El macadán es un tipo de construcción de carreteras iniciado por el ingeniero escocés John Loudon McAdam alrededor de 1820, en el que se coloca piedra triturada en capas convexas y poco profundas y se compacta completamente. Puede formarse una capa aglutinante de polvo de piedra (piedra triturada del material original); también puede, después de apisonarse, cubrirse con un aglutinante de cemento o bituminoso para mantener juntos el polvo y las piedras. El método simplificó lo que se había considerado el estado del arte en ese momento.
Pierre-Marie-Jérôme Trésaguet es considerado a veces la primera persona que aportó la ciencia posromana a la construcción de carreteras . Francés de familia de ingenieros, trabajó pavimentando carreteras en París entre 1757 y 1764. Como ingeniero jefe de construcción de carreteras de Limoges , tuvo la oportunidad de desarrollar un método de construcción de carreteras mejor y más barato. En 1775, Tresaguet se convirtió en ingeniero general y presentó su respuesta para la mejora de las carreteras en Francia, que pronto se convirtió en una práctica estándar allí. [1]
Trésaguet había recomendado una calzada compuesta por tres capas de piedras colocadas sobre una subrasante coronada con zanjas laterales para el drenaje. Las dos primeras capas consistían en agregados angulares triturados a mano , de un tamaño máximo de 3 pulgadas (7,6 cm), hasta una profundidad de aproximadamente 8 pulgadas (20 cm). La tercera capa tenía un espesor de aproximadamente 2 pulgadas (5 cm) con un tamaño máximo de agregado de 1 pulgada (2,5 cm). [2] Esta superficie de nivel superior permitió una forma más suave y protegió las piedras más grandes en la estructura de la carretera de las ruedas de hierro y los cascos de los caballos. Para mantener la superficie de rodadura nivelada con el campo, esta carretera se colocó en una zanja, lo que creó problemas de drenaje. Estos problemas se abordaron con cambios que incluyeron la excavación de zanjas laterales profundas, haciendo que la superficie fuera lo más sólida posible y construyendo la carretera con una diferencia de elevación (altura) entre los dos bordes, a la que se hace referencia indistintamente como peralte o pendiente transversal de la carretera . [2]
Thomas Telford , nacido en Dumfriesshire , Escocia , [3] fue un topógrafo e ingeniero que aplicó las teorías de construcción de carreteras de Tresaguet. En 1801 Telford trabajó para la Comisión de Carreteras y Puentes de las Tierras Altas . Se convirtió en director de la Comisión de Carreteras de Holyhead entre 1815 y 1830. Telford amplió las teorías de Tresaguet, pero hizo hincapié en la piedra de alta calidad. Reconoció que algunos de los problemas de las carreteras de los franceses podrían evitarse mediante el uso de bloques de piedra cúbicos. [4]
Telford utilizó adoquines de piedra (jarras) de aproximadamente 30 cm × 25 cm × 15 cm (12 in × 10 in × 6 in) con una cara ligeramente plana en la superficie inferior. Giró las otras caras más verticalmente que en el método de Tresaguet. El borde más largo se dispuso transversalmente a la dirección del tráfico y las juntas se rompieron con el método de mampostería convencional , pero con las caras más pequeñas de la jarra formando las superficies superior e inferior. [4]
Se colocaron piedras rotas en los espacios entre las caras perpendiculares cónicas para proporcionar a la capa un buen control lateral. Telford mantuvo el nivel de la formación natural y utilizó albañiles para curvar la superficie superior de los bloques. Colocó una capa de piedra de 15 cm (6 pulgadas) de no más de 6 cm (2,4 pulgadas) sobre la base de roca. Para terminar la superficie de la carretera, cubrió las piedras con una mezcla de grava y piedra rota. Esta estructura llegó a conocerse como "inclinación de Telford". La carretera de Telford dependía de una estructura resistente para evitar que el agua se acumulara y corroyera la resistencia del pavimento. Telford elevó la estructura del pavimento por encima del nivel del suelo siempre que fue posible. [ cita requerida ]
