numero estructural pavimento

Diseño estructural del pavimento de las vías urbanas del Municipio de Itaguí.

calle 87 entre carreras 47 y 52

Ampliación El ajizal. Ampliación Calle 36 Ditaires.

PPPPPPPPRRRRRRRROOOOOOOOCCCCCCCCIIIIIIIIVVVVVVVVIIIIIIIILLLLLLLL LTDALTDALTDALTDA

IINNGGEENNIIEERROOSS CCIIVVIILLEESS

Carrera 52ª No. 66 – 89 Itaguí – Antioquia. Telefax: 376-50-99

E-mail: [email protected] www.procivil.com.co

PPPPPPPPRRRRRRRROOOOOOOOCCCCCCCCIIIIIIIIVVVVVVVVIIIIIIIILLLLLLLL LLLLLLLLTTTTTTTTDDDDDDDDAAAAAAAA


Diseño estructural del pavimento. Municipio de Itaguí. Calle 87 – El Ajizal – Calle 36

CAMI

ii




ITDP 09 / 07

COPIA Nº 1

VERSIÓN Nº 0

VIGENTE DESDE OCTUBRE DE 2007

SISTEMA DE ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD


ELABORADO POR: PROCIVIL LTDA

Fecha: Octubre / 07

Firma:

REVISIÓN APROBADA POR: Leonardo Fabio Velásquez Rojas. Especialista en Vías y Transportes

Fecha: Octubre / 07

Firma:

VERIFICACIÓN APROBADA POR: Leonardo Fabio Velásquez Rojas. Gerente

Fecha: Octubre / 07

Firma:

FUNCIONARIO RESPONSABLE O.O.P.P:

Fecha: Octubre / 07

Firma:




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TABLA DE CONTENIDO

Pág.

1. INTRODUCCIÓN. ................................................................................................................................. 7

2. OBJETO DEL INFORME. ..................................................................................................................... 9

2.1 OBJETIVO ESPECÍFICO. .................................................................................................................... 9

3. ALCANCE GENERAL DEL PROYECTO.............................................................................................. 9

4. LOCALIZACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO. ...................................................................... 10

5. DETERMINACIÓN DE LOS SUELOS EXISTENTES. ........................................................................ 13

5.1 ESTADO ACTUAL DE LA SUPERFICIE DE RODADURA................................................................. 13

6. INVESTIGACIÓN Y EVALUACIÓN DE SUELOS PARA ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO

FLEXIBLE........................................................................................................................................... 14

7. VARIABLE TRÁNSITO PARA EL DISEÑO DE PAVIMENTOS .......................................................... 22

8. DISEÑO DEL PAVIMENTO. ............................................................................................................... 24

8.1 DIMENSIONAMIENTO DE LA ESTRUCTURA................................................................................... 24

8.1.1 Determinación de la estructura del pavimento “METODO AASHTO 93” ......................... 24

8.1.1.1 Determinación del número estructural requerido. ....................................................... 25

8.1.1.2 Determinación del Número estructural efectivo. ......................................................... 27

8.1.1.3 Determinación del Número estructural de la capa asfáltica nueva. ............................ 28

8.1.2 Parámetros de diseño. .................................................................................................... 28

9. VERIFICACIÓN EMPÍRICA – MECANICISTA DEL DISEÑO. ............................................................ 32

9.1 BENEFICIOS DE UN DISEÑO EMPÍRICO – MECANICISTA. ........................................................... 32

9.2 MÓDULOS DE ELASTICIDAD DE LAS CAPAS DE LA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO

EXISTENTE........................................................................................................................................ 33

9.3 CÁLCULO DE ESFUERZOS Y DEFORMACIONES. ......................................................................... 34

9.3.1 Parámetros admisibles. ................................................................................................... 34

9.4 CHEQUÉO DEL DISEÑO DE LAS SOLUCIONES UTILIZANDO EL MÉTODO RACIONAL. ............ 36

10. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES...................................................................................... 39

11. LIMITACIONES................................................................................................................................... 41

12. BIBLIOGRAFÍA. .................................................................................................................................. 42




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iv

LISTA DE TABLAS

Pág.

Tabla 1 criterios para la ejecución de perforaciones en el terreno para definir un perfil de suelos...................16

Tabla 2. Coeficientes estructurales sugeridos para materiales de pavimentos en servicio con rodadura

asfáltica.............................................................................................................................................................25

Tabla 3. Confiabilidad sugerida para varias clasificaciones viales...................................................................26

Tabla 4 Valores de desviación normal para niveles seleccionados de confiabilidad. ......................................27

Tabla 5 Coeficientes de Calage. Método Shell 78. ..........................................................................................35

Tabla 6. Resumen verificación elástica multicapa. ..........................................................................................38




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v

LISTA DE GRÁFICOS.

Pág.

Gráfico 1. Departamento de Antioquia. Municipio de Itaguí..............................................................................11

Gráfico 2. Municipio de Itaguí. Vista en planta. POT. .......................................................................................12

Gráfico 3. Perfil estratigráfico............................................................................................................................15

Gráfico 4. Análisis granulométrico. ...................................................................................................................17

Gráfico 5. Ensayo Límite plástico......................................................................................................................17

Gráfico 6.Cazuela de Casagrande....................................................................................................................18

Gráfico 7. Prensa Marshall. ..............................................................................................................................18

Gráfico 8. Ensayo de C.B.R..............................................................................................................................19

Gráfico 9. Localización apiques. Calle 87 .........................................................................................................20

Gráfico 10. Localización apiques. Ajizal............................................................................................................21

Gráfico 11. Caracterización de carga de referencia..........................................................................................22

Gráfico 12. Nomograma de diseño para pavimentos flexibles. Método AASHTO 93. .....................................26

Grafico 13 Componentes del proceso de diseño empírico mecanicista...........................................................33

Gráfico 14. Diagrama básico para el cálculo de esfuerzos y deformaciones de un pavimento flexible ............36

Gráfico 15. Configuración de datos de diseño. .................................................................................................37

Gráfico 16. Sección típica de pavimento flexible...............................................................................................38

Gráfico 17. Sección típica de pavimento flexible Ajizal. ....................................................................................38




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vi

LISTA DE ANEXOS

Pág.

ANEXO A. Formatos de salida del programa elástico multicapa everstress y kenpave….………………..…… 43




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7

1. INTRODUCCIÓN.

El Municipio de Itaguí adelanta la ejecución del proyecto de pavimentación de las vías urbanas en

varias zonas donde se requiere la intervención estructural del pavimento para lo cual contempla

procesos de intervención profunda con las técnicas de reciclaje y diseño nuevo.

