Análisis de las Tecnologías de Pavimentación de Carreteras

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(1)DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL. TRABAJO DE DIPLOMA Título: Análisis de las Tecnologías de Pavimentación de Carreteras. Diplomante: Aliomar Gómez Rojas, 5to. Año de Ingeniería Civil. Tutor: Dr. Ing. Civil, Pedro Andrés Orta Amaro, Profesor Titular Curso: 2013 - 2014.

(2) PENSAMIENTO.

(3) Pensamiento. La tolerancia de los ideales ajenos es virtud suprema de los que piensan. José Ingenieros.

(4) DEDICATORIA.

(5) Dedicatoria. A mis padres, porque cada meta que he alcanzado ha sido gracias a que siempre han estado conmigo, apoyándome y creyendo en mí. A ustedes debo todo lo que soy y siempre les estaré agradecido. Los quiero infinitamente.. A mi abuela, a mi tía Odalis y a mi primo Dorgis, porque desde que decidí emprender este viaje sólo he recibido apoyo de su parte. Siempre estaré agradecido.. A mis familiares en general y demás amigos que supieron creer en mí y me brindaron su amistad de una forma desinteresada.. Y a todos mis críticos, porque el éxito se disfruta más gracias a ellos..

(6) AGRADECIMIENTOS.

(7) Agradecimientos. A la UNIVERSIDAD CENTRAL “MARTA ABREU” DE LAS VILLAS, por haberme proporcionado las herramientas necesarias para crecer profesionalmente. Además porque me dio una visión diferente de la vida. Al Dr. Ing. Pedro Andrés Orta Amaro que fue mi tutor y amigo, que con su gran sabiduría pudo orientar el proceso investigativo llevado a cabo a feliz término. A todos mis amigos que me brindaron su ayuda desinteresadamente en especial a Lianny y Reinier, que gracias a su apoyo estoy aquí. No pude tener mejores compañeros y amigos en la carrera. Formamos un gran equipo de estudio. Parte de este logro es gracias a ustedes. A Ivis Laura por haberme dado su apoyo incondicional en los cincos años de la carrera. A todas y cada una de las personas que me apoyaron contestando la encuesta. A todos aquellos que de una forma u otra hicieron posible la realización de este trabajo. A todos gracias..

(8) RESUMEN.

(9) Resumen RESUMEN En este trabajo de diploma se exponen las tecnologías tradicionales y actuales que se emplean en la pavimentación de carreteras, con vista a profundizar en su necesario conocimiento y definir aquellas que más se ajusten a las condiciones cubanas; exponiéndolos de forma clara y amena para garantizar su aprendizaje, realizando un análisis de dichas tecnologías y se valoran las posibilidades de su empleo en Cuba. Se realizó una extensa búsqueda y revisión bibliográfica y normalizativa de lo existente en el mundo y en el país, tanto en los CDICT, el Departamento de Ingeniería Civil de la Facultad de Construcciones de la UCLV, la dirección de Normalización del MICONS, así como de documentos electrónicos en la intranet de la UCLV y en la internet, considerando también la experiencia acumulada por un grupo de ingenieros especialistas en la materia de la región central, los que al final participan en la validación del trabajo empleando el método de Criterio de Expertos, mediante la aplicación del algoritmo Delphi. El documento confeccionado servirá para ampliar y actualizar los conocimientos sobre las distintas tecnologías de pavimentación de carreteras existente, ya que es una temática insuficientemente abordada en la bibliografía nacional e internacional, siendo de gran utilidad tanto para los profesionales de las empresas constructoras de obras de ingeniería de Cuba, como también para el estudio de estos contenidos en la asignatura: “Pavimentos” que se imparte en el 5to. Año de la carrera de Ingeniería Civil en las universidades cubanas..

(10) ÍNDICE.

(11) Índice ÍNDICE INTRODUCCIÓN .................................................................................................................................. 1 Capítulo 1: Estado del conocimiento de las tecnologías de pavimentación de carreteras ....... 8 1.1. Introducción ............................................................................................................................ 8 1.2. Los Pavimentos de las Carreteras ...................................................................................... 8 1.3. Tecnología de la construcción de los pavimentos de las carreteras ........................... 10 1.4. Maquinarias de pavimentación.......................................................................................... 12 1.5. Técnicas de pavimentación ............................................................................................... 14 1.6. Control de la calidad ........................................................................................................... 17 CONCLUSIONES PARCIALES DEL CAPITULO 1 ............................................................... 19 Capítulo 2: Análisis de las tecnologías de pavimentación de carreteras ................................... 21 2.1. Tecnologías de Pavimentación de Carreteras ................................................................ 22 2.2. Análisis de las tecnologías de pavimentación de carreteras ........................................ 22 CONCLUSIONES PARCIALES DEL CAPITULO 2 ............................................................... 28 Capítulo 3: Validación de las tecnologías de pavimentación de carreteras por el método del Criterio de Expertos ............................................................................................................................ 30 3.1. Validación por Criterio de Expertos. Método Delphi ...................................................... 30 3.2. Encuesta aplicar a los expertos ........................................................................................ 32 3.3. Caracterización de los expertos consultados ................................................................. 33 3.4. Respuestas de los expertos a las preguntas de la encuesta. ...................................... 36 3.5. Análisis por pregunta de las respuestas de los expertos a la encuesta realizada .... 44 CONCLUSIONES PARCIALES DEL CAPITULO 3 ............................................................... 46 CONCLUSIONES................................................................................................................................ 48 RECOMENDACIONES ...................................................................................................................... 50 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................................... 52 ANEXO I ............................................................................................................................................... 58.

(12) INTRODUCCIÓN.

(13) Introducción INTRODUCCIÓN Los caminos fueron durante mucho tiempo la única vía de comunicación terrestre; con la invención de la rueda aproximadamente en el año 4000 a.n.e., estos comenzaron a evolucionar con mayor rapidez. Se estima que alrededor del año 3000 a.n.e. el Imperio Hilita (en la península de Anatolia en Mesopotamia) construyó los primeros caminos empleando suelos firmes o mejorados. Indicios históricos muestran que el primer uso del asfalto natural (asfaltita) en la construcción de caminos fue en Babilonia en el año 625 a.n.e., el cual mezclado con determinados suelos permitió mejorar notablemente los caminos de aquella época; posteriormente los Etruscos y seguidamente los romanos en los años 300 a.n.e. iniciaron la construcción de una gran red de caminos (aproximadamente un cuarto de millón de km) que partían desde Roma (la capital de dicho imperio) y se extendía a lo que en la actualidad es Europa, Oriente Medio y los países del norte de África; usaron suelos rocosos y rocas planas o trituradas para recubrir la superficie de dichas vías terrestres, lo que evidentemente contribuyó al desarrollo del comercio en esa parte del mundo, existiendo aún algunos tramos de calzadas romanas que se conservan en satisfactorio estado en algunos países europeos (Colocaciones, 2012); (Orta, 2013). Durante el siglo XIX, Inglaterra fue pionera en implementar técnicas y leyes relativas a la pavimentación para mejorar los caminos con la creación del Comisionado de Pavimentación. Su tarea consistía en el cuidado y mejora de la red vial de dicho país. La Europa de este siglo se caracterizó por un desarrollo en la construcción de caminos pavimentados. En pueblos como Tressaget (en Francia) se observaron los primeros caminos realizados a base de piedras de gran tamaño (http://www.arkiplus.com/historia-del-pavimento). Con la llegada de la Era Industrial surge la necesidad de emplear caminos pavimentados utilizando rocas elaboradas en canteras denominadas adoquines. El ingeniero escocés John Loundon Mc Adam en 1816 usó rocas trituradas de determinado tamaño máximo que al ser unidas mediante un aglomerante (el cemento o betún asfáltico), se empleaban para construir la capa de base de los pavimentos, lo que en la actualidad es denominada: Base de Macadam Asfáltico (Colocaciones, 2012). El constructor inglés Thomas Telford, perfeccionó el método de construir carreteras usando rocas partidas o trituradas de determinada granulometría y teniendo en cuenta el tráfico, el trazado y las pendientes, creando la actualmente denominada: “Base Telford”. (Bellis, 2007). 1.

