Proceso constructivo de carreteras

8 pasos importantes para el proceso constructivo de carreteras en México

Querido lector, 

Nos encanta tenerte aquí porque elegiste el vehículo correcto que te transportará a la ruta del conocimiento vial.

¡Conoce el paso a paso y sé un experto en los procesos constructivos de carretera!

Empecemos desde cero para entender cada punto que te convertirá en todo un maestro de obra.

¿Qué es un proceso constructivo de la carretera?

El proceso constructivo de la carretera es la ruta para crear una superficie del asiento de capas estructurales del pavimento. Este proceso requiere de diferentes zonas como la base que es la parte donde se sitúa el terreno natural, el cuerpo que son las capas entre la base y corona; la corona es la parte superior donde se sitúa el terraplén que debe tener un espesor de 0.30 metros. 

¿Cuáles son las partes de la vía? 

• Cuneta: 

• zonas de ambos lados de los arcenes que no están pavimentados y sirven para recoger el agua de lluvia.  

• Arcén: 

• mini carriles al lado de la vía, banda longitudinal contigua a la calzada. 

• Arcén pavimentado: 

• Tiene capa de asfalto, alquitrán u hormigón. 

• Arcén transitable: 

• Solo pueden transitar vehículos autorizados. 

• Calzada:

•  Parte de la vía para la circulación de los vehículos, tiene ciertos números de carriles. 

• Carril: 

• Bandas longitudinales para dividir la calzada para permitir la circulación de automóviles.

• Plataforma:  

• Zona de la calzada para uso exclusivo de los vehículos, no es para los peatones. Está formada por Calzada y Arcenes. 

• Mediana: 

• zonas que separan las calzadas.

• Separador: 

• zonas aisladas que separan sentidos de circulación.

• Zonas de frenado de emergencia: 

• son zonas de descensos prolongados para que los vehículos que puedan tener un problema de frenos puedan quedarse detenidos. No se puede ni parar ni estacionar. 

• Apartadero: 

• zona separada de la circulación, se puede parar y estacionar para descansar. 

• Zona peatonal: 

• destinada para la circulación de peatones, los vehículos tienen prohibida la entrada. 

• Acera: 

• zona de vía destinada al uso de peatones.

¿Cuáles son los elementos de la vía? 

• Intersección:

  • Zona de la calzada donde las trayectorias de los vehículos se cruzan al mismo nivel. Están reguladas por semáforos, señalización o se le da prioridad de circulación por la derecha. 

• Glorieta: 

• Tipo de intersección circular, la prioridad es de los vehículos que circulan dentro. 

• Paso a nivel: 

• Es un cruce de vía férrea con o sin barreras.

• Cebreado:

   

• zonas que canalizan la circulación, no son usadas por los vehículos. 

¿Cuáles son los pasos de un proceso constructivo de la carretera? 

PASO #1: DESMONTE DEL TERRENO 

Antes de intervenir la zona para la construcción se retira la zona vegetal que hay en el respectivo lugar.

En este proceso se requiere herramientas manuales como hachas, machetes, motosierras y maquinaria que pueda cortar los árboles o transportar este material, para remover sus troncos desde la raíz también se recurre a los animales como caballos, mulas o bueyes que tienen la capacidad para mover estos elementos. 

Si hay arbustos, árboles pequeños, ramas o troncos se acude al fuego con la autorización correspondiente de las instituciones, sin embargo, se debe llevar un control para evitar un incendio forestal.

PASO #2: LIMPIEZA DEL TERRENO 

Para la limpieza del terreno o predio se usará herramientas manuales como el azadón, la pala, la carretilla y el machete; con la ayuda de obreros se manipulará la maquinaria pesada como la retroexcavadora y el camión de volteo. 

Es necesario acarrear grandes volúmenes de materiales para alejar los residuos y evitar que estén en el área de  trabajo.

¡Todo lo restante se debe mover porque puede causar problemas! El material debe estar a una distancia prudente para no obstaculizar el proceso constructivo. 