En los casos en que no se pudo levantar la estructura, Telford drenó el área que rodeaba la carretera. Los constructores de carreteras anteriores en Gran Bretaña ignoraron los problemas de drenaje y el redescubrimiento de Telford de los principios del drenaje fue una importante contribución a la construcción de carreteras. [5] Cabe destacar que, en la misma época, John Metcalf defendió firmemente que el drenaje era de hecho un factor importante en la construcción de carreteras y sorprendió a sus colegas al construir carreteras secas incluso a través de pantanos. Lo logró incorporando una capa de matorrales y brezos. [ cita requerida ]
John Loudon McAdam nació en Ayr , Escocia, en 1756. En 1787, se convirtió en fideicomisario de la autopista de peaje de Ayrshire en las Tierras Bajas de Escocia y durante los siguientes siete años su pasatiempo se convirtió en una obsesión. Se mudó a Bristol , Inglaterra, en 1802 y se convirtió en comisionado de pavimentación en 1806. [6] El 15 de enero de 1816, fue elegido inspector general de carreteras para el fideicomiso de la autopista de peaje de Bristol y fue responsable de 149 millas de carreteras. [6] Luego puso en práctica sus ideas sobre la construcción de carreteras, siendo el primer tramo de carretera "macadamizado" Marsh Road en Ashton Gate, Bristol. [6] También comenzó a propagar activamente sus ideas en dos folletos llamados Observaciones sobre el sistema actual de construcción de carreteras (que tuvo nueve ediciones entre 1816 y 1827) y Un ensayo práctico sobre la reparación y preservación científica de las carreteras públicas, publicado en 1819. [7]
El método de McAdam era más simple pero más eficaz para proteger las carreteras: descubrió que no eran necesarias las bases masivas de roca sobre roca y afirmó que el suelo nativo por sí solo soportaría la carretera y el tráfico sobre ella, siempre que estuviera cubierto por una costra de carretera que protegería el suelo debajo del agua y el desgaste. [8] Una capa inferior de pequeñas piedras angulares rotas actuaría como una masa sólida. Mantener las piedras de la superficie más pequeñas que el ancho de una rueda hacía que la superficie fuera buena para correr. Las pequeñas piedras de la superficie también proporcionaban poca tensión a la carretera, siempre que pudiera mantenerse razonablemente seca. [9]
A diferencia de Telford y otros constructores de caminos de la época, McAdam trazó sus caminos casi a nivel. Su camino de 30 pies de ancho (9,1 m) requería una elevación de solo 3 pulgadas (7,6 cm) desde los bordes hasta el centro. La inclinación y la elevación del camino por encima del nivel freático permitían que el agua de lluvia corriera hacia zanjas a ambos lados. [10]
El tamaño de las piedras era fundamental para la teoría de McAdam sobre la construcción de carreteras. El espesor inferior de la carretera, de 20 cm (8 pulgadas), estaba restringido a piedras de no más de 7,5 cm (3 pulgadas). La capa superior de piedras, de 5 cm (2 pulgadas) de espesor, estaba limitada a piedras de 2 centímetros ( 3 ⁄ 4 pulgadas) de diámetro; estas eran comprobadas por supervisores que llevaban balanzas. Un trabajador podía comprobar el tamaño de la piedra por sí mismo viendo si la piedra cabía en su boca. La importancia del tamaño de piedra de 2 cm era que las piedras debían ser mucho más pequeñas que el ancho de cuatro pulgadas (10 cm) de las ruedas de hierro del carruaje que circulaban por la carretera. [5]
McAdam creía que el "método adecuado" para romper piedras de manera rápida y útil era que la gente se sentara y usara pequeños martillos para romper las piedras de manera que ninguna pesara más de seis onzas (170 g). También escribió que la calidad del camino dependería del cuidado con que se esparcieran las piedras sobre la superficie en un espacio considerable, una palada a la vez. [11]
McAdam ordenó que no se incorporara a la calzada ninguna sustancia que absorbiera agua y afectara la calzada por las heladas. Tampoco se debía colocar nada sobre la piedra limpia para reforzar la calzada. La acción del tráfico rodado haría que la piedra rota se combinara con sus propios ángulos, fundiéndose en una superficie nivelada y sólida que resistiría el clima y el tráfico. [12]