(14) Introducción Con la aparición del automóvil a finales del siglo XIX (en 1886) cobra auge la construcción de caminos pavimentados y con mejores características geométricas, cada vez más extensos y aptos para el movimiento de los vehículos automotores. Es así que alquitrán o cemento asfáltico se incorpora a la pavimentación en las calles de Londres y de Madrid, conformándose el hormigón asfáltico, experimentándose grandes avances en la materia en los Estados Unidos de Norteamérica. (http://www.arkiplus.com/historia-del-pavimento). A partir del año 1905, debido a la necesidad de garantizar caminos transitables en toda época del año y ante el auge del trasporte automotor y sobre todo de los vehículos pesados, comienza a utilizarse el hormigón o concreto hidráulico como material para la construcción de los pavimentos de las carreteras (denominados pavimentos rígidos), dando lugar al sistema inter-estatal de carreteras de los EUA, con una longitud de aproximadamente 28,000 km. En el año 1907 la demanda de más y mejores carreteras produjo el surgimiento de innovaciones tanto en la producción de asfalto, como también en la mecanización del proceso de construcción de los pavimentos asfálticos. A partir del siglo XX se produce un amplio desarrollo de la aviación, por lo que es necesaria la construcción de aeropistas que soporten el peso de las aeronaves al aterrizar o despegar, empleándose los pavimentos rígidos de hormigón. hidráulico. en. las. pistas. de. aterrizaje. de. los. aeropuertos. (http://www.arkiplus.com/historia-del-pavimento). A finales del pasado siglo XX surgen nuevas tecnologías aplicadas al desarrollo de las carreteras, las que mejoran la adherencia y la capacidad de drenaje de los pavimentos, la visibilidad y otros aspectos ante situaciones climáticas adversas; estas tecnologías son: SUPERPAVE (un procedimiento de diseño de mezclas que asegura una alta calidad en la elaboración de las mezclas asfálticas); White Topping (WT) y Ultra Thin White Topping (UTWT); la tecnología Hormigón Asfáltico Poroso de Altas Prestaciones (HAPAP) y el hormigón hidráulico poroso de altas prestaciones o resistencia (HPAP); Fast Track (FT); el hormigón hidráulico compactado con rodillos (RCC); el HAC modificado con polímeros para mejorar algunas de las propiedades físico-mecánicas; más recientemente ha surgido con fuerza la tecnología de Reciclado de Pavimentos, tanto en frío como en caliente, la cual origina significativos ahorros y disminución de los impactos ambientales. Con relación a Cuba, es de significar que el desarrollo de la industria azucarera influyó decisivamente en la construcción de las vías de comunicación terrestres, en especial de las carreteras y de las vías férreas. En el año 1900, la técnica de Macadam se empleaba únicamente para construir pavimentos en los lugares pantanosos. Entre los años 1904 y 1908 2.

(15) Introducción se experimentó en la búsqueda de pavimentos duraderos para una naciente industria automovilística, que tenía como obstáculo para su desarrollo la insuficiente existencia de caminos pavimentados y un casi inexistente desarrollo científico. La Habana era un mosaico de distintas soluciones de pavimentación: existían pavimentos en algunas calles hechos con grandes bloques traídos desde Boston o con unos más pequeños traídos desde Bélgica, con ladrillos de escoria y también con ladrillos refractarios, pero todos asentados sobre una base sin consolidar, sólo emparejada con el pisón y sin ningún tipo de mortero entre las juntas; se decía que la situación de estos pavimentos era detestable. Las calles de tráfico intenso y pesado se pavimentaban con adoquines asentados sobre ciscos de carbón de madera o arena, que apoyaban sobre el suelo natural de cimentación. Fue el gobierno de José Miguel Sayas (1909-1913) el que realizó el primer tramo de calle experimental con hormigón asfáltico. Hasta el año 1925 el ancho común o más usual de las calles era de 5 metros y el pavimento más utilizado empleaba la base Telford y el de Macadam Asfáltico (De Las Cuevas, 2001). La primera vez que se usó en pavimentos la roca asfáltica cubana o asfaltita fue en un tramo de la carretera de Vento a principios del año 1927. Sin embargo, este material presentaba una superficie muy resbaladiza, por lo que en el año 1938 se decidió mezclarla con arena sílice y gravilla de Camoa en partes iguales. Cuba comenzó su primera experiencia con carreteras estabilizadas en el tramo entre Guantánamo y Caimanera en el año 1939 (De Las Cuevas, 2001). El 20 de mayo del año 1927 comenzó la construcción de la Carretera Central que duró hasta el 24 de febrero del 1931, período de tiempo que asombra aun en la actualidad dada la gran extensión de dicha obra. En la Carretera Central se siguieron los siguientes criterios técnicos: se levantaba el terraplén hasta el nivel deseado compactándolo con un cilindro de tres ruedas o triciclo con un peso de 10 toneladas, el material que no resistiera las presiones de dicho compactador se retiraba y sustituía por piedra picada y gravilla. Sobre esa subrasante se colocaba manualmente una base Telford de 20 cm de espesor y sobre ésta una capa de rajoncillo de 10 cm de espesor, cilindrándose posteriormente. Una vez terminada la base se fundía sobre ella una losa de hormigón hidráulico de 30 cm de espesor y de considerarse necesario se colocaban aceros de refuerzo. La superficie de rodamiento se lograba con hormigón bituminoso. En otros lugares con tránsito intenso se colocaban adoquines de granito apoyados sobre una capa de arena gruesa, sellándose las juntas entre los mismos con mortero hidráulico. El total construido en aquella época fue de 1 139 Km con un ancho de 6 metros (De las Cuevas, 2001). 3.

(16) Introducción Desde los primeros momentos la Revolución comenzó a enmendar las desigualdades de cuatro siglos y medio de desgobierno. Los planes de construcción de viales estuvieron encaminados a lograr el desarrollo agropecuario del país y a fomentar la comunicación con las poblaciones y zonas tradicionalmente marginadas, fundamentalmente en el interior del país. Se hicieron decenas de miles de kilómetros de caminos para llegar a asentamientos humanos en cooperativas y granjas agrícolas, en zonas cafetaleras, en los centrales azucareros; muchos de estos pavimentados fueron construidos con mezclas asfálticas o con la técnica de la "penetración invertida". Un ejemplo notable fue la Carretera desde Guantánamo hasta Baracoa la cual eliminó el aislamiento de la villa primada con el resto del país, en la que se encuentra el famoso "Viaducto de La Farola" declarado una de las 7 Maravillas de la Ingeniería Civil cubana; dicha obra se inició en abril del año 1964 y se abrió definitivamente al tránsito en diciembre de 1965. Otra obra importante ejecutada en la década de los años 80 fue la Autopista Nacional lo que constituye sin duda el mayor proyecto vial de todos los tiempos realizado en el país, por su extensión y por los requerimientos técnicos en los cruces con otras vías a nivel y a distintos niveles, la circulación segura a altas velocidades con cercas a ambos lados que impiden el acceso de los animales a la vía, un separador central que evita el deslumbramiento de los vehículos que vienen en sentido contrario y por supuesto, con un completo sistema de señalización, construida con pavimento flexible (De Las Cuevas, 2001). La red nacional de caminos y carreteras de la República de Cuba creció desde 1959 hasta el 2000 en 4,8 veces con relación a las existentes antes del triunfo de la revolución (Revista Obras No. 16, 2001), superándose en la actualidad los 60000 km de caminos y carreteras, lo que asegura un buen índice de Km de vía/Km2 (0,55 Km/Km2) de superficie útil del país (Radelat Egues, 2003). Como se aprecia, con el decursar del tiempo se han ido desarrollando y empleando una significativa cantidad de tecnologías de pavimentación, sobre las cuales existe una amplia bibliografía en la que generalmente no se explica con suficiente detalle las técnicas o procedimientos constructivos a emplear, las exigencias o requisitos que deben cumplir los materiales usados en la construcción de carreteras, las maquinarias idóneas a utilizar y los métodos de control de la calidad de estos frecuentes e importantes trabajos de construcción vial, por tales razones se necesita efectuar un análisis de las tecnologías existentes en el mundo y empleadas en Cuba, para tratar de sistematizar y trasmitir los conocimientos sobre dichas tecnologías de una manera clara y asequible, pudiendo servir para la actualización de las novedades en este campo, sobre todo para aquellos profesionales de la construcción que 4.

