La historia de la ingeniería civil

¿Qué es la ingeniería civil?

La ingeniería civil es una rama de la ingeniería que se encarga del diseño, construcción y mantenimiento de infraestructuras y obras civiles, como edificios, puentes, carreteras, puertos, aeropuertos, presas, canales, entre otros.

¿Cuál es el origen de la ingeniería civil?

La historia de la ingeniería civil se remonta a la antigua Roma y Grecia, donde se construyeron algunas de las obras más impresionantes de la época.

En la antigua Roma, los ingenieros civiles eran conocidos como "constructor" y eran responsables de la planificación y construcción de acueductos, puentes y carreteras. El más famoso de ellos fue Marco Vitruvio Polión, quien escribió el tratado "De Architectura", que se considera uno de los primeros libros sobre ingeniería civil.

Durante la Edad Media, la ingeniería civil se centró en la construcción de castillos, fortificaciones y catedrales. En el Renacimiento, se produjo un renacimiento en la ingeniería civil, y se construyeron algunas de las obras más impresionantes de la época, como el Duomo de Florencia y el Palacio de Versalles.

Durante la Revolución Industrial, la ingeniería civil experimentó un gran avance, ya que las nuevas tecnologías permitieron la construcción de edificios más altos, puentes más largos y carreteras más rápidas. La construcción de ferrocarriles y canales también fue un importante logro de la ingeniería civil en este periodo.

En el siglo XX, la ingeniería civil se ha convertido en una disciplina altamente especializada, con diferentes ramas que se centran en áreas específicas, como la ingeniería estructural, hidráulica, geotécnica, de transporte y de construcción. Las nuevas tecnologías, como la informática y la robótica, han permitido la construcción de obras más complejas y avanzadas.

La ingeniería civil ha evolucionado a lo largo del tiempo para satisfacer las necesidades de las sociedades y ha hecho posible la construcción de infraestructuras y edificios de gran escala que han mejorado la calidad de vida de las personas. A continuación, se detallan algunos de los hitos más importantes en la historia de la ingeniería civil:

Acueductos romanos

Los acueductos romanos son una de las obras más impresionantes de la ingeniería civil de la antigüedad. Fueron construidos para llevar agua a las ciudades y se caracterizan por su arco alto y su uso inteligente de la gravedad.

Puentes colgantes

El primer puente colgante moderno fue construido en Inglaterra en 1826. Este tipo de puente utiliza cables de acero para soportar la carga y se caracteriza por su elegante diseño y su capacidad para atravesar ríos y gargantas profundas.

Torre Eiffel

La Torre Eiffel en París, construida en 1889, es un icono de la ingeniería civil moderna. Se caracteriza por su estructura de hierro forjado y su altura de 324 metros. En su momento, fue la estructura más alta del mundo y sigue siendo una de las atracciones turísticas más populares de Francia.

Presas

Las presas son estructuras que se construyen para almacenar agua y generar energía hidroeléctrica. La presa Hoover, cuya construcción data de la década de 1930 en Estados Unidos, es una de las más famosas y se caracteriza por su impresionante tamaño y su capacidad para generar energía limpia y renovable.

Construcciones de rascacielos

La construcción de rascacielos se ha convertido en un desafío para los ingenieros civiles modernos.

De las consideraciones sobre suelos de fundación se desprende la conveniencia de proteger la sección estructural de los pavimentos asfálticos, de los efectos del agua exterior que pudiera penetrar en ella. Por su elevado costo es imposible eliminar completamente la presencia indeseable de los finos arcillosos, por este motivo resulta más conveniente efectuar adicionalmente obras de protección contra el agua exterior, para garantizar que la práctica de eliminación de finos funcione adecuadamente en lo general, y añadir obras especiales de protección en aquellos lugares en los cuales las condiciones del flujo interno de agua hagan que el criterio general establecido resulte insuficiente.

