Construcción de Carreteras

¿Cómo se construyen las carreteras?

De todas formas hasta la aparición de los coches y de los vehículos a motor las carreteras no se hicieron imprescindibles para el funcionamiento de la vida tal y como hoy la conocemos. Es algo imprescindible para poder moverte hoy en día a cualquier sitio y estar comunicado.

La red de carreteras de todo el planeta es inmensa. Sólo en Estados Unidos hay más de 6 millones de kilómetros de carretera que recorren uno de los principales países en cuanto a industria automovilística.

Por eso en una cantidad ingente de carreteras, su correcta planificación y la toma de decisiones a la hora de construir una carretera son fundamentales.

¿De que estan hechas las carreteras?

Proceso constructivo de una carretera

Sin carreteras las personas no podrían estar comunicadas entre sí. Por lo que construir carreteras debe hacerse siempre pensando en su funcionalidad y el primer objetivo del ingeniero debe ser hacerla segura con el fin de disminuir los accidentes de tráfico.

Por ejemplo una autopista puede tardar en construirse aproximadamente unos 2 años y cuesta alrededor de 500 millones de euros (dependiendo siempre de la extensión de la carretera).

• Lo primero para construir una carretera es disponer una base de hormigón armado. El hormigón es un material de construcción muy resistente que se coloca sobre la capa del suelo y se refuerza con un entramado de varillas de acero.
• Después debemos añadir asfalto para el agarre de los neumáticos del vehículo. El asfalto sólo lo podemos añadir cuando está caliente, ya que es un material que se solidifica muy rápido.
• Una vez desde que se fabrica el asfalto hasta que se solidifica los obreros disponen tan sólo de 60 minutos para esparcirlo.
• Por eso la mejor solución para grandes construcciones de carreteras es tener una pequeña fábrica de asfalto cerca, por lo que se disponen máquinas especiales para su elaboración en el mismo lugar de la obra.

¿Como hacer una carretera?

Construccion de caminos y carreteras

Lo normal para construir una carretera es colocar dos capas de asfalto para que el desgaste que provocarán los coches y camiones sobre la carretera no tenga un elevado impacto sobre el hormigón.

Hay que tener en cuenta también que el clima es fundamental a la hora de fabricar el asfalto y colocarlo sobre la carretera. La temperatura influye en la preparación y la velocidad de secado del asfalto.

Por lo tanto este será un factor a tener muy en cuenta en un país de contrastes climatológicos como el nuestro, en el que en diferentes regiones podemos experimentar los efectos de conducir con viento, frío o elevadas temperaturas.

La superficie de una carretera no debe ser deslizante porque sino los neumáticos se agarran pero. Debe estar limpia y uniforme.

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.

Pavimento flexible

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

La “capa asfaltica” se hace con piedras más pequeñas, en contacto unas con otras y unidas a la carretera por una capa de alquitrán. Aunque la capa asfaltica 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.

Carpeta asfaltica

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.

Una vez que ya tenemos los materiales preparados, un vehículo especial reparte el hormigón sobre las estructuras de mallas metálicas, justo después otra máquina pasará lentamente por encima eliminando grumos y bolsas de agua que se producen en el hormigón, dejándolo bien allanado mientras se endurece.

De todas formas este trabajo de alisado será completado manualmente por los operarios de la carretera. Para evitar el deslizamiento que hemos comentado antes, la superficie de la carretera se araña con un rastrillo creando surcos que dotarán a los neumáticos de una adherencia extra. Una vez hecho esto basta con aplicar las capas de asfalto que sean necesarias.

Desde que se termina de construir una carretera hasta que quede obsoleta pueden pasarán muchos años. Para que una carretera tenga un periodo de buena salud pueden pasar hasta 40 años.

Pavimento de concreto

La construcción de una nueva carretera – ya sea de asfalto o cemento – requiere la producción de una excelente estructura de pavimento comenzando con una capa de base estable y todo el camino con una superficie nivelada con precisión. El asfalto de mezcla en caliente tiene que ser de la mejor calidad con una fuerza de adherencia superior, la cual impacta directamente en un rendimiento del pavimento durante su vida útil.

Pavimentado de una mezcla para capa de base de forma hidráulica. Precisamente se añaden cantidades medidas de lechada de cemento a través de conexiones de la manguera de la mezcladora de suspensión de la recicladora en frío.

¿Con que se hacen las carreteras?

Capa base de un pavimento

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. 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 para construir una carretera

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.

Tipos de asfalto

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.

Una base sólida para la estructura superior de la carretera

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.

asfalto en caliente

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.

Asfalto hidraulico

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.

Construccion de una carretera

Tipos de carreteras

Así, el citado texto divide las carreteras en autopistas, autovías, carreteras multicarril y carreteras convencionales. Algunas de sus características, como veremos a continuación, nos permitirán diferenciar unas de otras y ser conscientes de sus singularidades.

Autopistas

• Circulación exclusiva de automóviles.
• No hay accesos a las propiedades colindantes, lo cual hay que tener muy en cuenta a la hora de las solicitudes de nuevos accesos.
• No puede ser cruzada a nivel por ninguna otra infraestructura de transporte, lo que condiciona el diseño de los enlaces que se vayan a construir para conectar con carreteras nuevas.
• Consta de distintas calzadas para cada sentido de circulación, separadas entre sí.

