IMPORTANCIA DE LLEVAR A CABO UN CORRECTO PROCESO DE DISEÑO Y CONTRUCCION DE VIAS CON PAVIMENTO ASFALTICO O DE CONCRETO HIDRAULICO

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Para obtener datos de campo es necesario el empleo de equipos de medición que mediante un análisis darán a conocer las características finales que tendrá un pavimento, aun considerando la calidad de los materiales utilizados; se deben considerar algunas condiciones como el suelo donde está y el método donde éste se utilizará. Es necesario una interpretación numérica y empírica para poder llevar acabo estos procesos ya que la ausencia de éstos son las causas más comunes de las fallas que presentan los pavimentos.

Antecedentes

Historia de los pavimentos

La piedra fue uno de los primeros materiales que utilizó el hombre debido a sus extraordinarias características, tales como resistencia, decoración, y también como materia prima para la fabricación de otros materiales de construcción. Es muy probable que los griegos fueran los primeros en utilizar las cales para revestimientos de muros, siendo más tarde los romanos los que perfeccionaron el proceso de fabricación, seleccionando con gran cuidado las materias primas que llegaban de Etruria, estudiando aunque rudimentariamente, las propiedades de la cal después de cocida. A la cal una vez obtenida, le añadían arena para la fabricación de morteros. Tanto en tiempos de los romanos como en los siglos siguientes, consideraron como caliza impura las que contenían arcilla para la fabricación de la cal. A mediados del siglo XVIII se produce un gran avance en el conocimiento de las cales, con la investigación realizada por John Smeaton en Inglaterra, al encargarle la reconstrucción de un faro en Eddyston Roock que había sido destruido por el fuego. Para realizar esta obra marítima, tuvo Smeaton que buscar materiales adecuados para experimentar con varios tipos de cales. Observó, que con las cales fabricadas a partir de las calizas, que contenían una determinada proporción de arcilla en su composición, se obtenían morteros más resistentes que los fabricados con cales puras y que además esos morteros fraguaban bajo el agua, circunstancia que no ocurría con los morteros de cal tradicionales en aquella época. Este descubrimiento progresó muy poco y durante mucho tiempo se emplearon las viejas mezclas de cal grasa y puzolana (base de los morteros romanos). (Rama, 2014)

La teoría de la hidráulica data de la segunda década del siglo XIX, siendo Vicat quien la define y afirma que, calcinando una mezcla íntima de caliza y arcilla molidas conjuntamente en húmedo, se obtiene una cal hidráulica. Los estudios de Vicat y las sucesivas modificaciones posteriores que se realizaron, sirvieron de base para la fabricación del cemento Portland, que hoy en la actualidad tiene una gran importancia en el campo de los conglomerantes. El empleo de los cementos naturales en la construcción, se remonta a los tiempos del antiguo Egipto, seguido posteriormente por griegos y romanos. Estos cementos eran productos naturales que en algunos casos se sometían a tratamientos térmicos imperfectos y pueden considerarse, como los materiales intermedios entre las cales hidráulicas y el cemento Portland. Durante varios siglos se siguieron empleando estos tipos de cemento con mejor o peor acierto. La primera patente del cemento Portland data de 1824 y se le atribuye a Joseph Aspdin, constructor de Leeds. En el proceso de fabricación, se obtenía un producto de baja calidad debido a un defecto en la cocción. Charles Johnson, contemporá- neo de Aspdin, mejoró las proporciones de caliza y arcilla elevando la temperatura de cocción de los hornos hasta llegar a la sinterización, el producto una vez molido fraguaba mejor que el anterior y se le dio el nombre de cemento Portland, porque una vez fraguado tenía un color parecido a la piedra natural que se encuentra en la península de Portland al sur de Inglaterra. (Rama, 2014).

Este proceso de fabricación, se basaba en métodos empíricos. El avance fundamental fue el resultado de las investigaciones llevadas a cabo por Vicat, demostrando que la sílice de la arcilla era la principal causante del endurecimiento en los cementos. Tanto W. Michaelis como H. Le Chatelier, contribuyeron a dar soluciones a los mayores problemas a finales del siglo XIX, siendo en Estados Unidos donde se realizan trabajos sistemáticos y científicos sobre la composición del cemento Portland. Los progresos continuaron por Alemania, Francia.

El empleo del concreto es muy antiguo. En las ciudades de Troya y Micenas se utiliza un concreto rudimentario de piedras aglomeradas con arcilla. A partir del siglo I, los romanos comienzan a estudiar las posibilidades nuevas que ofrecía un material que poco a poco se había ido imponiendo; el empleo del concreto (opus caementicium), hecho de morrillo mezclado con durísimo cemento de arena volcánica (puzolana) y arcilla, permitiendo a la arquitectura romana, superar los límites y las formas que a la arquitectura griega le impuso el uso exclusivo de la piedra. Durante varios siglos se utiliza el concreto como material de relleno hasta la aparición del cemento Portland, que es cuando comienza un estudio más detallado del comportamiento de este material y de sus propiedades, como las de aumentar su resistencia con el tiempo, tomar la forma que en cada caso convenga al proyectista, siendo en la actualidad, uno de los materiales de mayor utilidad en la construcción. Posteriormente se asocia el acero al concreto para mejorar sus propiedades, dando lugar al concreto armado, material de extraordinaria importancia para la construcción en la actualidad. (Rama, 2014).

Excavaciones arqueológicas indican el amplio uso del asfalto natural hacia el año 3.800 a. de C. en Mesopotamia, valle del Indo y en Egipto. Los habitantes de estas regiones lo utilizaron para impermeabilizar estanques y depósitos de agua o como mortero para unir ladrillos o piedras. Las rocas asfálticas, que son simplemente rocas porosas que se han saturado de asfalto natural a lo largo de su vida geológica, se utilizan hacia el 1.880 d. de C., en Francia, Inglaterra y en Filadelfia para pavimentar suelos, puentes y aceras. Los materiales bituminosos obtenidos de la destilación del petróleo son los que más se utilizan en la actualidad. (Rama, 2014)

Pavimentos en México

La extensión territorial de México cuenta con una gran diversidad de climas, tipos de suelos, zonas ambientales y etnias, su heterogeneidad nos ha ido marcando el camino del desarrollo y crecimiento, de alguna manera esta diversidad ha influido en la conformación de nuestra infraestructura carretera.

En México tenemos aproximadamente 95,000 km de caminos pavimentados cuyas condiciones de servicio no son las óptimas, de hecho la mayoría de ellos