Construcción de las capas de base de la carretera

La capa de base de una carretera sienta las bases de la estructura del pavimento superior. Se debe ofrecer una excelente capacidad de carga, para que sea capaz de soportar una amplia gama de diferentes condiciones climáticas, y seguir siendo funcional durante varias décadas. ¿Qué materiales se utilizan para la construcción de capas de base? ¿Qué propiedades es lo que necesitan poseer? La capa de base sirve como base para la pavimentación.

La capa de base sirve como base para la pavimentación. En función del desgaste que se espere, la carretera comprende varias capas de diferente espesor con el fin de soportar las condiciones climáticas más diversas y seguir siendo útil durante muchas décadas.

Capas de la carretera

La elección de la capa de rodadura depende de los requisitos funcionales de la superficie de la carretera. Esto podría ser una durabilidad alta, reducción de ruido, reducción de salpicaduras y de pulverización, una alta resistencia al deslizamiento, impermeabilidad, etc.

Capa intermedia

Las capas intermedias son diseñadas para soportar las más altas presiones de cizallamiento que se producen alrededor de 50 – 70 mm por debajo de la superficie del asfalto. Por tanto, la capa de unión se coloca entre la capa de rodadura y la capa de base para reducir la formación de surcos por la combinación de cualidades de estabilidad y durabilidad. La estabilidad puede lograrse un contacto suficiente piedra-en-piedra y ligantes rígidos y / o modificados.

Capa base

La capa de base es tal vez la capa estructural más importante de la acera, que está destinada a distribuir de manera efectiva el tráfico y carga ambiental de tal manera que las capas no unidas subyacentes no están expuestas a presiones y deformaciones excesivas. Esto a menudo implica comparativamente alta rigidez de la capa de base.

Materiales no consolidados y cimientos

Desde la formación y el subsuelo constituyen a menudo materiales relativamente débiles, es de suma importancia que las cargas perjudiciales se eliminan eficazmente por las capas superiores. En este caso, las capas de base o sub-base no unidas que consisten en agregados no aplastados o triturados puede ser adecuado.

Una base sólida para la estructura superior de la carretera

La capa inferior comprende esencialmente una mezcla de piedras sueltas gruesas y finas trituradas, así como arena machacada, para lograr la capacidad de soporte de carga deseada y absorber las cargas de tráfico de modo que la sub-base subyacente no se deforme.

Las carreteras están expuestas a presiones elevadas cuando el agua contenida en la estructura del pavimento comienza a congelarse. El agua se expande al congelarse, lo que puede conducir a daños por heladas que tarde o temprano va a tener un impacto también en la superficie de la carretera. Esto se evita agregando lo que se conoce como manta helada que por lo general consiste en una mezcla de grava y arena, complementado por el agregado de mineral triturado. Cuando están compactadas, estas capas de materiales resistentes a las heladas conducen el agua lejos de las capas del pavimento superior, y así se reduce las presiones de manera muy eficaz.

La mezcla hace toda la diferencia

En muchos casos, un curso de base consolidado se superpone sobre la capa de base no unido. El alquitrán, cemento o cal se utiliza principalmente como aglutinante.

Capas bituminosas

Las mezclas que contengan betún hacen referencia a las capas asfálticas de base en caliente y en frío pavimentadas o asfaltadas, dependiendo de si la mezcla es demasiado fría o caliente. La capa de base se dice que está unida hidráulicamente cuando el cemento o la cal se utilizan como aglutinantes.

Capas de base ligadas hidráulicamente

Cuando la mezcla de agregado mineral está ligada con cemento o cal, la capa de base resultante se llama una capa de base unida hidráulicamente. Las mezclas de agregados minerales utilizados para este tipo de capa de base se componen de grava sin triturar o agregado grueso, gravilla y arena triturada o natural. Cada vez más frecuentemente, estas mezclas también contienen un porcentaje de materiales de construcción reciclados.

LA SUPERFICIE DE LA CARRETERA Y SU MANTENIMIENTO

La superficie de una carretera no debe ser deslizante, sino que, por el contrario, los neumáticos deberán agarrarse sobre ella. Debe estar limpia y ha de ser uniforme. Antes, las carreteras de hormigón eran inferiores a las bituminosas, respecto de las condiciones enumeradas.

Actualmente, con los modernos procesos de deposición y acabado del hormigón, se ha superado esta dificultad. La contextura necesaria para evitar el deslizamiento se le comunica a la superficie al tiempo de su construcción. Si la superficie se vuelve demasiado lisa por el uso, con varios tratamientos se regenera su textura primitiva.

Las carreteras flexibles llevan una capa de asfalto o de “macadam” (tarmac). El asfalto se prepara con piedras relativamente grandes, embebidas en alquitrán.