PASO #3: EXCAVACIONES 

El despalme debe tener una aprobación de acuerdo a los estudios realizados, de la misma manera, se replantea el terreno y se trazan los planos del proyecto.

Este proceso se realiza con una tiza blanca o cal para que se vea, con el fin de que NO se vaya a borrar ni provoque confusión, por esta razón el terreno debe estar libre de polvo y limpio. 

El uso de maquinarias o herramientas, depende del rendimiento y presupuesto. Se puede acudir a la mini excavadora, dumper, minicargador, martillo hidráulico y herramientas manuales. La excavadora y la retroexcavadora se usan para grandes envergaduras. 

A medida que se va excavando se requiere de una persona para estar pendiente del trazo, es importante ir viendo los avances con la maquinaria. Para esto, depende de la cota para saber hasta dónde llegar, si dice 60 cm se debe tomar 55 cm y lo que falta lo realiza cuidadosamente el maestro de obra para definir lo que está pasando en el terreno. 

La excavación profunda y en terreno blando se hace con entibación para guardar la seguridad de los trabajadores o evitar que se vaya a desmoronar. Una vez que la excavación está hecha, se necesita la mano de obra. 

Todo depende de la profundidad del terreno porque si en las excavaciones hay instalaciones sanitarias, antes de poner la tubería se debe proteger con arena para que no haya riesgo con la presión. Pueden ser tuberías de agua lluvia, etc. 

Cuando se tiene lista la tubería fija viene el sanitario y chequea la cota, luego se puede tapar la tubería; según la normativa, se debe poner una cinta dependiendo el tipo de instalación para que en una futura excavación, la maquinaria vea la cinta de un color y pueda indicar qué está cerca a los tubos, así se puede evitar un posible accidente de obra. 

 Luego, se realiza el relleno quizás con el mismo terreno que se excavó. Este proceso debe ir compactado en capas (no más de 30 cm o según el proyecto), se va tirando el relleno para que el terreno no vaya a ceder con la lluvia u otras condiciones. 

Los socavones se dan porque está mal compactado el terreno. Para que queden firmes ya que son de relleno.

Cuando no recibe relleno, ni tubería recibe fundaciones, se debe aislar el treno y nivelar donde va ir la enfierradura. Luego se traza con respecto a los ejes, lo realiza un personal capacitado para esta labor.  Los colores son para indicar los ejes de los planos y donde va la enfierradura. 

Recuerda que las excavaciones dependen del tipo de suelo. De esta manera, se elige la maquinaria adecuada para el rendimiento. 

Elabora un perfil estratigráfico para detallar los tipos de suelo y la profundidad. 

TIPOS DE SUELO Y PROFUNDIDAD

Es una variable muy importante dentro del diseño de la estructura.

• Suelo arenoso 

• Está compuesto por arena media y gruesa. Es estable, por ende resiste a los cambios de humedad y temperatura, la cimentación debe ser en losa para soportar este tipo de suelo, sin embargo, son propensos a la erosión. Para esto es importante que la cimentación sea profunda y así, lograr mayor resistencia.

• Suelo arcilloso

• Se hinchan con la humedad y se contraen cuando ésta disminuye. También son llamadas arcillas expansivas, tiene una zona activa de 6 metros, se obtiene mayor estabilidad a mayor profundidad. La humedad en este tipo de suelo es importante para la cimentación. 

• Suelo pedregoso

• Es rocosa por ser una resistencia superior. Los estratos rocosos son los más adecuados para las cimentaciones. 

• Suelo limoso

• Es la mezcla de tierra de nutrientes y agua a causa de las lluvias e inundaciones (arena fina y arcilla). Presenta problemas para construir, se tiene en cuenta un sistema especial de cimentación.

CLASIFICACIÓN DE DUREZA: 

• Suelo blando

Se usa losa de cimentación o pilotes. Es muy fácil de remover, por esta razón se usa la fuerza de una maquinaria simple y herramientas manuales, para grandes volúmenes la maquinaria necesaria es retroexcavadoras con alto índice de rendimiento.

