Tipos de pavimentos y sus comparativas

Definición de Pavimento

Un pavimento es una capa o conjunto de capas de materiales diseñadas y construidas para soportar cargas de tráfico vehicular y proporcionar una superficie de rodadura segura y cómoda.

Los pavimentos están compuestos por una subrasante, una capa de base, una capa de subbase y una capa de rodadura. La subrasante proporciona una base sólida para las capas superiores, mientras que las capas de base, subbase y rodadura proporcionan la superficie de rodadura.

Los pavimentos pueden ser de diferentes tipos, como asfálticos y de concreto. El diseño y la construcción de un pavimento deben considerar factores como las cargas de tráfico, el clima, el suelo subyacente y las condiciones de drenaje.

Es una capa utilizada en carreteras y calles para la circulación de vehículos, y que dependerá para el tipo de vehículo a circular que se realizará su diseño.

En el mundo existen diversos tipos de pavimentos pero los dos principales son el pavimento asfáltico y el pavimento hidráulico, pero existe una amplia variedad de ellos, los cuales se mencionan en los siguientes párrafos.

Tipos de Pavimentos

• Pavimento hidráulico o pavimento de concreto, también conocido como pavimento de hormigón.
• Pavimento asfáltico.
• Pavimento de adoquines.
• Pavimento de ladrillo de hormigón, que es llamado también adocreto.
• Pavimentos de hormigón optimizado.

Ventajas del Pavimento Hidráulico Versus Pavimento Asfáltico

Tiempo de Duración del Pavimento Hidráulico

El tiempo de duración de un pavimento de concreto hidráulico y un pavimento de asfalto puede variar dependiendo de varios factores, como el clima, el tráfico vehicular, la calidad de la construcción y el mantenimiento. Sin embargo, en general, se considera que el pavimento de concreto hidráulico dura más tiempo que el pavimento de asfalto.

Un pavimento de concreto hidráulico bien construido y mantenido puede durar entre 30 y 40 años o incluso más. Sin embargo, un pavimento de asfalto puede durar entre 15 y 20 años antes de necesitar reparaciones importantes o reemplazo. Por lo tanto, el concreto hidráulico es considerado como una opción más duradera y sostenible para proyectos de pavimentación a largo plazo.

Tipos de Pavimentos Asfálticos

Los pavimentos asfálticos son fundamentales en la infraestructura vial moderna. Su versatilidad, durabilidad y capacidad para soportar cargas pesadas los convierten en una opción popular para carreteras, calles y estacionamientos.

1. Pavimento Asfáltico Convencional

El pavimento asfáltico convencional, también conocido como mezcla asfáltica caliente (MAC), es el tipo más común. Se produce calentando asfalto y agregados a altas temperaturas y luego mezclándolos para formar una capa homogénea.

Aplicaciones

• Carreteras principales
• Calles urbanas
• Aeropuertos

Ventajas

• Alta durabilidad
• Buena resistencia a cargas pesadas
• Fácil mantenimiento

2. Pavimento Asfáltico en Frío

Este tipo de pavimento se mezcla y aplica a temperaturas ambiente, lo que lo hace ideal para reparaciones rápidas y aplicaciones en climas fríos.

Aplicaciones

• Reparación de baches
• Calles secundarias
• Caminos rurales

Ventajas

• Fácil y rápido de aplicar
• No requiere calentamiento
• Ideal para pequeñas reparaciones

3. Pavimento Asfáltico Reciclado

Utiliza materiales reciclados, como asfalto viejo y agregados, para crear un pavimento nuevo. Es una opción sostenible y económica.

Aplicaciones

• Carreteras secundarias
• Áreas urbanas con tráfico moderado

Ventajas

• Reducción de costos
• Menor impacto ambiental
• Buena durabilidad

4. Pavimento Asfáltico Poroso

El pavimento asfáltico poroso permite el drenaje del agua a través de su estructura, reduciendo el riesgo de acumulación de agua en la superficie.

Aplicaciones

• Estacionamientos
• Calles urbanas con problemas de drenaje
• Áreas de alto riesgo de inundación

Ventajas

• Mejora la seguridad al reducir el hidroplaneo
• Reduce el riesgo de inundaciones
• Menor mantenimiento de drenaje

5. Pavimento Asfáltico Modificado con Polímeros

Este tipo de pavimento incorpora polímeros en la mezcla asfáltica para mejorar sus propiedades físicas y mecánicas.

