10. diseÑo de la estructura de pavimento · hoja 32 15-11-07 10. diseÑo de la estructura de...

Consorcio Doc. NO: 50.30-106-575-DIS

CEI-SMAI

Rev.: 1Hoja 32 15-11-07

10. DISEÑO DE LA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO

En función del diagnóstico de la estructura de pavimento y de la definición de la Sección

Transversal de cada uno de los corredores, se establece el diseño de la estructura de

pavimento, teniendo en cuenta los criterios determinados para Pavimentos Flexibles, en el

numeral 10.1.3.3 del Capítulo 10 de los términos de referencia, los cuales se han considerado

por ser la tipología de estructura existente en los corredores en estudio. Esta información se

expone en la Tabla 14.

TABLA 14. CRITERIOS GENERALES PARA DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLE SEGÚN TÉRMINOS DE REFERENCIA

ESTRUCTURA FLEXIBLE

ÍTEM CALZADA MIXTA

Concepto Capa de rodadura en mezclas asfálticas mejoradas y/o de alto módulo.

Métodos de diseñoSe podrá utilizar el método Shell 1978 con el Adendo 1984 y verificación con métodosempírico - mecánicos, AASHTO 1993 y elementos finitos. Análisis comparativos.

Período de diseño: 10 años. Tener en cuenta las consideraciones de estrategias deElementos de diseño mantenimiento para extender la vida útil a 20 años y poder hacerla comparable a la

alternativa de pavimento rígido. Ejes Equivalentes: 8.2 toneladas

Distribución de cargas El Consultor deberá seleccionar el espectro de cargas de los vehículos según laspor eje características de tránsito urbano obtenidos por medio de los estudios de tránsito y debe ser(No Aplica) puesto a consideración y aprobación por parte de la Interventoría.

TPD de diseñoPor medio de los Estudios de Tránsito, Capacidad y Niveles de Servicios descritos en elcapítulo 6 de los Términos de Referencia.

Factores de De acuerdo con el Estudio de Tránsito.crecimiento de tránsito

InstrumentaciónEl consultor debe plantear un esguema de instrumentación para hacer el seguimiento de lasdiferentes variables de análisis detallando las frecuencias de medición en el tiempo y. el(No Aplica) alcance de las mismas (carga, deflexión, esfuerzos, gradiente térmico, etc)

Especificaciones de Especificaciones Técnicas de materiales construcción para proyectos en infraestructura vial yReferencia de espacio público en Bogotá D.C., - Especificaciones "IDU ET - 2005".

Respecto con la tabla anterior, es indispensable realizar la siguiente salvedad: El numeral

10.1.3.3 de los términos de referencia, establece para las posibles estructuras de pavimento

flexibles algunos requerimientos que no son posibles de cumplir y que tiene que ver con:

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~J Determinación del espectro de cargas, para lo cual debería hacerse un pesaje por eje de

cada uno de los vehículos que emplea, las vías.

:: Plantear un esquema de instrumentación de los pavimentos, cuestión que en términos

prácticos no es posible de ser llevada a cabo en proyectos de esta magnitud, dado que

implicaría no sólo enormes costos si no que el seguimiento de esto implica un tiempo

prolongado no cubierto en este proyecto.

Estos dos aspectos fueron planteados inicialmente para los proyectos del tipo Troncales, pero no

para la tipología de vías del proyecto en curso, resultando inasumible este ejercicio.

Una vez se han determinado los parámetros generales del diseño, se procede a establecer los

lineamientos específicos del mismo, a partir de la descripción de la metodología a seguir en cada

una de las alternativas de intervención propuestas, como resultado del diagnóstico del

pavimento de acuerdo con sus condiciones funcionales y estructurales. Las metodologías de

diseño que se describen a continuación corresponden a las alternativas de Rehabilitación,

Reconstrucción y Construcción, las cuales se definieron en el numeral 8.1, del presente informe.

Se aclara que no se incluye la alternativa de mantenimiento, por no requerir de

dimensionamiento de la estructura, sin embargo, las recomendaciones pertinentes se presentan

en el numeral 8.4.