A partir de la exploración de campo y de la determinaciones de las propiedades de los suelos

mediante los ensayos de laboratorio de rigor tales como la determinación de la capacidad de soporte

de los suelos típicos medida en términos de CBR, se determinarán los espesores necesarios del

pavimento, aplicando para el diseño, la metodología AASHTO 93 y su verificación por MÉTODO

RACIONAL mediante el programa EVERSTRESS y KENPAVE que evaluará un modelo elástico

multicapa, el cual contempla el diseño propuesto para el pavimento flexible, a partir de la modelación

de los parámetros relacionados con la propiedades de los materiales de las distintas capas, sus

espesores, las características del tránsito, etc.

Cabe anotar que el método AASHTO 93 para diseño de pavimentos es mundialmente aceptado para

tal fin, sin embargo, por ser este un método empírico requerirá de la modelación elástica multicapa

para la verificación de esfuerzos y deformaciones y posterior aceptación del diseño de las alternativas

planteadas mediante software debidamente sustentados.

Para el desarrollo del presente estudio se utilizó la siguiente metodología:

Como trabajo de campo se realizaron seis (6) apiques exploratorios, determinando algunas

propiedades de los suelos y materiales encontrados.

• De la zona del proyecto fueron traídas las muestras alteradas e inalteradas al laboratorio, con

el fin de determinar los tipos de suelos y materiales más representativos de la zona. Para la

determinación de la capacidad de soporte se tomó en base al trabajo de campo y de

laboratorio, éste último basado principalmente en la determinación de la capacidad de soporte

medida en términos de CBR.

• La información tomada en campo y la determinada en el laboratorio y procesada en la oficina,

fue consignada en cuadros descriptivos en el presente informe.




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8

• Con la información obtenida se llevó a cabo el diseño de las estructuras del pavimento por las

metodologías anteriormente mencionadas de las cuales se seleccionó aquella estructura que

cumplirá con los parámetros admisibles desde el punto de vista técnico y que sea la más viable

económicamente.

• Finalmente se procedió con la formulación de las conclusiones y recomendaciones necesarias,

que se deberán tener en cuenta durante la construcción de la obra.

El presente informe contiene el estudio de suelos para llevar a cabo el diseño estructural del

pavimento en el que se describen los trabajos de campo y laboratorio ejecutados con sus análisis, se

presenta el diseño para la conformación de la estructura del pavimento de acuerdo con las

condiciones de los suelos de subrasante, características del tránsito y de los materiales a utilizar

durante el proceso constructivo y finalmente se formulan las conclusiones y recomendaciones

orientadas a garantizar la seguridad y la estabilidad de la obra desde el punto de vista geotécnico.

Adicionalmente se contempla la revisión del diseño estructural del pavimento del informe de

consultoría realizado por la firma Evaltec S.A. para el municipio de Itaguí cuyo objeto es la ampliación

de la calle 36 entre la glorieta Ditaires y la quebrada la Limona para lo cual contempló el cajeo de

dicho tramo. Se pretende analizar la alternativa de reciclaje como una opción de intervención a

ejecutar.




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2. OBJETO DEL INFORME.

El objetivo específico del presente informe es la determinación de los espesores de la nueva

estructura del pavimento para las vías objeto del estudio.

2.1 OBJETIVO ESPECÍFICO.

Evaluar detalladamente los suelos localizados en la zona y definir los espesores de estos que puedan

llegar a ser afectados por las cargas del tránsito, para así generar soluciones estructurales que

permitan definir las capas del pavimento necesario para el óptimo funcionamiento de la vía en estudio.

3. ALCANCE GENERAL DEL PROYECTO.

El estudio para el diseño de la estructura de pavimento de las vías, tiene como alcances principales los

siguientes:

• Determinación del perfil de suelos de la subrasante, para así determinar los materiales

predominantes que conforman la subrasante.

• Realizar una descripción completa del perfil estratigráfico existente en la vía o zona del

estudio, mediante la ejecución de seis apiques, hasta una profundidad que permita conocer el

espesor en que los suelos puedan llegar a ser afectados por las cargas del tránsito.

• Definir de la investigación de campo y de laboratorio las variables necesarias para el diseño

de espesores de la estructura del pavimento, en conjunto con el tránsito, materiales de

construcción.

• Ante la presencia de suelos con índices de plasticidad altos, indicar claramente su ubicación y

dar recomendaciones concretas sobre el tratamiento que deban recibir durante la construcción

del pavimento.

• Análisis y diseño de alternativas para la estructura del pavimento, determinando la propuesta

de diseño final.

• Generar recomendaciones necesarias para la colocación y conformación de la estructura de

pavimento.




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10

4. LOCALIZACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO.

El proyecto se encuentra localizado en el Municipio de Itaguí en varios tramos en la zona urbana

perimetralmente a Medellín en la zona norte y al sur – oriente con el corregimiento de San Antonio

de Prado.

El proyecto contempla tramos de pavimento existente y una franja de terreno cedido por el

propietario aledaño a la vía. Este último corresponde al sector del Ajizal.

4.1. Sectores del proyecto.

1. El primer sector se encuentra localizado en la calle 87 entre carreras 47 y 52 Av. guayabal.

2. El segundo sector del proyecto se localiza en la vía el ajizal. (ampliación).

3. El tercer sector corresponde a la calle 36 entre la Glorieta Ditarires y la Quebrada La

Limona.

En su totalidad se realizó seis (6) apiques localizado estratégicamente a lo largo de la vía en

cuestión con el fin de analizar las muestras de suelo que constituyen los llenos existentes.

Al evaluar la condición de un pavimento se busca calificar y cuantificar la habilidad del mismo para

continuar proporcionando un buen servicio a los usuarios, con las tasas de tránsito presentes y

proyectadas.

Por lo tanto, para el cumplimiento de los objetivos anteriormente descritos se recopiló información

de campo siguiendo los lineamientos propuestos por la Secretaría de Obras Públicas de Itaguí para

así obtener datos sobre parámetros estructurales, que permitan trazar estrategias para propiciar

una intervención integral de las vías.




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Gráfico 1. Departamento de Antioquia. Municipio de Itaguí.

ITAGUÍ




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Gráfico 2. Municipio de Itaguí. Vista en planta. POT.




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5. DETERMINACIÓN DE LOS SUELOS EXISTENTES.

5.1 ESTADO ACTUAL DE LA SUPERFICIE DE RODADURA.

Se considera importante ilustrar la situación actual que corresponde a los daños de la estructura

observados durante el recorrido de la vía en el sector 1 y 3. Se realizó una inspección visual de la

misma durante la evaluación geotécnica, y levantamiento de daños encontrándose deficiencias e

insuficiencias funcionales y estructurales tales como: fisura transversal, fisura longitudinal, piel de

cocodrilo, baches, hundimientos, pérdida de ligante, pérdida de agregado, parcheos a causa de

reparaciones locales.