Situaciones de este tipo suelen presentarse en laderas inclinadas donde se ejecutan cortes, especialmente en cajón; en estos casos convendrá analizar la posibilidad de incorporar la construcción de subdrenes, para proteger adecuadamente a la sección estructural.

Pavimentos y suelos de fundación (Parte V)

Por razones económicas, no es posible eliminar completamente la presencia de suelos finos de la sección estructural de una carretera, pero debe tenerse muy en cuenta que las investigaciones de la Mecánica de Suelos indican que contenidos relativamente muy pequeños de arcilla, formando parte de una matriz de suelo grueso, bastan para dar a esa matriz un comportamiento indeseable, haciéndola compresible y expansiva. El límite en el contenido de finos depende de la actividad de la arcilla.

Los análisis exigidos para determinar la actividad de los suelos arcillosos hace prácticamente imposible el investigar la naturaleza de los finos dentro del proceso industrial de construcción de una carretera, por lo cual el contenido de finos suele controlarse limitando el porcentaje de partículas que pasan el tamiz No. 200.

La investigación desarrollada dentro de la tecnología de la Mecánica de Suelos hace ver las grandes diferencias que produce la inclusión de finos arcillosos en una matriz de gravas utilizadas en bases y sub-bases de pavimentos asfálticos, según sea la actividad y la naturaleza de las arcillas incorporadas, pero, a la vez, muestra también que contenidos de finos por debajo del 10% del total, no tienen una influencia determinante en la resistencia y en la deformabilidad del conjunto, que mantendrá un comportamiento que básicamente puede considerarse como el de un suelo grueso. Contenidos superiores a ese valor le dan al suelo un comportamiento notablemente indeseable, de manera que contenidos de materiales arcillosos en el orden del 12%, ya inducen a un comportamiento que corresponde al de un suelo fino.

Por tanto, el contenido de materiales finos que pasan el tamiz No. 200, en cualquier matriz de suelo grueso que se utilice en las capas superiores de una carretera (bases y sub-bases), no debe exceder de un 10%. Este valor debe reducirse a la mitad en las carpetas asfálticas. Además debe tenerse en cuenta que no menos de un 4% ó 5% de partículas finas van a ser aportadas por la propia fracción gruesa, como resultado de los procesos usuales de trituración, por este hecho se debe reducir, en la misma proporción, el contenido de materiales puramente arcillosos.

En las subrasantes de carreteras puede haber una mayor tolerancia, aceptándose contenidos de finos que pasan el tamiz No. 200 hasta un porcentaje del 15%, en las carreteras más ocupadas, y hasta un 25% en aquellas de menor ocupación.

El contenido de materiales finos y sus efectos en las secciones estructurales de las carreteras, también deben controlarse con la medición del índice de plasticidad de la fracción que pasa la malla No. 40. El valor del límite líquido no debe ser mayor a 25% y 30% en bases y sub-bases, y no mayor a 50% en subrasantes.

El empleo prudente de los materiales térreos con límites adecuados en el contenido de materiales finos arcillosos, permite el empleo de estándares de compactación adecuados, para dar a las capas de la sección estructural de una carretera la consistencia necesaria, de manera que se garantice la permanencia de sus propiedades durante su vida de servicio.

Pavimentos y suelos de fundación (Parte IV)

Naturalmente, un cierto grado de compactación inicial es necesario, pero siempre ocurrirá que cuanto mayor sea ese proceso inicial, mayor será el potencial de succión comunicado y, por ende, también será mayor el potencial de expansión adquirido con absorción de agua; el cual al desarrollarse producirá un suelo maleable de fácil deformación por la compresión de cualquier nueva carga. Esta deformación producirá un “efecto de acordeón”, cuyas consecuencias serán altamente perjudiciales para la carretera.

Estas consideraciones hacen ver la importancia del proceso de compactación de suelos finos. Si no se alcanzan en principio condiciones adecuadas, la carretera será inestable, pero si la compactación es mayor a un determinado límite, la carretera también llegará a ser inestable con el transcurso del tiempo, si es que los materiales están en contacto con el agua libre exterior.

