EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS DE PAVIMENTACIÓN PARA … · Geomallas geotextiles y Neoweb 70 Figura 14. ... mantenimiento futuro para pavimentos en vías de bajos volúmenes de tránsito.

EVALUACIÓN ALTERNATIVAS PAVIMENTACIÓN VÍAS BAJOS VOLÚMENES DE TRÁNSITO

1

EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS DE PAVIMENTACIÓN PARA VÍAS DE BAJOS

VOLÚMENES DE TRÁNSITO

WALTER CHAVARRO ACUÑA

CAROLINA MOLINA PINZÓN

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESPECIALIZACIÓN EN INGENIERÍA DE PAVIMENTOS

BOGOTÁ D.C.

2015


2

EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS DE PAVIMENTACIÓNPARAVÍASDE BAJOS

VOLÚMENES DE TRÁNSITO

WALTER CHAVARRO ACUÑA

CAROLINA MOLINA PINZÓN

Trabajo de grado para optar al título de

Especialista en Ingeniería de Pavimentos

Director

JUAN CARLOS RUGE CÁRDENAS

Ingeniero Civil

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESPECIALIZACIÓN EN INGENIERÍA DE PAVIMENTOS

BOGOTÁ D.C.

2015


3


4

Nota de aceptación

______________________________________

______________________________________

______________________________________

______________________________________ Director de Investigación

______________________________________ Asesor Métodológico

______________________________________ Jurado Bogotá D.C., septiembre de 2015


5

CONTENIDO

pág. 1. INTRODUCCIÓN 11 2. OBJETIVOS 13

2.1 Objetivo general 13 2.2 Objetivos específicos 13

3. MARCO CONCEPTUAL 14 3.1 Definiciones 14 3.2 Tipos de proyectos 14

3.2.1 Proyectos de construcción 15 3.2.2 Proyectos de conservación 15 3.2.3 Proyectos de mantenimiento 15 3.2.4 Proyectos de rehabilitación 15 3.2.5 Proyectos de conservación 15 3.2.2 Proyectos de conservación 15

4. MARCO TEÓRICO 16 4.1 Descripción de alternativas de rehabilitación y mantenimiento 16 4.2 Tecnologías universales 18

4.2.1 Estabilización con cal 18 4.2.2 Estabilización con cemento Portland 24 4.2.3 Estabilización con productos asfálticos 28 4.2.4 Adoquines en arcilla cocida 35 4.2.5 Tratamientos superficiales 40

4.2.5.1 Sellos de arena 40 4.2.5.2 Lechadas asfálticas 43 4.2.5.3 Tratamientos superficiales 47 4.2.5.4 Supresores de polvo 53

4.3 Tecnologías experimentales 54 4.3.1 Estabilizaciones químicas con aditivos especiales 55 4.3.2 Conformación de capas asfálticas con asfaltos naturales 55

4.3.2.1 4.3.2.1 Asfaltita 55 4.3.2.2 MAPIA, Material Pétreo Impregnado de Asfalto 56

4.3.3 Materiales no tradicionales y no estándar 59 4.3.4 Productos patentados 60

4.4 Tecnologías innovadoras 61 4.4.1 Estabilizaciones con asfalto espumado 62 4.4.2 Estabilización con sales/cloruros o con cenizas 67 4.4.3 Utilización de escorias de procesos industriales 69 4.4.4 Refuerzos con geomallas o geotextiles, geoceldas 69


6

4.4.5 Tratamientos superficiales tales como el Sello del Cabo o el Sello de Otta 70 4.4.6 Placa huella 71

5. EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS 75 5.1 Priorización y elección de vías 75

5.1.1 Procedimiento para la priorización 76 5.1.1.1 Priorización de factores 76 5.1.1.2 Ponderación de factores 76

5.2 Selección de la alternativa de mejoramiento 79 5.2.1 Metodología DAO o diseño ambientalmente optimizado 79

5.3 Elección del tipo de solución general de mejoramiento 81 5.4 Elección del tipo de solución particular de mejoramiento 82 5.5 Ejemplo de aplicación 85

5.5.1 Descripción del proyecto 85 5.5.2 Elección del tipo de solución general de mejoramiento 87 5.5.3 Aspectos técnicos 88 5.5.4 Sitios especiales 88 5.5.5 Selección de la técnica de mejoramiento 89

5.6 Uso de materiales no estándar o no tradicionales en las vías de BVT 91 5.6.1 Descripción del proyecto 93

5.7 Investigaciones y aspectos contractuales del uso de las nuevas tecnologías 93 5.7.1 Sobre el presente estudio 93 5.7.2 Investigaciones en el país 93 5.7.3 Aspectos contractuales 95 5.7.4 Limitaciones en la implementación de las nuevas tecnologías 96 5.7.5 Lecciones y métodos por aprender de otros países 96

CONCLUSIONES 99 REFERENCIAS 103


7

LISTA DE TABLAS

pág. Tabla 1. Soluciones Generales de Mejoramiento de vías de BVT (según la CAF) 16 Tabla 2. Estabilización de subrasante con cal 18 Tabla 3. Ensayos Físico – mecánicos y químicos para la caracterización del suelo sin

tratar 21 Tabla 4. Ensayos Químicos para la caracterización de la cal 21 Tabla 5. Ventajas y limitaciones de la estabilización con cal o cemento 22 Tabla 6. Estabilización de subrasante con cemento Portland 24 Tabla 7. Pérdida de masa Máxima de las bases estabilizadas con Cemento Portland 27 Tabla 8. Ventajas y limitaciones de la estabilización con cemento Portland 28 Tabla 9. Estabilización de subrasante con Productos Asfálticos 30 Tabla 10. Estabilización de suelo con emulsión asfáltica 34 Tabla 11. Requisitos de limpieza de la arena para la capa de soporte de los adoquines 36 Tabla 12. Granulometría de la arena para soporte de los adoquines 36 Tabla 13. Requisitos granulométricos para la arena de sello 37 Tabla 14. Gradación para sellos de arena-asfalto 41 Tabla 15. Gradaciones del agregado para lechadas asfálticas 45 Tabla 16. Propuestas tecnológicas para pavimentación de VBVT 60 Tabla 17. Estabilizaciones con asfalto espumado 64 Tabla 18. Ventajas y Limitaciones de las estabilizaciones con asfalto espumado 66 Tabla 19. Estabilización con sales/cloruros o con cenizas 68 Tabla 20. Matriz de priorización para vías de BVT 78 Tabla 21. Ponderación de atributos para elección de solución técnica particular 84 Tabla 22. Puntuación para alternativas de mejoramiento funcional 90


8

LISTA DE FIGURAS

pág.

Figura 1. Variación de los límites de Atterberg de un suelo, con la adición de cal 23 Figura 2. Procedimiento para el diseño de la estabilización con cal o cemento 23 Figura 3. Estabilización de suelo con cemento 25 Figura 4. Estabilización de suelo con emulsión asfáltica 29 Figura 5. Proceso de fabricación de lechadas asfálticas 46 Figura 6. Tratamiento superficial simple y doble 52 Figura 7. Mina de Mapia, Isaza Caldas 57 Figura 8. Explotación a cielo abierto en mina de MAPIA 59 Figura 9. Descripción Asfalto espumado 62 Figura 10. Gráfico de la razón de expansión (ER) y vida media (τ½) del asfalto 63 Figura 11. Proceso de optimización de la razón de expansión y la vida media 63 Figura 12. Metodología de la eestabilización con sales/cloruros o con cenizas 68 Figura 13. Geomallas geotextiles y Neoweb 70 Figura 14. Esquema general de la placa huella 72 Figura 15. Esquema del procedimiento a seguir para la Selección del tipo de solución

general 82 Figura 16. Diagrama de Evaluación de la Idoneidad de un material no estándar para

su aplicación en carreteras 92


9

Resumen

En los últimos años, tanto en Colombia como en otros países suramericanos como

Ecuador, Argentina, Bolivia y Perú, se han venido realizando estudios e investigaciones sobre

métodos y alternativas para rehabilitación y mantenimiento de vías terciarias y de bajos

volúmenes de tránsito, que permitan un uso y aprovechamiento de recursos naturales y nuevos

materiales a menores costos, de forma que se logre un equilibrio económico, técnico y ambiental;

llegando a proponer soluciones que favorezcan el desarrollo de las regiones donde se aplican

tales soluciones, en forma sostenible. De estos estudios han surgido diferentes documentos con

propuestas y descripciones de tales alternativas, no obstante diferentes circunstancias impiden la

divulgación de tal conocimiento. Actualmente estas alternativas se encuentran clasificadas en

tres tipos de acuerdo a sus características de desarrollo, objetivos y funciones. Dado que la

implementación de estas es limitado en el país, debido al desconocimiento y poca información

sobre las mismas; se presenta este documento que hace una descripción de sus aspectos técnicos

ambientales y económicos, y un modelo de elección para la aplicación en las vías colombianas,

buscando crear una fuente de información básica para el conocimiento y aplicación de dichas

alternativas.

Palabras clave: Pavimentos. vías de bajos volúmenes de tránsito, nuevas tecnologías.


10

Abstract

In the last years in Colombia, as in other south American countries, like Ecuador,

Argentina, Bolivia and Peru;they have been conducting studies and research on methods and

alternatives to rehabilitation and maintenance of low traffic volumes, in order to obtain benefits

of natural resources and new materials, at lowest costs, so that an economical, technical and

environmental balance could be achieved, reaching propose solutions that support the

development of the regions where such solutions are applied in a sustainable manner. From these

studies have emerged various proposals and documents with descriptions of such alternatives,

however different circumstances prevent the dissemination of such knowledge. Currently these

alternatives are classified into three types according to their growth characteristics, objectives

and functions.Since the use of these alternatives is limited in the country, due to ignorance and

little information about them; this document gives a description of their technical and economic

environment presents, and a model of choice for the implementation of these on Colombian

roads , seeking to create a basic source of information for the knowledge and application of these

alternatives.

Keywords: Pavements, Low traffic volumes ways, new technologies.


11

1. INTRODUCCIÓN

El crecimiento económico de las regiones en Colombia y los países latinoamericanos está

directamente ligado con el desarrollo vial de las regiones sobre todo en el ámbito rural, dado que

la mayor parte de la longitud vial en dichos lugares hace parte de la red terciaria, o red que

transporta bajos volúmenes de tránsito, por tanto la atención de los gobiernos y entes

administradoras de estos países se debe direccionar hacia el crecimiento y desarrollo de dicha

red. No obstante las limitantes de presupuesto y logística no permiten el adecuado

mantenimiento y funcionamiento de esta, las diversas clases de suelos de subrasante y

materiales de construcción, los fenómenos naturales, las emergencias invernales y otros factores

que afectan el funcionamiento y desarrollo de la red vial, han obligado al estado colombiano a

destinar grandes montos de recursos para la atención de las emergencias causadas por dichos

factores; tales recursos son invertidos en un alto porcentaje en la adecuación, rehabilitación y

recuperación de vías terciarias, que comunican lugares de producción agrícola e industrial, con

centros urbanos y destinos comerciales. Esta rehabilitación consta generalmente de la

rectificación del eje vial, y el suministro, instalación y compactación de un material granular de

afirmado, extraído generalmente de canteras cercanas al sitio afectado y en algunos casos la

reparación y construcción de obras de drenaje.

La frecuencia e intensidad de los fenómenos climáticos naturales, la diversidad de suelos

dadas las características geomorfológicas de las regiones colombianas convierten al

mantenimiento de las vías terciarias en una difícil tarea para los entes territoriales a cargo de

estas, debido a que las alternativas ofrecidas en el medio son escasas, y por lo general se termina

aplicando la misma solución en gran parte de las ocasiones. Se hace necesario así una

evaluación de nuevas alternativas para el mantenimiento de esta red vial, que permitan una

solución más durable en el tiempo, optimizando el uso y aprovechamiento de los recursos

existentes, y la creación de otros nuevos, generando conocimientos y tecnologías que permitan

un ahorro económico, y un crecimiento técnico, industrial y un bienestar ambiental sostenible.

Teniendo en cuenta lo anterior, en noviembre de 2013, se realizó en Bogotá Colombia por

parte del Ministerio de Transporte; el primer SEMINARIO DE TECNOLOGÍAS

ALTERNATIVAS PARA VÍAS DE BAJO TRÁNSITO, en el cual fueron expuestos por

representantes de diferentes entidades colombianas y extranjeras involucradas con programas de


12

construcción y mantenimiento vial, diferentes alternativas de soluciones técnicas existentes que

pueden llegar a ofrecer una mayor durabilidad y en algunas ocasiones menor costo inicial y de

mantenimiento futuro para pavimentos en vías de bajos volúmenes de tránsito. Algunas de estas

alternativas han sido ejecutadas en vías del país, y otras son propuestas que provienen de otros

países, y que se han adoptado como soluciones validas en dichos lugares. De éste modo gran

parte de dicha información se enuncia y analiza en éste trabajo, relacionando sus características,

y las condiciones técnicas, legales y contractuales que deben tenerse en cuenta para su

aplicabilidad.


13

2. OBJETIVOS

2.1 Objetivo general

Describir y evaluar alternativas de rehabilitación y mantenimiento para la capa de

rodadura de vías terciarias; diferentes a la pavimentación con material de afirmado.

2.2 Objetivos específicos

• Evaluar los métodos existentes de pavimentación o protección de superficie de

carreteras terciarias o de bajos volúmenes de tránsito, diferentes al tratamiento en

afirmado; al igual que investigaciones recientes sobre el tema.

• Documentar las alternativas propuestas encontradas en la revisión en cuanto a los

aspectos técnicos y funcionales, necesarios para su aplicación.

• Definir el proceso de priorización y elección de las alternativas convenientes para su

aplicación, en las carreteras colombianas de acuerdo a los factores técnicos,

ambientales, económicos y sociales que presenta cada alternativa para su ejecución.

• Identificar ventajas y limitaciones de la aplicación de las alternativas evaluadas para

pavimentación o protección de superficie de carreteras terciarias o de bajos volúmenes

de tránsito.


14

3. MARCO CONCEPTUAL

3.1 Definiciones

• Pavimento: del latín pavimentum, el pavimento es la capa o base que constituye el

suelo de una construcción o de una superficie no natural. En ingeniería civil, se

considera como pavimento a la capa de materiales que se colocan sobre el terreno

natural, para aumentar su resistencia y servir para la circulación de personas o

vehículos.

• Carretera: es una vía de dominio y uso público, proyectada y construida

fundamentalmente para la circulación de vehículos automóviles. La red vial

colombiana está clasificada en tres tipos de vías, según sus características, dentro de

las cuales se encuentran la red primaria, red secundaria y red terciaria.

• Carreteras primarias: Este tipo de carreteras pueden ser calzadas divididas según las

exigencias propias de cada proyecto. Deben funcionar pavimentadas.

• Carreteras secundarias: Vías que unen las cabeceras municipales entre sí y/o que

vienen desde una cabecera municipal y conectan con una carretera primaria. Pueden

funcionar pavimentadas o en afirmado.

• Carreteras terciarias: Vías que unen las cabeceras municipales con sus veredas o

unen veredas entre sí. Deben funcionar en afirmado. Si se pavimentan deben cumplir

a las condiciones geométricas fijadas para las vías secundarias.

3.2 Tipos de proyectos

En la construcción, el mantenimiento y la rehabilitación de carretas en afirmado se deben

especificar cada uno de los tipos de proyectos que se van a manejar los cuales tienen ciertas

características, las cuales son el punto de partida para llegar a la conformación de las estructuras

de costos, dado que cada tipo de proyecto es independiente y maneja ítems de costos diversos.

Una clasificación de los tipos de proyectos tomada del proyecto de grado de es dada por Guzmán

(2007) se presenta a continuación, para contextualizar el tipo de proyectos a que se hace

referencia en éste trabajo.


15

3.2.1 Proyectos de construcción. Comprenden la ejecución de todas las obras de

infraestructura en una vía proyectada, dentro de los que no se consideran la edificación de

puentes, ni de estructuras especiales.

3.2.2 Proyectos de conservación. Se considera que una carretera no pavimentada se

encuentra en muy buen estado después de construida o rehabilitada, dado que presenta excelentes

condiciones funcionales y estructurales, por lo tanto para conservar dichas características la vía

debe ser atendida permanentemente mediante el mantenimiento preventivo para evitar daños en

la calzada; posteriormente se deben realizar mantenimientos rutinarios cada año para que la vía

continúe brindando a los usuarios un buen servicio. Con el paso del tiempo se van disminuyendo

las condiciones de servicio de una vía, por lo cual se da un cambio de bueno a regular estado,

entonces se debe realizar el manteniendo periódico para volver a unas condiciones similares a las

iniciales. Para determinar el momento de actuación de los diferentes mantenimientos se utiliza el

Índice de Rugosidad Internacional (IRI), para el que se utiliza una escala de valores para

determinar en qué estado se encuentra la calzada de acuerdo con los deterioros que presenta.

3.2.3 Proyectos de mantenimiento. El mantenimiento vial es un conjunto de actividades

que se realizan para conservar en buen estado las condiciones físicas de los diferentes elementos

que constituyen una carretera, evitando su deterioro prematuro para garantizar una movilidad

segura, cómoda y económica. Dado que las vías están sometidas a un desgaste continuo

originado por diferentes agentes como el tráfico, factores climáticos, factores geotécnicos y la

baja calidad de la construcción; la conservación debe ser contemplada en el diseño y en el

presupuesto de una carretera mediante la programación durante su vida útil.

3.2.4 Proyectos de rehabilitación. Comprenden todas las obras que tienen por objeto

reconstruir o recuperar las condiciones iniciales de la vía, de manera que se cumplan las

especificaciones técnicas con que fue diseñada. En este tipo de proyectos, se requieren

intervenciones mayores debido a la falta de gestión en las obras de mantenimiento, por lo tanto

los costos son más elevados. Suponen la ejecución de las siguientes actividades:

• Reposición de la capa de afirmado.

Conservación y restablecimiento de las obras de drenaje.

Restablecimiento de la señalización.


16

4. MARCO TEÓRICO

4.1 Descripción de alternativas de rehabilitación y mantenimiento

Dadas las características de la red vial de la mayoría de países latinos incluida Colombia,

el crecimiento del transporte y la necesidad de encontrar nuevos métodos y tecnologías que

permitan una evolución y mejoramiento del estado de las vías de bajos volúmenes de tránsito;

diferentes entidades se han dedicado a la investigación de tecnologías y elaboración de productos

que buscan soluciones efectivas y a bajo costo, para la protección de las capas de rodadura de las

vías de tercer nivel, incorporando en dichas soluciones factores de economía, aprovechamiento

de recursos renovables y amigables con el medio ambiente y el aumento de la calidad y la

resistencia de la superficie vial.