(17) Introducción se dediquen a estas tareas y estudiantes de la carrera de Ingeniería Civil en las universidades cubanas, contribuyendo de esta manera al logro de una mayor eficacia técnica, económica y ambiental. Problema Científico. Las tecnologías de pavimentación de las carreteras que se emplean en el mundo y en Cuba no están lo suficientemente explícitas y expuestas de manera integradora, no existiendo un documento que las contemple en su totalidad, por lo que es necesario ampliar y precisar algunos aspectos de las mismas de forma clara y con la debida fundamentación científica y tecnológica, contemplando las experiencias y las normas cubanas vigentes en la temática, que permitan el estudio y la aplicación racional y eficaz de dichas tecnologías, de la manera más explícita posible y con carácter integrador. Campo de Acción. Las tecnologías de construcción de los pavimentos de las carreteras rurales y calles o vías urbanas. Objeto de Investigación. La definición de las tecnologías idóneas para la pavimentación de las carreteras que se emplean en el Mundo y fundamentalmente en Cuba Objetivos. 1. Definir el estado del conocimiento de las tecnologías de pavimentación de las carreteras. 2. Describir y analizar los aspectos esenciales de las tecnologías de pavimentación de las carreteras. 3. Validar el documento empleando el método de Criterio de Expertos mediante la aplicación del algoritmo Delphi. Hipótesis de investigación. De emplearse las tecnologías de pavimentación descritas en este trabajo de diploma se pueden obtener significativos ahorros de tiempo y de recursos, así como aumentar la calidad de estas labores minimizando las afectaciones ambientales. Novedad científica La creación de un documento que sistematice y contemple las tecnologías de pavimentación de carreteras existentes en el Mundo y en Cuba. 5.

(18) Introducción Aportes. Práctico: Mediante este trabajo de diploma los profesionales de la construcción pueden adquirir y actualizarse en los conocimientos sobre las tecnologías de pavimentación de las carreteras, lo que puede incidir en la obtención de apreciables ahorros de recursos y en un incremento notable de la calidad de estos frecuentes trabajos. Métodos y técnicas empleadas. Para su confección se han empleado métodos de análisis y síntesis de las informaciones y documentos técnicos; métodos de inducción y deducción para extraer las conclusiones en cada aspecto abordado y para la elaboración del Trabajo de Diploma; así como métodos empíricos que aseguran la aplicación de los criterios de profesionales especializados y con gran experiencia en la temática, así como el Método del Criterio de Expertos para validar las propuestas tecnológicas realizadas. Estructura del Trabajo de Diploma: La estructura de este trabajo diploma guarda una relación directa con la metodología establecida y específicamente, con el desarrollo particular de cada una de las fases de la investigación. La misma se encuentra formada por una introducción general, tres capítulos, las conclusiones, recomendaciones y bibliografía, así como los anexos necesarios. El orden y estructura lógica del trabajo se establece a continuación: Resumen Introducción Desarrollo: Capítulo I: Estado del conocimiento de las tecnologías de pavimentación de carreteras. Capítulo II: Análisis de las tecnologías de pavimentación de carreteras. Capítulo III: Validación de las tecnologías de pavimentación propuestas Conclusiones. Recomendaciones Bibliografía Anexos. 6.

(19) CAPÍTULO 1.

(20) Capítulo 1 Capítulo 1: Estado del conocimiento de las tecnologías de pavimentación de carreteras 1.1. Introducción Durante el estudio de la asignatura “Pavimentos” del Plan de Estudio D vigente de la carrera de Ingeniería Civil, se hace énfasis en el diseño estructural y en menor medida del conocimiento de las tecnologías de pavimentación de las carreteras, algo similar ocurre en la bibliografía disponible priorizándose los aspectos de diseño sobre los tecnológicos, por tales razones y porque en la vida práctica lo que decide es la ejecución con calidad y racionalidad de estas estructuras, es necesario ampliar los conocimientos tecnológicos de los ingenieros civiles en esta materia, para incidir así en una mejor formación profesional, así como de aquellos graduados que se dedican a estas labores. Para lograr el cumplimiento del propósito anterior, se realizó una extensa búsqueda y revisión bibliográfica sobre las tecnologías de pavimentación de carreteras comenzando por la existente en el Departamento de Ingeniería Civil y en el CDICT (Biblioteca) de la Facultad de Construcciones de la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, en la intranet y la internet, donde se consultaron numerosos libros, manuales, artículos, trabajos de diploma, tesis de maestría, normas técnicas y otros documentos. Resultado de todo este proceso de búsqueda y revisión de información se presenta a continuación el siguiente estado del arte o del conocimiento de las tecnologías de pavimentación de carreteras en el Mundo y en Cuba.. 1.2. Los Pavimentos de las Carreteras Los pavimentos de las carreteras constituyen uno de los elementos fundamentales de las vías de comunicación terrestres, siendo la parte más costosa, pues en condiciones normales su costo de construcción puede alcanzar entre el 40 y el 60 % del costo total de la vía; estas estructuras pueden ser de tres tipos fundamentales: flexibles, rígidas y semirrígidas, en dependencia de su comportamiento estructural. Los flexibles tienen la capacidad de adaptarse a pequeños asentamientos diferenciales que pueden experimentarse en la explanación sin que se agrieten las diferentes capas que lo componen, manteniendo su integridad estructural y capacidad de transmisión de las cargas. Los rígidos son aquellos donde su capacidad estructural depende de la elevada rigidez de una losa construida con hormigón hidráulico, la cual es capaz de resistir y distribuir las cargas del tráfico en una superficie o área en que las 8.

(21) Capítulo 1 tensiones verticales transmitidas hacia la subbase del pavimento posean valores muy pequeños, inferiores a su capacidad soportante. El modelo teórico de los semirrígidos no se corresponde a los antes descritos, ya que en los mismos se manifiestan características de los flexibles y de los rígidos, en estos no existe un modelo teórico que dé cabal respuesta a los estados tensionales que se manifiestan, entre estos se encuentran los pavimentos de adocreto o adoquines de concreto hidráulico (Torres Vila, 1989); (Caraballo, 2000); (Orta Amaro, 2007). En el caso de los flexibles están compuestos por tres capas: subbase, base y superficie. Los pavimentos rígidos están compuestos por una losa de hormigón hidráulico que apoya sobre una capa de suelo granular si el suelo de cimentación es fino (limo o arcilla) o solamente la losa de hormigón si el terreno de la base de apoyo es granular según clasificación de la AASHTO. Estas estructuras deben proporcionar seguridad, economía y comodidad, así como resistir el intemperismo y soportar las cargas del tránsito en toda época del año. Además deben poseer adecuada regularidad superficial (longitudinal y transversal), buena pendiente que garantice la rápida eliminación del agua superficial, generar bajos niveles de ruido de rodadura, adecuada resistencia al desgaste de los neumáticos de los vehículos, aceptable nivel de reflexión luminosa y apariencia agradable (Torres Vila, 1989); (Montejo Fonseca, 2008); (334, 2004). Capa de Superficie En los pavimentos flexibles es la capa superior siendo la de menor espesor pero a su vez la de mayor resistencia. Está formada generalmente por hormigón asfáltico caliente denso (capa de rodadura) y semidenso (capa intermedia) debidamente compactadas. Esta debe ser capaz de resistir los esfuerzos normales y tangenciales, transmitiendo de forma directa las cargas impuestas por el tráfico a la capa inferior de base, sirviendo además para impedir la penetración del agua pluvial en el resto de la estructura del pavimento. En los rígidos la compone la losa de hormigón hidráulico que apoya sobre la capa de base granular. BASE Es la capa que se coloca sobre la subbase y debajo de la capa de superficie y su función es transmitir adecuadamente las cargas hacia la capa de subbase o de subrasante. En Cuba las bases más usadas en los pavimentos son: base pétrea de granulometría continua, base caliza, base macadam asfáltico, base Telford y estabilizadas con cemento Portland, con asfalto, con cal hidratada u otras sustancias químicas estabilizantes. 9.