Las consideraciones anteriores conducen a la conclusión de que los suelos arcillosos son indeseables en el cuerpo general de las carreteras y, desde luego, en cualquier capa de la sección estructural de su pavimento. Sin embargo, razones constructivas y económicas obligan a una cierta presencia de suelos finos, la cual debe ser mínima y cuidadosamente tratada.

En efecto, el material que se desea para construir carreteras está constituido por suelos gruesos, pero resultaría antieconómico e innecesario eliminar por completo a los finos, con el avance actual de las técnicas constructivas, habrá que coexistir con un cierto volumen de éstos, teniendo presente, que cuanto más abajo se ubiquen los suelos finos, el impacto proveniente de las cargas del tráfico será menor, de manera que su presencia será menos nociva. Por ello, la tecnología tradicional exige el uso de suelos gruesos casi puros en las capas bases y sub-bases del pavimento, y va aceptando contenidos crecientes de suelos finos en subrasantes y terracerías.

Pavimentos y suelos de fundación (Parte III)

En los suelos finos parcialmente saturados, la presión externa produce deformaciones que disminuyen los vacíos, comunican presión al agua interior, que se desplazará hacia el exterior, ocasionando deformaciones volumétricas grandes. Las estructuras precomprimidas, al cesar la presión externa y absorber agua, tienden a disipar los estados de tensión superficial actuantes entre el agua que ocupaba parcialmente los vacíos y las partículas cristalinas del suelo, liberando energía que permite que la estructura sólida precomprimida se expanda, de manera que los suelos arcillosos son muy proclives a la compresión bajo cargas y a la expansión, cuando al cesar la acción de cualquier carga exterior, se produce la liberación de sus esfuerzos y comienza a actuar la succión interior del agua externa.

En cualquier caso la estabilidad volumétrica de los suelos finos está amenazada y pueden ocurrir en ellos deformaciones volumétricas muy importantes: De compresión, a expensas de su gran volumen de vacíos y de la salida del agua interior por efecto de las cargas exteriores, o de expansión, a causa de la succión interna que produce la expansión de la estructura sólida, que absorbe agua del exterior.

La magnitud de estos fenómenos (compresión de la estructura bajo carga externa o expansión de una estructura precomprimida por liberación de presión externa y absorción de agua), depende de la naturaleza del suelo arcilloso. Hay arcillas como la bentonita o la montmorillonita, mucho más activas en estos procesos que otras, como por ejemplo, la caolinita. Este cambio en la naturaleza físico-química y mineralógica influye en el comportamiento de interrelación de las partículas y los grumos, que se traduce en diferencias muy importantes en la relación de vacíos o vaporosidad de su estructura interna. Algunas arcillas pueden tener una relación de vacíos de 2, 3 ó 4 (volumen de vacíos 2, 3 ó 4 veces más grande que el volumen de los sólidos), lo cual representa una capacidad de deformación volumétrica mucho mayor. Por razones constructivas, las arcillas se incorporan en los suelos que se utilizan en las carreteras, tras procesos de compactación, lo que hace que estén precomprimidas, por lo que serán proclives a procesos de succión de agua externa y/o expansión, en un grado mayor cuanto más intensa haya sido la compactación con que se colocaron.

Pavimentos y suelos de fundación (Parte II)

Para cualquier solicitación se cumple que a mayor presión ejercida sobre el conjunto de partículas por las cargas exteriores, la resistencia del conjunto crece, tal como establecen las leyes de fricción. Evidentemente, cualquier aumento en la compacidad del conjunto trae consigo un aumento en su resistencia intrínseca y al reacomodo. En caso de producirse algún deslizamiento o reacomodo entre partículas, debido a elevados esfuerzos, la deformación ocasionada es de magnitud relativamente pequeña. Un material de esta naturaleza bien compactado, adquiere características de resistencia y difícil deformabilidad, permanentes en el tiempo y muy poco dependientes del contenido de agua que el material adquiera con el transcurso del tiempo. Estas características son favorables para el desempeño estructural de las carreteras.

