Historia de los firmes de carreteras

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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID 
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE 
CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 
 
 
Evolución del diseño en firmes de carreteras y 
nuevos materiales en la era de la economía 
circular: un cambio de paradigma
TESIS DOCTORAL 
 
Autor: 
José Manuel Sanz García 
Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos 
 
 
 
Madrid, 2022 
 
 
 
 
 
 
 
 
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José Manuel SANZ GARCÍA es Ingeniero de Caminos, Canales y 
Puertos por la Universidad Politécnica de Madrid (UPM). Su 
experiencia profesional se central en el ámbito de las infraestructuras 
del transporte, especialmente el diseño de firmes y pavimentos para 
carreteras y aeropuertos. 
 
Manuel G. ROMANA GARCÍA es Doctor Ingeniero de Caminos, 
Canales y Puertos y Profesor Titular en el Departamento de 
Ingeniería del Transporte, Territorio y Urbanismo. Desde 2013 es
Subdirector de Acreditación y Calidad de la Escuela Técnica Superior 
de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Madrid (UPM). 
 
Antonio SÁNCHEZ SOLIÑO es Doctor Ingeniero de Caminos, 
Canales y Puertos y Licenciado en Ciencias Económicas y 
Empresariales. Desde 2020 es Catedrático de Universidad en el área 
de Economía Aplicada de la Universidad Politécnica de Madrid 
(UPM). 
Construcción de pavimentos y compactación del terreno 
Fuente: 
Polión, Marco Vitrubio (ca. 15 A.C.), «De Architectura. Libro VII. 
Capítulo I: De los pavimentos». Edición de Francesco Lucio 
Durantino. Imprenta de Joane Antonio y Pietro Fratelli da Sabio. 
Venecia, 1524. 
 
Tribunal nombrado por el Excelentísimo y Magnífico Señor Rector de la 
Universidad Politécnica de Madrid, el día …………. de ………………………………………. de 2022. 
 
Presidente: D. 
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 
 
Vocal: D. 
…………………………………………………………………………………………………............................................................... 
 
Vocal: D. 
…………………………………………………………………………………………………............................................................... 
 
Vocal: D. 
…………………………………………………………………………………………………............................................................... 
 
Secretario: D. 
…………………………………………………………………………………………….................................................................... 
 
Realizado el acto de defensa y lectura de la Tesis Doctoral el día ………. de 
…………………………………………………. de 2022, en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de 
Caminos, Canales y Puertos de la Universidad Politécnica de Madrid. 
 
Calificación: ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 
 
 
 
 
 
EL PRESIDENTE LOS VOCALES 
 
 
 
 
 
 
 
EL SECRETARIO
 
 
 
 
 
 
 
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AGRADECIMIENTOS 
esde estas líneas quiero manifestar mi agradecimiento a todas aquellas 
personas que me han apoyado en este camino que emprendí hace algunos 
años, y sin cuya ayuda y paciencia no hubiera sido posible realizar esta 
investigación. 
En primer lugar, deseo agradecer su colaboración al Dr. Manuel Romana García, por 
sus buenos consejos y orientación, su comprensión y su bonhomía durante estos años de 
trabajo continuado. Del mismo modo, deseo manifestar mi agradecimiento al Dr. Antonio 
Sánchez Soliño por el apoyo recibido a lo largo del proceso. 
También deseo agradecer el valioso apoyo recibido en los compases iniciales de esta 
investigación por parte del Dr. José Antonio Ramos García, a quien le debo gran parte de lo 
que he aprendido en el mundo profesional de las carreteras. En este sentido, y aunque la 
naturaleza de este trabajo combina elementos humanísticos y técnicos, la admiración que 
siempre me ha provocado su rigor, su buen hacer técnico y su profesionalidad en el estudio 
de las carreteras me ha permitido conducirme y realizar esta investigación con la debida 
circunspección. 
Por último, quiero reconocer el apoyo inquebrantable de mi familia, especialmente 
de mis padres, a quienes corresponde el honor de haber cimentado la mayor parte de mis 
méritos con su dedicación plena al trabajo durante toda su vida, inculcándome el espíritu de 
progreso basado en la cultura del esfuerzo y el mérito personal. No podría finalizar esas líneas 
sin agradecer muy especialmente su aliento y apoyo a mi esposa, que ha vivido esta 
investigación desde sus inicios. Algo de su dulce comprensión y paciencia está presente 
también en este documento. 
D 
 
 
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A la memoria de mis abuelos, 
a quienes Dios no les dio 
el tiempo suficiente para 
verme llegar hasta aquí. 
Al cabo llegué donde debía, abuelo. 
 
 
 
 
 
 
Concepto y etimología de pavimento 
Fuente: 
Martinius, Matías (1623). «Lexicon Philologicum». Tercera edición. Tomo 
II. Entrada de ‘pavimentum’ en página 194. Amsterdam, 1701. 
Evolución del diseño en firmes de carreteras y nuevos materiales en la era de la economía circular: un cambio de paradigma 
- 11 - 
RESUMEN 
A lo largo de la historia de la humanidad, el tránsito de personas y bienes a través del 
territorio ha sido asunto de gran interés para las naciones. La fortaleza o debilidad de los 
imperios ha dependido, en no poca medida, de la existencia de una red de carreteras 
suficientemente extensa y de estructura bien afirmada para permitir el movimiento de 
ejércitos, bienes de consumo y personas. 
En esta obra se investigan las características y evolución de los distintos pavimentos 
para vías interurbanas a lo largo de la historia, desde la antigüedad hasta nuestros días, 
identificando los diferentes paradigmas (estructurales y superficiales) que han imperado en 
el diseño de pavimentos de carretera. En este sentido, se analiza tanto la parte práctica 
(vestigios, hallazgos y resultados materiales) como la contribución teórica al desarrollo de la 
ingeniería de pavimentos en forma de producción científica (ensayos, modelización de la 
estructura del firme, profesionalización del diseño). Mediante el estudio del estado 
tecnológico en cada momento histórico y las circunstancias que han llevado al abandono de 
un paradigma y la sustitución por otro diseño, se identifican los vectores de cambio en la 
actualidad y se traslada el razonamiento al momento presente. El objetivo final es analizar si 
se dan las condiciones que permitan inferir un cambio de paradigma en los firmes de 
carretera en los próximos años para el que es necesario prepararse. 
Con la realización de este trabajo se espera también conseguir una obra capaz de 
sintetizar en castellano la historia de los firmes de carretera. En este sentido, esta obra 
pretende ser una aproximación al concepto y contribuir, no solo a la puesta en valor del 
patrimonio viario, sino a la ilustración de todos aquellos jóvenes que, como el autor, una vez 
se interesaron por la génesis, desarrollo y evolución de nuestras carreteras. 
 
Evolución del diseño en firmes de carreteras y nuevos materiales en la era de la economía circular: un cambio de paradigma 
- 12 - 
ABSTRACT 
Throughout history of humanity, transit of people and goods through territory has 
been a matter of great interest for nations. The strength or weakness of empires has 
depended, in no small part, on the existence of a sufficiently extensive road network, with 
solid bearing structure to allow movement of armies, goods and people. 
This work investigates features and evolution of pavements for interurban roads 
throughout history, from antiquity to the present day, identifying paradigms (structural and 
superficial) that have prevailed in the design of road pavements. In this sense, both the 
practical part (remains, findings and material results) and the theoretical contribution to the 
development of pavement engineering in the form of scientific production (tests, modelling 
of the pavementstructure, design professionalization) are analysed. Through the study of the 
technological status in each historical moment and the circumstances that have led to the 
abandonment of a paradigm and its replacement by another design, the current vectors of 
change are identified, and the reasoning is transferred to the present moment. The final goal 
is to analyse whether the conditions exist that allow us to infer a paradigm shift in road 
pavements in the coming years for which it is necessary to be ready. 
With the completion of this work, it is expected also to achieve a book able to 
synthesize the history of road pavements in Spanish language. This document pretends to 
serve as an approach to the concept and to contribute not only for considering the road 
heritage worth, but also to the illustration of all those young people who, like the author, were 
once interested in the genesis, development and evolution of our roads. 
 