Aplicaciones

• Carreteras de alto tráfico
• Pistas de aeropuertos
• Puentes

Ventajas

• Mayor resistencia a la deformación
• Mejor desempeño a altas y bajas temperaturas
• Prolonga la vida útil del pavimento

6. Pavimento Asfáltico Permeable

Similar al pavimento poroso, pero diseñado específicamente para permitir un mayor flujo de agua a través de su estructura.

Aplicaciones

• Caminos peatonales
• Áreas de parques
• Estacionamientos

Ventajas

• Excelente gestión de aguas pluviales
• Reduce el calor urbano
• Promueve la recarga de acuíferos

Los pavimentos asfálticos ofrecen una amplia variedad de opciones adaptables a diferentes necesidades y condiciones.

Desde la alta resistencia del pavimento convencional hasta la sostenibilidad del pavimento reciclado, cada tipo tiene sus propias ventajas y aplicaciones específicas. Al seleccionar el tipo adecuado de pavimento asfáltico, se puede mejorar significativamente la durabilidad y el rendimiento de las infraestructuras viales.

Tipos de Pavimentos de Concreto Hidráulico

El pavimento de concreto hidráulico es una opción popular en la construcción de carreteras y otras infraestructuras debido a su durabilidad y resistencia. A continuación, se presentan los tipos más comunes de pavimentos de concreto hidráulico:

1. Pavimento de Concreto Simple

• Descripción: Consiste en una losa de concreto sin ningún tipo de refuerzo adicional.
• Usos: Utilizado en áreas con tráfico ligero a moderado.
• Ventajas: Fácil de construir y económico.

2. Pavimento de Concreto Reforzado

• Descripción: Incluye refuerzos de acero (barras o mallas) dentro de la losa de concreto.
• Usos: Adecuado para zonas con tráfico intenso o cargas pesadas.
• Ventajas: Mayor resistencia a la flexión y menor riesgo de fisuras.

3. Pavimento de Concreto Postesado

• Descripción: Utiliza cables de acero pretensados para mantener el concreto comprimido y evitar fisuras.
• Usos: Carreteras y aeropuertos donde se requieren grandes áreas sin juntas.
• Ventajas: Mayor durabilidad y menor necesidad de mantenimiento.

4. Pavimento de Concreto Pretensado

• Descripción: Los elementos de concreto se tensan antes de la colocación, mejorando la resistencia a la tracción.
• Usos: Proyectos con necesidades estructurales específicas.
• Ventajas: Reducción de fisuras y mayor capacidad de carga.

5. Pavimento de Concreto Continuamente Reforzado

• Descripción: Contiene refuerzo continuo sin juntas transversales.
• Usos: Carreteras de alto tráfico y autopistas.
• Ventajas: Reducción de mantenimiento y aumento de la durabilidad.

6. Pavimento de Concreto con Texturizado Especial

• Descripción: Superficie de concreto tratada con técnicas de texturizado para mejorar la fricción.
• Usos: Áreas donde se necesita mayor tracción, como curvas y pendientes.
• Ventajas: Mejora la seguridad vial al reducir el deslizamiento.

Consideraciones en la Selección del Tipo de Pavimento

Al elegir el tipo de pavimento de concreto hidráulico, se deben considerar varios factores:

• Tráfico esperado: La cantidad y el tipo de tráfico que soportará la superficie.
• Condiciones climáticas: Factores ambientales que pueden afectar la durabilidad del pavimento.
• Presupuesto: Costos iniciales y de mantenimiento a largo plazo.
• Durabilidad requerida: Vida útil esperada y frecuencia de reparaciones necesarias.

Ventajas del Concreto Hidráulico

• Larga vida útil: Los pavimentos de concreto hidráulico pueden durar varias décadas con el mantenimiento adecuado.
• Resistencia a cargas pesadas: Capaces de soportar tráfico intenso y cargas pesadas sin deformarse.
• Bajo mantenimiento: Requiere menos mantenimiento comparado con otros tipos de pavimentos.
• Eficiencia energética: Superficies de color claro que reflejan la luz, reduciendo la necesidad de iluminación nocturna.

El pavimento de concreto hidráulico ofrece múltiples beneficios y opciones adaptables a diferentes necesidades de construcción y tráfico. Seleccionar el tipo adecuado es crucial para garantizar la durabilidad y eficiencia de la infraestructura.

Fisuras en el Pavimento Hidráulico 

El concreto hidráulico se fisura debido a varias razones, algunas de las cuales incluyen:

♦️ Contratemperatura: las fisuras pueden aparecer debido a una gran diferencia de temperatura entre el interior y el exterior del concreto.