El caso de los suelos finos arcillosos, su tendencia a adoptar estructuras internas abiertas, con alto volumen de vacíos, hace que estos suelos tengan una capacidad de deformación mucho más alta. Si se ejerce presión sobre suelos finos saturados se puede ocasionar un fenómeno de consolidación, que induce al agua acumulada entre sus partículas a salir del conjunto, produciendo una reducción del volumen que originará deformaciones del conjunto, las que afectarán la estabilidad del pavimento.

Pavimentos y suelos de fundación (Parte I)

Al igual que en la casi totalidad de aplicaciones de la Mecánica de Suelos, los materiales que se eligen para la fundación de pavimentos, son de dos tipos claramente diferenciados. Los que se denominan materiales gruesos (arenas, gravas, fragmentos de roca, etc.) constituyen el primer grupo, el segundo grupo está formado por los suelos finos, cuyo arquetipo son los materiales arcillosos.

Es conocida la gran diferencia de comportamiento que tienen ambos grupos de suelos, respecto a sus características de resistencia y deformación, estas diferencias ocurren por la naturaleza y la estructura íntima que adoptan las partículas individuales o sus grumos, los suelos finos forman agrupaciones compactas y bien familiares, en cambio los suelos gruesos adoptan formas vaporosas con grandes volúmenes de vacíos y ligas poco familiares en el caso de los finos.

En los suelos gruesos tales como las arenas y las gravas, la deformación del conjunto por efecto de cargas externas, sólo puede tener lugar, por acomodo brusco de partículas menores en los huecos que dejan entre sí las mayores, o por ruptura y molienda de sus partículas. La expansión de suelos gruesos, es un fenómeno que para efectos prácticos no se considera en el diseño de carreteras. La estabilidad de los suelos gruesos ante la presencia del agua es grande, si se prescinde de la posibilidad de arrastres internos de partículas menores por efecto de la circulación de corrientes de agua interiores, efecto que relativamente es poco común en las carreteras. Por tanto, si el suelo grueso está constituido por partículas mineralógicamente sanas, su resistencia al esfuerzo cortante es grande, y está basada en mecanismos de fricción interna de sus partículas, o en la resistencia que oponen esas partículas a deslizarse unas con respecto a otras, dependiendo por tanto de la fricción interna y de su dureza.

Pavimentos rígidos y semirrígidos

¿Qué son los pavimentos rigidos?

Son aquellos en los que la losa de concreto de cemento Portland (C.C.P.) es el principal componente estructural, que alivia las tensiones en las capas subyacentes por medio de su elevada resistencia a la flexión, cuando se generan tensiones y deformaciones de tracción de bajo la losa producen su fisuración por fatiga, después de un cierto número de repeticiones de carga. La capa inmediatamente inferior a las losas de C.C.P. denominada sub-base, por esta razón, puede ser constituida por materiales cuya capacidad de soporte sea inferior a la requerida por los materiales de la capa base de los pavimentos flexibles.

¿Qué son los pavimentos semirrígidos?

En términos amplios, un pavimento semirrígido ó compuesto es aquel en el que se combinan tipos de pavimentos diferentes, es decir, pavimentos “flexibles” y pavimentos “rígidos”, normalmente la capa rígida esta por debajo y la capa flexible por encima. Es usual que un pavimento compuesto comprenda una capa de base de concreto o tratada con cemento Portland junto con una superficie de rodadura de concreto asfáltico.

La estabilidad de suelos por medio de ligantes hidráulicos (cemento Portland) permite que se obtengan materiales con capacidad de soporte suficiente para construir capas para base en pavimentos sujetos a cargas pesadas como ser camiones o aeronaves.