10.1 METODOLOGÍA PARA REHABILITACIÓN

Se presenta la descripción metodológica para rehabilitación, no obstante, no ser considerada

esta alternativa en este proyecto. Esta alternativa propone establecer un espesor de capa de

refuerzo, considerado las propiedades de vida remanente de la estructura de pavimento, para lo

cual se tienen en cuenta el número estructural efectivo y el número estructura requerido,

calculado a partir de retrocálculo de las mediciones de deflexiones obtenidas con el equipo

deflectómetro de impacto, y siguiendo los preceptos establecidos por la metodología AASHTO de

1993, respectivamente.

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Complementariamente es necesario enfatizar, que antes de colocar la nueva capa de refuerzo se

deben hacer todas las mejoras necesarias en la capa de apoyo, esto incluye; sellado de fisuras y

realización de parcheos o bacheas donde ello lo amerite.

Para determinar el espesor requerido para la capa de refuerzo, se empleará el procedimiento de

cálculo descrito mediante en el numeral 5.4.5 de la página III-95 del documento AASHTO:

Guide for Design of Pavement Structures.

SN Requerido - SN EfectivoD=--~----------a

Donde:

D: Espesor de la capa de refuerzo, pulgadas

SNrequerido: Número Estructural que requiere la estructura para ampliar su vida útil. La

determinación del SNrequeridose realiza mediante un proceso iterativo empleando la

siguiente expresión:

SNefectivo: Número Estructural con el que cuenta la estructura de pavimento existente. Para

el cálculo del SN efectivo, se empleó la Metodología AASHTO, descrita en la

página III-96 del documento Guide for Design of Pavement Structures - AASHTO

1993, que se fundamenta en la medición de deflexiones con el equipo FWD.

a: Coeficiente estructural de la capa asfáltica de refuerzo nueva. Para las

condiciones de solicitación de la vía se adoptó un valor de 2500 MPa (362.594

PSI) a 20°C y 2.5 Hz, a este valor le corresponde un coeficiente estructural al de

0.40, tomado de la figura 2-5 página II -18 del documento Guide for Design of

Pavement Structures - AASHTO 1993.

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Los parámetros adoptados para aplicar el método AASHTO son los siguientes:

TABLA 15. PARÁMETROS DE DISEÑO AASHTO 1993

Nivel de Confiabilidad 90% Tabla 2.2 - Página U-9

ZR -1,282 Tabla 4.1 - Página 1-62

Desviación 50 0.49 Numeral 5.2.15 - Página III-82

5erviciabilidad Inicial 4.2 Numeral 2.2.1 - Página U-lO

5erviciabilidad Final 2.0 Numeral 2.2.1 -

t.P5I 2.2*AASHTO GUIDE FOR DESIGN OF PAVEMENT STRUCTURES 1993.

10.2 METODOLOGÍA PARA RECONSTRUCCIÓN y CONSTRUCCIÓN

Esta intervención es la que se aplicará para el proyecto 106, que formula una estructura de

pavimento nueva. Para tal fin se establece los espesores de cada uno de los materiales

propuestos para conformar la nueva estructura de pavimento, empleando como metodología de

diseño lo estipulado en el procedimiento de cálculo descrito mediante la Figura 3.2 del numeral

3.1.5 (página II-36), del documento Guide for Design of Pavement Structures - AASHTO 1993.

Los parámetros de diseño que se consideran son los establecidos en la Tabla 15. Adicionalmente

se tiene presente lo señalado en los siguientes numerales:

~: Coeficientes Hidráulicos: Estos coeficientes se adoptan bajo la suposición de que la capa

puede permanecer en condición aceptable bajo humedades cercanas a la saturación entre el

5% y el 25% del tiempo. Lo anterior se asume pese a que dentro del diseño se contempla la

construcción de un sistema de drenaje superficial y subsuperficial, pero el cual en algún

momento puede llegar a presentar problemas que induzcan la acumulación de agua en la

estructura, o, simplemente que ésta ingrese como consecuencia de la formación de fisuras

que lo permitan, cuestión por demás siempre posible en un pavimento, sometido

especialmente a un nivel bajo de mantenimiento. Los valores adoptados son presentados en

la siguiente tabla.

