29742668 numero estructural pavimento

7/23/2019 29742668 Numero Estructural Pavimento

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Diseo estructural del pavimento de las vas urbanas delMunicipio de Itagu.

calle 87 entre carreras 47 y 52Ampliacin El ajizal.

Ampliacin Calle 36 Ditaires.

PPPPPPPPRRRRRRRROOOOOOOOCCCCCCCCIIIIIIIIVVVVVVVVIIIIIIIILLLLLLLLLTDALTDALTDALTDA

IINNGGEENNIIEERROOSSCCIIVVIILLEESS

Carrera 52 No. 66 89 Itagu Antioquia.Telefax: 376-50-99

E-mail: [email protected]


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PPPPPPPPRRRRRRRROOOOOOOOCCCCCCCCIIIIIIIIVVVVVVVVIIIIIIIILLLLLLLL LLLLLLLLTTTTTTTTDDDDDDDDAAAAAAAA


Diseo estructural del pavimento. Municipio de Itagu.Calle 87 El Ajizal Calle 36

CAMI

ii



Diseo estructural del pavimento de las vas urbanas delMunicipio de Itagu.

ITDP 09 / 07

COPIA N 1

VERSIN N 0

VIGENTE DESDE OCTUBRE DE 2007

SISTEMA DE ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD Diseo estructural del pavimento de las vas urbanas delMunicipio de Itagu.

ELABORADO POR:

PROCIVIL LTDA

Fecha:Octubre / 07

Firma:

REVISIN APROBADA POR:

Leonardo Fabio Velsquez Rojas.Especialista en Vas y Transportes

Fecha:Octubre / 07

Firma:

VERIFICACIN APROBADA POR:

Leonardo Fabio Velsquez Rojas.Gerente

Fecha:Octubre / 07

Firma:

FUNCIONARIO RESPONSABLE O.O.P.P: Fecha:Octubre / 07

Firma:


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TABLA DE CONTENIDO

Pg.

1. INTRODUCCIN. ................................................................................................................................. 7

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

2.1 OBJETIVO ESPECFICO. .................................................................................................................... 9

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

4. LOCALIZACIN Y DESCRIPCIN DEL PROYECTO. ...................................................................... 10

5. DETERMINACIN DE LOS SUELOS EXISTENTES......................................................................... 13

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

6. INVESTIGACIN Y EVALUACIN DE SUELOS PARA ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO

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

7. VARIABLE TRNSITO PARA EL DISEO DE PAVIMENTOS.......................................................... 228. DISEO DEL PAVIMENTO. ............................................................................................................... 24

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

8.1.1 Determinacin de la estructura del pavimento METODO AASHTO 93......................... 24

8.1.1.1 Determinacin del nmero estructural requerido. ....................................................... 25

8.1.1.2 Determinacin del Nmero estructural efectivo. ......................................................... 27

8.1.1.3 Determinacin del Nmero estructural de la capa asfltica nueva. ............................ 28

8.1.2 Parmetros de diseo. .................................................................................................... 28

9. VERIFICACIN EMPRICA MECANICISTA DEL DISEO. ............................................................ 32

9.1 BENEFICIOS DE UN DISEO EMPRICO MECANICISTA. ........................................................... 32

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

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

9.3 CLCULO DE ESFUERZOS Y DEFORMACIONES. ......................................................................... 34

9.3.1 Parmetros admisibles. ................................................................................................... 34

9.4 CHEQUO DEL DISEO DE LAS SOLUCIONES UTILIZANDO EL MTODO RACIONAL. ............ 36

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

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

12. BIBLIOGRAFA................................................................................................................................... 42


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LISTA DE TABLAS

Pg.

Tabla 1 criterios para la ejecucin 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

asfltica.............................................................................................................................................................25

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

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

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

Tabla 6. Resumen verificacin elstica multicapa. ..........................................................................................38


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LISTA DE GRFICOS.

Pg.

Grfico 1. Departamento de Antioquia. Municipio de Itagu..............................................................................11

Grfico 2. Municipio de Itagu. Vista en planta. POT. .......................................................................................12

Grfico 3. Perfil estratigrfico............................................................................................................................15

Grfico 4. Anlisis granulomtrico. ...................................................................................................................17

Grfico 5. Ensayo Lmite plstico......................................................................................................................17

Grfico 6.Cazuela de Casagrande....................................................................................................................18

Grfico 7. Prensa Marshall. ..............................................................................................................................18

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

Grfico 9. Localizacin apiques. Calle 87.........................................................................................................20

Grfico 10. Localizacin apiques. Ajizal............................................................................................................21Grfico 11. Caracterizacin de carga de referencia..........................................................................................22

Grfico 12. Nomograma de diseo para pavimentos flexibles. Mtodo AASHTO 93. ........... .......... ........... .....26

Grafico 13 Componentes del proceso de diseo emprico mecanicista........ ........... .......... ........... .......... .........33

Grfico 14. Diagrama bsico para el clculo de esfuerzos y deformaciones de un pavimento flexible .......... ..36

Grfico 15. Configuracin de datos de diseo. .................................................................................................37

Grfico 16. Seccin tpica de pavimento flexible...............................................................................................38

Grfico 17. Seccin tpica de pavimento flexible Ajizal.....................................................................................38


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vi

LISTA DE ANEXOS

Pg.

