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Este documento se estructura como Norma, pero, en todo caso, el proyectista podrá realizar el dimensionamiento del firme conforme a un procedimiento perfectamente justificado.
Los factores que se consideran son los siguientes:
La estructura del firme será función de los siguientes parámetros:
Se adopta un período de proyecto de 20 años, salvo indicación en contrario en la Orden del Estudio.
En los casos en que sea viable una ejecución por etapas, la suma de sus períodos de proyecto no será inferior a los 20 años citados.
Al ser el tráfico un factor decisivo para la elección de la tipología más adecuada de sección estructural, es decir, de la naturaleza de los materiales y de las capas constituyentes, así como para el dimensionamiento de sus espesores, se deben realizar los pertinentes estudios de tráfico para evaluar:
Este conocimiento adquiere especial importancia en el caso de proyecto de secciones estructurales con bases hidráulicas (grava-cemento, suelo-cemento), o puzolánicas (grava-escoria), dado el carácter critico de su comportamiento estructural frente a las sobrecargas, aunque sean de pequeño valor, o frente a los infradimensionamientos de espesor.
Se adopta como eje tipo equivalente, el eje simple de 13 toneladas (t). La transformación del espectro de cargas reales, que circularán por el carril de proyecto, en ejes equivalentes se realizará mediante la siguiente expresión:
Siendo:
Esta expresión será aplicable exclusivamente en el dominio:
Para cargas por eje simple superiores a dicho valor (P > 15 TONELADAS) se realizará un estudio especial, comprobando el estado de tensiones y deformaciones en las capas de los firmes, y considerando el comportamiento de los firmes sobre los que circulan sobrecargas similares, ubicados en zonas de parecida climatología.
Se despreciarán, a efectos de dimensionamiento, las solicitaciones de los vehículos no definidos como pesados. Para la transformación en ejes equivalentes de los ejes tándem se considerará la siguiente relación:
Se admite validez para la equivalencia anterior en el campo:
Para cargas por eje tándem superiores a dicho valor, se realizará un estudio especial, con determinación del estado tensión-deformación en las diferentes capas del firme, y considerando el comportamiento de los firmes sobre los que circulan sobrecargas similares, ubicadas en zonas de parecida climatología.
NUMERO DE EJES EQUIVALENTES DE 13 TONELADAS
| EJES SIMPLES | EJES TANDEM | ||
| Carga por eje (t) | Coeficiente de equivalencia |
Carga por eje (t) | Coeficiente de equivalencia |
| 5 | 0,02 | 10 | 0,04 |
| 6 | 0,04 | 11 | 0,06 |
| 7 | 0,08 | 12 | 0,07 |
| 8 | 0.14 | 13 | 0,11 |
| 9 | 0,22 | 14 | 0,14 |
| 10 | 0,35 | 15 | 0,20 |
| 11 | 0,51 | 16 | 0,25 |
| 12 | 0,73 | 17 | 0,33 |
| 13 | 1,0 | 18 | 0,40 |
| 14 | 1,3 | 19 | 0,51 |
| 15 | 1,8 | 20 | 0,63 |
| >15 t Estudio especial | 21 | 0,77 | |
| . | 22 | 0,92 | |
| 23 | 1,10 | ||
| 24 | 1,30 | ||
| 25 | 1,54 | ||
| n > 25 t Estudio especial | |||
Si no se dispone de datos concretos sobre distribución de cargas de eje, se adoptará la siguiente equivalencia:
Esta equivalencia se considerará válida exclusivamente cuando se cumplan simultáneamente las siguientes limitaciones:
Si no se cumplen las limitaciones expuestas se realizará un estudio especial.
Asimismo, cuando no se disponga de datos específicos sobre la evolución del crecimiento del tráfico y su distribución por carriles se admitirá:
A efectos de utilización del catálogo de estructuras del firme de esta Norma, que figura en el apartado 3.1.2., se definen cinco categorías de tráfico, clasificadas en función del número acumulado de ejes equivalentes a 13 toneladas que se prevea van a solicitar el carril de proyecto en el periodo de proyecto.
| CATEGORIAS DE TRAFICO | DESIGNACION | NUMERO ACUMULADO DE EJES EQUIVALENTES DE 13 T DE PROYECTO |
| T0 | Muy pesado | Superior a 107 |
| T1 | Pesado | 5·106 - 107 |
| T2 | Medio Alto | 106- 5·106 |
| T3 | Medio bajo | 105 - 106 |
| T4 | Ligero | Inferior a 105 |
Cuando el tráfico previsto acumulado sea superior a 107 ejes equivalentes se solicitarán instrucciones especiales.
