La construcció de les carreteres modernes és efectuada mitjançant un estudi previ del traçat òptim (no existent o corresponent a vies de comunicació ja existents), l’aplicació de les solucions tècniques adequades a fi de facilitar-hi el trànsit dels vehicles de motor amb un màxim de velocitat i de seguretat i amb un mínim de despeses, tant de construcció com d’explotació.
El traçat és efectuat, partint dels punts fixos (ciutats, centres industrials, etc.) per on ha de passar, per mitjà de l’estudi detallat del terreny, i és en funció de la natura d’aquest terreny, del cost de les obres de fàbrica necessàries (ponts, murs, etc.) i del valor de les expropiacions a efectuar. Hom procedeix després al càlcul de la planta i de les seccions longitudinal i transversal de la carretera.
A la planta, que és el conjunt de trams rectes i revolts que en determinen el recorregut, són evitats els canvis sobtats de direcció i els trams rectes excessivament llargs, que produeixen un alentiment de les reaccions del conductor. Els revolts són projectats, generalment, en arc de circumferència unit als trams rectes mitjançant una corba de transició; en els revolts de 90°, l’arc de circumferència és substituït per dos arcs simètrics d’una corba de transició.
En la secció longitudinal o perfil de la carretera són calculats els pendents (que haurien d’ésser inferiors al 8% en els trams rectes, els tàlvegs (en què són emprats arcs de paràbola) i els canvis de rasant, en què són més emprats els arcs de circumferència.
Per a determinar la secció transversal hom té en compte que la calçada ha de permetre d’escórrer l’aigua de pluja en tots els seus punts; així, en els trams rectes és traçada en arc de circumferència o de paràbola o, més sovint, formada per dues rectes en angle unides per un arc de circumferència o de paràbola, o, més sovint, formada per dues rectes en angle unides per un arc de circumferència. En els revolts és practicat el peraltat, que dóna una determinada inclinació a la calçada, a fi d’evitar els perills de lliscament i de bolcada provocats en el vehicle per l’acció sobtada de la força centrífuga. En la secció transversal, hom determina també l’amplada total de la carretera (calculant una mitjana de 3,75 metres per via), l’eixamplament donat als revolts, l’amplada de la franja o zona de separació entre els dos sentits de circulació (en el cas que hi sigui), l’amplada de les vies laterals de circulació lenta, de les cunetes, de les voreres per a vianants i de les voreres d’emergència. Hom aplica diverses solucions que permetin la visibilitat de parada als encreuaments i als embrancaments per tal d’evitar el perill d’accident i d’embús, les quals arriben, en les autopistes, a l’eliminació dels encreuaments fent passos a diferents nivells.
Determinat el traçat, hom procedeix a la construcció de la carretera, calculant i efectuant els moviments de terres necessaris per a l’esplanament del terreny i la consolidació d’aquest, construint les obres de fàbrica i efectuant la pavimentació. La construcció dels terraplens requereix un estudi de la resistència i l’alterabilitat del sòl i del material emprat en llur construcció, que per raons econòmiques sol ésser el procedent dels desmunts propers. Quan el sòl és constituït per materials que dificulten l’assentament (argiles flonges, llots, torbes, etc.), cal substituir-los, per excavació i reompliment, amb material que per la seva cohesió eviti les esllavissades, o bé efectuar drenatges de sorra per tal de millorar les característiques del sòl. Damunt aquest són esteses successives capes de terres que a un grau d’humitat prefixat són piconades amb corrons o amb màquines de percussió o de vibració, fins a obtenir la densitat òptima per a la seva estabilitat. Hom tendeix a construir els talussos amb un grau mínim d’inclinació, amb valors, per exemple, del 4:1, però són admeses inclinacions molt superiors, i n’estabilitza les superfícies, per exemple, amb plantacions o amb feixines. Hom construeix, a més, obres de defensa, tals com murs de contenció, recobriment del talús amb xarxa metàl·lica o revestiment amb obra de la part inferior d’aquest. En els terraplens, els vorells de la carretera són protegits de l’erosió amb bermes d’amplada compresa entre 0,5 i 1 metre i d’un pendent aproximat del 8%. Per tal que els càlculs efectuats siguin vàlids, cal que el grau de consolidació es mantingui constant