De este modo, han surgido algunos documentos bibliográficos, como el Documento de la

CAF (GFomento, 2010) el cual clasifica dichas tecnologías de acuerdo a las necesidades

funcionales o estructurales de reparación de la vía a mejorar; en tres categorías: Universales,

Innovadoras y experimentales, un resumen de dicha clasificación se presenta en la tabla n° 1, y

su información se amplía a continuación:

Tabla 1. Soluciones Generales de Mejoramiento de vías de BVT (según la CAF)

Grado de conocimiento

y nivel de uso Soluciones estructurales Soluciones funcionales

Tecnologías universales Estabilizaciones

Estabilización con cal Estabilización

con cemento Estabilización con

emulsión asfáltica

Adición de capas estructurales

Adición de capa estructural de

material granular

Tratamientos superficiales

y sellos asfálticos

Sellos de arena

Lechadas asfálticas

Tratamiento superficial simple

Tratamiento superficial doble

Tratamiento superficial múltiple

Supresores de polvo


17

Grado de conocimiento

y nivel de uso Soluciones estructurales Soluciones funcionales

Hormigones asfálticos y hormigones

de cemento portland Adoquines de

hormigón o de arcilla cocida

Fog Seal (riego neblina)

Tecnologías innovadoras Estabilizaciones

Estabilización con asfalto espumado

Estabilización con sales/cloruros

Estabilización con cenizas

Utilización de escorias de procesos

industriales

Refuerzos con geomallas o

geotextiles, geoceldas

Material de reciclaje de pavimentos

Tratamientos superficiales

Sello del Cabo

Sello de Otta

Supresores de polvo

Sales

Empedrado**

Placa huella

Tecnologías experimentales Estabilizaciones

Estabilizaciones químicas con

aditivos especiales Asfaltos naturales

Adición de capas estructurales

Empleo de residuos sólidos o de

residuos industriales

Utilización de materiales no estándar

(bagazo de caña de azúcar, fibra de

cáscara de coco, celulosa, etc.)

Otras

— Refuerzo de hormigón no

tradicional (p.ej. bambú)

Supresores de polvo

Crudos pesados y productos

* Este cuadro no pretende ser una clasificación rígida y se presenta simplemente con propósitos de

orientación.

** Aun cuando son tecnologías artesanales milenarias, en la actualidad no se aplican universalmente, no

se conocen registros formales de su desempeño y las especificaciones están limitadas a ambientes

específicos.

Fuente: Corporación Andina de Fomento.


18

4.2 Tecnologías universales

En este grupo se encuentran las técnicas con plena aprobación y uso frecuente

reglamentado alrededor del mundo, con información documentada referente a su evolución y

desempeño, diseño y construcción; su uso es frecuente y su normatividad clara.

4.2.1 Estabilización con cal. Esta técnica de estabilización o modificación de suelos es de

las más antiguas y de menor rango de incertidumbre en su empleo. La cal actúa esencialmente en

los suelos arcillosos finos y plásticos, disminuyendo la plasticidad y la sensibilidad al agua, el

índice plástico y el límite de contracción del suelo, e incrementando su resistencia a la

compresión in-confinada. Aun cuando la cal puede emplearse en cualquier suelo de tipo granular

que cuente con una porción significativa de finos plásticos, su uso es más frecuente en sub-

rasantes de mala calidad y también en la preparación del suelo para la incorporación de otro

estabilizante como cemento o asfalto. De acuerdo con la especificación INV 236-13 (INVIAS,

2013), y El Manual de estabilización de suelos con cal y cemento del Instituto Español del

Cemento y sus Aplicaciones (IECA, 2003), esta alternativa comprende los factores de materiales

y procedimientos descritos a continuación.

Tabla 2. Estabilización de subrasante con cal.

Materiales:

Suelos: Provenientes de la escarificación de la capa superficial existente o del

suelo natural presente en la vía, o de agregados locales de baja calidad, o

escorias o mezclas de cualesquiera de ello. Deben estar libres de materia

orgánica, sulfatos, sulfuros, fosfatos, nitratos, cloruros y demás

compuestos químicos o de cualquier otra sustancia que pueda perjudicar

la correcta interacción entre suelo y cal. Y deberá además, cumplir con

los requisitos generales de granulometría, plasticidad y composición

química, establecidos en el Art 341-02 de la Norma INVIAS 07.

Cal: La cal usada en estos procesos es llamada «cal útil vial – CUV» y se

admiten cales vivas o apagadas, son cales de origen o liberadas las que

son capaces de reaccionar química y físicamente con el suelo,

produciendo cambios en su naturaleza y sus propiedades y provocando


19

Materiales:

cementación al crearse productos cementantes hidráulicos. Puede usarse

en polvo, o en forma de lechada, (cal apagada con agua), para evitar la

emisión de polvo durante la mezcla; esta deberá ser analizada respecto a

su pureza o en otras palabras, según su porcentaje de cal útil vial.

Agua: El agua para la compactación de la mezcla suelo-cal debe ser limpia,

libre de impurezas, de sales o de residuos químicos, libre de materia

orgánica, álcalis y sustancias deletéreas, con un PH comprendido entre

cinco y medio y ocho (5.5 - 8.0) y el contenido de sulfatos, no podrá ser

superior a un gramo por litro (1 g/l).

Fuente: Elaboración propia.


20

• Procedimiento:


21

Tabla 3. Ensayos físico - mecánicos y químicos para la caracterización del suelo sin tratar.

MATERIAL CARACTERIZACIÓN ENSAYO NORMA

INVIAS

SUELO SIN

TRATAR

FÍSICA HUMEDAD INV E 122-13

GRANULOMETRÍA INV E 123-13

PESO ESPECÍFICO INV E 217-13

LIMITES DE CONSISTENCIA INV E 125-13

MECÁNICA COMPACTACIÓN INV E 141-13

CBR (Suelo dina) INV E 148-13

COMPRESIÓN INCONFINADA INV E 152-13

ENSAYO DE ABSORCIÓN

ENSAYO DE ASCENSIÓN

ESTABILIDAD HÍDRICA

QUÍMICA ANÁLISIS QUÍMICO

PH INV E 131-13

MICROGRAFÍA


Tabla 4. Ensayos químicos para la caracterización de la cal.

MATERIAL CARACTERIZA

CIÓN ENSAYO

NORMA

INVIAS

HIDRÓXIDO DE

CALCIO QUÍMICA COMPOSICIÓN QUÍMICA

PH INV E 131-13

MICROGRAFÍA



22

Tabla 5. Ventajas y limitaciones de la estabilización con cal o cemento.

Ventajas del método Limitaciones

• Permite el uso de suelos de poca

calidad, mejorando sus características hasta el

grado deseado, por ejemplo arcillas

expansivas.

• Aumenta la capacidad de soporte del

suelo, y por tanto la vida útil del firme.

• En arcillas expansivas disminuye la

sensibilidad a los cambios volumétricos

causados por la variación del nivel freático, y

evita erosión.

• Disminuye esfuerzos de tracción, en

la capa de firme

• Permite el paso inmediato del tráfico

en obra.

• Evita el uso de cortes y préstamos y

vertederos, pues se da uso a suelos de bajas

características iniciales.

• Ahorro en costos de transporte de

materiales.

• Cortos plazos de ejecución, debido a

que es un proceso in situ, que se realiza con

equipos de alto rendimiento.

Es importante tener en cuenta que hay

características de los suelos que limitan el

uso de este método, tales como:

• Suelos con alta presencia de sulfatos

solubles y materia orgánica que inhiben el

fraguado de la mezcla.

• Suelos con elementos de tamaños

superiores a 10 cm.

Fuente. Elaboración propia.


23

Figura 1. Variación de los límites de Atterberg de un suelo, con la adición de cal Fuente: Manual de estabilización de suelos con cal y cemento.

Figura 2. Procedimiento para el diseño de la estabilización con cal o cemento. Fuente: Revista Facultad de Ingeniería UPTC (Higuera, 2012).


24

4.2.2 Estabilización con cemento Portland. Esta técnica de estabilización busca un

mejoramiento estructural a partir de la mezcla de suelo y cemento Portland, compactada a su

densidad máxima con un contenido de humedad óptima; al hidratarse el cemento, la mezcla se

convierte en un material de pavimento resistente y durable. Suele usarse en arenas o gravas finas

para aumentar su resistencia. Los elementos cementantes como calizas, arcillas y otros presentes

en el Portland reaccionan en presencia de agua formando productos resistentes. El cemento actúa

en suelos finos poco plásticos o con suelos granulares de modo similar a la cal en dos fases; en la

primera se produce una disminución del índice de plasticidad y en la segunda se incrementa de

manera rápida la resistencia mecánica al formarse una red cristalina de silicatos de calcio

hidratados, aunque se tiene como restricción el contenido de materia orgánica, sulfatos y la

plasticidad. En los suelos gruesos el cemento actúa formando una red de cristales que une las

partículas y le da cohesión al sistema. Aunque esta técnica se emplea por lo general para el

mejoramiento de sub-rasantes o de capas estructurales en pavimentos asfálticos, es una de las

más difundidas y sobre las que existe mayor experiencia internacional en pavimentación de

carreteras de BVT, debido a las múltiples ventajas.

Tabla 6. Estabilización de subrasante con cemento Portland.

Materiales:

Suelos:

Al igual que en la estabilización con Cal, el suelo debe cumplir con los

requisitos del art. 341-02 INV-07, y deben estar libres de compuestos

que afecten el fraguado del cemento.

Cemento:

El cemento a usar es Portland, tipo 1, que cumpla con las

especificaciones del Art. 501 de INVIAS, se deben evitar cementos que

presenten terrones endurecidos, o fraguado parcial. Igualmente se busca

que el cemento tenga un inicio y final de fraguado suficientemente largos

para tener así un elevado plazo de trabajabilidad. El calor de hidratación

del cemento debe ser moderado, para evitar los efectos de la figuración

por refracción sobre todo en épocas o zonas calurosas. Debe tenerse en

cuenta que el desarrollo de la resistencia y aumento de módulo de rigidez

inicial sean lentos, pero recuperables en el tiempo; para evitar la fatiga


25

Materiales:

temprana y la fisuración al inicio del paso de la carga de tránsito.

Agua: Debe cumplir lo indicado en el Art 341-02, de Inv-07, estando libre de

sustancias orgánicas y elementos que afecten el fraguado del cemento.


Figura 3. Estabilización de suelo con cemento. Fuente: Instituto Español del Cemento y sus Aplicaciones (IECA), 2003.


26

• Procedimiento:


27

Tabla 7. Pérdida de masa Máxima de las bases estabilizadas con Cemento Portland.

SUELO POR

ESTABILIZAR

NORMA ENSAYO

INVIAS PÉRDIDA MÁXIMA (%)

A-1; A-2-4; A-2-5; A-

3 E-807 14

A-2-6; A-2-7; A-4; A-

5 10

A-6; A-7 7

Fuente: INV 341-2 (Instituto Nacional de Vías, 2013).


28

Tabla 8. Ventajas y limitaciones de la estabilización con cemento Portland.


• Incremento de la resistencia

mecánica de los materiales que aporta el

cemento.

• Modificación de las características de

la fracción arcillosa del suelo.

• Aprovechamiento de suelos con

bajas características mecánicas.

• Al igual que la estabilización con cal,

evita el uso de cortes, préstamos y

vertederos, de material. Ahorro en costos de

transporte de materiales y reducción en los

plazos de ejecución.

• Aparición de grietas de contracción,

que dependen del contenido de cemento y de

las propiedades de los finos y plasticidad del

suelo.

• En lugares con temperaturas muy

bajas, inferiores a 5°C, el proceso de

endurecimiento del suelo se vuelve lento o

desaparece, aunque puede reiniciar al subir

la temperatura, esto es una limitante en sitios

con ciclos de hielo y deshielo.


• Normatividad vigente: En Colombia, esta técnica esta especificada en el (art. INV341-13).

4.2.3 Estabilización con productos asfálticos. Este tratamiento se aplica cuando se

presentan superficies de material triturado sin cohesión, donde se requiere el uso de una

emulsión que aporte esta característica entre las partículas. Las propiedades de desempeño se

evalúan en forma relativa, comparando los resultados de ensayos practicados en terreno o en el

laboratorio sobre el suelo en su estado natural y después de tratado con el estabilizador químico.

Las emulsiones se pueden emplear en una amplia gama de suelos y/o agregados pétreos, con

acciones distintas en cada uno de ellos. En los suelos gruesos donde se usan de manera habitual,

la emulsión proporciona cohesión incrementando la resistencia mecánica y la durabilidad del

material, mientras que en suelos finos y no plásticos o de baja plasticidad (IP<10) se usan para

dar impermeabilidad, disminuyendo su susceptibilidad al agua. Las propiedades a evaluar en este

proceso son:

• Estabilidad bajo agua;


29

• Comportamiento ante ciclos hielo y deshielo;

• Comportamiento ante cambios de humedad;

• Durabilidad a la abrasión

• Control de emisión de polvo.

Es de aclarar que no todos los materiales pueden ser tratados con emulsión Asfáltica, y

que en el caso de Colombia, INVIAS tiene dentro de su normatividad, la reglamentación sobre

las características que el suelo o agregado debe cumplir para poder aplicar dicho tratamiento, lo

cual se resume en las tablas 340.1 (Gradaciones de agregados para construcción de bases

estabilizadas con emulsión asfáltica), 340.2 (Requisitos de los agregados pétreos para la

construcción de bases estabilizadas con emulsión Asfáltica) y 340.3 (Requisitos de los suelos

aptos para la construcción de bases estabilizadas con emulsión asfáltica) del artículo INV. 340-

07.

Figura 4. Estabilización de suelo con emulsión asfáltica. Fuente: Internet.


30

Tabla 9. Estabilización de subrasante con productos asfálticos.

Materiales:

Suelo o material

pétreo:

Es necesario que el material que se va a mejorar, presente cierta rugosidad

para que exista una adherencia adecuada con la película asfáltica.

Cemento

asfáltico:

Residuo último de la destilación del petróleo (la destilación para eliminar

los solventes volátiles y los aceites).

Emulsiones

asfálticas:

Es una dispersión de asfalto en agua en forma de pequeñas partículas de

Ø = 3 y 9 micras, son las más usadas ya que se pueden emplear con

pétreos húmedos y no se necesitan altas temperaturas para hacerlo

maniobrable. Se usan de rompimiento lento, medio y rápido, CRL-1 o

CRL-1h, de acuerdo al porcentaje de cemento asfáltico que se emplea. En

todo caso, debe cumplir los requisitos de calidad establecidos en el

numeral 400.2.4 del Artículo INV. E-400.

Emulsificante:

En ciertos casos puede ser necesario un aditivo para rebajar la tensión

superficial; puede ser el sodio o el cloro, para darle una determinada carga

a las partículas y evitar su unión dentro de la emulsión.



31

• Procedimiento:


32


33


34

Tabla 10. Estabilización de suelo con emulsión asfáltica.


Dentro de las principales ventajas del empleo de

emulsión asfáltica en la estabilización de

granulares están:

• La emulsión asfáltica es un producto apto desde

el punto de vista ecológico ya que no libera

residuos, además del agua, que se evapora en el

curado.

• Dado que las emulsiones se trabajan a

temperatura ambiente, no requieren calentamiento

para su manipulación ni para su empleo en obra

disminuyendo así los riesgos de quemaduras en

los operarios.

• Ya que se usa agua, como medio dispersante las

emulsiones no son inflamables ni emanan vapores

de hidrocarburo hacia la atmósfera.

• Se aprovechan suelos de baja calidad, evitando

su extracción y transporte a vertedero.

• Permiten la circulación por terrenos

impracticables obteniendo una plataforma estable

de apoyo del firme de infraestructuras lineales.

• Reducen la sensibilidad al agua de los suelos,

aumentando su resistencia a la erosión, heladas y

otros agentes climáticos.

• Se reduce el acarreo de materiales pétreos, ya

que no se requiere material granular seleccionado.

• Contrario a otros métodos este

no es aplicable a todos los suelos, ya

que el material árido en el que se puede

trabajar esta técnica debe presentar un

grado de afinidad entre árido y ligante,

ésta interacción se da de mejor forma

con materiales que cumplen

características de base y subbase

granular, lo cual es escaso en vías de

BVT.



35

• Normatividad vigente: La aplicación de esta técnica está establecida en el ART. INV

340–07. Igualmente, el procedimiento de diseño y control de calidad, aceptado por el

INVIAS, es el Ensayo de Inmersión - Compresión (Norma INV E-738-07) y se hace

comprobando la resistencia conservada teniendo en cuenta que esta deberá ser mayor

al setenta y cinco (75%) por ciento.

4.2.4 Adoquines en arcilla cocida. Los ladrillos cerámicos se han estado utilizando

durante los últimos 5.000 años desde Mesopotamia, pero fue en Holanda y Alemania, donde se

comenzó a usar durante la primera mitad del siglo XX y donde se empezó a investigar sobre

diferentes formas y modelos de colocación, mejorando los procesos de fabricación, proceso

constructivo y probando con diferentes materiales y formas, adaptando los adoquines a una

mejor alineación. La técnica tuvo su máximo apogeo en la década de los 70 y consiste en la

colocación de una capa de arena, la colocación, compactación y confinamiento de adoquines de

concreto y el sello del pavimento. Los primeros adoquines utilizados se trataban de guijarros de

río, puestos sobre una capa de arena cuyas juntas eran selladas con una argamasa de cal y arena.

Más tarde los adoquines de madera se emplearon como una alternativa para intentar reducir el

nivel de ruido que provocaban las ruedas de acero y las herraduras de los animales. Pronto se

comprobó que los adoquines de arcilla proporcionaban mayor uniformidad y costos más

reducidos que los adoquines de piedra y de madera. Hoy en día se fabrican con arcillas locales en

la mayoría de zonas del país, a un bajo costo donde estas reúnen las características necesarias

requeridas.

Se requieren los siguientes materiales:

• Arena para la capa de soporte: La arena para la capa de apoyo, será de origen aluvial,

sin trituración, libre de polvo, materia orgánica y otras sustancias objetables. Que

cumpla los siguientes requisitos:

Granulometría: debe ajustarse a lo requerido por la norma INVIAS en la tabla:

510.1

Limpieza: Se debe cumplir con lo dispuesto en la Tabla 510.2

• Adoquines: Los adoquines deberán cumplir los requisitos establecidos en la norma

ICONTEC No.2017.


36

• Arena para sello: este material deberá ser de origen aluvial sin trituración, libre de

finos plásticos, polvo, materia orgánica y otras sustancias objetables. Que cumpla con

las siguientes características.

Granulometría, se debe cumplir con lo estipulado en la Tabla 510.3 norma

INVIAS.

Tabla 11. Requisitos de limpieza de la arena para la capa de soporte de los adoquines.

ENSAYO NORMA DE ENSAYO

INV REQUISITO

Limpieza E – 125

Índice de plasticidad E – 126

No plástico

Equivalente de arena, % mínimo E- 133 60

Fuente: Tabla 510.2 INVIAS 2013.

Tabla 12. Granulometría de la arena para soporte de los adoquines.

TAMIZ

NORMAL ALTERNO

PORCENTAJE QUE

PASA

9.5 mm

4.75 mm

2.36 mm

1.18 mm

600 µm

300 µm

150 µm

75 µm

3/8” No.4

No.8

No.16

No.30

No.50

No.100

No.200

100

90-100

75-100

50-95

25-60

10-30

0-15

0-5

Fuente: Tabla 510.3 INVIAS 2013.