 
Evolución del diseño en firmes de carreteras y nuevos materiales en la era de la economía circular: un cambio de paradigma 
- 13 - 
ÍNDICE GENERAL 
AGRADECIMIENTOS ................................................................................................................. 7 
RESUMEN ...................................................................................................................................... 11 
ABSTRACT ................................................................................................................................... 12 
ÍNDICE GENERAL ..................................................................................................................... 13 
ÍNDICE DE TABLAS ................................................................................................................. 22 
ÍNDICE DE FIGURAS ............................................................................................................... 23 
ÍNDICE DE FOTOGRAFÍAS .................................................................................................. 29 
1. OBJETIVOS Y PROPÓSITO DE LA INVESTIGACIÓN ........................................... 35 
2. METODOLOGÍA ................................................................................................................... 37 
2.1. Observación ....................................................................................................................... 37 
2.2. Hipótesis ............................................................................................................................. 38 
2.3. Estudio ................................................................................................................................ 38 
2.4. Conclusiones ................................................................................................................... 40 
3. BLOQUE I. EL PARADIGMA EN EL DISEÑO DE FIRMES DE LA 
ANTIGÜEDAD A LA ILUSTRACIÓN ................................................................................. 41 
3.1. La estructura de las calzadas en la Antigüedad ..................................................... 41 
3.1.1. Egipto y sus caminos ................................................................................................. 41 
3.1.1.1. Introducción ........................................................................................................ 41 
3.1.1.2. El firme de calzada preservado más antiguo del mundo ...................... 41 
3.1.1.3. Localización y trazado ..................................................................................... 41 
3.1.1.4. Características técnicas del firme ................................................................. 43 
3.1.1.5. Las calzadas de Gebels Gulab en Asuán ..................................................... 45 
3.1.1.6. La conservación viaria en el Antiguo Egipto ............................................ 47 
3.1.2. Babilonia y Asiria: los primeros firmes en Mesopotamia............................. 48 
3.1.2.1. Introducción ....................................................................................................... 48 
3.1.2.2. Principales realizaciones asirias en firmes ............................................... 48 
3.1.2.3. Firmes en el periodo babilónico .................................................................. 49 
3.1.3. Persia: la expansión viaria aqueménida .............................................................. 51 
3.1.3.1. El Camino Real Persa entre Sardes y Susa ................................................. 51 
3.1.3.2. El Camino Real entre Susa y Persépolis .................................................... 53 
3.1.3.3. Otras vías persas en Anatolia ........................................................................ 54 
3.1.3.4. El camino de la garganta de Tang-i-Bulaghi ........................................... 56 
3.1.3.5. La construcción y conservación viaria en Persia ..................................... 57 
3.1.4. India y las carreteras en el Punyab ...................................................................... 58 
Evolución del diseño en firmes de carreteras y nuevos materiales en la era de la economía circular: un cambio de paradigma 
- 14 - 
3.1.4.1. El Uttarapatha, o Camino del Norte ............................................................ 58 
3.1.4.2. Los materiales y técnicas ............................................................................... 60 
3.1.4.3. La trascendencia de un relato viario ......................................................... 60 
3.1.5. Micenas: las primeras calzadas de Europa ........................................................ 60 
3.1.6. Grecia: calzadas en el Ática, Anatolia y el Peloponeso................................... 62 
3.1.6.1. El firme y la geometría de las calzadas griegas ........................................ 62 
3.1.6.2. La conservación viaria en la Antigua Grecia ............................................ 64 
3.1.7. China y el sistema imperial de calzadas ............................................................. 65 
3.1.7.1. Introducción ....................................................................................................... 65 
3.1.7.2. Las calzadas imperiales: Chidao y Zhidao ................................................ 66 
3.1.7.3. La calzada de Hunan y las guerras de unificación chinas .................... 68 
3.1.8. Cartago: en el origen de la técnica de construcción de calzadas ................ 69 
3.1.8.1. La red de calzadas cartaginesa en África .................................................... 70 
3.1.8.2. Ingeniería de carreteras en Sicilia: la calzada púnica de Motia .......... 70 
3.1.8.3. Calzadas cartaginesas en Hispania .............................................................. 74 
3.1.9. Roma, o cómo llevar la construcción de calzadas al óptimo tecnológico 76 
3.1.9.1. Introducción ....................................................................................................... 76 
3.1.9.2. Las cargas del tráfico ........................................................................................ 77 
3.1.9.3. La sección tipo de las calzadas romanas .................................................... 77 
3.1.9.4. El cimiento del firme ...................................................................................... 79 
3.1.9.4.1. Cimentación sobre roca .......................................................................... 79 
3.1.9.4.2. Cimentación sobre suelo ........................................................................ 80 
3.1.9.5. La capa de base................................................................................................... 81 
3.1.9.6. Las capas intermedias ..................................................................................... 82 
3.1.9.7. La capa de rodadura ........................................................................................83 
3.1.9.8. Croquis de cortes en calzadas romanas ..................................................... 85 
3.1.9.9. El proceso constructivo .................................................................................. 87 
3.2. Los firmes de los caminos medievales .................................................................... 91 
3.2.1. Los firmes de los caminos en la Europa medieval.......................................... 91 
3.2.2. Principales realizaciones en los reinos hispánicos ......................................... 91 
3.2.2.1. Las Cañadas Reales de la Corona de Castilla ........................................... 91 
3.2.2.1.1. Tipología y sección geométrica ............................................................ 91 
3.2.2.1.2. Sección de firme ....................................................................................... 94 
3.2.2.2. La red viaria de la Corona de Aragón........................................................ 96 
Evolución del diseño en firmes de carreteras y nuevos materiales en la era de la economía circular: un cambio de paradigma 
- 15 - 
3.2.2.2.1. Tipología y sección geométrica ........................................................... 97 
3.2.2.2.2. Sección de firme ...................................................................................... 97 
3.2.2.2.3. Funcionalidad económica ..................................................................... 98 
3.2.2.3. Los caminos navarros ..................................................................................... 99 
3.2.2.3.1. Tipologías y sección geométrica .......................................................... 99 
3.2.2.4. La financiación de las obras viarias en la Edad Media española .....100 
3.2.3. Otras realizaciones europeas ...............................................................................101 
3.2.3.1. La carretera de los monjes en Gales ..........................................................101 
3.2.3.1.1. Trazado .......................................................................................................101 
3.2.3.1.2. Características de la sección de firme .............................................. 102 
3.2.3.1.3. Tráfico ........................................................................................................ 104 
3.2.3.1.4. Función de las carreteras en el medievo britano .......................... 104 
3.2.4. Las realizaciones viarias en la China medieval .............................................. 105 
3.2.4.1. Introducción .................................................................................................... 105 
3.2.4.2. La Ruta de la Seda ......................................................................................... 105 
3.2.4.3. Introducción .................................................................................................... 105 
3.2.4.4. La calzada de Xiaohan .................................................................................. 106 
3.2.4.4.1. Localización y trazado .......................................................................... 106 
3.2.4.4.2. Características técnicas del firme ...................................................... 108 
3.2.4.5. La visión europea de la Ruta de la Seda .................................................. 109 
3.2.4.6. La Antigua Carretera del Té y los Caballos ............................................110 
3.2.4.6.1. Introducción .............................................................................................110 
3.2.4.6.2. Trazado .......................................................................................................111 
3.2.4.6.3. Tráfico ........................................................................................................ 112 
3.2.4.6.4. Características del firme ....................................................................... 114 
3.2.4.6.5. Legado posterior ..................................................................................... 115 
