diseño-estructura-pavimento-flexible-aashto-invias-insituto-asfalto-barranca_lebrija (1).pdf

7/25/2019 Diseo-estructura-pavimento-flexible-Aashto-Invias-Insituto-Asfalto-Barranca_Lebrija (1).pdf

1/289

DISEO DE LA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO FLEXIBLE BARRANCA LEBRIJA 1

DISEO DE LA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO FLEXIBLE POR MEDIO DE LOS

MTODOS INVIAS, AASHTO 93 E INSTITUTO DEL ASFALTO PARA LA VA LA YE

- SANTA LUCIA BARRANCA LEBRIJA ENTRE LOS ABSCISAS K19+250 A K25+750

UBICADA EN EL DEPARTAMENTO DEL CESAR

MARA ANGLICA SALAMANCA NIO

SANTIAGO ARTURO ZULUAGA BAUTISTA


2/289


DISEO DE LA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO FLEXIBLE POR MEDIO DE LOS

MTODOS INVIAS, AASHTO 93 E INSTITUTO DEL ASFALTO PARA LA VA LAYE - SANTA LUCIA BARRANCA LEBRIJA ENTRE LOS ABSCISAS K19+250 A

K25+750 UBICADA EN EL DEPARTAMENTO DEL CESAR

MARA ANGLICA SALAMANCA NIO

SANTIAGO ARTURO ZULUAGA BAUTISTA

Trabajo de grado para optar al ttulo de

Especialista en Ingeniera de Pavimentos


3/289



4/289


Nota de aceptacin

______________________________________

______________________________________

______________________________________

______________________________________Director de Investigacin


5/289


Gracias a las personas ms importantes en mi vida, mis padres, que siempre me han brindado

su apoyo, compaa, comprensin y amor para lograr cada una de las metas que me he

trazado en la vida.

A mis hermanos que constantemente estn presentes para ayudarme, apoyarme y darme fuerzas

en los momentos que he sentido desfallecer, pero sobre todo, gracias por estar en otro momento

tan importante en mi vida.

A Lucas un miembro ms de la familia Salamanca Nio que cada da nos brinda su compaa yamor.

A mis compaeros Paola, Santiago y Andrs porque sin el equipo que formamos, no hubiramos

logrado esta meta.

Gracias a todos aquellos que no estn aqu, pero que me apoyaron a que este gran esfuerzo se

volviera realidad.


6/289


A tu paciencia y comprensin, preferiste sacrificar tu tiempo para que yo pudiera cumplir con el

mo. Por tu bondad y sacrificio me inspiraste a ser mejor para t, ahora puedo decir que esta

tesis lleva mucho de t, gracias por estar siempre a mi lado, Laura.Con todo mi cario y mi amor para las personas que hicieron todo en la vida para que yo

pudiera lograr mis sueos, por motivarme y darme la mano cuando senta que el camino se

terminaba, a ustedes por siempre mi corazn y mi agradecimiento, Pap y Mam.

A Luna, Simn y Jernimo, quienes me acompaaron en esas largas noches de estudio y trabajo

aportando ese cario canino y ese calor felino.


7/289


Agradecimientos

A todas las personas que de una u otra manera contribuyeron para hacer posible la

realizacin de este trabajo con sus valiosos aportes, al calificado grupo de docentes y al director

de la especializacin y en general a la UNIVERSIDAD CATLICA DE COLOMBIA.


8/289


CONTENIDO

pg.

1. INTRODUCCIN 162. GENERALIDADES DEL TRABAJO DE GRADO 17

2.1 Lnea de investigacin 172.2 Planteamiento del problema 17

2.2.1 Antecedentes del problema 172.2.2 Pregunta de investigacin 17

2.3 Justificacin 182.4 Objetivos 18

2.4.1 Objetivo general 182.4.2 Objetivos especficos 19

3. MARCOS DE REFERENCIA 20

3.1 Marco conceptual 203.1.1 Mtodo AASHTO 1993 203.1.2 Mtodo INVIAS para carreteras con medios y altos volmenes de trnsito 213.1.3 Mtodo del Instituto del Asfalto 22

3.2 Marco geogrfico 233 3 M t i E t d d l t 25


9/289


5.4.2 Mtodo AASSHTO 93 detallado capa a capa 55

5.4.2.1 Verificacin de proteccin de la base granular por la Carpeta Asfltica 555.4.2.2 Verificacin de proteccin de la Subbase Granular por la Base Granular 565.4.2.3 Calculo del SN3 efectivo de la Subbase Granular 585.4.2.4 Verificacin de SN req de la estructura y el SN efec por capas 58

5.5 Diseo de la estructura de pavimento por el mtodo del Instituto del Asfalto 615.5.1 Relacin de Poisson de los materiales de las diferentes capas 615.5.2 Capacidad de soporte de la subrasante 61

5.5.3 Estimacin modulo del concreto asfaltico 625.5.4 Determinacin del mdulo de los granulares 635.5.5 Verificacin de cumplimiento por ahuellamiento y fisuracin 65

5.5.5.1 Chequeo por Ahuellamiento 655.5.5.2 Chequeo por fisuramiento 65

5.6 Comparacin de diseo de estructuras por el mtodo INVIAS, ASSHTO 93 eInstituto del Asfalto 67

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 70REFERENCIAS 73ANEXOS 74


10/289


LISTA DE TABLAS

pg.

Tabla 1. Trnsito Promedio Diario Anual (La Ye - Santa Licia Barranca Lebrija) 33

Tabla 2. Proyecciones de trnsito para la va La Ye Santa Licia - Barranca Lebrija 34

Tabla 3. Factores Dao 34

Tabla 4. Ejes Equivalentes Tramo La Ye - Santa Lucia - Barranca Lebrija 35

Tabla 5. Nmero de Ejes Equivalentes a utilizar por mtodo de diseo 36

Tabla 6. Resumen de caractersticas geotcnicas 37

Tabla 7. Clasificacin de suelos expansivos con base en LL e IP (Snethen y otros) 40

Tabla 8. Grado de expansin a partir del lmite de contraccin (Holtz y Gibbs) 40

Tabla 9. Expansin libre en probeta (Holtz y Gibbs) 40

Tabla 10. Clasificacin de hinchamiento potencial y suelos expansivos 41

Tabla 11. CBR por Tramo Homogneo 43

Tabla 12. Categora de la va 44


11/289


Tabla 25. Verificacin de la proteccin de la Base granular por la Carpeta Asfltica 56

Tabla 26. Verificacin de la proteccin de la Subbase granular por la Base granular 57Tabla 27. Numero estructural efectivo corregido de la Subbase granular 58

Tabla 28. Verificacin del numero estructural efectivo vs el nmero estructural

requerido de la estructura diseada 59

Tabla 29. Espesores de estructura de pavimento AASHTO 93 Capa a Capa 59

Tabla 30. Valores tpicos Relacin de Poisson 61Tabla 31. Valores de Mdulos de subrasante por tramos 62

Tabla 32. Tipo de cemento asfaltico por emplear en mezclas en caliente 62

Tabla 33. Tipo de cemento asfaltico por emplear en mezclas en caliente 64

Tabla 34. Estructuras de pavimento diseadas por el Mtodo del Instituto del Asfalto 66

Tabla 35. Espesores de estructura de pavimento por Mtodo 68


12/289


LISTA DE FIGURAS

pg.

Figura 1. Ubicacin del proyecto 23

Figura 2. Ubicacin de los 6.5 Km de va a disear 24

Figura 3. Mtodo de diseo INVIAS 30

Figura 4. Mtodo de diseo general de la AASTHO 93 31

Figura 5. Mtodo de diseo del Instituto del Asfalto 32

Figura 6. Perfil Estratigrfico Va la Ye Santa Lucia (Km 19+250 a Km 25+750 36

Figura 7. Estructura de Pavimento por el Mtodo INVIAS 48

Figura 8. Estructura de Pavimento por el Mtodo general dela AASHTO 93 54

Figura 9. Estructura de Pavimento por el Mtodo AASHTO 93 por Capas 60

Figura 10. Determinacin mdulo de la mezcla asfltica 63Figura 11. Determinacin mdulo de la capa granular 64

Figura 12. Estructura de Pavimento por el Mtodo Instituto del Asfalto 67


13/289


LISTA DE ANEXOS

pg.

Anexo A. Ensayos de laboratorio 74

Anexo B. Resultados de exploracin geotcnica 229

Anexo C. Perfil estratigrfico tramo k19+250 a k25+750 231

Anexo D. Memorias de clculo 233

Anexo D.1. Mejoramiento ivanov 234

Anexo D.2. Mtodo INVIAS. 236

Anexo D.3. Estructura INVIAS 238

Anexo D.4. Mtodo AASHTO 93 general 240

Anexo D.5. Estructura AASHTO 93 general 242

Anexo D.6. Mtodo AASHTO 93 por capas 244Anexo D.7. Estructura AASHTO 93 por capas 246

Anexo D.8. Mtodo Instituto del Asfalto 248

Anexo D.9. Estructura Instituto del Asfalto 250


14/289


RESUMEN

Hoy en da el pas se encuentra en una etapa de desarrollo muy importante teniendo encuenta los tratados de libre comercio TLC firmados con varios pases y el proceso de paz que se

adelanta en la habana, cuba. Por lo tanto, Colombia debe invertir en la infraestructura vial de

cada uno de los departamentos que la conforman, como estrategia de movilidad, comunicacin,

competitividad y desarrollo, con el fin de cumplir con los compromisos adquiridos ante estos

pases y ser reconocido como un pas en va de desarrollo.

Esta inversin en infraestructura vial permitir la reactivacin econmica de los

departamentos, permitiendo un ptimo flujo de la produccin agropecuaria reduciendo los costos

de transporte, tiempos de desplazamiento y facilidad de acceso para la obtencin de alimentos.

De los 7.152 kilmetros de vas que tiene el Departamento del Cesar, ms del 88% est sin

pavimentar y en mal estado. La cifra se desprende de un diagnstico que sirvi como punto de

partida para estructurar un plan de recuperacin presentado por la administracin seccional, el

cual permitir un mayor dinamismo de la economa campesina, teniendo en cuenta que las

carreteras y caminos a intervenir pertenecen a la red terciaria del pas.