Se han realizado intervenciones en su estructura desde su construcción. Se presentan fisuras

ramificadas en varias direcciones con tendencias a piel de cocodrilo. Se observan parcheos por

reparaciones locales distintos a la conservación y al mantenimiento, a excepción del sector 3 en la

calle 36 donde se observa capas de pavimento de 15 cm correspondiente a dos sobrecapa de 7.5

cm. Presenta ahuellamientos puntuales a causa del alto tráfico que circula en el sector 3 y a

problemas de las capas subyacentes. Los espesores encontrados son insuficientes y heterogéneos

para las condiciones de carga. Presenta poca adherencia entre el material granular y el bituminoso

a causa de las infiltraciones de aguas lluvias. Se observa a poca profundidad sobretamaños

mayores a 6” lo que dificulta el proceso de una intervención profunda no mayor a 15 cm para el

sector 1 en la calle 87.

El deficiente estado de la sobrecarpeta asfáltica existente, así como una condición deficiente del

pavimento, debido en buen porcentaje a las intervenciones relacionadas con las redes de

alcantarillado, acueducto, teléfono, gas, incremento del parque automotor, y a la renovación de la

capa de rodadura, etc, obligaron a la reconstrucción total del pavimento y a las necesidades de

mejorar las condiciones estructurales para las nuevas proyecciones de tránsito existente. Lo

anterior, por encontrarse a la periferia de la Central Mayorista de Antioquia para el sector 1 como

también para el sector 3.

Al observar una disminución de la capacidad portante y al aumentar la permeabilidad, el

agrietamiento generalizado puede ser el comienzo de fallos más graves, produciéndose baches,

desintegración del pavimento, ingiriendo a los materiales de las capas inferiores.




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6. INVESTIGACIÓN Y EVALUACIÓN DE SUELOS PARA ESTRUCTURAL DEL

PAVIMENTO FLEXIBLE.

Para la obtención de la información geotécnica básica de los diferentes tipos de suelos se efectuó

investigaciones de campo y laboratorio que determinaron su distribución y propiedades físicas.

Este capítulo permite determinar el comportamiento físico – mecánico de la estructura existente

ante solicitaciones de carga y ambientales como también para pavimentos nuevos.

Esta investigación de suelos comprende los siguientes aspectos:

a) Determinación del perfil de suelos: Consistió en la ejecución sistemática de una perforación

en el terreno, con el objeto de determinar la cantidad y extensión de los diferentes tipos de

suelos, como la forma en que están dispuestos en capas. La exploración de campo consistió

en la apertura de seis (6) apiques, que se llevó a profundidad de hasta 1.4 m y fue ubicado de

la manera más conveniente de la zona de estudio con el fin de su representatividad. En los

apiques realizados se observó y analizó detenidamente los suelos presentes. Se evaluó la

estratigrafía y se tomaron muestras inalteradas y alteradas en bolsa y en costal para su

posterior análisis en nuestro laboratorio, y en general algunos factores geotécnicos para

garantizar el normal desarrollo del proyecto y del estudio del presente informe.

Apique 1 Apique 2

C.B.R. 3.7 C.B.R. 3.4

0.0 5.0

24

65

0.0

6.4

37

71

Carpeta asfáltica existente

Granular aluvial de color café. NL – NP Semi-compacta. A-1-a GM - GC W = 17.4 % Tamaño máx. 2 “

Limo arcilloso de color gris y café. Consistencia media. MH. A - 7 - 5 W = 56.3 % Tamaño máx. 6 “

Carpeta asfáltica existente

Granular aluvial de color café. NL – NP Semi-compacta. A-2-4 GP W = 29.6 % Tamaño máx. 2 1/2 “

Limo arcilloso de color gris y café. Consistencia media. MH. A - 4 W = 66.1 % Tamaño máx. 5 “

Calle 87 con carrera 48 Calle 87 con carrera 50




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15

Apique 3 Apique 4

C.B.R. 5.6. C.B.R. 3.6

Apique 5 Apique 6

C.B.R. 3.0. C.B.R. 1.8

Gráfico 3. Perfil estratigráfico.

Teniendo en cuenta que es imposible realizar un estudio que permita conocer el perfil de suelos en

cada punto del proyecto, es necesario acudir a la experiencia, para determinar la localización de la

perforación con base en la uniformidad que presentan los suelos.

Lógicamente la ubicación, profundidad y número de perforaciones, deben ser tales que permitan

determinar toda variación importante de la calidad de los suelos. En la perforación que se efectuó,

se anotó el espesor de las diferentes capas encontradas, así como la identificación visual de los

materiales, indicando su color y consistencia. Esta información quedó claramente registrada en el

resumen de exploración de campo y análisis de laboratorio.

0.0

11.0

22.0

70

0.0

15.0

25.0

60.0

Ajizal Ajizal

Ajizal Ajizal

0.0

30.0

70.0

0.0

14.0

24.0

39.0

80.0

Limo arcilloso de color gris y café. Consistencia media. Escombros MH. A - 4 W = 48.7 % Tamaño máx. 1 “

Limo arcilloso de color rojizo y amarillo con ladrillos Consistencia baja. MH. A - 7 - 2 W = 39.4 % Tamaño máx. 3 “

Limo arcilloso de color gris y café. Consistencia media. ML. A - 2 - 4 W = 65.2 %

Limo arcilloso de color amarillo. Consistencia baja. MH. A - 7 - 5 W = 51.3 %

Arena limoso de color café. Consistencia media. ML. A - 7 - 5 W = 59.6 %

Limo arcilloso de color gris y café. Consistencia media. MH. A - 7 - 5 W = 48.9 % Tamaño máx. 1 1/2 “

Capa vegetal de color café oscuro. Limos Consistencia media. MH. A - 7 - 5 W = 29.0 % Tamaño máx. 2 “

Limo arcilloso de color gris Consistencia media. MH. A - 7 - 5 W = 63.8 % Tamaño máx. 6 “

Capa vegetal y Limo arcilloso de color café. Escombros y basuras. Consistencia media. MH. A - 7 - 5 W = 84.5 % Limo arcilloso Alta plasticidad de color gris y café. Consistencia media. ML. A - 7 - 5 W = 73.1 %

Limo arcilloso de color gris y café. Consistencia media. MH. A - 7 - 5 W = 58.9 %

Limo arcilloso de color gris y café. Consistencia media.




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16

Tabla 1 criterios para la ejecución de perforaciones en el terreno para definir un perfil de suelos.

b) Muestreo de las diferentes capas del suelo: En la perforación ejecutada se tomó diferentes

muestras representativas de suelo de las diferentes capas de suelos encontradas. Las

muestras suelen ser de dos tipos: Alteradas e inalteradas. Una muestra es alterada cuando no

guarda las mismas condiciones en que se encontraba en el terreno, caso contrario ocurre

cuando la muestra es inalterada.

c) Ensayos de laboratorio: A las muestras obtenidas se determinó sus propiedades físicas en

relación con la estabilidad y capacidad de soporte de la subrasante.

Con el objeto de establecer las propiedades físicas de cada suelo muestreado y estimar su

comportamiento bajo diversas condiciones, es necesario efectuar varias pruebas.