♦️ Sobrecarga: el concreto hidráulico puede fisurarse debido a una sobrecarga o un carga excesiva en el pavimento.

♦️ Falta de juntas de contracción: si no se colocan juntas de contracción en el pavimento de concreto hidráulico, las fisuras pueden aparecer debido al movimiento natural del concreto debido al cambio de temperatura y humedad.

♦️ Deficiencia en la preparación del terreno: Si el terreno no se prepara adecuadamente antes de la construcción, puede haber problemas con la estabilidad del suelo y esto puede conducir a fisuras en el pavimento.

♦️ Deficiencia en la mezcla del concreto: Si la mezcla del concreto no es adecuada, puede haber problemas con la resistencia y durabilidad del pavimento, lo que puede conducir a fisuras.

Es importante mencionar que la prevención es la mejor forma de evitar la aparición de fisuras en el pavimento de concreto hidráulico, seguir las especificaciones técnicas y establecer un plan de mantenimiento preventivo.

Factores que Afectan la Eficiencia Energética en Pavimentos

• Fabricación en materias primas.
• Transporte en materias primas.
• Energía de colocación y construcción.
• Duración de la solución.
• Energía utilizada por usuarios durante su funcionamiento.
• Energía necesaria para mantener el pavimento.
• Reciclable.

En estas circunstancias hablar de materias primas es fundamental en estos procesos, porque de ahí se deriva todo el complejo desarrollo del mismo.

El Cemento

• El cemento genera aproximadamente una tonelada de CO2 por cada tonelada de cemento y usa gran cantidad de energía en su elaboración.

El Hormigón o Concreto

• 92% de la composición del hormigón son materiales naturales que generan baja producción de CO2.
• Estos materiales del hormigón se encuentran en todas partes.
• El efecto del cemento se ve reducido por la poca cantidad relativa que se utiliza.
• El resto de las materias primas se consiguen de manera relativamente sencillas y están disponible localmente.

Mientras tanto por todo lo anterior, el pavimento de concreto tiene un menor uso de energía durante la construcción, en cuanto a la construcción de pavimentos asfálticos consume hasta 5.5 veces más combustible que el diseño similar en hormigón, esto se debe principalmente a la energía necesaria para calentar el asfalto, y el transporte de las base granulares de mayor espesor.

Tipo de Pavimento Adecuado a Cada Circunstancia

Es conveniente ampliar sobre el origen de la diferencia de costos de estos materiales de construcción: concreto asfáltico y concreto hidráulico, así como destacar algunas ventajas de los pavimentos de concreto que no se mencionan a menudo y que son muy importantes desde el punto de vista energético y de sostenibilidad ambiental.

El cemento asfáltico es el ligante que se usa para fabricar el concreto asfáltico, y el cemento hidráulico es el ligante que se utiliza en el concreto hidráulico, ambos son una mezcla homogénea de un ligante (asfalto o cemento) con agregados triturados y arena.

El cemento asfáltico es un subproducto de la refinación del petróleo: es el residuo del petróleo refinado después de sacar de él las gasolinas, aceites livianos y pesados, los polímeros para la fabricación de los plásticos y otros.

Son muy pocos los países del mundo que tienen petróleo, en el proceso de refinación se utiliza energía para someter al petróleo a temperatura y presión y así poder derivar los subproductos.

El cemento hidráulico es un producto fabricado mediante un proceso industrial a partir de la caliza y la arcilla, de amplia abundancia en prácticamente todos los países.

Un alto porcentaje de países fabrican su propio concreto hidráulico, es por ello que muchas veces es más factible en costos y otros que son grandes productores de petróleo, en donde el pavimento asfáltico será la mejor opción en casi todo los aspectos.

En 1995 el uso de hidrocarburos era apenas del 13% y en el 2005 se ha reducido a menos del 5%.

Adicionalmente, la industria a nivel mundial, ha incrementado el uso de energía alternativa, esto es, el uso de materiales reciclados como fuente de energía, como papel, cartón, plásticos, aceite quemado, llantas de hule y otros, pasando de un 10% en 1995 al 13% en el 2005.

En un estudio publicado en febrero del 2005 por el “Centre d´information sur le cement et ses applications” de Francia, se comparan los impactos ambientales durante el ciclo de vida (construcción, mantenimiento y reconstrucción) de 1 Km de carretera de cuatro carriles, con pavimento de concreto hidráulico y de concreto asfáltico.

De los resultados reportados en el estudio, destacan como los más significativos el consumo de energía primaria, dos veces y media más energía en el asfáltico que en el de concreto.