37

Tabla 13. Requisitos granulométricos para la arena de sello.

TAMIZ

NORMAL ALTERNO

PORCENTAJE QUE

PASA

2.36 mm

1.18 mm

600 µm

300 µm

150 µm

75 µm

No.8

No.16

No.30

No.50

No.100

No.200

100

90-100

60-90

30-60

5-30

0-15

Fuente: Tabla 510.3 norma INV-13

• Procedimiento. La construcción de un pavimento en adoquín, debe obedecer a un

diseño previo, donde se determina el espesor de la capa de base que lo soportará, en

función del tránsito, la resistencia o dureza del suelo y de los materiales que

conformarán la estructura.

Preparación de la superficie existente: Antes de colocar la capa de arena que

soportará el adoquín, se debe se comprobar que la superficie sobre la cual se va a

colocar tenga la densidad apropiada y las cotas indicadas en el diseño.

Colocación y nivelación de la capa de arena: Sobre la superficie alistada, se

dispone una capa de arena seca con un espesor uniforme de manera que compactado

el pavimento, la capa tenga un espesor entre treinta y cuarenta milímetros (30 - 40

mm) dicha capa de arena se extiende coordinadamente con la colocación de los

adoquines, de manera que ella no quede expuesta, no se humedezca, ni se compacte.

Colocación de los adoquines: estos se colocan directamente sobre la capa de arena

nivelada, en un patrón uniforme unos con otros, de manera que las juntas entre estos

no excedan de tres milímetros (3 mm). El control de su alineamiento transversal y

longitudinal se hace con hilos. Cuando se trata de adoquines rectangulares con

relación largo/ancho de 2/1, se disponen en un patrón de espina de pescado,

dispuesto en cualquier ángulo sobre la superficie, de manera continua, sin alterar su

rumbo al seguir trazados curvos. Cuando se tienen adoquines de otras formas se

instalaran en hileras perpendiculares a la dirección preferencial de circulación,


38

teniendo en cuenta las mismas consideraciones. Los adoquines se deben ajustar en

conjunto horizontalmente para conservar el alineamiento y en zonas de alta

pendiente, la colocación de los adoquines se hará preferiblemente de abajo hacia

arriba y una vez colocados los adoquines que quepan enteros dentro de la zona de

trabajo, se colocarán los ajustes que hagan falta en las áreas libres contra las

estructuras de drenaje o de confinamiento, partiendo adoquines en piezas con la

forma necesaria.

Compactación inicial: este proceso se hará mediante el paso de un vibro

compactador de placa, sobre la superficie del adoquín, al menos dos (2) veces en

direcciones perpendiculares, reemplazando los adoquines que se puedan partir en el

proceso.

Sello de juntas y compactación final: Realizada la compactación inicial, se aplica

la arena seca de sello sobre la superficie en una capa de tres milímetros (3 mm) de

espesor y se barrerá repetidamente y en distintas direcciones con una escoba o

cepillo de cerdas largas y duras. La arena deberá encontrarse lo suficientemente seca

para penetrar con facilidad por las juntas. Y se aplicará la compactación final, de

modo que cada punto del pavimento deberá recibir suficiente número de pasadas del

equipo, desde distintas direcciones. Si es necesario se pasa un rodillo neumático o

uno liso de rodillos pequeños, para reducir las deformaciones posteriores del

pavimento.

Confinamiento: Para impedir el desplazamiento lateral a causa del empuje del

tránsito vehicular los adoquines deberán tener una estructura de confinamiento que

rodee completamente el área pavimentada y penetre por lo menos quince

centímetros (15 cm) en la capa de base que se encuentre bajo la de arena y su cuyo

nivel superior cubra, al menos la mitad del espesor del adoquín después de

compactado.

• Ventajas

Instalación sencilla y con pocas herramientas, aunque también se han desarrollado

equipos para su instalación mecanizada, no se necesitan equipos costosos como para

la ejecución de pavimentos asfálticos o pavimentos rígidos.


39

Se pueden realizar dentro de áreas confinadas o de difícil acceso, resolviendo

complicadas alineaciones.

Pueden abrirse al tráfico inmediatamente después de su ejecución, lo que se

traduce en la desaparición de los tiempos de espera.

No depende de la temperatura ambiente para la colocación como ocurre con otros

con pavimentos reduciendo el tiempo de ejecución en obra.

No es necesario el uso de derivados bituminosos del petróleo siendo más

económicos y menos contaminantes.

Los adoquines pueden ser fabricados donde las arcillas locales reúnen las

características necesarias requeridas.

Requiere menor energía en el proceso de fabricación, menor que la necesaria para

otro tipo de pavimentos.

Para asegurar la adecuada resistencia y durabilidad de los adoquines, estos se

fabrican sometiéndoles a presión perfectamente regulada para ser altamente

resistentes tanto a cargas verticales repartidas o puntuales, a esfuerzos horizontales

derivados de las frenadas, aceleraciones o giros de vehículos pesados.

Cuentan con resistencia al vertido de combustibles, aceites, grasas y lubricantes

en general, mientras que otros pavimentos experimentan una rápida degradación

ante estos vertidos.

Estos pavimentos se reparan de forma mucho más económica que los pavimentos

de cualquier naturaleza.

Pueden ser levantados fácilmente para llevar a cabo tareas de reparación en el

subsuelo o en redes de servicios públicos instalados (sobre todo en ciudades)

Los costos de mantenimiento y conservación son menores sobre todo a la

facilidad de reutilización de los adoquines como capa de rodadura.

Amplias posibilidades expresivas, dada la variada gama de colores, formas y

texturas, así como las múltiples disposiciones, consiguiéndose variados efectos

estéticos.

Los niveles sonoros son inferiores a otros tipos de pavimentos en el caso de

superficie seca y sensiblemente inferiores cuando está húmeda.


40

La resistencia al deslizamiento se mantiene siempre por encima de otros

pavimentos.

• Limitaciones:

Se debe asegurar una adecuada fórmula de drenaje y protección de la

subestructura del firme frente a las filtraciones.

Debido a la innumerable cantidad de juntas que posee el pavimento, la circulación

es incómoda y se traduce en mayores costos de operación vehicular en relación con

otras alternativas de pavimento.

• Normatividad: En Colombia, la construcción de pavimentos en adoquines de arcilla

está reglamentada bajo la especificación 510-07, donde se normalizan las

características físicas y técnicas que deben cumplir para su instalación.

4.2.5 Tratamientos superficiales. Dichos tratamientos consisten en la sucesión de riego

bituminoso seguido de una distribución de árido pétreo con características definidas apuntando a

la utilidad en servicio. La elección del tipo de tratamiento y las características del mismo, está

condicionada por la disponibilidad y calidad de materiales cercanos a la obra, el tránsito que

recibirá, el tipo de base a ser protegida y las condiciones climáticas del lugar. Los tratamientos

superficiales más usados son:

4.2.5.1 Sellos de arena. Según el Art INV 432–13, este trabajo consiste en la aplicación

de un material bituminoso sobre la superficie de un pavimento existente, (en este caso un

pavimento en afirmado) seguida por la extensión y compactación de una capa de arena, de

acuerdo con lo que establece esta especificación. Aunque este procedimiento suele usarse para

sellado de grietas en pavimento asfáltico; en países como Argentina, se utiliza para mejorar las

características de la superficie de rodamiento en caminos de bajo tránsito.

La estructura de tales tratamientos es el resultado de observaciones y experiencias

prácticas realizadas en numerosos países desde hace más de 80 años.

• Materiales.

Agregados pétreos: El agregado fino, o arena deberá cumplir las exigencias de

calidad establecidas en el numeral 400.2.1 del Artículo 400. Además de no

presentar ni ser sensible a ningún tipo de meteorización o alteración fisicoquímica

ante las condiciones más desfavorables que puedan ocurrir en la zona de empleo.

Igualmente se debe prever que al contacto con el agua, no se de origen, a


41

disoluciones que puedan dañar estructuras, otras capas del pavimento, o contaminar

corrientes de agua. Dependiendo del nivel del tránsito, en el Art. INV400-13 se

requieren también ensayos de solidez (microdeval) y desgaste (máquina de los

ángeles). No obstante se supone para vías terciarias un tránsito NT1.La gradación

del material deberá estar dentro de los límites indicados en la Tabla 432.1. De las

especificaciones INVIAS.

Tabla 14. Gradación para sellos de arena-asfalto.

TAMIZ PORCENTAJE QUE PASA Normal Alterno SAA-1 9.5 mm

4.75 mm

2.36 mm

1.18 mm

600 µm

300 µm

3/8” No.4

No.8

No.16

No.30

No.50

No.100

100

95-100

80-100

50-85

25-60

10-30

Fuente: Tabla 432.1 INVIAS.

El equivalente de arena que se exige en la Tabla 400.1 del agregado finalmente obtenido

será mínimo del 50%, siendo aceptable un porcentaje superior a 40%, siempre y cuando el índice

de azul de metileno, (INV E-235), sea inferior a diez (10).

Material bituminoso: Las emulsiones catiónicas, son las más utilizadas por su

gran afinidad con la mayoría de los agregados pétreos y porque en su rompimiento,

se presenta un proceso físico-químico adicional. Entre los distintos tipos se utilizan

las de rompimiento rápido o medio, dependiendo de la cantidad de partículas finas

del agregado pétreo y de las condiciones climáticas. Lo convencional es una

emulsión catiónica de rotura rápida tipo CRR-2 o una de rotura rápida modificada

con polímeros del tipo CRR-2m, que cumpla los requisitos de calidad indicados en

el numeral 400.2.4 o en el numeral 400.2.5 del Artículo INV 400, según

corresponda, (ANEXO).Por lo general, las características principales que deben

cumplir las emulsiones, son buena viscosidad (ensayo Saybolt Furol a 25 o 50 º C),


42

estabilidad, destilación del residuo asfáltico, adhesividad y compatibilidad con los

áridos rotura, carga etc.

• Procedimiento:

Explotación de materiales y elaboración de agregados:

Dosificación del sello: Las cantidades de material bituminoso y arena se definen

en el sitio de trabajo de acuerdo al estado de la superficie por proteger, las

condiciones ambientales de la región y la intensidad del tránsito. Dichas

cantidades suelen oscilar entre cinco décimas y un litro por metro cuadrado (0.5

l/m2-1.0 l/m2) de ligante residual y entre tres litros y medio y siete litros por

metro cuadrado (3.5 l/m2 - 7.0 l/m2) de arena. Existen métodos de dosificación

como el Método teórico y el práctico. No obstante hay métodos más empíricos

de cálculo que se deben seguir con cuidado de acuerdo a las condiciones del sitio

de trabajo. Algunos de estos, son:

Método del Centro de Investigación de Carreteras (Bélgica).

Método de Linckenheyl o regla del décimo.

Método de Mc Leod.

Regla del Ing. E. F. Tagle, comúnmente denominada 9 - 5 - 3.

Preparación de la superficie existente: la superficie uniforme, deberá estar seca y

libre de polvo, tierra o cualquier sustancia que afecte el proceso.

Aplicación del ligante bituminoso: el procedimiento está indicado en el numeral

430.4.5 del Artículo INV 430-13. La emulsión será diluida con agua en proporción

1:1/2 a 1:1 o también se puede aplicar pura sin dilución, dependiendo de la

dificultad de adherencia con el agregad; con camión tanque (imprimador), antes del

rompimiento se esparcirá la arena de manera uniforme, una vez rompa la emulsión

se recomienda compactar con rodillo neumático.

Extensión del agregado pétreo: el esparcimiento de la arena podrá ser manual con

ayuda de palas, de manera uniforme, de acuerdo a la dosificación, siguiendo lo que

establece el numeral 430.4.6 del Artículo INV 430.

Compactación: Las operaciones de compactación se realizarán con el

compactador neumático tan pronto se aplica la arena. En zonas en tangente, se

iniciará por el borde exterior avanzado hacia el centro, traslapando cada pasada con


43

la anterior. En curvas, se hará desde el borde inferior hacia el borde superior,

traslapando cada recorrido con el anterior.

Acabado, limpieza y eliminación de sobrantes: finalizada la compactación se deja

que el ligante utilizado alcance la cohesión necesaria para resistir la acción del

tránsito vehicular, luego de esto, se debe barrer enérgicamente la superficie del sello

eliminando todo exceso de arena sobre ésta. El tránsito se podrá abrir luego de 24

horas de aplicado el tratamiento y luego de comprobar los espesores definidos, la

resistencia al deslizamiento y la rugosidad exigidas.

• Ventajas:

Provee una superficie de rodadura de características físicas similares a las de un

pavimento flexible.

Sella y proteger la capa de base o afirmado; suministrando resistencia a las

fuerzas abrasivas del tránsito y del ambiente.

Proteger las capas subyacentes del ingreso de humedad, previniendo pérdidas de

resistencia así como la formación de barro o polvo en las diferentes temporadas

climáticas.

Mejorar la seguridad al suministrar una superficie con una mayor resistencia al

deslizamiento;

Permite la aplicación de elementos de señalización horizontal en la carretera.

Previene la pérdida de grava, generando ahorros en los costos de operación

vehicular, y provee un camino transitable en cualquier temporada.

• Limitaciones.

En lugares apartados, el transporte de la emulsión asfáltica suele ser limitante para

este procedimiento. La emulsión no siempre es compatible con los agregados de

cada región, se deben realizar ensayos de afinidad entre ligante y agregado. En

algunos casos el cumplimiento del contenido de polvo en el agregado no se puede

cumplir, debido a los procesos de extracción y transporte.

4.2.5.2 Lechadas asfálticas. Este tratamiento consiste en aplicar una mezcla en frío de

consistencia fluida; de emulsión asfáltica de rotura lenta, agregado fino bien gradado

(normalmente de tamaño máximo 10 mm), llenante mineral, agua y eventualmente, aditivos o

polímeros; como método de Impermeabilización de la superficie en grava. Por sus características


44

las Lechadas Asfálticas tienen cualidades funcionales por el tipo de superficie que generan,

mejorando la textura y la fricción es decir, que no hay ningún aporte estructural a la calzada. Los

áridos utilizados son de granulometría continua. En general hay tres tipos, la más fina hasta 5

mm, para sellado de superficie; las de 10 mm, para uso general y mejorar textura y las de 12 mm,

para generar texturas más gruesas, las primeras dos son más frecuentes para uso sobre carpetas

asfálticas, la última se adapta mejor para sellar superficies en grava. Por sus características las

Lechadas Asfálticas tienen cualidades funcionales por el tipo de superficie que generan, estas se

fabrican en equipos portátiles autopropulsados, los cuales van montados sobre un camión. Su

dosificación es controlada de todos los componentes y mezclado exacto.

• Materiales:

Áridos: El árido procesado o también llamado agregado mineral, es clasificado

por tamaño o fracciones muy regulares y debe cumplir con las normas técnicas que

aseguran su calidad y que la Lechada Asfáltica sea completamente uniforme.

INVIAS, en el Art433 - 13, clasifica la lechada asfáltica de acuerdo al rango de

tamaño del agregado. Así mismo, el tamaño del agregado define la cantidad de la

lechada y su aplicación en el pavimento.


45

Tabla 15. Gradaciones del agregado para lechadas asfálticas.

Ligante: El ligante o Emulsión Asfáltica genera una cohesión muy fuerte y

resistente con los áridos. Las emulsiones deben ser compatibles con los áridos,

aditivos y agua a utilizar en el desarrollo de la obra, esto debe determinarse a través

de minuciosos ensayos de laboratorio previos a la ejecución del pavimento y que

terminan en una dosificación. Se usa emulsión catiónica convencional, de rotura

lenta y superestable del tipo CRL1-h, o una emulsión modificada con polímeros,

catiónica de rotura lenta y superestable del tipo CRL1-hm, que cumplan los

requisitos indicados en el numeral 400.2.4 y 400.2.5 del Artículo INV 400.

Aditivos: Los aditivos son elementos químicos, minerales, fibras naturales o

sintéticas que permiten asegurar propiedades de trabajabilidad, colocación y

durabilidad en las Lechadas Asfálticas. Se usan cuando las características del

proyecto exijan un control especial de los tiempos de rotura y apertura al tránsito, y

sus características se definirán de acuerdo a las necesidades del proyecto.

• Procedimiento:


46

Figura 5. Proceso de fabricación de lechadas asfálticas. Fuente: Tratamientos superficiales. (Bañon Blazques, 2000).

Diseño de la lechada: Consiste en la determinación de las cantidades adecuadas de

los ingredientes que conforman la lechada de modo que el ligante sea suficiente

para cubrir la superficie de los agregados con una película de espesor que brinde

ligazón al sistema, pero sin que existan riesgos de exudación. Estas dos

propiedades se deben verificar así:

Resistencia a la abrasión, mediante el ensayo de abrasión en pista húmeda, WTAT

(norma de ensayo INV E-778)

Tendencia a exudar, mediante el ensayo de absorción de arena en la máquina de

rueda cargada, LWT (norma de ensayo INV E-779).

Preparación de la superficie existente: Antes de instalar la lechada, la superficie

debe estar limpia de polvo, barro seco o cualquier material suelto que pueda ser

perjudicial.

Elaboración y aplicación de la lechada asfáltica: Una vez preparada la superficie

por tratar, debe ser humedecida con agua de manera uniforme. Los ingredientes se

incorporan de manera que los agregados sean completa y homogéneamente

cubiertos por el ligante. La lechada permanecerá en el cajón mezclador y pasará a

través de una compuerta vertedero a la caja repartidora, la cual para ser distribuida

de manera uniforme sobre la superficie.

• Ventajas


47

Brinda una cubierta impermeable a la superficie de la calzada y resistencia

abrasiva del tránsito.

Provee una superficie económica y duradera para caminos con en grava que tienen

tránsitos ligeros y de mediano volumen.

Previene la penetración superficial de agua en el material granular

Mejora la resistencia al deslizamiento.

Restaura capas de rodamientos afectadas por los agentes climáticos y dar nueva

vida a superficies del pavimento reseca.

Provee una cubierta temporaria evitando la emisión de polvo y formación de barro

en las temporadas de calor y lluvias.

• Limitaciones.

Al igual que los demás tratamientos superficiales, las lechadas asfálticas se

consideran soluciones de tipo funcional, que no aportan estructuralmente ninguna

ventaja a la vía intervenida.

La consecución y transporte de materiales que cumplan con las especificaciones

indicadas por INVIAS, también se convierte en limitante para su aplicación.

4.2.5.3 Tratamientos superficiales. Un tratamiento superficial no es considerado un

pavimento. Se trata de una cubierta impermeable para la superficie existente de la calzada que

aporta resistencia ante la acción abrasiva del tránsito. Existen tres tipos de tratamientos

superficiales.

• Tratamientos superficial simple: Consiste en una aplicación uniformemente

distribuida de ligante bituminoso, seguido de una aplicación de árido de tamaño tan

uniforme como sea posible, sobre una superficie acondicionada y con una estructura

apropiada a las condiciones de solicitación a que va a estar expuesta.