La primera carretera de macadán construida en los Estados Unidos se construyó entre Hagerstown y Boonsboro, Maryland , y en su momento se la llamó Boonsborough Turnpike Road. Esta era la última sección de la carretera sin mejorar entre Baltimore en la bahía de Chesapeake y Wheeling en el río Ohio . Antes de que se la macadáramos, las diligencias que recorrían la carretera de Hagerstown a Boonsboro en invierno tardaban entre 5 y 7 horas en cubrir el tramo de 10 millas (16 km). [13] [14]
Esta carretera se completó en 1823, utilizando las técnicas de carreteras de McAdam, excepto que la carretera terminada se compactó con un rodillo de hierro fundido en lugar de depender del tráfico de la carretera para la compactación. [15] La segunda carretera estadounidense construida utilizando los principios de McAdam fue la carretera Cumberland , que tenía 73 millas (117 km) de largo y se completó en 1830 después de cinco años de trabajo. [13] [14]
La fama de McAdam se debe a su construcción eficaz y económica, que supuso una gran mejora respecto de los métodos utilizados por su generación. Hizo hincapié en que se podían construir carreteras para cualquier tipo de tráfico y contribuyó a aliviar el resentimiento de los viajeros ante el aumento del tráfico en las carreteras. Su legado reside en su defensa del mantenimiento y la gestión eficaz de las carreteras. Abogó por una autoridad central de carreteras con funcionarios profesionales formados a los que se les pudiera pagar un salario que los mantuviera alejados de la corrupción. Estos profesionales podrían dedicar todo su tiempo a estas tareas y ser considerados responsables de sus actos. [16]
La tecnología de construcción de carreteras de McAdam fue aplicada a las carreteras por otros ingenieros. Uno de estos ingenieros fue Richard Edgeworth , quien rellenó los huecos entre las piedras de la superficie con una mezcla de polvo de piedra y agua, proporcionando una superficie más lisa para el mayor tráfico que utilizaba las carreteras. [17] Este método básico de construcción a veces se conoce como macadán ligado con agua. Aunque este método requería una gran cantidad de trabajo manual, dio como resultado un pavimento fuerte y con buen drenaje. Las carreteras construidas de esta manera se describían como "macadamizadas". [17]
Con la llegada de los vehículos de motor , el polvo se convirtió en un problema grave en las carreteras de macadán. La zona de baja presión de aire creada bajo los vehículos que se mueven rápidamente succiona el polvo de la superficie de la carretera, creando nubes de polvo y un desenredado gradual del material de la carretera. [18] Este problema se abordó rociando alquitrán en la superficie para crear macadán ligado con alquitrán. En 1902, un médico suizo, Ernest Guglielminetti , tuvo la idea de utilizar alquitrán de las fábricas de gas de Mónaco para unir el polvo. [19] Más tarde, se introdujo una mezcla de alquitrán de hulla y escoria de fundición , patentada por Edgar Purnell Hooley como asfalto .
En la década de 1920 se introdujo una superficie de carretera más duradera ( pavimento de asfalto mixto moderno ), a veces denominado en los EE. UU. como blacktop. En lugar de colocar los agregados de piedra y arena en la carretera y luego rociar la superficie superior con material aglutinante, en el método de pavimentación con asfalto los agregados se mezclan completamente con el material aglutinante y la mezcla se coloca toda junta. [20] Si bien se han repavimentado carreteras de macadán en la mayoría de los países desarrollados , algunas se conservan a lo largo de tramos de carreteras como la Carretera Nacional de los Estados Unidos. [21]
Debido al uso histórico del macadán como superficie de carreteras, las carreteras en algunas partes de los Estados Unidos (como partes de Pensilvania ) se conocen como macadán, aunque puedan estar hechas de asfalto u hormigón . De manera similar, el término "tarmac" a veces se aplica coloquialmente a las carreteras de asfalto o las pistas de aterrizaje de aeronaves . [22]