• Semi-blando o duro 

para este tipo de suelo se usa zapatas aisladas ocurridas y emplea maquinaria pesada para trabajar el terreno, el uso inadecuado de las máquinas causaría retrasos en la obra de construcción. 

Cuando el suelo contiene piedras es complicado trabajarla, es por eso, que se usa explosivos, primero se debe crear orificios para colocar los explosivos, esto genera presión y facilita retirar las rocas.

Debes realizar un estudio de mecánica de suelos para saber con exactitud el tipo de suelo del proyecto y tener en cuenta la cimentación que posteriormente se adapta al terreno. 

PASO #4: CORTE DE CAJA 

El corte de caja consiste en excavar una capa más para quitar el material no apto en el desplante, en algunos casos la arcilla roja cuando no es necesaria o cuando se estabiliza con otro material (car emulsión asfáltica o cemento) para el proceso de construcción. 

Este punto facilita la inspección y revisión de desagües, la profundidad de la caja depende  de la pendiente de la tubería, la tapa debe quedar al menos 5 cm debajo del piso, debe ser consecuente con la pendiente general y una pendiente del 3% en sentido transversal para que cuando revise el agua los sólidos puedan seguir el curso.

Es importante que en el fondo de la caja tenga la forma para que las corrientes de aguas negras no sufran estancamiento y de esta manera se evitan las posibles obstrucciones. 

• Caja de inspección

Tiene como función inspeccionar y revisar los desagües. 

La tapa removible de la caja permite la fácil inspección de la red sanitaria, ya que cuando se presentan obstrucciones en los ductos, infiltraciones u otras eventualidades permiten una exploración al sistema de eliminación de aguas negras. 

• Caja de empalme

Su función es recibir o recoger el agua de varias tuberías y enviarla a la principal. Son generalmente de 6 pulgadas, tiene las mismas generalidades de la caja de inspección.  

Es importante construir la caja empalme cuando: 

1. Existe un cambio de dirección.
2. Se debe recoger ramales.
3. Es necesario cambiar el diámetro de la tubería.
4. Se debe cambiar la pendiente. 

Las medidas interiores varían entre 45 x 45 cm y 60 x 60 cm. 

Las obras de drenaje, antes de los terraplenes, incluyen una serie de excavaciones para la colocación de los tubos, inclinada a un porcentaje adecuado para que el agua fluya correctamente. 

Encima de las mamposterías se ponen la losa del concreto para que la vibración de los autos no afecten ni permitan fallas de estos elementos, las mamposterías en la obras de drenaje soportan la losa y dirige el agua hacia el centro del puente o tubo. Si están encima están como rasante o colchón.

PASO #5: COMPACTACIÓN DEL TERRENO PARA EL PROCESO CONSTRUCTIVO DE LA CARRETERA.

¡La compactación se debe realizar por capas para garantizar la calidad de trabajo en los procesos de construcción de carreteras!

Antes de realizar la compactación debes realizar la prueba de máximos. Mira ¿Cómo se realiza la prueba de máximos? 

Materiales necesarios para la compactación: 

• Escobilla.

• Probeta de plástico graduada de un litro.

• Una barreta de tamaño que se prefiera puede ser una de 1.75 metros, es más fácil hacerla entre más pesada sea y grande.

• Malla de tres cuartos y bolsas plásticas. 

• Báscula para pesar el material.

• Un formato para anotar toda la información Descárgalo aquí.

Procedimiento de preparación del terreno previo a la compactación

Se debe limpiar la superficie donde se va a realizar la cala eliminando cualquier partícula externa que no sea parte de la prueba y se hace la cala con la barreta. Se preparan las bolsas donde se va a depositar el material que salga de la cala, será aprox. un cuadrado 15 x 15 cm (es lo recomendable). 

Se debe realizar en toda la profundidad de la capa, se recomienda que sean aprox. de 20 cm para trabajar y facilitar el proceso de compactación. Cuando se ve la arcilla negra (natural) indica que se ha terminado con la capa.