Por lo anterior se plantea la elaboracin del diseo de la estructura de pavimento flexible


15/289


ABSTRACT

Today, the country is in a very important stage of development, due to theFree TradeAgreement FTAs with several countries and the peace process that is underway in Havana, Cuba.

Therefore, Colombia must invest in road infrastructure in each of its departments, as a strategy

for mobility, communication, competitiveness and development, in order to meet the

commitments made to these countries and be recognized as a country in developing process.

The investment in road infrastructure will enable the economic revival of the departments,

allowing optimum flow of agricultural production by reducing transportation costs, travel times

and ease of access for obtaining food.

Of the 7,152 kilometers of roads that belong to the Department of Cesar, over 88 % are

unpaved and in poor condition. This percentage comes from a diagnosis which served as a basis

for structuring a recovery plan presented by the sectional administration, which will allow

greater dynamism of the rural economy, considering that the highways and byways to intervene

belong to the countrys tertiary network.

Therefore, this work proposes the design development of flexible pavement structure using

the INVIAS methodologies for medium and high traffic volumes AASHTO 93 E INSTITUTE


16/289


1. INTRODUCCIN

El estado de la infraestructura vial de nuestro pas incide en gran medida en su nivel de

desarrollo, puesto que al tener vas en buen estado se mejora la transitabilidad, costos de

operacin, comunicaciones y transporte en general, es por ello, que en primer lugar, debemos

apuntarle a realizar diseos de estructura de pavimentos que cumplan con las solicitaciones

requeridas para determinada va, con un costo razonable, y garantizando un aceptable ndice de

serviciabilidad durante la vida de servicio estimada.Histricamente el Instituto Nacional de Vas y las Entidades Gubernamentales han

enfocado sus esfuerzos en construir y mantener las vas de primer y segundo orden que

comunican las principales ciudades y las cabeceras municipales, descuidando las de tercer orden

que son la base de toda la red de infraestructura del transporte. En particular las soluciones de

pavimentacin para estas vas han sido dejarlas a nivel de afirmado, el cual por suscaractersticas es susceptible a deteriorarse en pocas de invierno, dificultando o impidiendo en

ocasiones la comercializacin de los productos, esta situacin se refleja en el aumento de los

costos de transporte.


17/289


2. GENERALIDADES DEL TRABAJO DE GRADO

2.1 Lnea de investigacin

Esta temtica se inscribe en lnea de investigacin de materiales avalada por la

Universidad Catlica de Colombia.

2.2 Planteamiento del problema

2.2.1 Antecedentes del problema

Actualmente el pas est adelantando un proceso de paz el cual permitir logros

econmicos y un mejor nivel de vida para los colombianos. Los recursos que actualmente se

destinan a la guerra se podrn invertir de mejor manera, por ejemplo en la red vial del pas, ya

que este sector presenta un atraso notable en materia de infraestructura, ello se refleja en un

porcentaje muy bajo de vas pavimentadas, ya que en la actualidad la mayora de las estructura

d i t i l d fi d f t li it l i i d l i i i


18/289


2.3 Justificacin

Como consecuencia de la globalizacin de la economa y con el fin de cumplir con losrequisitos, que en materia de movilidad se han planteado dentro de las negociaciones de los

tratados de libre comercio, se destaca la necesidad de mejorar la Red Vial Nacional, con el fin de

garantizar un correcto transporte y suministro de los productos.

Histricamente el Instituto Nacional de Vas y las Entidades Gubernamentales han

enfocado sus esfuerzos en construir y mantener las vas de primer y segundo orden quecomunican las principales ciudades y las cabeceras municipales, descuidando las de tercer orden

que son la base de toda la red de infraestructura del transporte. En particular las soluciones de

pavimentacin para estas vas han sido dejarlas a nivel de afirmado, el cual por sus

caractersticas es susceptible a deteriorarse en pocas de invierno, dificultando o impidiendo en

ocasiones la comercializacin de los productos, esta situacin se refleja en el aumento de loscostos de transporte.

Por lo tanto se requiere cambiar el esquema y plantear soluciones duraderas y eficaces que

disminuyan los costos de operacin vehicular y agilicen la comercializacin de los productos.


19/289


2.4.2 Objetivos especficos

Analizar informacin existente requerida para el desarrollo del diseo. Disear las estructuras de pavimento flexible bajo los mtodos propuestos.

Recomendar la estructura de pavimento flexible adecuada para el tramo de va en estudio.


20/289


3. MARCOS DE REFERENCIA

3.1 Marco conceptual

Los mtodos de diseo de pavimentos son guas desarrolladas por diferentes entidades

gubernamentales con el fin de proveer a los especialistas, las herramientas necesarias para el

diseo de estructuras de pavimento. En este caso particular los mtodos fueron desarrolladas por

el Instituto Nacional de Vas INVIAS, por la American Association of StateHighway and

TransportationOfficialsAASHTO (Estados Unidos de Amrica), y por el Instituto del Asfalto, a

continuacin se presenta una descripcin de cada uno de los mtodos con los cuales se calcularan

los espesores de la estructura de pavimento asfaltico.

3.1.1 Mtodo AASHTO 1993

El mtodo de diseo AASHTO, originalmente conocido como AASHO, fue desarrollado

en los Estados Unidos en la dcada de los 60, basndose en un ensayo a escala real realizado

durante 2 aos en el estado de Illinois donde los suelos y climas son tpicos para gran parte de


21/289


W18 = nmero de aplicaciones de ejes simples equivalentes de 18 kip (80 kN) hasta el tiempo

t en el cual se alcanza ISP = pt

SN = nmero estructural

PSI = diferencia entre los ndices de servicio inicial y terminal

MR = mdulo resiliente de la subrasante ( libras/pg2)

So = desviacin estndar total de la distribucin normal de los erroresasociados con las

predicciones de trnsito y de comportamientodel pavimento (0.44-0.49)

ZR = parmetro estadstico asociado con distribuciones normales dedatos, que considera la

probabilidad de que el ndice de serviciodel pavimento sea superior a pt durante el periodo de

diseo.

Una vez determinado el numero estructural requerido se busca un conjunto de espesores

que combinados adecuadamente y teniendo en cuenta parmetros como los coeficientes

estructurales y de drenajes garanticen un numero estructural efectivo mayor o igual al requeridopara soportar las solicitaciones de transito esperadas en el periodo de diseo. El nmero

estructural efectivo se determina por medio de la siguiente ecuacin.


22/289


promedio del suelo predominante en cada sector homogneo definido y establece diferentes

categoras que inician desde suelos con CBR menores a 3% que requieren la estabilizacin del

suelo o el reemplazo parcial, o hasta suelos con un CBR mayor a 15%. El siguiente parmetro

que evala el Mtodo INVIAS es el trnsito de diseo que corresponde al nmero de ejes

equivalente de 8.2 Ton en el carril de diseo durante el periodo de diseo del pavimento que

vara desde 0.5 E6 hasta 40 E6 el cual posteriormente para garantizar una confiabilidad del 90%

se mayora por 1.159, lo que nos brinda el trnsito de diseo. Definida la regin climtica, la

categora de la subrasante y de transito se determina de las ses (6) cartas de diseo que presenta

el manual cual es la que corresponde a estas caractersticas y se procede a observar los espesores

de las capas de pavimento recomendados.

3.1.3 Mtodo del Instituto del Asfalto

El mtodo del Instituto del Asfalto considera al pavimento como como un sistema elstico

multicapa (Capa de rodadura y base de concreto asfaltico, capa de rodadura y bases con

emulsiones asflticas, as como capa de rodadura asfltica con base y subbase granulares), en los


23/289


ahuellameinto y fisuramiento de la estructura donde se verifica que los ejes equivalentes de

diseo no superen los admisibles.

Los mtodos descritos anteriormente mencionan trminos que a continuacin se describen

para permitir claridad en el desarrollo de este trabajo, una estructura de pavimento es un conjunto

de capas superpuestas, normalmente carpeta asfltica y granulares, que se disean y construyen

tcnicamente con materiales apropiados y adecuadamente compactados.Los materiales

granulares son agregados naturales clasificados o provenientes de la trituracin de rocas o gravas

usados para conformar las capas de apoyo sobre las cuales se construye la carpeta asfltica.

3.2 Marco geogrfico

El rea de estudio se encuentra localizada sobre la vertiente oriental del ro Magdalena

entre las localidades de Morrison, Ye Santa Luca y Barranca de Lebrija en el departamento del

Cesar. Limita por el norte con el municipio de La Gloria (Cesar), El Carmen (Norte Santander),

por el este con Rio de Oro (Cesar), por el sur con Rio de Oro, San Martn (Cesar) y Puerto

Wilches (Santander), por el oeste con Gamarra (Cesar) y Morales (Bolvar). Las vas del sector


24/289


La carretera actual discurre por reas de topografa plana a ligeramente ondulada rasgo

morfolgico predominante del Valle Medio del Rio Magdalena. Esta zona de planicies y colinas

suaves y redondeadas corresponde a terrazas aluviales, depsitos fluviolacustres de cinagas y

pantanos.

La va La Ye Santa Lucia Barranca Lebrija es una va de carcter terciaria, la cual

corresponde a un ramal que se desprende de la va Morrison La Y , dirigindose hacia el sur del

departamento del Cesar. El rea del proyecto pertenece a la regin andina de nuestro pas, el piso

trmico clido tropical, con temperaturas promedio de 28 C.

El tramo objeto de estudio se encuentra localizado en el sur del departamento del Cesar, en

jurisdiccin del Municipio de San Martn. El inicio del tramo (K19+250) se localiza a 12 Km de

la interseccin con la Ruta Nacional 45, conocida como La Ye, a la altura del Corregimiento de

Morrison, a unos 10 kilmetros al norte del casco urbano del municipio, e incrementa su

abscisado hasta el (K25+750) en sentido hacia el sitio conocido como Santa Luca, el recorridototal de la va es de 25.5 kilmetros, de los cuales se intervienen 6.500 metros lineales de va en

este proyecto.