En los casos en que sea posible la ejecución por etapas, la categoría de tráfico correspondiente a la primera etapa no podrá ser inferior en más de un grado a la correspondiente al periodo de proyecto total. En estos casos, asimismo, el espesor de pavimento a añadir en la segunda etapa, deducido de esta Norma, debe ser considerado simplemente como indicativo y se deberán realizar los estudios necesarios para su determinación previamente a su ejecución.
Para el dimensionamiento del firme se consideran dos categorías de explanada, caracterizada, a estos efectos, por su capacidad portante evaluada mediante el índice CBR determinado en laboratorio:
| Categoría de la explanada | Capacidad portante (CBR) |
| EX 1 | 8 < CBR £ 20 |
| EX 2 | CBR > 20 |
Los criterios a considerar para su clasificación en alguna de las dos categorías definidas se exponen en el cuadro nº1.
Cuadro nº1
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En lo referente a la capacidad portante, a los suelos se les exige para su clasificación los siguientes valores del índice CBR:
Además de esta condición de capacidad portante, los suelos han de cumplir, para su clasificación en cada uno de los grupos anteriores las exigencias de granulometría, plasticidad, hinchamiento, etc, definidos en el Pliego de Prescripciones Técnicas Generales. Los suelos que no cumplan las prescripciones mínimas exigidas a las tolerables se definirán como inadecuados.
En terraplenes y pedraplenes, la explanada se clasificara en alguna de las dos categorías definidas (EX 1 ó EX 2), en función de las características del material utilizado en la coronación.
Se consideran aptos para constituir la coronación de terraplén los siguientes suelos:
En desmontes, la explanada se clasificará en función de:
En aquellas secciones en terraplén con poca altura, será necesario, a veces, ejecutar una excavación adicional para la construcción de la explanada.
Si el terraplén se cimenta sobre un suelo inadecuado su espesor mínimo será superior a 1,30 m.
En secciones mixtas en terraplén y desmonte podrá adoptarse la sección en terraplén, por exigencias de uniformidad, facilidad constructiva o drenaje.
En los desmontes en roca se recomienda proceder al relleno de las depresiones, que retengan agua, con hormigón de cemento. No obstante, la experiencia ha demostrado la dificultad constructiva y carestía de estas operaciones, por lo que se ofrece como solución alternativa la colocación sobre la roca de un suelo de características no susceptibles a la humedad.
La superficie de la explanada debe quedar, en cualquier caso, al menos a 1 metro por encima del nivel más alto previsible de la capa freática, para lo cual se adoptarán las medidas necesarias, tales como la colocación de drenes subterráneos, la elevación de la rasante, la profundización de cunetas, etc.
Es importante asegurar, en todos los casos, la evacuación del agua infiltrada a través de las capas del firme y arcenes, para lo cual la explanada se construirá con la uniformidad, regularidad y pendientes adecuadas.
Aquellos casos no recogidos en este apartado, así como el proyecto de explanadas con materiales no incluidos entre los mencionados anteriormente, se resolverán mediante un estudio especial.
En esta Norma se proyectan las distintas capas del firme considerando exclusivamente los materiales existentes, en mayor o menor grado, en el País Vasco, teniendo en cuenta que el empleo de materiales procedentes de zonas alejadas resulta, en general, inviable por los elevados costes de transporte.
Por otra parte, se han considerado únicamente las unidades de obra sobre las que existe experiencia contrastada sobre su comportamiento en condiciones climáticas, de tráfico y orografía similares a las existentes en el País Vasco.
No obstante, para no impedir la continua adaptación a la evolución tecnológica que se registra en el área de carreteras, el espíritu de la presente Norma permite la paulatina utilización de posibles nuevos materiales y unidades de obra, adoptando las necesarias e indispensables precauciones, tras su estudio y caracterización en laboratorio y observación de su comportamiento en tramos de ensayo.
Las unidades de obra que se recogen en el Catálogo de Firmes Flexibles son las siguientes:
Las características generales de los materiales y de ejecución de las unidades de obra, están definidas en los correspondientes artículos del Pliego de Prescripciones Técnicas Generales, complementándose, cuando sea necesario, por especificaciones en el Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares de cada obra.
En las figuras adjuntas se define una gama de secciones estructurales de firme con pavimentos bituminosos.
La presentación del catálogo se realiza subdividiendo las distintas soluciones posibles para cada una de las dos categorías de la explanada:
Por razones técnicas, económicas y constructivas, así como por observaciones derivadas del comportamiento de firmes de carreteras, no se consideran adecuadas para los tráficos tipo T3 y T4 (medio bajo y ligero, respectivamente) las secciones con base de grava-cemento.
Por otra parte, las secciones con base de grava-cemento apoyadas sobre capas de suelo-cemento posibilitan la reflexión en superficie de grietas de retracción, cuya anchura es función de las características del cemento, de la tipología de los áridos, del tráfico, de las condiciones ambientales y de aspectos constructivos. En los casos en los que, tras los estudios pertinentes, la presencia de agua infiltrada sea susceptible de alterar las características de la explanada o de otras capas del firme, se recomienda la elección de otra solución alternativa (bases de grava-escoria, suelo-cemento, zahorras artificiales o escorias inertes o bases bituminosas).
