Estructura y Diseño de Firmes de Carretera: Tipos y Funciones de las Capas Bituminosas (MBC)

Definición y Estructura del Firme de Carretera

El firme de una carretera es un conjunto de capas que se colocan sobre la explanada para soportar las cargas del tráfico, proteger la explanada y ofrecer una superficie de rodadura cómoda, segura y permanente.

Funciones de las Capas de Mezcla Bituminosa en Caliente (MBC)

Las Mezclas Bituminosas en Caliente (MBC) cumplen roles específicos dentro de la estructura del pavimento, garantizando la absorción de tensiones y la durabilidad superficial.

MBC (Base)

• Función: Estructural principal.
• Objetivo: Absorber las tensiones provocadas por el tráfico, transmitiéndolas amortiguadas a las capas inferiores.

MBC (Intermedia)

• Función: Regularidad e impermeabilización.
• Objetivo: Ayudar a conseguir una buena regularidad del firme e impermeabilizar las capas inferiores. Para ello, debe ser poco permeable y resistente a las deformaciones plásticas.

MBC (Rodadura)

• Función: Superficial (agarre, drenaje, seguridad).
• Objetivo: Aportar funciones superficiales (agarre, drenaje, etc.). Aporta funciones estructurales, aunque en menor medida que las capas anteriores.

Tipos Específicos de Mezclas Bituminosas

Hormigón Bituminoso

• Mezclas poco permeables.
• Muy resistentes a la acción abrasiva del tráfico.
• Baja macrotextura.
• No adecuadas para tráficos rápidos y climas lluviosos.

Mezclas Drenantes

• Mejoran la seguridad y comodidad del tráfico.
• Diseñadas para reducir o eliminar el hidroplaneo.
• Diseñadas para reducir el ruido del tráfico.
• Menor resistencia a los efectos abrasivos del tráfico.
• Necesidad de precipitaciones abundantes para autolimpieza.

Mezclas de Alto Rendimiento (MBC)

• Excelente macrotextura.
• Buen funcionamiento con lluvia o pavimento mojado.
• Diseñadas para reducir el ruido del tráfico.
• Elevada resistencia a la abrasión.

Criterios Fundamentales para el Diseño de Firmes

Criterios Superficiales

• Resistencia al deslizamiento (CRT y textura superficial).
• Regularidad superficial (IRI).
• Ruido de rodadura (dBA).
• Propiedades ópticas: Reflexión luminosa en conducción nocturna.
• Drenaje superficial para evitar el riesgo de hidroplaneo.

Criterios Estructurales

• Características mecánicas de las capas (capacidad para soportar cargas de tráfico).
• Espesores de capas.
• Reparto de tensiones (sección tipo).
• Indeformabilidad.
• Durabilidad (leyes de fatiga).

Factores Clave de Dimensionamiento

El dimensionamiento de un firme depende de múltiples variables que aseguran su vida útil y rendimiento:

1. Periodo de servicio de la carretera.
2. Tráfico (Intensidad Media Diaria - IMD).
3. Características de la Explanada.
4. Clima.
5. Aspectos medioambientales.
6. Aspectos económicos.
7. Aspectos sociales.

Clasificación de los Tipos de Firme de Carretera

Firmes Flexibles

Compuestos por base granular y un espesor de MBC.

Firmes Semiflexibles

Utilizan una base bituminosa. Requieren un espesor de MBC superior a 15 cm.

Firmes Rígidos

La capa de rodadura está compuesta por hormigón. (Nota: Los firmes rígidos inversos colocan una base granular, o antifisuras, entre la capa tratada con cemento y la MBC).

Firmes Mixtos

Incluyen una capa de hormigón de baja resistencia bajo un cierto espesor de MBC.

Firmes Adoquinados

Estructura compuesta por arena de nivelación, base granular y adoquín, a menudo fijado bajo mortero de cemento.