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La evaluación del estado del firme existente tendrá por objeto establecer un diagnóstico que permita seleccionar y proyectar la actuación de rehabilitación más adecuada en cada uno de los tramos homogéneos en que pueda dividirse el tramo de carretera en estudio.
El proceso de recopilación de la información necesaria para evaluar el nivel de deterioro de un firme se deberá hacer con la amplitud y el detalle precisos en cada caso, para poder conseguir los objetivos de la evaluación y hacer posible la definición de la actuación de rehabilitación a llevar a cabo. Por todo ello, los métodos para la evaluación del firme existente, el diagnóstico sobre su estado, el análisis de las distintas opciones de rehabilitación y la selección de la más apropiada dependerán de la sección estructural del firme.
A los efectos de aplicación de esta norma, los firmes se clasificarán en: flexibles, semiflexibles, semirrígidos y con pavimento de hormigón. Para simplificar los criterios de definición de las actuaciones, en alguno de los apartados de esta norma, los tres primeros se engloban en la denominación de firmes con pavimento bituminoso.
Se consideran firmes flexibles los constituidos por capas granulares no tratadas y materiales bituminosos en un espesor inferior a 15 cm. Si el espesor de los materiales bituminosos sobre capas granulares no tratadas iguala o supera los 15 cm, los firmes se consideran como semiflexibles.
Se consideran firmes semirrígidos los constituidos por materiales bituminosos en cualquier espesor sobre una o más capas tratadas con conglomerantes hidráulicos o puzolánicos, siendo el espesor conjunto de éstas igual o superior a 18 cm y con un comportamiento que garantice todavía una contribución significativa a la resistencia estructural del conjunto del firme.
No son objeto directo de esta norma otros tipos de firme distintos de los citados (adoquinados, firmes mixtos compuestos por mezclas bituminosas sobre hormigón, firmes sin pavimentar, etc.), cuya rehabilitación se deberá efectuar mediante un estudio adecuado a sus características y solicitaciones específicas.
El análisis del estado del firme y la elección y el proyecto de la actuación de rehabilitación, dependerán, entre otros factores, de la acción del tráfico, fundamentalmente del tráfico pesado, durante el período de servicio del firme.
Teniendo en cuenta la incidencia en la fluidez del tráfico y en la seguridad de la circulación vial de las actuaciones de conservación o de rehabilitación, en relación con las categorías de tráfico pesado que más adelante se denominan T00, T0, T1 y T2, se ha trabajado con carácter general sobre la base de un período de servicio más prolongado que el considerado en la normativa anterior. Se ha pretendido de esta forma que en las carreteras con mayores intensidades de tráfico pesado, tras una adecuada rehabilitación estructural, sus características resistentes y funcionales se aproximen a las que habitualmente se especifican para obras de nueva construcción.
En el resto de las categorías de tráfico pesado (denominadas T3 y T4) y en el caso de las rehabilitaciones superficiales, el concepto teórico de período de servicio tiene un significado diferente. Por ello, en esas situaciones no se ha tenido en cuenta tanto este criterio como otros relacionados con las limitaciones técnicas o constructivas de algunos materiales o con aspectos funcionales.
El tipo y sección estructural del firme conjunto (existente más rehabilitación) en cada carril dependerá de la intensidad media diaria de vehículos pesados (IMDp) que se prevea en ese carril en el año de puesta en servicio de la actuación de rehabilitación.
Para la determinación de la categoría de tráfico pesado que solicita el tramo de carretera que se va a rehabilitar se partirá de los aforos de intensidades y proporción de vehículos pesados y de los datos disponibles para la previsión de su evolución. Si no se pudiera disponer de datos sobre asignación por carriles, para el cálculo de la categoría de tráfico pesado se podrá admitir lo siguiente:
Para estimar la evolución del tráfico pesado se podrá adoptar como tasa de crecimiento el valor medio de las obtenidas en los cinco últimos años en la estación de aforo permanente o de control (primaria o secundaria) más próxima al tramo en estudio en el mismo itinerario.