ANEXOA.Formatos de salida del programa elstico multicapa everstress y kenpave... 43


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1. INTRODUCCIN.

El Municipio de Itagu adelanta la ejecucin del proyecto de pavimentacin de las vas urbanas en

varias zonas donde se requiere la intervencin estructural del pavimento para lo cual contemplaprocesos de intervencin profunda con las tcnicas de reciclaje y diseo nuevo.

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

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

de los suelos tpicos medida en trminos de CBR, se determinarn los espesores necesarios del

pavimento, aplicando para el diseo, la metodologa AASHTO 93 y su verificacin por MTODO

RACIONAL mediante el programa EVERSTRESS y KENPAVE que evaluar un modelo elstico

multicapa, el cual contempla el diseo propuesto para el pavimento flexible, a partir de la modelacin

de los parmetros relacionados con la propiedades de los materiales de las distintas capas, susespesores, las caractersticas del trnsito, etc.

Cabe anotar que el mtodo AASHTO 93 para diseo de pavimentos es mundialmente aceptado para

tal fin, sin embargo, por ser este un mtodo emprico requerir de la modelacin elstica multicapa

para la verificacin de esfuerzos y deformaciones y posterior aceptacin del diseo de las alternativas

planteadas mediante software debidamente sustentados.

Para el desarrollo del presente estudio se utiliz la siguiente metodologa:

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 tradas las muestras alteradas e inalteradas al laboratorio, con

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

determinacin de la capacidad de soporte se tom en base al trabajo de campo y de

laboratorio, ste ltimo basado principalmente en la determinacin de la capacidad de soporte

medida en trminos de CBR.

La informacin 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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Con la informacin obtenida se llev a cabo el diseo de las estructuras del pavimento por las

metodologas anteriormente mencionadas de las cuales se seleccion aquella estructura que

cumplir con los parmetros admisibles desde el punto de vista tcnico y que sea la ms viable

econmicamente.

Finalmente se procedi con la formulacin de las conclusiones y recomendaciones necesarias,

que se debern tener en cuenta durante la construccin de la obra.

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

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

presenta el diseo para la conformacin de la estructura del pavimento de acuerdo con las

condiciones de los suelos de subrasante, caractersticas del trnsito 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 geotcnico.

Adicionalmente se contempla la revisin del diseo estructural del pavimento del informe de

consultora realizado por la firma Evaltec S.A. para el municipio de Itagu cuyo objeto es la ampliacin

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

dicho tramo. Se pretende analizar la alternativa de reciclaje como una opcin de intervencin a

ejecutar.


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2. OBJETO DEL INFORME.

El objetivo especfico del presente informe es la determinacin de los espesores de la nueva

estructura del pavimento para las vas objeto del estudio.

2.1 OBJETIVO ESPECFICO.

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

llegar a ser afectados por las cargas del trnsito, para as generar soluciones estructurales que

permitan definir las capas del pavimento necesario para el ptimo funcionamiento de la va en estudio.

3. ALCANCE GENERAL DEL PROYECTO.

El estudio para el diseo de la estructura de pavimento de las vas, tiene como alcances principales los

siguientes:

Determinacin del perfil de suelos de la subrasante, para as determinar los materiales

predominantes que conforman la subrasante.

Realizar una descripcin completa del perfil estratigrfico existente en la va o zona del

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

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

Definir de la investigacin de campo y de laboratorio las variables necesarias para el diseo

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

construccin.

Ante la presencia de suelos con ndices de plasticidad altos, indicar claramente su ubicacin y

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

del pavimento.

Anlisis y diseo de alternativas para la estructura del pavimento, determinando la propuestade diseo final.

Generar recomendaciones necesarias para la colocacin y conformacin de la estructura de

pavimento.


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4. LOCALIZACIN Y DESCRIPCIN DEL PROYECTO.

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

perimetralmente a Medelln 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 aledao a la va. Este ltimo 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 va el ajizal. (ampliacin).3. El tercer sector corresponde a la calle 36 entre la Glorieta Ditarires y la Quebrada La

Limona.

En su totalidad se realiz seis (6) apiques localizado estratgicamente a lo largo de la va en

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

Al evaluar la condicin 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 trnsito presentes y

proyectadas.

Por lo tanto, para el cumplimiento de los objetivos anteriormente descritos se recopil informacin

de campo siguiendo los lineamientos propuestos por la Secretara de Obras Pblicas de Itagu para

as obtener datos sobre parmetros estructurales, que permitan trazar estrategias para propiciar

una intervencin integral de las vas.


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Grfico 1. Departamento de Antioquia. Municipio de Itagu.

ITAGU


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Grfico 2. Municipio de Itagu. Vista en planta. POT.