(22) Capítulo 1 SUBBASE Es la capa de la estructura del pavimento flexible entre la subrasante o capa de coronación del terraplén y la capa de base, la cual debe transmitir adecuadamente las cargas desde la base hasta la subrasante. Generalmente es una capa de material granular seleccionado debidamente compactado, pudiendo ser de algún material o suelo estabilizado. Su empleo contribuye económicamente a la resistencia de la estructura del pavimento al existir la posibilidad de reducir el espesor de la base.. 1.3. Tecnología de la construcción de los pavimentos de las carreteras La tecnología es el conjunto de conocimientos técnicos, ordenados científicamente, que permiten diseñar y crear bienes y servicios que facilitan la adaptación al medio ambiente y satisfacer tanto las necesidades esenciales como los deseos de las personas. Es el conjunto de saberes, habilidades, destrezas y medios necesarios para llegar a un fin predeterminado mediante el uso de objetos artificiales (equipos) y/o la organización de tareas (Wikipedia, 2013). A su vez la concepción de la tecnología se ha enmarcado en sus épocas. En la era de la Revolución Industrial se asociaba tecnología a toda la maquinaria, y su avance, para ayudar a tener mejor producción. En la actualidad se reconoce la existencia de tecnologías llamadas “duras”, relacionadas con todo lo que pueda existir físicamente, como los equipos y las maquinarias, y tecnologías llamadas “blandas”, donde el conocimiento sea fundamental, por ejemplo las relacionadas con los procesos de dirección de las entidades. De manera general, tecnología es un conjunto ordenado de instrumentos, conocimientos, procedimientos y métodos aplicados en las distintas ramas del saber humano (Macías Mesa, 2012). La tecnología de la construcción de los pavimentos de las carreteras consiste en la especificación de las características generales, las funciones y propiedades de estas estructuras; las propiedades y caracterización físico-mecánica de los materiales que los componen, de las maquinarias utilizadas actualmente, de los procedimientos o técnicas a cumplimentar y finalmente de los aspectos que aseguren la requerida calidad de ejecución. Seguidamente se definirán los aspectos que componen la tecnología de pavimentación de carreteras. Según autores considerados clásicos y las normas estatales vigentes en el país (Martin, 1963); (Torres Vila, 1989); (160, 2002); (334, 2004); (253, 2005); (255, 2005); (259, 2005); (Montejo 10.

(23) Capítulo 1 Fonseca, 2008); (759, 2010); los materiales más empleados en la construcción de los pavimentos de las carreteras son los siguientes: . Cementos o betunes asfálticos. . Cemento Portland. . Asfaltos diluidos o fluidificados (cut back). . Emulsiones asfálticas. . Lechadas asfálticas (slurry seal). . Hormigón asfáltico en caliente. . Hormigón asfáltico en frío. . Áridos gruesos. . Áridos finos. . Polvo mineral (Filler). . Aditivos. . Agua. . Acero de refuerzo. A continuación se definen algunos de los materiales más utilizados: Cementos o betunes asfálticos: Ligantes hidrocarbonados, semisólidos o viscosos, obtenidos a partir de hidrocarburos naturales por destilación, oxidación o fraccionamiento en las refinerías, los que contienen una baja proporción de productos volátiles, poseen propiedades aglomerantes características y son esencialmente solubles en sulfuro de carbono. Asfaltos diluidos o fluidificados: Son aquellos obtenidos a partir de la disolución del betún asfáltico con determinados disolventes (gasolina, queroseno y aceites industriales), los que se evaporan en su mayor parte al ser expuestos a los agentes atmosféricos, quedando prácticamente sólo el cemento asfáltico base residual, en condiciones de cumplir su cometido. Emulsión asfáltica: Dispersiones de pequeñas partículas en forma de gotas microscópicas de un cemento asfáltico en una solución de agua, aditivos y un agente emulsionante de carácter aniónico o catiónico. Áridos: Material mineral procedente de rocas extraídas en las canteras que se encuentran desintegradas en estado natural o precisan de trituración mediante procesos industriales. Las. 11.

(24) Capítulo 1 dimensiones varían desde 0,149 mm o arena fina hasta un tamaño máximo especificado, generalmente rajón; siendo los mismos: arena fina, arena gruesa, granito, gravilla fina, gravilla gruesa, macadam, rajoncillo y rajón. Las rocas usadas usualmente para producir áridos en la construcción de pavimentos asfálticos son las rocas duras como las calizas duras, el basalto, el granito y otras rocas duras de origen ígneo, la escoria de alto horno triturada y escombros de elementos estructurales de hormigón hidráulico reciclados. Polvo mineral o Filler: Material finamente dividido (polvo) donde más del 70 % de las partículas pasa el tamiz 200. Hormigón asfáltico en caliente: Producto resultante de la combinación en caliente de un ligante o cemento asfáltico con materiales pétreos bien graduados, ambos se dosifican en proporciones definidas y constantes, bajo estrictas regulaciones de temperatura y tiempos de mezclado. Para la fabricación de cementos asfálticos modificados con adiciones de polímeros, este es el tipo de mezcla u hormigón que se utiliza. En Cuba es conocido con las siglas HAC. Hormigón asfáltico en frío: Producto resultante de una dosificación de áridos gruesos y finos adecuadamente graduados con la adición o no de filler mineral, mezclados con un cemento asfáltico a temperatura ambiente o ligeramente calentado según su viscosidad y que puede elaborarse, extenderse y compactarse en condiciones climáticas favorables; en muchos casos estas mezclas podrán ser almacenables. En Cuba se denomina por la sigla HAF.. 1.4. Maquinarias de pavimentación Las maquinarias que se emplean en la actualidad para los trabajos de pavimentación de las carreteras, se relacionan seguidamente: - Plantas de asfalto continuas y discontinuas para la elaboración del HAC - Plantas para la elaboración de HAF - Plantas centralizadas de elaboración de hormigón hidráulico (Bashing Plant) - Equipos de acarreo o transporte: Camiones Hormigoneras (Trompos) y Camiones de Volteo - Regadora de Asfalto - Regadora de gravilla - Esparcidora de áridos - Mezcladora – Pulverizadora - Pavimentadora asfáltica - Pavimentadora de encofrados deslizantes (Slipform Paver). 12.

(25) Capítulo 1 - Equipos de compactación: compactadores de rodillos metálicos lisos, estáticos o vibrantes; de neumáticos autopropulsados y mixtos - Regla vibratoria. - Camiones cisternas o pipa de agua - Planta móvil de cribado o tamizado - Fresadora de pavimentos - Tren de máquinas de pavimentación asfáltica. - Cortadora de pavimentos. - Barredoras de pavimentos. Brevemente se explican aspectos esenciales de las máquinas fundamentales: Plantas de asfalto continuas y discontinuas para la elaboración del HAC. Son instalaciones industriales que sirven para elaborar los HAC o los HAF de diferentes maneras y con distintas calidades. Pavimentadoras: Estas máquinas son autopropulsadas sobre esteras y sobre neumáticos; realiza la mayor parte del trabajo ocupándose de la colocación y extendido, pre-compactación y nivelación del hormigón asfáltico caliente en capas de espesor uniforme; también acomete la colocación de materiales o suelos estabilizados; de mezclas asfálticas en frío, tanto para la construcción de capas de base y de superficie en pavimentos de suelo y asfálticos (Orta Amaro, 2007). Pavimentadoras de encofrados deslizantes: Son aquellas que permiten colocar o extender el hormigón hidráulico en la superficie de los terraplenes de las carreteras para formar un pavimento rígido, mediante un sistema de moldes deslizantes, obteniéndose la uniformidad. Regadora de Asfalto: Son camiones cisternas que permiten realizar riegos asfálticos (de imprimación, de adherencia y otros) con barras de riego y sopletes para el calentamiento del material (Orta Amaro, 2007). Los Equipos de Compactación que se emplean en la pavimentación no difieren de los utilizados para la compactación de terraplenes. El rodillo neumático se utiliza en aplicaciones de compactación de asfalto y sellado, así como para compactar bases, subbases, tierra estabilizada y para hormigón compactado.. 13.

