Carreteras, Infraestructura y Asfalto

Carreteras, Infraestructura y Asfalto

La infraestructura vial es un sistema de ingeniería de múltiples capas que se extiende desde la subrasante hasta la capa de rodadura. La estabilización de suelos con cal y el asfalto modificado con cal hidratada son componentes indispensables de las carreteras duraderas.

Las capas de la infraestructura vial y sus funciones fundamentales

Un pavimento flexible moderno está compuesto por la subrasante (suelo natural o mejorado), la subbase, la base granular, la capa intermedia bituminosa (binder) y, en la parte superior, la capa de rodadura.

La función de cada capa es reducir a un nivel aceptable la tensión transmitida a la subrasante distribuyendo progresivamente las cargas de tráfico superiores.

La Especificación Técnica de Carreteras de la Dirección General de Carreteras de Türkiye (KGM) define por separado, para cada capa, los umbrales de granulometría, plasticidad, energía de compactación, módulo resiliente y capacidad portante (CBR). Los espesores de las capas se calculan mediante métodos mecanístico-empíricos en función de la carga por eje del proyecto, el volumen de tráfico y la resistencia de la subrasante. En las carreteras que se construyen sobre suelos arcillosos débiles o con alto potencial de expansión, extender la subbase directamente provoca a largo plazo asentamientos, roderas y fisuras por fatiga.

Las capas de la infraestructura vial y sus funciones fundamentales

Producción de asfalto y componentes fundamentales de las mezclas bituminosas

El asfalto es una mezcla bituminosa en caliente producida con aproximadamente un 93-95 % de áridos, un 4-7 % de betún y un 1-2 % de filler mineral.

La granulometría, el porcentaje de caras de fractura, la resistencia al pulimento y la pérdida por desgaste de los áridos determinan directamente la vida útil de la mezcla.

El betún, por su parte, es el ligante viscoelástico que une entre sí los granos de árido; su comportamiento frente a la temperatura, las cargas repetidas y el envejecimiento oxidativo son parámetros que el ingeniero debe vigilar con atención. El objetivo del diseño de la mezcla es proporcionar una rigidez suficiente a alta temperatura frente a las roderas, resistencia a la fisuración a baja temperatura y resistencia al agua en todas las condiciones. En Türkiye, los áridos utilizados en las mezclas asfálticas deben cumplir los requisitos de la norma TS EN 13043 y de las secciones correspondientes de la Especificación Técnica de Carreteras.

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El papel de las soluciones a base de cal en la construcción de carreteras

La cal es un material multifuncional utilizado en la construcción de carreteras como aditivo tanto en la estabilización de suelos como en la mezcla asfáltica. Puede asumir funciones complementarias en distintas fases de un mismo proyecto.

Estabilización de suelos con cal viva (CaO): en suelos arcillosos y con alto potencial de expansión, la cal viva se aplica generalmente en una proporción del 2-5 % del peso seco total del suelo. La cal, al modificar la carga superficial de la arcilla, inicia las reacciones de intercambio catiónico y floculación.

Con el tiempo, gracias a la formación de enlaces puzolánicos de silicato cálcico hidratado (C-S-H) y aluminato cálcico hidratado (C-A-H), la capacidad portante del suelo aumenta de forma permanente y el índice de plasticidad disminuye notablemente. Los estudios de campo reportan que, tras la estabilización, el valor de CBR asciende inicialmente al rango del 11-15 % y se mantiene estable a largo plazo.

El papel de las soluciones a base de cal en la construcción de carreteras

Aspectos técnicos que deben tenerse en cuenta en la aplicación

El error más frecuente en la estabilización de suelos es determinar la proporción de cal de forma estimativa en obra. La proporción correcta debe calcularse a partir de los límites de Atterberg, el ensayo de consumo inicial de cal (ICL) y los ensayos CBR a 7 y 28 días.

Una vez extendida la cal sobre el suelo, debe garantizarse una profundidad de mezclado suficiente, compactarse con el contenido óptimo de agua y respetarse a continuación el periodo de curado. Dado que la mayor parte de las reacciones puzolánicas se completa en los primeros 7-28 días, someter la vía a cargas de tráfico de forma prematura reduce la resistencia final.

En la producción de asfalto, la proporción de filler, el contenido de betún y la temperatura de compactación son parámetros sensibles. Si se va a añadir cal hidratada a la mezcla, debe seleccionarse el punto de alimentación adecuado para lograr una distribución homogénea; normalmente se incorpora pulverizándola sobre los áridos secos o mediante un breve premezclado antes de añadir el betún.

Aspectos técnicos que deben tenerse en cuenta en la aplicación

Construcción vial sostenible y ejemplos de buenas prácticas a 2026

A 2026, el sector de las carreteras se orienta hacia soluciones que reducen la huella de carbono al tiempo que aumentan la durabilidad.