Se prestará especial importancia a la correcta ejecución de los riegos de imprimación, adherencia y curado, que presenta una influencia decisiva en el comportamiento del firme.
Dentro de cada uno de los dos grupos de secciones estructurales, se ofrece una gama de soluciones alternativas, entre las cuales el proyectista elegirá la más adecuada en base a consideraciones técnicas, económicas y constructivas.
Como se ha expuesto anteriormente, no se recomienda la ejecución por etapas del pavimento, en el caso de optar por alguna de las secciones estructurales con bases hidráulicas.
Cuando se considera la construcción por etapas, las capas inferiores del firme proyectado para la primera etapa deberán ser adecuadas a la estructura prevista para la categoría de trafico correspondiente al período de proyecto total.
Las capas de base y sub-base deberán rebasar en anchura a las situadas inmediatamente encima entre 15 y 30 cm por cada lado.
Previamente a la extensión de una capa de mezcla bituminosa, o de un tratamiento superficial, deberá ejecutarse:
Sobre las capas de naturaleza hidráulica (grava-cemento, suelo-cemento), deberá ejecutarse un riego de curado, que podrá tener también carácter de imprimación. Asimismo se efectuará dicho riego sobre las capas de grava-escoria.
| CATEGORIA DE LA EXPLANADA: EX-1 (8 < CBR £ 20) | |
| GRUPO DE TRAFICO | SECCIONES ESTRUCTURALES (Espesores en centímetros) |
| T1 |  |
| T2 |  |
| T3 |  |
| T4 |  |
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NOTA: En caso de tráfico T4 y cuando el firme a proyectar sea solicitado fundamentalmente por turismos o vehículos comerciales ligeros, se admitirá la solución (1). La tipología de las mezclas bituminosas se definirá en el Pliego de Condiciones Técnicas Particulares.
| CATEGORIA DE LA EXPLANADA: EX-2 ( CBR > 20) | |
| GRUPO DE TRAFICO | SECCIONES ESTRUCTURALES (Espesores en centímetros) |
| T1 |  |
| T2 |  |
| T3 |  |
| T4 |  |
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NOTA: En caso de tráfico T4 y cuando el firme a proyectar sea solicitado fundamentalmente por turismos o vehículos comerciales ligeros, se admitirá la solución (1). La tipología de las mezclas bituminosas se definirá en el Pliego de Condiciones Técnicas Particulares.
Los arcenes de las carreteras de nuevo trazado, objeto de esta Norma, serán todos pavimentados, contrastando (color, textura, etc) con el pavimento de la calzada.
Se tendrán en cuenta las siguientes consideraciones:
En cualquier caso, entre las posibles soluciones se deberá estudiar la más idónea desde el punto de vista de compatibilidad constructiva y tipológica con el firme de la calzada. Se deberá considerar, asimismo, la solución más adecuada si se prevé en un futuro el ensanche de la misma.
En aquellas vías en que se proyecten arcenes de anchura un metro, deberá considerarse la posibilidad, por razones constructivas, de que el firme del arcén sea análogo al de la calzada, realizándose los correspondientes estudios técnico-económicos.
En el caso en que las capas de sub-base del firme sean drenantes, se prolongarán por debajo del arcén hasta alcanzar la cuneta, dispositivos de drenaje o talud del terraplén con el fin de evacuar, en cualquier circunstancia, las aguas infiltradas.
La superficie del arcén deberá tener las pendientes adecuadas para una rápida evacuación superficial del agua.
La pendiente transversal de la explanada se definirá en función del valor de la pendiente longitudinal de la misma, atendiendo a los adecuados criterios de diseño de drenaje.
Las diferencias entre la pendiente transversal de la superficie y la pendiente correspondiente de la explanada, se traducirán en espesores variables, en sección transversal, en una o más de las capas inferiores del firme. Dicha variabilidad de espesores no se admitirá, salvo justificación en contrario, en las capas de pavimento.
En vías de dos o más carriles por sentido de circulación, las posibles diferencias de espesor se establecerán a favor del carril de proyecto, por ser el solicitado por los vehículos pesados.
Los espesores dados en el catálogo de secciones estructurales se refieren al borde derecho de la calzada.
Se establece la limitación de que, en ningún caso, los espesores, en cualquier punto de la sección estructural, pueden ser inferiores a los indicados en el catálogo de secciones estructurales cuando se trate de capas de tipo hidráulico (grava-cemento, suelo-cemento) o puzolánico (grava-escoria), por las razones ya expuestas del comportamiento de estos materiales.
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