anula a las firmadas el 30 de diciembre de 2008, el 30 de enero de 2009 y el 23 de marzo de 2009)

- Guía para la actualización del Inventario de Firmes de la Red de

Carreteras del Estado. Dirección General de Carreteras, septiembre 2011.

- Guía para el replanteo de las obras de conservación de firmes, de la Dirección General de Carreteras, junio de 1998.

En lo referente a la Recepción de Obras:

- Orden Circular 20 / 2006 sobre Recepción de Obras de Carreteras que

incluyan firmes y pavimentos En lo referente a los Materiales:

- Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Obras de Carreteras y

Puentes de la Dirección General de Carreteras (PG-3). Orden Ministerial de 6 de febrero de 1976, incluyendo las sucesivas actualizaciones.


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- Orden Circular 21bis / 2009 sobre betunes mejorados y betunes modificados de alta viscosidad con caucho procedente de NFU y criterios a tener en cuenta para su fabricación in situ y almacenamiento en obra.

- Orden Circular 21 / 2007 sobre el uso y especificaciones que deben cumplir los

ligantes y mezclas bituminosas que incorporen caucho procedente de neumáticos fuera de uso (NFU).

- Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Obras de Conservación

de Carreteras (PG-4). Orden Circular 8 / 2001, de 27 de diciembre, de reciclado de firmes (publicada una 2ª edición revisada y corregida en diciembre de 2003)

En lo referente a las Características Superficiales:

- Nota Técnica, de 16 de noviembre de 2010, sobre la armonización de la

medida de la resistencia al deslizamiento transversal con equipos del tipo SCRIM.

- Nota Técnica, de 18 de febrero de 2010, sobre la armonización de los equipos de auscultación del tipo perfilómetro láser de alto rendimiento, para la obtención del índice de regularidad internacional (IRI).

- Nota Técnica, de 23 de diciembre de 2010, sobre la armonización de los equipos de auscultación del tipo perfilómetro láser de alto rendimiento, para la obtención del índice de regularidad internacional (IRI), que complementa la firmada el 18 de febrero de 2010.


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ANEXO

En este punto, caben señalar a modo de recordatorio, cuales son los principales ensayos a los que se someten estos materiales y que tienen por objeto identificar el producto y comprobar que se satisfacen las especificaciones fijadas. Entre los ensayos más usuales están los de:

a) Densidad Relativa de un Ligante: se determina con picnómetro. Los betunes

asfálticos tienen una densidad del orden de 1,00, siendo el mínimo exigido 0,99 b) Viscosidad: es función de su temperatura y proporcionan una idea de su

susceptibilidad térmica. En casos especiales se utiliza el viscosímetro capilar para determinar la viscosidad cinemática absoluta. En la práctica se determina la Viscosidad Relativa (NLT-138) con el Viscosímetro tipo Saybolt (Furol o Universal). Se basan en determinar el tiempo en que una cantidad de producto a una temperatura prefijada fluye en unas condiciones normalizadas

c) Penetración: determinación de la profundidad en décimas de milímetro de la

penetración de aguja normalizada, con carga de 100 g, a temperatura de 25º C, durante 5 s

d) Punto de Reblandecimiento: temperatura (de anillo y bola) a la que un disco de

betún se reblandece hasta permitir la caída de una bola de acero apoyada e) Ductilidad: alargamiento en centímetros que produce la rotura de una probeta de

betún en condiciones fijas de temperatura y velocidad de deformación (25º C y 5 cm/min)

f) Punto de Fragilidad de Fraas: temperatura a la que una lámina sometida a

flexión se agrieta g) Solubilidad en 1,1,1-tricloroetano: como mínimo de un 99,5% h) Contenido de Agua por destilación: máximo en un betún asfáltico es del 0,2% i) Calentamiento en Película Fina: diferencia en porcentaje de la penetración de

una película de betún sometida 5 horas a 163º C. Evalúa el envejecimiento del betún

Con las Emulsiones Bituminosas se realizan, además de estos, otros ensayos

específicos:

a) Contenido de Ligante y Agua: se determina por destilación b) Homogeneidad: por distintos procedimientos; análisis de la granulometría de las

partículas de betún, tamizado de la emulsión (NLT-142). La granulometría de la emulsión determina su viscosidad, almacenabilidad y estabilidad


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c) Estabilidad a la Rotura: a partir de su miscibilidad con agua y con cemento (NLT-143 y 144). Las emulsiones de rotura rápida no suelen poderse mezclar con agua. Específicamente para emulsiones aniónicas de rotura rápida existe un procedimiento de evaluación de la estabilidad mediante un ensayo de emulsibilidad con cloruro cálcico

d) Estabilidad al Almacenamiento: ensayo de sedimentación: durante 7 días e) Carga de las Partículas o del pH de la Emulsión: identifica la emulsión como

aniónica (carga negativa y pH > 7) o catiónica (carga positiva y pH < 7)

TEMA 3.1.10. FIRMES (I). CONSTITUCIÓN Y … · puedan ser objeto de actuaciones eventuales de...

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