Las principales vas de acceso al rea estudiada son: a) Bucaramanga San Alberto San


25/289


3.3 Marco terico - Estado del arte

En cuanto al estado del arte encontramos tesis universitarias realizadas por estudiantes de

posgrado de la Universidad Catlica de Colombia en las cuales se desarrollaron soluciones

tcnicas a problemticas similares a la planteada en este trabajo. Fueron consultadas a manera de

gua las siguientes:

Diseo de la estructura de pavimento en concreto asfltico de la va Tabio Subachoque en el

departamento de Cundinamarca. Jimnez Guzmn, Pablo Abel. Uiversidad catlica de

Colombia, 2012.

Con respecto a esta tesis se pudo establecer que el objeto de la misma consisti en buscar

la alternativa ms viable desde el punto de vista tcnico y econmico para la estructura delpavimento en un tramo de va que se encuentra a nivel de afirmado, el cual tiene una longitud

aproximada de 4.5 kilmetros.

Para obtener el diseo final se realizaron diversas actividades que incluyeron la


26/289


Una vez obtenido el nmero de ejes equivalentes y teniendo los factores clima y

temperatura de la zona, al igual que la capacidad de soporte de la subrasante se procedi a

dimensionar la estructura de pavimento mediante la metodologa de diseo de pavimentos

asflticos en vas con medios y altos volmenes de trnsito del INVIAS.

La estructura obtenida fue la siguiente:

MDC-2 = 10cm

BG 2 = 30cm

SBG 1 = 45cm

La estructura obtenida fue verificada por medio del mtodo AASHTO 93 haciendo la

verificacin por capas y la estructura obtenida fue la siguiente:

MDC-2 = 16cm

BG 2 = 16cm

SBG 1 = 20cmAs mismo, la estructura calculada tambin se verific por medio del mtodo SHELL y el

resultado fue el siguiente:

MDC-2 = 11cm


27/289


Sin embargo, al final no se hace una recomendacin o no se puede evidenciar cual de las

estructuras planteadas es la ptima, por lo cual sera un aspecto a mejorar en dicho trabajo, ya

que uno de los objetivos planteados es establecer el diseo ms apropiado de acuerdo a las

condiciones generales de la zona en estudio.

Diseo de la va Timan Cosanza en pavimento flexible. Godoy Bautista, Oscar Javier.

Universidad catlica de Colombia, 2013.

En esta tesis se desarrolla el diseo de un tramo de va en afirmado por medio de los

mtodos INVIAS, AASHTO 93 e INSTITUTO DEL ASFALTO. Proyecto que se asemeja alpresente trabajo.

Como desarrollo de la misma se utilizaron datos de conteos de trfico realizados en el ao

2006 por el municipio en un lapso de siete das durante las 24 horas con secuencias de cada hora.

Con estos conteos se llev a cabo el clculo del trnsito promedio diario TPD y se determin la

tasa de crecimiento anual. Aplicando los factores de dao a cada uno de los componentes delTPD se calcul el nmero de ejes equivalentes acumulados de 8.2 ton para el periodo el periodo

de diseo.

Posteriormente con los CBR de cada uno de los tramos se calcularon los mdulos


28/289


As mismo, la estructura calculada tambin se verific por medio del mtodo del Instituto

del Asfalto y el resultado fue el siguiente:

MDC-2 = 11cm

BG 2 = 30cm

SBG 1 = 30cm

De los resultados obtenidos podemos argumentar lo siguiente:

Los espesores planteados para las capas granulares en el mtodo AASHTO 93 no cumplen

con los mnimos establecidos en las especificaciones del INVIAS, las cuales establecen unespesor mnimo constructivo de 15cm.

Considerando las diferentes metodologas se analizaron las estructuras que cada uno de estos

mtodos arroj, de acuerdo a las propiedades de los suelos existentes, a las caractersticas

climticas de la regin, a las caractersticas de resistencia de la subrasante, a los materiales

disponibles en la zona de influencia del proyecto y al trfico que ha de soportar de acuerdo alestudio de trnsito y a la proyeccin de este. Encontrando que la aplicacin de los mtodos de

diseo establecidos cumplen con los requerimientos establecidos y las estructuras obtenidas

por medio de cada uno de los mtodos, cumplen con los requerimientos para los cuales fueron


29/289


4. METODOLOGA

4.1 Fases del trabajo de grado

Las fases que se implementaron para el desarrollo del presente proyecto fueron las

siguientes:

Recopilacin de informacin general de la va La Ye - Santa Lucia Barranca Lebrija entre

las abscisas K19+250 a K25+750 en el departamento de Cesar.

Revisin de la informacin recopilada en oficina.

Numero de ejes equivalentes de 8.2 ton para el periodo de diseo

Clasificacin de la capacidad portante de la subrasante.

Diseo de estructura de pavimento flexible bajo los mtodos INVIAS para medios y altos

volmenes de trnsito, AASHTO 93 e INSTITUTO DEL ASFALTO.

Recomendacin de estructura de pavimento para el tramo de va en estudio.


30/289


Figura 3.Mtodo de diseo INVIAS.


31/289


4.1.2 Mtodo AASHTO 93 para diseo de estructuras de pavimento flexible.

Figura 4. Mtodo de diseo general de la AASTHO 93.


32/289


4.1.3 Mtodo del Instituto del Asfalto para el diseo de estructuras de pavimento flexible

Figura 5.Mtodo de diseo del Instituto del Asfalto.


33/289


5. DISEO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS POR LOS MTODOS INVIAS,AASHTO 93 E INSTITUTO DEL ASFALTO

El presente capitulo permite observar el diseo de las estructuras de pavimento bajo los

mtodos INVIAS, AASHTO 93 e INSTITUTO DEL ASFALTO y los parmetros requeridos

para el desarrollo de cada uno de ellos.

5.1 Numero de ejes equivalentes de 8.2 ton para el periodo de diseo

El estudio de trnsito se realiz mediante trabajos de campo, ubicando una estacin

maestra de conteo en la interseccin de la Y Santa Luca. Los aforos fueron realizados en

periodos de 24 horas durante 6 das continuos. La disposicin de la va permite conectar

Barranca Lebrija, con Morrison y Pita limn, por lo que no se prev que existan flujos que

puedan cambiar su ruta de asignacin; luego, no se consider conveniente adelantar encuestasorigen destino.

Por otra parte, con respecto al trnsito generado, dado el nivel de proyecto de

mejoramiento de la va no se espera que este componente de trnsito tenga un alto componente


34/289


Tabla 2.Proyecciones de trnsito para la va La Ye Santa Licia - Barranca Lebrija.

AO AUTOS BUSES C2P C2G C3-4 C5TOTAL

MIXTOS2013 182 10 24 16 1 6 239

2014 191 11 25 17 1 6 251

2015 201 12 26 18 1 6 264

2016 211 13 27 19 2 7 279

2017 222 14 28 20 2 7 293

2018 233 15 29 21 2 7 3072019 245 16 30 22 3 8 324

2020 257 17 32 23 3 8 340

2021 270 18 34 24 3 8 357

2022 284 19 36 25 4 9 377

2023 298 20 38 26 4 9 395

2024 313 21 40 27 4 9 4142025 329 22 42 28 5 10 436

2026 346 23 44 29 5 11 458

2027 364 24 46 30 5 12 481


35/289


El factor de ajuste por carril de diseo es asumido del ms crtico de los porcentajes de

distribucin direccional.

Se asume el 2014 como ao de operacin, para lo cual se obtienen los ejes equivalentes

acumulados.

Tabla 4.Ejes Equivalentes Tramo La Ye - Santa Lucia - Barranca Lebrija.

AO AUTOS BUSES C2P C2G C3-4 C5TOTAL

MIXTOSEJES

ACUMUL

2013 182 10 24 16 1 6 239 000E+002014 191 11 25 17 1 6 251 392E+042015 201 12 26 18 1 6 264 799E+042016 211 13 27 19 2 7 279 125E+052017 222 14 28 20 2 7 293 173E+052018 233 15 29 21 2 7 307 221E+05

2019 245 16 30 22 3 8 324 275E+052020 257 17 32 23 3 8 340 330E+052021 270 18 34 24 3 8 357 388E+052022 284 19 36 25 4 9 377 450E+052023 298 20 38 26 4 9 395 514E+05


36/289


Tabla 5. Nmero de Ejes Equivalentes a utilizar por mtodo de diseo.

METODOLOGA NMERO DE EJES EQUIVALENTES

INVIAS 596.219AASHTO 514.425INSTITUTO DEL ASTALTO 514.425

Fuente. Consorcio TIT Cesar.

5.2 Capacidad portante de la subrasante

Con el fin de evaluar la capacidad de soporte de la subrasante se realizaron exploracionescon un espaciamiento aproximado de 500m y una profundidad de 1.5 m que permiti observar

las propiedades de los materiales gracias a los ensayos de clasificacin SUCS y AASHTO,

gradacin, lmites de Atterberg, expansin libre en probeta, CBR de la subrasante y CBR a los

materiales granulares.

Con el anlisis geotcnico realizado se dividi la va a disear en (5) cinco tramoshomogneos debido a los tipos de suelo y sus caractersticas que se evidencian en el perfil

estratigrfico (Anexo C) y en el resumen geotcnico como se presentan a continuacin (Anexo

B).


37/289


Tabla 4.Resumen de caractersticas geotcnicas.

CLASIFICACIN LIMITES DE ATTERBERG

Tramo

Homogneo

Abscisa

(km)

Profundidad

(m)

Apique

No.

Muestra

No. USC AASHTO % W LL LP IP LCExpan

LP (%

19+000 0,00-0,95 189 B13-392 SM A - 4 11.62 N.L.L. N.L.P. N.P.

19+000 0,95-1,50 189 B13-393 CH A - 7 - 5 18.97 68.00 32.00 36.00 45.70 3.1

19+500 0,00-0,39 190 B13-394 CL A - 7 - 6 8.80 49.00 24.00 25.00

19+500 0,39-1,50 190 B13-395 MH A - 7 - 5 16.85 63.00 34.00 29.00 42.40 3.1

20+000 0,00-0,57 191 B13-396 CH A - 7 - 6 17.36 53.00 27.00 26.00

20+000 0,57-1,52 191 B13-397 ML A - 4 6.82 N.L.L. N.L.P. N.P.