Instituto de Oesarro-Ilo Urbano(¡entro !Je DOGumentaclO1l

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TABLA 16. COEFICIENTES HIDRÁULICOS - MI- DE LOS MATERIALES

*MSHTO GUIDE FOR DESIGN OF PAVEMENT

Tabla 2.4-Página 11-25Base Granular Estabilizada con Emulsión

5ubbase Granular

"1 Coeficientes Estructurales de los materiales: En las consideraciones de los requisitos que

deben cumplir los materiales se ha estimado que éstos van a estar trabajando en vías de

categorías T4 o T5. De este modo se tiene en cuenta las siguientes consideraciones:

a. El valor del coeficiente estructural de la capa asfáltica, se obtiene a partir de la relación

que establece el método entre el valor del módulo de la mezcla asfáltica (psi), con dicho

coeficiente estructural. Para las condiciones de solicitación de la vía se adoptó un valor

de 2500 MPa a 20°C y 2.5 Hz, (362.594 PSI), a este valor le corresponde un coeficiente

estructural al de 0.40 (Tomado de la figura 2-5 página II-18 de la Guía AASHTO).

b. El coeficiente estructural de la capa de base (BG-A, escogida de acuerdo con una

categoría de tránsito T4 y T5), se establece a partir del cumplimento de un valor mínimo

de CBR de acuerdo con las especificaciones para estos materiales, definidas en la tabla

400.2 del Capítulo 4 de las Especificaciones Técnicas Generales de Materiales y Procesos

Constructivos para Proyectos en Infraestructura Vial y de Espacio Público en Bogotá D.e.

- IDU-ET-2005. El valor mínimo de CBR es 100% para el 100% de compactación del

Proctor Modificado, cuestión que deberá garantizarse en la obra mediante el

procedimiento y frecuencia que se defina. De acuerdo con el valor de CBR indicado se

obtiene un coeficiente a2de 0.14 y un módulo de 30000 PSI, a partir de la gráfica 2.6 de

la página II-19 de la guía AASHTO.

C. En cuanto a la subbase, se le asigna un valor del coeficiente estructural a3de 0,125 y un

módulo de 18000 PSI a partir de la gráfica 2.7 de la página II-21 de la guía AASHTO, lo

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anterior partiendo de la definición de un valor de CBR de 60%, de acuerdo con los

requisitos definidos para los materiales Tipo SBG-A, en la tabla 400.3 del Capítulo 4 de

las Especificaciones Técnicas Generales de Materiales y Procesos Constructivos para

Proyectos en Infraestructura Vial y de Espacio Público en Bogotá D.e. -IDU-ET-2005.

d. Por último, se considera plantear una alternativa con base granular estabilizada con

emulsión, para lo cual se propone una estabilidad Marshall de 1000 lb, a la cual le

corresponde un coeficiente estructural de 0,225 y un módulo de 210.000 PSI, de acuerdo

con la figura 2.9, de la página II-24, del documento Guide for Design of Pavement

Structures - AASHTO 93.

Con los parámetros de diseño asumidos y los coeficientes estructurales adoptados, se

procede a calcular los espesores de las diferentes capas a partir del procedimiento

mencionado al inicio de este numeral.L

10.3 RESULTADOS DEL DISEÑO

De acuerdo con lo establecido en el Diagnóstico de Pavimentos y siguiendo la metodología

descrita para reconstrucción y obra nueva, se presenta a continuación los resultados obtenidos.

La aplicación de estas intervenciones en el corredor, están ligadas directamente a la sección

geométrica proyectada, que se presenta en el plano de la siguiente página, donde se hace un

superposición de las condiciones geométricas existentes y las proyectadas, evidenciando así, la

heterogeneidad de condiciones estructurales que se pueden generan si se pensara en conservar

algo de las calzadas existentes.

í/,í

/!

OERA NUEVA ~I _~ 1__ ~,05 __ -91s ~ ~ _-=-=-1=

I~ /7,01 -1/ 3,1 I~" ~ í~~--I ~"Y.

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Bordes Colzado Trófico Mixto

línea de Demarcaci6n de Corril

Borde Ciclo ruto

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~-~;-~--~--=.=.-::- ~'-'~

Paramento Proyectado

Borde Vío Existente

Paramento Existente

-------- -~~";r¡;;;;_-T-------¡¡;¡¡¡¡;¡;¡¡¡¡;¡--¡¡;¡------ I .e n D I r le. DPAaO DI 'tMLDItIZACIDN 1M IDIOTA. D.C.

PROl'[CTOS •• ,05 Y 101

__ 1

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La alternativa de reconstrucción aplica para la totalidad d11 proyecto 106, incluyendo la

alternativa de obra nueva para el costado oriental, donde es indispensable hacer demolición de

predios. Ambas alternativas (Reconstrucción y Construcción de IObra Nueva), se sintetizan en

una misma estructura, diseñada con la metodología explicada en el numeral 10.2 del presente

documento, contemplando los parámetros adicionales que se pre~entan en la Tabla 17.

