6 SECCIONES DE FIRME

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(De conformidad con lo indicado en la ORDEN CIRCULAR 1/2023todas las menciones hechas a "mezclas bituminosas en caliente" deben entenderse hechas a "mezclas bitumonosas en caliente o semicaliente" con las limitaciones de emple, en su caso, expresadas en el anexo de la referida orden circular)

 

6.1 Catálogo de secciones de firme

En esta norma se ha optado, para el dimensionamiento de las secciones de firme, por el procedimiento más generalizado entre las Administraciones de Carreteras. Se basa, fundamentalmente, en las relaciones, en cada tipo de sección estructural, entre las intensidades de tráfico pesado y los niveles de deterioro admisibles al final de la vida útil. Sin embargo, en la preparación de las figuras 2.1 y 2.2 se ha recurrido también a comprobaciones analíticas.

Las figuras 2.1 y 2.2 recogen las secciones de firme según la categoría de tráfico pesado y la categoría de explanada. Entre las posibles soluciones se seleccionará en cada caso concreto la más adecuada técnica y económicamente.Todos los espesores de capa señalados se considerarán mínimos en cualquier punto de la sección transversal del carril de proyecto.

Cada sección se designa por un número de tres o cuatro cifras:

FIGURA 2.1 – CATÁLOGO DE SECCIONES DE FIRME PARA LAS CATEGORÍAS DE TRÁFICO PESADO T00 A T2, EN FUNCIÓN DE LA CATEGORÍA DE EXPLANADA.

CATEGORIA DE TRAFICO PESADO

T00
CATEGORIA
DE
EXPLANADA
E1 -
E2 -
E3
T0
CATEGORIA
DE
EXPLANADA
E1 -
E2 -
E3
T1
CATEGORIA
DE
EXPLANADA
E1 -
E2
E3
T2
CATEGORIA
DE
EXPLANADA
E1
E2
E3
Mezclas bituminosas
Hormigón de firme
Hormigón magro vibrado
Gravacemento
Suelocemento
Zahorra artificial

 

FIGURA 2.2 – CATÁLOGO DE SECCIONES DE FIRME PARA LAS CATEGORIAS DE TRÁFICO PESADO T3 (T31 y T32) y T4 (T41 y T42), EN FUNCIÓN DE LA CATEGORÍA DE EXPLANADA.

CATEGORIA DE TRAFICO PESADO

T31
CATEGORIA
DE
EXPLANADA
E1
E2
E3
T32
CATEGORIA
DE
EXPLANADA
E1
E2
E3
T41
CATEGORIA
DE
EXPLANADA
E1
E2
E3
T42
CATEGORIA
DE
EXPLANADA
E1
E2
E3

 

(1) Esta capas bituminosas podrán ser proyectadas con mezclas bituminosas en caliente muy flexibles, gravaemulsión sellada con un tratamiento superficial o mezcla bituminosa abierta en frío sellada con un tratamiento superficial.

  • NOTA 1: Para las categorías de tráfico pesado T3 (T31 y T32) las capas tratadas con cemento deberán prefisurarse con espaciamientos de 3 a 4 m, de acuerdo con el artículo 513 del Pliego de Prescripciones Técnicas Generales (PG-3).
  • NOTA 2: En la categoría de tráfico pesado T42 con tráficos de intensidad reducida (menor que 100 vehículos/carril/día) podrá disponerse un riego con gravilla bicapa como sustitución de los 5 cm de mezcla bituminosa.
Mezclas bituminosas
Hormigón de firme
Suelocemento
Zahorra artificial

 

Si se justifica adecuadamente, esta norma no excluye en las categorías de tráfico pesado más bajas: T32 y T4 (T41 y T42), la posibilidad de un dimensionamiento con materiales distintos de los incluidos expresamente en la figura 2.2, ya que determinadas condiciones locales pueden hacer que unidades de obra diferentes a las del catálogo resulten de interés técnico o económico, con mejores resultados desde el punto de vista ambiental o de la seguridad de la circulación vial.

Por esta razón se ha desarrollado la tabla 5, en la que se incluyen coeficientes de equivalencia (cociente entre los espesores de dos capas de diferente naturaleza que se supone aportan una capacidad estructural semejante), respecto a las mezclas bituminosas en caliente convencionales, para los casos en los que fuese necesario recurrir a la equivalencia estructural entre diferentes materiales. Excepcionalmente, se podrá recurrir al dimensionamiento analítico, siempre que se disponga de los correspondientes módulos y leyes de fatiga, cuya idoneidad para el caso en estudio debe ser detalladamente justificada.