i, per tant, que l’aigua de pluja, tant la que s’escorre pel terreny com la que és absorbida per aquest, sigui eliminada; per a la primera hom efectua un drenatge superficial canalitzant l’aigua per mitjà de cunetes i evitant que erosioni la calçada i la superfície i els fonaments dels terraplens; en alguns casos, però, la localització de l’esplanament obliga que l’aigua travessi la carretera i és, doncs, canalitzada amb tubs de desguàs; per a l’aigua absorbida hom fa un drenatge de la plataforma i de les zones properes que manté la capa freàtica a una profunditat mínima d’un metre i elimina l’aigua filtrada en el paviment i en les obres laterals. Les obres de drenatge de profunditat només són efectuades en el cas d’haver-hi capes freàtiques permanents o deus d’aigua. Consolidats l’esplanament i les obres laterals i construïdes les obres de fàbrica necessàries, hom pot efectuar la pavimentació, constituïda generalment per un material resistent (pedra, sorra, etc.) i un material aglutinant (productes bituminosos, ciment, etc.).
Les diverses tècniques constructives emprades per a obtenir una capa de rodolament resistent poden ésser agrupades, per raó de llur duresa, en dos grans grups: els paviments flexibles i els paviments rígids. Entre els flexibles, el més senzill és el de macadam, basat en la col·locació de capes successives de pedres matxucades, esteses en gruixos de 0,15 m i piconades; hom hi afegeix el reble (sorres lleugerament argiloses, grava, calcàries o margues), bé en sec, per piconament, o en humit, alternant el piconat amb una regada d’aigua. Aquest tipus de paviment pot ésser emprat directament com a calçada, prèvia l’addició de productes que evitin la formació de pols (aigua salada, Cl2Ca, etc.), o bé servir de base a un asfaltat superficial. Més perfeccionat és el mètode de lligar la pedra amb productes bituminosos per a obtenir el que és anomenat macadam asfàltic; per tal d’evitar que el paviment resulti permeable, hom construeix paviments bituminosos homogenis per mescla en calent (90°-160°C segons el tipus de betum) d’àrids secs i d’un aglomerat bituminós, sovint amb l’addició de fíl·ler (pols mineral). Entre els paviments rígids, uns consisteixen en la fixació d’elements de gran resistència i de mesures més o menys regulars (llambordes, rajoles, blocs de fusta, d’acer, de cautxú, etc.) damunt un sòl de formigó hidràulic, de sorra, etc., que els manté units i fixos; d’altres consisteixen a aglomerar el paviment de pedra amb morter. Però els paviments rígids pròpiament dits són els constituïts per lloses de formigó.
La fabricació dels paviments de formigó hidràulic consta de les operacions de l’estesa, l’anivellació, el piconament i la consolidació del formigó damunt la carretera o damunt una armadura, i la preparació i la serradura de les juntes de dilatació i de contracció. Les operacions d’obtenció de la capa de rodolament poden ésser fetes amb màquines unitàries o màquines complexes que funcionen damunt carrils que a la vegada actuen d’encofrat, o damunt erugues; l’estesa és efectuada amb dispositius tals com paletes, cargol sens fi, etc., i l’anivellació, amb una barra que fa de rasadora. Les juntes de dilatació, tant les transversals com les longitudinals, travessen tot el gruix de la capa; les transversals són col·locades a una distància compresa generalment entre 150 i 250 metres, i les longitudinals són col·locades en les separacions de dues vies. Les juntes transversals de contracció dels paviments de formigó no armat solen ésser serrades amb serres de diamant o de carborúndum a una separació de 3 a 6 metres i a una profunditat d’1/4 a 1/3 del gruix de la capa, substituint sovint les juntes transversals de dilatació. Per a evitar la penetració d’aigua de pluja, de pols, de sorra, etc., les juntes són estancades amb material flexible que en permet la compressió sense sobreeixir (quitrans, terres de diatomàcies, etc.). En el cas de paviments de formigó armat l’armadura és col·locada damunt una primera capa de formigó no vibrat, i, una vegada recoberta aquella de formigó, el conjunt és sotmès a un piconament per vibració. En els paviments de formigó pretesat, de tipus experimentals, són anul·lades les fissures de tracció provocades pel pas dels vehicles mitjançant la contracció aconseguida per l’acció d’una armadura tesada, o per juntes pneumàtiques o gats col·locats a la separació de les lloses.