A los efectos de aplicación de esta norma, se definen seis categorías de tráfico pesado, en función de la IMDp que se prevea para el carril en el año de puesta en servicio de la actuación de rehabilitación (tabla 1A).
TABLA 1A - CATEGORÍAS DE TRÁFICO PESADO
| CATEGORIAS
DE TRAFICO PESADO |
IMDp (Vehículos pesados/día) |
| T00 | IMDp ≥ 4.000 |
| T0 | 2.000 ≤ IMDp < 4.000 |
| T1 | 800 ≤ IMDp < 2.000 |
| T2 | 200 ≤ IMDp < 800 |
| T3 | 50 ≤ IMDp < 200 |
| T4 | IMDp < 50 |
Si se considera oportuno como medio para la optimización de las soluciones de rehabilitación, las categorías de tráfico pesado T3 y T4 podrán dividirse en dos cada una de ellas, según lo indicado en la tabla 1B.
TABLA 1B - DIVISION DE LAS CATEGORIAS DE TRAFICO PESADO T3 Y T4
| CATEGORIA
DE TRAFICO PESADO (*) |
IMDp (Vehículos pesados/día) |
| T31 | 100 ≤ IMDp < 200 |
| T32 | 50 ≤ IMDp < 100 |
| T41 | 25 ≤ IMDp < 50 |
| T42 | IMDp < 25 |
(*) Estas categorías no podrán utilizarse en el caso de las antiguas carreteras convertidas en vías de servicio no agrícolas de autopistas o autovías interurbanas, salvo que las características del tráfico lo justifiquen y con autorización expresa de la Dirección General de Carreteras.
La categoría de tráfico pesado que se considerará en la rehabilitación de los carriles exteriores de las calzadas principales de las autopistas, autovías y otras carreteras de calzadas separadas, en ningún caso será inferior a la definida como T1.
Salvo justificación en contrario, en las vías de servicio no agrícolas de autopistas, autovías y otras carreteras de calzadas separadas (excepto las de categorías de tráfico pesado T00 y T0, para las que es preceptivo un estudio específico) se considerarán dos categorías de tráfico pesado menos que la que corresponda a la calzada principal. Así mismo, los enlaces, ramales, confluencias y bifurcaciones se dimensionarán, como mínimo, con la categoría de tráfico pesado inmediatamente inferior.
Donde se justifique que los ejes de los vehículos pesados están especialmente sobrecargados, deberá considerarse la posibilidad de adoptar una categoría de tráfico pesado inmediatamente superior (en las inferiores a la T00), especialmente en los valores próximos al límite superior de la categoría correspondiente. Del mismo modo podrá procederse en los casos de tramos en rampa con inclinaciones medias superiores al 5% (o superiores al 3% cuya longitud sea superior a 500 m).
Salvo justificación en contrario, en los carriles que no sean el más solicitado por el tráfico pesado (donde hubiera más de uno por sentido de circulación), la categoría de tráfico pesado que se considerará en actuaciones de rehabilitación estructural no podrá ser inferior en más de una a la de dicho carril más solicitado. El mismo criterio deberá establecerse en los supuestos de rehabilitación de calzadas existentes con ampliación del número de carriles o duplicación de calzadas.
Atendiendo a las repercusiones en la fluidez del tráfico y en la seguridad de la circulación vial, en el caso de que la IMDp en el carril más solicitado sea superior a 4.000 vehículos pesados/día (categoría de tráfico pesado T00) se deberá comprobar expresamante, mediante un estudio específico, que la solución adoptada es válida, desde el punto de vista estructural y funcional, durante un período de servicio mínimo de 10 años.