(26) Capítulo 1 Barredoras Mecánicas: Es un simple rodillo cilíndrico o escoba que rota sobre un eje, dispuesto horizontalmente con una ligera inclinación respecto al eje de la vía, tirado por un tractor sobre neumáticos (Orta Amaro, 2007). Fresadoras de pavimentos: Son equipos especiales que se emplean para fresar o cortar las capas superficiales de los pavimentos flexibles, pudiéndose emplear dicho material en el reciclado de pavimentos flexibles. Cortadora de pavimentos: Son equipos ligeros que permiten hacer cortes en las losas de hormigón hidráulico de los pavimentos rígidos, están provistas con discos de acero y puntas de diamante que rotan a altas velocidades para ejecutar las juntas necesarias en los pavimentos rígidos.. 1.5. Técnicas de pavimentación Las técnicas o procedimientos de pavimentación han evolucionado extraordinariamente en el último siglo, siendo algunas de estas las siguientes: 1. Técnica Tradicional de Puesta en Obra del Hormigón Asfáltico Caliente Consiste en cumplimentar la siguiente secuencia de operaciones siguiente: 1. Preparación de condiciones en la superficie existente. 2. Elaboración del HAC en la Planta de Asfalto. 3. Transporte del HAC con camiones de volteo hasta el tramo o faja de trabajo. 4. Colocación o extendido de la mezcla con la pavimentadora. 5. Compactación del HAC en la franja colocada con los compactadores. idóneos.. 6. Control de la calidad del trabajo. 2. Técnica Tradicional o Puesta en Obra del Hormigón Asfáltico Frío Esta técnica mantiene la misma secuencia de trabajo de la anterior, solo que el modo de elaboración de la mezcla asfáltica es diferente, la cual se puede mezclar de varias formas: 1. Mezclado sobre la vía o “in situ” 2. Mezclado con Motoniveladoras 3. Mezclado en Planta. 14.

(27) Capítulo 1 3. Técnicas de construcción de pavimentos rígidos: - WHITE TOPPING (WT) y Ultra-Thin White TOPPING (UWT) Es una técnica de rehabilitación de pavimentos flexibles que poseen daños superficiales, siendo concebida por la P.C.A. de los E.U.A. en 1985; consiste en colocar un pavimento rígido (losa delgada de hormigón hidráulico) sobre la estructura existente de un pavimento flexible, lo cual permite aumentar la vida útil del pavimento de la carretera sobrepasando los 20 años, disminuyendo el costo del mantenimiento y brinda la posibilidad de mejorar las condiciones geométricas. Este tipo de rehabilitación permite una rápida reparación de vías que posean daños superficiales en su carpeta asfáltica, corrigiendo las deformaciones tanto en los perfiles longitudinales como transversales, aumentando con esto el nivel de servicio de la vía (Cole, 1994), (Hurd, 1997), (Colmenares Gutiérrez, 2011). - HORMIGON HIDRAULICO DE RAPIDA APERTURA AL TRAFICO (FAST TRACK) Esta técnica surgió para dar respuesta a las necesidades crecientes de construir o reparar pavimentos de hormigón hidráulico que permitan dar circulación al paso del tránsito lo más rápido posible, entre las 8 y 24 horas. Esta técnica es conveniente usarla en intersecciones de vías urbanas, reparaciones en carreteras o autopistas donde existe el cobro de peaje; en reparaciones de puertos, áreas industriales, en fin donde debe ser mínima la afectación de la circulación vial en tiempo. En su construcción no existe diferencia con respecto a las técnicas convencionales usándose las mismas maquinarias, solo se requiere de una excelente organización de los trabajos para asegurar los plazos de ejecución y máquinas de alto rendimiento (López Perona, 1991), (Knutson, 1993). - CONCRETO U HORMIGON COMPACTADO CON RODILLO (RCC): La tecnología RCC surge entre los años 1970 y 1972 en California, E.U.A., para ganar en rapidez y economía en la construcción de cortinas de las presas de hormigón, comenzándose a emplear en los años 80 en la construcción de losas de hormigón para pavimentos rígidos de carreteras y de los aeropuertos. El concreto compactado con rodillo es un material constituido. por. agregados, cemento, agua (en menor cantidad que para un concreto. convencional) y aditivos (opcional). Esta técnica de pavimentación emplea concreto premezclado de consistencia “seca” o de asiento nulo; el cual se coloca de forma continua y su compactación se realiza con un rodillo o compactador vibratorio, similar al que se usa en los pavimentos asfálticos y en los trabajos de movimiento de tierras (Bonilla Rodríguez, 2009). 15.

(28) Capítulo 1 El éxito del concreto compactado con rodillo en estos usos ha sido atribuido a una serie de factores, principalmente a que es un material sencillo de producir y colocar, así como que no requiere el empleo de un equipo de construcción especial, lo que supone, en definitiva, una economía considerable. - HORMIGÓN POROSO DE ALTAS PRESTACIONES (HPAP) Tiene su origen en Australia para ejecutar pavimentos de campos deportivos en zonas lluviosas para posibilitar la rápida infiltración pluvial. La losa de hormigón hidráulico se fabrica con áridos de rocas duras, agregados finos (silíceos), Cemento Portland de alta calidad, agua y aditivos especiales super-plastificantes y retardadores, con una granulometría y dosificación que permite que el agua drene a través de la losa con la suficiente resistencia para evitar el desprendimiento de los áridos y demás materiales ante los efectos del tráfico y el intemperismo (Bollati, 1997). - PAVIMENTOS DE ADOCRETOS Es la técnica que emplea piezas prefabricadas de hormigón hidráulico (adocretos) que pueden fabricarse localmente con maquinarias accionadas manualmente o por pequeñas fábricas donde se elaboran mecanizadamente. Estructuralmente es un caso intermedio entre los pavimentos rígidos y flexibles, no existiendo hasta la fecha un procedimiento teórico que refleje fielmente su comportamiento estructural. Posee ciertas ventajas que aconsejan un empleo en la pavimentación de nuevas urbanizaciones, áreas exteriores de instalaciones turísticas, etc., pues no requieren el empleo de equipos especiales (pavimentadoras), es de fácil construcción, facilita la reposición, revisión y reparación de las redes técnicas sin afectar el acabado del área de trabajo, es una tecnología sustentable al poder producirse sin consumir combustible y económicamente factible, todo lo cual hace aconsejable su introducción en el país (Caraballo, 2000), (Colombo, 2000), (Orta Amaro, 2009). - SISTEMA DE SELLADO Y CARPETA DELGADA SUPERFICIAL ALTAMENTE ADHERIDA (Sistema CASAA) Es una carpeta asfáltica en caliente de granulometría escalonada de alta fricción interna que provee una excelente macrotextura y se utiliza como tratamiento de mantenimiento preventivo que alarga la vida útil del pavimento. El concepto CASAA consiste en usar una membrana extremadamente homogénea de emulsión de asfalto modificado con polímero, que es el elemento que garantiza la impermeabilización y la alta adherencia con la carpeta asfáltica de calidad estructural, seguida inmediatamente de una carpeta delgada de concreto asfáltico 16.