20+500 0,00-0,61 192 B13-398 ML A - 4 15.43 N.L.L. N.L.P. N.P.

20+500 0,61-1,51 192 B13-399 SM A - 4 6.47 N.L.L. N.L.P. N.P.

21+000 0,00-0,86 193 B13-400 ML A - 4 13.87 N.L.L. N.L.P. N.P.

1

21+000 0,86-1,50 193 B13-401 CL A - 7 - 6 9.87 46.00 23.00 23.00 28.50 2.1


38/289


CLASIFICACIN LIMITES DE ATTERBERG

Tramo

Homogneo

Abscisa

(km)

Profundidad

(m)

Apique

No.

Muestra

No. USC AASHTO % W LL LP IP LCExpan

LP (%

23+000 0,00-1,08 197 B13-406 CL A - 6 15.79 38.00 24.00 14.00

23+000 1,08-1,51 197 B13-407 CL A - 7 - 6 17.62 45.00 26.00 19.00 27.00 3.1

23+500 0,00-0,42 198 B13-408 SM A - 2 - 4 7.37 N.L.L. N.L.P. N.P.

23+500 0,42-1,15 198 B13-409 SM A - 4 25.36 N.L.L. N.L.P. N.P.

24+000 0,00-0,71 199 B13-410 SM A - 2 - 4 6.10 N.L.L. N.L.P. N.P.

24+000 0,71-1,51 199 B13-411 SM A - 4 8.31 N.L.L. N.L.P. N.P.

24+500 0,00-0,81 200 B13-412 SM A - 2 - 4 8.42 N.L.L. N.L.P. N.P.

4

24+500 0,81-1,52 200 B13-413 SM A - 4 8.95 N.L.L. N.L.P. N.P.

25+000 0,00-1,08 201 B13-416 CL A - 7 - 6 11.80 47.00 23.00 24.00

25+000 1,08-1,51 201 B13-417 CL A - 7 - 6 26.26 46.00 26.00 20.00 28.60 2.5

25+500 0,00-0,35 202 B13-418 CL A - 6 9.25 32.00 20.00 12.005


39/289


A continuacin se efecta el anlisis de los ensayos de laboratorios que permitieron

identificar los tipos de suelos existentes a lo largo de los 6.5 km de va y presentar la

tramificacin con la cual se desarrollara el diseo de la estructura de pavimento, por ello se

describen las caractersticas geotecnicas de cada uno de los tramos.

Tramo 1 Km 19+250 a Km 21+250: En este sector se encuentran materiales limo arcillosos de

caractersticas pobres a malas (SM, CH, CL, ML), el suelo presenta valores de LL que varan

desde 46 % hasta 68 %, LP entre 23 % y 34 %, IP entre 23 % y 36 % y la humedad natural

(Wn) entre 6 % y 26.16 %. Tramo 2 Km 21+250 a Km 22+250: En este kilmetro de va se evidencia la presentica de

arenas limosa, semipermeables a impermeables. Con un porcentaje promedio de gravas del

9%, de arenas de 58% y finos del 33%.

Tramo 3 Km 22+250 a Km 23+250: En este sector se encuentran materiales limos y arcillas

inorgnicas (MH, CL), el suelo presenta valores de LL que varan desde 38 % hasta 71 %, LPentre 24 % y 35 %, IP entre 14 % y 36 % y la humedad natural (Wn) entre 15.79 % y 30.59

%.

Tramo 4 Km 23+250 a Km 24+750: En este kilmetro de va se evidencia la presentica de



40/289


Tabla 5.Clasificacin de suelos expansivos con base en LL e IP (Snethen y otros).

Fuente. (Ministerio de Transporte, 1998).

Lmite de contraccin: Se realiz el anlisis del potencial de expansin conbase en el lmite

de contraccin, utilizando para tal fin la clasificacin sugerida por Holtz y Gibbs.

Tabla 6.Grado de expansin a partir del lmite de contraccin (Holtz y Gibbs).

Grado de expansin Lmite de contraccin (%) ndice de plasticidadMuy alto < 10 >32

Alto 6 - 12 23 45Medio 8-18 12 34

Bajo > 13 60 > 35 > 1.5 Alto50 - 60 25 - 35 0.5 1.5 Marginal

< 50 < 25 < 0.5 Bajo



41/289


Tabla 8.Clasificacin de hinchamiento potencial y suelos expansivos.

Clasificacin Lmites de Atterberg

C

hiTramo

Homogneo

Abscisa

(km)

Profundidad

(m)

USC AASHTO LL LP IP LCExpansin

LP (%)Por L

19+000 0,00-0,95 SM A - 4 N.L.P.

19+000 0,95-1,50 CH A - 7 - 5 68.00 32.00 36.00 45.70 3.10 ALT

19+500 0,00-0,39 CL A - 7 - 6 49.00 24.00 25.00 BAJ

19+500 0,39-1,50 MH A - 7 - 5 63.00 34.00 29.00 42.40 3.10 ALT

20+000 0,00-0,57 CH A - 7 - 6 53.00 27.00 26.00 MARGI

20+000 0,57-1,52 ML A - 4 N.L.P.

20+500 0,00-0,61 ML A - 4 N.L.P.20+500 0,61-1,51 SM A - 4 N.L.P.

21+000 0,00-0,86 ML A - 4 N.L.P.

1

21+000 0,86-1,50 CL A - 7 - 6 46.00 23.00 23.00 28.50 2.10 BAJ



42/289


Clasificacin Lmites de Atterberg

C

hi

TramoHomogneo

Abscisa(km)

Profundidad(m)

USC AASHTO LL LP IP LCExpansin

LP (%)Por L

23+000 1,08-1,51 CL A - 7 - 6 45.00 26.00 19.00 27.00 3.10 BAJ

23+500 0,00-0,42 SM A - 2 - 4 N.L.P.

23+500 0,42-1,15 SM A - 4 N.L.P.

24+000 0,00-0,71 SM A - 2 - 4 N.L.P.

24+000 0,71-1,51 SM A - 4 N.L.P.

24+500 0,00-0,81 SM A - 2 - 4 N.L.P.

4

24+500 0,81-1,52 SM A - 4 N.L.P.

25+000 0,00-1,08 CL A - 7 - 6 47.00 23.00 24.00 BAJ

25+000 1,08-1,51 CL A - 7 - 6 46.00 26.00 20.00 28.60 2.50 BAJ

25+500 0,00-0,35 CL A - 6 32.00 20.00 12.00 BAJ5

25+500 0,35-1,51 CL A - 6 35.00 21.00 14.00 19.40 2.10 BAJ

Fuente. Consorcio TIT Cesar.



43/289


En general, se puede observar que en todas las zonas donde se presentan arcillas de

plasticidad alta (CH) tiene un coeficiente de hinchamiento alto y marginal y en el caso de los

sectores considerados como suelos de grano fino son potencialmente expansivos.Finalmente y luego de efectuar los anlisis presentados anteriormente se concluye que la

zona en estudio est conformada por materiales que son altamente susceptibles de presentar

deformaciones volumtricas, ya sean estas por contraccin o por expansin y bajo este evento se

hace necesario incluir dentro de la estructuras diseadas un tratamiento por geomallas biaxial y

geotextiles dependiendo la necesidad, su ubicacin se presentar en numerales posteriores.De acuerdo a las caractersticas de los materiales como se observ anteriormente se

definieron cinco tramos homogneos, de los cuales a continuacin se presenta la resistencia de

la subrasante; en el caso de suelos finos se tom el valor promedio del CBR en estado de

inmersin, para un 0.1 pulgadas de penetracin del piston y en suelos granulares se toma el

menor valor de los CBRMetodo 1 al 95% de la densidad mxima. A continuacin se presentalos CBR adoptados por tramo homogneo.

Tabla 9.CBR por Tramo Homogneo.



44/289


variables clasificar cada parmetro en una categora y determinar la estructura de pavimento por

medio de las cartas de diseo del manual.

5.3.1 Periodo de diseo

De acuerdo con la metodologa de diseo a partir del trnsito promedio diario se establece

la categora de la va, por medio de la siguiente tabla.

Tabla 10.Categora de la va.

Categora de la va

I II III Especial

Descripcin

Autopistas

interurbanas

caminosinterurbanos

principales

Colectoras

interurbanas

caminos rurales eindustriales

principales

Caminos rurales

con trnsito

mediano caminos

estratgicos

Pavimentos

especiales einnovaciones

Importancia Muy importante Importante Poco importanteImportante a poco



45/289


5.3.2 Estimacin del trnsito de diseo

De acuerdo con el captulo 5.1 el nmero de ejes equivalentes para el perodo de diseo enel tramo La Y Santa Lucia - Barranca Lebrija es de 5.14 E5 los cuales se deben corregir para

garantizar una confiabilidad del 90% empleando la siguiente ecuacin:

Al aplicar la anterior ecuacin se obtiene un nmero de ejes equivalentes de 8.2 toneladas

de 5.96E 5. Con estos valores se ingresa a la siguiente tabla y se determina el rango de trnsitoque corresponde para la va en estudio:

Tabla 12.Rangos de trnsito.

DesignacinRangos de trnsito acumulado

por carril de diseo

T1 0.5 - 1 * 106

T2 1 - 2 * 106

T3 2 - 4 * 106

T4 4 6 * 106



46/289


Tabla 13.Regiones climticas de Colombia.

No ReginTemperatura

TMAP (C)

Precipitacin media

anual (mm)R1

Fra seca y fra

semihmeda< 13 < 2000

R2Templado seco y

templado semihmedo13 20 < 2000

R3Clido seco y clido

semihmedo20 30 < 2000

R4 Templado hmedo 13 20 2000 4000R5 Clido hmedo 20 30 2000 4000

R6 Clido muy hmedo 20 - 30 > 4000

Fuente. (Ministerio de Transporte, 1998)

De acuerdo a la ubicacin de la va se tiene una precipitacin media anual de 1374 mm/ao

y una TMAP de 28.3C los cuales fueron calculados a partir de la estacin Aguas Claras en

Aguachica.