El estudio de los datos básicos, indicados en el apartado 4, deberá permitir establecer una tramificación previa que facilite la programación de los trabajos de campo necesarios, para conseguir muestras suficientemente representativas, y el análisis de los datos disponibles para establecer el posterior diagnóstico del estado del firme. A los efectos de realizar esta tramificación, se considerarán tramos distintos aquéllos en los que existan variaciones sensibles en los datos de partida indicados en el apartado 4 que puedan influir significativamente en el comportamiento del firme y en la solución de rehabilitación que se vaya a adoptar.
En principio, se considerarán tramos homogéneos (salvo que se disponga de mayor información relativa al tipo de firme, a la naturaleza de la explanada o al clima) los que sean iguales en:
Los tramos supuestamente homogéneos deberán además presentar un comportamiento uniforme. Normalmente esta uniformidad no podrá establecerse contando exclusivamente con los datos de partida antes reseñados, sino que deberá basarse además en la inspección visual y en la auscultación con equipos de medida de deflexiones, completándose el análisis, en su caso, con sondeos, calicatas, toma de muestras y ensayos de laboratorio, según se indica en los apartados siguientes.
Independientemente de disponer de los datos de inspecciones sistemáticas del firme, y de campañas de auscultación superficial de los pavimentos, cuando sea preciso abordar un proyecto de rehabilitación estructural los datos anteriores se deberán completar con una inspección visual detallada del firme y de aquellos aspectos de su entorno que puedan tener influencia en su estado, tales como el tipo de explanación (desmonte, terraplén o media ladera), las condiciones de drenaje (cunetas, desagües, drenes, etc.) y la capacidad de soporte de la explanada y del terreno que la sustenta. En carreteras con más de un carril por sentido de circulación, se deberán inspeccionar no sólo los carriles exteriores, sino también el resto de la sección transversal.
La inspección visual, fundamental para la evaluación precisa del estado del firme, deberá efectuarse e interpretarse por técnicos especialistas, a poder ser en la época más adecuada del año, de acuerdo con las características climáticas de cada zona.
Con la inspección visual detallada el ingeniero responsable del proyecto intentará fundamentalmente caracterizar el estado del firme. Al mismo tiempo, esta inspección ayudará a tramificar la carretera objeto de estudio y a interpretar los resultados de la preceptiva auscultación (efectuada con equipos de medida de la deflexión en el caso de firmes con pavimento bituminoso).
La inspección visual de detalle, preceptiva de acuerdo con lo indicado en el apartado anterior, se completará con la auscultación del firme mediante equipos que proporcionen información precisa y cuantitativa sobre el estado de sus características estructurales y superficiales.
La auscultación estructural de firmes con pavimento bituminoso se realizará con equipos que evalúen la capacidad resistente del firme a través de la medida de la deflexión. La forma de hacerlo y los valores obtenidos varían de unos equipos a otros, por lo que los resultados de medida se unificarán de acuerdo con lo que se indica en el apartado 5.6.2, válido para firmes con pavimento bituminoso.
La auscultación de firmes con pavimento de hormigón y de ciertas características específicas de los semirrígidos se realizará atendiendo a sus singularidades, especialmente en lo relativo a la transmisión de cargas entre ambos lados de las juntas o de las grietas que puedan existir. Asimismo, y en especial en pavimentos constituidos por losas de hormigón sin pasadores, será conveniente evaluar el grado de erosionabilidad de la capa de base y con ello las posibilidades de descalce de dichas losas.
La auscultación de las características superficiales del firme se realizará con los equipos de medida adecuados, y lo habitual será obtener esta información de la auscultación sistemática realizada a nivel de red, completándola o actualizándola si se considerase necesario, o llevándola a cabo cuando no exista. Dada su importancia para la seguridad de la circulación, en el supuesto de la rehabilitación superficial se tendrán siempre en cuenta las medidas de adherencia neumático-pavimento.