3.2.5. Qhapaq Ñan: la red vial del Imperio Inca ........................................................ 116 
3.2.5.1. Trazado............................................................................................................... 116 
3.2.5.2. Características técnicas del firme............................................................... 117 
3.2.5.2.1. Caminos sobre arena .............................................................................. 117 
3.2.5.2.2. Caminos sobre roca ................................................................................ 118 
3.2.5.2.3. Caminos sobre zonas cultivables ........................................................ 119 
3.2.5.2.4. Caminos sobre praderas ....................................................................... 120 
3.2.5.2.5. Caminos sobre zonas inundadas ........................................................ 121 
Evolución del diseño en firmes de carreteras y nuevos materiales en la era de la economía circular: un cambio de paradigma 
- 16 - 
3.3. Las carreteras en la Modernidad ............................................................................. 123 
3.3.1. La contribución francesa a la ingeniería de pavimentos: de Bergier a 
Trésaguet .............................................................................................................................. 123 
3.3.1.1. Bergier: el primer estudio científico de los firmes de carreteras ..... 125 
3.3.1.2. La teoría académica: la sección modelo de la calzada romana ........ 125 
3.3.1.2.1. La explanada o «substratum» ............................................................... 125 
3.3.1.2.2. La subbase o «statumen» ...................................................................... 126 
3.3.1.2.3. La base o «rudus» .................................................................................... 126 
3.3.1.2.4. La capa intermedia o «nucleus» ......................................................... 126 
3.3.1.3. La comprobación empírica: prospecciones y excavaciones ............. 126 
3.3.1.3.1. La calzada del convento de los capuchinos de Reims .................. 126 
3.3.1.3.2. La calzada de Reims a Metz ................................................................ 128 
3.3.1.3.3. La vía romana de Reims a Colonia ................................................... 128 
3.3.1.4. Defender Francia: la ingeniería de carreteras transmitida por Gautier
 ........................................................................................................................................... 129 
3.3.1.4.1. El «Traité de la Construction des Chemins» ................................... 130 
3.3.1.4.2. Carreteras en orografía llana donde el terreno es inadecuado . 132 
3.3.1.4.3. Carreteras en terreno pantanoso ....................................................... 133 
3.3.1.4.4. Carreteras sobre lagos o estanques .................................................... 133 
3.3.1.5. Castel y su intento de llevar la conservación de firmes a rango de ley
 ........................................................................................................................................... 135 
3.3.1.5.1. El proyecto de edicto sobre reparación de caminos .................... 136 
3.3.1.6. El sistema Trésaguet. La Ilustración en los firmes de carreteras ..... 138 
3.3.1.6.1. Los firmes de Trésaguet ........................................................................ 138 
3.3.1.6.2. La capa de base ........................................................................................ 139 
3.3.1.6.3. La capa intermedia ................................................................................ 140 
3.3.1.6.4. La capa de rodadura .............................................................................. 140 
3.3.1.6.5. La aportación de Trésaguet a la conservación: aparicióndel 
cantón y origen de los peones camineros ......................................................... 141 
3.3.1.6.5.1. Los trabajos forzados en carreteras ........................................ 141 
3.3.1.6.5.2. Trésaguet y la aparición de los peones camineros ........... 144 
3.3.2. El Camino Real: técnica viaria en el Imperio Español ................................ 144 
3.3.2.1. Los Caminos Reales en la Península Ibérica ........................................... 145 
3.3.2.1.1. Infraestructuras viarias en época de los Austrias. El Camino Real 
de la Montaña ............................................................................................................ 145 
3.3.2.1.1.1. Trazado ............................................................................................ 145 
Evolución del diseño en firmes de carreteras y nuevos materiales en la era de la economía circular: un cambio de paradigma 
- 17 - 
3.3.2.1.1.2. Características técnicas del firme ........................................... 146 
3.3.2.1.1.3. Conclusiones ................................................................................. 148 
3.3.2.1.2. La nueva era de los Borbones. El Camino Real de Reinosa a 
Santander ................................................................................................................... 149 
3.3.2.1.2.1. Trazado .......................................................................................... 149 
3.3.2.1.2.2. Características técnicas del firme .......................................... 150 
3.3.2.1.2.3. Conclusiones ................................................................................ 153 
3.3.2.2. Los Caminos Reales en la América española ........................................ 153 
3.3.2.2.1. El Camino Real de Panamá ................................................................. 153 
3.3.2.2.1.1. Trazado ........................................................................................... 154 
3.3.2.2.1.2. Características técnicas del firme ........................................... 154 
3.3.2.2.1.3. Conservación de la vía .............................................................. 156 
3.3.2.2.2. El Camino Real de Tierra Adentro ................................................... 156 
3.3.2.2.2.1. Trazado .......................................................................................... 156 
3.3.2.2.2.2. Características técnicas del firme ........................................... 157 
3.3.2.2.2.3. Conservación ................................................................................ 161 
3.3.2.2.3. El Camino Real de las Californias ..................................................... 162 
3.3.2.2.3.1. Trazado .......................................................................................... 162 
3.3.2.2.3.2. Características técnicas del firme .......................................... 163 
3.3.2.2.3.3. De la superficie granular a la rodadura asfáltica .............. 165 
3.3.2.3. La financiación de las carreteras en la Monarquía Hispánica .......... 166 
3.3.3. Las «Estradas Reais» del imperio portugués en Brasil ................................. 169 
3.3.3.1. Origen y desarrollo de la red viaria .......................................................... 169 
3.3.3.2. Características técnicas del firme .............................................................. 172 
3.3.3.3. Impacto y legado posterior ......................................................................... 174 
3.3.4. Los firmes en las guerras jacobitas: la expansión viaria inglesa por Escocia
 .................................................................................................................................................. 176 
3.3.4.1. El impulso viario de Wade y Caulfield ..................................................... 176 
3.3.4.2. Las carreteras de Wade ................................................................................. 178 
3.3.4.2.1. Carretera 1 (1726-1727): Inverness – Fort William ......................... 178 
3.3.4.2.2. Carretera 2 (1728-1730): Perth – Inverness ...................................... 178 
3.3.4.2.3. Carretera 3 (1730): Stirling – Dalnacardoch .................................... 178 
3.3.4.2.4. Carretera 4 (1731): Fort Augustus – Dalwhinnie ............................. 179 
3.3.4.3. Las carreteras de Caulfield .......................................................................... 180 
3.3.4.3.1. Carretera 5 (1743-1749): Dumbarton – Inveraray .......................... 180 
3.3.4.3.2. Carretera 6 (1750-1752): Tyndrum – Fort William ...................... 180 
Evolución del diseño en firmes de carreteras y nuevos materiales en la era de la economía circular: un cambio de paradigma 
- 18 - 
3.3.4.3.3. Carretera 7 (1754): Crianlarich – Tarbet .......................................... 180 
3.3.4.3.4. Carretera 8 (1755): Fort Augustus – Cuarteles de Bernera ......... 180 
3.3.4.3.5. Carretera 9 (1749-1756): Blairgowrie – Inverness ......................... 182 
3.3.4.3.6. Carretera 10 (ca. 1760): Portpatrick – Puente sobre el Sark ...... 182 
3.3.4.4. Características técnicas del firme .............................................................. 182 
3.3.4.5. El legado viario de Wade y Caulfield ...................................................... 186 
3.4. Definición del paradigma en el periodo................................................................ 187 
3.4.1. El camino hasta el óptimo tecnológico de la Antigüedad ............................ 187 
3.4.2. Impacto posterior del diseño granular ............................................................ 189 
3.4.3. El racionalismo de los teóricos franceses y su influencia posterior: 
revisitando el canon romano ......................................................................................... 190 
3.4.4. Escenarios de expansión ........................................................................................ 191 
3.4.5. Trésaguet: actualización del paradigma romano .......................................... 192 
3.4.6. Características comunes ....................................................................................... 193 
4. BLOQUE II. EL NUEVO CANON EN LA ERA INDUSTRIAL ............................ 195 
4.1. Avances en el diseño: el firme de McAdam – Edgeworth ............................... 195 
4.1.1. Las vidas de tres ingenieros .................................................................................. 195 
4.1.1.1. John Loudon McAdam (1756-1836) ............................................................ 195 
4.1.1.2. Richard Lovell Edgeworth (1744-1817) ...................................................... 196 
4.1.1.3. Thomas Telford (1757-1834) .......................................................................... 197 
4.1.2. El firme de McAdam .............................................................................................. 199 
4.1.2.1. Características técnicas .................................................................................. 199 