Por lo anterior y de acuerdo a la tabla del manual del INVIAS se tiene que la zona



47/289

Como se puedo observar en los anlisis realizados en el numeral Fuente.Consorcio TIT Cesar.

capacidad portante de la SUBRASANTE0 los suelos de la va a disear presentan dos

condiciones; la primera consiste en zonas donde los materiales son netamente de carcter fino

con valores de CBR inferiores a 3% y la segunda est conformada por materiales nicamente

granulares con valores de CBR entre 6% y 7%, por lo que el clculo del material de soporte se

realiz de la siguiente manera:

Para el primer caso se calcul el mdulo equivalente de apoyo de la estructura de

pavimento al usar un material de terrapln (CBR>10%) como remplazo o relleno aplicando la

metodologa de Ivanov la cual considera la capacidad de soporte de los diferentes estratos y sus

espesores por medio de la siguiente ecuacin:

=

a

ns

n

E

Ee

2arctan

11

21

5.3

0

E



48/289

5.3.5 Diseo de la estructura de pavimento flexible

Con la anterior informacin, se remite al Manual de diseo de pavimentos asfalticos en

vas con medios y altos volmenes de trnsito para el diseo de la estructura del pavimento, y se

obtiene:

RANGO DE TRANSITO: Entre 0.5 y 1 milln, DESIGNACIN: T1

RESISTENCIA DE SUELO TRAMOS 1, 3 Y 5: 3


49/289

Fuente. Elaboracin propia.



50/289

Tabla 15.Resumen de parmetros de diseo y espesores calculados por el Mtodo INVIAS.

Tramo

HomogneoNo.

Abscisa

Inicial(Km)

Abscisa

Final(Km)

CBRSBR(%)

CBR

TramoHomogeneo(%)

ClasificacinSubrasante ReginClimtica N N' ClasificacinTrnsito

1 19+250 21+250 1.77 3.40 S1 R3 514,425 596,219 T1

2 21+250 22+250 6.80 6.80 S2 R3 514,425 596,219 T1

3 22+250 23+250 1.62 3.15 S1 R3 514,425 596,219 T1

4 23+250 24+750 6.20 6.20 S2 R3 514,425 596,219 T1

5 24+750 25+750 2.28 3.53 S1 R3 514,425 596,219 T1


5.4 Diseo de la estructura de pavimento por el mtodo de la AASHTO 93

Segn la sectorizacin definida en base a los suelos presentes en la zona y la definicin de los

estructura de pavimento para los 6.5 Km de va por el mtodo AASHTO 93.Los parmetros de clculo para el desarrollo del diseo se describen a continuacin:

Trnsito de diseo (W18): El nmero de ejes equivalentes de 8.2 Ton en el carril de diseo para

obtenido del anlisis del estudio de trnsito que se describe en el numeral 5 1y corresponde a 514



51/289

Serviciabilidad (PSI): La Gua AASHTO establece que La serviciabilidad es la habilidad

especfica de una seccin de pavimento para servir al trfico. Se deben elegir, la

serviciabilidad inicial y final. La inicial es funcin del diseo del pavimento y de la calidad dela construccin, y la final est relacionada a la falla funcional del pavimento. Para este caso

especfico se fijaron los siguientes valores de PSI inicial 4.2 y PSI final de 2.0, por lo tanto la

prdida del ndice de serviciabilidad es 2.2.

Error normal combinado (So). Este parmetro tiene en cuenta el error o desviacin del diseo,

la variacin de las propiedades de los materiales y de la subrasante, y la estimacin deltrnsito; para pavimentos flexibles, la AASTHO remienda un So entre 0.40 y 0.50, para este

caso se toma un valor de 0.44.

Mdulo resiliente de la subrasante. Es la propiedad que caracteriza los materiales de la

subrasante y las propiedades elsticas del suelo. El mdulo resiliente de la subrasante se

obtuvo mediante la ecuacin de la metodologa AASHTO 2002:

En la siguiente tabla se observan los valores obtenidos para cada uno de los tramos

homogneos en estudio.



52/289

( )

( )

07.832.2

1

109440.0

5.12.420.0136.9*log

19.5

018 +

++

+++= LogMr

SN

PSILog

SNLogSZWr

En la siguiente tabla se presentan los datos de entrada de la ecuacin.

Tabla 17.Parmetros para el clculo del SN.

DATOS DE ENTRADA METODO AASHTO-93

R 90.00

Zr 1.282

So 0.44

W18 514425

PSI inicial 4.20

PSI final 2.00

PSI 2.20

MR (lb/pulg2)Fuente. Elaboracin propia.

El nmero estructural requerido por la estructura de pavimento para cada uno de los cinco



53/289

El mtodo general se basa en determinar el nmero estructural efectivo (SN) aplicando la

metodologa de coeficientes establecida en la AASHTO 93 que est relacionada con la siguiente

ecuacin:

Dnde:

a1, a2, a3: Coeficientes estructurales de la capa asfltica, base granular y subbase granular

(in), los cuales se determinan con base en las caractersticas mecnicas de los materiales,

segn la tabla 8.1 Valores de coeficientes estructurales ai, del Manual de diseo depavimentos asfalticos en vas con medios y altos volmenes de trnsito.

D1, D2, D3: Espesores de la capa asfltica, base granular y subbase granular (in)

m2, m3: Coeficientes de drenaje para base granular y subbase granular, los cuales se

determinan de acuerdo con los niveles de precipitacin, calidad de drenaje y considerando que

el pavimento estar a niveles de humedad prximos a la saturacin por lapsos cercanos al

15% del tiempo de exposicin, los valores a utilizar en este diseo se referencian en la tabla

8.2 Valores del coeficiente de drenaje mi, del Manual de diseo de pavimentos asfalticos en

vas con medios y altos volmenes de trnsito.



54/289

comprobacin de cumplimiento del nmero estructural requerido y el efectivo que permite

definir si los espesores supuestos inicialmente cumplen las solicitaciones de carga.

Tabla 20.Verificacin de cumplimiento de numero estructural efectivo y requerido AASHTO

93 GENERAL

AbscisaInicial(Km)

AbscisaFinal(Km)

EspesorCarpertaAsfaltic

a (in)

EspesorBase

Granular

(in)

EspesorSub baseGranular

(in)

SNefecSNre

qVerificacin

19+250 21+250 4.29 11.7 15.6 4.446 4.34 CUMPLE21+250 22+250 2.93 7.8 13.65 3.336 2.74 CUMPLE22+250 23+250 3.9 13.65 15.6 4.5747 4.47 CUMPLE23+250 24+750 2.93 7.8 13.65 3.336 2.83 CUMPLE24+750 25+750 3.9 11.7 13.65 4.1184 4.00 CUMPLE


Se observa que para los espesores de carpeta asfltica, base granular y subbase granular



55/289

Figura 8.Estructura de Pavimento por el Mtodo general dela AASHTO 93.



56/289

5.4.2 Mtodo AASSHTO 93 detallado capa a capa

Mediante este mtodo se identifica si los espesores determinados por el mtodo general de

la Aashto 93 protegen adecuadamente las capas subyancentes del pavimento. A continuacin se

presenta la evaluacin realizada.

5.4.2.1Verificacin de proteccin de la base granular por la Carpeta Asfltica

Con el numero estructural de la base granular (a2=0.14) y empleando la siguiente

expresin se determina el mdulo dinmico de la base granular que corresponde a Ebg= 30000

psi.

Con la ecuacin fundamental de la AASHTO 93 y el valor del Ebg se determina el SN1

requerido y se compara con el SN efec de la carpeta asfltica y se verifica su cumplimiento como

se observa en la siguiente tabla.



57/289

Tabla 23.Verificacin de la proteccin de la Base granular por la Carpeta Asfltica.

TramoHomogneo

No.

AbscisaInicial(Km)

AbscisaFinal(Km)

SN1reqEspesorCA (cm)

SN1 efeccorregido CA

Verificacin dela Proteccinde BG por la

CA1 19+250 21+250 1.8 16.0 1.89 CUMPLE2 21+250 22+250 1.8 16.0 1.89 CUMPLE3 22+250 23+250 1.8 16.0 1.89 CUMPLE4 23+250 24+750 1.8 16.0 1.89 CUMPLE

5 24+750 25+750 1.8 16.0 1.89 CUMPLEFuente. Elaboracin propia.

5.4.2.2Verificacin de proteccin de la Subbase Granular por la Base Granular

Con el coeficiente estructural de la subbase granular (a3= 0.12) y la siguiente ecuacin se

obtiene el modulo elstico de la subbase (Esbg) que corresponde a 17000 psi.

P di d l i f d l d l AASHTO 93 l l d l Eb d i



58/289

Tabla 24.Verificacin de la proteccin de la Subbase granular por la Base granular.

TramoHomogneo

No.

AbscisaInicial(Km)

AbscisaFinal(Km)

MduloSubbasegranular

(psi)

SN3

req

SN2efecBG

EspesorBG

corregido(in)

EspesorBG

corregido(cm)

EspesorBG(cm)

EspesorBG(in)

SN2 ecorreg

BG

1 19+250 21+25017000 2.23 0.34 2.70 6.9 15.0 5.9 0

2 21+250 22+25017000 2.23 0.34 2.70 6.9 15.0 5.9 0

3 22+250 23+250

17000 2.23 0.34 2.70 6.9 15.0 5.9 0

4 23+250 24+75017000 2.23 0.34 2.70 6.9 15.0 5.9 0

5 24+750 25+750



59/289

5.4.2.3Calculo del SN3 efectivo de la Subbase Granular

Teniendo en cuenta que se conoce el nmero estructural requerido de la estructura total de

pavimento para cada uno de los cinco tramos homogneos se determinan los SN3 efectivo con la

siguiente ecuacin.

Contando con el numero estructural efectivo se calcula el espesor de la subbase granular

por medio de la siguiente ecuacin y se determina el SN3 efectivo corregido.

Tabla 25.Numero estructural efectivo corregido de la Subbase granular.

TramoHomogneo

No.

AbscisaInicial

(Km)

AbscisaFinal

(Km)

SN3efec

EspesorSBG

(in)

EspesorSBG

(cm)

EspesorSBG

(cm)

EspesorSBG

(in)

SN3 efecCorregido

SBG

1 19+250 21+250 1.71 15.80 40.1 41.0 16.14 1.74



60/289

temas ambientales es menor que el nmero estructural efectivo que aportan cada de las capas

que conforman la estructura.