1) Determinación del contenido de humedad: Permitió determinar la cantidad de agua presente

en los suelos extraídos en términos de su peso en seco. Este parámetro nos permite definir a

priori el tratamiento a darle, durante la construcción, sino que permite estimar su posible

comportamiento, como subrasante, es decir, si el contenido de humedad está próximo al límite

líquido, es casi seguro de que se está tratando un suelo muy sensitivo, y si por el contrario, el

contenido de humedad del suelo está próximo al límite plástico, puede anticiparse que el suelo

tendrá un buen comportamiento. Para el presente proyecto, se presenta altos contenidos de

humedad lo que implica suelos de absorción alta, sin evacuación de agua y el represamiento

de las mismas.

2) Análisis granulométrico: Esta prueba determinó cuantitativamente la distribución de los

diferentes tamaños de partículas de suelo. El procedimiento para la determinación de dicho

análisis fue por tamizado.




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17

Gráfico 4. Análisis granulométrico.

3) Determinación del límite plástico de los suelos: El límite plástico se define como la mínima

cantidad de humedad con la cual se vuelve a la condición de plasticidad. En este estado el

suelo puede ser deformado rápidamente o moldeado sin recuperación elástica, cambio de

volumen, agrietamiento o desmoronamiento. En los análisis obtenidos permitieron observar la

deformabilidad del material encontrado a causa de altas humedades.

Gráfico 5. Ensayo Límite plástico.

4) Determinación del límite líquido de los suelos: Este es el mayor contenido de humedad que

puede tener un suelo sin pasar del estado plástico al líquido. El estado líquido se define como

la condición en que la resistencia al corte del suelo es tan baja que un ligero esfuerzo lo hace

fluir. El cálculo del índice de plasticidad es la diferencia numérica entre el límite líquido y el

límite plástico, e indica el grado de contenido de humedad en el cual un suelo permanece en

estado plástico antes de cambiar al estado líquido.




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Gráfico 6.Cazuela de Casagrande.

5) Determinación de la densidad del suelo: Este ensayo tiene por objeto determinar el peso

seco de una cierta cantidad de suelo de la capa cuya densidad se desea conocer del orificio

del cual se extrajo, es la densidad seca de la capa cuyo nivel de compactación se verifica.

6) Determinación de la resistencia de los suelos: Los ensayos de resistencia más difundidos

en nuestro medio son el C.B.R. y el P.D.C. Este parámetro es una medida de la resistencia al

esfuerzo cortante de un suelo, bajo condiciones de densidad y humedad cuidadosamente

controladas. Se usa en el diseño de pavimentos flexibles. Su valor se expresa en porcentaje,

como la razón de la carga unitaria que se requiere para introducir un pistón a la misma

profundidad en una muestra tipo de piedra partida. Este ensayo requiere de un molde con

borde cortante para facilitar la penetración del mismo en el terreno. Se hinca aplicándole una

carga (si el suelo es lo suficientemente blando) o golpeándolo, no sin antes ubicar un bloque

de madera sobre el cilindro de CBR para evitar dañar su borde superior. Esta prueba se aplicó

básicamente para suelos cohesivos, pues los suelos granulares se desmoronan y se saldrían

del molde en el momento de extraerlo del sitio donde se hincó.

Para el presente proyecto se calculó el CBR para las penetraciones de 0.1 y 0.2 pulgadas y se

escoge el mayor como CBR del suelo ensayado.

Gráfico 7. Prensa Marshall.




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Gráfico 8. Ensayo de C.B.R.




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Gráfico 9. Localización apiques. Calle 87




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21

Gráfico 10. Localización apiques. Ajizal




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7. VARIABLE TRÁNSITO PARA EL DISEÑO DE PAVIMENTOS

Las características del tránsito y su distribución son factores determinantes en el diseño estructural del

pavimento. El deterioro de los pavimentos no ocurre, sin embargo, bajo la aplicación de una sola

carga. Es la aplicación repetida de ellas la que va acumulando efectos hasta producir la falla de la

estructura. Los materiales de comportamiento elástico, tal el caso de las mezclas asfálticas que

trabajan a baja temperatura, suelen fallar por fatiga elástica que se manifiesta superficialmente en

forma de grietas conocidas como “piel de cocodrilo”, mientras que los materiales granulares y la

subrasante suele acumular en el tiempo deformaciones permanentes que se traducen en

ahuellamientos. En ambos casos, el resultado práctico es el mismo: la incapacidad de la estructura

para cumplir en el futuro la misión para la cual fue construida. Para efectos del actual proyecto requiere

de una intervención profunda.

El eje de referencia en Colombia es un eje simple con ruedas gemelas cuya carga es de 80 kN. El

número de ejes equivalente es función de los valores de los conteos del tránsito en el año de

puesta en servicio de este, de la taza de crecimiento durante la duración de vida, de la composición

del tránsito y de la naturaleza de la estructura de pavimento.

Gráfico 11. Caracterización de carga de referencia.




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23

Una primera información sobre el volumen diario del tránsito de vehículos pesados en los sectores

del proyecto generalmente es suficiente sin necesidad que se detalle su composición vehicular.

Para el cálculo del dimensionamiento, este tránsito acumulado sobre la duración inicial de vida se

tomará en cuenta en consideración a través de la noción del tránsito equivalente de 8.2 toneladas.

El siguiente registro fue realizado para la rehabilitación de la vía en la calzada de la calle 87 entre

carreras 47 y 52

TPD = 1125A = 0.7B = 0.3AÑOS = 365RATA = 0.05FC = 1.8n DE DISEÑO = 10

Reemplazando en la anterior ecuación se obtiene que el tránsito de diseño para el año de puesta

en servicio fuera de 2.000.000 ejes equivalentes. Por carecer de registros de conteos de tránsito

actualizados, La secretaría de O.O.P.P. de Itaguí ha hecho una proyección para un periodo de

diseño de 10 años a partir del conteo anterior por considerarse de características similares de un

valor de:

Sector 1. Calle 87 entre carreras 47 y 52: N = 2 * 10 6 de Ejes Equivalentes de 8.2 toneladas

correspondiente a una zona convergente de medio tráfico pesado y de proyección vehicular con la

avenida guayabal, la autopista sur.

Sector 2. El Ajizal: N = 2 * 10 6 de Ejes Equivalentes de 8.2 toneladas. Este tráfico ya había sido

considerado para el mismo sector en el informe No 4 de consultoría de esta oficina.

A partir de dicha información se procederá a continuar con los cálculos objeto de este informe.

( )FC

r

rBATPDN

n

×+

−+××××=

)1ln(

11365

100100




.

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24

8. DISEÑO DEL PAVIMENTO.

Para el dimensionamiento del pavimento flexible se determinaron los espesores utilizando los

métodos AASHTO 93 y verificación elástica por método RACIONAL.