Como aspecto muy importante en cualquier circunstancia, en dicha tabla se recogen también limitaciones constructivas, que deben ser tenidas en cuenta tanto en el proyecto como en la construcción.

6.2 Materiales para las secciones de firme

(Este apartado ha sido modificado por la ORDEN CIRCULAR 1/2023. Figuran en rojo y cursiva las modificaciones realizadas por dicha orden circular)

 

En las figuras 2.1 y 2.2 se relacionan los posibles materiales a utilizar en las secciones de firme, para los que el Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares deberá tener en cuenta las especificaciones complementarias que se expresan en esta norma.

TABLA 5   CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES DE FIRME

MATERIAL COEFICIENTE DE
EQUIVALENCIA
LEY DE FATIGA PRESCRIPCIONES
COMPLEMENTARIAS
MEZCLAS
BITUMINOSAS
EN CALIENTE O SEMICALIENTE
TIPO AC (D y S)
1 er=6,925·10-3·N-0,27243 - Ver apartados 6.2.1.1 y 6.2.1.2.
MEZCLAS
BITUMINOSAS
DISCONTINUAS
EN CALIENTE O SEMICALIENTE
TIPO BBTM (A y B)
1 - - Ver apartados 6.2.1.1 y 6.2.1.2.
MEZCLAS
BITUMINOSAS
EN CALIENTE O SEMICALIENTE
TIPO SMA
1    
MEZCLAS
BITUMINOSAS
EN CALIENTE O SEMICALIENTE
TIPO AUTL
1    
MEZCLAS
BITUMINOSAS
DRENANTES
(PA)
1 - - Ver apartados 6.2.1.1 y 6.2.1.2.
MEZCLAS
BITUMINOSAS
ABIERTAS
EN FRÍO
(AF)
1 (*) - Sólo se podrán emplear para T4 (T41 y T42). En capa de rodadura se recomienda sellar con un tratamiento superficial.
MEZCLAS
BITUMINOSAS
DE ALTO
MÓDULO
(MAM)
1,25 er=6,617·10-3·N-0,27243 - Ver apartados 6.2.1.1 y 6.2.1.3.
PAVIMENTOS DE
HORMIGON
- - - Ver apartado 6.2.3.
MATERIALES
TRATADOS CON
CEMENTO
- Gravacemento
sr/RF=1-0,065·log N
- Espesor mínimo: 20 cm.
- Espesor máximo: 
     · 25 cm para gravacemento.
     · 30 cm para suelocemento.
- Ver apartado 6.2.2.
Suelocemento
sr/RF=1-0,080·log N
GRAVAEMULSION 0,75 Ley específica - Espesor de capa: 
     · Para T00 a T1: No admisible.
     · Para T2 a T4: 6 a 12 cm.
GRAVAESCORIA Material equivalente a la gravacemento, a la que podrá sustituir en algún tipo de soluciones - Espesor mínimo: 15 cm
- Espesor máximo: 30 cm.
ZAHORRA
ARTIFICIAL
0,25 ez=2,16·10-2·N-0,28 - Espesor mínimo: 20 cm (15 cm en arcenes y en secciones 3221 y 4211)
- Espesor máximo: 30 cm.
MACADAM Material equivalente a la zahorra artificial, que se aplicará en algún tipo de soluciones. - Espesor mínimo: 20 cm (15 cm en arcenes)
- Espesor máximo: 30 cm.
  • N: número de ejes equivalentes de 128 kN (13 t).
  • e : deformación unitaria. (er= radial de tracción y ez= vertical de compresión).
  • sr: tensión radial de tracción en MPa.
  • RF: resistencia a flexotracción del material en MPa.
  • (*) Coeficiente aplicable exclusivamente en la categoría de tráfico pesado T42.

6.2.1 Mezclas bituminosas en caliente y semicaliente

A los efectos de los artículos 542 y 543 del PG-3, del 544 de la OC 3/2019 y del 545 de la OC 3/2022, se denominan mezclas bituminosas semicalientes a aquellas en las que, mediante el empleo de betunes especiales, aditivos u otros procedimientos, se reduce la temperatura de mezclado en, al menos, veinte grados Celsius (20 ºC) respecto a la mezcla en caliente equivalente, pudiendo emplearse en las mismas condiciones que estas en las categorías de tráfico pesado T1 a T4.

Para la elección del tipo de ligante bituminoso, así como para la relación entre su dosificación en masa y la del polvo mineral, se tendrá en cuenta la zona térmica estival definida en la figura 3.

FIGURA 3 – ZONAS TÉRMICAS ESTIVALES.