'A e' I ,TABLA 17. PARAMETROS DICIONALES PARA ONSTRUCCION y RECONSTRUCCION

Desviación Estándar, So

CBR

W18

MRSubrasante PSI

0.45

2.3%

6,17E+06

3334

Para el diseño de la estructura se plantean dos alternativas, la primera consiste en una

estructura convencional, conformada por capa asfáltica, base yl subbase granular; la segunda

alternativa consiste en reemplazar la base granular convencional[ por una base estabilizada. En

ambos casos la estructura se apoyará sobre la subrasante mejorada, propuesta en el numeral

7.2. De acuerdo con lo anterior se presenta a continuación los res:ultados obtenidos.

~~ Alternativa 1: Estructura Convencional

La siguiente tabla presenta los espesores de las capas con~emPladas para la estructura

convencional, con sus respectivas propiedades, las cuales se determinaron cumpliendo lo

establecido en las Especificaciones IDU ET 2005 (Numeral 10.2, de este documento).I

TABLA 18. ESPESORES DE ESTRUCTURA DE PAVIMENTO

Rodadura 362.594 0,40 18,0

Base Granular 100 30.000 0,140 1,0 8 (15)

Subbase Granular 60 18.000 0,125 0,9 44----- Subrasante 2,3 3.334

'----" SNTotal 5,58Nota: El espesor en pa que el método MSHTO exige en función . 11-3S).


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Se considera que los espesores obtenidos se pueden optimizar mediante un balanceo, donde se

varíen los espesores de las capas y se mantenga el número estructural (SN) que satisface los

requerimientos de solicitación del corredor. Lo anterior se logra empleando la expresión

propuesta por el método en el numeral 3.1.4, página II-35, del documento Guide for Design of

Pavement Structures - 1993, la cual se presenta a continuación:

De acuerdo con lo anterior el espesor de la estructura recomendada es:

TABLA 19. ESPESORES DE ESTRUCTURA CONVENCIONAL RECOMENDADA

~l Alternativa 11: Estructura Estabilizada

Como se mencionó anteriormente, esta alternativa contempla la estabilización de la base

granular con emulsión asfáltica, las propiedades establecidas para los materiales se presentan

en la siguiente tabla, las cuales se determinaron cumpliendo lo estipulado en las

Especificaciones IDU ET 2005 (Numeral 10.2, de este documento).

TABLA 20. ESPESORES DE ESTRUCTURA DE PAVIMENTO ESTABILIZADA

eRodadura

Base Estabilizada

Subrasante

362.594

210.000

3.334

0,40

0,225 1,0

9,0

48

2,3

SNTotal 5,58

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(

Se considera que los espesores obtenidos se pueden optimizar mediante un balanceo, donde se

varíen los espesores de las capas y se mantenga el número estructural (SN) que satisface los

requerimientos de solicitación del corredor, Lo anterior se logra empleando la siguiente

expresión (Numeral 3.1.4, página II-35 Guide for Design of Pavement Structures - 1993):

De acuerdo con lo anterior el espesor de la estructura recomendada es:

TABLA 21. ESPESORES RECOMENDADOS DE ESTRUCTURA ESTABILIZADA CON EMULSIÓN

La memoria de cálculo se presenta en el ANEXO 4.

11. COMPARACIÓN DE DISEÑOS DE LA ESTRUCTURA DE PAVIMENTOS

Para cumplir con los Términos de Referencia, en cuanto análisis comparativo, se procede a

realizar la evaluación mecanicista de la estructura recomendada. Para tal efecto se emplea el

programa DEPAV, considerando las siguientes ecuaciones para la verificación de esfuerzos y

deformaciones admisibles:

TABLA 22. ECUACIONES DE VERIFICACIÓN DE ESFUERZOS y DEFORMACIONES

Deformación admisible a tracción en la fibrainferior de la mezcla asfáltica existente, ET

NOTTINGHAMEt =0,00348 X N~·204

IVANOVDeflexión Máxima admisible, úlT, (mm) úlT =5,248 X N~·12



Deformación admisible a compresión en lafibra superior de la capa de subrasante, E,

SHELLE, = 0,028 X N-O.25

KERHOVEN y DORMONEsfuerzo admisible a compresión en la fibrasuperior de la capa subrasante, O,.