Pavimentos con tratamiento superficial y pavimentos flexibles

Pavimentos con tratamiento superficial

Los tratamientos superficiales dobles o triples pueden ser utilizados como capas de revestimiento en carreteras de tráfico leve a medio. Se construyen mediante la aplicación de capas de ligante bituminoso sobre las cuales se conforman capas de materiales pétreos compactados, cuya granulometría debe ser rigurosamente controlada para satisfacer las exigencias de las especificaciones técnicas adoptadas en el proyecto.

El deterioro del revestimiento se produce principalmente por la fisuración debida a la fatiga y/o al desgaste. Los tratamientos superficiales simples que deben ser utilizados apenas para accesos donde el tráfico de proyecto es del orden del 1% del tráfico de proyecto de las fajas de rodadura, o para la protección provisoria de bases granulares hasta que el revestimiento definitivo sea construido.

Pavimentos flexibles

¿Cuáles son los pavimentos flexibles?

Son aquellos que tienen un revestimiento asfáltico sobre una capa base granular. La distribución de tensiones y deformaciones generadas en la estructura por las cargas de rueda del tráfico, se da de tal forma que las capas de revestimiento y base absorben las tensiones verticales de compresión del suelo de fundación por medio de la absorción de tensiones cizallantes. En este proceso ocurren tensiones de deformación y tracción en la fibra inferior del revestimiento asfáltico, que provocará su fisuración por fatiga por la repetición de las cargas de tráfico. Al mismo tiempo la repetición de las tensiones y deformaciones verticales de compresión que actúan en todas las capas del pavimento producirán la formación de hundimientos en la trilla de rueda, cuando el tráfico tiende a ser canalizado, y la ondulación longitudinal de la superficie cuando la heterogeneidad del pavimento fuera significativa.

Básicamente se pueden distinguir los siguientes tipos de pavimentos

• Pavimentos flexibles
• Pavimentos rígidos
• Pavimentos semirrígidos

Dentro de los pavimentos flexibles se pueden distinguir los siguientes sub-tipos:

• Convencionales de base granular.
• Deep-Strength de base asfáltica.
• Pavimentos full-depth.
• Pavimentos con tratamiento superficial (pueden ser semirrígidos también).

Componentes de un pavimento (Parte II)

La capa de rodadura o revestimiento asfáltico tiene las siguientes funciones:

Impermeabilizar el pavimento, para que las capas subyacentes puedan mantener su capacidad de soporte.

Proveer una superficie resistente al deslizamiento, incluso en una pista húmeda.

Reducir las tensiones verticales que la carga por eje ejerce sobre la capa base, para poder controlar la acumulación de deformaciones plásticas en dicha capa.

La capa base tiene las siguientes funciones:

Reducir las tensiones verticales que las cargas por eje ejercen sobre las capas sub-base y suelo natural.

Reducir las deformaciones de tracción que las cargas por eje ejercen a la capa de revestimiento asfáltico.

Permitir el drenaje del agua que se infiltra en el pavimento, a través de drenajes laterales longitudinales.

La capa sub-base está constituida por un material de capacidad de soporte superior a la del suelo compactado y se utiliza para permitir la reducción del espesor de la capa base.

La capa de suelo reforzado, puede estar presente en una estructura de pavimento, para poder reducir el espesor de la capa sub-base.

El suelo compactado, es el mismo suelo del terraplén, que esta escarificado y compactado una cierta profundidad dependiendo de su naturaleza o de las especificaciones del proyecto.

Se puede considerar que la estructura de un pavimento está formada por una superestructura encima de una fundación, esta última debe ser el resultado de un estudio geotécnico adecuado. En los pavimentos camineros, la superestructura está constituida por la capa de revestimiento y la capa base; la fundación está formada por las capas de sub-base y suelo compactado. En el siguiente esquema se muestra los componentes básicos de un pavimento asfáltico.