En el mismo estudio se compara el consumo de materia prima agotable, medida como cantidad de combustibles y materia prima utilizadas en el proyecto dividas entre las reservas mundiales correspondientes, casi siete veces más consumo de materia prima agotable en el asfáltico que en el de concreto.

Sumado a lo anterior encontramos que el costo del cemento asfáltico está íntimamente relacionado al precio internacional del crudo, lo que lo hace sumamente inestable y variable.

Esa variación irregular, muy sensible a los acontecimientos mundiales, como conflictos entre países, huracanes, temperaturas extremas en los subcontinentes norte y sur, etc., y se compara con el precio del cemento hidráulico en el mismo período, que es mucho más constante, predecible y razonable.

Ventajas del Pavimento Hidráulico

• La principal característica del pavimento hidráulico es su duración larga.
• El concreto no se degrada muy rápido con el tiempo.
• Las calles de la ciudad duran promedio 25 años.
• El mantenimiento utilizado es mínimo.
• Mejora la visibilidad nocturna.
• Aumenta la seguridad en carreteras de vehículos y peatones.
• Reduce la cantidad de energía para una iluminación similar hasta 33 % de ahorro de energía.
• Menor consumo de combustible.
• El pavimento hidráulico se puede rejuvenecer mediante técnicas conocidas y con excelentes resultados, como ser el reemplazo de losas parcial o total.
• Los pavimentos de concreto son 100% reciclables, tanto para uso como base o para reutilizarlo como árido para el hormigón del nuevo pavimento.

Desventajas de Pavimentos Asfálticos

• Los pavimentos asfálticos duran promedio 6 años en ciudad y 12 años en carreteras.
• Los costos de mantenimiento son muy altos.
• Aumento de temperatura ambiental, la carpeta negra del pavimento asfáltico retiene la temperatura unas horas después de ocultarse el sol, en cambio el concreto hidráulico se enfría en pocos minutos.

Comparativa entre pavimentos asfálticos y pavimentos de concreto hidráulico

Instrumentos Para Realizar Conteos de Volumen de Tráfico

• Tubos neumáticos: cuenta los ejes de los automóviles que pasan sobre la manguera, el paso de los vehículos se cuentan colocando una manguera extra que pasan sobre ella, activa el primer cronómetro y al pasar el segundo eje apaga el cronómetro, la manguera extra mide la distancia entre eje del automóvil, y con esto clasifica el tipo de vehículo. Este sistema usa un cronómetro y un contador digital.
• Circuitos inductores: se enrolla una gran cantidad de cable, al pasar el flujo de energía, obtiene un campo magnético que se ve afectado o alterado al pasar un vehículo, debido a la gran cantidad de metal que este tiene.

Para clasificar los vehículos se pone un par de circuitos extra que miden el tiempo y la velocidad, con esto se encuentra la distancia entre ejes y así se clasifica el tipo de vehículo.

• Placa de contacto: esta mide la distancia entre ejes con el tiempo y la velocidad, también cuenta los ejes de los vehículos.
• Placas flexionantes: cuando pasa sobre ella, acuña en esta sede y cuenta los ejes de los autos, y las cargas que lleva cada eje. Si se quiere clasificar los vehículos, se debe colocar un par de placas extra a una distancia considerable. Este sistema es parte de los sistemas WIM (hace pesaje en movimiento).
• Alambre piezo eléctrico (WIM): se coloca un alambre, que al pasar un auto corta el flujo eléctrico, mide el peso y los eje del automóvil. Este también puede clasificar si se colocan un par de alambres extras.
• Tarjeta magnética permanentes: leen el campo magnético y cuenta el número de vehículos, tiene cronómetros incluidos que clasifica el tipo de vehículo.
• Tarjeta magnéticas portátiles: es una tarjeta delgada de aproximadamente 3 mm, que se introduce en un estuche de aluminio; en esta tarjeta se programa la velocidad promedio de los vehículos, la hora de inicio de conteo etc., se cubre con cinta adhesiva con el color del pavimento. Lee el campo magnético de lugar y las alteraciones del mismo, clasifica los autos en vehículos pesados y livianos en base a la velocidad.

Calles con Baches, Recomendaciones Generales

Las calles con baches son un problema recurrente y preocupante. Los baches son causados ​​por el deterioro del pavimento debido al tráfico pesado, la falta de mantenimiento y las condiciones climáticas adversas. Estos baches no solo son un problema estético, sino que también pueden causar daños a los vehículos y dificultar la movilidad de las personas.