(29) Capítulo 1 elaborado en caliente de alto nivel de servicio y durabilidad. El procedimiento de aplicación debe asegurar la homogeneidad de la membrana asfáltica polimerizada y una inmediata aplicación del concreto asfáltico, con la finalidad de obtener los. beneficios anteriormente. descritos y maximizar la durabilidad del tratamiento ya que de esta forma se generaría una alta adherencia con la capa inferior del pavimento (Morales Vázquez, 2008). 4. RECICLADO DE PAVIMENTOS Esta técnica consiste en la reutilización de los materiales componentes de las capas de los pavimentos de las carreteras que han estado en explotación, mediante el fresado o demolición de las mismas, las que luego de cierto tratamiento y mejoramiento de sus propiedades mecánicas, se pueden emplear para construir una capa de refuerzo en la misma carretera o conformar alguna capa en una nueva. Este reciclado se lleva en frío o en caliente, cuando las magnitudes de los parámetros básicos a cumplir por las capas superficiales del pavimento flexible, tales como: textura, fricción, regularidad superficial, capacidad estructural (carga de rotura y fluencia), atentan contra la seguridad de circulación de la carretera debido a distintos niveles de deterioro que se originan (Berrio Cabeza, 2011).. 1.6. Control de la calidad En este último epígrafe se comentan los aspectos esenciales a tener presente para garantizar la necesaria calidad de estos trabajos: - Las pruebas o ensayos más importantes que se le deben realizar a los cementos asfálticos para verificar su calidad: . Viscosidad Saybolt-Furol. . Viscosidad Rotacional Brookfield. . Penetración. . Punto de inflamación Cleveland. . Punto de reblandecimiento. . Pruebas en el residuo de la película delgada. . Ductilidad. . Separación. . Resiliencia. . Recuperación elástica por torsión. . Módulo reológico de corte dinámico 17.

(30) Capítulo 1 . Recuperación elástica en ductilómetro. - El control de la calidad de los HAC y HAF se realiza por distintos métodos. En Cuba se ejecuta mediante el Ensayo Marshall y en otros países por otros métodos como puede ser el Ensayo Triaxial. - El control de calidad de elaboración del concreto hidráulico de los pavimentos rígidos consiste en verificar la calidad de los agregados, del cemento Portland, del agua, el acero de refuerzo; además en el concreto fresco, mediante fabricación de probetas para medir sus resistencias a la compresión simple y de sus módulos de rotura a la tensión y por flexión a los 7 y 28 días de edad, respectivamente. - En la construcción de pavimentos de hormigón hidráulico o rígido se efectúan controles a los siguientes aspectos: Materiales Dosificación Transporte de la mezcla de hormigón Regularidad superficial Acabado Textura Tolerancias El pavimento puede abrirse al tránsito si se ha verificado el cumplimiento en dicha estructura de los siguientes requisitos según las normas técnicas vigentes en cada país, tales como: . Resistencia. . Espesores. . Regularidad superficial. En Cuba la calidad de los trabajos de construcción de pavimentos, se garantiza mediante la existencia y debido cumplimiento de un conjunto de normas cubanas o estatales, en las que se detallan y especifican las magnitudes, requisitos y especificaciones a cumplir.. 18.

(31) Capítulo 1. CONCLUSIONES PARCIALES DEL CAPÍTULO 1. 1. Se logró definir el estado del conocimiento de las tecnologías de pavimentación de las carreteras, tanto en el Mundo como en Cuba, apreciándose abundante información en el tema pero principalmente dirigida a los métodos de diseño. 2. Es insuficiente el tratamiento de las tecnologías constructivas de pavimentación de carreteras en la bibliografía existente, por lo que es necesario la elaboración de un documento que las sintetice y explique adecuadamente para incidir en un mayor conocimiento por los profesionales encargados de su aplicación en el país. 3. Existen normas estatales que especifican los materiales, diseño o proporcionamiento de los mismos, las técnicas constructivas y el control de la calidad de estos trabajos, para la mayoría de las tecnologías de pavimentación existentes.. 19.

(32) CAPÍTULO 2.

(33) Capítulo 2 Capítulo 2: Análisis de las tecnologías de pavimentación de carreteras El transporte mediante el empleo de las vías de comunicación terrestres (caminos, carreteras, autopistas, vías férreas y aeropuertos) es de vital importancia para el desarrollo económico de los países, independientemente del nivel de desarrollo que posean. El transporte desempeña un papel decisivo en la distribución de mercancías, personas, alimentos y otros productos, en el acceso a las instalaciones industriales, de educación y salud, así como a múltiples sectores de la economía nacional. Una adecuada red vial, en especial de las carreteras, garantiza el traslado de personas y de mercancías, contribuyendo a acelerar la producción agropecuaria y el desarrollo rural, diversificar la producción industrial, propiciar el desarrollo turístico, descongestionar las áreas urbanas y mejorar la situación social, laboral y educativa, todo lo cual incide en el desarrollo sostenido y sustentable de un país. En el pasado siglo XX se inició en el Mundo un vertiginoso desarrollo de las tecnologías de pavimentación para darle respuesta al auge experimentado por el transporte automotor, aprovechando los avances de la mecánica de suelos, del estudio de los materiales de construcción y el desarrollo de la mecanización, en especial de las maquinarias de pavimentación. En la bibliografía existente se hace mucho énfasis en las teorías de diseño de los distintos tipos de pavimentos, pero no sucede de la misma manera con lo relacionado a las tecnologías constructivas, por tal razón se decidió la elaboración de este Trabajo de Diploma tomando como base el libro de igual nombre escrito por Pedro A. Orta Amaro y publicado por la Editorial “Samuel Feijoo” de la UCLV en el 2007. Las tecnologías de pavimentación de carreteras desempeñan por lo tanto un rol fundamental, ya que de nada vale efectuar un proyecto ejecutivo correcto, si no se logra construir los pavimentos empleando los materiales, las maquinarias y las técnicas que aseguren la calidad y durabilidad de este importante elemento de las carreteras, las que serán descritas seguidamente. En este capítulo se exponen las distintas tecnologías de pavimentación de las carreteras existentes en el mundo y en Cuba. Se presenta toda la base teórica indispensable para conocer los aspectos esenciales de las tecnologías de construcción de los pavimentos flexibles y rígidos, abordando tanto las tecnologías tradicionales como las más actuales o modernas, con un nivel adecuado para un estudiante universitario, aunque puede servir también para la 21.

(34) Capítulo 2 actualización de los conocimientos de los ingenieros civiles encargados de esta temática en las empresas constructoras, concluyendo con un análisis de la calidad de su implementación o ejecución y de las posibilidades de empleo de estas tecnologías en la red nacional de carreteras cubanas.. 2.1. Tecnologías de Pavimentación de Carreteras Por lo extenso de este epígrafe, el mismo se presenta en el ANEXO 1 de este Trabajo de Diploma.. 2.2. Análisis de las tecnologías de pavimentación de carreteras Una vez expuesta detalladamente en el anterior epígrafe las generalidades de las tecnologías de pavimentación, las definiciones fundamentales, su campo de aplicación, materiales empleados, diseño o proporcionamiento de mezclas de distintos materiales; maquinarias especiales de pavimentación, técnicas o procedimientos constructivos y aspectos relacionados con el control de la calidad, se hace un análisis de estas tecnologías constructivas para utilizarlas en Cuba, haciendo énfasis en varios aspectos, lo que seguidamente se expone. Para viabilizar el análisis se dividirán las tecnologías en dos grandes grupos: las tradicionales y las actuales o modernas. A estos efectos se consideran tradicionales las siguientes: 1. Tecnología de colocación o puesta en obra del HAC y el HAF para pavimentos flexibles 2. Tecnologías de construcción de pavimentos rígidos: - Semimecanizada por paños alternos. - Con alto grado de pavimentación mediante pavimentadoras de encofrados deslizantes. 3. Tecnologías de estabilización de suelos 4. Tecnologías de tratamientos asfálticos superficiales Se consideran modernas las que seguidamente se relacionan: 1. W T y UTWT: Hormigón hidráulico masivo o reforzado sobre pavimento flexible. 2. FT: Reconstrucción de pavimentos rígidos con alto grado de mecanización 3. RCC: Pavimentos hechos con Hormigón Compactado con Rodillos 4. HPAP: Hormigón Hidráulico Poroso de Altas Prestaciones 5. HAP: Hormigón Asfáltico Poroso o Mezclas Asfálticas Drenantes. 22.