4.1.2.2. Materiales......................................................................................................... 200 
4.1.2.3. Conservación ................................................................................................... 201 
4.1.3. El diseño mejorado de Edgeworth .................................................................... 202 
4.1.4. La contribución de Telford ................................................................................. 203 
4.1.5. Impacto y legado posterior ................................................................................. 205 
4.2. Nueva era en los materiales: ligantes bituminosos y conglomerantes 
hidráulicos .............................................................................................................................. 207 
4.2.1.Un nuevo vehículo en las carreteras .................................................................. 207 
4.2.2. La primera incorporación de ligante: el alquitrán de hulla ...................... 209 
4.2.3. Los asfaltos naturales ............................................................................................. 216 
4.2.4. Las mezclas asfálticas con diseño granulométrico ....................................... 227 
4.2.5. La llegada del hormigón a los firmes .............................................................. 230 
Evolución del diseño en firmes de carreteras y nuevos materiales en la era de la economía circular: un cambio de paradigma 
- 19 - 
4.3. Revolución en la técnica: compactación, trituración de áridos y extendido
 .................................................................................................................................................... 232 
4.3.1. El camino hacia la compactación industrial ................................................... 232 
4.3.1.1. Antecedentes de la compactación viaria .................................................. 232 
4.3.1.2. Antoine-Rémy Polonceau (1778-1847) ...................................................... 233 
4.3.1.3. El cilindro Polonceau de tracción animal ............................................... 235 
4.3.1.4. La compactación autopropulsada: motores de vapor y combustión 
interna .............................................................................................................................239 
4.3.2. El machaqueo de áridos y la producción industrial de firmes ................. 242 
4.3.2.1. Eli Whitney Blake (1795-1886) .................................................................... 243 
4.3.2.2. La máquina de machaqueo de áridos de Blake .................................... 244 
4.3.3. La ejecución mecanizada de las capas: la extendedora ............................... 246 
4.3.3.1. La automatización de la pavimentación asfáltica ................................. 246 
4.3.3.1.1. El camino de Foote y Blaw-Knox ....................................................... 247 
4.3.3.1.2. El tercer actor: Barber-Greene ........................................................... 248 
4.3.3.2. Las pavimentadoras de hormigón ............................................................ 251 
4.4. La nueva conservación de firmes estandarizada .............................................. 254 
4.4.1. La institucionalización de los cantoneros en Francia ................................... 255 
4.4.2. De contratistas individuales a funcionarios del Estado francés ................ 257 
4.4.3. La extensión del modelo francés de conservación viaria por Europa .. 260 
4.4.3.1. Expansión hacia Italia .................................................................................. 260 
4.4.3.2. Expansión hacia España...............................................................................262 
4.5. Vectores de cambio ..................................................................................................... 266 
4.6. Definición del nuevo paradigma ............................................................................ 267 
5. BLOQUE III. MODELOS DE RESPUESTA Y ENSAYOS A GRAN ESCALA 
PARA EL DISEÑO DE LOS FIRMES ................................................................................ 269 
5.1. El estudio analítico de los pavimentos: modelos de respuesta estructural
 .................................................................................................................................................... 269 
5.1.1. Joseph Valentin Boussinesq (1842-1929) .......................................................... 269 
5.1.2. El modelo de Boussinesq aplicado a las carreteras ....................................... 270 
5.1.3. La solución de Westergaard para pavimentos de hormigón ..................... 274 
5.1.4. Donald Martin Burmister (1895-1981) ............................................................... 278 
5.1.5. El modelo multicapa de Burmister .................................................................... 279 
5.1.6. Los avances de Odemark ...................................................................................... 281 
5.1.7. El desarrollo de las leyes de fatiga de los materiales ..................................... 284 
5.1.8. El método Shell ........................................................................................................ 286 
Evolución del diseño en firmes de carreteras y nuevos materiales en la era de la economía circular: un cambio de paradigma 
- 20 - 
5.1.8.1. Índice de penetración (IP) y temperatura T800 ...................................... 287 
5.1.8.2. Rigidez del asfalto .......................................................................................... 288 
5.1.8.3. Módulo de elasticidad dinámico de la mezcla asfáltica ..................... 290 
5.1.8.4. Tipo de mezcla y comprobación a fatiga ................................................ 291 
5.1.8.5. Diseño de los espesores de las capas del firme ...................................... 294 
5.1.9. El método PCA ......................................................................................................... 294 
5.1.10. La aplicación de los elementos finitos al cálculo de firmes de carretera
 ................................................................................................................................................. 298 
5.2. El estudio empírico de los firmes: ensayos a gran escala ............................... 302 
5.2.1. Alvin Carlton Benkelman (1895-1987) .............................................................. 303 
5.2.2. El Bates Road Test .................................................................................................... 304 
5.2.3. El WASHO Road Test y la viga Benkelman ..................................................... 305 
5.2.4. El experimento vial AASHO............................................................................... 309 
5.2.5. La guía AASHTO de diseño de firmes ............................................................. 318 
5.3. Un enfoque combinado: el diseño empírico-mecanicista hasta la actualidad
 ..................................................................................................................................................... 321 
5.3.1. El método YONAPAVE ......................................................................................... 322 
5.3.2. La guía empírico-mecanicista del NCHRP ..................................................... 325 
5.3.3. La guía AASHTO empírico-mecanicista ......................................................... 327 
5.3.3.1. Caracterización del tráfico........................................................................... 327 
5.3.3.2. Propiedades de los materiales .................................................................... 328 
5.3.3.3. Caracterización de la explanada ................................................................329 
5.3.3.4. Modelo de comportamiento funcional ...................................................329 
5.3.3.5. Modelo de comportamiento estructural ............................................... 330 
5.3.3.6. El papel de la confiabilidad en el nuevo método empírico-
mecanicista.................................................................................................................... 330 
5.4. Vectores de cambio ..................................................................................................... 332 
5.5. Definición del nuevo paradigma ............................................................................ 334 
6. BLOQUE IV. EL PARADIGMA DEL FUTURO. CARRETERAS SOSTENIBLES 
EN UNA ECONOMÍA CIRCULAR ..................................................................................... 337 
6.1. Cronología de los materiales empleados históricamente............................... 337 
6.2. Nuevas aspiraciones ambientales: el concepto de economía circular ...... 339 
6.3. Nuevos materiales para firmes ............................................................................... 340 
6.3.1. Áridos: necesidad de esqueleto mineral .......................................................... 340 
6.3.2. Ligantes y aditivos: un gran campo para crecer ........................................... 343 
Evolución del diseño en firmes de carreteras y nuevos materiales en la era de la economía circular: un cambio de paradigma 
- 21 - 
6.3.3. Sustitución del asfalto: reflexión sobre lo que puede esperarse este siglo
 ................................................................................................................................................. 345 
6.3.4. Impacto de los costes de los nuevos materiales para firmes ..................... 349 
6.3.5. El empleo de plásticos en firmes de carreteras ............................................ 350 
6.3.5.1. Incorporación por triturado y mezclado ................................................ 351 
6.3.5.2. Integración mediante estructuras modulares ....................................... 355 
6.4. Nuevas necesidades: el vehículo eléctrico, conectado y la interacción 
vehículo-infraestructura ................................................................................................... 356 
6.4.1. La nueva bicefalia del diseño acústico de los pavimentos .......................... 356 
6.4.2. La integración de sistemas de carga eléctrica ................................................ 357 
6.4.3. Implicaciones del vehículo conectado ............................................................. 359 
6.5. Vectores de cambio ...................................................................................................... 361 
7. CONCLUSIONES ................................................................................................................ 363 
8. EPÍLOGO ................................................................................................................................ 367 
9. REFERENCIAS .................................................................................................................... 369 
 