8.1 DIMENSIONAMIENTO DE LA ESTRUCTURA. 8.1.1 Determinación de la estructura del pavimento “METODO AASHTO 93” Con base en la información general y los parámetros de resistencia y tránsito anteriormente

consignados se determina el número estructural requerido, y con los parámetros de diseño se

obtuvo el dimensionamiento de la estructura de pavimento, respetando los criterios de espesor

mínimo planteados por el método de diseño AASTHO.

De acuerdo con la AASHTO, si bien el coeficiente estructural de un concreto asfáltico de alta

calidad para un pavimento nuevo puede ser de 0.44, se utiliza un coeficiente reducido para el

mismo material. Se sugiere un valor de 0.35 (ver tabla 7.1). Esto equivale decir a un módulo de

elasticidad de 1869 Mpa o su equivalente a 18966 kg/cm2

El sistema de diseño AASHTO, calcula el espesor del recubrimiento requerido para proporcionar

una vida de servicio de 10 años, que satisface los criterios elásticos de diseño a la tensión y la

deformación.

El diseño de la sobrecapa para un pavimento flexible existente, esencialmente es la misma que

para un diseño de pavimento nuevo. El pavimento flexible existente es caracterizado asignando los

espesores apropiados y módulos de las capas existentes.




.

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25

Tabla 2. Coeficientes estructurales sugeridos para materiales de pavimentos en servicio con rodadura asfáltica.

De acuerdo con el objetivo planteado, el diseño estructural de la alternativa seleccionada debería

abarcar un periodo de vida útil no menor de 10 años y capaz de soportar las exigencias de tráfico

que le implican al proyectarse durante este tiempo de operación.

8.1.1.1 Determinación del número estructural requerido.

Las variables de entrada son:

� Tránsito estimado, W18.

� Confiabilidad, R, la cual asume que todos los valores de entrada son promedios.

� Desviación estándar total, S0.




.

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26

� Módulo resiliente de la subrasante, MR.

� Pérdida de serviciabilidad de diseño, ∆PSI.

Ecuación 8.1

Donde:

W18: Número predicho de repeticiones de ejes equivalentes de carga de 18 kips (80 kN).

ZR: Desviación normal estándar. (ver tabla 4 y 5)

S0: Error estándar combinado de la predicción del tránsito y la predicción del desempeño.

∆PSI: Diferencia entre el índice de diseño inicial de serviciabilidad, p0, y el índice de diseño final de

serviciabilidad, pt. (ver criterio de desempeño).

MR: Módulo resiliente (psi).

SN es igual al número estructural indicativo del espesor total requerido de pavimento:

En la gráfico 10 se presenta el nomograma de diseño para resolver la Ecuación 8.1 y obtener el

número estructural SNef.

Gráfico 12. Nomograma de diseño para pavimentos flexibles. Método AASHTO 93.

Tabla 3. Confiabilidad sugerida para varias clasificaciones viales.




.

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27

Tabla 4 Valores de desviación normal para niveles seleccionados de confiabilidad.

� Criterio de desempeño: Para el diseño de pavimento flexible se aplica el criterio de “pérdida

de serviciabilidad”. Se recuerda que los pavimentos flexibles del Ensayo Vial AASHO tenían

una serviciabilidad inicial, p0, de 4.2, mientras que la serviciabilidad terminal, pt, debe

establecerse en consideración al tipo de vía, por ejemplo, 2 a 2.5 para grandes autopistas y

menores a 2.0 para carreteras con un tránsito menos pesado.

Para efectos de diseño se aplica la Ecuación 8.2

Ecuación 8.2

El desempeño funcional del pavimento trata sobre lo bien que se sirve al usuario. En este contexto

la característica dominante es el confort al viajar. Para cuantificar el confort del viaje se desarrolló

el concepto de serviciabilidad – desempeño, el cual se usa como medida de desempeño en la

ecuación de diseño.

8.1.1.2 Determinación del Número estructural efectivo.

Ecuación 8.3

Donde:

� ai = Coeficiente de capa.

� Di = Espesor de cada capa del pavimento.

� mi = Efecto de drenaje.

Los coeficientes de drenaje son solo para los materiales de base y subbase. Este mismo efecto no

aplica para la carpeta asfáltica.




.

CAMI

28

El coeficiente de capa no refleja únicamente la capacidad del material de distribuir esfuerzos sino

que también se constituye, de cierta forma, en una medida de la resistencia de dicho material.

Asimismo, la posición del material en la estructura y el modo de daño (mecanismo de falla) pueden

influir la relación entre el coeficiente de capa y el módulo elástico.

8.1.1.3 Determinación del Número estructural de la capa asfáltica nueva.

Ecuación 8.4

Donde:

SNol: Número estructural requerido de la carpeta asfáltica nueva.

aol: Coeficiente estructural de la carpeta de concreto asfáltico.

Dol: Espesor de carpeta asfáltica de diseño requerido en pulgadas.

SNf: Número estructural requerido para el tránsito futuro.

SNef: Número estructural efectivo del pavimento existente.

8.1.2 Parámetros de diseño. Sector 1. Calle 87 entre Carreras 47 y 52.

CBR DISEÑO SUBRASANTE CALLE 87 ENTRE CARRERAS 47 Y 52 BARRIO SAN FERNANDO

7.4

4.5

y = 6.1475x1.3935

R2 = 1

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

2 3 4 5 6 7 8

CBR (%)

Por

cent

aje

de v

alor

es m

ayor

es o

igua

les




.

CAMI

29

• Resistencia de la Subrasante.

CBR de diseño = 6.8 %. (Método del Instituto del Asfalto). Percentil 87.5 %

• Tránsito.

Tránsito de diseño N = 2.*10 6 repeticiones de ejes equivalentes de 8.2 toneladas en el

período de diseño para las vías de servicio.

• Confiabilidad del diseño.

Para este diseño se adoptará una confiabilidad del 85%, según el tipo de importancia de la vía,

y le corresponde un valor de diseño Zr = -1.037

Para este diseño se adopta un valor de error estándar So = 0.45. Para pavimentos flexibles la

AASHTO recomienda valores de So (0.40 – 0.50).

• Módulo resiliente de la subrasante.

Mr = 1500 x C.B.R. (psi) 10.200

Parámetros de entrada Vías de servicios

Tránsito 2 * 10 ^ 6

Error Estándar 0.45

∆ ISP 2.2

PARÁMETROS DE

DISEÑO Módulo Resiliente de

Subrasante PSI 10.200

NÚMERO ESTRUCTURAL REQUERIDO PARA EL TRANSITO FUTURO SNf.

3.19

OPCION 1 OPCION 2

CAPAS Espesor (cm)

Coeficientes

de capa Espesor (cm)

Coeficientes

de capa

Carpeta asfáltica MDC-2 10 0.35 10 0.35

Base granular reciclada 15 * 0.14 18 * 0.14

ESTRUCTURA

DISEÑADA Subbase granular

existente 24 0.11 21 0.11

NÚMERO ESTRUCTURAL PROPORCIONADO A LA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO

3.24 3.28

• * Opción 1: reciclaje (5.7 cm (Prom.) de carpeta asfáltica + 9.3 cm de base existente).

