Aspectos básicos de la pavimentación flexible.

El recubrimiento del suelo con diferentes materiales para crear una estructura firme y llana por la que puedan transitar vehículos persigue diferentes objetivos. En el aspecto de seguridad la pavimentación cumple la función de proporcionar la tracción suficiente para que las llantas no se deslicen, y en el aspecto estructural permite distribuir uniformemente los esfuerzos que las llantas aplican sobre la superficie para que no se presenten fallas en el suelo que ocasionen problemas diversos.

Es por lo anterior que el diseño de un proceso de pavimentado debe responder a los requerimientos de cargas de tráfico que se esperan en el período de servicio de la vía y de la capacidad de los suelos de la subrasante donde se colocará el recubrimiento. A partir de los aspectos anteriores se pueden determinar qué características debe reunir el pavimento a utilizarse, pues como sabemos, hoy en día existen diferentes pavimentos que se diferencian entre sí por sus características funcionales.

Antes que nada conviene definir que el pavimento es en sí la capa o el conjunto de capas de materiales de diferente naturaleza que se colocan entre el subrasante o nivel superior de las terracerías y la superficie de rodamiento, es decir, es la superficie por la que circularán los vehículos. Como hemos mencionado, estas capas que componen el pavimento tienen como función principal crear una superficie de rodamiento uniforme y además de ser resistentes a la acción del tránsito de vehículos de diferente carga, deben soportar la exposición a la intemperie y a diversos agentes que podrían deformar la subrasante. Además de lo anterior, el pavimento también se encarga de ofrecer una textura adecuada para que resulte cómodo y fácil circular sobre la superficie y tiene un color que reduce la probabilidad de accidentes derivados de problemas de visión que podrían ocasionar las superficies reflectantes.

Para facilitar la elección del pavimento adecuado según la superficie en la que se colocará, los pavimentos se clasifican en dos grandes grupos: flexibles y rígidos. Los pavimentos flexibles tienen una superficie de desgaste relativamente delgada construida sobre una base y una sub-base que se apoyan sobre la subrasante compactada, es decir, la sub-base, la base y la superficie de desgaste constituyen la estructura de un pavimento de este tipo. Por otra parte, los pavimentos rígidos están compuestos de una losa de concreto hidráulico y entre esta losa y la subrasante puede o no haber una capa sub-base. Además de esta clasificación general es posible catalogar los pavimentos según los materiales que los componen, según la manera en que se estructuran y de cómo distribuyen las cargas sobre el suelo.

En esta ocasión abordaremos las características de los pavimentos flexibles, pero de manera indiferente, ya sea que se pretenda colocar pavimento flexible o rígido, para la elección de los materiales a utilizar es necesario evaluar las características del terreno donde se pretenda hacer la pavimentación y considerar que existen diferentes tipos de terracerías que cumplen una función específica.

El primer tipo de terracería a evaluar es el terreno natural o de cimentación, que es aquella franja de terreno que se ve afectada por la construcción de la vía y cuya función es la de soportar las cargas de la estructura del pavimento así como las del tránsito. Otro tipo de terracería es el cuerpo del terraplén, que da la altura necesaria para poder alojar obras de drenaje de las vías. Finalmente encontramos la capa subrasante que recibe y resiste las cargas de tránsito transmitidas por el pavimento, que evita que se contamine el pavimento y que las capas superiores sean absorbidas, además contribuye a lograr espesores de pavimento constantes.

La manera en que se estructuran los pavimentos flexibles, como hemos mencionado es: superficie de rodamiento, base y sub-base. La superficie, también conocida como carpeta, se fabrica de un material bituminoso, por lo regular una mezcla de aglutinante asfáltico y un agregado pétreo y se coloca sobre una base de material granular, misma que se encuentra sobre una sub-base, que es la que está en contacto con la subrasante y se compone también de material granular.

Tal y como ocurre con los diferentes tipos de terracería, cada capa del pavimento desempeña una función particular y en los pavimentos flexibles la sub-base se encarga de resistir las cargas de tránsito y de transmitirlas adecuadamente a las terracerías, además sirve como transición entre el material de base y la subrasante. La sub-base al ser más fina que la base funciona como filtro que impide que se incruste la estructura en la subrasante, además absorbe deformaciones como las variaciones volumétricas ocasionadas por cambios de humedad. Otra de las funciones de esta capa de pavimento es actuar como un dren para eliminar el agua que se filtre de la superficie y evitar la ascensión capilar de agua procedente de la terracería hacia la base.

La base es el elemento resistente que transmite a la sub-base y a la subrasante los esfuerzos producidos por el tránsito de cargas y también se encarga de drenar el agua que se filtra por la superficie de rodamiento o carpeta o bien, por los acotamientos del pavimento, evitando la ascensión capilar. En esta capa se busca por lo regular reducir costos utilizando materiales lo más baratos posibles para reducir el espesor de la superficie de rodamiento, que suele ser la capa más costosa. Finalmente la última capa correspondiente a la carpeta asfáltica, debe ser una superficie de rodamiento con una textura y color adecuados que resista los efectos abrasivos del tráfico e impida hasta cierto grado el paso de agua a las capas inferiores.

Por otra parte, la función principal de la sub-base de los pavimentos rígidos es ofrecer una superficie uniforme a la losa y facilitar su colado. Además la protege de los cambios volumétricos en la subrasante y cumple funciones análogas a la sub-base de los pavimentos flexibles, sólo que en este caso no tiene ningún fin estructural ya que la losa debe ser suficiente para soportar las cargas de tránsito. Mientras tanto, la losa cumple las mismas funciones que la carpeta asfáltica de los pavimentos flexibles más la función estructural de soportar las cargas y transmitirlas uniformemente a las sub-base y subrasante.

Para finalizar es importante mencionar que para el diseño de los pavimentos se debe tener en consideración aspectos como su resistencia estructural, deformabilidad, durabilidad, costo, requerimientos de conservación y comodidad, independientemente del método elegido para su colocación. El análisis de los puntos anteriores se basa en metodologías teóricas que permiten determinar qué materiales resultan más adecuados para vías con una carga de tránsito específica y próximamente en este blog abordaremos a detalle estos aspectos.

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