estudio geotécnico para el diseño del pavimento

ELABORACIÓN DE LOS ESTUDIOS A NIVEL DE FASE III DE LA VÍA PASO

DE LA TORRE – MULALÓ - LOBOGUERRERO

ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA El DISEÑO DEL PAVIMENTO

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN __________________________________________________________ 5

1 OBJETIVO Y ALCANCES _______________________________________________ 5

2 LOCALIZACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO _______________________ 6

3 INFORMACIÓN EXISTENTE __________________________________________ 22

4 TRABAJOS DE CAMPO _______________________________________________ 22

4.1 TRABAJOS DE CAMPO __________________________________________ 22

4.2 ENSAYOS DE LABORATORIO ____________________________________ 23

5 CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS ___________________________________ 24

5.1 PERFIL ESTRATIGRÁFICO ______________________________________ 24

5.2 CAPACIDAD DE SOPORTE _______________________________________ 30

6 ESTUDIO DE TRÁNSITO ______________________________________________ 31

7 FUENTES DE MATERIALES __________________________________________ 34

7.1 Canteras existentes o que han sido explotadas _________________________ 35

7.2 Posibles Canteras para el proyecto ___________________________________ 37

8 DISEÑO DE PAVIMENTO _____________________________________________ 37

8.1 TRAMOS EN PAVIMENTO FLEXIBLE ____________________________ 38

8.1.1 Tránsito _______________________________________________________ 43

8.1.2 Confiabilidad ___________________________________________________ 43

8.1.3 Índice de servicio ________________________________________________ 43

8.1.4 Caracterización de los materiales de las capas de pavimento ______________ 43

8.1.5 Coeficiente de drenaje ____________________________________________ 44

8.1.6 Módulo de la subrasante __________________________________________ 44

8.1.7 Número estructural (Sn) ___________________________________________ 45

8.2 RESULTADOS OBTENIDOS ______________________________________ 46

8.3 VERIFICACIÓN DEL DISEÑO ____________________________________ 46

8.4 TRAMOS EN PAVIMENTO RÍGIDO _______________________________ 49

8.5 RESULTADOS OBTENIDOS ______________________________________ 51

8.6 MODULACIÓN DE LOSAS _______________________________________ 52

8.6.1 Aspectos Generales ______________________________________________ 52

8.6.2 Corte y sellado de junta de contracción transversal con pasajuntas (Tipo 1) __ 53

8.6.3 Corte y sellado de junta longitudinal de construcción con pasajuntas (Tipo 2) _ 54

8.6.4 Corte y sellado de junta transversal de construcción con pasajuntas (Tipo 3) _ 55

8.6.5 Corte y sellado de junta transversal de construcción con pasajuntas (Tipo 3) _ 56

8.6.6 Junta de Expansión (Tipo 4) _______________________________________ 56

8.6.7 Modulación en Intersecciones y Losas Reforzadas ______________________ 58

8.7 DISEÑO DE ANDENES Y CICLO-RUTA ____________________________ 59

8.8 ESPECIFICACIONES ____________________________________________ 59

8.8.1 Concreto asfáltico _______________________________________________ 59

8.8.2 Concreto hidráulico ______________________________________________ 59

8.8.3 Base Granular ___________________________________________________ 60

8.8.4 Subbase Granular ________________________________________________ 60

9 SECCIONES TRANSVERSALES TÍPICAS ________________________________ 60

10 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ______________________________ 60

ANEXOS

ANEXO 1 REGISTROS DE CAMPO

ANEXO 2 DETALLE ENSAYOS DE LABORATORIO

ANEXO 3 MEMORIAS DE CÁLCULO

ANEXO 4 SECCIONES TRANSVERSALES TÍPICA

ANEXO 5 PLANOS CON MODULACIÓN DE LOSAS

LISTADO DE CUADROS

Cuadro No. 1 Tramos de estudio ......................................................................................... 9

Cuadro No. 2 Localización de los apiques ........................................................................ 23

Cuadro No. 3 Resumen ensayos de laboratorio ................................................................ 28

Cuadro No. 4 Resumen ensayos de laboratorio (Continuación) ...................................... 29

Cuadro No. 5 Resultados ensayos de CBR inalterado ...................................................... 30

Cuadro No. 6 Valores de CBR de diseño .......................................................................... 31

Cuadro No. 7 Composición vehicular ............................................................................... 33