En algunos casos cuando son varias de petate es más difícil, ya que no hay cambio de material y por eso debes estar atento cuando sientas que el terreno está duro durante la excavación con la barreta, esto indicará que ya se llegó a otra capa. 

¡Si la barreta rebota ten cuidado con las piedras que se atraviesan!

Si la piedra es muy grande, debes usar otro lugar y repetir todo el proceso ya que no podrás avanzar más. No es recomendable romperlas. Sin embargo, si son menores a tres cuartos de pulgadas se apartan y no se agregan a la bolsa (para esto es la malla de 3 cuartos, si pasa ahí la puedes agregar a la bolsa).

No olvides agregar una etiqueta dentro de la bolsa para identificar la muestra.

El método de el Cono

El método del cono es mejor en varios aspectos, sobre todo porque tiene una placa que se fija al piso y es más fácil de identificar el material evitando que se escape para la prueba.

Se mide la profundidad aproximada a los 27 cm compactos. También se le da una pasada con el rodillo para mayor compactación y evitar que la capa no pierda humedad (se le llama cerrar la capa). Luego se agrega la siguiente capa y se mide la cala.

Se agrega la arena con la probeta hasta que marque un litro, se le da una vuelta para verificar y hacer que las partículas de arena se acomoden, con el litro exacto se vacía permitiendo que se acomode dentro de la cal. Se debe tener en cuenta la prueba de máximos.

Para cerrar la cal hay dos maneras: se va dejando caer la arena al centro y después se acomoda para cubrir toda la superficie de la cal, o se va distribuyendo por toda la superficie desde que va cayendo de la probeta. 

Se revisa la arena que está en la probeta, debe quedar al nivel. Se pesa el material y se tiene el valor de la compactación teniendo en cuenta la humedad óptima, realizando el cálculo. 

Después de los resultados de la prueba del formato, ten en cuenta las fórmulas correspondientes de acuerdo a tus resultados. 

Es muy importante la nivelación y compactación del suelo, para la plantilla uniforme se usa maquinaria pesada  y en algunos casos la humedad óptima para que el lodo no se pegue en el rodillo de la maquinaria. La compactación debe ser el 95% del peso volumétrico seco máximo de la tierra. 

PASO #6: PROCESO CONSTRUCTIVO DE UN TERRAPLÉN. 

Es la tierra que se usa para construir un camino o una estructura defensiva para rellenar un espacio, también se realiza cuando hay un desnivel. 

Los terraplenes usan una plantilla por medio de la compactación antes de rellenarse, al compactar se debe hacer de capar de 20 a 30 cm con un 90% de su peso volumétrico seco, no más ni menos del 2% cercano. El material que se va a usar se puede extraer del banco de material específico o del mismo que se retiró del lugar si es adecuado. 

PASO #7: SUBRASANTE DEL PROCESO CONSTRUCTIVO DE UNA CARRETERA 

Es el cimiento o fundación de la estructura del pavimento, ya que debe aguantar las cargas y dar sustentación, se extiende hasta una profundidad para que no le afecte la carga que corresponde en el tránsito. 

Entre mayor calidad, va a ofrecer un apoyo uniforme de la carga, tendrá una resistencia adecuada y mantendrá las propiedades a pesar del clima. 

El espesor del pavimento será reducido y por lo tanto será un ahorro de costos, sin dejar de lado la calidad. Si no cumple con estos aspectos, se debe corregir las deficiencias para brindar una mayor resistencia al terreno o disminuir su plasticidad.

Para esto es importante que conozcas los procesos para corregir las fallas de la subrasante: 

• Estabilización mecánica.

• Estabilización química.

• Estabilización geosintéticos. 

¡Ten en cuenta una buena densificación!

Entre más compacta esté el terreno se puede lograr un buen comportamiento de la estructura del pavimento, evitando el asentamiento por consolidación.