• Tratamiento superficial doble: Se trata de la aplicación dedos riegos alternados y

uniformemente distribuidos de ligante bituminoso y árido sobre una superficie

acondicionada previamente. Donde el tamaño medio del árido de cada distribución

sucesiva es la mitad o menos del tamaño medio de la capa precedente. El espesor total

es aproximadamente igual al tamaño máximo nominal del árido de la primera

aplicación.


48

• Tratamiento superficial múltiple: Cuando las solicitaciones de tránsito son más

intensas, o cuando se desea construir una superficie más gruesa, se recomienda usar

tratamientos triples o múltiples. Este tipo de superficie producirá una superficie de

mayor grosor, que aplicada sobre una base sólida será capaz de soportar tráficos

intensos en gran volumen por largos períodos. para aplicaciones múltiples, es esencial

que cada capa siguiente de agregado se fusione por completo con la capa previamente

ubicada, de modo que la obra completa forme una sola masa homogénea, con una

superficie lisa y compacta. El éxito de éste tipo de obra, depende de la ligazón o

fusión de las partículas y de la distribución homogénea del asfalto a través de la masa

entera. En este caso sigue la misma regla de tamaños entre capas, es decir que el árido

de cada distribución sea la mitad o menos del tamaño medio de la capa precedente.

• Materiales: Todos los materiales empleados deben cumplir con las especificaciones

dictadas en el Art. 400 – 07 de INVIAS. El tipo de material, asfalto o agregado para

una aplicación específica depende de la disponibilidad de los materiales, clima y

objetivo del tratamiento superficial, variables que deben considerarse en la selección

de dichos materiales.

Asfalto: Al seleccionar el grado de asfalto se deben considerar factores tales como

características superficiales, temperatura del aire, humedad. Los tipos de asfalto

más comúnmente usados en la ejecución de tratamientos simples son: CRS - 2 o 1.

RC - 250 y CA 120 - 150. Un buen tratamiento superficial requiere que el asfalto

tenga las siguientes características:

Mantener la consistencia adecuada para embeber al agregado después de aplicado.

Rápido curado y adhesión.

Debe mantener al agregado fuertemente ligado a la superficie del camino para

prevenir el desprendimiento por el tránsito.

No debe permitir exudación o despegarse con los cambios de clima.

Agregados: La mayoría de los agregados duros, tales como arena, grava, piedra y

escoria, pueden usarse exitosamente en tratamientos superficiales. Sin embargo, el

agregado seleccionado debe cumplir ciertos requisitos de tamaño, forma, limpieza

y propiedades superficiales. Cuando se usan asfaltos cortados el agregado debe

estar seco. Sin embargo, si se usa un asfalto emulsificado, el agregado, cuando se


49

aplica, puede estar húmedo. En lo posible, se debe usar un solo tamaño, de forma

cúbica o piramidal; tan limpio como sea posible para asegurar una buena adhesión

de asfalto. En todo caso el agregado debe cumplir con lo especificado en el Art.

INV 400-13

Equipo: El éxito de un tratamiento depende en gran medida del buen estado de

conservación y del buen funcionamiento del equipo, el cual está conformado por:

Camión irrigador de asfalto

Rodillo metálico liso

Compactador neumático

Gravilladora

Barredora

• Procedimiento:

Preliminares: Primero se debe esparcir una fina capa o membrana de asfalto sobre

la superficie sin agregado de ningún tipo, para impermeabilizar y no dejar pasar el

aire hacia la superficie.

Se esparce la cubierta del agregado uniformemente, a lo sumo dentro del minuto

después de aplicado el asfalto. Con tal precisión a fin de poder cubrir

completamente la fina capa de asfalto en un lapso mínimo. Inmediatamente

después de la aplicación del asfalto, el agregado debe ser esparcido y asentado en

su lugar por medio del compactador, para obtener una superficie lisa y compacta

de textura llana. La compactación debe interrumpirse tan pronto como el asfalto se

haya endurecido, evitando que la junta entre la superficie y el agregado se rompa

por el compactador. El tráfico deberá ser desviado mínimo por una hora, de

acuerdo con las condiciones climáticas, hasta que el asfalto se haya asentado o en

último caso reducir la velocidad a menos de 14 Km.

Las actividades, no deberán empezarse hasta que toda la operación esté lista para

terminarse, o completarse sin retardos en una sola faena.

Preparado: Consiste en la aplicación de asfalto a la superficie de una capa base sin

asfalto, con los propósitos siguientes:

Impermeabilizar la superficie de la base.

Sellar y juntar las partículas sueltas de material inerte.


50

Endurecer la superficie.

Promover una adhesión entre la base y el tratamiento.

Colocación de la capa superficial: Sobre la superficie preparada se esparce asfalto

líquido de baja viscosidad, de 1 a 2,5 litros por metro cuadrado de superficie

haciendo que penetre lo más profundo posible. Si el asfalto no es absorbido por

completo en las próximas 24 horas, el exceso debe ser sacado aplicando una

cantidad justa de arena, para prevenir desprendimientos con el tráfico. Antes de

comenzar el tratamiento, todo el contenido volátil del asfalto debe haberse

evaporado y eliminar por barrido la arena suelta que quedado en la base.

Esparcido del asfalto: Este procedimiento se hará con las consideraciones

necesarias de tiempo y espacio necesarios para la jornada de la aplicación del

asfalto, de acuerdo con el número de camiones que transporta el agregado, los

períodos de tiempo entre el esparcido del asfalto y el esparcido del agregado, de

manera que no se esparza más asfalto que el que se quiera cubrir con agregado en

menos de un minuto considerar para el asentamiento el largo del esparcido, la

cantidad de tráfico a controlarse, y el movimiento en las intersecciones con otros

caminos. Chequear siempre el calentamiento del asfalto hasta que adquiera la

viscosidad apropiada para esparcirlo, sin presentar problemas en su aplicación.

Distribución del agregado: Es necesario que el agregado esté a mano antes de

empezar. El esparcidor de agregado debe empezar inmediatamente detrás del

distribuidor de asfalto, el cual debe ser cubierto dentro de un minuto a lo sumo,

para que el aumento de viscosidad producida dentro de ese tiempo no impida la

completa humectación y juntura del agregado. El agregado se debe esparcir

uniformemente y en la proporción apropiada, con un esparcidor correctamente

ajustado a una velocidad uniforme. El exceso de agregado debe ser removido de

inmediato con palas; y en las áreas donde la aplicación es insuficiente, debe

añadirse agregado adicional lo más rápido posible. Si se dispone de un equipo

multi-distribuidor, la aplicación del ligante bituminoso y la del agregado pétreo se

realizarán en una sola operación.

Compactación: El Instituto del Asfalto recomienda que se realice con compactador

neumático inmediatamente después de la aplicación del agregado pétreo. En zonas


51

rectas o tangentes se inicia a compactar por el borde exterior avanzado hacia el

centro, traslapando cada pasada con la anterior y en curvas, se inicia desde el borde

inferior hacia el borde superior, traslapando cada recorrido con el anterior, de esta

forma se asienta el agregado en el asfalto y aumenta la capacidad de resistencia al

paso del tráfico. La compactación se interrumpe tan pronto como el agregado tenga

un asentamiento, o se haya endurecido, de modo que no se rompa la unión entre

asfalto y agregado.

Acabado, limpieza y eliminación de sobrantes: Al terminar la compactación y una

vez el ligante alcance la cohesión requerida para dar tránsito vehicular, se debe

limpiar por barrido, la superficie del tratamiento eliminando los excesos de

agregado suelto. Esto debe repetirse aún después de que el tramo con el

tratamiento haya sido abierto al tránsito, en los quince (15) días siguientes a la

apertura al tránsito, realizando un barrido definitivo del agregado pétreo que no

esté adherido ya que al no hacerlo los neumáticos en vehículos rápidos, cogerán las

partículas sueltas arrojándolas contra los vehículos siguientes, causándoles daños.

Control del Tránsito: Si se quiere obtener un trabajo de alta calidad. Un tránsito de

alta velocidad sobre un tratamiento fresco, puede desplazar el agregado

produciendo una superficie negra, aceitosa y resbaladiza. El tránsito debe ser

evitado, durante las veinticuatro (24) horas siguientes a su terminación en caso de

no ser esto posible, el tránsito debe ser controlado a una velocidad máxima de 30

Km/h hasta que el asentado del asfalto haya sido definitivo. El control de tránsito

debe extenderse al equipo de transporte

Controles en Obra: Se deben verificar las siguientes condiciones:

Condiciones climáticas: clima cálido, seco. Temperatura ambiente mayor de 10 °C

para emulsiones asfálticas y 15 °C para cementos asfálticos y cortados, no debe

trabajarse si la temperatura superficial es menor de 21 °C ni con niebla o

posibilidades de lluvia.

Condiciones de la superficie: Deberá estar limpia, libre de materia extraña y seca,

sin acumulaciones de bitumen correspondiente a la imprimación o liga.

Equipos: Todas las partes de los equipos deben examinarse de modo de tener la

certeza que están en buenas condiciones de trabajo.


52

Granulometría y humedad de los agregados: según especificaciones.

Temperatura de aplicación del asfalto, según gráfico viscosidad.

Control de las cantidades de asfalto (ASTM D 2995-79) y agregados

aplicadas según dosificación.

Muestreo de todas las partidas de asfalto llegadas a la obra para su análisis de

calidad.

• Ventajas:

Costo de material y ejecución relativamente bajo.

Bien ejecutado el tratamiento ofrece una durabilidad elevada

Fácil aplicación y mantenimiento

Toleran mejor las deformaciones, por su comportamiento flexible, por lo que es

recomendable en vías con suelos que presentan asentamientos.

Eliminación de lodo y polvo en las superficies viales.

• Limitaciones: En lugares donde no se consigue el material adecuado o las distancias

de transporte son muy largas, se dificulta su aplicación.No presenta aporte estructural

a la vía, es decir no mejora su resistencia al impacto del tráfico.Aunque su ejecución

es sencilla, la dosificación debe ser hecha cuidadosamente, de lo contrario el

tratamiento no contará con éxito.

Figura 6. Tratamiento superficial simple y doble Fuente: Tratamientos superficiales. (Bañon Blazques, 2000).


53

4.2.5.4 Supresores de polvo. FOG SEAL: (Riego Neblina). También es conocido como

riego negro o riego pulverizado; y consiste en la aplicación de una ligera película de asfalto

emulsionada, de rotura lenta, diluida en agua, sobre la superficie de rodadura de material

granular; con el objeto de reducir o eliminar la producción de polvo ocasionada por el tránsito,

así como proteger la superficie de los adversos efectos climáticos. La relación emulsión – agua

es del orden de 1:1 hasta 1:5, dependiendo del comportamiento y la absorción de la superficie,

para determinar esta relación se preparan soluciones variando dicha relación; con las cuales se

evaluará el grado de absorción del material granular y se comprobara que la superficie no quede

pegajosa. Por lo general, en el riego se puede colocar de 0.45 a 0.9 lts/m2 de emulsión diluida y

puede rociarse en varias aplicaciones si se desea, con una fumigadora a motor o tanque

imprimador, dependiendo la magnitud del trabajo.

• Materiales: Todos los materiales empleados deben cumplir con las especificaciones

dictadas en el Art. 400 – 07 de INVIAS.

Emulsión asfáltica: Se debe usar una emulsión diluida de rotura lenta de acuerdo al

tipo y la tasa de disolución a emplear.La tabla 400.5 del Art INV 400-13 presenta

las características de la emulsiones catiónicas a usar en este procedimiento.

Agua: Debe ser compatible con la emulsión asfáltica a utilizar.

• Procedimiento:

Explotación de materiales y elaboración de agregados.

Fórmulas de trabajo: En el caso de mezclas y lechadas asfálticas se deberán

indicar, además, el porcentaje de ligante bituminoso en relación con el peso de la

mezcla o de los agregados secos, y los porcentajes de aditivos, respecto del peso

del ligante asfáltico, cuando su incorporación resulte necesaria. Si la mezcla es en

frío y requiere la incorporación de agua, se deberá indicar la proporción de ésta.

• Ventajas:

Entre otros los beneficios del uso de los riegos negros son:

Permite restaurar la textura superficial y proveerla de mayor resistencia al

deslizamiento.

Retrasa el desgaste por las condiciones climáticas, ya que impermeabilizan la

superficie de las capas de rodadura.


54

También se puede utilizar para corregir el desprendimiento de partículas

(“raveling”).

Funcionan muy bien sobre una superficie de agregado grueso ya que la emulsión

asfáltica tiene espacio para introducirse entre las partícula, dando cohesión a la

capa de agregado.

Este tipo de tratamiento, se cuenta entre los sistemas no-contaminantes más

importantes y en el de mayor importancia en el futuro de la industria para el

mantenimiento de los pavimentos.

• Limitaciones

La vida de servicio es generalmente más corta comparada con la de otros

tratamientos superficiales.

Si se aplica en un espesor muy grueso, podía generar superficies con falta de

fricción y esto puede ser peligroso para los usuarios del camino.

En los lugares de climas con ciclos de hielo y deshielo, o donde se dan

temperaturas de congelamiento puede ser causa de un problema para el buen

acabado del sello, si se permite que el agua en la emulsión se congele las

emulsiones asfálticas se arruinan.

En altas temperaturas se puede acelerar el rompimiento, tomando un tiempo más

largo para alcanzar la cura final.

Durante periodos calurosos, los vehículos podrían despegar o rayar el sello bajo

torsión pesada o carga lateral.

La abrasión es frecuente para los sellos sobre todo en vías con limitación de

espacio.

4.3 Tecnologías experimentales

Tecnologías que no se han aplicado extensivamente y la documentación relativa a su

aplicación, desempeño y normatividad es muy limitada; al igual que su uso, debido a que se

derivan de procesos particulares sustentados en investigaciones y experiencias prácticas y para

que puedan ser consideradas como tecnologías innovadoras deben contar con una evaluación de

desempeño, que permita normalizar procedimientos de aplicación y establecer un uso


55

generalizado y probado; así pueden eventualmente, llegar a ser clasificadas como tecnologías

universales.

4.3.1 Estabilizaciones químicas con aditivos especiales. Consisten en la aplicación de un

producto químico al suelo natural con el objeto de modificar sus propiedades, generando

aumento en las cualidades mecánicas, como la resistencia y la cohesión.

4.3.2 Conformación de capas asfálticas con asfaltos naturales. Los asfaltos naturales son

materiales que se forman por la destilación natural de los crudos pesados o por la oxidación del

crudo en la superficie terrestre por contacto en el aire. Investigaciones de entidades académicas,

e industrias han determinado la presencia de productos asfálticos, que se encuentran en forma

natural en algunas regiones de Colombia, con los cuales se han realizado pruebas y aplicaciones

encontrando que cumplen con las mismas funciones que el asfalto de refinería, estos productos

tienen las mismas propiedades reológicas y suelen tener un comportamiento mecánico muy

similar al asfalto común. Las más conocidas son la mapia y/o la asfaltita, cuyas características se

describen a continuación.

4.3.2.1 Asfaltita. Las asfaltitas son sustancias bituminosas naturales sólidas, de color

negro, brillante, aspecto resinoso y estructura conoidal, cuando se encuentran en estado fresco.

Están constituidas químicamente por hidrocarburos muy pobres en oxígeno, y parafinas

cristalizables, lo cual los hace ser compuestos de alto peso molecular, con puntos de fusión

elevados, por lo general superiores a 110° C. En su formación intervienen factores físicos –

químicos y procesos geológicos dinámicos, que algunos autores atribuyen a la metamorfosis de

un petróleo asfáltico que, bajo cambios de temperatura y presión creciente pasa por estados de,

asfalto blando, asfalto duro, hasta llegar al estado de asfaltitaso pirobitúmenes asfálticos.

También, se considera que son producidas a partir de esquistos bituminosos, porefectos ígneos

intensos y sin intervención del oxígeno atmosférico, que permitenlaformación de petróleo pesado

y asfaltitas.

• Materiales: Se utilizará asfaltita proveniente de las minas que cuenten con los

permisos y licencias de funcionamiento que definan las leyes y normas vigentes, que

presenten un contenido de asfalto entre el 6 y el12%, que no presente adición de agua

por agente externos. ni contaminación con arcillas u otro material proveniente del

descapote o arrastrado por escorrentía.


56

• Procedimiento: Dado que en Colombia, aun no hay una especificación nacional, dada

por INVIAS para la instalación de asfaltitas, suelen darse especificaciones particulares

para cada proyecto, buscando conservar la uniformidad de la mezcla instalada, y la

densidad requerida de acuerdo al proyecto, basándose en las especificaciones de

INVIAS para mezclas asfálticas. La mezcla se transportara al sitio de obra en

volquetas y se acordonara de manera que se evite cualquier contaminación, el equipo

de compactación consiste en compactador con vibrador autopropulsado con

dispositivos para limpieza del rodillo y con carga estática, para lograr tramos

uniformes en cuanto a características de superficie de rodadura, se deberá garantizar la

uniformidad del producto que se coloque y compacte en la vía.

• Ventajas: La asfaltita, como la mapia es un material natural que se encuentra en minas

a cielo abierto en la mayoría del territorio colombiano, aunque su uso es algo

restringido para vías de altos volúmenes de tránsito; se perfila como una solución para

el mantenimiento de vías de BVT , por su economía y su facilidad de explotación,

transporte e instalación, dada la existencia de varias minas de dicho material este ha

sido objeto de investigación por diferentes empresas, y entidades públicas y privadas

y ha sido aplicada en proyectos municipales y departamentales, con especificaciones

particulares para cada caso.

4.3.2.2 MAPIA, Material Pétreo Impregnado de Asfalto. Material natural proveniente de

minas o canteras, que tiene como características el ser poco contaminante, de fácil manejo e

instalación de bajo costo y muy fácil de utilizar.

El Material está compuesto de Areniscas impregnadas de petróleo emulsionado, que

emerge en la superficie terrestre por acción volcánica, al cual por tener todos los ingredientes

del petróleo se le pueden inducir a través de diferentes tratamientos comportamientos diferentes

en velocidad de rompimiento, resistencia, flexibilidad y su comportamiento en crudo es plástico.

Es un producto disponible y abundante en todo el territorio nacional; se encuentra en yacimientos

relativamente superficiales lo que reduce los costos de extracción.


57

Figura 7. Mina de Mapia, Isaza Caldas. Fuente: Mina a cielo abierto en la localidad de Isaza (Caldas).

La MAPIA, es un material abundante en Colombia experiencias positivas con minas

ubicadas en los departamentos de Tolima, Caldas, Caquetá, Cesar, Boyacá y Santander, se hallan

documentadas, en las cuales consta un incremento en la calidad tecnológica, en su investigación

y explotación lo que puede llevar a una aplicación masiva como método sostenible de

mantenimiento la red vial urbana y rural.

• Materiales: Cuando se usa en vías de bajo tráfico, se aplica en frio, directamente como

sale de la mina, como una arena asfalto, en capas de poco espesor.