Cuadro No. 8 Factores de daño ......................................................................................... 33

Cuadro No. 9 Numero de repeticiones de carga por eje ................................................... 34

Cuadro No. 10 Canteras que han sido explotadas, cercanas al proyecto ........................ 36

Cuadro No. 11 Tipo de pavimento para cada tramo ......................................................... 38

Cuadro No. 12 Estaciones pluviométricas analizadas ...................................................... 40

Cuadro No. 13 Coeficientes de capa de diseño con método Invias .................................. 41

Cuadro No. 14 Coeficientes de drenaje de diseño con método Invias ............................. 42

Cuadro No. 15 Coeficientes de capa de diseño con método AASHTO ............................ 44

Cuadro No. 16 Coeficientes de drenaje de diseño con método AASHTO ....................... 44

Cuadro No. 17 Módulos de la subrasante de diseño ......................................................... 45

Cuadro No. 18 Espesores de tramos en pavimento flexible método AASHTO ............... 46

Cuadro No. 19 Niveles de confiabilidad empleados ......................................................... 47

Cuadro No. 20 Espesores de pavimento obtenidos en la verificación .............................. 48

Cuadro No. 21 Espesores de pavimento recomendados ................................................... 48

Cuadro No. 22 Resumen de estructuras de pavimento recomendadas ............................ 61

LISTADO DE FIGURAS

Figura No. 1 Localización del proyecto ............................................................................. 7

Figura No. 2 Alternativa de trazado seleccionada ............................................................. 8

Figura No. 3 Sección Típica Vía en Superficie. Vía bidireccional. ................................ 10

Figura No. 4 Sección Típica Tramo Inicial. Se incorpora un andén con cicloruta ...... 11

Figura No. 5 Sección Típica Puentes Vía bidireccional. ................................................ 12

Figura No. 6 Sección Típica Túneles Cortos. .................................................................. 13

Figura No. 7 Sección Típica en Túneles Largos ............................................................. 14

Figura No. 8 Sección Típica en cercanías a la vía de acceso a Mulaló ......................... 15

Figura No. 9 Sección Típica en inmediaciones del corregimiento de Pavas .................. 15

Figura No. 10 Perfil Estratigráfico .................................................................................. 26

Figura No. 11 Perfil Estratigráfico (Continuación) ........................................................ 27

ELABORACIÓN DE LOS ESTUDIOS A NIVEL DE FASE III DE LA VÍA PASO

DE LA TORRE – MULALÓ - LOBOGUERRERO

ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA El DISEÑO DEL PAVIMENTO

INTRODUCCIÓN

En el siguiente informe se presentan y describen las actividades de campo y laboratorio y

los análisis y resultados obtenidos durante el desarrollo del Estudio Geotécnico para el

diseño del pavimento de la Carretera Paso de la Torre – Mulaló – Loboguerrero, desde el

K0+000, Intersección Panorama, hasta el K31+820, en cumplimiento del contrato suscrito

entre el Consorcio DIS S.A. - EDL LTDA y el Instituto Nacional de Vías cuyo objeto es:

“Elaboración de los Estudios a Nivel de Fase III de la vía Paso de la Torre – Mulaló –

Loboguerro”.

Los estudios presentados a continuación y el desarrollo de los mismos se efectuaron dando

alcance a lo establecido en los Requerimientos Técnicos del Concurso de Méritos No CM-

SGT-SAT-033-2008, Módulo 2, específicamente en el Capítulo III, Descripción detallada

de los servicios requeridos, resultados y/o productos esperados, Volumen VI, Estudio

geotécnico para el diseño del pavimento.

1 OBJETIVO Y ALCANCES

Los trabajos adelantados tuvieron como objetivo general determinar con base en la

resistencia de la subrasante, el tránsito proyectado que utilizará la vía y el estudio de

fuentes de materiales el tipo de estructura de pavimento más apropiada para el proyecto

y los espesores de cada una de las capas que la componen.

Para tal efecto se definieron los siguientes objetivos y alcances:

1. Por medio de la ejecución de investigaciones de campo, consistentes en apiques

cada 500 m, y ensayos de laboratorio, identificar y caracterizar los materiales que

conforman la subrasante en toda la longitud del proyecto.

2. Determinar y caracterizar mediante ensayos de laboratorio las propiedades físicas

y mecánicas más importantes de los suelos representativos de la subrasante y

homogenizar mediante los resultados de CBR, sectores para el diseño de la

estructura del pavimento.