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5. DETERMINACIN DE LOS SUELOS EXISTENTES.

5.1 ESTADO ACTUAL DE LA SUPERFICIE DE RODADURA.

Se considera importante ilustrar la situacin actual que corresponde a los daos de la estructura

observados durante el recorrido de la va en el sector 1 y 3. Se realiz una inspeccin visual de la

misma durante la evaluacin geotcnica, y levantamiento de daos encontrndose deficiencias e

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

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

reparaciones locales.

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

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

reparaciones locales distintos a la conservacin y al mantenimiento, a excepcin 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 trfico que circula en el sector 3 y a

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

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 sobretamaos

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

sector 1 en la calle 87.

El deficiente estado de la sobrecarpeta asfltica existente, as como una condicin deficiente del

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

alcantarillado, acueducto, telfono, gas, incremento del parque automotor, y a la renovacin de la

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

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

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

tambin para el sector 3.

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

agrietamiento generalizado puede ser el comienzo de fallos ms graves, producindose baches,

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


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6. INVESTIGACIN Y EVALUACIN DE SUELOS PARA ESTRUCTURAL DEL

PAVIMENTO FLEXIBLE.

Para la obtencin de la informacin geotcnica bsica de los diferentes tipos de suelos se efectu

investigaciones de campo y laboratorio que determinaron su distribucin y propiedades fsicas.

Este captulo permite determinar el comportamiento fsico mecnico de la estructura existente

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

Esta investigacin de suelos comprende los siguientes aspectos:

a) Determinacin del perfil de suelos:Consisti en la ejecucin sistemtica de una perforacin

en el terreno, con el objeto de determinar la cantidad y extensin de los diferentes tipos desuelos, como la forma en que estn dispuestos en capas. La exploracin de campo consisti

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

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

apiques realizados se observ y analiz detenidamente los suelos presentes. Se evalu la

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

posterior anlisis en nuestro laboratorio, y en general algunos factores geotcnicos 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

0.05.0

24

65

0.0

6.4

37

71

Carpeta asfltica existente

Granular aluvial de colorcaf. NL NP Semi-compacta. A-1-a GM - GCW = 17.4 % Tamao mx.2

Limo arcilloso de color grisy caf. Consistencia media.MH. A - 7 - 5W = 56.3 % Tamao mx.6

Carpeta asfltica existente

Granular aluvial de colorcaf. NL NP Semi-compacta. A-2-4 GPW = 29.6 % Tamao mx.2 1/2

Limo arcilloso de color grisy caf. Consistencia media.MH. A - 4W = 66.1 % Tamao mx.5

Calle 87 con carrera 48Calle 87 con carrera 50


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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

Grfico 3. Perfil estratigrfico.

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 localizacin de la

perforacin con base en la uniformidad que presentan los suelos.

Lgicamente la ubicacin, profundidad y nmero de perforaciones, deben ser tales que permitan

determinar toda variacin importante de la calidad de los suelos. En la perforacin que se efectu,se anot el espesor de las diferentes capas encontradas, as como la identificacin visual de los

materiales, indicando su color y consistencia. Esta informacin qued claramente registrada en el

resumen de exploracin de campo y anlisis 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 caf.Consistencia media. EscombrosMH. A - 4W = 48.7 % Tamao mx. 1

Limo arcilloso de color rojizo yamarillo con ladrillosConsistencia baja. MH. A -7 - 2W = 39.4 % Tamao mx. 3

Limo arcilloso de color gris y caf. Consistenciamedia. ML. A - 2 - 4W = 65.2 %

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

Arena limoso de color caf. Consistenciamedia. ML. A - 7 - 5W = 59.6 %

Limo arcilloso de color gris y caf.Consistencia media. MH. A - 7 - 5W = 48.9 % Tamao mx. 1 1/2

Capa vegetal de color caf oscuro. LimosConsistencia media. MH. A - 7 - 5W = 29.0 % Tamao mx. 2

Limo arcilloso de color gris Consistenciamedia. MH. A - 7 - 5W = 63.8 % Tamao mx. 6

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

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

Limo arcilloso de color gris y caf.Consistencia media.


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

b) Muestreo de las diferentes capas del suelo:En la perforacin ejecutada se tom diferentes

muestras representativas de suelo de las diferentes capas de suelos encontradas. Lasmuestras 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 determin sus propiedades fsicas en

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

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

comportamiento bajo diversas condiciones, es necesario efectuar varias pruebas.

1) Determinacin del contenido de humedad: Permiti determinar la cantidad de agua presente

en los suelos extrados en trminos de su peso en seco. Este parmetro nos permite definir a

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

comportamiento, como subrasante, es decir, si el contenido de humedad est prximo al lmite

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

contenido de humedad del suelo est prximo al lmite plstico, puede anticiparse que el suelo

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

humedad lo que implica suelos de absorcin alta, sin evacuacin de agua y el represamientode las mismas.