• Procedimiento:

Explotación: Este proceso se hace a cielo abierto utilizando retroexcavadora. Y se

lleva a cabo por estratos separados, de acuerdo con su contenido de asfalto, que por

lo general aumenta a medida que se profundiza en la explotación.

Acopio: en la misma mina se acopia el material explotado, logrando un curado

previo y si es necesario un mejoramiento de la calidad del material, por la

evaporación de algunos volátiles presentes. Durante el acopio, se hace la

evaluación y caracterización homogenizando los materiales extraídos son por

amasados.


58

Dosificación y mezclado: Cuando la granulometría del material no es apropiada, se

agregan áridos de aporte que se suministran y se manejan por separado, la mezcla

se inicia adicionando primero todos los aportes, con la fracción triturada

conveniente para suministrar una buena fricción interna en el material, y una vez

homogenizados se les agrega la MAPIA. El árido fino está constituido por una

mezcla de arena natural y proveniente de trituración, sus granos deben ser duros,

limpios y de superficie rugosa y angular, libre de cualquier elemento que impida la

adhesión y combinación con el MAPIA. El árido grueso ha de proceder de la

trituración de material de río con fragmentos limpios, resistentes y durables, sin

excesos de partículas planas, alargadas, blandas o desintegrables; exentas de polvo,

tierra, terrones de arcilla u otras sustancias que puedan impedir la adhesión del

asfalto. En general debe cumplir con lo establecido en las Especificaciones

Técnicas del Instituto Nacional de vías, en su artículo 400-13. La dosificación

definitiva de los materiales pétreos se realiza en frío, el sistema de dosificación de

los agregados es de tipo volumétrico, y se tiene en cuenta la humedad para corregir

la dosificación en función de ella. La mezcla en frío así fabricada, se acopia en

forma de terrazas para evitar segregaciones posteriores, por capas de espesores no

superiores a 1,5m., y debidamente protegidos de la intemperie y se verifica que

cumpla con las tolerancias en la granulometría de la mezcla.

Calentamiento de la mezcla: Cuando se desea realizar una mezcla en caliente,

(generalmente para vías de alto tránsito), la mezcla en frío es llevada a la planta de

calentamiento y homogenización, mediante cargadores y tolvas de carga, provistas

de deflectores de carga; aquí, la mezcla pasa a un tambor donde se somete al

proceso de calentamiento y homogenización; en un proceso termodinámico que

dura cerca de 1,5 minutos a temperatura de entre 150 y 160 grados Celsius,

dependiendo de la humedad pueda haber adquirido el material durante el acopio.

• Aspectos Constructivos. Cuando se decide hacer mezcla densa en caliente producida

con MAPIA se instala con pavimentadoras autopropulsadas y con los mismos equipos

utilizados para las mezclas convencionales, cumpliendo con las características

descritas en el aparte 440.3.4 del Artículo 440 del INVIAS. Igualmente los

procedimientos de control de obra se rigen por esta norma. Cuando la mezcla se aplica


59

en frío, se realizan igualmente bajo especificaciones dadas por INVIAS. Debe tenerse

en cuenta que las mezclas producidas con MAPIA, presentan menor inercia térmica

que las convencionales, por lo cual no es conveniente hacer el venteo habitual, en su

instalación, y de ser necesario debe eliminarse toda la fracción gruesa, pues se ha

observado que ésta no se integra en el conjunto de la mezcla lo cual da lugar a la

aparición de zonas de fallo prematuro.

Figura 8. Explotación a cielo abierto en mina de MAPIA. Fuente: Mina a cielo abierto en la localidad de Isaza (Caldas).

4.3.3 Materiales no tradicionales y no estándar. El exceso de residuos en la producción a

escala de diferentes productos de consumo humano, ha llevado a algunos investigadores a

realizar pruebas de aplicación y uso de tales residuos en diferentes sectores, llegando a concluir

que los materiales manufacturados (los elaborados por el hombre), pueden reprocesarse de

manera efectiva como materiales para carreteras, generalmente en el tratamiento de capas de


60

base o de sub-base granular. En general estos materiales se dividen en tres grupos, Sub-

productos de la industria metalúrgica, residuos de las industrias del acero, las escorias de alto

horno, las escorias de acería y las cenizas volantes; sub-productos de las centrales eléctricas

térmicas, residuos de procesamiento térmico, o de la incineración de residuos sólidos y

subproductos de la industria química, tales como el cemento y la cal, materiales resultantes de la

combustión del carbón y otros de origen orgánico como el bagazo de caña de azúcar, fibra de

cascara de coco, celulosa, lignina, aceite de palma, cascarilla de arroz, refuerzo de hormigón no

tradicional, bambú etc., materiales que actualmente, se usan como aditivo estabilizante y para

evitar que el cemento asfáltico o hidráulico, se escurra durante las etapas de mezcla y de

aplicación del material. Igualmente se pueden incluir dentro de esta categoría los sub-productos

de la demolición de estructuras convencionales y de pavimentos, cuyo empleo ya es común en

muchos países.

4.3.4 Productos patentados. Estos productos de origen enzimático, generalmente

requieren la utilización de elementos que activen su desempeño tales como cal o cemento para la

construcción de vías, con el consecuente incremento en materia de costos, haciéndolos no

competitivos con los medios tradicionales; Existen soluciones en el mercado Colombiano,

procedentes de transferencias tecnológicas adoptadas de países avanzados en materia vial como

Australia, que permiten la aplicación de aditivos a suelos Fino-Gravosos construyendo una capa

de rodadura con resultados que superan en duración y resistencia los métodos tradicionales.

Algunas de las empresas y productos que se pueden encontrar en Colombia se presentan en la

siguiente tabla.

Tabla 16. Propuestas tecnológicas para pavimentación de VBVT No EMPRESA TIPO

1

K´NAL Group - VECTOR

CONSTRUCCIONES E

INGTECO

Estabilización Multienzimas orgánicas.

2 ESAR INGENIERÍA Estudio, diseño y construcción de obras relacionadas con

coberturas vegetales.

3 PEXGA CONFEDERACIÓN DE

EMPRESARIOS DE GALICIA Nanopolímeros. (Copolímeros estabilizantes de suelo).


61

No EMPRESA TIPO

(España) / Paviment Work

Corporate).

4 PLEXUS S.A.S. Estabilización Química

5 INDECO

MICROPAVIMENTOS Consultores, diseñadores y

constructores tratamientos superficiales. Sellado superficial e

impermeabilización de pavimentos. Micropavimentos, Slurry

Seal, pavimentos alternativos

6 ESTAVIAS Estabilización Química

7 GEOMATRIX Estabilización - Geosintéticos

8 ARGOS Estabilización con cemento

9 GEOSISTEMAS PAVCO

Estabilización - Geosintéticos - Productores y

comercializadores de productos geo sintéticos. (Geotextiles y

geo sintéticos).

10 CORASFALTOS Tecnología para estabilización de suelos mediante estudios de

la composición del suelo.

11

AT International GmbH

Advanced Technologies -

UNDERBOLD

UNDERBOLD (Emulsión para estabilización de suelos).

12 PROBASE (*) Estabilización Química

Fuente: Ministerio de Transporte (2013). 4.4 Tecnologías innovadoras

En estas se cuentan las soluciones que cuentan con un respaldo basado en estudios,

investigaciones y prácticas exitosas, pero que aún no cuentan con una normatividad clara a nivel

mundial, su normatividad es local en países donde se acostumbra su aplicación y aún se

encuentran en evaluaciónRespaldadas en estudios técnicos y experiencias exitosas. No han sido

universalmente probadas o su desempeño a muy largo plazo puede aún estar en proceso de

evaluación. En algunos de los países en los que se han aplicado existe normativa plenamente

establecida; sin embargo, la implementación de dicha normativa no es generalizada. Algunos

ejemplos de estas tecnologías son:


62

4.4.1 Estabilizaciones con asfalto espumado. El asfalto espumado es una técnica

relativamente nueva en su uso que permite producir mezclas asfálticas de un modo muy diferente

a los sistemas tradicionales. Los asfaltos espumados se pueden utilizar para la fabricación de

capas de rodadura, y las aplicaciones principales de esta técnica es el reciclado en frío de capas

asfálticas existentes y la estabilización de suelos. Esto puede realizarse en el lugar de

pavimentación o en una planta dependiendo de la importancia del proyecto. El asfalto espumado

es producido mediante un proceso mecánico en el cual se inyecta, con ayuda de aire presurizado,

una cantidad pequeña de agua (entre 1 % y 2 % sobre el peso de ligante) al asfalto caliente (160

°C a 180 °C) dentro de una cámara de expansión, lo que genera instantáneamente el efecto de

espuma en el asfalto.

Este proceso reduce la viscosidad del asfalto, lo que permite el mezclado con los

agregados humedecidos a temperatura ambiente. Los parámetros más desarrollados para la

caracterización del asfalto espumado son la Relación de Expansión (mínimo 8 veces) y la Vida

Media (mínimo 6 segundos); lo anterior se encuentra condicionado por el tipo de asfalto y por el

porcentaje de agua inyectada a la mezcla caliente.

Figura 9. Descripción asfalto espumado. Fuente. Internet.


63

Figura 10. Gráfico de la razón de expansión (ER) y vida media (τ½) del asfalto Fuente. Elaboración propia.

Figura 11. Proceso de optimización de la razón de expansión y la vida media. Fuente. Elaboración propia.


64

Cuando se emplea la presente alternativa para la rehabilitación vial, se deben tener en

cuenta los siguientes aspectos:

• Espesor de la capa por estabilizar.

• Caracterización del material a estabilizar.

• Porcentaje de asfalto requerido para la estabilización del material empleado.

Tabla 17. Estabilizaciones con asfalto espumado.

Materiales:

Agregados:

Los agregados pétreos podrán ser resultantes de la pulverización

mecánica de las capas de pavimento existente en la sección vial a

rehabilitar o se podrá emplear material de aporte, a fin de satisfacer la

gradación requerida, de acuerdo a lo establecido en las Especificaciones

Técnicas IDU ET 2011, capitulo 4, sección 451-11.

Cemento

asfaltico:

Para los reciclajes con cemento asfáltico espumado, el ligante será de

penetración 80- 100, compatible con los agregados pétreos, el cual deberá

cumplir con los requisitos de calidad establecidos en las Especificaciones

Técnicas IDU ET 2011, capitulo 2, sección 200-11.

Agua:

El agua requerida para el humedecimiento previo de los agregados

pétreos estará libre de materia orgánica y de elementos químicos que

dificulten el proceso de mezclado y el curado de la mezcla. Su pH, deberá

estar entre cinco y medio y ocho (5.5 - 8.0) y su contenido de sulfatos,

expresado como SO4=, no deberá ser mayor de un gramo por litro (1 g/l).


• Proceso constructivo

Diseño de mezcla: De acuerdo con el espesor de pavimento, se estimará la cantidad

óptima teórica necesaria de ligante residual para la combinación de agregados y se

determinará el tipo y porcentaje de Asfalto espumado o cemento asfáltico

espumado y de los aditivos y otros elementos por incorporar. Así mismo se


65

optimiza la relación de expansión y la vida media del asfalto espumado y se

determina la relación agua-asfalto.

Preparación de la superficie existente: Con anterioridad a la disgregación del

pavimento, se debe efectuar los bacheos en las zonas que lo demanden, las cuales

deberán corresponder a fallas de origen profundo que requieran corrección previa,

con el fin de evitar deficiencias en el soporte de la capa reciclada.

Disgregación del pavimento existente y elaboración de la mezcla: Con la

disposición del tren de trabajo, se procede a la disgregación del pavimento

existente en el espesor de diseño pulverizando la capa bituminosa existente y

mezclándola, si es el caso, con parte de la base subyacente y/o con agregados de

adición previamente depositados uniformemente sobre el pavimento. La aplicación

de llenantes (cemento Portland, cal, cenizas volantes) deberá comenzar

inmediatamente después de la pulverización del pavimento y su eventual mezcla

con el agregado de adición (si se requiere) y antes de incorporar el agua y el ligante

asfáltico. Los materiales deberán ser distribuidos de manera uniforme sobre la

superficie a tratar, conforme a la fórmula de trabajo. Una vez efectuado lo anterior,

se procederá a su mezcla íntima con el mismo equipo utilizado para la

pulverización.

Extensión de la mezcla: La extensión del material se podrá realizar en una o varias

capa de espesor uniforme que permitan obtener el espesor y grado de

compactación exigidos, de acuerdo con los resultados obtenidos en la fase de

experimentación.

Compactación de la mezcla: La compactación de la mezcla se efectuara en el

momento y con el equipo y procedimiento aprobados durante la fase de

experimentación, hasta lograr los niveles de compactación exigidos. De ser

necesario, se efectuara el riego de agua durante el proceso de compactación, para

compensar las pérdidas por evaporación.

Apertura al tránsito: La capa podrá abrirse al tránsito terminada la compactación.

Excepto que se utilice algún modificador o llenante activo que requiera un tiempo

adicional de curado.


66

Curado de la capa compactada: Las capas recicladas requieren un período de

curado para su maduración, antes de que se autorice su cobertura, en el caso del

asfalto espumado el curado contribuye con el aumento del módulo de la capa. El

tiempo de curado deberá ser el suficiente para que se obtenga la densidad seca

máxima de laboratorio, porcentaje de compactación y módulo deseado en el

diseño. Durante dicho lapso, se deberán aplicar riegos de protección para prevenir

el deterioro de la capa reciclada por la acción de las aguas superficiales y del

tránsito automotor.

Tabla 18. Ventajas y limitaciones de las estabilizaciones con asfalto espumado.


• Como estabilizante puede utilizarse

junto con una gran variedad de tipos de

agregados.

• Facilidad en el proceso de mezcla,

extensión y compactación, disposición de un

tren de trabajo continuo.

• Produce un material con propiedades

visco elásticas.

• Facilidad de aplicación con

maquinaria moderna.

• Costo del asfalto solamente.

• Velocidad para adquirir resistencia

• Transito inmediato.

• El asfalto espumado aumenta la

resistencia mecánica de la mezcla de

agregados y minimiza la influencia del agua

(humedad).

• Presenta ventajas especiales de tipo

ambientales y energéticas, frente a las

• Presenta una apariencia engañosa

pues tiene un aspecto café más que negro y

brillante, con el tiempo es que se pone de

color negro. Por su simplicidad puede

ocasionar que los controles de calidad sean

menospreciados, por lo que requiere de la

atención y cuidado de todo el proceso.

• Calentamiento del asfalto sobre los

160 º C, requiere la adecuación de una

infraestructura.

• Materiales con porcentajes bajos de

finos, deben ser adicionados o tratados.

• Como toda nueva tecnología hay

aspectos por investigar y acumular

experiencia.


67


mezclas tradicionales.


4.4.2 Estabilización con sales/cloruros o con cenizas. En noviembre de 2013, durante el

primer seminario de tecnologías alternativas para intervenciones en vías de bajo tránsito,

CORASFALTOS, presentó los resultados de su investigación sobre Estabilización de suelos con

sales o cloruros, (CORASFALTOS, 2013). Que se basa en el trabajo sobre suelos o minerales

arcillosos (illitas, lutitas, montmorillonitas)los cuales están constituidos, entre otros, por la unión

de tetraedros de sílice u octaedros de aluminio que en su agrupación dejan espacios hexagonales

en los que caben iones OH-; durante la estabilización química con cloruros, se produce una

reacción química, debida a un intercambio iónico que concluye en un proceso de cementación

del suelo, amentando significativamente la resistencia del suelo y su estabilidad. La

estabilización se cumple en cuatro pasos:

1. Intercambio Catiónico

2. Floculación-aglomeración

3. Reacción puzolámica (“Puzzolanic”)

4. Reacción de Carbonatación.

La metodología para este procedimiento se presenta a continuación.


68

Figura 12. Metodología de la estabilización con sales/cloruros o con cenizas. Fuente: (CORASFALTOS, 2013).

Tabla 19. Estabilización con sales/cloruros o con cenizas.

Materiales:

Suelo:

Los suelos en los que es posible aplicar esta alternativa, son tipo Arcilla. La cual

está constituida por agregadosde silicatos de aluminio hidratado, procedentes de

la descomposición de minerales de aluminio.

Estabiliz

antes:

Las sales más usadas en estos procesos son

Ácido fosfórico y fosfatos

Cloruro de sodio,

Sulfatos ce calcio (yeso), y cloruros de calcio

Hidróxido de sodio, (soda cáustica)

Agua:

El agua para el humedecimiento previo de los agregados pétreos estará libre de

materia orgánica y de elementos químicos que dificulten el proceso de mezclado

y el curado de la mezcla. Su pH, deberá estar entre cinco y medio y ocho (5.5 -

8.0) y su contenido de sulfatos, expresado como SO4=, no deberá ser mayor de

un gramo por litro (1 g/l).



69

• Proceso constructivo

Limpieza y nivelación de la subrasante.

Escarificación de la capa a estabilizar.

Aplicación de los productos químicos.

Compactación.

Riego de liga.

Colocación de protección superficial.

4.4.3 Utilización de escorias de procesos industriales. De acuerdo con Abril (2014), “Las

escorias negras vienen siendo usadas en carreteras desde 1956 en casos específicos sin haber

profundizado en dicha época más allá del uso específico que le dieron en su estudio técnico.

Muchas de estas escorias negras pueden tener algo de potencial expansivo lo que debe llevar a

quienes las usen a generar procesos para el control de la misma, ya que de no hacerlo esto sería

desfavorable para el caso de la estabilidad de suelos y estructuras de pavimentos. En la mayoría

de los estudios revisados realizados sobre observar que las escorias negras poseen buenas

propiedades de resistencia al desgaste por abrasión (inferior al 35%) y CBR superiores al 100%.”

(p.12). El uso de escorias negras de horno de arco eléctrico se hace mediante inclusión y mezcla

de éstas, en el material de capas granulares, solo en algunos casos se mezcla con capas asfálticas

o con concreto hidráulico para pavimentos, cuando los estudios evidencien que la escoria cumple

con la normativa estipulada para usarlas en estas y que los resultados de expansión no superan el

1% después de los 7 días de inmersión. Dentro del sistema de clasificación unificado de suelos

UCSC la escoria negra se puede considerar normalmente como una GP es decir Grava mal

gradada. Esta técnica es de mayor uso en países como Brasil, España y Chile algunos de los

cuales han estudiado y usado en sus pavimentos, las escorias negras de horno de arco eléctrico.

4.4.4 Refuerzos con geomallas o geotextiles, geoceldas. Esta técnica consiste en la

instalación de la materiales, como las geoceldas, que consisten en un sistema de confinamiento

celular hecho a partir de un materiales derivados del polipropileno, y que son usadas para la

conformación de vías permanentes, ya que puede ser utilizado para el refuerzo de estructuras

pavimento y vías permanentes de alto y bajo volumen de tráfico; siendo una capa estructural de

alto módulo al ser llena con material granular. También está el uso de geomallas Biaxiales que

son estructuras bidimensionales fabricadas de polipropileno, químicamente inertes y con

características uniformes y homogéneas, producidas mediante un proceso de extrusión y luego


70

estiradas longitudinal y transversalmente. Formando una estructura de red de una sola pieza con

distribución uniforme de espacios rectangulares, de alta resistencia a la tensión en ambas

direcciones y un alto módulo de elasticidad. Esta geomalla se compone de elementos y nudos

rígidos en los cuales el material granular es confinado por trabazón.