O,=0,007Mr / [1 +0. 7Log(N)]

Al respecto, se debe tener en cuenta que para el cálculo de la deformación admisible a tracción

en la fibra inferior de la capa asfáltica, el valor de N (NESE) deber ser afectado por el Factor de

Calage, para lo cual se recomienda el valor mínimo adoptado por la Metodología Shell de 10. Lo

anterior con el fin de tener en cuenta las siguientes consideraciones:

l1l En la vía existe un período de reposo aleatorio entre aplicaciones sucesivas de carga que le

permite al material asfáltico recuperarse, mientras que la carga cíclica en laboratorio, se

aplica de forma continua con períodos de reposo muy pequeños e iguales.

tl Después del paso de cada ciclo de 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.

:1 Existe una variación lateral del tránsito, debido a que las huellas de las ruedas difieren de un

vehículo a otro, por lo que no esfuerzan el mismo punto repetidamente.

t: Las mezclas asfálticas tienen la capacidad de autorreparación del bitumen, cuando existen

microfisuras.



11.1 VERIFICACIÓN DE ESFUERZOS y DEFORMACIONES

Para la verificación de esfuerzos y deformaciones de la estructura resultante de I aplicación del

método AASHTO, empleando la metodología mecanicista, se contempla los parámetros

presentados en la Tabla 23, y las propiedades de los materiales presentadas en la Tabla 24.

TABLA 23. PARÁMETROS DE ENTRADA PROGRAMA DEPAV

Radio de Carga

Presión de contacto

Distancia entre llantas

10,80 cm

5,60 kg/cm2

32,40 cm

TABLA 24. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

Rodadura

Base Granular

Base Estabilizada

5ubbase Granular

5ubrasante

25.493

2.109

14.764

1.266

234

0,35

0,40

0,40

0,40

0,50

Tomando como referencia los valores calculados a partir de las ecuaciones presentadas en la

Tabla 22, y empleando el programa DEPAV, se obtienen los siguientes resultados:

TABLA 25. VERIFICACIÓN DE ESFUERZOS y DEFORMACIONES

8,04E-Ol 6,90E-Ol Cumple

Cumple

Cumple

4,60E-Ol Cumple

5,62E-04 2,97E-04 Cumple 1,50E-04 Cumple

4,36E-Ol 7,70E-02 Cumple 5,85E-02

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De acuerdo con lo anterior, se establece que los espesores propuestos tanto para la estructura

convencional como la estabilizada, cumplen con los requerimientos de esfuerzo y deformación

admisibles, razón por la cual se considera apta para soportar los requerimientos de solicitación

del corredor.

12. DISEÑO DE ESPACIO PÚBLICO ASOCIADO

El diseño de la estructura para Espacio Público Asociado se aplicará de acuerdo con lo estipulado

en el diseño geométrico proyectado y lo determinado por el Especialista de Urbanismo. El

dimensionamiento de la estructura, satisface las especificaciones dadas en la Cartilla de Andenes

del ~epartamento Administrativo de Planeación Distrital - SDP Y el Instituto de Desarrollo

Urbano - !DU. Adicionalmente, se presenta un diseño comparativo a partir de la metodología de

Diseño para Adoquines de Concreto del Instituto Colombino de Productores de Cemento - ICPe.

L12.1 DISEÑO A PARTIR DE LA CARTILLA DE ANDENES

[~ Criterios de diseño

Los siguientes criterios de diseño se han tenido en cuenta en los elementos prefabricados y en

las estructuras típicas, propuestas por la Cartilla de Andenes:

TABLA 26. CRITERIOS DE DISEÑO PARA ESPACIO PÚBLICO

...... ,.. Período tte DiseñO . 20 años,- .'..

Tipo de Camión C2

Carga por eje 8.2 toneladas - Eje Simple

Ejes de Diseño 50.000 en el período de diseño

CBR 0.9%

Confiabilidad 50%

Desviación 0.45

Módulo Elástico 4118 psi

Serviciabilidad Inicial 4.5

Serviciabilidad Final 2.0

~ PSI 2.5Fuente. Cartilla de Andenes IDU-SDP



Lf·l Tratamiento del Suelo

El suelo existente en la subrasante deberá tratarse de acuerdo con su calidad, así:

TABLA 27. TRATAMIENTO DE SUBRASANTE PARA ANDENES

Suelo de Subr.asante

Suelos granulares (con predominio demateriales ripiosos o arenosos)

Rectificar y compactar hasta obtener una densidad especificada,colocando la estructura típica encima de la sub-rasante.