(35) Capítulo 2 6. ADOCRETOS: Tecnología de Pavimentación con Adocretos. 7. SP: Pavimentos impresos de hormigón hidráulico 8. Reciclado de Pavimentos Flexibles en caliente y en frio mediante un Tren de Máquinas.. Seguidamente se realiza el análisis de cada una de estas tecnologías. Análisis de las tecnologías tradicionales: 1. Tecnología de colocación o puesta en obra del HAC y el HAF para pavimentos flexibles a) Análisis de la calidad de su ejecución: Los problemas más usuales existentes en Cuba en la actualidad son los siguientes: 1. Insuficiente calidad de los materiales de construcción empleados en la elaboración del HAC y de su colocación en obra. La insuficiente calidad del HAC está dada fundamentalmente por las materias primas utilizadas en su elaboración: el cemento o betún asfáltico que se recibe de las refinerías (no se comprueba si cumple con las exigencias de la NC vigente); el no cumplimiento de las exigencias que deben cumplir los áridos (principalmente su dureza y desgaste) para su empleo en dicha mezcla asfáltica (al menos en la región central del país).  Deficiencias en el diseño de las mezclas acorde con las materias primas disponibles y la función que la misma desempeñará, fundamentalmente de la fórmula de trabajo en las Plantas de Asfalto para garantizar el diseño inicialmente realizado.  Insuficientes cantidad de ensayos para poder evaluar de manera confiable las propiedades físico-mecánicas del HAC producido en las Plantas y el cumplimiento de lo especificado en la NC 253, por el no empleo de métodos estadísticos en el control de la calidad. 2. Respecto a su colocación en obra (transportación, colocación y compactación del HAC): - No empleo del necesario enfoque integral de esta actividad reconociendo este proceso como un proceso continuo donde se elabora, transporta coloca y compacta el HAC. - El no uso de tapacetes para cubrir el HAC que se transporta en los Camiones de Volteo, para conservar la temperatura superior a 135 grados Celsius. 23.

(36) Capítulo 2 - No medición en obra de la temperatura del HAC previo a su colocación en el pavimento por la Pavimentadora Asfáltica (mínimo 135 grados Celsius) - Deficiencias en la realización de los riegos previos de imprimación y de adherencia dadas por:  No protección del tramo regado para evitar que los vehículos transiten sobre la misma y se lleven en sus neumáticos el cut back o asfalto diluido.  Incumplimiento del tiempo de curado de acuerdo al tipo de cut back utilizado.  Demoras excesivas en la colocación del HAC una vez hecho el riego asfáltico de adherencia y el curado, lo que trae como consecuencia el no aseguramiento del necesario agarre mecánico entre las capas de base y superficie o entre las de rodadura e intermedia del pavimento flexible, con lo cual las fuerzas tangenciales que se originan por el frenado de los vehículos crea efectos como el de “colcha arrugada” y el desprendimiento o corrimiento entre las capas.  Efectuar el riego sobre superficies sucias y/o húmedas, al no efectuar el barrido o limpieza debida del tramo  No aseguramiento de la cantidad de litros/m2 (dosificación) del cut back a aplicar, según se especifica en el proyecto ejecutivo. 3. Deficiencias en la colocación de la mezcla de HAC con la Pavimentadora: - Colocar y compactar el HAC a una temperatura inferior a 135 grados Celsius - No alineación y terminación correcta de los bordes laterales del pavimento, con aumento de gastos injustificados y afectaciones en la estética de los trabajos. - No aseguramiento del bombeo o pendiente transversal. - No aseguramiento de la necesaria regularidad superficial, según lo especificado en el proyecto ejecutivo. - No aseguramiento del peralte proyectado en las curvas para lograr la necesaria seguridad de circulación vehicular. - No empleo de pavimentadoras auto-nivelantes o peor aun contando con el aditamento para que lo realicen no se utiliza, originándose la no uniformidad de la superficie lo que trae consigo que se “copien” en la superficie del pavimento las no uniformidades existentes en la capa de base, lo anterior origina películas de agua que en tiempo de 24.

(37) Capítulo 2 lluvia pueden provocar accidentes al impedir la visibilidad de los conductores; también la aceleración del deterioro de los pavimentos flexibles al infiltrarse el agua pluvial, así como propiciar el incómodo “cabeceo transversal y longitudinal” de los vehículos al circular y el finalmente el “Back Spray” o neblina trasera que se origina cuando se circula lloviendo, originando inseguridad en la circulación vehicular y posibles accidentes. 4. Deficiencias en la compactación del HAC: - Selección inadecuada de los compactadores (los Cilindros Tándem Estáticos se emplean para la inicial y los Vibratorios o Sobre Neumáticos autopropulsados para la final). - No hacer la compactación inicial antes de la final, para evitar la aparición de deformidades y marcas indeseables en la superficie o capa de rodadura del pavimento. - No efectuar el número de pasadas adecuado para garantizar la máxima densificación del HAC colocado. - No emplear la frecuencia y amplitud de las vibraciones necesarias para lograr la densificación necesaria del HAC de la capa de rodadura e intermedia - No compactar desde los bordes hacia el eje del pavimento de la carretera en tramos rectos o desde arriba hacia abajo en tramos curvos. - No asegurar el solapo necesario entre franjas contiguas de compactación (mínimo 30 cm) 5. En el control de calidad de la compactación del HAC: - Insuficiente cantidad de ensayos para extraer testigos que permitan determinar de manera confiable (no uso de métodos estadísticos) las propiedades del HAC colocado en obra (espesor, densidad, estabilidad y deformación), no asegurándose el cumplimiento de las exigencias establecidas en la NC 160 vigente. b) Posibilidades de empleo en la red nacional de carreteras. Las empresas de obras de ingeniería cubanas disponen de las maquinarias, materiales y personal calificado para la implementación de la tecnología de construcción de pavimentos flexibles, manifestándose desde 2007 un incremento en las inversiones para adquirir equipamiento especializado como Plantas de Asfalto, Pavimentadoras, Compactadores y otros recursos, existiendo en la actualidad limitaciones en los recursos materiales necesarios para acometer los planes de nuevas construcciones y los trabajos de conservación de la red nacional las carreteras. 25.

(38) Capítulo 2 2. Análisis de las tecnologías tradicionales de construcción de pavimentos rígidos. a) No se evidencias grandes afectaciones en la calidad de realización de este tipo de pavimento b) En la actualidad la tecnología empleada es semimecanizada al no disponerse de la Pavimentadora de Encofrados Deslizantes, ejecutándose con la técnica de paños alternos y generalmente empleando hormigones sin empleo de aditivos. En los pavimentos de los hoteles en construcción se aplica en la actualidad la tecnología de pavimentos impresos (Street Print) en la que si se emplean aditivos aceleradores del fraguado para reducir los plazos de ejecución de pasillos, aceras, plazas y viales interiores. 3. Tecnologías de estabilización de suelos. Se considera que debe existir un mayor empleo de las técnicas de estabilización de suelos en particular las de suelo-suelo cuando las distancias de acarreo a las canteras de material rocoso son muy grandes y los costos de transportación por consiguiente son muy altos; en base a un estudio previo de viabilidad económica debe evaluarse con mayor frecuencia el empleo de la estabilización con cal, con cemento Portland o con Asfalto, en vez de materiales locales ubicados a distancias que superen ampliamente el limite económico de acarreo. Las restantes técnicas no se recomiendan emplear, ya que abundan en el país los suelos locales de buena calidad y con las anteriores técnicas pudiese definirse una mejor variante técnica y económica, lo cual evitaría gastos en productos de importación. 4. Tecnologías de tratamientos asfálticos superficiales. Estas tecnologías se emplean en Cuba manifestándose indisciplinas tecnológicas que atentan contra su calidad de aplicación, tales como: -. No respetar el tiempo de curado acorde al cut back empleado. -. No evitar el tráfico sobre el área o tramo tratado.. -. No cumplimiento de las especificaciones establecidas en la NC 830 vigente. Análisis de las tecnologías modernas: 1. WT, UTWT y FT: Estas tecnologías sobre todo la primera y la última pueden ser aplicadas en Cuba al disponer de materiales, equipamiento y personal calificado, pero según la información disponible se han 26.