Donde:

1. Capa de Rodadura
2. Capa Base
3. Capa Sub-base
4. Suelo Compactado
5. Subrasante
6. Sub-drenaje longitudinal
7. Revestimiento de Hombreras
8. Sub-base de Hombreras

Funciones de un pavimento y finalidad de la ingeniería de pavimentos

Cuáles son las funciones de un pavimento

Un pavimento de una estructura, tiene por finalidad proporcionar una superficie de rodamiento que permita el tráfico seguro y confortable de vehículos, a velocidades operacionales deseadas y bajo cualquier condición climática. Hay una gran diversidad de tipos de pavimento, dependiendo del tipo de vehículos que transitaran y del volumen de tráfico.

¿Cuál es la finalidad de la ingeniería de pavimentos?

La Ingeniería de Pavimentos tiene por objetivo el proyecto, la construcción, el mantenimiento y la gerencia de pavimentos, de tal modo que las funciones sean desempañadas con el menor costo para la sociedad. Tratándose, esencialmente, de una actividad multidisciplinaria, donde están involucrados conceptos y técnicas de las Ingenierías: Geotecnia, de Estructuras, de Materiales, de Transportes y de Sistemas, en vista de la importancia se debe estimar y efectuar el mantenimiento de pavimentos existentes.

En un camino no pavimentado, las condiciones de funcionamiento son precarias, lo que genera limitaciones en las velocidades y las cargas de los vehículos, también se elevan los costos operacionales (mantenimiento y combustible). La utilización de un camino de tierra depende de las condiciones climáticas y de un drenaje satisfactorio. En un camino con revestimiento primario (cascajo o un suelo pedregoso arenoso), las condiciones climáticas pueden ser menos importantes pero si un drenaje eficaz.

Un pavimento difícilmente sufre una ruptura catastrófica, a menos que exista un error en el proyecto geotécnico en casos como los de pavimentos asentados en terraplenes sobre suelos expansivos. Esa degradación se da, usualmente, de forma continua a lo largo del tiempo es desde la abertura al tráfico, por medio de mecanismos complejos y que no están íntegramente relacionados, donde gradualmente se van acumulando deformaciones plásticas y siendo formadas a trabes de las capas (asfálticas o cementadas), provenientes de una combinación entre la acción de las cargas del tráfico y los efectos de la intemperie (variaciones de temperatura y humedad a lo largo del tiempo). Además, la condición de “ruptura” de un pavimento es, hasta cierto punto, indefinida y subjetiva, existiendo divergencias entre los técnicos y administradores en cuanto al mejor momento para restaurar un pavimento que presenta un cierto nivel de deterioro estructural y/o funcional.

Historia de la ingeniería de carreteras (Parte V) - La ingeniería de carreteras en Estados Unidos

La ingeniería de carreteras en Estados Unidos

En Estados Unidos, las antiguas sendas de las tribus indias sirvieron de base para trazar los nuevos caminos; las sendas Mohawk y Natchez son algunas de ellas. Santa Fe, un poblado misionero que recibía abastecimiento desde México, llegó a convertirse un núcleo importante de comercio y atrajo a pioneros procedentes de tierras estadounidenses. En 1825, como consecuencia del frecuente tránsito de viajeros, el Congreso destinó una cantidad importante de dinero para la construcción de un camino a Santa Fe desde la ciudad de Independence, en el estado de Missouri. Los grandes movimientos migratorios hacia el oeste de mediados de siglo forzaron la construcción de la Ruta Overland, con desvíos hacia Oregón y posteriormente a California.

Con la construcción de la primera vía férrea transcontinental en la década de los 60, se redujo la importancia de sendas y caminos, hasta que el desarrollo del motor de combustión interna y consecuentemente del automóvil renovó el interés por este tipo de vías de transporte.

En 1785 se construyó en Virginia una carretera de peaje con fondos públicos, aunque fue el sector privado quien se encargó de la construcción y explotación de la mayor parte de la red de carreteras existente en los estados orientales antes de la llegada del ferrocarril.