2) Anlisis granulomtrico: Esta prueba determin cuantitativamente la distribucin de los

diferentes tamaos de partculas de suelo. El procedimiento para la determinacin de dicho

anlisis fue por tamizado.


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Grfico 4. Anlisis granulomtrico.

3) Determinacin del lmite plstico de los suelos:El lmite plstico se define como la mnimacantidad de humedad con la cual se vuelve a la condicin de plasticidad. En este estado el

suelo puede ser deformado rpidamente o moldeado sin recuperacin elstica, cambio de

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

deformabilidad del material encontrado a causa de altas humedades.

Grfico 5. Ensayo Lmite plstico.

4) Determinacin del lmite lquido de los suelos:Este es el mayor contenido de humedad que

puede tener un suelo sin pasar del estado plstico al lquido. El estado lquido se define como

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

fluir. El clculo del ndice de plasticidad es la diferencia numrica entre el lmite lquido y el

lmite plstico, e indica el grado de contenido de humedad en el cual un suelo permanece en

estado plstico antes de cambiar al estado lquido.


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Grfico 6.Cazuela de Casagrande.

5) Determinacin 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 compactacin se verifica.

6) Determinacin de la resistencia de los suelos:Los ensayos de resistencia ms difundidos

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

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

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

como la razn de la carga unitaria que se requiere para introducir un pistn a la misma

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

borde cortante para facilitar la penetracin del mismo en el terreno. Se hinca aplicndole una

carga (si el suelo es lo suficientemente blando) o golpendolo, no sin antes ubicar un bloquede madera sobre el cilindro de CBR para evitar daar su borde superior. Esta prueba se aplic

bsicamente para suelos cohesivos, pues los suelos granulares se desmoronan y se saldran

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

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

escoge el mayor como CBR del suelo ensayado.

Grfico 7. Prensa Marshall.


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Grfico 8. Ensayo de C.B.R.


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Grfico 9. Localizacin apiques. Calle 87


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Grfico 10. Localizacin apiques. Ajizal


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7. VARIABLE TRNSITO PARA EL DISEO DE PAVIMENTOS

Las caractersticas del trnsito y su distribucin son factores determinantes en el diseo estructural del

pavimento. El deterioro de los pavimentos no ocurre, sin embargo, bajo la aplicacin de una solacarga. Es la aplicacin repetida de ellas la que va acumulando efectos hasta producir la falla de la

estructura. Los materiales de comportamiento elstico, tal el caso de las mezclas asflticas que

trabajan a baja temperatura, suelen fallar por fatiga elstica 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 prctico es el mismo: la incapacidad de la estructura

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

de una intervencin profunda.

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

nmero de ejes equivalente es funcin de los valores de los conteos del trnsito en el ao de

puesta en servicio de este, de la taza de crecimiento durante la duracin de vida, de la composicin

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

Grfico 11. Caracterizacin de carga de referencia.


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Una primera informacin sobre el volumen diario del trnsito de vehculos pesados en los sectores

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

Para el clculo del dimensionamiento, este trnsito acumulado sobre la duracin inicial de vida se

tomar en cuenta en consideracin a travs de la nocin del trnsito equivalente de 8.2 toneladas.

El siguiente registro fue realizado para la rehabilitacin de la va en la calzada de la calle 87 entre

carreras 47 y 52

TPD = 1125

A = 0.7

B = 0.3

AOS = 365

RATA = 0.05

FC = 1.8n DE DISEO = 10

Reemplazando en la anterior ecuacin se obtiene que el trnsito de diseo para el ao de puesta

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

actualizados, La secretara de O.O.P.P. de Itagu ha hecho una proyeccin para un periodo de

diseo de 10 aos a partir del conteo anterior por considerarse de caractersticas similares de un

valor de:

Sector 1. Calle 87 entre carreras 47 y 52: N = 2 * 106

de Ejes Equivalentes de 8.2 toneladascorrespondiente a una zona convergente de medio trfico pesado y de proyeccin vehicular con la

avenida guayabal, la autopista sur.

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

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

A partir de dicha informacin se proceder a continuar con los clculos objeto de este informe.

( )FC

r

rBATPDN

n

+

+=

)1ln(

11365

100100


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8. DISEO DEL PAVIMENTO.

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

mtodos AASHTO 93 y verificacin elstica por mtodo RACIONAL.

8.1 DIMENSIONAMIENTO DE LA ESTRUCTURA.

8.1.1 Determinacin de la estructura del pavimento METODO AASHTO 93

Con base en la informacin general y los parmetros de resistencia y trnsito anteriormente

consignados se determina el nmero estructural requerido, y con los parmetros de diseo se

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

mnimo planteados por el mtodo de diseo AASTHO.

De acuerdo con la AASHTO, si bien el coeficiente estructural de un concreto asfltico 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 mdulo de

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

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

una vida de servicio de 10 aos, que satisface los criterios elsticos de diseo a la tensin y la

deformacin.

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

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

espesores apropiados y mdulos de las capas existentes.