Figura 13. Geomallas geotextiles y Neoweb. Fuente. PAVCO Colombia.

Tanto las geoceldas, como la geomalla deberán como mínimo cumplir con algunos

requerimientos, como refuerzo del conjunto integrado por los materiales que conforman las

capas granulares del pavimento. Las empresas productoras y comerciantes de estos productos

crean por lo general especificaciones propias donde se establecen los criterios y procedimientos

para garantizar la calidad de los productos y su supervivencia frente a los esfuerzos producidos

durante su instalación y vida en servicio, de conformidad con los planos o sitios del proyecto o

las instrucciones del Interventor.

4.4.5 Tratamientos superficiales tales como el Sello del Cabo o el Sello de Otta.

• El sello de cabo: o CAPE SEAL es una técnica de pavimentación con base en

emulsiones asfálticas, para aquellos casos en que se requiera impermeabilizar y


71

mejorar la resistencia de una superficie al deslizamiento. Consiste en un tratamiento

superficial simple (TSS) y posteriormente una lechada asfáltica sobre el TSS

terminado. La aplicación conjunta de estos dos tratamientos combina las principales

características de ambos métodos: mientras el TSS aporta la mencionada

impermeabilización y “anti-deslizamiento”, la lechada aporta lisura, reduce ruidos y

evita desprendimientos.

• El Otta Seal o sello de Otta:es otra técnica para afirmar la superficie, que aplica una

capa de asfalto seguida por una capa de agregado, el cual es compactado dentro del

asfalto usando un rodillo. Así se crea una solución firme y uniforme, que estabiliza un

camino.

• La Imprimación Reforzada: consiste en la aplicación de una asfalto sobre una

superficie de material granular, seguida de un riego de ligante que puede ser del tipo

asfalto cortado de baja viscosidad o emulsión (de quiebre rápido). Finalmente, sobre

esto, se aplica una capa de arena uniformemente distribuida. El proceso concluye con

una compactación con rodillo neumático.

4.4.6 Placa huella. En Colombia, Esta técnica se encuentra definida por INVIAS, en la

especificación 500.1P, como “la elaboración, transporte, colocación y vibrado de una mezcla de

concreto hidráulico reforzado, dispuesto en dos placas separadas por piedra pegada, de acuerdo

con los lineamientos, cotas, secciones y espesores indicados o determinados por el interventor”.

La sección típica de una placa huella, consta de: dos placas en concreto de noventa (90)

centímetros de ancho, quince (15) centímetros de espesor y una longitud máxima de cinco (5)

metros, separadas entre sí por piedra pegada en una longitud de noventa (90) centímetros, las

placas de concreto están arriostradas por unas viguetas de quince (15) centímetros de ancho por

veinticinco (25) centímetros de alto, localizadas en los extremos y en el medio de las placas.

Dicha técnica es actualmente promovida por INVIAS, en carreteras terciarias, con pendientes

cercanas o superiores al 10%.


72

Figura 14. Esquema general de la placa huella. Fuente: INVIAS, Especificación 500.1P – Placa Huella.

• Materiales:

Concreto:generalmentese usa clase D, Especificación 630 “Concretos”.

Material de relleno para el acondicionamiento de la superficie: dicho material se

ajustará a la especificación 311 “AFIRMADO”

Sellante para juntas: se empleará material asfáltico o

premoldeado, que cumpla especificaciones AASHTO M-89, M-33, M-153 y M-30,

o en su defecto un sellador elástico de poliuretano de alto desempeño.

Hierro: las placas de concreto van reforzar con una armadura de hierro No 3 (3/8”)

con separación máxima de veinticinco (25) centímetros en ambos sentidos, dejando

un recubrimiento de 5 cms en el sentido longitudinal. Las viguetas riostras, llevan

cuatro (4) varillas No 3 (3/8”), con flejes en hierro de 3/8” colocados cada 20

centímetros y la riostra cada 2.5 metros.

Piedra: entre las placas de concreto se usa piedra pegada; “Concreto Clase G”

según la Especificación 630-07

• Equipo. Según la especificación 630 “Concretos”, se usará el equipo necesario para el

acondicionamiento de la superficie, conformación, excavación, cargue y transporte de

los materiales, así como equipos manuales de compactación.

• Procedimiento:


73

Acondicionamiento de la placa huella: consiste en la excavación necesaria para

retirar el material contaminante como material orgánico, arcilla saturada, etc y

colocar el material de “AFIRMADO” en un espesor mínimo de 15 cm,

garantizando el soporte de la placa huella.

Colocación de formaletas: Acondicionadas para garantizar que las placa huellas

queden construidas con las secciones y espesores señalados en los diseños.

Elaboración del concreto: conforme a lo establecido en la especificación 630

“Concretos”.

Construcción de la placa huella: conformando la base de la placa huella, y lista la

formaleta, se instala la armadura de hierro y se comienza a colocar el concreto

comenzando por el extremo inferior de la placa huella, avanzando en sentido

ascendente, verificando su espesor de acuerdo a los diseño, dejando las juntas a los

intervalos y con la abertura que indiquen los planos, sellándolas con el producto

asfáltico especificado, buscando que los bordes serán verticales y normales, al

alineamiento de la placa huella, en caso de que queden pequeñas deficiencias

superficiales se deben corregir aplicando mortero de cemento , se debe dar una

textura con un estriado final tipo espina de pescado en la placa de concreto, que

proporcione adherencia a los vehículos permita una rápida evacuación del agua.

• Ventajas. Dado que en cierta forma una placa huella es una especie de pavimento

rígido, esta presenta las ventajas del mismo:

Alta resistencia a la compresión.

Menor costo que un pavimento rígido común.

Durabilidad, Solución durable en el tiempo

Facilidad para el mantenimiento y menores costos

Trabaja mejor que en el afirmado, en lugares con altas pendientes y problemas de

erosión o lluvias fuertes

Elimina las emisiones de polvo y barro, que ocasiona el afirmado

• Limitaciones. Por ser un procedimiento relativamente nuevo en Colombia, tiene

ciertas limitaciones como:

Desconocimiento de las especificaciones vigentes, y técnica de construcción.

Mayor costo inicial, en relación a otras soluciones.


74

Dificultad para consecución de materiales de calidad en zonas alejadas.

Mayor tiempo de ejecución y puesta en servicio, (debido al tiempo de fraguado del

concreto)

Se debe tener mayores controles en el procedimiento constructivo.


75

5. EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS

5.1 Priorización y elección de vías

La priorización es una etapa esencial para la asignación y distribución de recursos

generalmente escasos en las redes de BVT, ésta debe responder a la pregunta de si es necesario o

no pavimentar la vía, o qué tan benéfica es su intervención y se hace teniendo en cuenta la

eficacia en los resultados; de manera que su intervención conlleve al logro de las políticas

establecidas para el desarrollo de las regiones. La priorización no es sólo con respecto al tipo de

alternativa que se usará en una vía, sino en cuanto a la vía misma; es decir a la elección de qué

vías se deben optimizar. En algunos países se hace teniendo en cuenta criterios como el de la

relación beneficio/costo; priorizando los beneficios de los usuarios consumidores asociados con

la vía; obtenidos con la reducción de los costos del transporte. En otros casos en que estos

factores no son posibles de cuantificar, se usa un análisis multicriterio para la priorización de las

vías a intervenir. El estudio realizado por la CAF (GFomento., 2010), recomienda para los países

latinoamericanos y en si para los países en vía de desarrollo, el método multicriterio, el cual

aporta herramientas con las que se justifican y se facilitan la selección y la asignación de

prioridades de intervención vial, es de fácil aplicación con información disponible o de fácil

consecución y a su vez provee información para el seguimiento y la evaluación de los resultados

obtenidos. De este modo las políticas que mayor influencia tienen en la priorización son:

• Beneficiar a la comunidad

• Promover la productividad

• Alcanzar metas sociales y económicas de reducción de la pobreza y generación de

empleo.

• Promover actividades e inversiones que permitan el mejoramiento de la calidad de

vida en las comunidades involucradas.

• Mejorar la integración regional o la conectividad.

• Garantizar la participación de la comunidad en la planeación y toma de decisiones.

En contraste con esto, la priorización debe estar relacionada con políticas institucionales

específicas que fijen directrices propias con diferentes propósitos, en cuanto a:

• Promover soluciones sostenibles económicamente.


76

• Favorecer la innovación tecnológica y un uso apropiado de la tecnología.

• Exigir la aplicación de estándares de diseño y especificaciones.

• Incentivar la aplicación de tecnologías que permitan la generación de empleo o la

utilización de mano de obra local.

• Favorecer el desarrollo y fortalecimiento de contratistas locales.

• Fortalecer la gestión administrativa, técnica y económica de las entidades viales.

• Promover la seguridad vial.

• Contribuir la preservación y conservación ambiental.

5.1.1 Procedimiento para la priorización.

5.1.1.1 Priorización de factores. Para priorizar cuales son las vías a intervenir, se deben

concretar los factores que intervienen directamente en esta y relacionados con las directrices

presentadas anteriormente. Los factores más directamente relacionados tienen que ver con:

• Aspecto social: Población beneficiada, Accesibilidad a servicios primarios, economía,

beneficios al entorno de las vías.

• Aspecto técnico: volumen de tránsito y tránsito mixto de la vía, topografía,

combinación de clima y condiciones del suelo, tránsito, productividad técnica y

ambiental durante la construcción, impacto ambiental por el polvo. (generado por el

paso de vehículos).

5.1.1.2 Ponderación de factores. La determinación en cuanto a que vías intervenir en una

región, se hará cuantificando los factores anteriormente mencionados. Para esto es necesario

otorgarles un valor numérico, o calificación de cuya ponderación dependerá de su mayor o

menor incidencia en las vías a evaluar. Los pasos a seguir aquí serán:

• Establecer en forma concreta los factores que se van a consideraren cada categoría.

• Distribuir el coeficiente de cada categoría entre los diversos factores que la

constituyen obteniéndose el coeficiente de ponderación del factor.

• Calificar los factores con un puntaje entre 0 y 1 para cada camino, de acuerdo con sus

características específicas.

• Multiplicar los puntajes de los factores, ponderadospor su respectivo coeficiente.

• La suma de los resultados, corresponderá a la calificación de cada vía de BVT.


77

• Al ordenar las vías por intervenir en orden descendente, según su calificación queda

establecida la prioridad.


78

Tabla 20. Matriz de priorización para vías de BVT.

Fuente. CAF.


79

5.2 Selección de la alternativa de mejoramiento

5.2.1 Metodología DAO o diseño ambientalmente optimizado. En Colombia, como en

otros países de la región, no hay claridad en los criterios ni orientaciones para la priorización y

elección de la técnica de mantenimiento o mejoramiento de carreteras de BVT; y en especial con

la determinación del tipo o tipos de superficie de rodadura apropiados para estas carreteras. Ya

que en este tipo de vías el factor que domina no siempre es el tránsito, sino la comodidad y los

factores ambientales, también surgen dos enfoques en la elección de las alternativas, uno basado

en la suficiencia estructural de las vías en estudio, que es el que se ha venido aplicando

históricamente y una nueva propuesta denominado Diseño Ambientalmente Optimizado -DAO-

(Ministry of Public Words and Transport, 2009), Que contempla aspectos propios del ambiente

en el que se encuentra la carretera, de modo que se dé lugar a diseños sostenibles con mayores

rendimientos económicos. Este enfoque cubre un espectro más amplio de soluciones para el

mejoramiento o la creación de acceso, que varía desde tratamientos individuales de puntos

críticos en la carretera (mejoramientos puntuales), hasta mejoramientos de toda la longitud. La

clave de este enfoque es que el diseño sea compatible con los factores ambientales que gobiernan

la carretera de manera que de ser necesario sea factible la modificación del diseño a lo largo de la

longitud de esta.

Los factores que gobiernan el DAO se clasifican como:

• Factores ambientales naturales: estos pueden ser los más influyentes en la elección de

una alternativa de mejoramiento, entre ellos están: clima, geología, hidrología y

topografía.

• Factores ambientales operacionales: Están relacionados con la ingeniería y los

estándares de diseño, la seguridad de la carretera, las políticas y aspectos

organizacionales. Dentro de estos se encuentran tópicos como el tránsito, control de

cargas, geometría de la vía, tecnología a aplicar, materiales disponibles, estándares de

diseño y construcción, capacitación de trabajadores, inversiones de capital en equipos

y materiales también entran es consideración.

• Otros factores: Además de los componentes ya mencionados, en los proyectos viales

de VBVT, tienen un gran peso otros factores que tienen que ver directamente con el

entorno y ambiente propios: factores ecológicos, ambientales, económicos, legales


80

sociales y físicos y de sostenibilidad. Muy importante dentro del aspecto ecológico, el

impacto sobre flora y fauna, el impacto sobre especies exóticas, agotamiento de

recursos no renovables, erosión regresiva y progresiva del suelo. En cuanto al análisis

económico se deben hacer consideraciones sobre costos de diseño, construcción y

mantenimiento; los costos por daños por inundaciones y posible disminución del valor

de la tierra. En el aspecto social se deben considerar los impactos que el tipo de

superficie de rodadura adoptada pueda tener sobre la salud y la seguridad, en los

accidentes de tránsito, en el uso de la tierra y en la población. Con la misma

consideración se toma el aspecto estético, así como otros relacionados con la

contaminación del aire y del agua, la generación de ruido, el impacto del polvo, la

alteración de los cursos de drenaje y el efecto sobre la vegetación natural, etc. En

términos generales, se puede afirmar que los factores socioeconómicos se están

convirtiendo en las mayores fuerzas direccionales en la selección de las alternativas de

mejoramiento y en particular de las superficies de rodadura de los caminos de BVT.

El proceso de selección de alternativas de mejoramiento de vías de BVT comienza con la

evaluación de aspectos técnicos, e incorpora posteriormente aspectos sociales, económicos,

ambientales y de políticas particulares de cada comunidad. Si la aplicación de la metodología

DAO, es correcta se logrará la identificación de la solución de mejoramiento óptima, duradera y

rentable que cumpla con los objetivos del proyecto en particular y las políticas de desarrollo

establecidas en la comunidad. La identificación de la solución general, consta de dos partes; en la

primera se identifican las soluciones generales de mejoramiento viables para la vía seleccionada

y la segunda se orienta el proceso de selección de la solución particular. El proceso propuesto

debe permitir eficiencia práctica, transparencia, flexibilidad y la participación de los actores

involucrados en el proyecto de mejoramiento del camino. El primer paso en el proceso consta de

identificar si el mejoramiento de la vía pretende solucionar problemas de tipo estructural, es

decir los asociados directamente con la capacidad de las capas inferiores, para soportar las cargas

del tránsito en las condiciones de servicio; o de tipo funcional es decir los asociados con las

características superficiales de la vía que intervienen en la calidad del rodado, como la

comodidad y la seguridad de los usuarios; que no están relacionados con la capacidad de soporte

de las capas estructurales. Desarrollando este concepto, en el documento de la CAF,


81

(GFomento., 2010), se propone un esquema basado, en la metodología DAO, el cual se presenta

en la figura 15.

Identificadas las vías a intervenir, se debe mantener el enfoque en la metodología para la

selección de la alternativa de mejoramiento más adecuada, es imperativo recalcar que el aspecto

de mayor consideración es el de la seguridad vial y se debe considerar durante todas las etapas

de diseño, construcción y operación; garantizándolo mediante auditorías o inspecciones de

seguridad durante su desarrollo; e implementando las medidas que éstas determinen. Así la

elección de la alternativa de intervención se definirá contemplando políticas de beneficio

colectivo con objetivos claros, estrategias y criterios para la selección de soluciones tecnológicas

de mejoramientos, diferentes y apropiados para vías de BVT teniendo en cuenta atributos de:

• Durabilidad y desempeño: durabilidad de la solución, vida útil, calidad de rodado,

seguridad.

• Construcción y sostenibilidad: se evalúan características de competencia y

capacitación del personal requerido, requerimiento y disponibilidad de equipos,

necesidades de material importado, uso de recursos no renovables, requerimientos de

mantenimiento.

• Económicos, sociales y ambientales: costos del ciclo de vida, oportunidades de

empleo, impacto ambiental, calidad visual y compatibilidad con el entorno.

5.3 Elección del tipo de solución general de mejoramiento

La metodología comienza identificando y calificando la eficiencia estructural de la vía, de

modo que si esta es suficiente, se procederá a analizar el aspecto funcional buscando la

alternativa más eficiente; pero si no lo es se comenzara a analizar la calidad y cantidad de

material disponible en la vía, y la posible necesidad de mejoramiento. Garantizada la capacidad

estructural, se procede a analizar el aspecto funcional. Teniendo un concepto global sobre las

características específicas de la vía a mejorar, y las necesidades particulares tanto estructurales

como funcionales, se escogerán las opciones de mejoramiento, dentro de las tecnologías

universales, innovadoras o experimentales, que respondan a la problemática de la vía.El

siguiente esquema representa el procedimiento a seguir para la elección de la solución general

requerida para una vía priorizada.


82

Figura 15. Esquema del procedimiento a seguir para la Selección del tipo de solución general. Fuente: (GFomento., 2010).

5.4 Elección del tipo de solución particular de mejoramiento

• Una vez elegida la solución general, según la metodología ya explicada, se debe elegir

una solución particular para la vía priorizada, para esto también existen unos pasos a

seguir, basados en la calificación de los atributos que posee cada alternativa y su

conveniencia para la vía a intervenir.

• Ponderación y puntuación de atributos: la elección de la alternativa a implementar, se

hace mediante una calificación de los atributos correspondientes a cada una de las

alternativas a evaluar, los cuales están clasificados en tres grandes grupos: que ésta

presente en su aplicación, mediante los siguientes pasos:

Atributos de durabilidad y desempeño.


83

Atributos de construcción y de sostenibilidad.

Atributos económicos, sociales y ambientales.

• Definición de coeficientes de ponderación: Cada una de las categorías de los atributos

analizados, deberá ser representando por un factor de ponderación de acuerdo a la

importancia relativa dentro del proceso de selección, con un puntaje no inferior al

20% ni superior al 50%.

• Elección de factores a considerar dentro de cada categoría: los mismos factores para

cada alternativa, asignados con base en los detalles específicos y los requerimientos

particulares del proyecto, que deben considerarse en su totalidad basados en los

objetivos del proyecto, y ajustados a las particularidades.

• Distribución del coeficiente de ponderación: dentro de los factores considerados cada

factor de ponderación de cada uno de los atributos no será mayor que el 20% y su

suma debe ser igual a 100.