La proliferación de ferrocarriles en los Estados Unidos en la segunda mitad del siglo XIX y de vehículos eléctricos interurbanos en el este y el medio oeste del país entre 1900 y 1920 redujo la demanda de carreteras, aun siendo ya el automóvil un vehículo práctico. Con el fin de la I Guerra Mundial se intentó ampliar la red vial existente, aunque la construcción en este periodo se restringió únicamente a carreteras que abastecían zonas en proceso de expansión.

Historia de la ingeniería de carreteras (Parte IV) - La ingeniería de carreteras en Francia

La ingeniería de carreteras en Francia

A mediados del siglo XVII el gobierno francés instituyó un sistema para reforzar el trabajo local en las carreteras, y con este método se construyeron aproximadamente 24,000 km de carreteras principales. Casi al mismo tiempo, el parlamento francés instauró un sistema de concesión de franquicias a compañías privadas para el mantenimiento de dichas carreteras, permitiendo a las mismas que cobraran un peaje o cuotas por el uso de aquéllas.

Al gobierno absolutista y fuertemente centralizado existente en Francia durante el siglo XVIII se le concedió el crédito suficiente para que pudiera realizar una sólida y asentada red nacional de carreteras. De esa manera, en 1716 se creó el Departamento de Puentes y Caminos (Corps du Ponts et Chaussees), que se encargó de redactar normas para la construcción de diversos tipos de caminos.

La Ingeniería de Caminos se reconoció como profesión, en gran parte gracias a los logros de Pierre-Marie-Jérôme Trésaguet, Inspector General de Caminos, al que se atribuye el haber codificado por primera vez y de forma detallada la construcción de carreteras.

Impulsado por el deseo de reducir el espesor de las capas que conforman el firme, su método de construcción se diferenciaba de los utilizados en Inglaterra por McAdam y Telford en que, aunque también utilizaba capas de áridos cuya granulometría iba aumentando con la profundidad, diseñó cada capa ligeramente bombeada –de sección transversal con una ligera pendiente a dos aguas, siendo el eje del camino el punto más alto- para así conseguir una mejor evacuación de las aguas hacia los flancos del camino. Estas capas eran las siguientes:

• Un cimiento a base de piedras gruesas hincadas a mano.
• Una capa de regulación constituida por fragmentos de piedras ordenadas y apisonadas a mano, que aseguraba la transmisión y el reparto de las cargas a la base.
• Una capa de rodadura de unos 8 cm de espesor, con áridos del tamaño de una nuez, machacados con maceta y colocados mediante una paleta. Esta capa, compuesta de piedras muy duras, aseguraba el bombeo del 3% en el origen.

Además, en los laterales del camino existían unos encintados de piedra, cuya misión era la de impedir que las piedras pequeñas que conformaban la capa de rodadura se perdieran fuera del propio camino. También hizo un mayor uso de las capas del subsuelo para asentar correctamente el camino.

A principios del siglo XIX Francia avanza en la investigación de carreteras empleando pavimentos de mástic asfáltico en la construcción de las mismas. A mediados del siglo XX tanto en Francia como en Inglaterra se empleaba asfalto procedente de rocas comprimidas en la pavimentación calles urbanas. El rápido crecimiento del tráfico rodado en la tercera década del siglo XX acrecentó el uso del firme asfáltico al tener una superficie que no generaba polvo, aunque llegaba a ser resbaladizo y causante de accidentes sobre todo cuando se hallaba mojado. En 1929 se comenzó a añadir grava revestida de productos bituminosos –que facilitaban una mejor mezcla- al asfalto aún caliente y en estado líquido, lo que proporcionaba una mayor aspereza en la capa de rodadura, mejorando así el agarre de los vehículos.

Historia de la ingeniería de carreteras (Parte III) - Las mejoras estructurales de Thomas Telford

Las mejoras estructurales de Thomas Telford

Otro ingeniero de origen escocés fue Thomas Telford. Su método consistía en hacer las carreteras lo suficientemente resistentes como para poder soportar la máxima carga admisible; esto fue posible debido a que a diferencia de McAdam, Telford dedicó más atención al estudio de la cimentación. Su sistema implicaba la construcción de cimientos de material resistente, roca a ser posible; éstos se recrecían en el centro para que la carretera se inclinara hacia los bordes permitiendo su desagüe. La parte superior de la carreteras se componía de una capa de unos 15 cm. De piedra machacada y compactada. De esta forma se conseguía un mejor reparto de las tensiones transmitidas por los vehículos circulantes a lo largo de la estructura.