• * Opción 2: reciclaje (5.7 cm (Prom.) de carpeta asfáltica + 12.3 cm de base existente).




.

CAMI

30

. Sector 2. El Ajizal. Ampliación.

CBR DISEÑO SUBRASANTE AMPLIACIÓN EL AJIZAL

3

3.6

4.4

y = 9.7268x1.5631

R2 = 0.9918

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

2 3 4 5

CBR (%)

Por

cent

aje

de v

alor

es m

ayor

es o

igua

les


CBR de diseño = 4.1%. (Método del Instituto del Asfalto). Percentil 87.5 %

• Tránsito.

Tránsito de diseño N = 2 * 10 6 repeticiones de ejes equivalentes de 8.2 toneladas en el



Para este diseño se adoptará una confiabilidad del 85%, según el tipo de importancia de la vía,





Mr = 1500 x C.B.R. (psi). 6.150




.

CAMI

31




∆ ISP 2.2

PARÁMETROS DE




3.80

OPCION 1 OPCION 2

CAPAS Espesor (cm)

Coeficientes


Coeficientes

de capa

Carpeta asfáltica MDC-2 5 0.35 12.5 0.35

Base Asfáltica 7.5 0.25

Base granular BG-1 20 0.14 20 0.14

ESTRUCTURA

DISEÑADA

Subbase granular BG-1 30 0.11 30 0.11


3.83 4.12

Sector 3. Calle 36 entre Glorieta Ditaires y la Limona.


CBR de diseño = 6.2%. (Método del Instituto del Asfalto). Percentil 87.5 %

• Tránsito.

Tránsito de diseño N = 11 * 10 6 repeticiones de ejes equivalentes de 8.2 toneladas en el



Para este diseño se adoptará una confiabilidad del 98 %, según el tipo de importancia de la vía,





Mr = 1500 x C.B.R. (psi). 9.300




.

CAMI

32




∆ ISP 2.0

PARÁMETROS DE




4.48

OPCION 1 OPCION 2

CAPAS Espesor (cm)

Coeficientes


Coeficientes

de capa

Carpeta asfáltica MDC-2 10 0.35 20 0.35

Base Asfáltica 11 0.25

Base granular reciclada 25 * 0.14 25 * 0.14

ESTRUCTURA

DISEÑADA

Subbase granular

existente 21 0.11 21 0.11


4.75 5.04

• * Opción 1: reciclaje (15 cm de carpeta asfáltica + 10 cm de base existente).

• * Opción 2: reciclaje (15 cm de carpeta asfáltica + 10 cm de base existente).

Los datos de entrada para el diseño del reciclaje para el sector 3 fueron los inicialmente planteados por el consultor EVALTEC

S.A. en su informe con el fin de respetar los parámetros allí planteados.

9. VERIFICACIÓN EMPÍRICA – MECANICISTA DEL DISEÑO.

9.1 BENEFICIOS DE UN DISEÑO EMPÍRICO – MECANICISTA.

Se ha previsto que con el uso de modelos mecanísticos-empíricos se creen diseños estructurales y

económicamente más efectivos. Además se espera mejorar la confianza del diseño, a la par que

se reducen los costos a lo largo de la vida del pavimento.

Otro beneficio de los modelos mecanísticos es la facilidad con la que distintas variables pueden ser

evaluadas, y analizar el impacto de ellos en la vida y condición del pavimento. Así, distintas

cantidades de tráfico, o distintos tipos de materiales en pavimentos flexibles (asfalto) y rígidos

(concreto) pueden ser evaluados; así como también el efecto del tiempo (envejecimiento) y la

temperatura (variaciones durante el día y la noche y durante el verano y el invierno) pueden ser

analizados y evaluados.




.

CAMI

33

Sin embargo, no hay duda que la mejor ventaja del uso de este tipo de modelos, es que no

estarían propensos a ser descontinuados por cambios en los materiales de construcción, tipos de

tráfico y vehículos, o tipos y configuraciones de llantas, como lo son los modelos puramente

empíricos. Los modelos podrían ser recalibrados y validados continuamente con la adquisición de

mayores y más detallados datos con el paso del tiempo.

Grafico 13 Componentes del proceso de diseño empírico mecanicista.

9.2 MÓDULOS DE ELASTICIDAD DE LAS CAPAS DE LA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO EXISTENTE.

La determinación de los módulos de las capas existentes que conforman la estructura de

pavimento se llevó a cabo siguiendo la metodología Shell, en la cual el módulo de la capa i

depende de su espesor y del módulo de la capa i - 1. es decir, de la subrasante. Sin embargo esta

metodología tiene aplicación para estructuras máximo de cuatro capas. Los módulos de las capas

para la estructura existente se obtuvieron a partir del módulo de la subrasante de diseño por

C.B.R.

( ) 1

45.0**204.0

−=

iiiEHE Ecuación 10.1

Donde:

Ei = Módulo de la capa analizada (Kg./cm2)

Hi = Espesor de la capa analizada (mm)

Ei-1 = Módulo de la capa inferior a la capa analizada (Kg. /cm2).




.

CAMI

34

9.3 CÁLCULO DE ESFUERZOS Y DEFORMACIONES.

Involucrando la carga de referencia en el diseño, se pueden determinar esfuerzos y deformaciones

en los puntos críticos de la estructura de pavimento, necesarios para el diseño.

� Deformación horizontal por flexo – tracción en la fibra inferior de la carpeta de asfalto (εt).

� Esfuerzo vertical por compresión en la subrasante.

Una vez determinadas estos factores que solicitan a los distintos materiales por acción de la carga

de referencia es necesario verificar que esos esfuerzos y deformaciones no superen las tensiones

o deformaciones admisibles en función del número de repeticiones del eje de referencia previstas

para la vida útil de diseño de acuerdo con las leyes de fatiga de los diferentes materiales que

constituyen el pavimento, ajustándose las propiedades de los materiales hasta lograr su

coincidencia.

9.3.1 Parámetros admisibles.

a) Ley de fatiga del concreto asfáltico. Este se manifiesta en el daño conocido como piel de

cocodrilo. Este fenómeno se controla en términos de la deformación unitaria por tracción

(εt) en la fibra inferior de la capa más profunda que esté ligada con asfalto, bien sea una

mezcla en caliente o con emulsión. Esta última observación es particularmente importante

en la revisión de soluciones de rehabilitación que involucren sobrecarpetas. El criterio de

falla por fatiga utilizado se expresa de la siguiente manera:

Ecuación 10.2

εt = Deformación a flexo-tracción en la fibra inferior de la carpeta asfáltica

N = Número de repeticiones admisibles para prevenir el agrietamiento por fatiga.

K = Coeficiente de calage o Shift factor. (K = K1 x K2 x K3).