Evolución del diseño en firmes de carreteras y nuevos materiales en la era de la economía circular: un cambio de paradigma 
- 22 - 
ÍNDICE DE TABLAS 
Tabla 1. Conversión de unidades de medida históricas a unidades del Sistema 
Internacional ................................................................................................................................. 34 
Tabla 2. Anchura de las vías griegas en determinadas ciudades ................................... 63 
Tabla 3. Algunos tipos de carros empleados en el Imperio Romano ........................... 77 
Tabla 4. Anchos de calzadas romanas en Italia ................................................................... 79 
Tabla 5. Anchos geométricos de las vías pecuarias en España hasta 1889 .................. 93 
Tabla 6. Anchos geométricos de las vías pecuarias en España desde 1889 ................. 94 
Tabla 7. Tipo de cambio fijado durante la dinastía Ming ................................................111 
Tabla 8. Tramos de calzadas pavimentados entre Santos y Rio de Janeiro .............. 172 
Tabla 9. Composición del mástico bituminoso de Coulaine (1850) .......................... 220 
Tabla 10. Cuadro de precios de las primeras técnicas de pavimentación asfáltica en 
Francia ........................................................................................................................................... 225 
Tabla 11. Primer cambio de paradigma en el diseño de firmes ................................... 268 
Tabla 12. Perfeccionamiento posterior de la solución de Westergaard para otras 
condiciones .................................................................................................................................. 277 
Tabla 13. Factores de corrección del espesor con el método de Odemark .............. 283 
Tabla 14. Factor de seguridad de cargas empleado en el método PCA ..................... 295 
Tabla 15. Comparativa entre MEF mediante análisis elástico lineal con ABAQUS301 
Tabla 16. Pistas de prueba a escala real y experimentos viales realizados en Estados 
Unidos durante el siglo XX .................................................................................................... 302 
Tabla 17. Escala de evaluación de la capacidad de servicio del pavimento .............. 313 
Tabla 18. Coeficientes de ajuste para el cálculo de la longitud característica l0 ...... 324 
Tabla 19. Coeficientes de ajuste para el cálculo del módulo de la explanada Esg ... 324 
Tabla 20. Segundo cambio de paradigma en el diseño de firmes .............................. 335 
Tabla 21. Cronología histórica de los materiales para firmes de carreteras ............. 338 
Tabla 22. Posibles usos de residuos industriales en construcción de carreteras .... 343 
Tabla 23. Materiales alternativos considerados en los protocolos Viridis ................ 344 
Tabla 24. Principales materiales cubiertos por las prescripciones británicas .......... 345 
Tabla 25. Esperanza de suministro de productos petrolíferos de fuentes 
convencionales ........................................................................................................................... 346 
Tabla 26. Esperanza de suministro de recursos petrolíferos de fuentes 
convencionales y no convencionales ................................................................................... 348 
Tabla 27. Ahorro económico de un firme con cenizas volantes respecto a áridos 
convencionales ........................................................................................................................... 349 
Tabla 28. Propiedades evaluadas para mezcla bituminosa modificada con residuos 
de plásticos ................................................................................................................................... 354 
Evolución del diseño en firmes de carreteras y nuevos materiales en la era de la economía circular: un cambio de paradigma 
- 23 - 
Tabla 29. Resultados de las distintas mezclas de suelo con residuos ......................... 355 
Tabla 30. Paradigmas en el diseño de pavimentos de carreteras ................................ 365 
ÍNDICE DE FIGURAS 
Figura 1. Localización geográfica de la calzada ................................................................... 42 
Figura 2. Mapa de las infrastructuras, canteras antiguas y yacimientos arqueológicos 
en el desierto de Fayún .............................................................................................................. 45 
Figura 3. Representación de las calzadas egipcias existentes en Gebel Gulab, Asuán
 ........................................................................................................................................................... 46 
Figura 4. Calzada procesional en el templo de Ishtar, Asur. ........................................... 48 
Figura 5. Plano de la ciudad de Babilonia ............................................................................. 50 
Figura 6. Sección de la calzada procesional Aiburshabu en Babilonia. Los términos 
«ladrillo asfáltico» y «caliza asfáltica» deben entenderse como «ligado/a con asfalto»
 ............................................................................................................................................................ 51 
Figura 7. Mapa del Camino Real Persa y las satrapías del imperio aqueménida ..... 52 
Figura 8. Estratigrafía del área D en Dorudzan. Detalle ................................................... 53 
Figura 9. El Camino Real aqueménida entre Sardes y Éfeso ......................................... 55 
Figura 10. Los caminos reales aqueménidas en Asia Menor.......................................... 55 
Figura 11. El sistema de caminos reales en el imperio persa aqueménida ................. 58 
Figura 12. Camino del Norte en el siglo IV a.C. .................................................................. 59 
Figura 13. Sección y planta de la calzada minoica entre Cnosos y Gortina, en Creta
 ........................................................................................................................................................... 61 
Figura 14. Sección y planta de calzada procesional en Grecia (s. IX a.C.) ................... 64 
Figura 15. Calzadas construidas por Qin Shin Huang, radiales desde la ciudad de 
Xianyang ......................................................................................................................................... 66 
Figura 16. Trazado de las principales vías que conectaban Cartago con sus posesiones 
en el norte de África .................................................................................................................... 70 
Figura 17. Sección tipo de la calzada cartaginesa de Motia ............................................. 72 
Figura 18. Ilustración sobre el posible aspecto de la calzada cartaginesa y la fortaleza 
de Motia, al fondo ........................................................................................................................ 73 
Figura 19. Territorio del imperio cartaginés en Hispania en su momento de máxima 
extensión......................................................................................................................................... 74 
Figura 20. Superposición de estructuras de firme en Plaza San Ginés/calle Duque75 
Figura 21. Croquis de la estructura de la calzada en la vía de Italia a Hispania en 
Mijaradas (Burgos, España). Medidas en cm ....................................................................... 85 
Figura 22. Sección de la vía romana de Autun a Lormes (Borgoña) ............................ 86 
Evolución del diseño en firmes de carreteras y nuevos materiales en la era de la economía circular: un cambio de paradigma 
- 24 - 
Figura 23. Sección de la vía romana de Château-Chinon a Saint-Brisson a la altura 
de Les Fontenottes (Borgoña) .................................................................................................. 86 
Figura 24. Corte de la calzada romana de Trèves a Cologne (Francia) realizado por 
Hagen y recogido por Grenier ................................................................................................. 86 
Figura 25. Sección transversal de una calzada romana en Calvados (Normandía, 
Francia) realizado por De Caumont y recogido por Grenier ......................................... 87 
Figura 26. Corte de la calzada romana de Lyon a Saintes (Francia) ............................. 87 
Figura 27. Principales cañadas reales en la Península Ibérica ......................................... 92 
Figura 28. Trazado de la Cañada de las Porqueras junto al yacimiento de Carissa 
Aurelia (Cádiz)............................................................................................................................... 95 
Figura 29. Sección de firme de la Cañada Real de las Porqueras a su paso por Carissa 
Aurelia. Estera (Cádiz) ............................................................................................................... 96 
Figura 30. Croquis de secciones de caminos medievales en Cataluña. A: camino 
sobre roca con roderas marcadas. B: camino de carro en desmonte (los taludes 