El asentamiento por consolidación es cuando se somete el suelo a las cargas y estos aumentos, incrementa la presión hidrostática en los poros, el suelo paulatinamente irá liberando la presión en los poros, expulsando gradualmente el agua que contiene, la perdida de agua produce un cambio de volumen por lo cual es importante que el suelo se encuentre bien densificado. 

Para evaluar el subrasante es importante saber si sirve su estado natural o si requiere mejoramiento. Debes tener en cuenta algunas propiedades físico mecánica de los suelos al momento del diseño.

Determina las propiedades del suelo

Recuerda tomar muestras a todo lo largo de la carretera y determinar en el laboratorio las propiedades del suelo como: 

• Granulometría. 

• Plasticidad (identificar la capacidad de formarse el suelo sin romperse).

• Clasificación de los suelos.

• Resistencia de los suelos. 

• Densidad y humedad, determina las características de compactación. 

El subrasante, será extraído del banco de material específico irá en la extensión de la carretera, se compactara al 100% de su peso volumétrico máximo, se hará en capa de transición. 

La colocación de la subbase, no debe exceder los 20 cm ni ser menos de los 10 cm se esparcirá con uno motoniveladora y será compactada con un rodillo, se realizará un capa de protección de 10 cm con material seleccionado para ser compactado.

La colocación de base debe ser con un material seleccionado y su distribución va por toda la carretera, se completará con un rodillo liso o ruedas neumáticas.

La base es la capa superior del pavimento tiene como función distribuir y transmitir las cargas ocasionadas por el paso de los vehículos a las capas inferiores. 

• El pavimento flexible se encuentra en la capa de rodadura donde circulan los vehículos. Estas bases son elaboradas con mezclas asfálticas de alto módulo que ayudan a combatir el ahuellamiento. 

• El pavimento rígido Hormigón/concreto tiene alta resistencia de la deformación para no tener cambios de su estructura, así mismo soporta las altas presiones que percibe. El Pavimento rígido surge para combatir el problema de erosión del soporte que son base permeable o base de hormigón.

La base o capa superior puede estar construida por: 

• Materiales tratados, se les mejora sus propiedades mecánicas, mediante la incorporación y mezclado de productos que generan cambios físicos o químicos del suelo, aumentando la capacidad para soportar cargas, son menos susceptibles al agua y tienen mayor rigidez.

• No tratados, están compuestos por pétreos finos naturales, no están ligados. 

• Reciclados o marginales, se busca materiales amigables con el medio ambiente, está compuesto por desechos mejorando sus propiedades para lograr un buen comportamiento. 

Complementos para suplir defectos específicos del tipo de suelo

Han surgido otras composiciones para suplir otros problemas específicos de los pavimentos. 

Para estabilizar los materiales del pavimento se usan productos en cantidades apropiadas como:

• El cemento.

• El asfalto. 

• La emulsión.

• La cal.

• El cloruro de sodio.

Para mejorar la propiedad de la base. Todo dependerá del tipo del suelo y de qué deseamos lograr. 

De acuerdo al tipo de pavimento, los materiales que lo conforman y el aditivo incorporado;   tiene una función o comportamiento específico. 

• El riego de encarnación se hará después de poner la base servirá como adherencia de la subbase, la base y carpeta asfáltica, su objetivo es impermeabilizar la carretera. 

Con este proceso de construcción finaliza la obra, al pavimento asfáltico se le dará tratamiento de trituración y será mezclado por medio de calor en otro lado, por medio de la máquina expendedora de asfalto, será capaz de expulsar una capa para darle forma a la carretera.

Se compactará por medio de rodillos neumáticos y rodillos con diseño para desprender la emulsión asfáltica, el pavimento en calor se debe colocar a una temperatura de los 100 grados celsius.

Juntas transversales y longitudinales para un proceso constructivo de carretera

Las juntas transversales y longitudinales en el pavimento de concreto permiten los movimientos, evita las fisuras irregulares y agrietamiento del suelo, pueden ser controladas o minimizadas mediantes las juntas.