Autovías

• La diferencia con las autopistas es que pueden ser cruzadas a nivel por otra infraestructura viaria y que la circulación puede no ser exclusiva para automóviles.
• En España se presenta la circustancia de que existen autovías de primer nivel, lo cual dificulta su diferenciación de las primeras y provoca que la sociedad las confunda con frecuencia.

Carreteras multicarril

• Este es un nuevo concepto introducido por la nueva Ley.
• Las que no siendo autopistas ni autovías tienen al menos dos carriles por cada sentido, con separación o delimitación de los mismos, pudiendo tener accesos o cruces a nivel.

Carreteras

Carreteras convencionales: El resto de carreteras que no reúnen las características de las autopistas, autovías y vías rápidas.

Maquinaria para asfaltar carreteras

Una operación completa del movimiento de tierra, exige de siete operaciones elementales:

1. Excavación de los materiales
2. Extracción de los materiales
3. La carga de los materiales para su transportación
4. La transportación de los materiales
5. La descarga o amontonamiento del material en terraplenes
6. El esparcimiento o extensión del material en los terraplenes
7. Eventualmente la compactación de los terraplenes

Retroexcavadora

La retroexcavadora cargadora consta de un tractor al que se le ha acoplado una pala cargadora en la parte delantera, y un brazo excavador en la parte posterior. Ahora bien, técnicamente, ese brazo es en realidad una retroexcavadora, ya que su cuchara se inserta en el suelo de arriba abajo y no al contrario, como sucede con una excavadora.

Excavadora

Maquina autopropulsada sobre ruedas o cadenas con una superestructura capaz de efectuar una rotación de 360°, que excava, carga, eleva, gira y descarga materiales por la acción de una cuchara fijada a un conjunto de pluma y balance,sin que el chasis o la estructura portante se desplace.

Motoniveladora

Máquina muy versátil usada para mover tierra u otro material suelto. Su función principal es nivelar, modelar o dar la pendiente necesaria al material en que trabaja. Se considera como una máquina de terminación superficial. Su versatilidad esta dada por los diferentes movimientos de la hoja, como por la serie de accesorios que puede tener.

Compactadoras

Las apisonadoras son máquinas autopropulsadas de 2 ó 3 rodillos, que se emplean en lacompactación de tierras con espesores de 20-30cm. Su peso varía de 5 a 15 t y la velocidad de trabajo entre 2 y 10 Km/h. La maquinaria vibrante puede ser apisonadoras autopropulsadas o rodillos vibrantes remolcados por tractor, pisones manuales, planchas o bandejas vibrantes, etc.

Pavimentadora

La mayoría de las pavimentadoras son de acero y se componen por una tolva en la parte delantera y dónde se vacía el asfalto; también utiliza sinfines y tiene un sistema de transporte que le ayuda a moverse y expandir el material.

Impacto Ambiental de la Construcción

A pesar de la poca área que ocupan las carreteras, con respecto al espacio donde se ubican, los impactos generados por una carretera se extienden por cientos o miles de kilómetros. Los nuevos caminos y carreteras pueden producir grandes impactos negativos. Los impactos de los proyectos de conservación y mantenimiento, aunque usualmente son menores que los de construcción, aún son importantes, no sólo para los recursos, sino también para el medio ambiente.

Algunos ejemplos de los impactos relacionados con la construcción pueden ser:

• Pérdida de la capa vegetal
• Modificación de patrones naturales de drenaje
• Cambios en la elevación de las aguas subterráneas
• Deslaves, erosión y sedimentación de ríos y lagos
• Destrucción de sitios culturales
• Interferencia con la movilización de animales silvestres.
• La tala no planificada o ilegal de los árboles
• Creación temporal de hábitats de reproducción para mosquitos vectores de enfermedades, como estanques soleados y estancados
• Falta de saneamiento de y eliminación de desechos sólidos en los campamentos de construcción y sitios de trabajo.
• Destrucción o daño de los hábitats de la vida silvestre terrestre, los recursos biológicos o ecosistemas que deberían ser preservados

Libros de carreteras en America

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¿Cómo se construye una carretera?

El primer paso en la construcción de una carretera es la planificación. Muchas personas, incluidos los ingenieros y los expertos en construcción, deben involucrarse en determinar qué tipo de vía se debe hacer, y de qué se debe hacer, dependiendo de la cantidad y el tipo de tráfico que probablemente verá.

Incluso los caminos simples pueden tomar meses de planificación antes de que pueda comenzar la construcción.

Las carreteras complejas que involucran diferentes elementos estructurales, como puentes o pasos elevados, pueden demorar años en planificarse. Otros factores que los planificadores deben considerar incluyen el impacto ambiental de la carretera, el costo, la disponibilidad de materiales y la seguridad.

Hacia el final de la fase de planificación, los topógrafos y los expertos en construcción desarrollarán planes sólidos para la construcción de la carretera.

Si parte del terreno que se usará para el camino es propiedad de partes privadas, los abogados y los funcionarios del gobierno deberán negociar la compra de las piezas de propiedad que se utilizarán para el camino.

Por qué son tan importantes las carreteras

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