El “macadam” se hace con piedras más pequeñas, en contacto unas con otras y unidas a la carretera por una capa de alquitrán. Aunque el “macadam” es más económico, la resistencia elástica del asfalto se suma a la resistencia total de la carretera. Por otra parte, el asfalto es más resistente al agua. Una investigación cuidadosa de los más pequeños detalles mejora la calidad de las superficies de las carreteras. La elección de la piedra a utilizar es muy importante; ciertos tipos de piedra se desgastan con facilidad y no proporcionan un buen agarre a   la  superficie.

El  espesor  correcto  de  alquitrán resulta también importantísimo: si es pequeño, las piedras de la superficie se separan pronto; si es demasiado grande, la superficie resulta pegajosa en verano. El hielo sobre las carreteras es una amenaza muy peligrosa, principalmente en las curvas pronunciadas y en las pendientes. Aquellos lugares que representan un excesivo peligro pueden calentarse en invierno, para impedir que se forme hielo sobre su superficie. Para ello, se dispone en su base una red de resistencias eléctricas, que funciona  por métodos automáticos.

CONSTRUCCIÓN DE CARRETERAS
TÉCNICAS, COMPACTACIÓN Y MATERIALES

La superficie de una carretera constituye sólo una pequeña parte de la obra total necesaria para su construcción. Debajo de ella debe existir una base sólida, preferiblemente roca, de la que depende la vida futura de la carretera. Si no existe un plano de fundación bueno o resistente, la superficie se agrietará y acabará cuarteándose.

Los mejores planos de fundación son las rocas, las gravas apisonadas o simplemente, la base de un camino antiguo En tales casos, el resto de la carretera (el pavimento) puede construirse directamente sobre esas bases. Pero esto no es frecuente, y los terrenos sobre los que se va a construir la carretera no tienen condiciones apropiadas para soportar el tránsito.

En efecto, bajo el peso del tráfico, el terreno suele ceder, comprimiéndose, y entonces aparecen grietas en el pavimento. En tiempo seco, el suelo se comprime y se cuartea, con resultados desastrosos; en tiempo húmedo, las filtraciones de agua son causa de que el suelo se debilite y no resista las cargas a que está sometido.

Antes de construir una nueva carretera es necesario   tomar  muestras   del   suelo,   a   lo largo de la ruta proyectada. Las muestras, debidamente empaquetadas en envases herméticos, se envían al laboratorio para proceder a su análisis. Allí se investiga la composición del suelo, junto con otras propiedades, tales como su compresibilidad, su cohesión, su permeabilidad y su plasticidad. Teniendo en cuenta estos resultados, el ingeniero de caminos decide entonces el modo de mejorar la calidad del plano de fundación.

Por otra parte, mediante muchos otros experimentos se averigua el espesor necesario del pavimento, para soportar el tránsito previsto. De este modo, se construye una carretera eficaz con el mínimo costo.

Antiguamente, también se tomaban distintas medidas con arreglo a la variedad de planos de fundación que podían encontrarse. Así, era de sentido común poner un pavimento de mayor espesor sobre un suelo arcilloso que sobre una superficie de granito. Estas variaciones de espesor se hacían, sin embargo, “a ojo”.

En la actualidad, la precisión con que pueden calcularse los espesores correspondientes a los distintos terrenos permite, junto a un mayor grado de confianza en la carretera, una evidente disminución de los costos de construcción y mantenimiento.

Construcción de carreteras

Cimentación de una carretera

Los ingenieros civiles se enfrentan a varios problemas y procesos antes de poder terminar una carretera.

Los pasos para la realización de una carretera son las siguientes:

• Levantamiento topográfico del lugar: conjunto de mediciones y triangulaciones, que luego nos permitirá la elaboración del plano del lugar.

• Nivelación: Es necesario que este quede más alto que el nivel del terreno para evitar que se meta el agua de lluvia o que se tengan humedades en los muros.
• Excavación o terraplén: Es con lo que se rellena un terreno para levantar su nivel y formar un plano de apoyo adecuado para hacer una obra.

• Sub base: impide la filtración de agua.

• Base: Es la capa que recibe la mayor parte de los esfuerzos producidos por los vehículos. esta capa además de la compactación necesita estabilización para poder resistir las cargas del tránsito sin deformarse.

• Riego de impregnación: Cubre y liga las partículas minerales sueltas para proteger la superficie de la base, proteger el factor de adherencia de la carpeta, proveer adhesión entre la capa de base y la siguiente capa, la cual está formada por la carpeta.

• Riego de liga: forma una adecuada transición con la carpeta base, se requiere colocar un material que proporcione una buena unión y adherencia de la carpeta con la estructura del pavimento que está siendo construido.

• Carpeta asfáltica: capa formada de agregado pétreo y asfalto, colocados sobre la capa base y dependen del tránsito. Debe tener suficiente resistencia tanto al desgaste como a la fractura para soportar las cargas, debe ser antiderrapante y no deformarse.

La construcción de carreteras es una actividad muy representativa del trabajo de un ingeniero civil ya que debe de tener un conocimiento amplio sobre todos los procesos que se llevan a cabo para su construcción, es por eso los alumnos del  Tec de estudian materias como ingeniería de carreteras, geología y geomática que dan a los alumnos de la carrera de ingeniería civil competencias y habilidades que apoyan en sus conocimiento para la construcción de carreteras.