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

De acuerdo con el objetivo planteado, el diseo estructural de la alternativa seleccionada debera

abarcar un periodo de vida til no menor de 10 aos y capaz de soportar las exigencias de trfico

que le implican al proyectarse durante este tiempo de operacin.

8.1.1.1 Determinacin del nmero estructural requerido.

Las variables de entrada son:

Trnsito estimado, W18.

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

Desviacin estndar total, S0.


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Mdulo resiliente de la subrasante, MR.

Prdida de serviciabilidad de diseo, PSI.

Ecuacin 8.1

Donde:

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

ZR: Desviacin normal estndar. (ver tabla 4 y 5)

S0: Error estndar combinado de la prediccin del trnsito y la prediccin del desempeo.

PSI: Diferencia entre el ndice de diseo inicial de serviciabilidad, p0, y el ndice de diseo final de

serviciabilidad, pt. (ver criterio de desempeo).MR: Mdulo resiliente (psi).

SNes igual al nmero estructural indicativo del espesor total requerido de pavimento:

En la grfico 10 se presenta el nomograma de diseo para resolver la Ecuacin 8.1 y obtener el

nmero estructural SNef.

Grfico 12. Nomograma de diseo para pavimentos flexibles. Mtodo AASHTO 93.

Tabla 3. Confiabilidad sugerida para varias clasificaciones viales.


27/48




.

CAMI

27

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

Criterio de desempeo: Para el diseo de pavimento flexible se aplica el criterio de prdida

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

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

establecerse en consideracin al tipo de va, por ejemplo, 2 a 2.5 para grandes autopistas y

menores a 2.0 para carreteras con un trnsito menos pesado.

Para efectos de diseo se aplica la Ecuacin 8.2

Ecuacin 8.2

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

la caracterstica dominante es el confort al viajar. Para cuantificar el confort del viaje se desarroll

el concepto de serviciabilidad desempeo, el cual se usa como medida de desempeo en laecuacin de diseo.

8.1.1.2 Determinacin del Nmero estructural efectivo.

Ecuacin 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 asfltica.


28/48




.

CAMI

28

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

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

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

influir la relacin entre el coeficiente de capa y el mdulo elstico.

8.1.1.3 Determinacin del Nmero estructural de la capa asfltica nueva.

Ecuacin 8.4

Donde:

SNol: Nmero estructural requerido de la carpeta asfltica nueva.

aol: Coeficiente estructural de la carpeta de concreto asfltico.

Dol: Espesor de carpeta asfltica de diseo requerido en pulgadas.SNf: Nmero estructural requerido para el trnsito futuro.

SNef: Nmero estructural efectivo del pavimento existente.

8.1.2 Parmetros de diseo.

Sector 1. Calle 87 entre Carreras 47 y 52.

CBR DISEO 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

8085

90

95

100

2 3 4 5 6 7 8

CBR (%)

Porcentajedevaloresmayoresoiguales


29/48




.

CAMI

29

Resistencia de la Subrasante.

CBR de diseo = 6.8 %. (Mtodo del Instituto del Asfalto). Percentil 87.5 %

Trnsito.

Trnsito de diseo N = 2.*10 6 repeticiones de ejes equivalentes de 8.2 toneladas en el

perodo de diseo para las vas de servicio.

Confiabilidad del diseo.

Para este diseo se adoptar una confiabilidad del 85%, segn el tipo de importancia de la va,

y le corresponde un valor de diseo Zr = -1.037

Para este diseo se adopta un valor de error estndar So = 0.45. Para pavimentos flexibles la

AASHTO recomienda valores de So (0.40 0.50).

Mdulo resiliente de la subrasante.

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

Parmetros de entrada Vas de servicios

Trnsito 2 * 10 6

Error Estndar 0.45

ISP 2.2PARMETROS DE

DISEOMdulo Resiliente de

Subrasante PSI10.200

NMERO ESTRUCTURAL REQUERIDO PARAEL TRANSITO FUTURO SNf.

3.19

OPCION 1 OPCION 2

CAPASEspesor (cm)

Coeficientes

de capaEspesor (cm)

Coeficientes

de capa

Carpeta asfltica MDC-2 10 0.35 10 0.35

Base granular reciclada 15 * 0.14 18 * 0.14

ESTRUCTURA

DISEADASubbase granular

existente24 0.11 21 0.11

NMERO ESTRUCTURAL PROPORCIONADO ALA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO

3.24 3.28

* Opcin 1: reciclaje (5.7 cm (Prom.) de carpeta asfltica + 9.3 cm de base existente).

* Opcin 2: reciclaje (5.7 cm (Prom.) de carpeta asfltica + 12.3 cm de base existente).


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.

CAMI

30

.Sector 2. El Ajizal. Ampliacin.

CBR DISEO SUBRASANTE AMPLIACIN 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 (%)

P

orcentajedevaloresmayoresoiguales


CBR de diseo = 4.1%. (Mtodo del Instituto del Asfalto). Percentil 87.5 %

Trnsito.