6.2.1.1 Espesor de las capas de mezcla bituminosa en caliente y semicaliente

Los espesores de cada capa vendrán determinados por los valores dados en la tabla 6. Salvo justificación en contrario las secciones de firme se proyectarán con el menor número de capas posible compatible con los valores de dicha tabla, al objeto de proporcionar una mayor continuidad estructural del firme.

En las secciones en las que haya más de una capa de mezcla bituminosa el espesor de la capa inferior será mayor o igual al espesor de las superiores.

En el caso de que fuera necesario para la distribución de los espesores de mezcla bituminosa de la sección considerada, en fase de proyecto se podrán ampliar los límites superiores de los espesores de capas intermedia y de base respectivamente en uno (1) y dos (2) centímetros (cm) siempre que se trate de mezclas AC (D, S o MAM).

TABLA 6   ESPESOR DE CAPAS DE MEZCLA BITUMINOSA EN CALIENTE


(1) Ver definiciones en los artículos 542, 543, 544 y 545 del PG-3, 544 de la OC 3/2019 y 545 de la OC 3/2022
(2) De acuerdo con lo indicado en los artículos 543 y 545, para estas mezclas, el PPTP debe especificar la dotación
media en kg/m2 en lugar del espesor.
(3) Salvo en arcenes, donde se seguirá lo indicado en el apartado 7
(4) Ver tabla de clasificación de las mezclas bituminosas reutilizadas

 

TABLA DE CLASIFICACIÓN DE LAS MEZCLAS BITUMINOSAS REUTILIZADAS EN CENTRAL

 

6.2.1.2 Capas de rodadura de mezcla bituminosa en caliente o semicaliente

La capa de rodadura estará constituida por una mezcla bituminosa de tipo AC (D o S) definida en el artículo 542 del PG-3, una mezcla bituminosa drenante de tipo PA, definida en el artículo 543 del PG-3, una mezcla bituminosa discontinua de tipo BBTM (A o B), definida en el artículo 543 del PG-3, una mezcla bituminosa de tipo SMA, definida en el artículo 544 de la OC 3/2019 o una mezcla bituminosa de tipo AUTL, definida en el artículo 545 de la OC 3/2022, con los espesores recogidos en la Tabla 6 en función del tamaño nominal de la mezcla y de la categoría de tráfico pesado.

Salvo en las categorías de tráfico pesado T0 y T00 todas estas mezclas podrán ser en caliente o en semicaliente.

En el caso de emplearse mezclas reutilizadas se seguirá lo establecido en el artículo 22 del PG-4.

Para categorías de tráfico pesado T00 a T31, en secciones en las que sean esperables problemas de reflexión de juntas o fisuras de las capas inferiores o en zonas frías sometidas a actividades frecuentes de vialidad invernal, se priorizará el empleo de mezclas tipo BBTM A o SMA frente a las mezclas de tipo PA o BBTM B.

Las mezclas drenantes sólo podrán aplicarse en carreteras sin problemas de nieve o de formación de hielo, cuyos accesos estén pavimentados, con tráfico suficiente (IMD ≥ 5.000 vehículos/día) y con un régimen de lluvias razonablemente constante que facilite su limpieza. No se utilizarán sobre tableros de estructuras que no estén debidamente impermeabilizados y en todo caso deberán preverse sistemas específicos de captación y de eliminación del agua infiltrada a través de la superficie del pavimento.

A los efectos de aplicación de esta norma, y salvo justificación en contrario, no deberán proyectarse pavimentos con mezcla drenante en altitudes superiores a los 1 200 m, ni cuando el tramo a proyectar esté comprendido en la zona pluviométrica poco lluviosa. La figura 4 recoge las zonas pluviométricas lluviosa y poco lluviosa.

FIGURA 4 – ZONAS PLUVIOMÉTRICAS

 

ZONAS PLUVIOMETRICAS PRECIPITACON MEDIA ANUAL (mm)
Lluviosa Zonas 1 a 4 ≥ 600
Seca Zonas 5 a 7 < 600

Los valores de la tabla se han determinado por adaptación de los datos disponibles durante un período de 30 años en las estaciones principales del Instituto Nacional de Meteorología.

En la zona pluviométrica poco lluviosa podrá excepcionalmente utilizarse mezcla drenante en tramos de pequeña pendiente longitudinal (inferior a 1,5%) en los que además el régimen de precipitación sea corto, pero intenso, durante un número significativo de días al año; la longitud pavimentada con mezcla drenante no deberá ser inferior a 500 m.