Suelos finos (con predominio dearcillas y limos)

Rebajar y reemplazar por 10 cm de sub-base granular y colocarla estructura típica encima.

Suelos Orgánicos (Identificados porsu color negrusco y olor)

Remover en una profundidad mínima de 30 cm y reemplazar porsub-base granular.

Nota: Por tratarse de un mejoramiento para la subrasante, se empleará en vez desubbase, material granular adecuado para relleno de reconformación, según Sección320-05 de la Especificación IDU - 2005.

Fuente: Cartilla de Andenes

}l Estructura Típica para Espacio Público

La estructura típica de andén se obtiene a partir del CSR de la subrasante, el cual se tomó del

análisis de los materiales extraídos en la exploración geotécnica del subsuelo, realizada para el

corredor vial en estudio (Ver numeral 7.2). De acuerdo con lo anterior, el tipo de estructura

definido a partir de la Cartilla de Andenes es el 3, establecido para un CSR de subrasante menor

o igual de 3.0%. En la siguiente tabla se presentan las estructuras recomendadas.

TABLA 28. ESPESORES DE ESTRUCTURA PARA ESPACIO PÚBLICO - METODOLOGÍA DE CARTILLA DE ANDENES

Capa deAr~ma

Peatonal Adoquín de Arcilla 3 cm Subbase Material Granular6 cm 30cm Adecuado*: 20 cm

Peatonal Tableta AA 4cm Subbase Material Granular6cm 30cm Adecuado: 20 cm

Vehicular Adoquín en Concreto 4cm Subbase Material Granular8 cm 30 cm Adecuado: 20 cm

* IDU - 2005.

Los materiales de subbase, así como su método constructivo, deben cumplir con la

Especificaciones Técnicas Generales de Construcción para Carreteras del INVIAS, de acuerdo

con lo mencionado en la Cartilla de Andenes. Adicionalmente, se debe seguir las

recomendaciones constructivas indicadas en la Cartilla de Andenes.

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12.2 DISEÑO A PARTIR DEL ICPC

Las estructuras que se recomiendan a continuación obedecen a lo establecido en la Guía para el

Diseño de Pavimentos de Adoquines de Concreto para Tráfico Vehicular y Peatonal, de Marzo de

2001 del lCPe.

R: Estructura para Tránsito Exclusivamente Peatonal

De acuerdo con la Guía del lCPC, esta estruttura aplica únicamente cuando no exista posibilidad

alguna de circulación de vehículos, razón por la cual se debe limitar la estructura a zonas de

difícil acceso de vehículos, delimitadas por desniveles con escalas o bolardos .

.~~ Estructura para Tránsito Peatonal y Vehicular de sólo automóviles

De acuerdo con la Guía del ICPC, esta estructura aplica para accesos de viviendas o garajes, y

áreas para estacionamiento de vehículos.

~! Estructura para Tránsito Eventual de Vehículos Pesados

De acuerdo con la Guía del lCPC, esta estructura aplica para aquellas zonas supuestamente

peatonales por las cuales eventualmente se estacionan o circulan vehículos, desde automóviles

hasta camiones de entrega de mercancías, de reparación de servicios (alcantarillados, energía,

iluminación), de cargue y descargue de materiales de construcción, de recolección de basuras,

de distribución de bebidas, entre otros. Para esta estructura no se deben incluir las zonas por

las cuales entra diariamente los camiones mencionados anteriormente, y los andenes donde

regularmente se estacionan vehículos de cualquier tipo.

~l Estructura para Tránsito Vehicular Corriente

Esta estructura aplica para aquellas zonas peatonales por las cuales regularmente se estacionan

o circulan diariamente vehículos, desde automóviles hasta camiones de entrega de mercancías,

de reparación de servicios (alcantarillados, energía, iluminación), de cargue y descargue de

materiales de construcción, de recolección de basuras, de distribución de bebidas, entre otros.



Los espesores de las estructuras típicas para cada una de las alternativas anteriormente

mencionadas, se presentan en la siguiente tabla.