El coeficiente de calage relaciona el número de aplicaciones de carga reales, expresado en ejes de

8.2 Toneladas y el número de aplicaciones de carga en un ensayo de laboratorio en un equipo

dinámico. El coeficiente de calage utilizado para efectos de cálculo de la ley de fatiga por

agrietamiento fue de 8.25




.

CAMI

35

Cualquiera

2.5

Autoreparación de pequeñas fisuras

K3Espesores pequeños temperaturas bajas

Espesores altos temperaturas altas

1 0.33

2 10

Autoreparación de pequeñas fisuras

K1

Distribución lateral de las cargas

K2

Mezclas abiertas % bajo de asfalto

Mezclas densas ricas en asfalto

Tabla 5 Coeficientes de Calage. Método Shell 78.

Shift Factor o Factor de Calage: Generalmente, la “vida”, definida por la resistencia a la fatiga,

de un material asfáltico en el laboratorio es menor que la observada en campo debido a las

siguientes diferencias entre las condiciones de los dos lugares:

� En el campo existe un periodo de reposo aleatorio entre aplicaciones sucesivas de carga que

le permite al material asfáltico recuperarse. Generalmente, la carga cíclica en el laboratorio

se aplica de forma continua con periodos de reposo muy pequeños e iguales.

� Después del paso de cada carga pueden permanecer esfuerzos residuales en la capa

asfáltica de rodadura causados por la rueda en movimiento. Estos esfuerzos se relajan con

el tiempo y después de cierto lapso, quedan esfuerzos remanentes muy pequeños. En el

laboratorio los esfuerzos residuales aumentan en las muestras sometidas a fatiga y su

magnitud es muy diferente comparada con aquellos presentes en campo.

� Otra consideración importante es la variación lateral del tránsito. Las huellas de las ruedas

difieren de un vehículo a otro. Por lo tanto, todas las ruedas de los vehículos no esfuerzan el

mismo punto repetidamente. El promedio y la desviación estándar de la distribución lateral de

la huella de la rueda debería tomarse en consideración en la formulación del tránsito de

diseño.

De acuerdo con lo anterior, la “vida” estimada por fatiga en el laboratorio debe multiplicarse por un

“Shift Factor”, también llamado Factor de Calage, para obtener la vida por fatiga en el campo. Este

concepto se utilizó previamente como parte de la función de los factores expuestos para el

criterio de falla por agrietamiento.

b) Ley de fatiga de la subrasante. Para estos materiales no ligados, el esfuerzo vertical de

compresión admisible sobre la subrasante, se calcula mediante la expresión de Kerhoven y

Dormon.




.

CAMI

36

terreno

zN

EsMPa

log7.01

*007.0)(

+=σ Ecuación 10.3

Para la determinación de este parámetro es necesario tener en cuenta el módulo resiliente de la

subrasante de diseño para el tramo a evaluar, y el tránsito de diseño esperado para la vida útil o de

servicio con el fin de obtener una relación de esfuerzos más acertada a las condiciones del suelo a

la aplicación de carga.

Gráfico 14. Diagrama básico para el cálculo de esfuerzos y deformaciones de un pavimento flexible

9.4 CHEQUÉO DEL DISEÑO DE LAS SOLUCIONES UTILIZANDO EL MÉTODO RACIONAL. La verificación de las soluciones se realizó utilizando el método racional con base en el programa

EVERSTRESS, desarrollado por la WSDOT evaluando los requerimientos de diseño por tracción

en las capas asfálticas y por compresión en la subrasante.

Datos de entrada para el diseño racional • Radio de carga: 10.8 cm. • Presión de contacto: 549 Kpa. • Distancia entre llantas: 32.4 cm. • Tránsito esperado en término de ejes equivalentes: N • Espesores de capas.(cm)




.

CAMI

37

• Módulo elástico de cada capa. (MPa) • Relación de Poisson de cada capa. • Se consideran ligadas las interfases entre capas. • Carga de referencia: 8.2 Ton.

Gráfico 15. Configuración de datos de diseño.

10 1860 0.35 L 10 1860 0.35 L

15 317.7 0.4 L 18 324.8 0.4 L

24 161.8 0.4 L 21 152.36 0.4 L

- 66.68 0.45 L - 66.68 0.45 L

εt1 Rodadura

σz Subrasante

εt1 Rodadura

σz Subrasante

CHEQUEO RACIONAL EVERSTRESS – CALLE 87 ENTRE CARRERAS 47 Y 52

PARAMETROS ESTRUCTURALES

OPCIÓN 1 OPCIÓN 2

Espesor cm

Módulo MpaRelación de

PoissonCondición

de LigaEspesor cm

Módulo Mpa

Relación de Poisson

Condición de Liga

Capa de Rodadura

Base Granular (reciclaje)

Subbase Granular existente

Subrasante

Parámetros Calculados

2.64*10-4 OK 2.56*10-4 OK

3.12*10-1 OK 3.07*10-1 OK

Parámetros Admisibles

4.48*10-4 4.48*10-4

9.98*10-1 9.98*10-1

5 1860 0.35 L 12.5 1860 0.35 L

7.5 350 0.35 L

20 241 0.4 L 20 241 0.4 L

30 107.8 0.4 L 30 107.8 0.4 L

- - - - - - - -

- 40.2 0.45 L - 40.2 0.45 L

εt1 Rodadura

σz Subrasante

εt1 Rodadura

σz Subrasante

Base Asfáltica

Parámetros Admisibles

4.58*10-4 4.58*10-4

6.01*10-1 6.01*10-1

Subbase Granular

Subrasante

1.95*10-1 OK 1.79*10-1 OK


3.76*10-4 OK

Geotextil BX-40 o similar

Capa de Rodadura

Base Granular

CHEQUEO RACIONAL KENPAVE – AVENIDA EL AJIZAL - AMPLIACIÓN

OPCIÓN 2

Espesor cm


PoissonCondición

de Liga


OPCIÓN 1


Condición de Liga

2.69*10-4 OK

Espesor cmMódulo

Mpa




.

CAMI

38

10 1860 0.35 L 22 1860 0.35 L

11 350 0.35 L

25 343.3 0.4 L 25 343.3 0.4 L

21 138.92 0.4 L 21 138.92 0.4 L

- 60.8 0.45 L 60.8 0.45 L

εt1 Rodadura

σz Subrasante

εt1 Rodadura

σz Subrasante

Base Asfáltica

Base Granular

Subbase Granular

Subrasante

Módulo Mpa


Condición de Liga

Capa de Rodadura

CHEQUEO RACIONAL KENPAVE – CALLE 36 ENTRE GLORIETA DITAIRES Y LA LIMONA


OPCIÓN 1 OPCIÓN 2

Espesor cm


PoissonCondición

de LigaEspesor cm


Parámetros Admisibles 8.20*10-1 8.20*10-1

1.64*10-4 OK 1.31*10-4 OK

1.69*10-1 OK 1.38*10-1 OK

3.47*10-4 3.47*10-4

Tabla 6. Resumen verificación elástica multicapa.