Con el fin de mejorar la seguridad y la comodidad en tiempo de lluvia, en autopistas y autovías urbanas y periurbanas con intensidad de tráfico superior a diez mil vehículos al día (IMD ›10.000 vehículos/día), podrán utilizarse mezclas drenantes, previa justificación, teniendo en cuenta los criterios establecidos anteriormente, y siempre que las características climáticas, de trazado y de tráfico lo aconsejen.

6.2.1.3 Mezclas bituminosas en caliente o semicaliente para capas intermedia y de base

Las mezclas a utlizar en estas capas serán en caliente o semicaliente salvo en categorías de tráfico pesado T0 y T00.

En las secciones cuyo espesor total de mezcla bituminosa sea igual o superior a veinte centímetros (≥ 20 cm) y cuya explanada sea de categoría E3 o E2, podrán ser empleadas mezclas bituminosas de alto módulo (MAM) en lugar de mezclas AC (D o S), según se definen en el artículo 542 del PG-3, en capa intermedia y/o de base pudiéndose reducir como consecuencia el espesor de las capas de mezcla bituminosa de la sección. La reducción de espesor deberá ser convenientemente justificada y en ningún caso será superior al veinte por ciento (≤ 20 %) del espesor de las capas de mezcla AC (D o S) sustituidas por mezclas MAM.

En el caso de emplearse mezclas reutilizadas se seguirá lo establecido en el artículo 22 del PG-4.

El empleo de mezclas bituminosas del tipo SMA en capa intermedia (SMA 16 bin) está especialmente indicado para categorías de tráfico pesado T00 a T2 en secciones semirrígidas con espesor total de mezclas bituminosas igual o inferior a veinte centímetros (≤ 20 cm).

6.2.1.4 Riego de imprimación.

Sobre la capa granular que vaya a recibir una capa de mezcla bituminosa o un tratamiento superficial, deberá efectuarse, previamente, un riego de imprimación, definido en el artículo 530 del PG-3.

6.2.1.5 Riego de adherencia.

Sobre las capas de materiales tratados con cemento y las capas de mezcla bituminosa que vayan a recibir una capa de mezcla bituminosa deberá efectuarse, previamente, un riego de adherencia, definido en el artículo 531 del PG-3. La correcta ejecución de este riego es fundamental para el buen comportamiento del firme.

6.2.1.6 Riego de curado.

Sobre las capas tratadas con un conglomerante hidráulico se proyectará un riego de curado, definido en el artículo 532 del PG-3.

6.2.2 Suelocemento.

Manteniendo los espesores especificados en las figuras 2.1 y 2.2, el suelocemento podrá ser sustituido por una gravacemento si las disponibilidades del material así lo justificaran. En este caso podrá utilizarse el huso GC25 en calzada, y no serán exigibles las prescripciones relativas al porcentaje de caras de fractura.

6.2.3 Pavimento de hormigón.

La nomenclatura especial adoptada para los hormigones empleados en los pavimentos de hormigón corresponde a Hormigón de Firme (HF), seguida del valor de la resistencia característica a flexotracción a los 28 días expresada en megapascales (MPa). Estos hormigones deberán cumplir las especificaciones fijadas en el artículo 550 del PG-3.

Para firmes de carreteras con categorías de tráfico pesado T00 a T2 se utilizará hormigón tipo HF-4,5. Para las categorías T1 y T2 podrá emplearse HF-4,0 incrementando en 2 cm los espesores indicados por el Catálogo de secciones de firme (figura 2.1).

Para firmes de carreteras con categoría de tráfico pesado T1 y T2 el pavimento será de hormigón en masa, con juntas provistas de pasadores. Si se justificase su conveniencia por razones técnicas o económicas, para firmes de carreteras con categoría de tráfico pesado T1 podrá también emplearse pavimento continuo de hormigón armado, permitiendo una reducción de hasta 4 cm en los espesores establecidos en el Catálogo de secciones de firme (figura 2.1).

Para los firmes de carretera con categoría de tráfico pesado T3 (T31 y T32)y T4 (T41 y T42) o eventualmente en arcenes, el pavimento será de hormigón en masa, con juntas sin pasadores. Para estas categorías de tráfico pesado se utilizará hormigón tipo HF-4,0, aunque también podrá utilizarse el HF-3,5 incrementando en 2 cm los espesores dados por el Catálogo de secciones de firme (figura 2.2).

La cuantía geométrica del pavimento continuo de hormigón armado será del 0,7% para HF-4,5 y del 0,6% para HF-4,0. Asimismo en este tipo de pavimentos se dispondrán anclajes al terreno en las secciones extremas, así como en las secciones especiales que lo requieran.