podían ser de terraplén o pedraplén). C: camino de carro con muro de protección. 
D: Camino de herradura a media ladera. E: Camino de herradura en un cañón. ... 98 
Figura 31. Red viaria de la Corona de Aragón en la Baja Edad Media ......................... 99 
Figura 32. Trazado de la carretera de los monjes, en Gales (Reino Unido). SF = Strata 
Florida, AC = Abadía de Cwmhir, FR = Ffair Rhos, R = Rhayader. Las zonas ralladas 
son los embalses de Elan-Claerwen...................................................................................... 102 
Figura 33. Ruta de la Seda. En verde, ruta principal, en rojo, otros caminos 
comerciales .................................................................................................................................. 105 
Figura 34. Mapa del tramo de la Ruta de la Seda declarado Patrimonio de la 
Humanidad en 2014 .................................................................................................................. 107 
Figura 35. Trazado simplificado de la carretera del té y los caballos entre China y 
Tíbet ................................................................................................................................................ 112 
Figura 36. Red de caminos del Imperio Inca ..................................................................... 117 
Figura 37. Convento de los capuchinos de Reims dibujado por Hugues Picart en 1618, 
en la actual rue des Capucins ...................................................................................................... 127 
Figura 38. Secciones de firme de las vías romanas excavadas por Nicolas Bergier. 
Cotas en cm. ................................................................................................................................ 129 
Figura 39. Vista de la villa de Avallon desde la carretera hacia Lormes (Borgoña) 131 
Figura 40. Sección de firme propuesta por Gautier para caminos en terreno 
inadecuado ................................................................................................................................... 132 
Figura 41. Sección tipo de una carretera sobre terreno pantanoso ............................. 133 
Figura 42. Cimentación de una carretera sobre un lago o estanque .......................... 134 
Figura 43. Secciones tipo de carreteras propuestas por Gautier según el tipo de 
terreno ........................................................................................................................................... 135 
Figura 44. Vista del Gran Camino entre Dijon y París en Plombières-lès-Dijon 
(Borgoña) ....................................................................................................................................... 137 
Evolución del diseño en firmes de carreteras y nuevos materiales en la era de la economía circular: un cambio de paradigma 
- 25 - 
Figura 45. Sección tipo de carretera en terreno llano con cunetas laterales ............ 139 
Figura 46. «Hérisson» en capa de base propuesto por Trésaguet ................................ 140 
Figura 47. Sección de firme en calzada con bombeo ...................................................... 140 
Figura 48. Sistemas jurídicos en la Francia del Antiguo Régimen. En blanco, las 
regiones de régimen común ................................................................................................... 142 
Figura 49. La construcción de una carretera en el siglo XVIII, óleo sobre lienzo de 
Claude Joseph Vernet ............................................................................................................... 143 
Figura 50. Reconstrucción del Camino Real de La Montaña y de sus restos 
arqueológicos sobre la base cartográfica del IGN ............................................................ 146 
Figura 51. Red de Caminos Reales en España hacia 1760. En verde, el Camino Real 
de Santander a Reinosa ............................................................................................................ 149 
Figura 52. Modelo de camino propuesto por Fernández de Mesa .............................. 151 
Figura 53. Sección tipo del Camino Real de Reinosa a Santander según descripción 
de Fernández de Mesa (1755). Cotas en m. ......................................................................... 152 
Figura 54. Trazado del Camino Real de Panamá ..............................................................154 
Figura 55. Trazado del Camino Real de Tierra Adentro ................................................. 157 
Figura 56. Trazado del Camino Real de las Californias ................................................. 163 
Figura 57. Automóvil circulando por el camino real a su paso por la misión de San 
Fernando (Los Ángeles, Alta California) en 1910 .............................................................. 166 
Figura 58. Transporte en la Edad Moderna mediante galera, carro de gran tamaño
 ......................................................................................................................................................... 168 
Figura 59. Rancheros transitando por el Camino Real de Tierra Adentro a mediados 
del siglo XIX. Litografía de Carl Nebel. ............................................................................... 169 
Figura 60. Mapa de la red de «Estradas Reais» de la corona portuguesa en Brasil ... 171 
Figura 61. Izda: Mariscal de Campo George Wade en 1731. Al fondo, soldados 
construyen sus carreteras. Dcha: oficial William Caulfield ........................................... 177 
Figura 62. Trazado en planta de las carreteras del general Wade en Escocia (1-4) . 179 
Figura 63. Trazado en planta de las carreteras del general Wade (1-4) y del oficial 
Caulfield (5-10) en Escocia ....................................................................................................... 181 
Figura 64. Sección de firme de la carretera 2 en el paraje de Badachreamh ........... 183 
Figura 65. Firme de la carretera 2 entre Dalnacardoch y Dalnaspidal, reconstruido a 
media ladera por Caulfield ..................................................................................................... 184 
Figura 66. Modelo de sección de firme propuesto por Trésaguet.............................. 193 
Figura 67. Retrato de John Loudon McAdam en 1830 ................................................... 195 
Figura 68. Richard Lovell Edgeworth en 1812 .................................................................... 197 
Figura 69. Grabado de Thomas Telford ............................................................................. 198 
Figura 70. Carretera en el acceso a Hammersmith, Londres, hacia 1800 ................ 201 
Figura 71. Sección de firme propuesta por Richard Edgeworth (1817) ...................... 203 
Evolución del diseño en firmes de carreteras y nuevos materiales en la era de la economía circular: un cambio de paradigma 
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Figura 72. Sección de firme de Telford .............................................................................. 204 
Figura 73. Sección tipo proyectada para la mejora del firme de carreteras locales
 ........................................................................................................................................................ 204 
Figura 74. Comparativa de los diseños de firme Trésaguet y McAdam - Edgeworth
 ........................................................................................................................................................ 205 
Figura 75. Pavimentación de carreteras en el siglo XIX .................................................. 211 
Figura 76. Anuncio de la Compagnie Générale des Asphaltes de France ........................... 218 
Figura 77. Bloques de mástico de asfalto de Val-de-Travers (izda) y de Pyrimont-
Seyssel (dcha) para su comercialización ............................................................................. 219 
Figura 78. Calderas para cocción de mezcla asfáltica ..................................................... 220 
Figura 79. Aplicación de mástico asfáltico en una acera de una ciudad de provincias 
de Francia ..................................................................................................................................... 221 
Figura 80. Sección de firme mixto (mezcla bituminosa sobre hormigón) ejecutado 
en Londres ................................................................................................................................... 222 
Figura 81. Pavimento asfáltico de la Bolsa de Comercio en 1850 ................................ 224 
Figura 82. Materiales bituminosos a mediados del siglo XIX, por su procedencia 227 
Figura 83. Cilindro de compresión presentado por Leupold en su Theatrum 
Machinarum Generale.................................................................................................................. 233 
Figura 84. Retrato de Antoine-Rémy Polonceau, publicado en su necrológica en el 
diario francés L’Illustration el 22/01/1848 .......................................................................... 234 
