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

Base asfáltica

Base asfáltica

Es la capa que se encuentra entre la capa de rodadura de un pavimento asfáltico y la subbase. Debido a su proximidad con la superficie, posee alta resistencia a la deformación para soportar las elevadas presiones a las que está sometida.

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

Tipos de materiales

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

Proceso constructivo

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

Carpeta asfáltica

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

Los materiales pétreos para construir carpetas asfálticas son suelos inertes provenientes de playones de ríos o arroyos, de depósitos naturales denominados minas o de rocas.

Componentes

• Material asfáltico: puede ser cemento asfáltico (AC-2.5, AC-5, AC-10, AC-20, AC-30, AC-40, etc.).
• Emulsión asfáltica y agregados pétreos.

Características a cumplir

• a) Tamaño: un diámetro menor de una pulgada y una granulometría adecuada.
• b) Dureza: se efectuarán ensayos de desgaste, intemperismo acelerado, densidad y durabilidad.
• c) Forma de la partícula: se recomienda que sea lo más cúbica posible; evitar materiales en forma de laja o aguja, pues se rompen con facilidad, alteran la granulometría y pueden provocar fallas en la carpeta.

Para que este producto cumpla con los estándares de calidad y logre ofrecer un excelente rendimiento, debe caracterizarse por:

• Función estructural: soportar y distribuir la carga.
• Durabilidad óptima: 6–10 años, según proyecto y mantenimiento.
• Alta resistencia a condiciones climáticas y buen comportamiento en lluvia.
• Bajo mantenimiento.

Tipos de carpetas asfálticas

Las carpetas asfálticas empleadas en pavimentos flexibles se pueden clasificar así:

• A) Tratamientos superficiales.
• B) Macadam asfáltico.
• C) Mezcla en el lugar.
• D) Mezcla en planta.

Espesor de la carpeta

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

Capa subrasante

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

Sobre esta se colocará la estructura (vía o edificación). Las capas de suelo debajo deben estar adecuadas para soportar la futura estructura y evitar grietas o baches.

Materiales para subrasante

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

Ventajas

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

Material para terracerías

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

Aceptación o rechazo

• El encargado de elaborar el estudio geotécnico o del banco es responsable de determinar, a nivel estudio, que el material cumpla con los requisitos de calidad indicados en esta norma, según el tipo de material establecido en el proyecto.
• Si el contratista selecciona el material o el banco, él será responsable de asegurar que el material cumpla con los requisitos de calidad indicados en la norma.
• Durante la producción, con objeto de controlar la calidad del material en la ejecución de la obra, el contratista, por cada 200 m³ del material de un mismo tipo extraído de un corte o banco, realizará las pruebas necesarias para asegurar que cumple con el límite líquido y el índice plástico señalados.

Normatividad

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

Proceso constructivo

• El proyecto se ejecutará según el ancho de las ampliaciones.
• Colocación: aproximadamente 40 cm de material en dos capas de 20 cm cada una, según el proyecto.
• Compactación: 100% de su peso volumétrico seco máximo.

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

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

Subbase

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

Tipos de material

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

Material cribado: Arenas, gravas o limos que al extraerse quedan sueltos o se pueden disgregar por el uso de maquinaria y que requieren un tratamiento mecánico de cribado para eliminar las partículas mayores.

Material parcialmente triturado: Materiales poco o nada cohesivos, mezclas de gravas, arenas y limos que quedan sueltos o disgregados y que requieren trituración parcial para su uso.

Material totalmente triturado: Materiales extraídos de un banco que requieren trituración total para satisfacer la composición granulométrica.

Material mezclado: Mezcla de dos o más materiales (totales o parcialmente triturados) en proporciones que satisfagan los requisitos de calidad.

Muestreo

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

Características a cumplir

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

Almacenamiento

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

Proceso constructivo

Ensayos: índice de plasticidad, equivalente de arena, granulometría, resistencia a la abrasión, densidad y humedad.

Mezclado del material: Puede realizarse en planta tipo tambor, en mezcladores continuos o mezclado en el lugar. Antes del tendido se verificará que la subrasante esté terminada, sin irregularidades y con baches reparados.

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

Compactación: La capa extendida se compacta con pata de cabra y rodillo liso hasta alcanzar el grado indicado en el proyecto o el que apruebe la Secretaría. La última pasada se realiza con rodillo liso.