El sistema de McAdam, llamado macadamización, se adoptó en casi todas partes, sobre todo en Europa. Sin embargo, los cimientos de tierra de las carreteras macadamizadas no pudieron soportar los pesados camiones que se utilizaron en la I Guerra Mundial. Su principal consecuencia fue la adopción del sistema de Telford para construir carreteras sometidas a tráfico pesado, ya que proporcionaba una mejor distribución de las cargas de tráfico sobre el subsuelo subyacente.

Historia de la ingeniería de carreteras (Parte II) - La nueva concepción constructiva de McAdam

La nueva concepción constructiva de McAdam

John Loudon McAdam, ingeniero escocés, se dedicó a estudiar métodos de mejora de carreteras, consiguiendo construir caminos capaces de soportar tránsito rodado relativamente rápido. McAdam concebía la calzada como un colchón de reparto de las cargas de tráfico, y mantenía que un terreno bien drenado soportaría cualquier carga. En su sistema de construcción de carreteras, la capa de piedra machacada –sin ningún tipo de elemento aglomerante- se colocaba directamente sobre un cimiento de tierra que se elevaba del terreno circundante para asegurar un correcto desagüe.

Esencialmente su método consistía en disponer tres de capas de piedra de unos 10 cm. de espesor cada una, compactadas primero manualmente y posteriormente apisonadas por rodillos arrastrados por caballos. Debido al efecto del apisonando y del peso del tráfico rodado los bordes de las piedras iban puliéndose, haciendo resbaladiza la superficie del firme. Estos caminos eran norma general en Gran Bretaña hasta la iniciación de la época de los vehículos a motor. Las llantas de goma de los automóviles más rápidos tendían a desconchar la superficie de piedra apareciendo baches y socavones, a lo que se añadía la gran cantidad de polvo levantado por los vehículos. Este problema condujo a la búsqueda de mejores superficies de rodadura, tales como el asfalto.

Historia de la ingeniería de carreteras (Parte I)

Entre el siglo XVII y XVIII, la prosperidad de los países, las necesidades comerciales y el incremento constante del tráfico de viajeros dieron lugar a un nuevo auge en la construcción de carreteras.

A finales del siglo XVIII y principios del XIX, la construcción de carreteras, se amplió extraordinariamente a causa de las necesidades militares de las campañas napoleónicas.

Durante todo el siglo XIX se prosiguió la construcción de carreteras, bajo el impulso del desarrollo cada vez mayor del intercambio comercial entre ciudades de un mismo país y entre distintas naciones.

La ingeniería de carreteras en Gran Bretaña

En Inglaterra el mantenimiento de las carreteras, recayó en las parroquias, que cada año elegían un encargado de carreteras, quien se encargaba de reclutar a los hombres más fuertes y sanos para realizar servicios a la comunidad, durante un número específico de horas al año, en concepto de labores de mantenimiento y reparación de caminos.

Con posterioridad llegó la era de los caminos de peaje, en ésta, grupos de personas se asociaban para obtener facultades parlamentarias bajo las cuales asumían la gestión de un tramo de camino durante 21 años, o construían uno nuevo y financiaban su mantenimiento mediante el cobro de peajes.

La Ingeniería de Carreteras era aún rudimentaria, y en muchas ocasiones no se supo conservar los caminos existentes.

Durante las tres primeras décadas del siglo XIX dos ingenieros británicos, Thomas Telford y John Loudon McAdam, así como un ingeniero de caminos francés, Pierre-Marie-Jérôme Trésaguet, perfeccionaron los métodos y técnicas de construcción de carreteras.