Trnsito de diseo N = 2 * 10 6 repeticiones de ejes equivalentes de 8.2 toneladas en elperodo de diseo para las vas de servicio.


Para este diseo se adoptar una confiabilidad del 85%, segn el tipo de importancia de la va,





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


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.

CAMI

31


Trnsito 2 * 10 6

Error Estndar 0.45

ISP 2.2PARMETROS DEDISEO

Mdulo Resiliente deSubrasante PSI

6.150


3.80

OPCION 1 OPCION 2

CAPASEspesor (cm)

Coeficientes

de capaEspesor (cm)

Coeficientes

de capa

Carpeta asfltica MDC-2 5 0.35 12.5 0.35

Base Asfltica 7.5 0.25

Base granular BG-1 20 0.14 20 0.14

ESTRUCTURA

DISEADA

Subbase granular BG-1 30 0.11 30 0.11NMERO ESTRUCTURAL PROPORCIONADO A

LA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO3.83 4.12

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


CBR de diseo = 6.2%. (Mtodo del Instituto del Asfalto). Percentil 87.5 %

Trnsito.

Trnsito de diseo N = 11 * 10 6repeticiones de ejes equivalentes de 8.2 toneladas en el

perodo de diseo para las vas de servicio.


Para este diseo se adoptar una confiabilidad del 98 %, segn el tipo de importancia de la va,





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


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.

CAMI

32


Trnsito 11 * 10 6

Error Estndar 0.45

ISP 2.0PARMETROS DEDISEO

Mdulo Resiliente deSubrasante PSI

9.300


4.48

OPCION 1 OPCION 2

CAPASEspesor (cm)

Coeficientes

de capaEspesor (cm)

Coeficientes

de capa

Carpeta asfltica MDC-2 10 0.35 20 0.35

Base Asfltica 11 0.25

Base granular reciclada 25 * 0.14 25 * 0.14

ESTRUCTURA

DISEADA

Subbase granularexistente

21 0.11 21 0.11

NMERO ESTRUCTURAL PROPORCIONADO ALA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO

4.75 5.04

* Opcin 1: reciclaje (15 cm de carpeta asfltica + 10 cm de base existente).

* Opcin 2: reciclaje (15 cm de carpeta asfltica + 10 cm de base existente).

Los datos de entrada para el diseo 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 parmetros all planteados.

9. VERIFICACIN EMPRICA MECANICISTA DEL DISEO.

9.1 BENEFICIOS DE UN DISEO EMPRICO MECANICISTA.

Se ha previsto que con el uso de modelos mecansticos-empricos se creen diseos estructurales y

econmicamente ms efectivos. Adems se espera mejorar la confianza del diseo, a la par que

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

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

evaluadas, y analizar el impacto de ellos en la vida y condicin del pavimento. As, distintas

cantidades de trfico, o distintos tipos de materiales en pavimentos flexibles (asfalto) y rgidos

(concreto) pueden ser evaluados; as como tambin el efecto del tiempo (envejecimiento) y latemperatura (variaciones durante el da y la noche y durante el verano y el invierno) pueden ser

analizados y evaluados.


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.

CAMI

33

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

estaran propensos a ser descontinuados por cambios en los materiales de construccin, tipos de

trfico y vehculos, o tipos y configuraciones de llantas, como lo son los modelos puramente

empricos. Los modelos podran ser recalibrados y validados continuamente con la adquisicin de

mayores y ms detallados datos con el paso del tiempo.

Grafico 13 Componentes del proceso de diseo emprico mecanicista.

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

La determinacin de los mdulos de las capas existentes que conforman la estructura de

pavimento se llev a cabo siguiendo la metodologa Shell, en la cual el mdulo de la capa idepende de su espesor y del mdulo de la capa i - 1. es decir, de la subrasante. Sin embargo esta

metodologa tiene aplicacin para estructuras mximo de cuatro capas. Los mdulos de las capas

para la estructura existente se obtuvieron a partir del mdulo de la subrasante de diseo por

C.B.R.

( ) 145.0**204.0

=

iiiEHE Ecuacin 10.1

Donde:

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

Hi = Espesor de la capa analizada (mm)

Ei-1 = Mdulo de la capa inferior a la capa analizada (Kg. /cm 2).


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.

CAMI

34

9.3 CLCULO DE ESFUERZOS Y DEFORMACIONES.

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

en los puntos crticos de la estructura de pavimento, necesarios para el diseo.

Deformacin horizontal por flexo traccin en la fibra inferior de la carpeta de asfalto (t).

Esfuerzo vertical por compresin en la subrasante.

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

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

o deformaciones admisibles en funcin del nmero de repeticiones del eje de referencia previstas

para la vida til de diseo de acuerdo con las leyes de fatiga de los diferentes materiales que

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

coincidencia.