Tabla 26.Verificacin del numero estructural efectivo vs el nmero estructural requerido de la

estructura diseada.

TramoHomogneo

No.

AbscisaInicial

(Km)

AbscisaFinal

(Km)

SNreq dela

estructura

SN1 efeccorregido

CA

SN2 efeccorregido

BG

SN3 efecCorregido

SBG

SNTotalpor

capas

Verificacin deSN req y SN

efec

1 19+250 21+250 4.34 1.89 0.74 1.74 4.38 CUMPLE2 21+250 22+250 2.74 1.89 0.74 0.64 3.27 CUMPLE3 22+250 23+250 4.47 1.89 0.74 1.87 4.50 CUMPLE4 23+250 24+750 2.83 1.89 0.74 0.64 3.27 CUMPLE

5 24+750 25+750 4.00 1.89 0.74 1.40 4.04 CUMPLEFuente. Elaboracin propia.

A continuacin se presenta la estructura de pavimento determinada por el mtodo de la



61/289

Figura 9.Estructura de Pavimento por el Mtodo AASHTO 93 por Capas.



62/289

5.5 Diseo de la estructura de pavimento por el mtodo del Instituto del Asfalto

El mtodo del Instituto del Asfalto considera al pavimento como un sistema elstico tricapacompuesto por una capa asfltica, una capa granular y la subrasante.

A continuacin se relacionan cada uno de los parmetros de diseo que se tuvieron en

cuenta para el dimensionamiento de la estructura de pavimento por este mtodo aplicando el

modelo multicapa.

5.5.1 Relacin de Poisson de los materiales de las diferentes capas:

Para la capa asfltica se selecciona un valor tpico de = 0,35, para las capas granulares se

asume un valor tpico de = 0,35, para la subrasante de los tramos 1, 3 y 5 (limos y arcillas) un

valor de = 0,40 y para los tramos 2 y 4 (arena limosa) un valor de = 0,30, segn Huang/93:

Tabla 28.Valores tpicos Relacin de Poisson.



63/289

Tabla 29. Valores de Mdulos de subrasante por tramos.

Tramo

HomogneoNo.

AbscisaInicial

DiseoGeomtrico

(Km)

Abscisa Final

Diseo Geomtrico(Km)

Distancia(m) CBRSBR(%)

EoMdulo

subrasanteMr= 100*CBR

(kg/cm2)

EoMdulo

subrasanteMr(psi)

1 19+250 21+250 2.000,00 1,77 177 2.5172 21+250 22+250 1.000,00 6,80 680 9.6703 22+250 23+250 1.000,00 1,62 162 2.3044 23+250 24+750 1.500,00 6,20 620 8.8165 24+750 25+750 1.000,00 2,28 228 3.242


5.5.3 Estimacin modulo del concreto asfaltico

Teniendo en cuenta que la temperatura del proyecto corresponde a 28.3 C y haciendo uso

del artculo 400-07, se elige el tipo de asfalto segn corresponde:

Tabla 30. Tipo de cemento asfaltico por emplear en mezclas en caliente.



64/289

La estimacin de la temperatura de las capas y el mdulo del concreto asfaltico se obtiene

bajo la metodologa de la estimacin de mdulos del Instituto del Asfalto; a continuacin se

muestra a manera de ejemplo la Figura 1la hoja electrnica que permiti obtener los mdulospara las diferentes corridas de optimizacin de espesores realizadas para cada tramo homogneo.

Figura 10. Determinacin mdulo de la mezcla asfltica.

Formulaciones para estimar mdulos del Instituto del Asfalto

Estimacin de la Temperatura del Pavimento

t =1/ (2*pi *f) donde: f= frecuenc ia; pi=3,1416; t =t iempo de carga

t=0,02 seg (f=8Hz) para V= 45 - 60 kph

Frecuencia de carga, Hz 8

Tipo de Asfalto Temperatura mezcla, oC 36,4

APIAY 60-70 Pen etracc i n a 25 oC (or ig ) 50 Para determinar la temperatura de la mezcla T Mp (oF),

Viscosidad a 21 oC, 10 6 p oises 5,5280559 se emplea la siguiente frmula en funcin de la temperatura

Caractersticas de la Mezcla del aire Ma (oF) y la profundidad desde la superficie, z (in):

% de finos P200 5 B1 0,44634562

Vol vacos, % Va 5 B2 6974,1153 Como temperatura media ponderada de la capa asflticaVol asfalto, % Vb 11 B3 1,74977031 se emplea la correspondiente al tercio superior

Vol agregado, % Vg 84 B4 5,313

Total 100 B5 1,74996459 oC oF

Temperatura media ponderada del aire, Ma 28,3 82,9

Si FS C FS 1 2

64

34

4

11 +

+

++=

zzMaMp 6

4

34

4

11 +

+

++=

zzMaMp



65/289

Figura 11. Determinacin mdulo de la capa granular.

.

h, cm E, kg/cm2 h, pg E, psi

Capas Asflticas a 13,0 16.373 5,12 232.819

b 0,00 0

c 0,00 0

Ponderado 13,0 16.373 5,1 232.819

Granulares K1 8.000 55,0 1.245 21,65 17.708

K1 IA 8,000 a 12,0000 tpico entre 3,000 y 8,000

Subrasante 177 2516,94

Mdulo ponderado de Capas Asflticas

Si la capa asfltica que se encuentra sobre la capa granular est compuesta por

2 subcapas h1a y h1b con mdulos E1a, E1b,

se calcula un mdulo ponderado E1 para el espesor total h1a + h1b :

Mdulo de capas granulares

Siendo h1 y h2 los espesores de la capa asfltica y granular en pulgadas,y E1, E2 y E3 los mdulos de las capas asfltica, granular y subrasante en psi:

3

11

3

1

113

1

111

)()(

+

+=

ba

bbaa

hh

EhEhE

868.0

1

287.0

3

139.0

1

041.0

2

471.0

12 447.10 KEEhhE

=

Fuente. (Estrada, 2014).



66/289

5.5.5 Verificacin de cumplimiento por ahuellamiento y fisuracin

Mediante el programa Weslea se determina la deformacin vertical en la fibra superior de

la subrasante y la deformacin horizontal en la fibra inferior de la carpeta asfltica, sobre el eje

de la carga y debajo de una de las dos llantas determinando el valor mayor de estos.

Adicionalmente, con los datos anteriores, se calcula el nmero de ejes equivalentes admisibles

tanto por ahuellamiento como por fisuramiento, y se chequea que los ejes equivalentes de diseo

no superen los admisibles.

5.5.5.1Chequeo por Ahuellamiento

La evaluacin del ahuellamiento se realiza mediante la curva de fatiga que se expresa

mediante la siguiente ecuacin.

Donde:Nd: Numero de ejes equivalentes admisibles por la estructura.

v = Deformacin vertical en la subrasante.



67/289

A continuacin se presenta las estructuras de pavimento en las cuales se optimizaron los espe

granular para cada uno de los tramos homogneos evaluados verificando que los mismos cumplieran

y fisuramiento.

Tabla 32. Estructuras de pavimento diseadas por el Mtodo del Instituto del Asfalto.

1 19+250 21+250 14 78 1654.3 118.3 323.45 550.05 534,998 -0.012

2 21+250 22+250 11 17 1601.1 208.6 338.69 529.22 635,936 -0.012

MTramo

Homogneo No.

Abscisa

Inicial

(Km)

Abscisa

Final

(Km)

Espesorcapa

asfltica

(cm)

Espesor

granulares

(cm)

Modulo de la

Mezcla

(Mpa)

Modulo decapas

granulares

(Mpa)

t

v Nd



68/289

Figura 12.Estructura de Pavimento por el Mtodo Instituto del Asfalto



69/289

Tabla 33. Espesores de estructura de pavimento por Mtodo.

CA

(cm)

BG

(cm)

SBG

(cm)

Mejoramiento

(cm)

Total

Espesor

(cm)

CA

(cm)

BG

(cm)

SBG

(cm)

Total

Espesor

(cm)

CA

(cm)

BG

(cm)

SBG

(cm)

1 19+250 21+250 10 20 35 25 90 11.0 30.0 40.0 81 16 15.0 41.0

2 21+250 22+250 7.5 20 35 63 7.5 20.0 35.0 63 16 15.0 15.0

3 22+250 23+250 10 20 35 25 90 10.0 35.0 40.0 85 16 15.0 44.0

4 23+250 24+750 7.5 20 35 63 7.5 20.0 35.0 63 16 15.0 15.0

5 24+750 25+750 10 20 35 20 85 10.0 30.0 35.0 75 16 15.0 33.0

TramoHomogneo

No.

AbscisaInicial

(Km)

AbscisaFinal

(Km)

INVIAS AASHTO GENERAL AASHTO POR CA


Se observa que los espesores de carpetas asflticas varan desde 7.5 cm a 16 cm, esta condici

para definir en trminos econmicos la estructura de pavimento a emplear debido a sus costos de fab

de los materiales granulares teniendo en cuenta que el Mtodo INVIAS no permite para el diseo c

necesario mejorar la subrasante por lo tanto los espesores de granulares en algunos tramos es mayor qu

de la estructura de pavimento diseada por el mtodo general de la AASHTO 93 y la determinacin d

evidente que es necesario aumentar desde un 45% a un 113% el espesor de la capa asfltica para brin


70/289

Al evaluar las estructuras de pavimento por los diferentes mtodos se evidencia que los

espesores determinados por el mtodo de la AASHTO 93 cumplen con el criterio general pero no

la proteccin por capas, por lo tanto es necesario aumentar los espesores de carpeta asfltica; deigual forma al verificar los espesores obtenidos por el mtodo INVIAS mediante el mtodo del

Instituto del Asfalto se evidenci que los mismos no cumplen con el criterio de falla por

fisuramiento, por lo tanto fue necesario aumentar la carpeta asfltica y disminuir granulares, lo

que permiti optimizar los espesores obtenidos bajo los otros mtodos.