De los análisis realizados se puede concluir que la estructura diseñada cumple con los

requerimientos de diseño por tracción en las capas asfálticas y por compresión en la subrasante.

Gráfico 16. Sección típica de pavimento flexible.

CA

BA BG-1 SBG-1

Gráfico 17. Sección típica de pavimento flexible Ajizal.

RIELES RIELES




.

CAMI

39

10. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

• En dicho tramo se deberá realizar el cajeo de capa orgánica o rellenos de basuras existentes

mayores o igual a los espesores diseñados. Dicho espesor recomendado a cajear será hasta

encontrar un suelo de subrasante libre de materia orgánica.

• En términos generales, para la construcción de las estructuras de pavimento, se debe

garantizar que el suelo de subrasante esté libre de basura o algún material contaminante, y

nivelada adecuadamente.

• Para efectos de control de compactación durante la construcción, es necesario efectuar pruebas,

que permitan conocer la máxima densidad y el óptimo contenido de humedad de los diferentes

tipos de suelos.

• El empalme con las vías existentes, se deberá realizar muy cuidadosamente, para que no se

presenten desniveles considerables y fisuras en las juntas de empalme.

• La base granular, subbase granular y la carpeta asfáltica, deberán cumplir con las Normas para la

construcción de pavimentos del Valle de Aburra o INVÍAS, en lo que se refiere a:

Materiales - Procedimientos de Construcción - Preparación de la mezcla - Controles de calidad.

• Se debe verificar periódicamente los materiales a utilizar en la obra, realizando previamente

ensayos de laboratorio; además, durante el proceso constructivo se debe realizar el control de

calidad con ensayos de campo y laboratorio.

• El control de calidad durante la construcción, se lleva a cabo mediante la extracción de

núcleos, los cuales se permite realizar ensayos de extracción de asfalto, granulometría,

densidad, estabilidad de flujo y vacíos en la mezcla total. La humedad es un parámetro

importante en los procesos de fabricación de mezclas, por lo tanto debe chequearse en la

etapa de ejecución.

• Para el suministro y aplicación de carpeta asfáltica se recomienda el tendido de 2 capas según

opciones de diseño. Se debe tener en cuenta el uso de riego de liga para las capas intermedias

de asfalto.

• La imprimación consiste en el suministro, transportes, eventual calentamiento y aplicación

uniforme de un ligante bituminoso sobre una superficie granular terminada, previamente a la




.

CAMI

40

extensión de una capa asfáltica. Lo anterior debe de regirse a norma INV-Art. 400 y 420. o

similar

• La importancia de estos sistemas de drenajes y un buen proceso constructivo se convierte en

el mejor sistema de prevención y duración de los pavimentos. Es así como la localización de

sumideros debe de hacerse no mayor a 10 metros.

• Es necesario efectuar una revisión periódica a las alcantarillas construidas y efectuar

mantenimientos antes de cada periodo invernal, con el fin de tomar las previsiones necesarias

para evitar una socavación incipiente.

• El concepto para obtener una buena distribución de esfuerzos intergranulares a través de las

capas estructurales se basa en que dichas capas están bien drenadas. Cuando las capas

estructurales están completamente saturadas la transmisión de esfuerzos que se genera

cuando, se inicia el paso de las cargas vehiculares, se da en forma casi completamente vertical,

en consecuencia, el esfuerzo que le es transmitido directamente a la subrasante es casi igual al

que sé esta generando en la superficie de rodadura, debido a que el agua es incompresible.

• La vida útil de un pavimento con un adecuado sistema de drenaje se aumenta hasta en un

40% gracias a su eficiencia, si este está correctamente diseñado, en comparación con uno

pobremente drenado o nulo”. Se estaría hablando que una vía que se proyectó para 10 años,

si no se le construye sistema de drenaje, tendrá un período de vida de 4 años”

SUGERENCIAS PARA EL FRESADO EN FRIO

1. Los ensayos de laboratorio deben simular las verdaderas condiciones de trabajo de campo,

con el fin de obtener el producto deseado.

2. En cuanto a granulometría, los sobretamaños deben eliminarse, ya sea de manera manual o

tamizado. Limitar el tamaño máximo a 2”

3. El exceso de arcilla, dificulta el reprocesamiento del material, afectando la estabilidad de la

obra.

4. Una capa reciclada en frió puede abrirse al trafico después de un periodo que garantice el

desarrollo de la suficiente resistencia de la capa en cuanto densidad se refiere.

Finalmente los resultados obtenidos a los parámetros anteriormente evaluados muestran una

correlación acertada de una estructura completamente rehabilitada.




.

CAMI

41

11. LIMITACIONES.

Las conclusiones y recomendaciones consignadas en el presente informe se basan en los resultados

de las investigaciones de campo y laboratorio que se describen en los capítulos pertinentes y en la

experiencia de los profesionales que participaron en el estudio.

Si durante la etapa de construcción se encuentran condiciones diferentes a nivel de subrasante a las

descritas como típicas en el presente informe, o proyecciones distintas de parámetros de diseño, se

dará aviso a PROCIVIL LTDA para ajustar oportunamente si es del caso los parámetros del mismo.

La estabilidad de la obra dependerá del proceso constructivo, calidad de materiales, el estado

óptimo de los equipos y la mano de obra calificada y certificada para tal fin.

Este documento no podrá ser reproducido ni utilizado para trabajos no realizados por PROCIVIL

LTDA por ser propiedad intelectual del autor y requerirá de autorización expresa para su

utilización.´




.

CAMI

42

12. BIBLIOGRAFÍA.

• AASHTO Guide for Design of Pavement Structures. 1993.

• BENAVIDES BASTIDAS Carlos Alberto. Notas de clase del curso de Diseño de

Pavimentos de la Universidad del Cauca – Popayán.

• MONTEJO FONSECA Alfonso. Ingeniería de pavimentos para carreteras- Universidad

Católica de Colombia: Santafé de Bogotá. 1997.

• MUÑOZ RICAURTE, Guillermo. Diseño y rehabilitación de pavimentos flexibles. 1998

• ING. M.SC. JOSÉ N. GÓMEZ S. Comportamiento de modelos geotécnicos para

estructuras de pavimento.

• INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. “Guía metodológica para el diseño de obras de

rehabilitación de pavimentos asfálticos de carreteras”, 2002.

• REYES LIZCANO, Freddy Alberto. “Diseño racional de pavimentos”. 1ª edición. Editorial Escuela Colombiana de Ingenieros, 2003.




.

CAMI

43

ANEXO A

FORMATOS DE SALIDA DEL PROGRAMA ELÁSTICO MULTICAPA EVERSTRESS




.

CAMI

44




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CAMI

45




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CAMI

46




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47




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48

numero estructural pavimento

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