Clasificación de carreteras

Nombre	Matrícula tipo1	Imagen	Características	Velocidad máxima
Calzada doble
Autopista			Doble calzada independiente. Intersecciones a distinto nivel. Número de accesos por kilómetro. Diseño geométrico estricto.
Autovía			Doble calzada independiente. Intersecciones a distinto nivel. Más accesos que una autopista entre otra características geométricas y técnicas, menos "rígidas".
Calzada única
Carretera nacional			Calzada única con 2 carriles (generalmente 3 en cuestas para el tráfico lento). Doble sentido de circulación. Arcenes amplios (entre 1,5 y 2,5 m). Generalmente 2 o 2,5 metros, según Plan REDIA en vigor.
Carretera comarcal			De jurisdicción autonómica o provincial: pueden ser de calzada única o doble. En algunas comunidades autónomas se ajustan al Plan REDIA.	Variable 90/100 en función del arcén y la carretera
Carretera local			De jurisdicción tanto local como provincial y en algún caso autonómica (autonomías uniprovinciales). Calzada única con 2 carriles. Doble sentido de circulación. Arcenes estrechos (<0,5 m) aunque pueden variar con frecuencia.

¿Que es una carretera?

Una carretera o ruta es una vía de transporte de dominio y uso público, proyectada y construida fundamentalmente para la circulación de vehículos automóviles. Existen diversos tipos de carreteras, aunque coloquialmente se usa el término carretera para definir a la carretera convencional que puede estar conectada, a través de accesos, a las propiedades colindantes, diferenciándolas de otro tipo de carreteras, las autovías y autopistas, que no pueden tener pasos y cruces al mismo nivel. Las carreteras se distinguen de un simple camino porque están especialmente concebidas para la circulación de vehículos de transporte.

En las áreas urbanas las carreteras divergen a través de la ciudad y se les llama calles teniendo un papel doble como vía de acceso y ruta. La economía y la sociedad dependen fuertemente de unas carreteras eficientes. En la Unión Europea el 44 % de todos los productos son movidos por camiones y el 85 % de los viajeros se mueven en autobús o en coche.

Historia de las carreteras 

Las carreteras fueron los primeros signos de una civilización avanzada. Los mesopotámicos fueron uno de los primeros constructores de carreteras hacia el año 3500 a.C. Le siguieron los chinos, los cuales desarrollaron un sistema de carreteras en torno al siglo XI a.C., y construyeron la Ruta de la Seda (la más larga del mundo) durante 2.000 años; Los incas de Sudamérica construyeron una avanzada red de caminos que no se consideran estrictamente carreteras, ya que la rueda no era conocida por los incas. 

Estas llamadas carreteras recorrían todo los Andes e incluían galerías cortadas en rocas sólidas. En el siglo I, el geógrafo griego Estrabón registró un sistema de carreteras que partían de la antigua Babilonia; los escritos de Heródoto, historiador griego del siglo V a.C., mencionan las vías construidas en Egipto para transportar los materiales con los que construyeron las pirámides y otras estructuras monumentales levantadas por los faraones. Aun existen algunas de las antiguas carreteras. Las más antiguas fueron construidas por los romanos. La vía Apia empezó a construirse alrededor del 312 a.C., y la vía Faminia hacia el 220 a.C. En la cumbre de su poder, el Imperio romano tenía un sistema de carreteras de unos 80.000 km, consistente en 29 calzadas que partían de la ciudad de Roma, y una red que cubría todas las provincias conquistadas importantes, incluyendo Gran Bretaña. Las conocidas calzadas romanas tenían un espesor de 90 a 120 cm, y estaban compuestas por tres capas de piedras argamasadas cada vez más finas, con una capa de bloques de piedras encajadas en la parte superior.

Tipos de carreteras

Muchos tipos de carretera existen alrededor del mundo, todo de los cuales son vías que pueden ser utilizados por tráfico motorizado. Las carreteras no siempre están disponibles para uso por el público general , aunque por lo general las carreteras están disponibles para ser de uso público, en algunos casos se puede cobrar peaje por su uso. En algunos lugares el término "carretera  de alta velocidad" (highway), se reserva para caminos de capacidad alta, en Europa hay diferencia entre carreteras de alta velocidad y carreteras de dos vías.

Los términos empleados para referirse a las distingas carreteras pueden ser diferentes según el país en donde se utilicen. Por ejemplo en EE.UU. se utiliza la palabra autopista (freeway), mientras que en Reino Unido de se utiliza la palabra motorway y en Alemania se usa la palabra autobahn aun así todos los términos son similares. Una carretera puede constar de uno o más calzadas.

ASÍ SE CONSTRUYEN LAS CARRETERAS EN AUSTRALIA

https://www.youtube.com/watch?v=ZLN70zlkX-o