3. Determinar las posibles fuentes de materiales cercanas al proyecto, su localización

y posible utilización

4. Con base en lo anterior y con los resultados del estudio de tránsito presentar el

tipo de pavimento más apropiado para el proyecto y el diseño del mismo que

consistirá en la definición del tipo de material que conforma cada una de las capas,

su espesor y la especificación del mismo.

2 LOCALIZACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

El proyecto se desarrolla en su totalidad en el Departamento del Valle del Cauca y se inicia

en el cruce de la vía Yumbo – Buga con la carretera que conduce a la población de Mulaló,

en la Intersección Panorama. En el sector comprendido entre K0 y el portal de entrada del

túnel Cresta de Gallo se desarrolla sobre en un terreno ondulado – montañoso,

mejorando las condiciones geométricas del carreteable existente, tanto en planta como

en perfil. Posteriormente, entre el portal de salida del túnel Cresta de Gallo y Pavas el

proyecto se desarrolla sobre un terreno plano – ondulado y finalmente entre Pavas y

Loboguerrero, se desarrolla en un terreno montañoso en un trazado completamente

nuevo

Desde el punto de vista geológico el proyecto se encuentra en su totalidad en formaciones

de origen volcánico que dan lugar a suelos residuales de poco espesor entre el K0 y el

túnel de Cresta de Gallo, de espesor considerable entre la salida del túnel Cresta de Gallo

y el paso por el corregimiento de Pavas y nuevamente con poco espesor entre el paso por

Pavas y el final del proyecto.

A continuación se presenta el esquema de localización del proyecto:

Figura No. 1 Localización del proyecto

ºº

Zacarias

Cisneros

DAGUA

RESTREPO

Zabaletas

El Palmar

Kilometro Diez y Ocho

El Saladito

YUMBO

VIJES

YOTOCO

GUACARI

PALMIRA

CANDELARIA

El Cabuyal

JAMUNDI

Rozo

MULALO

Obando

Villagorgona

Cavasa

Aerop.BONILLA ARAGON

TrianaK78+500

CALIMA

La Dolores

Madroñal

RIO

CAUCA

LAGO CALIMA

CIENAGA EL CHIRCAL

RIO C

AUC

A

CordobaK98+000

El PailonK108+730

BUENAVENTURA

Glorieta delSENAK 0+000

Alto de ZaragozaK88+500

Medicanoak7+600

PuenteEl PiñalK115+980

EntradaPuertoK117+580

BUGA

SANTIAGO DE CALI

Juanchito

VÍA NUEVAREHABILITACIÓNSEGUNDA CALZADAMANTENIMIENTOPAVIMENTACIÓN

LA CUMBRE

LA TORRE

LOBOGUERRERO

ºº

Zacarias

Cisneros

DAGUA

RESTREPO

Zabaletas

El Palmar


El Saladito

YUMBO

VIJES

YOTOCO

GUACARI

PALMIRA

CANDELARIA

El Cabuyal

JAMUNDI

Rozo

MULALO

Obando

Villagorgona

Cavasa


TrianaK78+500

CALIMA

La Dolores

Madroñal

RIO

CAUCA

LAGO CALIMA

CIENAGA EL CHIRCAL

RIO C

AUC

A

CordobaK98+000

El PailonK108+730

BUENAVENTURA



Medicanoak7+600



BUGA

SANTIAGO DE CALI

Juanchito


LA CUMBRE

LA TORRE

LOBOGUERRERO

ºº

Zacarias

Cisneros

DAGUA

RESTREPO

Zabaletas

El Palmar


El Saladito

YUMBO

VIJES

YOTOCO

GUACARI

PALMIRA

CANDELARIA

El Cabuyal

JAMUNDI

Rozo

MULALO

Obando

Villagorgona

Cavasa


TrianaK78+500

CALIMA

La Dolores

Madroñal

RIO

CAUCA

LAGO CALIMA

CIENAGA EL CHIRCAL

RIO C

AUC

A

CordobaK98+000

El PailonK108+730

BUENAVENTURA



Medicanoak7+600



BUGA

SANTIAGO DE CALI

Juanchito


LA CUMBRE

LA TORREºº

Zacarias

Cisneros

DAGUA

RESTREPO

Zabaletas

El Palmar


El Saladito

YUMBO

VIJES

YOTOCO

GUACARI

PALMIRA

CANDELARIA

El Cabuyal

JAMUNDI

Rozo

MULALO

Obando

Villagorgona

Cavasa


TrianaK78+500

CALIMA

La Dolores

Madroñal

RIO

CAUCA

LAGO CALIMA

CIENAGA EL CHIRCAL

RIO C

AUC

A

CordobaK98+000

El PailonK108+730

BUENAVENTURA



Medicanoak7+600



BUGA

SANTIAGO DE CALI

Juanchito


LA CUMBRE

ºº

Zacarias

Cisneros

DAGUA

RESTREPO

Zabaletas

El Palmar


El Saladito

YUMBO

VIJES

YOTOCO

GUACARI

PALMIRA

CANDELARIA

El Cabuyal

JAMUNDI

Rozo

MULALO

Obando

Villagorgona

Cavasa


TrianaK78+500

CALIMA

La Dolores

Madroñal

RIO

CAUCA

LAGO CALIMA

CIENAGA EL CHIRCAL

RIO C

AUC

A

CordobaK98+000

El PailonK108+730

BUENAVENTURA



Medicanoak7+600



BUGA

SANTIAGO DE CALI

Juanchito


LA CUMBRE

LA TORRE

LOBOGUERRERO

Se estudiaron varias alternativas para el trazado, la alternativa seleccionada se presenta a

continuación:

Figura No. 2 Alternativa de trazado seleccionada

De acuerdo con el diseño geométrico se presentan 10 túneles a lo largo del tramo vial

estudiado, lo que define los siguientes sectores de estudio:

T=3150mT=3150m

Tramo No.

Desde Hasta TipoLongitud

(m)

1 K0+000 K2+045 Cielo abierto 20452 K2+045 K2+710 Túnel 1 6653 K2+710 K2+905 Cielo abierto 1954 K2+905 K3+690 Túnel 2 7855 K3+690 K5+370 Cielo abierto 16806 K5+370 K5+645 Túnel 3 2757 K5+645 K6+650 Cielo abierto 10058 K6+650 K9+880 Túnel 4 32309 K9+880 K16+640 Cielo abierto 676010 K16+640 K17+912 Túnel 5 127211 K17+912 K19+280 Cielo abierto 136812 K19+280 K19+438 Túnel 6 15813 K19+438 K20+175 Cielo abierto 73714 K20+175 K20+486 Túnel 7 31115 K20+486 K20+596 Cielo abierto 11016 K20+596 K20+931 Túnel 8 33517 K20+931 K23+730 Cielo abierto 279918 K23+730 K29+120 Túnel 9 539019 K29+120 K31+821 Cielo abierto 2701

Cuadro No. 1 Tramos de estudio

Las características de diseño geométrico que definirán la vía serán las siguientes:

A continuación se describen las secciones típicas a lo largo de la vía:

Sección Típica vía en superficie: La sección típica para la vía en superficie presenta una vía

bidireccional, con carriles de 3.65m. y bermas de 1.80 m, tal como se muestra en la

siguiente figura:

SECCIÓN TÍPICAVÍA EN SUPERFICIE

2%

3,65

CARRIL

1,80

CARRIL

3,65

2%

CL1,80

BERMA

1,20

CUNETA

1.0

VARIABLE

1.51

FILTRO

TRATAMIENTO DE ACUERDOAL DISEÑO DE TALUDES

BERMA

Figura No. 3 Sección Típica Vía en Superficie. Vía bidireccional.

En el tramo inicial, en el cual el trazado se desarrolla por la vía existente al corregimiento

de Mulaló (K0+000 – K0+710) presenta una vía bidireccional con carriles de 3.65 m y

bermas de 1.80 m, de los cuales 0.50 m son berma-cuneta. Adicionalmente se incorpora

en el costado izquierdo una cicloruta de 2.40 m y un andén de 1.60 m. En la siguiente

figura se ilustra este caso:

SECCIÓN TÍPICAINICIO PROYECTO

2%

3,65

CARRIL

1,80

CARRIL

3,65

2%

CL1,80

BERMABERMA

0.00%0.00%

PE

TO

NA

L

CIC

LO

VIA 4,00

1.51 TERRENO

Figura No. 4 Sección Típica Tramo Inicial. Se incorpora un andén con cicloruta

en el costado izquierdo.