TABLA 29. ESPESORES DE ESTRUCTURA PARA ESPACIO PÚBLICO - METODOLOGÍA ICPC

Exclusivamente Peatonal 6cm 4cm 10 cm*

Peatonal y Vehicular de sólo6cm 4cm 17 cm*

automóviles

Eventual de Vehículos 8 cm 4cm 55 cmPesados**

Tránsito Vehicular 8 cm 4cm 63 cmCorriente***

Espesor constructivo mínimo** Estructura seleccionada para subrsantes de CBR 55%, y tránsito hasta 1.500.000 ejes estándar de 8,2 t*** Estructura seleccionada para subrsantes de CBR 55%, y tránsito hasta 4.000.000 ejes estándar de 8,2 t

Los adoquines de concreto deben cumplir con la norma Técnica Colombiana NTC 2017:

Prefabricados de Concreto. Adoquines para Pavimentos, mientras que los materiales de base así

como su método constructivo debe cumplir con las Especificaciones Técnicas Generales de

Construcción para Carreteras del lNVlAS. Adicionalmente, se debe seguir las recomendaciones

constructivas indicadas por el lCPe.

12.3 DISEÑO DE CIClORUTA

Como estructura típica de diseño para la Cicloruta se plantea los siguientes espesores:

ILUSTRACIÓN 7. ESTRUCTURA TÍPICA PARA CICLORUTA

5 cm

15 cm.... ~~Sl; ~~~U:LI\~ :... .

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13. ESPECIFICACIONES DE CONSTRUCCIÓN

Los procesos constructivos, así como los materiales a utilizar en cada una de las intervenciones

propuestas, deben cumplir con lo estipulado en las Especificaciones Técnicas Generales de

Materiales y Construcción para Proyectos de Infraestructura Vial y de Espacio Público en Bogotá

D.C. - IDU ET 2005.

Teniendo en cuenta lo anterior, los materiales a emplear en cada una de las intervenciones

propuestas, deben cumplir con los requisitos de calidad presentados en la Tabla 30, los cuales

están sujetos a los criterios establecidos en el numeral 107.12 de la Especificación IDU 2005,

que hace referencia a la Gradualidad en el Uso de los Materiales y Mezclas, estipulando que las

características requeridas para los materiales de construcción dependen de la importancia

relativa de la vía, así como del tránsito previsto durante el período de diseño. En este sentido, y

teniendo en cuenta la categorización del tránsito que se presenta en dicho numeral (Ver

numeral Tabla 10), los materiales propuestos deben cumplir los requisitos para un nivel de

tránsito T4 - T5. De otro lado, es necesario aclarar que los materiales de las estructuras

existentes que no se vean afectados por las intervenciones propuestas, están fuera del alcance

de la Especificación IDU 2005.

TABLA 30. MATERIALES A EMPLEAR

Grado de Penetración 60 - 70 200-05Mezclas Asfáltica MD-12 510-05Microaglomerado en Caliente MM-lO 520-05Base Granular* BG-A 400-05Subbase Granular* SBG-A 400-05Base Estabilizada con Emulsión GEEA-A 440-05Emulsión Asfáltica CRL-1 210-05Emulsión Asfáltica CRR-1 210-05Imprimación Emulsión Asfáltica CRL-1 500-05Riego de Curado Emulsión Asfáltica CRR-1 504-05Rellenos para Reconformación de

Material Seleccionado 320-05SubrasanteGeotextil ración de suelos 330-05



14. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

1. La sección transversal del corredor será modificada, trasladando el eje hacia el costado

oriental y aumentando el número de carriles de dos a tres, para lo cual se requiere intervenir

los predios del costado oriental. Por lo anterior, y al hacer la sobreposición gráfica de la

estructura existente y de la nueva, se aprecia que lo aprovechable es poco y mecánicamente

genera una sección transversal muy heterogénea, por lo que se decide hacer un tratamiento

de reconstrucción de la calzada occidental y construcción de la oriental, que finalmente

llevan a un solo planteamiento de diseño.