9.3.1 Parmetros admisibles.

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

cocodrilo. Este fenmeno se controla en trminos de la deformacin unitaria por traccin

(t) en la fibra inferior de la capa ms profunda que est ligada con asfalto, bien sea una

mezcla en caliente o con emulsin. Esta ltima observacin es particularmente importante

en la revisin de soluciones de rehabilitacin que involucren sobrecarpetas. El criterio de

falla por fatiga utilizado se expresa de la siguiente manera:

Ecuacin 10.2

t= Deformacin a flexo-traccin en la fibra inferior de la carpeta asfltica

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

K = Coeficiente de calage o Shift factor. (K = K1 xK2 xK3).

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

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

dinmico. El coeficiente de calage utilizado para efectos de clculo de la ley de fatiga por

agrietamiento fue de 8.25


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.

CAMI

35

Cualquiera

2.5

Autoreparacin de

pequeas fisurasK3

Espesores pequeos

temperaturas bajas

Espesores altos

temperaturas altas

1 0.33

2 10

Autoreparacin de

pequeas fisurasK1

Distribucin lateral de las

cargasK2

Mezclas abiertas % bajo

de asfalto

Mezclas densas ricas en

asfalto

Tabla 5 Coeficientes de Calage. Mtodo Shell 78.

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

de un material asfltico 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 asfltico recuperarse. Generalmente, la carga cclica en el laboratorio

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

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

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

el tiempo y despus de cierto lapso, quedan esfuerzos remanentes muy pequeos. 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 consideracin importante es la variacin lateral del trnsito. Las huellas de las ruedasdifieren de un vehculo a otro. Por lo tanto, todas las ruedas de los vehculos no esfuerzan el

mismo punto repetidamente. El promedio y la desviacin estndar de la distribucin lateral de

la huella de la rueda debera tomarse en consideracin en la formulacin del trnsito de

diseo.

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

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

concepto se utiliz previamente como parte de la funcin 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

compresin admisible sobre la subrasante, se calcula mediante la expresin de Kerhoven y

Dormon.


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.

CAMI

36

terreno

zN

EsMPa

log7.01

*007.0)(

+

= Ecuacin 10.3

Para la determinacin de este parmetro es necesario tener en cuenta el mdulo resiliente de lasubrasante de diseo para el tramo a evaluar, y el trnsito de diseo esperado para la vida til o de

servicio con el fin de obtener una relacin de esfuerzos ms acertada a las condiciones del suelo a

la aplicacin de carga.

Grfico 14. Diagrama bsico para el clculo de esfuerzos y deformaciones de un pavimento flexible

9.4 CHEQUO DEL DISEO DE LAS SOLUCIONES UTILIZANDO EL MTODO RACIONAL.

La verificacin de las soluciones se realiz utilizando el mtodo racional con base en el programa

EVERSTRESS, desarrollado por la WSDOT evaluando los requerimientos de diseo por traccin

en las capas asflticas y por compresin en la subrasante.

Datos de entrada para el diseo racional

Radio de carga: 10.8 cm. Presin de contacto: 549 Kpa. Distancia entre llantas: 32.4 cm. Trnsito esperado en trmino de ejes equivalentes: N Espesores de capas.(cm)


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CAMI

37

Mdulo elstico de cada capa. (MPa) Relacin de Poisson de cada capa. Se consideran ligadas las interfases entre capas. Carga de referencia: 8.2 Ton.

Grfico 15. Configuracin de datos de diseo.

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

t1 Rodadura

z Subrasante

t1 Rodadura

z Subrasante

CHEQUEO RACIONAL EVERSTRESS CALLE 87 ENTRE CARRERAS 47 Y 52

PARAMETROS

ESTRUCTURALES

OPCIN 1 OPCIN 2

Espesor

cmMdulo Mpa

Relacin de

Poisson

Condicin

de LigaEspesor cm

Mdulo

Mpa

Relacin de

Poisson

Condicin

de Liga

Capa de Rodadura

Base Granular (reciclaje)

Subbase Granular existente

Subrasante

Parmetros

Calculados

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

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

Parmetros

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

t1 Rodadura

z Subrasante

t1 Rodadura

z Subrasante

Base Asfltica

Parmetros

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

Parmetros

Calculados

3.76*10-4

OK

Geotextil BX-40 o similar

Capa de Rodadura

Base Granular

CHEQUEO RACIONAL KENPAVE AVENIDA EL AJIZAL - AMPLIACIN

OPCIN 2

Espesor

cmMdulo Mpa

Relacin de

Poisson

Condicin

de Liga

PARAMETROS

ESTRUCTURALES

OPCIN 1

Relacin de

Poisson

Condicin

de Liga

2.69*10-4

OK

Espesor cmMdulo

Mpa


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.

CAMI

38

10 1860 0.35 L 22 1860 0.35 L11 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

t1 Rodadura

z Subrasante

t1 Rodadura

z Subrasante

Base Asfltica

Base Granular

Subbase Granular

Subrasante

Mdulo

Mpa

Relacin de

Poisson

Condicin

de Liga

Capa de Rodadura

CHEQUEO RACIONAL KENPAVE CALLE 36 ENTRE GLORIETA DITAIRES Y LA LIMONA

PARAMETROS

ESTRUCTURALES

OPCIN 1 OPCIN 2

Espesor

cmMdulo Mpa

Relacin de

Poisson

Condicin

de LigaEspesor cm

Parmetros

Calculados

Parmetros

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 verificacin elstica multicapa.