Además, la regularidad superficial, cuantificada a través del índice de regularidad internacional (IRI), deberá ser utilizada para la definición del tipo de actuación en rehabilitaciones superficiales y para establecer la necesidad de una eventual capa de regularización o de un fresado en ambos tipos de rehabilitación.
A los efectos de definir la necesidad de rehabilitación estructural de un firme con pavimento bituminoso y sus características, así como para calcular los espesores de reposición y recrecimiento, se considerará como deflexión patrón normalizada la que se obtenga con la viga Benkelman, según el método de recuperación elástica de la superficie del firme (norma NLT-356), y en las condiciones siguientes:
Cuando se empleen equipos distintos para medir la deflexión, la obtenida se relacionará con la normalizada de acuerdo con lo que se indica en el apartado 2.4 de la "Guía para el estudio de las deflexiones en firmes con pavimento bituminoso", que acompaña como anejo 3 a esta norma.
La distancia máxima entre dos medidas consecutivas de la deflexión no podrá ser superior a 20 m.
Para obtener los valores de la deflexión patrón, a cada medida se le aplicarán los correspondientes coeficientes de corrección por humedad de la explanada y por temperatura (apartados 2.5 y 2.6 de la Guía).
En cualquier caso, para que la medida de la deflexión sea válida y aplicable a las soluciones de rehabilitación estructural, los ensayos se realizarán siempre que la temperatura de la superficie del pavimento esté comprendida entre los siguientes límites:
Además de los valores localizados de la deflexión patrón se utilizará, como indicador del estado del firme, el valor de la deflexión de cálculo de cada tramo homogéneo de comportamiento uniforme, según las condiciones de homogeneidad establecidas en la mencionada Guía. A partir de la deflexión característica (dk) de cada tramo homogéneo, definida en el apartado 2.3 de la Guía, y aplicando los correspondientes coeficientes de corrección por humedad de la explanada (apartado 2.5 de la Guía) y por temperatura (apartado 2.6 de la Guía), se obtendrá la deflexión de cálculo (dc):
dc = Ch·Ct·dk
Por otra parte, los valores de la deflexión empleados en la redacción del proyecto de rehabilitación de un firme deberán haber sido tomados en un período reciente y, en ningún caso, más de 1 año antes.
Para el proceso completo de evaluación del firme existente, tras el análisis de los datos básicos, la inspección visual y la auscultación con equipos, se inspeccionará la carretera confirmando el proceso de evaluación realizado y definiendo, en el caso de que se considere necesario, el emplazamiento y objeto de los sondeos y calicatas, la toma de muestras y los ensayos de laboratorio precisos para completar los datos anteriores. Tanto por razones de eficacia como para minimizar las repercusiones en la fluidez del tráfico y en la seguridad de la circulación vial, las evaluaciones complementarias se llevarán a cabo prioritariamente con equipos de alto rendimiento y no destructivos, cuya idoneidad esté suficientemente contrastada.
Básicamente se deberá obtener información lo más precisa posible sobre:
Cuando sea preciso, esta información estará basada en la toma de muestras. El número de zonas que se deberá estudiar y su localización dependerá de cada caso concreto, pero deberá ser tal que permita el diagnóstico y la delimitación del problema de cada uno de los tramos homogéneos de comportamiento uniforme y de las zonas singulares que se hayan establecido.
El análisis de los datos que proporcionan algunos equipos de medida de deflexión puede contribuir a clarificar o a cuantificar mejor los problemas. Concretamente, en el estudio de la rehabilitación de un firme resulta fundamental conocer, con la mayor precisión posible, el estado estructural de las distintas capas que lo componen, especialmente con vistas a establecer una reparación puntual selectiva. Para ello, puede resultar de gran ayuda el análisis de la forma del cuenco de deflexión, a través de sus posibles parámetros característicos (radio de curvatura, línea de influencia de la deformada, etc.), lo que permite evaluar la vida residual del firme mediante una estimación del módulo de rigidez de las distintas capas.
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