2. Para la estructura de ambos costados, se contempló dos alternativas. La primera consiste en

una estructura convencional y la segunda en una estructura con base granular estabilizada

con emulsión. Los espesores obtenidos para cada una de estas alternativas empleando la

metodología AASHTO, que cumplen con los criterios de esfuerzo y deformación admisibles,

comprobados mediante metodología mecanicista, se presentan en la siguiente tabla:

Capa

Rodadura 14 13Base Granular 35

Base Granular Estabilizada con emulsión 40Subbase Granular 40

Capa de Mejoramiento (Relleno Seleccionado) 30 30Espesor total de la Estructura 119 83

3. La estructura recomendada es la propuesta con base granular estabilizada con emulsión.

Desde el punto de vista técnico, la capa estabilizada es mecánicamente competente y tiene

una perspectiva de durabilidad elevada, en razón al aspecto cohesionante del bitumen y el

cemento. El bitumen aporta capacidad elástica a la capa estabilizada y el cemento permite



disminuir el efecto de algún elemento nocivo que pueda haber en los granulares, en cuanto

a su plasticidad, a la vez que disminuye el requerimiento de tiempo que debe permanecer la

capa estabilizada descubierta. Complementariamente, el estabilizar previene ante una

eventual lluvia, el desprendimiento de los granulares y en consecuencia su posible daño

como capa de soporte.

4. El material a emplear como mejoramiento de la subrasante de la estructura de pavimento,

debe corresponder a la denominación de seleccionado según la sección 320-05 de la

especificación IDU-ET-2005.

5. Se recomienda que se coloque un geotextil de separación entre la subrasante y la capa de

mejoramiento para evitar que se produzca migración de finos e intrusión de gruesos.

6. Los materiales obtenidos de la demolición de las capas existentes pueden ser reutilizados en

la fabricación de las· capas granulares, dado que desde la perspectiva estructural, están

conformados por materiales de buena calidad para ese propósito. Al respecto, es necesario

indicar que si estos materiales se encuentran contaminados por materiales de origen

antrópico, se debe desechar esta posibilidad. Es relevante mencionar, que la importancia del

reciclaje tiene que ver, desde el punto económico, con el ahorro de los materiales: su

compra, transporte, explotación, licencias, rendimientos energéticos y disminución de

impactos ambientales negativos.

7. En todo el proyecto, se debe garantizar el correcto funcionamiento de las obras de drenaje,

para evitar que éstas afecten el buen desempeño de la estructura de pavimento proyectada.

En tal sentido se recomienda llevar a acabo las labores de limpieza y mantenimiento de las

estructuras que no van a ser modificadas. De otro lado, Se debe colocar subdrenes en los

tramos de vía vecinos a zonas verdes (Separadores y sardineles vegeta Iizados), u otro lugar

donde sea inevitable el ingreso de agua. En otros sitios será objeto del diseño hidráulico.

Consorcio Doc. NO: 50.30-106-575-D1S


8. La estructura de pavimento propuesta debe estar sometida a actividades constantes de

conservación para garantizar el buen desempeño de los materiales para el período de

diseño, estas actividades incluyen: Mantenimiento Rutinario (Sello de fisuras y limpieza de

sumideros), Mantenimiento Periódico (Parcheo o bacheo según sea el caso) y Rehabilitación

(Fresado y reposición de por lo menos 5 cm de capa asfáltica al año 8 y el 16). Cabe

mencionar que el espesor y el tiempo propuesto, para esta última actividad, corresponden a

valores subjetivos, ya que deben ser estimados a partir de un estudio del estado del

pavimento, que involucre mediciones de rugosidad y deflexiones, para determinar así la

condición funcional y la capacidad estructural del mismo. Es necesario resaltar, que un buen

Programa de Conservación puede ampliar la vida útil del pavimento, por lo que para el caso

del proyecto se sugiere realizar un estudio detallado a los ocho y a los 16 años.

9. La estructura recomendada para espacio público es la establecida a partir de la metodología

en la cartilla de andenes, desarrollada por el Instituto de Desarrollo Urbano - IDU y el

Departamento Administrativo de Planeación Distrital. Bajo este contexto, los materiales de

subbase para las estructuras recomendadas deben cumplir con la Especificación INVIAS 320-

96 y el numeral 300.2 de la Especificación INVIAS 300-96, así como también las

recomendaciones constructivas indicadas en la Cartilla de Andenes. Adicionalmente, para

estas estructuras (Andenes y Cicloruta) se debe colocar un geotextil de separación entre la

subrasante mejorada y el material granular que se sobrepone, para evitar la contaminación

entre capas. Cabe mencionar que el mejoramiento de la subrasante se realizará con material

granular adecuado, según sección 320-05 de la Especificación IDU 2005.

10. diseÑo de la estructura de pavimento · hoja 32 15-11-07 10. diseÑo de la estructura de...

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