(39) Capítulo 2 empleado muy poco en Cuba, aunque sería conveniente un mayor empleo para acometer trabajos de reparación o reconstrucción en intersecciones y tramos de vías que sean nudos o claves en el tráfico de las zonas urbanas, como por ejemplo: accesos al túnel de la bahía de la Habana, intersecciones como la de Ave Rancho Boyeros y Vía Blanca en la Habana; Carretera de Camajuaní y Circunvalación Norte en Santa Clara y otras similares en el país. 2. RRC La técnica RCC se aplica fundamentalmente en las cortinas de hormigón de las presas, no obstante dada sus características puede ser empleada en los pavimentos rígidos de las carreteras cubanas al no requerir de máquinas y hormigones especiales. 3. HPAP y HAP. Los pavimentos hechos con estas tecnologías son más caros que los convencionales, pero lo que da al traste con las posibilidades de su utilización en las carreteras cubanas, es que para que cumplan con su rol no deben colmatarse, exigiendo para ello su empleo de carreteras con accesos controlados para que los vehículos agrícolas no circulen sobre los mismos, adicionalmente necesitan la impermeabilización de la capa de base y el uso de aditivos especiales que evidentemente encarece estos trabajos, por lo que no se recomienda su uso en Cuba, son más adecuados para países fríos con un nivel de desarrollo superior. 4. ADOCRETOS. La aplicación de esta tecnología es factible en Cuba al existir los materiales, las maquinarias, la técnica y el personal calificado, habiéndose empleado en la construcción de parqueos, viales interiores y plazas de los nuevos hoteles que se ejecutan en los diferentes polos turísticos del país, sin embargo pudiese ser más empleada para la ejecución de las vías urbanas de las nuevas urbanizaciones o para la reparación de dichas vías siendo una tecnología amigable con el medio ambiente en comparación con la tecnología tradicional de pavimentos rígidos. 5. Reciclado de Pavimentos Flexibles en caliente y en frío mediante un Tren de Máquinas. Ambas tecnologías se han venido aplicando cada vez con mayor intensidad en el mundo, en Cuba se cuenta con las maquinarias para la aplicación del reciclado en frio con asfalto espumado, tecnologías que se recomienda emplear cada vez más dada sus evidentes. 27.

(40) Capítulo 2 ventajas económicas y ambientales, tal como ha quedado demostrado en varias carreteras de la región oriental del país.. CONCLUSIONES PARCIALES DEL CAPÍTULO 2. 1. En el Anexo 1 del presente trabajo de diploma se describen satisfactoriamente los aspectos esenciales de cada una de las tecnologías tradicionales y actuales empleadas en la pavimentación de carreteras, presentándose los conceptos y definiciones principales, materiales y maquinarias empleadas, las técnicas o procedimientos constructivos idóneos (buenas prácticas), así como aquellos aspectos que garantizan la calidad de estos importantes trabajos, contribuyéndose a que los pavimentos cumplan con las exigencias funcionales que garanticen el tiempo de vida útil estimado con los menores costos directos de construcción.. 2. Se realiza un análisis general de las tecnologías de pavimentación de carreteras en Cuba haciendo énfasis en la calidad de ejecución de estos trabajos y de las posibilidades de su empleo en el país, denotándose la existencia de problemas en la calidad de ejecución y apreciándose que la mayoría pueden ser empleadas en Cuba, al disponerse de los materiales, las maquinarias y la fuerza calificada capaz de ejecutarlas.. 28.

(41) CAPÍTULO 3.

(42) Capítulo 3 Capítulo 3: Validación de las tecnologías de pavimentación de carreteras por el método del Criterio de Expertos En este capítulo se realiza la validación de las propuestas hechas en el trabajo de diploma sobre las tecnologías de pavimentación de carreteras, aplicando el método del Criterio de Expertos basado en la técnica Delphi, la cual posibilita la revisión y validación de las diferentes tecnologías mediante un proceso de consulta, a partir de las respuestas a una encuesta realizada a un grupo de profesionales de gran experiencia y otras cualidades denominados: expertos.. 3.1. Validación por Criterio de Expertos. Método Delphi Como en la temática analizada predominan diversos criterios sobre como presentar, estudiar y analizar las diferentes tecnologías, así como se dificulta la aplicación de procedimientos analítico–cuantitativos, se emplearán técnicas cualimétricas como el algoritmo del Método Delphi, el cual es un procedimiento eficaz y sistemático que tiene como objetivo la recopilación de opiniones de un grupo de profesionales denominados expertos sobre un tema particular, con el fin de incorporar dichos juicios y criterios a partir de la respuesta a un cuestionario, para tratar de arribar a un consenso en el tema abordado a través de la convergencia de sus opiniones. En la conformación y selección del grupo de expertos se trató que los mismos tuviesen distintos perfiles profesionales (proyectistas, constructores, investigadores, docentes), además tener el conocimiento y la necesaria experiencia sobre diferentes aspectos relacionados con las tecnologías de pavimentación, los cuales serán capaces de emitir juicios y opiniones bien sustentadas y objetivas, asegurando una visión integral y multilateral que permita la validación de las propuestas realizadas. Se logró conformar un grupo de 6 expertos, con un mínimo 16 años de experiencia, representando cada uno un peso porcentual del 16,67 % al realizar el análisis estadístico de sus criterios u opiniones. Todo lo antes planteado garantiza la veracidad y validez de las propuestas realizadas considerando las opiniones de los expertos que participan en esta investigación. En la aplicación del Método Delphi se cumple con el siguiente procedimiento:. 1. Definición de los objetivos a lograr en la validación. 2. Adecuada selección de los expertos (en cantidad, calidad y heterogeneidad). 30.

(43) Capítulo 3 3. Elaboración correcta del cuestionario o encuesta a aplicar. 4. Aplicación de la encuesta y valoración de sus resultados. 5. Retroalimentación (feed back) para el reajuste y/o modificaciones en caso necesario. 6. Conclusiones o fase final (validación de la propuesta) La secuencia de este método se aprecia en el siguiente algoritmo:. El objetivo fundamental a lograr en este caso es la certeza del estudio y el empleo de las tecnologías de pavimentación de carreteras más adecuadas a las condiciones cubanas. La selección de los expertos se realizó en una serie de empresas del MICONS del territorio central del país (EMPROY VC, ECOING 25 y la ESI), seleccionando 6 profesionales de gran experiencia (mínimo 16 años), que han tenido una participación activa y directa en la proyección y construcción de carreteras, en las investigaciones aplicadas y la elaboración de las mezclas asfálticas, así como en la docencia universitaria. Los expertos han sido escogidos por sus conocimientos y/o implicación directa en los temas abordados. La elaboración de la encuesta fue meticulosa, escogiéndose interrogantes que eviten ambigüedades, utilizándose preguntas abiertas y cerradas debido a las características de la temática abordada, facilitándose la cuantificación de las respuestas, siendo la misma de fácil comprensión, evitando además que las respuestas conlleven sesgos del encuestador al validar las propuestas que se realizan en este Trabajo de Diploma. 31.