Juntas transversales: Son de contracción, construcción y dilatación. Garantizan transferencia de cargas, el dowel es un elemento prefabricado que evita rupturas. 

Juntas longitudinales: Son de contracción y construcción. Están constituidas por barras de hierro corrugado, estas se diseñan para mantener la escala de la losa unidas, para la correcta aplicación se debe realizar un revisión geométrica a la hora de instalar.

Permite , además, la correcta distribución, distanciamiento y alineación de la carretera; controla las fisuras en el concreto. Todo esto genera una buena transferencia de cargas.

Los sellados, evita el reposo de las aguas, desportillamientos y rupturas de esquinas. Se recomienda sellar las juntas.

PASO #8: SEÑALIZACIÓN PARA EL PROCESO CONSTRUCTIVO DE LA CARRETERA

Por último y no menos importante, se debe agregar la señalización tanto horizontal como vertical. Este paso es indispensable para la seguridad en la vía. 

• Vertical: 

Son tableros y postes, son realizados con material reflectivo, láminas de aluminio, poliéster reforzado o acero organizado. Deben estar ubicados a la derecha.

Para los postes son una estructura que soporte la rigidez del tablero. Para el anclaje, se usará el concreto, para el recubrimiento de los postes se usará una pintura anticorrosiva. La altura de los postes es de 5 metros de altura.

• Horizontal: 

Se realiza con pintura termoplástica en caliente o frío, la aplicación puede ser manual o mecánica, otros elementos de la carretera son fundamentales para el uso de la vía como cercas, barreras de protección, vibradores, reductores de velocidad, entre otros. 

¡Con este paso finaliza el proceso constructivo de la carretera!

RECOMENDACIONES GENERALES PARA LA CONSTRUCCIÓN DE CARRETERAS. 

• Preparar la superficie de asiento comprende retirar el terreno vegetal y material homogéneo para lograr un espesor uniforme que no supere el 0.30 de espesor. 

• Debe tener un 90% base y cuerpo, el 95% corona con la densidad correspondiente. 

• Las capas deben ser homogéneas.

• La corona está dividida en dos capas, espesor compactado 0.30. 

• La base granular se hace con piedras fracturadas dependiendo del uso específico para definir si es grueso o fino, este elemento es la resistencia de la construcción. 

• Se realiza el corte del concreto para las fisuras de forma controlado, aleta de tiburón, estas juntas deben ser identificadas antes del descargue del concreto. 

• Las juntas evitan las fisuras. 

• Los determinan la consistencia del concreto fresco y verifican la uniformidad de la mezcla, si existe un caída lateral o  una inclinación del concreto, debe ser rotativo. 

• Se debe tener permisos ante el Ministerio de Transporte y Obras públicas.

• Un solo nivel y espesor de la losa, permitirá que no agriete la losa de pavimento. 

• Las pendientes, deben ser establecidas para la norma.

• La compactación se realiza con rodillos lisos, el proceso va desde el interior al exterior de la vía. 

• La impresión se realizará con un material secante. 

• La base granular disminuye la tasa de riesgo, protege el suelo de la intemperie, mejora la adherencia y la transición de carga.

• El riego de imprimación se realiza con barredora y soplador mecánico, dura 24 horas, con una capa de arena sobre la misma. 

• Cuando la mezcla está definida para la compactación se usa: Rodillo liso, vibración, densidad, se usa una temperatura de 136 grados centígrados. Dos rodillos neumáticos para la densidad 127 centígrados. Rodillo liso vibración de baja amplitud para borrar las huellas de los rodillos anteriores, acabado final en 110 grados centígrados. 

• Se hacen estudios  para evitar deslizamiento, se usa el método de círculos de fallas, bermas estabilizadoras.

• Fórmulas importantes para tener en cuenta en los procesos de construcción de carreteras. 

• Para el diseño vial tener en cuenta las curvas horizontales y verticales. 

Si leíste hasta aquí, eres un experto en los procesos constructivos de carretera ¡Manos a la obra!