La estabilización de suelos con cal aporta beneficios tanto económicos como ambientales al reducir la cantidad de material de relleno que debe transportarse y la demanda de recursos naturales extraídos de la cantera.

La mejora in situ de los suelos expansivos reduce las emisiones derivadas del transporte y acorta el calendario del proyecto. Por su parte, el uso de cal hidratada en la mezcla asfáltica en caliente prolonga la vida útil del pavimento, reduce la frecuencia de mantenimiento y reparación y mejora el costo del ciclo de vida. Los informes de las administraciones de carreteras publicados en los últimos años en Europa y Norteamérica señalan que los pavimentos modificados con cal hidratada ofrecen una ventaja de vida útil frente a las mezclas sin aditivos; un enfoque similar se está extendiendo también cada vez más en los proyectos de gran escala en Türkiye.

Construcción vial sostenible y ejemplos de buenas prácticas a 2026

Preguntas frecuentes

Un pavimento flexible clásico se compone de cinco capas principales: subrasante, subbase, base granular, capa intermedia bituminosa (binder) y capa de rodadura. Cada capa reduce la tensión transmitida a la subrasante distribuyendo progresivamente las cargas de tráfico procedentes de arriba y prolonga la vida útil de la carretera.
El CBR (California Bearing Ratio) es el resultado de un ensayo que expresa la capacidad portante de un suelo como porcentaje respecto a una piedra triturada de referencia. En los proyectos viales se busca generalmente un mínimo del 8 % en la subrasante y valores mucho más altos en las capas estabilizadas. El CBR es el parámetro fundamental para determinar los espesores de las capas y la necesidad de estabilización.
La mezcla asfáltica en caliente se compone de aproximadamente un 93-95 % de áridos, un 4-7 % de betún y un 1-2 % de filler mineral. Los áridos forman el esqueleto portante, el betún actúa como ligante y el filler mejora la reología del betún. También pueden añadirse a la mezcla aditivos como cal hidratada o polímeros para mejorar el rendimiento.
Los suelos arcillosos son materiales problemáticos que cambian de volumen al variar su contenido de agua y que presentan una baja capacidad portante. Si se construye el pavimento directamente sobre ellos, resultan inevitables daños como asentamientos, fisuras y roderas. Por ello, este tipo de suelos se mejora previamente mediante estabilización con cal o cemento.
La proporción de cal se determina en función del contenido de arcilla y la plasticidad del suelo; generalmente se sitúa en el rango del 2-5 % del peso seco total del suelo. La proporción correcta se calcula mediante el ensayo de consumo inicial de cal (ICL), los límites de Atterberg y los ensayos CBR. La aplicación se realiza mayoritariamente en dos capas de 20 cm, con un espesor total de 40 cm.
La cal hidratada (cal apagada) se añade para evitar el desprendimiento del asfalto por acción del agua (stripping), reforzando la adherencia entre el betún y la superficie del árido. Además, ralentiza el envejecimiento del betún y aumenta la resistencia a las roderas y a las fisuras por fatiga. La dosificación típica es del 1-1,5 % del peso seco de los áridos.
Las normas fundamentales son la TS EN 13242 para mezclas sin ligante y con ligante hidráulico, y la TS EN 13043 para mezclas bituminosas. La granulometría se determina según la TS EN 933-2 y el índice de lajas según la TS EN 933-3. La Especificación Técnica de Carreteras de la KGM, basándose en estas normas, define criterios de aceptación adicionales para cada proyecto.
La cal viva (CaO) presenta una alta reactividad y genera calor de hidratación; por ello, proporciona un secado y una estabilización rápidos en suelos con alto contenido de agua. La cal hidratada (Ca(OH)₂), en cambio, ofrece una reacción más controlada y se prefiere como aditivo para el asfalto y en suelos más secos. Ambas aportan resistencia a largo plazo mediante reacciones puzolánicas.
Para la estabilización con cal se recomienda generalmente una temperatura ambiente superior a 5 °C. A bajas temperaturas, las reacciones puzolánicas se ralentizan de forma notable y no se alcanza la resistencia objetivo. Si el trabajo debe realizarse en condiciones invernales, la aplicación debe finalizarse durante las horas cálidas del día y la superficie debe protegerse antes de las heladas.
La estabilización de suelos con cal reduce la necesidad de nuevo material de relleno extraído de la cantera y las emisiones de transporte. El uso de cal hidratada en el asfalto prolonga la vida útil del pavimento y disminuye la frecuencia de mantenimiento y reparación. Ambas aplicaciones mejoran el costo del ciclo de vida y reducen indirectamente la huella de carbono del proyecto.