Les carreteres necessiten un conjunt d’obres i instal·lacions complementàries, algunes d’elles emprades molt ocasionalment, com a il·luminació, i d’altres, indispensables per a la protecció de la carretera o dels vehicles que hi circulen (vorades que limiten la zona asfaltada i n’eviten el trencament lateral, tanques metàl·liques, barreres i pilons, en els punts que ofereixen un perill, etc.) o com a avís per als conductors (s. enyals de circulació, línies de demarcació a la calçada, semàfors, etc.). Les carreteres tenen la consideració d’obres públiques i són obertes a l’ús públic general, bé que amb possibles limitacions (reglaments de circulació, de transport, etc., i, en el cas de la concessió per part de l’estat de llur construcció i explotació —com en algunes autopistes i túnels—, possibilitat de percepció de taxes de peatge per part del concessionari).
La classificació administrativa de les carreteres a l’Estat espanyol és: autopista, autovia, xarxa de carreteres de l’estat (carretera nacional, comarcal o local), xarxa de carreteres administrades per les regions autònomes, carreteres provincials (dependents de les diputacions provincials) i camins veïnals (dependents dels ajuntaments); a l’Estat francès, les carreteres es classifiquen, a més de les autopistes, en nacionals, departamentals i veïnals. Les carreteres són sovint planificades dins grans itineraris internacionals: aquest és el cas de la carretera anomenada E-4, que segueix l’eix Lisboa-Barcelona-Berna-Hamburg-Copenhaguen-Estocolm-Hèlsinki, o de la carretera panamericana (que segueix els Andes) o de la transandina (de Xile a l’Argentina).
Orígens i desenvolupament de les carreteres
Les antigues vies romanes (via), caigudes en decadència durant l’edat mitjana, es mantingueren, tanmateix, com les vies de comunicació principals a tot Europa, poc o molt adaptades a l’evolució dels mitjans de transport. No fou fins als segles XVII i XVIII que hom procedí a la construcció sistemàtica de carreteres, que els canvis econòmics i demogràfics reclamaven. El 1716 fou creada a França l’administració central de carreteres i ponts, seguida (1747) de la creació de l’École des Ponts et Chaussées, la primera del món dins el seu gènere. D’altra banda, aparegueren innovadors tan importants, en matèria de construcció de carreteres, com Pierre-Marie Jérôme Tréssaguet, Thomas Telford i John Loudon Macadam, els quals introduïren la utilització d’una capa premsada de pedra partida, i desenvoluparen els sistemes de drenatge d’aigües. Al segle XIX l’expansió de la carretera restà en part frenada per la importància que prengué el ferrocarril per al transport de mercaderies i de viatgers. El gran desenvolupament de les carreteres no es produí fins a la invenció de l’automòbil i de la roda pneumàtica, factors que han obligat els estats moderns a dotar els països de les xarxes viàries adequades. Fou un factor decisiu la invenció de Guglielmetti, a Mònaco (1902), de l’actual tècnica de l’asfaltat, que consistia en el revestiment de la via amb una barreja de pedra picada amb una substància bituminosa.