La estructura de pavimento a utilizar en los 6.5 km de la va la Ye Santa Lucia Barranca

Lebrija es la determinada por el mtodo del Instituto del Asfalto la cual est en la capacidad de

soportar las solicitaciones generadas por un trfico esperado de 0.51 millones de ejes

equivalentes de 8.2 ton bajo unas caractersticas de suelos de tipo limo-arcillosos y areno-

limosos, para un periodo de diseo de 10 aos contados a partir del ao 2014.



71/289

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Los suelos encontrados en los 6.5 Km de la va La Ye Santa Lucia Barranca Lebrija

corresponden a limos-arcillosos y arenas limosas en su mayora.

La capacidad portante de la subrasante donde estar apoyada la estructura de pavimento

presenta dos condiciones, unos suelos con CBR en condicin sumergida menores a 3% con

potencial de hinchamiento alto y marginal que se encuentran en los Tramos homogneos 1,3 y

5 y otra con CBRMetodo 1 al 95% de la densidad mxima mayor a 6% que corresponden a

los sectores 2 y 4.

Las estructuras de pavimento definidas por cada uno de los mtodos evaluados se bas en un

periodo de diseo de diez aos para pavimentos flexibles o su equivalencia en tiempo hasta

acumular el nmero de ejes equivalentes de 8.2 ton adoptado en el diseo.

Las estructuras de pavimento diseadas para la va la Ye Santa Lucia Barranca Lebrija estn

en la capacidad de soportar las solicitaciones generadas por un trfico esperado de 0.51

millones de ejes equivalentes de 8.2 ton bajo unas caractersticas de suelos de tipo limo-

arcillosos y areno- limosos, para un periodo de diseo de 10 aos contados a partir del ao



72/289

Teniendo en cuenta las condiciones de expansin de los suelos existentes en sectores de la

va, se recomienda que la estructura de pavimentos esta protegida con un sistema de drenaje

adecuado que permita garantizar el control de la humedad de la subrasante.

Con el fin de evitar la segregacin de los agregados, se recomienda tener un control estricto

en el transporte de la mezcla desde la salida de la planta hasta la colocacin de la misma.

La construccin de las estructuras de pavimento diseadas para los 6.5 km de la va La Ye

Santa Lucia Barranca Lebrija se debe enmarcar dentro de las especificaciones generales de

construccin de carreteras del Instituto Nacional de Vias 2014 y las normas de ensayo paracarreteras INVIAS 2014.

Se recomienda que la construccin de la estructura de pavimento se realice s sobre la cota de

la subrasante actual debido que por el tipo de suelos finos existentes en la zona del proyecto,

no es recomendable excavar.



73/289

REFERENCIAS

American Association Of State Of Highway And Transportation. (1993). Guide for design ofpavement structures. Washington: AASHTO.

Asphalt Institute. (1982).Research and Development of the Asphalt Institutes Thickness Design

Manual.

Das, B. (2001). Fundamentos de ingeniera geotcnica. Mxico: International Thomson

Editores.Higuera, C. (2011). Nociones sobre mtodos de diseo de estructuras de pavimentos para

carreteras. Tunja: UPTC.

Huang, Y. H. (1993). Pavement Analysis and Design. New Yersey: Prentice Hall.

Instituto Nacional de Vas. (2014). Especificaciones generales para la construccin de

carreteras. Bogot D.C: INVIAS.

Ministerio de Transporte. (1998).Manual de diseo de pavimentos asflticos en vas con medios

y altos volmenes de trnsito. Popayn: Ministerio de Transporte.

Montejo A (2006) Ingeniera de pavimentos (3 ed) Bogot: Universidad Catlica de


74/289

Anexo A. Ensayos de laboratorio


75/289

CDIGO:

COMPAA: CONSORCIO TIT APIQUE N. 189

DIRECCION: CRA 11 N93B-33 PISO 5 PROFUNDIDAD (m): 1.50

INGENIERO: MAURICIO GALINDO NIVEL FRE TICO (m): NO SE ENCONTROOBRA: VIA MORRISON- LA Y- SANTA LUCIA-BARRANCA LEBRIJA FECHA:

LOCALIZACIN: K19+000 DERECHO INFORME PC N: 529-13

COORDENADAS: E 01045002 N 01379517

0.00 SM ARENA LIMOSA

CAF, VETA GRIS

HUMEDAD BAJA

DENSA

11.62 B13-392

CBRMETODOI

CBRINALTERADO

EN%

EXPANSIONLIBRE

HUMEDADE

N%

CLASIFICACIN Y DESCRIPCIN DEL MATERIAL

P-PT-05-F-08

VERSIN: 7INFORME DE ENSAYOS

PERFIL ESTRATIGRFICO Y CLASIFICACIN DE SUELOS

MUESTRA N

2013-09-22

NORMA NTC 1504:2000FECHAELABORACIN:

2009-01-05

PROFUNDIDA

D(m)

CONVENCIN

M.O.P.T.

SISTEMADE

CLASIFICAC

IN

U.S.C.

CDIGO:INFORME DE ENSAYOS P-PT-05-F-

RELACI N DE SOPORTE DEL SUELOVERSIN: 9

CBR M TODO I

ACREDITADO

ACREDITADO

ACREDITADO


76/289

COMPAA: CONSORCIO TIT

DIRECCIN: CRA 11 N93B-33 PISO 5 LOCALIZACIN: K19+000 DERECHO

INGENIERO: MAURICIO GALINDOOBRA: VIA MORRISON- LA Y- SANTA LUCIA-BARRANCA LEBRIJA FECHA DE TOMA: 2013-09-22

DESCRIPCIN: ARENA LIMOSA FECHA DE ENSAYO: 2013-10-18

CANTERA: N.A. SONDEO: N.A.

MUESTRA N: B13-392 APIQUE: 189

INFORME PC N: 529-13 PROFUNDIDAD (m): 0,00-0,95

PRUEBARecipiente N:M1= Masa Recipiente + masa hmeda (g):M2= Masa Recipiente + masa seca (g):M3= Masa Recipiente (g):Nmero de golpes:Masa humeda inicial(g):Agua adicional (cm):Molde N:M4= Masa molde y la base + suelo compactado (g):M5= Masa del molde + base (g):M6= Masa humeda compacta (g):Humedad en el horno (%):Masa seca (g):Volumen del molde (cm):Densidad seca (g/cm):Densidad seca (kg/m):

1 2 3 4502 609 964 330

NORMA INV E 148:2007FECHAELABORACIN:

2009-04-2

103.4 90.5 70.4 129.556 56 56 56

854.2 786.0 936.1 976.1781.8 704.4 809.8 835.7

10 10 10 109972 10242 10396 10354

6000 6000 6000 60000 120 240 360

10.7 13.3 17.1 19.93654 3808 3816 3692

5928 5928 5928 59284044 4314 4468 4426

1714 1786 1790 1732

2132 2132 2132 21321.714 1.786 1.790 1.732

1800

1810

CURVA PROCTOR

Resolucin de Acreditacin N 12543

del 20 de Marzo de 2009

1800

1810

CURVA PROCTOR



1800

1810

CURVA PROCTOR



CDIGO:INFORME DE ENSAYOS P-PT-05-F-020

DENSIDAD Y PESO UNITARIO EN EL TERRENO, METODO DELCONO DE ARENA

VERSIN: 7

ACREDITADO

ACREDITADO


77/289


DIRECCIN: CRA 11 No. 93B-33 PISO 5 LOCALIZACIN: K19+000 DERECHO

INGENIERO: MAURICIO GALINDO DESCRIPCIN: ARENA LIMOSA

OBRA: VIA MORRISON- LA Y- SANTA LUCIA-BARRANCA LEBRIJA CANTERA: N.A

INFORME PC N: 529-13 FECHA DE ENSAYO: 2013-09-22

1

K19+000

12.00

UNICA

95

DERECHO

EXISTENTE

1584

7321

3425

2312

1.369

1689

Espesor de la capa ensayada (cm):

CONO DE ARENA


2012-01-25

DATOS DE IDENTIFICACIN

Prueba N:

Ubicacin/Abscisas:

Profundidad (cm):

Capa N:

Costado:

Material:

DENSIDAD Y PESO UNITARIO DEL MATERIAL EN EL TERRENO

M1=Constante del cono en (g):

M2=Masa del frasco y arena inicial (g):

M3=Masa del frasco y arena restante (g):

M4=Masa arena utilizada para llenar el hueco (g) (M2-M3-M1)

arena=Densidad de la arena (g/cm):

V=Volumen del hueco (cm): (M4 / arena)

ResolucindeAcreditacinN 12543

del 20 deMarzo de2009

ResolucindeAcreditacinN 12543

del 20 deMarzo de2009

CDIGO:INFORME DE ENSAYOSLMITES DE CONSISTENCIA (NORMA INV E

125 2007 INV E 126 2007)HUMEDAD NATURAL (NORMA INV E

P-PT-05-F-

VERSIN 8

ACREDITADO

ACREDITADO


78/289



INGENIERO: MAURICIO GALINDO

OBRA: VIA MORRISON- LA Y- SANTA LUCIA-BARRANCA LEBRIJA FECHA DE TOMA: 2013-09-22

DESCRIPCIN: ARENA LIMOSA FECHA ENSAYO: 2013-10-18

CANTERA: N.A. SONDEO N: N.A.