De los anlisis realizados se puede concluir que la estructura diseada cumple con los

requerimientos de diseo por traccin en las capas asflticas y por compresin en la subrasante.

Grfico 16. Seccin tpica de pavimento flexible.

CA

BA

BG-1

SBG-1

Grfico 17. Seccin tpica de pavimento flexible Ajizal.

RIELES RIELES


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.

CAMI

39

10. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

En dicho tramo se deber realizar el cajeo de capa orgnica o rellenos de basuras existentes

mayores o igual a los espesores diseados. Dicho espesor recomendado a cajear ser hastaencontrar un suelo de subrasante libre de materia orgnica.

En trminos generales, para la construccin de las estructuras de pavimento, se debe

garantizar que el suelo de subrasante est libre de basura o algn material contaminante, y

nivelada adecuadamente.

Para efectos de control de compactacin durante la construccin, es necesario efectuar pruebas,

que permitan conocer la mxima densidad y el ptimo contenido de humedad de los diferentes

tipos de suelos.

El empalme con las vas existentes, se deber 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 asfltica, debern cumplir con las Normas para la

construccin de pavimentos del Valle de Aburra o INVAS, en lo que se refiere a:

Materiales - Procedimientos de Construccin - Preparacin de la mezcla - Controles de calidad.

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

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

calidad con ensayos de campo y laboratorio.

El control de calidad durante la construccin, se lleva a cabo mediante la extraccin de

ncleos, los cuales se permite realizar ensayos de extraccin de asfalto, granulometra,

densidad, estabilidad de flujo y vacos en la mezcla total. La humedad es un parmetro

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

etapa de ejecucin.

Para el suministro y aplicacin de carpeta asfltica se recomienda el tendido de 2 capas segn

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

de asfalto.

La imprimacin consiste en el suministro, transportes, eventual calentamiento y aplicacin

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


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.

CAMI

40

extensin de una capa asfltica. 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 enel mejor sistema de prevencin y duracin de los pavimentos. Es as como la localizacin de

sumideros debe de hacerse no mayor a 10 metros.

Es necesario efectuar una revisin peridica a las alcantarillas construidas y efectuar

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

para evitar una socavacin incipiente.

El concepto para obtener una buena distribucin de esfuerzos intergranulares a travs de las

capas estructurales se basa en que dichas capas estn bien drenadas. Cuando las capasestructurales estn completamente saturadas la transmisin 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 s esta generando en la superficie de rodadura, debido a que el agua es incompresible.

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

40% gracias a su eficiencia, si este est correctamente diseado, en comparacin con uno

pobremente drenado o nulo. Se estara hablando que una va que se proyect para 10 aos,

si no se le construye sistema de drenaje, tendr un perodo de vida de 4 aos

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 granulometra, los sobretamaos deben eliminarse, ya sea de manera manual o

tamizado. Limitar el tamao mximo a 2

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

obra.

4. Una capa reciclada en fri puede abrirse al trafico despus de un periodo que garantice eldesarrollo de la suficiente resistencia de la capa en cuanto densidad se refiere.

Finalmente los resultados obtenidos a los parmetros anteriormente evaluados muestran una

correlacin acertada de una estructura completamente rehabilitada.


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.

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 captulos pertinentes y en laexperiencia de los profesionales que participaron en el estudio.

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

descritas como tpicas en el presente informe, o proyecciones distintas de parmetros de diseo, se

dar aviso a PROCIVIL LTDA para ajustar oportunamente si es del caso los parmetros del mismo.

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

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

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

LTDA por ser propiedad intelectual del autor y requerir de autorizacin expresa para su

utilizacin.


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42

12. BIBLIOGRAFA.

AASHTO Guide for Design of Pavement Structures. 1993.

BENAVIDES BASTIDAS Carlos Alberto. Notas de clase del curso de Diseo dePavimentos de la Universidad del Cauca Popayn.

MONTEJO FONSECA Alfonso. Ingeniera de pavimentos para carreteras- Universidad

Catlica de Colombia: Santaf de Bogot. 1997.

MUOZ RICAURTE, Guillermo. Diseo y rehabilitacin de pavimentos flexibles. 1998

ING. M.SC. JOS N. GMEZ S. Comportamiento de modelos geotcnicos para

estructuras de pavimento.

INSTITUTO NACIONAL DE VAS. Gua metodolgica para el diseo de obras derehabilitacin de pavimentos asflticos de carreteras, 2002.

REYES LIZCANO, Freddy Alberto. Diseo racional de pavimentos. 1 edicin. EditorialEscuela Colombiana de Ingenieros, 2003.


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ANEXO A

FORMATOS DE SALIDA DEL PROGRAMA ELSTICO MULTICAPAEVERSTRESS


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29742668 numero estructural pavimento

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