La solución a este problema es una combinación de medidas a corto y largo plazo. A corto plazo, es importante realizar reparaciones regulares y emergentes en las calles con baches para mitigar los efectos inmediatos. A largo plazo, es importante implementar programas de mantenimiento preventivo y mejorar la calidad del pavimento para prolongar su vida útil y evitar futuros baches.

Además, es importante considerar la calidad de los materiales usados en la construcción de las calles, y la capacitación para los trabajadores encargados de la reparación de baches, esto garantizará una mejor calidad en el trabajo y una mayor durabilidad en las reparaciones.

Algunas Soluciones Para Recuperar Calles En Mal Estado

Recubrimiento superficial: Se puede aplicar un recubrimiento superficial de asfalto para reparar áreas dañadas de las calles, solo las que están realizadas con concreto asfáltico, las de concreto hidráulico se deben reemplazar las losas por otras con el mismo diseño y especificaciones de la carretera o calle de estudio. Esto es una solución de bajo costo que proporciona una capa protectora temporal para las calles.

Reparación de baches: Los baches son un problema común en las calles de Honduras, se pueden reparar mediante el relleno de los baches con una mezcla de asfalto y grava. Esto proporciona una solución temporal para los baches, pero es importante seguir monitoreando y reparando periódicamente, para carreteras de concreto asfáltico.

Pavimentación completa: La pavimentación completa es una solución a largo plazo para reparar las calles dañadas. Consiste en remover la capa existente de la calle y colocar una nueva capa de asfalto o concreto. Esto proporciona una solución duradera y mejora significativamente la calidad de la calle.

Mejorar el drenaje: El mal drenaje puede causar daños en las calles, es importante mejorar el sistema de drenaje para evitar la acumulación de agua en las calles. Esto puede incluir la construcción de canales de drenaje, desagües y aceras con pendiente.

Mantenimiento preventivo: El mantenimiento preventivo es esencial para garantizar que las calles se mantengan en buen estado. Esto puede incluir la limpieza regular de las calles, el seguimiento y reparación de baches y la inspección periódica de las calles para detectar problemas muy temprano.

Es importante señalar que estas soluciones deben ser evaluadas y adaptadas a las condiciones y necesidades específicas de cada zona, también contar con un estudio previo para determinar el tipo de solución más adecuada.

Para La Construcción De Carreteras Con Terracerías, Se Recomienda Lo Siguiente:

♦️ Utilizar una subrasante adecuada: es importante que la subrasante sea compacta y de buena calidad para evitar problemas de estabilidad en el futuro.

♦️ Diseñar un drenaje adecuado: para que las aguas lluvias no se acumulen en la carretera, ya que puede causar erosiones y problemas de estabilidad.

♦️ Utilizar materiales adecuados: considerar materiales de buena calidad para la capa de base y la capa de rodadura, ya que esto afectará a la durabilidad de la carretera.

♦️ Realizar una compactación adecuada: las capas de la carretera deben compactarse adecuadamente para garantizar una buena estabilidad y durabilidad.

♦️ Planificación de un buen diseño geométrico: es importante que la carretera tenga un buen diseño geométrico para garantizar la seguridad de los vehículos que la utilizan.

♦️ Utilización de una buena señalización: la carretera deberá estar adecuadamente señalizada para garantizar la seguridad de los usuarios.

♦️ Considerar un mantenimiento periódico: para garantizar su buen estado y prolongar su vida útil.

Conclusión

Puedo decir que la elección entre pavimento de concreto o pavimento de asfalto dependerá de varios factores, como las condiciones climáticas, las características del terreno, las cargas de tráfico y las preferencias del cliente.

El pavimento de concreto tiene una mayor durabilidad y resistencia a la abrasión, lo que lo hace adecuado para carreteras de alta intensidad de tráfico y áreas con cambios extremos de temperatura. Sin embargo, es más costoso que el pavimento de asfalto y requiere un mayor tiempo de construcción.

Por otro lado, el pavimento de asfalto es más económico que el pavimento de concreto y requiere menos tiempo de construcción. Sin embargo, su vida útil es menor y es más sensible a la abrasión y al deterioro debido al clima.

En conclusión, se debe evaluar cuidadosamente cada caso y considerar los pros y los contras de cada opción antes de tomar una decisión. Si se busca una opción más económica y rápida se recomendaría el pavimento de asfalto, mientras que si se busca una opción más duradera se recomendaría el pavimento de concreto.

¿Cuáles han sido tus experiencias en las carreteras como usuario de carreteras con pavimento de concreto y pavimento de asfalto?

Respuestas a las preguntas más frecuentes: correos y comentarios despejados