Sección Típica vía en Puente: En los puentes se tiene el mismo concepto que para la vía en

superficie, es decir una vía bidireccional con carriles de 3.65m. La siguiente figura ilustra la

sección:

SECCIÓN TÍPICAEN PUENTE

2%

3,65

CARRIL

1,80

CARRIL

3,65

2%

CL1,80

BERMABERMA

New jersey New jersey

Figura No. 5 Sección Típica Puentes Vía bidireccional.

Sección Típica vía en Túnel: En los túneles cortos, la sección presenta un (1) carril

de ascenso y un (1) carril de descenso, cada uno de 3.65m. y bermas de 0.50 m.

SECCIÓN TÍPICAEN TUNEL CON SOLERA

(±0.00)

8.300

6%

1.250

0.200

0.0100.2

00.20

0.0100.200

+0,318(±0.00)

1.250

5.000

+5,000

+2,800

0.080 0.2000.010

6%

2% +0,478

12.077

11.365

CL

Figura No. 6 Sección Típica Túneles Cortos.

En los túneles largos la sección típica presenta una vía bidireccional con carriles de 3.65 m.

y bermas de 0.50 m. Para este túnel se incorpora además un túnel de escape. En la siguiente

figura se muestra esta sección:

SECCION TIPICA TUNELES LARGOS

P%(±0.00)

(±5.00)

0.30 0.302.87

11.79

0.25

0.15

7.07

0.35

0.18

P%

5.00

(±0.00)(+0.23)

(+2.80) 9.70

1.191.00

Canal de drenaje3.853.85 1.21 1.00

Ventilador

Figura No. 7 Sección Típica en Túneles Largos

El tramo del proyecto en la zona de acceso a Mulaló consta de tres calzadas, la interna

cuenta con dos carriles, uno para cada sentido de 3.65m de ancho cada uno y berma a

cada lado de 1.80m, las dos calzadas externas constan de dos carriles cada una, la calzada

izquierda corresponde a la salida de Mulaló y la derecha al acceso. En el costado izquierdo

se desarrolla la ciclovía y vía peatonal. A continuación se presenta la sección descrita:

2%

3,65

CARRIL

1,80

CARRIL

3,65

2%

CL1,80

BERMABERMA

ANCHO VARIABLE

ZONA VERDE

7,00

1.51

7,00

ACCESO MULALÓ

SALIDA MULALÓ

1.51

0.00%0.00%

PE

TO

NA

L

CIC

LO

VÍA

ANCHO VARIABLE

ZONA VERDE

SECCIÓN TÍPICA ENTRADA A MULALÓ

Figura No. 8 Sección Típica en cercanías a la vía de acceso a Mulaló

El paso por inmediaciones del corregimiento de Pavas consta de cuatro calzadas, las dos

externas (una por sentido) corresponden a vías de servicio de 7.0m de ancho y dos

carriles, las calzadas internas cuentan cada una con dos carriles de 3.65m, bermas

externas de 1.80m, bermas internas de 0.50m, finalmente, se cuenta con dos calzadas

peatonales y de ciclovía localizadas en los costados externos de las vías de servicio, a

continuación se presenta la sección descrita:

0.00%0.00%

PE

TO

NA

L

CIC

LO

VIA

1.51

0.00% 0.00%

PE

TO

NA

L

CIC

LO

VIA

1.51

VIA DE SERVICIO

7,00

1,80 3,65 3,650,50

2,000,50

3,65 3,65 1,80

7,00 4,004,00

TALUDZONA VERDE

BERMA EXTERNA CARRIL CARRIL BERMAINTERNA

BERMAINTERNA

SEPARADOR

CARRIL CARRIL BERMA EXTERNA

TALUDZONA VERDE

VIA DE SERVICIOANDEN ANDEN

ANCHO VARIABLE ANCHO VARIABLE

SECCIÓN TÍPICA PASO POR PAVAS

TERRENO TERRENO

CLCL

BA

RR

ER

A A

NT

IRU

IDO

BA

RR

ER

A A

NT

IRU

IDO

Figura No. 9 Sección Típica en inmediaciones del corregimiento de Pavas

El proyecto se localiza en la Cordillera Occidental Andina, entre las poblaciones de Mulaló

y Loboguerrero, y tiene una longitud aproximada de 31,8 km. De acuerdo a la geología y

topografía del corredor, para efectos de su estudio geológico-geotécnico, este se ha

dividido en cinco sectores comprendidos entre dichas poblaciones. La descripción de cada

sector de oriente a occidente es la siguiente:

Un sector inicial que corre casi paralelo al valle del Río Mulaló por la ladera izquierda,

hasta el borde occidental de la serranía denominada Cresta de Gallo. Al inicio del sector y

en un corto trayecto, se presenta un bajo porcentaje de rocas sedimentarias calcáreas de

la formación Vijes (Tv), que dan lugar a laderas moderadas. La mayoría del sector está

conformado por rocas de la Formación Volcánica (Kv), basalto y diabasa, ligeramente

meteorizados, con una morfología de pendientes moderadas a altas. A través de la

serranía de Cresta de Gallo, que sobresale en la topografía, se propone excavar un túnel

de 3230m, de lado a lado. El corredor está cruzado, por fallas normales pertenecientes al

sistema de Cali-Patía.

Un segundo sector comprende desde las faldas occidentales de la serranía de Cresta de

Gallo hasta el corregimiento de Pavas, donde el alineamiento corre paralelo al Río Pavas.

El sector está conformado por depósitos fluviolacustres y suelos residuales asociados a la

alteración de diabasa y lava basáltica, que dan lugar a una morfología suave, semi-plana y

plana. El río Pavas vierte sus aguas hacia al noroeste en la cuenca del Río Bitaco, que allí

tiene un rumbo al norte. El corredor está cruzado por las fallas de la Cumbre-Aguas Claras

y Pavas-Quebrada Seca.

Un tercer sector forma parte de la ladera derecha en cuenca del Río Bitaco, con dirección

al norte, conformado por diabasa y lava basáltica, ligeramente meteorizadas, con una

morfología de laderas y lomas altas y localmente agrestes, las cuales están parcialmente

cubiertas por suelos residuales y algunos coluviones. El corredor se encuentra bajo el

campo de deformación tectónica de la falla de Bitaco.

Un cuarto sector se desarrolla sobre lomas altas a escarpadas generadas por diabasa y

lava basáltica, entre el Río Bitaco y el río Dágua. A lo largo de este sector, por su

topografía agreste, se contempla la construcción de un túnel que alcanza los 5.390 metros

de longitud, que entra por la ladera izquierda baja del río Bitaco y sale por la ladera

derecha del río Dagua. El corredor se inicia cerca de las fallas del río Bitaco y Frutillo, y en

el otro extremo, hacia el final, en la cuenca del río Dágua, está cruzado por las fallas del

Piñal, que hacen parte del sistema de fallas de Dágua-Calima

Y, finalmente, un quinto sector, a lo largo de la ladera oriental del río Dágua, que

transcurre por rocas volcánicas básicas (Kv), y, hacia el final del alineamiento, por rocas

sedimentarias fracturadas de la Formación Espinal (Ke), donde además ocurren varios

depósitos colgados de coluviones y algunos aluviones antiguos, en un sector de lomas

bajas. El corredor se encuentra bajo la influencia de las fallas del Piñal y es cortado por

una de las fallas del sistema de Dágua-Calima.

Estos macizos rocosos han sido afectados por tectónica regional; sus rocas presentan

niveles fallados y fracturados y localmente meteorizados, que forman bloques alargados

limitados por lineamientos tectónicos regionales de dirección preferencial N a NNE y

NNW a W, los cuales pueden incidir sobre la construcción; estabilidad, desarrollo,

durabilidad y costo de la vía que se propone.

Figura No. 1 Perfil esquemático estructural de la cordillera occidental entre el cañón del Río Dagua y el Valle del Cauca.

En las lomas y topografías altas se presentan rocas duras de origen volcánico. En las

laderas de pendiente moderada y suave, se presentan por lo general unidades geológicas

de

rocas meteorizadas, localmente transformadas en saprolito y parcialmente cubiertas por coluvión, y suelo residual.

Se presenta a continuación los planos geológicos del proyecto.

Figura No. 2 Geología del corredor actual

Figura No. 3 y Figura No. 4 Geología del corredor actual (Continuación)

Figura No. 5 Convenciones planos geológicos

3 INFORMACIÓN EXISTENTE

Para el desarrollo del presente estudio, se tuvo en cuenta la información contenida en:

INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS, “Manual de diseño de pavimentos asfálticos en vías

con medios y altos volúmenes de tránsito”

AASHTO. “Guide for Design of pavement structures”. 1993

HOLTZ, Robert, KOVACS, William. An Intoduction to Geotechnical Engeineering.