• Calificación los Atributos: Asignar a cada atributo una puntuación que varía entre 1

para la peor cualidad y 5 para la más deseable. La evaluación se hace sobre la

conveniencia de cada solución de mejoramiento propuesta; evaluando factores como

la experiencia con su uso, los criterios técnicos de ingeniería, sociales y de política,

entre otros.

• Cálculo de puntajes: Multiplicar los puntajes de cada atributo, por su respectivo factor

de ponderación y sumar los resultados.

• Calculo la puntuación total correspondiente: Una vez asignados los factores de

ponderación y todos los puntajes, se procede a ordenar las soluciones de acuerdo con

su puntuación, identificando así la solución o el tipo de mejoramiento de superficie

más opcionado. Una idea sobre la ponderación de atributos se presenta en la siguiente

tabla:


84

Tabla 21. Ponderación de atributos para elección de solución técnica particular.

ATRIBUTO SIGNIFICADO PUNTAJE 1 SIGNIFICADO PUNTAJE 5

DURABILIDAD Y DESEMPEÑO

1 Durabilidad Durabilidad baja o

cuestionable

Similar a la alta calidad de los

concretos asfálticos en

caliente, o los concretos en

concreto PORTLAND.

2 Vida útil Corta Prolongada

3 Calidad de rodado

Muy pobre, superficie muy

rugosa que sólo permite la

movilidad sobre ella a bajas

velocidades.

Excelente: superficie de alta

calidad con mínima rugosidad,

que permitiría el desarrollo de

altas velocidades, si las

condiciones geométricas de la

vía lo permiten.

4 Seguridad

Deficiente, Alta

probabilidad de

desprendimiento de

partículas, Deslizamientos,

dificultad para la colocación

de señales verticales.

Alta: Baja o nula probabilidad

de desprendimiento de

partículas d emisión de polvo,

superficie resistente al

deslizamiento. Facilidad de

demarcación horizontal

duradera

CONSTRUCCIÓN Y DE SOSTENIBILIDAD

5 Uso de recurso no

renovables Alto Bajo

6

Disponibilidad de

materiales y contratistas

calificados

Los materiales deben

transportarse por largas

distancias, No se encuentran

contratistas calificados en la

zona

Materiales y contratistas

fácilmente disponibles,

localmente.


85

ATRIBUTO SIGNIFICADO PUNTAJE 1 SIGNIFICADO PUNTAJE 5

7 Requerimientos de

mantenimiento Intervenciones frecuentes Requerimientos mínimos.

ECONÓMICOS SOCIALES Y AMBIENTALES

8 Costos del ciclo de vida Altos Bajos

9 Oportunidades de

empleo Bajas Altas

10 Impactos ambientales Significativos mínimos

11 Calidad visual Muy convencional Apariencia altamente

agradable

12 Compatibilidad con el

entorno Inapropiada para el entorno Muy apropiada.

13 Otros

Fuente: CAF.

5.5 Ejemplo de aplicación

5.5.1 Descripción del proyecto. En un departamento de la zona andina de Colombia, se ha

priorizado una vía rural con superficie en grava (afirmado), de 40 km de longitud. La vía

comunica una carretera principal con una población con unos 5.000 habitantes; en su trayecto

atraviesa dos caseríos que tienen entre 300 y 600 habitantes cada uno.

• Topografía: El terreno es ondulado, los cortes y terraplenes son en general de poca

altura y las pendientes longitudinales no son en generalmuy altas, del orden de 4 a

7%, En el kilómetro 10 próximo al caserío de 300 habitantes se presenta un tramo de

400 m con una pendiente del 5%, y en el kilómetro28, en una longitud de 600 m con

una pendiente del 7%. El ancho de la calzada es de 6 my los radios de giro son

pequeños.

• Economía: Las principales actividades económicas de la región sonla minería, la

ganadería, en menor proporción la agricultura.

• Disponibilidad de materiales: En la región se encuentran disponibles materiales

pétreos de buena calidad para la conformaciónde capas de base y de sub-base, es fácil


86

conseguir productos como cemento, acero y cal. No existen plantas de asfalto

cercanas, sin embargo hay presencia de minas de asfaltita.

• Tránsito: Dada la actividad minera en la región, es constante el paso de volquetas

cargadas hacia la carretera principal, además se movilizan camiones con productos

agrícolas igualmente hacia la carretera principal, para los centros urbanos. El TPD,

actual es de 150 vehículos por día. De los cuales el 60% son livianos, el 40% son

pesados, siendo el 30% camiones y el 10% de buses.

• Geología y geotecnia de suelos existentes: La vía tiene una capa de grava (afirmado)

con espesor variable, que está en general entre 10y 30 cm, en algunos sitios críticos de

alta humedad, tiene espesores hasta de 75 cm. El material grava arcillosa, con

mediana plasticidad y tiene sobre-tamaños hasta de 25 cm en ciertos lugares; y en

algunos puntos se presenta humedad debido a que los taludes superiores presentan

escorrentía por los cultivos presentes.

Los suelos de sub-rasante están constituidos principalmente por limos y arcillas

residuales de plasticidad media (80 a 90% del trazado), de consistencia blanda a muy

blanda en general, con CBR que varían entre 2 y 4% y niveles medios de humedad.

En otros tramos (10% a 20%del trazado), la sub-rasante está constituida por

materiales conglomerados, de buena capacidad de soporte (CBR entre 15 y 25%).

• Sistema de drenaje: La vía cuenta con un sistema de drenaje inadecuado, aunque hay

presencia de algunas alcantarillas su diámetro es insuficiente, para evacuar las fuertes

lluvias, dado a que se encuentran colmatadas y las cunetas no están definidas, y en

algunos tramos se encuentran colmadas de vegetación y sobre tamaños del material de

rodadura.

• Criterios de diseño: Los principales criterios de diseño establecidos para el diseño del

mejoramiento de esta vía son los siguientes:

Diseño geométrico: Dado que la vía ya tiene una franja existente, no se contempla

el cambio de las condiciones geométricas, salvo en aquellos sitios donde las curvas

de radio muy reducido lo ameriten, para mejorar la movilidad de vehículos

pesados.

Velocidad de diseño: el tipo de superficie debe permitir que la velocidad de

circulación sea igual a la velocidad de diseño determinada por las condiciones


87

geométricas de la vía; es decir, 30 km/h en general y 60 km/h en aquellos tramos

en que la geometría lo permite.

Tránsito y período de diseño: no se perciben aumentos significativos en éste, ya

que es una zona de desarrollo consolidado y no hay muestras de crecimiento

demográfico, ni económico que indiquen un aumento en el nivel de tránsito; sin

embargo, se tendrá en cuenta el índice de crecimiento poblacional para predecir e

tránsito futuro según el periodo de diseño y se dejará prevista la posibilidad de

reforzar la estructura en un periodo de tres a cinco años si el comportamiento del

tránsito lo amerita; por tanto se requiere una solución que sea fácil de reforzar en el

futuro cercano.

Seguridad: Este aspecto es crítico en el cruce por los caseríos por donde pasa la vía

debido al constante tránsito de peatones de un lado al otro, entre las cuales se

cuentan niños y personas de edad. Se debe contemplar el empleo de un tipo de

superficie que garantice una baja velocidad de paso por estos sitios.

Clima: Debido a la pluviosidad de la zona, la superficie de la vía debe ser

suficientemente impermeable, con el fin de evitar el ablandamiento permanente de

los suelos plásticos de la subrasante que están presentes en la mayor parte de la vía,

lo cual es una de las causas principal de su deterioro.

5.5.2 Elección del tipo de solución general de mejoramiento. De acuerdo a la información

anterior, la evaluación de la vía muestra que la estructura es insuficiente en aquellos tramos en

que la subrasante está constituida por suelos finos y plásticos, (80 a 90% del trazado) y apenas

suficiente en aquellos tramos en que la subrasante está constituida por materiales conglomerados

(10 a 20% del trazado). El material existente en la vía, no es de granulometría apropiada, ya que

cuenta con sobre-tamaños y material plástico, que comprometen la uniformidad y capacidad del

apoyo a la capa de rodadura. La compactación es deficiente, las capas presentan baja densidad y

deformación por el mismo proceso constructivo empleado, además, la parte inferior de la capa se

encuentra contaminada en con suelos finos de la subrasante; sin embargo, se considera que en los

puntos de mayor espesor de material no contaminado, éste puede servir para las capas inferiores,

o para capas de mejoramiento de la subrasante, eliminando los sobre-tamaños.

El planteamiento para la solución de los problemas de tipo estructural es el siguiente:

a) Para los tramos de subrasante firme de material conglomerado


88

• Eliminación de sobre-tamaños, conformación y compactación y adición de material

de base granular.

• b) Para los tramos de subrasante de suelos finos blandos

• Eliminación de sobre-tamaños.

• Mejoramiento de subrasante con material granular no contaminado existente.

• Instalación de geotextil de refuerzo y separación sobre la subrasante mejorada.

• Adición de capa de material de base granular.

En este planteamiento se ha hecho énfasis en la máxima reutilización de los materiales

granulares existentes y en la mínima incorporación de materiales foráneos.

Con estas medidas, se mejora la capacidad estructural y de soporte de la vía ante las

cargas de tránsito. Obtenido esto, el siguiente paso será escoger la técnica de mejoramiento

funcional para la superficie de la vía.

En este punto, se aplica un filtro intermedio para la selección de la técnica de

mejoramiento: El primer paso es hacer una primera selección de alternativas factibles, lo cual se

logra pasando por un filtro las alternativas disponibles.

5.5.3 Aspectos técnicos. Puesto que el tránsito actual y futuro demanda una estructura de

mayor aporte ante las cargas, la primera alternativa que se descarta es la de sellos superficiales o

supresores de polvo de arena asfalto, porque la vida de servicio esperada es inferior a diez años.

Dada la magnitud del tráfico y la velocidad de circulación de 30km/h, la alternativa de

empedrados o placa huella no se considera una solución general, ya que limita la operación

simultánea de los dos carriles, y puede no resultar suficiente para soportar las cargas de

volquetas y camiones cargados; además refuerzo también resulta complicado; posiblemente

pueda tomarse en cuenta cuando se analicen puntos críticos, como tramos de altas pendientes y

pasos de poblaciones. Por otra parte, debido a la topografía y los problemas de infiltración y

humedad, se descarta la alternativa de pavimento de losas de concreto de cemento Portland, por

las posibles fallas que pueda presentar el material ante la erosión; y que además no resulta muy

factible por su alto costo inicial.

5.5.4 Sitios especiales. Como se enuncia en la descripción del proyecto, existen dos sitios

puntuales para los cuales se requiere una técnica de mejoramiento distinta de general; estos son:

• Caseríos:


89

Km 10, caserío de 300 habitantes. Este caserío se encuentra al final de un tramo de

la vía recto y con una pendiente del 5%, de 400 m de longitud, con estas

condiciones, es necesario una superficie que reduzca la velocidad de los vehículos,

mejorando la seguridad para los habitantes de la población que cruzan

permanentemente la vía. Por tanto, para este tramo se puede pensar en la técnica de

empedrado o placa huella, que garantiza la reducción de velocidad (25 a 30 km/h).

Km 28, caserío de 600 habitantes. Este caserío se halla en un tramo de vía con

curvas relativamente cerradas y| pendientes altas. Estas condiciones hacen que la

velocidad de circulación sea lenta y por consiguiente, no se considera necesario

tomar medidas adicionales de control de velocidad en la superficie del pavimento.

Para este tramo de baja velocidad de circulación por la pendiente, se contempla

también la técnica de empedrado o placa huella.

5.5.5 Selección de la técnica de mejoramiento. Para este proyecto en particular, se hace

mayor énfasis en los atributos de durabilidad y desempeño, así como en los atributos

económicos, sociales y ambientales. Así que definidos los criterios, se definen los atributos y se

asignan los puntajes para cada uno. En la tabla 22, se presenta el resultado de la puntuación para

las alternativas de mejoramiento funcional escogidas de acuerdo a la disponibilidad de

materiales, mano de obra y conveniencia técnica, con base en los puntajes asignados para cada

atributo. De acuerdo con la puntuación total obtenida, la alternativa de Pavimentación con

asfaltita, resulta ser la más propicia.


90

Tabla 22. Puntuación para alternativas de mejoramiento funcional.

PUNTUACIÓN PARA LAS ALTERNATIVAS DE MEJORAMIENTO FUNCIONAL

CATEGORÍA COEFICIENTE DE PONDERACIÓN ATRIBUTO

COEFICIENTE DE

PONDERACIÓN ATRIBUTO

TRATAMIENTO SUPERFICIAL

DOBLE

SELLO DE CABO

PAVIMENTACIÓN CON ASFALTITA

Durabilidad 10,0% 4,0 4,0 5,0 Vida útil 10,0% 4,0 4,0 5,0 Calidad del rodado 10,0% 4,0 5,0 5,0

DURABILIDAD Y DESEMPEÑO 40%

Seguridad 10,0% 4,0 4,0 4,0

Competencia y capacitación del personal requerido 5,0% 4,0 3,0 4,0

Disponibilidad de equipos 10,0% 5,0 3,0 5,0 Necesidad de material importado 5,0% 4,0 4,0 5,0

Uso de recursos No renovables 3,0% 0.0 0,0 0,0

CONSTRUCCIÓN Y SOSTENIBILIDAD 30%

Requerimientos de mantenimiento 7,0% 3,5 3,5 4,0

Costos de ciclo de vida 10,0% 5,0 4,0 3,0 Oportunidades de empleo 5,0% 3,0 3,0 3,0 Impactos ambientales 10,0% 4,0 4,0 4,0

ECONÓMICOS SOCIALES Y

AMBIENTALES 30%

Calidad visual, compatibilidad con el entorno

5,0% 1,0 1,0 3,0

3,8 3,6 4,1



91

5.6 Uso de materiales no estándar o no tradicionales en las vías de BVT

Con el impulso que han presentado en los últimos años las tendencias ambientalistas y el

uso de materiales renovables y amigables con el medio ambiente, también se ha visto una

tendencia de alternativas de uso de materiales no tradicionales, o “no estándar” en la

construcción, y mantenimiento vial. Dado que uno de los factores determinantes en la elección

de una alternativa de pavimentación, es el de la baja afectación ambiental en el entorno, se han

venido desarrollando proyectos e investigaciones que permitan hallar materiales aptos para la

aplicación en vías de BVT, de modo que aporten una solución técnica y ambientalmente

soportable, a menor costo que las técnicas convencionales. Algunas de estas técnicas ya fueron

mencionadas en el capítulo tres de éste trabajo, sin embargo en éste aparte se darán algunas

orientaciones sobre la conveniente elección de dichas alternativas según las particularidades de

cada proyecto; la cual debe hacerse basado en criterios técnicos, económicos, ambientales y

ecológicos. La decisión de la aplicación de estas alternativas en un proyecto en particular debe

tener especiales consideraciones debido a la ausencia de especificaciones y orientaciones

técnicas en la mayoría de los casos, aunque algunas veces lo que se busca es modificar

materiales existentes, con adición de otros “no estándar”, para mejorar sus cualidades.

Ya que gran parte de estas alternativas surgen de investigaciones particulares de empresas

privadas es necesario un riguroso juicio en su estudio, elección y aplicación. En lo posible debe

tratarse de ajustar a especificaciones generales, existentes para alternativas similares en cuanto a

su aplicación, y a las especificaciones particulares dadas por el productor o diseñador de cada

alternativa. Un esquema del proceso de elección de un material o estándar, se presenta a

continuación en la figura 16.

La administración que se decida aplicar nuevas tecnologías, o materiales no

convencionales con el propósito de preservar la vida de servicio de las carreteras (en términos de

accesibilidad y costos de operación), debe tener en cuenta hacerlo en el momento en que se tenga

la capacidad adecuada, para así obtener los mejores resultados y además generar una base de

datos de desempeño para tales técnicas. El proceso de implementación se puede acelerar cuando

se entienden los procesos que se tienen que desarrollar, como la transferencia de tecnología,

identificar los obstáculos y adoptar las estrategias para mitigarlos. En términos generales, hay 5

pasos en el proceso de innovación:


92

1. Generación de la idea: percibir la necesidad para desarrollar el tema, lo cual se logra

mediante evaluación de las necesidades específicas del lugar, lo cual se puede lograr mediante

encuestas realizadas en los diversos sectores.

2. Generación, adaptación y transferencia de tecnología: esto se logra cuando se hace

conciencia acerca de la importancia de los resultados de la investigación realizada en el país, la

adaptación de los estándares apropiados y compartir el conocimiento adquirido en el desarrollo

de este tema.

3. La Administración: la importancia de que las instancias gubernamentales (INVIAS,

COLCIENCIAS, ENTES TERRITORIALES, UNIVERSIDADES) se interesen en el tema de tal

forma que pongan en acción la implementación.

4. Especificaciones y contratos: es fundamental calibrar las especificaciones y

establecerlas en los contratos o licitaciones para que se adapten a las condiciones locales, con la

consecuente participación durante las distintas etapas de los contratistas para que adopten las

nuevas técnicas y las apliquen en los proyectos. Así mismo establecer métodos de contratación

que permitan un mejor control y sostenibilidad de las técnicas aplicadas.

5. Beneficios: estar atentos a los beneficios potenciales que se pueden obtener al

implementar la técnica, y registrar tales hallazgos como una investigación bibliográfica.

Figura 16. Diagrama de evaluación de la idoneidad de un material no estándar para su aplicación en carreteras. Fuente: (GFomento., 2010).


93

5.7 Investigaciones y aspectos contractuales del uso de las nuevas tecnologías

5.7.1 Sobre el presente estudio. La implementación de técnicas alternas y de nuevas

tecnologías en el mantenimiento de las vías terciarias o VBVT, es posible siempre y cuando

todos los sectores involucrados se den a la tarea de realizar con rigor y responsabilidad las

labores que les correspondan. En Colombia la responsabilidad del mantenimiento de dichas vías

está a cargo de los entes territoriales (alcaldías o administraciones municipales), y aunque existen

programas y entidades gubernamentales que buscan dirigir recursos para la inversión en el

mantenimiento de dichas vías, mediante convenios con dichos entes, aún se está muy lejos de

tener un programa o un lineamiento que permita la implementación de nuevas técnicas y

tecnologías innovadoras, en el mantenimiento de las vías terciarias del país.

En este sentido es necesario definir quienes o cuáles son los sectores involucrados y sus

respectivas funciones en la búsqueda y posible implementación de nuevas alternativas o

tecnologías para el tratamiento y pavimentación de VBVT; los cuales pueden identificarse como

los entes territoriales y gubernamentales que gestionan y asignan recursos para investigación y

construcción, los investigadores y académicos que deben cumplir con el propósito de generar

nuevo conocimiento y difundirlo, los constructores encargados de la ejecución de las obras y

otros organismos de protección, fiscalización y control de los procesos legales y financieros que

involucran los anteriores procesos ejecutados por los entes principales.