Les carreteres als Països Catalans
Als Països Catalans hom inicià la construcció de carreteres modernes al segle XVIII. A Menorca, l’ocupació anglesa exigí una reestructuració de la xarxa interior per tal de facilitar el moviment de les tropes: el 1713 el governador Richard Kane ordenà la construcció d’una carretera de Maó a Ciutadella, acabada el 1720 i coneguda com a camí d’en Kane. A la resta dels Països Catalans, però, no fou fins el 1761 que foren iniciats els primers treballs seriosos, amb la construcció de les carreteres de Barcelona a Madrid i de València a Madrid per Almansa —tot i que el 1788 figurava també com a carretera el camí de València a Madrid per les Cabrelles—. La represa tingué el seu apogeu durant el regnat de Carles IV, que coincidí amb la fundació a Madrid del cos i de l’escola d’enginyers de camins i canals (1802) per Bethencourt. Aquesta activitat restà frenada, però, per la Guerra contra Napoleó i la crisi subsegüent, i no fou represa fins a l’època dels primers governs liberals de mitjan s. XIX, per motivacions econòmiques i secundàriament militars que la Primera Guerra Carlina al Maestrat i als Prepirineus havia fet patents. El 1848 fou reconeguda per l’estat la Junta de Carreteres de Catalunya, creada per la diputació de Barcelona amb jurisdicció sobre tot el Principat; aquest organisme, que perdurà fins a la revolució del 1868, organitzà el perllongament de les carreteres des de Barcelona als Pirineus. Però els avenços foren lents fins que el progrés de la circulació automobilística obligà les institucions públiques a emprendre, al començament del segle XX, un programa de millorament de la xarxa. Tanmateix, foren les antigues carreteres provincials, que passaren a la jurisdicció de la Mancomunitat de Catalunya (1914-25), les que foren objecte d’una millora més sistemàtica. El millorament i la construcció de carreteres estatals, especialment a través del Patronato del Circuito de Firmes Especiales, esdevingué una de les causes del greu desequilibri de les finances públiques. Durant la Segona República, la Generalitat de Catalunya continuà l’obra empresa per la Mancomunitat a les carreteres comarcals. La Guerra Civil de 1936-39 representà no solament una interrupció, sinó també un abandonament del manteniment i de la construcció de vies de comunicació, fins que les necessitats plantejades pel turisme i la política de desenvolupament econòmic iniciada a la fi del decenni 1950-60 en feren necessària la reforma. A finals dels anys seixanta foren iniciades les autopistes de peatge d’Alacant a Perpinyà (actualment només resten alguns petits trams, prop d’Alacant, per acabar), la de Barcelona a Mataró (en servei), l’autopista de peatge a Lleida, Saragossa i Bilbao (la qual actualment arriba fins a Burgos), que neix de l’autopista d’Alacant a Perpinyà a l’altura del Vendrell, i l’autopista lliure de Barcelona a Terrassa, amb perllongament de peatge fins a Manresa.
La gestió de les carreteres a Catalunya
La direcció general de carreteres, adscrita a la secretaria per a la mobilitat, del departament de política territorial i obres públiques de la Generalitat de Catalunya, és l’organisme encarregat de l’ordenació, la planificació i la gestió de la xarxa viària de Catalunya, a més de la construcció, la conservació i l’explotació de la xarxa viària sota la titularitat de la Generalitat. La secretaria elaborà el pla d’infraestructures del transport de Catalunya (PITC) 2006-2026 amb l’objectiu de definir de manera integrada la xarxa d’infraestructures viàries, ferroviàries i logístiques necessàries per a Catalunya, i el propòsit d’ampliar-lo amb la resta d’infraestructures, portuàries i aeroportuàries, per tal de constituir un pla complet de les infraestructures catalanes. Al gener del 2008, el Consell de Govern de la Generalitat de Catalunya aprovà les bases del Pacte Nacional per a les infraestructures, que pretén ésser un gran acord polític i social que permeti consensuar les grans actuacions necessàries en matèria d’infraestructures de transport, energia, cicle de l’aigua, residus i regadius de Catalunya. Un dels primers acords emanat d’aquest pacte nacional fou, després d’uns quants anys de discrepància política, l’anomenat quart cinturó (ronda orbital, B-40 o ronda del Vallès), de l’abril del 2009, la via que ha d’unir Abrera i Granollers per Terrassa i Sabadell.