MUESTRA N: B13-392 APIQUE N: 189


GRADACI N INV E 123:2007Masa inicial total seca (g): 390.0

Masa inicial L-T 200 (g): 228.5 0.00

Masa final: L-T 200 (g): 228.5

Tamiz Tamiz (mm) Masa Retenida (g) % Retenido % Acumulado % Pasa % Pasaunificado

Determinacin N - - - 3" 75.00 - - 0.0% 100.0% 100.0%

N de Golpes - - - 2 " 63.00 - - 0.0% 100.0% 100.0%

N de Recipiente - - - 2" 50.00 - - 0.0% 100.0% 100.0%

M1 - - - 1 " 37.50 - - 0.0% 100.0% 100.0%

M2 - - - 1" 25.00 - - 0.0% 100.0% 100.0%

M3 - - - 3/4" 19.00 - - 0.0% 100.0% 100.0%

MW - - - 1/2" 12.50 - - 0.0% 100.0% 100.0%

MS - - - 3/8" 9.50 - - 0.0% 100.0% 100.0%

W% - - - 1/4" 6.30 - - 0.0% 100.0% 100.0%

N 4 4.75 4.0 1.0% 1.0% 99.0% 99.0%

N 8 2.36 - - 1.0% 99.0% 99.0%

N 10 2.00 23.4 6.0% 7.0% 93.0% 93.0%

N12 1.70 - - 7.0% 93.0% 93.0%

INV E 122:2007 N16 1.18 - - 7.0% 93.0% 93.0%

N de Recipiente - - 257 N30 0.600 - - 7.0% 93.0% 93.0%

M1 - - 634 2 N40 0 425 118 5 30 4% 37 4% 62 6% 62 6%

LMITE PLSTICO - LPW% DE LAMUESTRA

INV E 126:2007

LMITES DE CONSISTENCIA

LMITE LQUIDO - LL

INV E 125:2007

125:2007 - INV E 126:2007)HUMEDAD NATURAL (NORMA INV E122:2007)GRANULOMETRA (NORMA INV E 123:2007)

VERSIN: 8

FECHAELABORACIN:

2009-06-Resolucin de Acreditacin N 12543




CDIGO:INFORME DE ENSAYOSLMITES DE CONSISTENCIA (NORMA INV E

125:2007 INV E 126:2007)HUMEDAD NATURAL (NORMA INV E

P-PT-05-F-

VERSIN: 8

ACREDITADO

ACREDITADO


79/289





DESCRIPCIN: ARCILLA DE ALTA PLASTICIDAD FECHA ENSAYO: 2013-10-18




GRADACI N INV E 123:2007Masa inicial total seca (g): 540.0

Masa inicial L-T 200 (g): 52.6 0.00

Masa final: L-T 200 (g): 52.6

Tamiz Tamiz (mm) Masa Retenida (g) % Retenido % Acumulado % Pasa % Pasaunificado

Determinacin N 1 2 3 3" 75.00 - - 0.0% 100.0% 100.0%

N de Golpes 30 25 20 2 " 63.00 - - 0.0% 100.0% 100.0%

N de Recipiente 186 187 188 2" 50.00 - - 0.0% 100.0% 100.0%

M1 38.86 40.88 39.25 1 " 37.50 - - 0.0% 100.0% 100.0%

M2 30.77 32.03 30.04 1" 25.00 - - 0.0% 100.0% 100.0%

M3 18.42 18.99 16.88 3/4" 19.00 - - 0.0% 100.0% 100.0%

MW 8.09 8.85 9.21 1/2" 12.50 - - 0.0% 100.0% 100.0%

MS 12.35 13.04 13.16 3/8" 9.50 - - 0.0% 100.0% 100.0%

W% 65.52 67.83 69.99 1/4" 6.30 - - 0.0% 100.0% 100.0%

N 4 4.75 1.2 0.2% 0.2% 99.8% 99.8%

N 8 2.36 - - 0.2% 99.8% 99.8%

N 10 2.00 4.6 0.9% 1.1% 98.9% 98.9%

N12 1.70 - - 1.1% 98.9% 98.9%

INV E 122:2007 N16 1.18 - - 1.1% 98.9% 98.9%

N de Recipiente 189 190 1031 N30 0.600 - - 1.1% 98.9% 98.9%

M1 30 85 31 22 647 1 N40 0 425 21 4 4 0% 5 0% 95 0% 95 0%

LMITE PLSTICO - LPW% DE LAMUESTRA

INV E 126:2007

LMITES DE CONSISTENCIA

LMITE LQUIDO - LL

INV E 125:2007

125:2007 - INV E 126:2007)HUMEDAD NATURAL (NORMA INV E122:2007)GRANULOMETRA (NORMA INV E 123:2007)

VERSIN: 8

FECHAELABORACIN:

2009-06-Resolucin de Acreditacin N 12543




INFORME DE ENSAYOS


80/289


DIRECCIN: CRA 11 No. 93B-33 PISO 5 LOCALIZACION: K19+00


OBRA: VIA MORRISON- LA Y- SANTA LUCIA-BARRANCA LEBRIJA FECHA DE TOMA: 2013-0

DESCRIPCIN: ARCILLA DE ALTA PLASTICIDAD FECHA DE ENSAYO: 2013-1

CANTERA: N.A.

MUESTRA No.: B13-393

INFORME PC No.: 529-13

VOLUMEN INICIAL (cm ) 10 VOLUMEN FINAL (cm )

EXPANSION LIBRE EN PROBETA EP = VF-VI X100

EP % = 21010

O S OSEXPANSION LIBRE EN PROBETA

INDICE DE EXPANSIN EN PROBETA I E P = Volumen Final

10INDICE DE EXPANSI N EN PROBETA IEP = 3.1


81/289

CDIGO:





DESCRIPCIN: ARCILLA DE ALTA PLASTICIDAD FECHA DE ENSAYO: 2013-10-18




HUMEDAD

RECIPIENTE

W1= Peso recipiente A + suelo hmedo, en g

W2= Peso recipiente + suelo seco, en g

W3= Peso recipiente, en g

W = Peso hmedo de la muestra de suelo, en g

W0= Peso de la muestra seca, en g

w = Contenido de agua, en %

FACTORES DE CONTRACCIN

67.8

23.4

P-PT-05-F-058

1

39.2

60.3

INFORME DE ENSAYOSDETERMINACIN DE LOS FACTORES DE CONTRACCIN DE LOS

SUELOS VERSIN: 6

21.1


2009-01-05

44.5

CDIGO: P-PT-05-F-072INFORME DE ENSAYOSRELACI N DE SOPORTE DEL SUELO (CBR) SOBRE

VERSIN: 8

ACREDITADO

ACREDITADO


82/289


DIRECCIN: CRA 11 N93B-33 PISO 5 LOCALIZACION: K19+000 DERECHO







CARGA PRESIN PRESIN PRESIN

SOBRE LA SOBRE LA SOBRE LA SOBRE LAMUESTRA MUESTRA MUESTRA MUESTRA

INALTERADO P (kN) (MPa) (kgf/cm) (lbf/pulg)MOLDE N: 19 0.00 0.000 0.0 0.0 0.00 0.0 0.0

FALSO FONDO N: 7 0.64 0.025 421 0.4 0.22 2.2 31.6

MASA MOLDE (g): 9565 1.3 0.050 758 0.8 0.39 4.0 56.8

MASA MOLDE + MUESTRA (g): 13450 1.9 0.075 985 1.0 0.51 5.2 73.8

MASA MUESTRA HUMEDA (g): 3885 2.5 0.100 1145 1.1 0.59 6.0 85.8

VOLUMEN MOLDE (cm): 2126 3.2 0.125 1254 1.3 0.65 6.6 94.0

HUMEDAD DE LA MUESTRA (%) 19.0 3.8 0.150 1352 1.4 0.70 7.1 101.3DENSIDAD SECA (kg/m): 1536 4.4 0.175 1451 1.5 0.75 7.6 108.8

C.B.R. A 2,54mm (0,100 pulg) (%): 8.58 5.1 0.200 1520 1.5 0.79 8.0 113.9C.B.R. A 5,08mm (0,200 pulg) (%): 7.59 6.4 0.250 1572 1.6 0.81 8.3 117.8

7.6 0.300 1621 1.6 0.84 8.5 121.5

10.2 0.400 1670 1.7 0.86 8.8 125.2

12.70 0.500 1720 1.7 0.89 9.1 128.9

(N)(pulg)mm

FECHAELABORACIN:

2009-05-18

PENETRACIN

MUESTRAS INALTERADAS

NORMA INV E 148:2007

LECTURA DELEQUIPO

VERSIN: 8

1.00

CURVA DE CBR



1.00

CURVA DE CBR



CDIGO:INFORME DE ENSAYOSRELACI N DE SOPORTE DEL SUELO (CBR) SOBRE

P-PT-05-F-072ACREDITADO

ACREDITADO


83/289


DIRECCIN: CRA 11 N93B-33 PISO 5 LOCALIZACION: K19+000 DERECHOINGENIERO: MAURICIO GALINDO

OBRA: FECHA DE TOMA: 2013-09-22





SUMERGIDO

MOLDE N: 19 CARGA PRESIN PRESIN PRESIN

FALSO FONDO N: 7 SOBRE LA SOBRE LA SOBRE LA SOBRE LA

MASA MOLDE (g): 9565 MUESTRA MUESTRA MUESTRA MUESTRAMASA MOLDE + MUESTRA (g): 16005 P (kN) (MPa) (kgf/cm) (lbf/pulg)MASA MUESTRA HUMEDA (g): 6440 0.00 0.000 0.0 0.0 0.00 0.0 0.0HUMEDAD DESPUS DE SATURACIN (%) 32.8 0.64 0.025 65 0.1 0.03 0.3 4.9

C.B.R. A 2,54mm (0,100 pulg) (%): 1.28 1.3 0.050 120 0.1 0.06 0.6 9.0C.B.R. A 5,08mm (0,200 pulg) (%): 1.04 1.9 0.075 154 0.2 0.08 0.8 11.5

INMERSIN (MOLDE SUMERGIDO) 2.5 0.100 171 0.2 0.09 0.9 12.8

Sobrecarga de penetracion (kg) 4.54 3.2 0.125 182 0.2 0.09 1.0 13.6

LECTURA INICIAL (mm) 0.10 3.8 0.150 191 0.2 0.10 1.0 14.3

ALTURA INICIAL DE LA MUESTRA (mm) 116 4.4 0.175 200 0.2 0.10 1.1 15.0

LECTURA 24 HORAS (mm) 1.45 5.1 0.200 209 0.2 0.11 1.1 15.7

LECTURA 48 HORAS (mm) 2.52 6.4 0.250 217 0.2 0.11 1.1 16.3

LECTURA 72 HORAS (mm) 2.86 7.6 0.300 226 0.2 0.12 1.2 16.9

LECTURA 96 HORAS (mm) 3.65 10.2 0.400 234 0.2 0.12 1.2 17.5EXPANSION 24 HORAS (%) 1.16% 12.70 0.500 243 0.2 0.13 1.3 18.2

EXPANSION 48 H

diseño-estructura-pavimento-flexible-aashto-invias-insituto-asfalto-barranca_lebrija (1).pdf

Documents