5.7.2 Investigaciones en el país. En Colombia es COLCIENCIAS, la entidad encargada

de formular, orientar, dirigir, coordinar, ejecutar e implementar las políticas nacionales de

ciencia, tecnología e innovación. En los últimos años esta entidad ha orientado sus convocatorias

para conformar un Banco de Programas elegibles a ejecutar por redes de conocimiento que

contribuyan a la solución de problemas de gran relevancia científica tecnológica, económica

social y competitiva del país. Dentro de estas temáticas se encuentra la de nuevos materiales para

malla vial en vías terciarias, cuyo objetivo es investigar, experimentar, certificar, difundir,

aplicar nuevos materiales, diseños y métodos constructivos que resulten eficientes y más

económicos y que den respuesta a los problemas de pérdida de resistencia de suelos arcillosos y

gravas cuando están sometidas a regímenes de lluvia o de sequía. Con este objetivo, se han

realizado contratos entre COLCIENCIAS y algunas entidades privadas, cuyo objeto es

investigar, experimentar y desarrollar nuevos materiales y técnicas constructivas para


94

infraestructura de vías terciarias que resulten eficientes y más económicas; buscando incorporar

herramientas de gestión y buenas prácticas en los procesos para el desarrollo de la infraestructura

vial; así como estudios de impacto ambiental y viabilidad técnica y económica.

Conformada por varias universidades, entes territoriales y empresas privadas, liderada

por la Universidad de Antioquia, y la Nacional de Colombia, se encuentra La RED

INNOVIAL, que ha venido desarrollado en los últimos años, trabajos investigativos en los

departamentos de Antioquia, Guajira y Cesar; acerca de:

• Aplicaciones potenciales en el desarrollo de infraestructura vial en vías terciarias.

• Procesos de transferencia e innovación tecnológica para la construcción sostenible de

vías terciarias.

• Gestión de procesos y evaluación económico-ambiental de ecomateriales y técnicas

constructivas para vías terciarias.

• Estudio, selección y estructuración de sistemas tecnológicos alternativos para

estabilización y tratamiento de la red vial Secundaria departamental.

• Desarrollo de pruebas piloto en subregiones de Antioquia (Gobernación de Antioquia

– SGR.

• Desarrollo de Estabilizantes de Suelos para la Construcción de Infraestructura Vial a

partir de Subproductos de la Explotación Minera (SUMICOL S.A.).

• Otras investigaciones lideradas por la Universidad nacional se han enfocado en

departamentos como Guaviare, Caquetá y Vichada, donde el acceso y la consecución

de materiales se dificulta debido a las características geomorfológicas y topográficas

de la región, en dichas áreas también se viene desarrollando la caracterización de

suelos y materiales predominantes con el objeto de estudiar sus propiedades físicas

químicas y mecánicas y las opciones de tratamientos para mejorar sus cualidades de

modo tal que puedan ser aprovechados en la construcción y/o mantenimiento de las

VBVT.

En cuanto al tema de estabilización y tratamiento de suelos el Centro de Investigación de

CORASFALTOS ha publicado resultados sobre investigaciones hechas en los departamentos de

Guajira, Córdoba, Caldas, Huila y Santander; (CORASFALTOS, 2013)acerca de procesos de

mejoramiento y estabilización de suelos con pobres o inapropiadas características mecánicas y/o

químicas; mediante uso de sales y cloruros, buscando el provecho de materiales existentes para


95

evitar o mitigar los impactos ambientales y económicos que generan la explotación, transporte e

instalación de materiales granulares. En el campo de los asfaltos naturales algunas empresas

privadas dedicadas a la minería, en búsqueda de la comercialización de sus productos han

trabajado en departamentos como Boyacá, Cundinamarca, Caldas, Santander y Caquetá; en la

caracterización física química y mecánica de los materiales conocidos como mapias y/o

asfaltitas, algunos de estos estudios han sido realizados en los laboratorios de CORASFALTOS;

presentando comparativos entre resultados de ensayos de caracterización de mezclas asfálticas de

origen petroquímico y las mezclas provenientes de los asfaltos naturales y tramos de prueba de

estas últimas.

5.7.3 Aspectos contractuales. El proceso de construcción, reparación o mantenimiento de

las vías terciarias del país, se rige por el cumplimiento de las Especificaciones generales de

construcción de carreteras y normas de ensayo para materiales de carreteras de INVIAS

(INSTITUTO NACIONAL DE VIAS, INVIAS, 2013), y los métodos de contratación por la ley

80 de 1993, (Congreso de Colombia, 2006), Lo cual es de obligatorio cumplimiento para todo

proyecto vial, dentro del territorio colombiano. El cumplimiento de las especificaciones y

normas es lo que garantiza la calidad de las obras, y son tales normas las que disponen los

materiales, equipos, mano de obra, condiciones de recibo y de pago de cada actividad de

construcción de carreteras y puentes, esto incluye las vías primarias, secundarias y terciarias. Por

otro lado el proceso de contratación en Colombia, para este tipo de proyectos se hace usualmente

mediante un proceso de licitación pública o por invitación directa, del ente territorial al

contratista; de acuerdo al monto del valor del contrato. El contrato en general estipula el

cumplimiento obligatorio de las normas y especificaciones de INVIAS, y el amparo de las

mismas por una póliza de seguro por un plazo de tiempo durante y después de la construcción de

la obra, que cubre principalmente el cumplimiento del contrato en los términos pactados, la

estabilidad de la obra a un tiempo futuro definido y el pago de los servicios de mano de obra

contratada, y otras consideraciones particulares de acuerdo a las características del proyecto.

Gran parte de las alternativas expuestas en este trabajo sobre todo del grupo de las soluciones de

tipo universal, están normalizadas por INVIAS, lo cual facilita su aplicación ya que las

características de construcción y recibo de obras, están establecidas y el seguimiento y

aprobación; sin embargo las opciones innovadoras y experimentales, dado su carácter propio,

aún no gozan del mismo privilegio, lo cual se convierte en una limitante para su aplicación, y


96

para el otorgamiento de pólizas por parte de las compañías aseguradoras, puesto a pesar de las

investigaciones adelantadas por diferentes entidades investigadoras y académicas, aún están lejos

de ser normalizadas para su exitosa aplicación y el control de su procedimiento constructivo se

hace difícil y garantizar su calidad se vuelve complejo sin una guía técnica legal.

5.7.4 Limitaciones en la implementación de las nuevas tecnologías. A pesar de existir

tantas alternativas como las aquí expuestas, la aplicación de estas en los proyectos viales es

limitada, debido a diferentes factores y circunstancias de diferente orden, que van desde la

desarticulación de las partes implicadas en el desarrollo técnico, legal y económico de dichos

proyectos, hasta el desconocimiento de las técnicas descritas, los factores políticos, legales etc.

Algunos de las principales limitantes se encuentran en la separación de los entes de investigación

en el proceso ya que aunque las investigaciones sobre el tema abundan, por parte de diferentes

entidades académicas, e investigadoras, como las universidades, CORASFALTOS, Colciencias,

etc., y los recursos para mejoramiento vial estén disponibles por parte de las entidades

competentes, éste conocimiento o información no siempre se divulga, y las técnicas desarrolladas

no son aplicadas, puesto que los entes territoriales responsables de los proyectos, no las conocen

a esto se suma la falta de experiencia en las empresas contratistas, para la construcción de dichas

alternativas, y la imposibilidad de un control sobre las mismas, por falta de normatividad o

especificaciones para implementarlas. Además el sistema contractual para el desarrollo de los

proyectos se queda legalmente limitado, pues no hay amparo por parte de las empresas

aseguradoras, que emiten las pólizas de estabilidad y responsabilidad de las obras construidas, al

no poderse garantizar la efectiva duración de la obra en el tiempo que debe ser amparada por la

póliza.

5.7.5 Lecciones y métodos por aprender de otros países. Para alcanzar un nivel exitoso en

la aplicación de nuevas tecnologías para la pavimentación de VBVT, La recomendación es que

cada sector realice un plan detallado para promover la comunicación y la vinculación entre

sectores de manera eficiente y a tiempo, para que así las inversiones se vean reflejadas en un

buen desempeño de los tratamientos. Así, los entes investigadores y académicos deben difundir

el conocimiento y brindarla capacitación para los sectores involucrados, ya que a pesar de que

algunas de estas técnicas se han aplicado en algunos sectores del país, se deben introducir los

conceptos necesarios para darlas a conocer, y lograr que se apliquen en proyectos con las

características específicas para lograr los mejores resultados. En cuanto al tema de capacitación,


97

es de gran importancia la publicación del conocimiento generado sobre las investigaciones y

técnicas disponibles, no solo a nivel académico, con publicaciones, ensayos y/o artículos

científicos, sino la difusión del conocimiento en cuanto a la implementación de la técnica,

métodos de diseño, materiales, técnicas y sistemas constructivos, ensayos de laboratorio para el

diseño y control de calidad de la aplicación de cada alternativa con la intención de que las partes

involucradas vayan adquiriendo la experiencia para minimizar las posibles fuentes de error. Es

decir la capacitación debe dirigirse a los profesionales, contratistas, la mano de obra que ejecuta

finalmente la construcción del proyecto así como el personal de la administración, inspección,

laboratorios de control y verificación de la calidad.

En este aspecto, también es necesaria la conformación y estudio de tramos

experimentales, que se pueden construir en rutas que presentan los tipos de deterioro que las

alternativas corrigen; para medir características de desempeño estructural y funcionalidad como

por ejemplo: resistencia, fricción y rugosidad en conjunto con inspecciones visuales, de este

modo sería posible la obtención de una base de datos que permita determinar su desempeño a lo

largo del tiempo.

El papel que desempeñan los entes territoriales y gubernamentales que regulan la

contratación y asignación de recursos, en la implementación de nuevas técnicas es fundamental,

está en establecer cuáles son las necesidades del país además planificar impulsar y coordinar

junto con los demás sectores, la puesta en práctica de estas técnicas de preservación. Unido a

esto es importante recalcar que la Administración tiene que ser muy rigurosa en cuanto a las

exigencias técnicas para la implementación de las alternativas, las condiciones que se plantean en

las licitaciones y la contratación, las cuales deben ser claras y concretas para lograr que sea

atractivo y que se lleve de la mano para que el proceso sea un éxito en el menor tiempo posible.

Con respecto a éste tópico, hay lecciones por aprender de otros países en cuanto a los métodos de

contratación, que permitan la ejecución de tales proyectos, de forma que se logre la aplicación de

nuevas tecnologías y métodos en forma segura y sostenible, minimizando los riesgos para las

comunidades beneficiadas, las entidades contratantes, inversionistas y administradoras de

recursos; sin que haya perjuicio para los contratistas; en este aspecto se resalta el método de

contratación empleado en países como Perú o Bolivia, mediante concesión de la vía priorizada,

por un tiempo considerable, en el cual él debe responder por el mantenimiento y buen estado de

ésta, siendo libre de aplicar la solución que considere más efectiva, lo cual da vía libre a la


98

aplicación de tecnologías nuevas, como productos patentados, de modo que se pueda llevar una

trazabilidad investigativa sobre tales alternativas para determinar sus posibles usos futuros y al

tiempo mejorarlas, para su completo éxito.


99

CONCLUSIONES

Las soluciones de pavimentación de vías de bajos volúmenes de tránsito están

clasificadas, de acuerdo con sus características y con el grado de conocimiento en su aplicación y

nivel de uso a nivel mundial, en tres grandes grupos así: Tecnologías universales, innovadoras y

experimentales, siendo las primeras las de mayor aplicación y conocimiento desarrollado en

cuanto a su aplicación y métodos de construcción; las innovadoras las que se encuentran en

estudio, pero su aplicación aún es limitada, y las últimas o experimentales, las alternativas que no

se han explorado ni aplicado sino en forma limitada.

Dentro de los tres grupos de soluciones, se encontraron más de 30 alternativas, las cuales

se dividen a su vez en dos tipos, dependiendo su objetivo funcional o estructural, es decir son de

tipo funcional cuando su objeto es el de corregir problemas o defectos de la superficie de

rodamiento, como la producción de polvo, o la rugosidad, y estructurales, cuando lo que buscan

es un refuerzo en la capacidad de soporte de cargas de tránsito sobre la vía. Dentro del tipo

funcional, se encuentran aproximadamente trece alternativas, entre tratamientos superficiales y

supresores de polvo; en cuanto al tipo estructural se encuentran 17 alternativas que contemplan

la estabilización de suelos, o la adición de capas estructurales, con materiales asfálticos,

hormigones o adoquín.

Aunque pueden existir infinidad de razones para su ejecución, la escogencia del tipo de

técnica de mejoramiento debe responder al tipo de problema que se quiere solucionar (funcional

o estructural). Es importante resaltar que la técnica utilizada o la combinación de éstas, debe

solucionar la problemática de movilidad en su totalidad; en otras palabras de nada sirve que

exista capacidad estructural si no se garantiza la funcionalidad deseada en el camino.

Una gran parte de las soluciones de tipo universal, se encuentran tipificadas y

normalizadas, dentro de las especificaciones de construcción de carreteras de INVIAS, tales

como las estabilizaciones de suelos con cal o cemento, y la adición de capas estructurales sean de

hormigón o asfálticas, en dichas especificaciones consta el proceso constructivo, equipo,

material, y las condiciones de recibo de la actividad, igualmente las condiciones técnicas de

estudios y diseños que se deben cumplir en su proceso de diseño, construcción y recibo final, lo

cual facilita su aplicación y uso. Dichos procedimientos son documentados en este trabajo,

haciendo referencia a las normas y especificaciones generales que los rigen. Para las alternativas


100

que no se encuentran reglamentadas dentro de las normas INVIAS, se hace una descripción

basada en los casos particulares estudiados para su documentación apoyándose en información

extraída de proyectos ejecutados o de investigaciones particulares, en países latinoamericanos

dónde es frecuente su uso.

Aunque el adecuado mantenimiento y el buen estado de la red vial es un indicador de

desarrollo de cada país, los recursos para lograr este objetivo son generalmente escasos en los

países latinoamericanos, y puntualmente en Colombia, por esto la priorización comienza con la

elección de las vías que se deben intervenir con más urgencia, dicha priorización se hace con

base en las políticas económicas y sociales de los programas de gobierno local y de cada entidad

territorial. Para esto lo más viable es usar modelos como el multi-criterio, que incluyan

categorías o criterios de evaluación y factores de ponderación que permiten valorar, de manera

adecuada y sustentable los beneficios sociales, económicos y técnicos de mejorar una vía

específica de BVT. En este punto se recomienda que los procesos de priorización sean

participativos e involucren a los actores interesados: habitantes de la zona, líderes sociales,

autoridades viales regionales, autoridades viales centrales, usuarios de las vías, etc.,

Para la elección de la alternativa de mejoramiento, se debe tener en cuenta no solo los

aspectos económicos, sino sociales, por esto se ha venido desarrollando en los países en vía de

crecimiento, la metodología DAO que involucra no solo el tránsito, sino todos los elementos

ambientales, económicos técnicos y sociales; del medio donde se ubica la vía priorizada,

ofreciendo la posibilidad de encontrar soluciones generales y específicas para los puntos críticos

de la vía a mejorar.

En Colombia hay una creciente tendencia hacia la investigación de nuevas técnicas para

el mejoramiento de las vías de VBVT, éstas van desde la caracterización de suelos y materiales

disponibles en cada región del país, hasta la fabricación de productos enzimáticos o polímeros y

estabilizaciones químicas y tratamientos para suelos de características poco deseables en la

construcción vial. Sin embargo y a pesar de encontrar un ambiente propicio y un interés creciente

en la investigación sobre nuevos materiales y tecnologías para la pavimentación de vías de BVT,

no se ha hecho suficiente difusión de los resultados de tales investigaciones y del conocimiento

generado sobre el tema; de esta forma sigue existiendo un desconocimiento general sobre los

avances que pueden significar cambios y beneficios económicos y sociales, como resultado de la

aplicación de nuevos métodos constructivos. Aunque actualmente las entidades que financian


101

proyectos de mejoramientos viales no apoyan proyectos que involucren mejoramientos con

adición de material granular de afirmado, las opciones de intervención siguen siendo reducidas,

centrándose en la construcción de placa huella, o pavimentación con concreto hidráulico, o

asfáltico. No obstante en algunas regiones del país, como Boyacá, Santander, Caquetá y ciertas

zonas del eje cafetero, la alternativa del uso de asfaltitas está presentando incremento, en las

zonas de los llanos orientales y la Orinoquía, es de uso frecuente la estabilización química de

suelos, sea con cal, cemento, polímeros o aditivos químicos, acompañado algunas veces de

tratamientos superficiales, dobles o múltiples, así como el sello de cabo, de Otta. Así mismo en

las zonas costeras, la estabilización o mejoramiento de suelos de sub-rasantes pobres, con

adición de cemento y suelos de mejor calidad, es de uso frecuente, para solucionar los problemas

de humedad del suelo y baja capacidad portante.

Además de la caracterización de los materiales disponibles en el país, hace falta la

calibración de especificaciones para aplicación de ciertas tecnologías o técnicas usadas, como es

el ejemplo de la placa huella, que está siendo muy usada en diferentes regiones del país, pero aún

no cuenta con una especificación avalada por INVIAS, aunque dicha entidad promueve y

financia proyectos que involucran su uso.

La conformación y uso de tramos de prueba es necesaria para la documentación del

comportamiento de la mayoría de las alternativas aquí descritas, y para la creación de

especificaciones para cada una de estas. El esfuerzo en la transferencia de tecnología, es esencial

en el éxito de la implementación de las técnicas de preservación de pavimentos. Es primordial el

interés por parte del INVIAS y de las entidades que apoyan y financian los proyectos de

mantenimiento y mejoramiento de vías de la red terciaria en el país. Se necesita un trabajo

intensivo de concientización, el cual se tiene que realizar a través de talleres, conferencias y otros

métodos de divulgación de la información, con el fin de disminuir la resistencia al cambio.

Entre las mayores ventajas del uso de un gran número de nuevas tecnologías, está el

aumento de la capacidad portante y la resistencia a la compresión en los suelos. Incremento de la

densidad e impermeabilidad del material tratado. La reducción de los esfuerzos e incremento de

la respuesta a la compactación. Mejora en la tracción vehicular, mínima producción de

contaminación ambiental, reducción el deterioro ecológico y protección del medio ambiente,

reducción del polvo, aumento la vida útil de las vías y de las obras civiles.


102

Al igual que en las vías de medios y altos volúmenes de tránsito, en el diseño hay que

considerar los tránsitos atraídos y generados. Si no se tienen en cuenta, o si el incremento de

tránsito no se calcula correctamente, la vida útil del pavimento se puede reducir de modo

significativo y requerir una intervención mayor (rehabilitación) en un período de tiempo corto.

La falta de experiencia y de habilidades técnicas, la escasez de estándares, de guías o de

especificaciones, la insuficiencia de datos técnicos sobre el desempeño en diferentes condiciones

climáticas, las incertidumbres en aspectos de ingeniería, las expectativas de los políticos y del

público en general y, en algunos casos, la mala publicidad a causa de fallas experimentadas en el

pasado, son factores que han obstaculizado el desarrollo y el empleo de materiales no estándar y

uso de nuevas tecnologías en la construcción de carreteras.


103

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