Figura 85. Vistas en alzado y planta del cilindro de compresión Polonceau ...........236 
Figura 86. Rodillo compresor Schattenmann ................................................................... 238 
Figura 87. Sistema de compactación de carreteras de Amies & Bradford ................239 
Figura 88. Compactador a vapor Gellerat, sistema Ballaison mejorado de entre 22 y 
29 t de masa, de 1867 ................................................................................................................ 240 
Figura 89. Anuncio de compactador a vapor Aveling & Porter ca. 1910. Chapa de 
acero. .............................................................................................................................................. 241 
Figura 90. Máquina de machaqueo de áridos de Blake pintada por Carl Rakeman
 ......................................................................................................................................................... 245 
Figura 91. Anuncio de la H.R. Marsden Co. en 1872 sobre la máquina de machaqueo 
de áridos de Blake ...................................................................................................................... 246 
Figura 92. Mezcladora-extendedora de hormigón Multifoote, ca. 1920 .................. 252 
Figura 93. Vista del castillo de Chagny en el camino real de Beaune a Châlons .... 256 
Figura 94. Planta y alzado de una casa cantoniera ........................................................... 261 
Figura 95. Trabajos de rehabilitación de carreteras en el siglo XVIII ........................263 
Figura 96. Modelo de Boussinesq .......................................................................................... 271 
Figura 97. Representación X-Z del bulbo de presiones en un terreno bajo carga 
puntual .......................................................................................................................................... 273 
Evolución del diseño en firmes de carreteras y nuevos materiales en la era de la economía circular: un cambio de paradigma 
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Figura 98. Modelo de carga circular uniformemente repartida .................................. 274 
Figura 99. Esquema del modelo de Westergaard ............................................................ 275 
Figura 100. Posición de las cargas en el modelo de Westergaard ............................... 276 
Figura 101. Modelo de firme bicapa de Burmister .......................................................... 279 
Figura 102. Tensiones y deformaciones en el modelo de firme bicapa de Burmister
 ........................................................................................................................................................ 280 
Figura 103. Modelo de un sistema multicapa .................................................................... 281 
Figura 104. Representación del método de los espesores equivalentes de Odemark
 ......................................................................................................................................................... 282 
Figura 105. Ejemplo de aplicación del método de los espesores equivalentes de 
Odemark .......................................................................................................................................283 
Figura 106. Ábaco de Van der Poel para el cálculo del módulo dinámico del betún
 ......................................................................................................................................................... 288 
Figura 107. Determinación de la temperatura de la mezcla Tmezcla en el método Shell
 ......................................................................................................................................................... 289 
Figura 108. Ábaco de Van der Poel para la determinación de la rigidez del asfalto en 
el método Shell .......................................................................................................................... 290 
Figura 109. Nomograma de Heukelom para determinación del módulo Shell de la 
mezcla asfáltica ........................................................................................................................... 291 
Figura 110. Nomograma Shell para la determinación del tipo de mezcla bituminosa
 .........................................................................................................................................................292 
Figura 111. Ábaco de fatiga Shell, en función de Vb y Smix .............................................293 
Figura 112. Ábacos Shell para determinación del tipo de asfalto F1 o F2 ...................293 
Figura 113. Ejemplo del nomograma Shell HN45 de diseño de espesores de capas del 
firme .............................................................................................................................................. 294 
Figura 114. Nomograma de análisis por fatiga de la PCA .............................................. 296 
Figura 115. Ábacos PCA para el análisis de erosión de los firmes de hormigón ..... 297 
Figura 116. Esquema del planteamiento de los elementos finitos en firmes .......... 299 
Figura 117. Esquema de un elemento diferencial ............................................................ 300 
Figura 118. Esquema comparativo entre un MEF bidimensional y tridimensional
 ......................................................................................................................................................... 301 
Figura 119. Localización de la carretera de prueba del Washo Road Test .................. 306 
Figura 120. Planta del circuito y secciones de firme construidas en el Washo Road Test
 ......................................................................................................................................................... 307 
Figura 121. Funcionamiento de la viga Benkelman ......................................................... 307 
Figura 122. Noticia del invento de la viga Benkelman en el Cass City Chronicle, 27 
de agosto de 1954 ....................................................................................................................... 309 
Figura 123. Localización del experimento vial AASHO ................................................. 310 
Evolución del diseño en firmes de carreteras y nuevos materiales en la era de la economía circular: un cambio de paradigma 
- 28 - 
Figura 124. Modificación de la autopista interestatal 80 para albergar las pruebas 311 
Figura 125. Distribución del firme flexible y rígido en los lazos, con los puentes de 
prueba ............................................................................................................................................ 312 
Figura 126. Equivalencia del daño entre ejes de diferente carga para una capacidad 
de servicio final pf = 2,5 ............................................................................................................ 314 
Figura 127. Guías AASHTO de diseño de firmes de 1972, 1986 y 1993 ..................... 320 
Figura 128. Esquema del modelo de Hogg ......................................................................... 322 
Figura 129. Esquema conceptual del diseño de firmes en tres etapas de la guía del 
NCHRP ..........................................................................................................................................326 
Figura 130. Esquema del diseño en tres etapas del método AASHTO 08 ................ 328 
Figura 131. Planteamiento de la confiabilidad en el método empírico-mecanicista 
AASHTO 08 ................................................................................................................................. 331 
Figura 132. 3ª Edición de la guía del MEPG publicada en 2020 (versión vigente) . 332 
Figura 133. Proceso de la economía circular en firmes de carretera ......................... 340 
Figura 134. Comportamiento de los distintos materiales del proyecto ALT-MAT 
frente al desgaste de Los Ángeles .......................................................................................... 341 
Figura 135. Izda: secciones de firme del tramo de prueba de Törringe. Dcha: 
secciones de firme del tramo de prueba de Umeå. ......................................................... 342 
Figura 136. Reservas probadas de crudo en el mundo ................................................... 346 
Figura 137. Producción total de mezclas asfálticas calientes y templadas en Europa 
(2008-2020) ................................................................................................................................. 348 
Figura 138. Categorías de plásticos ...................................................................................... 350 
Figura 139. Evolución de la producción mundial de plásticos ..................................... 351 
Figura 140. Diseño 3D de la estructura modular con firme de plástico .................... 356 
Figura 141. Nuevas necesidades en el diseño acústico de los pavimentos ................ 357 
Figura 142. Esquema de funcionamiento de la carga eléctrica por inducción ........ 358 
 
Evolución del diseño en firmes de carreteras y nuevos materiales en la era de la economía circular: un cambio de paradigma 
- 29 - 
ÍNDICE DE FOTOGRAFÍAS 
Fotografía 1. Afloración de basalto en el macizo de Gebel Qatrani .............................. 43 
Fotografía 2. Losas de arenisca en el tramo 3, mejor conservado (izda). Anchura del 
firme: 2,0 m. Calzada sobreelevada en el tramo 2 (dcha) ................................................ 44 
Fotografía 3. Tramo de calzada 3 pavimentado con madera silicificada. Imagen 
derecha, detalle ............................................................................................................................. 44 
Fotografía 4. Calzada egipcia para el transporte de piedra en una cantera de arenisca 
silicificada en Gebel Gulab, Asuán. Imperio Nuevo ......................................................... 47 
Fotografía 5. Sección desenterrada del Camino Real Persa en Gordio (Turquía), vista 
desde el este (izda) y desde el sentido de circulación (dcha)........................................... 52 
Fotografía 6. Segmento de calzada con bordillos laterales y separación de carriles 
con eje de calzada ........................................................................................................................ 53 
Fotografía 7. Izda: localización de la garganta Tang-i Bulaghi, a 3,5 km de la ciudad 
persa de Pasargada. Dcha: vista del noreste de la garganta, pasaje cortado en la roca 
en la parte superior derecha ..................................................................................................... 56 
Fotografía 8. Izda: vista del tramo más largo (250 m) del camino excavado en la roca. 
Dcha: detalle .................................................................................................................................. 56 
Fotografía 9. Burro con carga por el paso de Tang-i Bulaghi, con parapeto de rocas 
en el margen ................................................................................................................................... 57 
Fotografía10. Calzada micénica desde los Palacios Reales de Cnosos hacia Heraclión
 ........................................................................................................................................................... 61 
Fotografía 11. Vía Panatenaica, Atenas. Al fondo, la Acrópolis ....................................... 63 
Fotografía 12. Calle de los Marmolistas, en el ágora de Atenas ...................................... 63 
Fotografía 13. Sección conservada de la calzada Zhidao cerca de Xianyang (China)
 ........................................................................................................................................................... 67 
Fotografía 14. Calzada de pizarra de Hunan (izda) y detalle de las losas (dcha) ........ 68 
Fotografía 15. Vista aérea de la isla de Motia, a la izquierda de la imagen se aprecia el 
trazado de la carretera púnica hasta la costa ........................................................................ 71 
Fotografía 16. Vista de la calzada púnica desde la superficie del agua .......................... 71 
Fotografía 17. Carro agrícola regresando de la isla de Motia hacia la costa de Birgi 
por la calzada púnica .................................................................................................................. 74 
Fotografía 18. Calle Duque nº 2, tramo de calzada y drenaje longitudinal ................. 76 
Fotografía 19. Izda: puerta de Donnas. Dcha: firme excavado en la roca en Donnas. 
Valle de Aosta, Italia .................................................................................................................... 80 
Fotografía 20. Izda: Corte de calzada romana en terraplén en la vía de Astvrica a 
Bracara, en Valderrey (León, España). Dcha: Vía romana en terraplén entre Badbury 
Rings y Old Sarum (Inglaterra) ................................................................................................. 81 
Fotografía 21. Sección longitudinal con zahorra sobre «hérisson» en la vía romana de 
Alpes Graia en Aime (Saboya, Francia) ................................................................................. 82 
Evolución del diseño en firmes de carreteras y nuevos materiales en la era de la economía circular: un cambio de paradigma 
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Fotografía 22. Sección longitudinal de la vía de Italia a Hispania en Pradejón (La 
Rioja, España). Tres pies de zahorras sobre una capa de canto rodado. ..................... 82 
Fotografía 23. Sección de calzada romana en Tafalla (Navarra) donde se identifican 
claramente las capas intermedias ............................................................................................ 83 
Fotografía 24. Sección longitudinal de la vía de Italia a Hispania en Cortes (Navarra). 
Se observan las sucesivas capas del material granular del firme de la calzada. ........ 83 
Fotografía 25. Zahorra natural de granulometría fina en la capa de rodadura de la 
Carrera de los Romanos, Briviesca (Burgos, España) ........................................................ 84 
Fotografía 26. Izda: bordillo en la Vía de la Plata, Garrovillas de Alconétar (Cáceres, 
España). Dcha: vía romana embordillada en Verdes (Loir-et-Cher, Francia) ........... 88 
Fotografía 27. Vista de la Cañada Real Soriana Occidental en Prádena (Segovia) ... 93 
Fotografía 28. Cañada Real Conquense sobre zahorras en Sisante (Cuenca) ............ 94 
Fotografía 29. Cañada a su paso por el yacimiento de Carissa Aurelia ....................... 95 
Fotografía 30. Camino medieval de los Pilones en Villarroya de los Pinares, Teruel
 ........................................................................................................................................................... 97 
Fotografía 31. Izda: segmento de la carretera entre Carn Ricet y Aberhenllan, 
dirección este. Dcha: tramo en pendiente hacia Gilfach, dirección noroeste ......... 103 
Fotografía 32. Sección de la calzada excavada en roca, en el tramo entre Carn Ricet 
y Aberhenllan .............................................................................................................................. 103 
Fotografía 33. Corte accidental de la calzada de los monjes ......................................... 104 
Fotografía 34. Planta de conjunto de la sección «Shihao» de la calzada de Xiaohan 
(Henan, China) ............................................................................................................................ 107 
Fotografía 35. Vistas del firme de piedra caliza de la calzada de Xiaohan ............... 108 
Fotografía 36. Campos de té en las proximidades de Simao, al sur de la provincia de 
Yunnan ............................................................................................................................................111 
Fotografía 37. Ruta del té entre Sichuan y el Tíbet a través del paso de Tro, altitud 
de 5 550 msnm ............................................................................................................................. 112 
Fotografía 38. Caravana de mulas ascendiendo por el paso de Sho La, en la ruta del 
té hacia Lhasa ............................................................................................................................... 113 
Fotografía 39. Porteadores con té por la carretera de Sichuan a Lhasa en 1946 ..... 113 
Fotografía 40. El profesor Gary Sigley, de la Universidad de Australia Occidental, en 
una sección no pavimentada de la carretera del té y los caballos ................................ 114 
Fotografía 41. Pavimento de bloques de piedra de mampostería en el camino del té 
y los caballos ................................................................................................................................. 114 
Fotografía 42. Peligroso tramo de la ruta del té al noroeste de Yunnan excavado en 
roca, de 1,0 m de ancho............................................................................................................ 115 
Fotografía 43. Vía inca «Camino de los Llanos», con hilera de piedras sobre terreno 
arenoso, en Manchán, Casma .................................................................................................. 118 
Evolución del diseño en firmes de carreteras y nuevos materiales en la era de la economía circular: un cambio de paradigma 
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Fotografía 44. Camino inca hacia Huamanmarca sobre roca a media ladera con 
muro lateral. Distrito de Carania, provincia de Yauyos .................................................. 119 
Fotografía 45. Camino inca sobre antiguos labrantíos, con muros laterales de piedra. 
Distrito de Paucarcolla, provincia de Puno ........................................................................ 120 
Fotografía 46. Camino sobre praderas con hileras de piedras en las márgenes, paraje 
de Punta Callán, Huaraz, Ancash ........................................................................................... 121 
Fotografía 47. Vía inca entre Cuzco y Desaguadero, tramo sobre humedales en 
Pomata Puno ............................................................................................................................... 122 
Fotografía 48. Vista de la vía romana de Reims a Colonia en la población de Witry-
lès-Reims en 2011 ....................................................................................................................... 128 
Fotografía 49. Izda: plataforma encajada y firme empedrado del camino. Dcha: 
detalle del empedrado ............................................................................................................... 147 
Fotografía 50. Izda: detalle del firme del camino. Izda: tramo del camino en la 
entrada a Cires ............................................................................................................................ 148 
Fotografía 51. Sección del Camino Real de Panamá en el litoral del lago Alajuela . 155 
Fotografía 52. Tramos del Camino Real de Panamá