1981

HUANG, Yang. “Pavement Análisis and Design”, 1993

4 TRABAJOS DE CAMPO

Con el fin de determinar las características del subsuelo se llevaron a cabo los trabajos de

campo y ensayos de laboratorio que se describen a continuación:

4.1 TRABAJOS DE CAMPO

Dentro de los trabajos de campo hasta la fecha se han realizado 42 apiques con

separación de 500m y profundidad de 1.50m, localizados de la siguiente manera:

1 K0+200 15 K11+950 29 K19+5702 K0+700 16 K12+450 30 K20+0203 K1+200 17 K12+950 31 K20+5304 K1+700 18 K13+450 32 K21+1205 K2+070 19 K13+950 33 K21+6406 K2+970 20 K14+450 34 K22+2607 K3+900 21 K14+980 35 K22+8808 K4+600 22' K16+000 36 K23+4809 K5+150 22 K15+500 37 K29+390

10 K6+080 23 K16+350 38 K29+76011 K6+700 24 K17+280 39 K30+10012 K10+350 26 K18+510 40 K30+39013 K10+950 27 K18+800 41 K30+84014 K11+450 28 K19+000 42 K31+340

APIQUE No.

AbscisaAPIQUE

No.AbscisaAbscisa

APIQUE No.

Cuadro No. 2 Localización de los apiques

En cada investigación se elaboró el perfil estratigráfico determinando los espesores de las

diferentes capas encontradas y registrando el nivel freático si se llegase a encontrar.

Los registros de campo se presentan en el Anexo 1

4.2 ENSAYOS DE LABORATORIO

En cada apique y sondeo se recuperaron muestras representativas de las diferentes capas

encontradas y sobre dichas muestras se realizaron ensayos de laboratorio que consistieron

en:

Contenido de humedad natural

Análisis granulométrico por tamizado

Límites de consistencia (líquido y plástico).

CBR inalterado en condición de humedad natural

CBR inalterado en condición de saturación

El detalle de los resultados de los ensayos de laboratorio se presenta en el Anexo 2

5 CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS

De los resultados obtenidos tanto en campo como en laboratorio, se presenta a continuación

una descripción de las condiciones del subsuelo encontradas a lo largo del proyecto

5.1 PERFIL ESTRATIGRÁFICO

Se presenta superficialmente en los dos primeros apiques una capa de relleno compuesto

por fragmentos de roca que no aparece en los demás. la subrasante natural está compuesta

principalmente en los tramos 2 a 8 y 12 a 20 por una capa granular y en los tramos 1, 9 a 11

y 21 por una capa arcillo limosa y limo arcillosa.

La descripción de cada una de las capas encontradas es la siguiente:

Capa granular

Compuesta principalmente por grava limosa café y amarilla, de humedad baja, se presenta

en espesores hasta el final del apique. Sus características son las siguientes:

Clasificación predominante: GM

Humedad natural: 5 – 23%

Porcentaje que pasa tamiz No 200: 6 – 45%

Límite Liquido: NL – 63%

Índice de plasticidad: NP – 35%

Capa limo arcillosa

Corresponde a arcilla limosa y limo arcilloso de plasticidad media a alta y humedad media

a baja. Las características geotécnicas se pueden resumir de la siguiente manera:

Clasificación predominante: CL, ML, MH y CH

Humedad natural: 17 – 97%

Porcentaje que pasa tamiz No 200: 53 – 100%

Límite Liquido: 33 – 94%

Índice de plasticidad: 10 – 45%

CBR en condiciones de humedad natural: 1.20 – 4.40%

CBR en condiciones de saturación: 0.90 – 2.90%

El tramo comprendido entre el portal de salida del túnel Cresta de Gallo y el K19+000, la

subrasante predominante corresponde a suelos limo arcillosos de humedad media,

plasticidad alta y consistencia media.

Analizando sus parámetros se observa que en general son suelos con un límite líquido

superior al 60% y un índice de plasticidad inferior al 35%, con lo cual se puede considerar

que se trata de un material con un potencial expansivo considerable.

De acuerdo con lo anterior es necesario para este tramo tener en cuenta las siguientes

recomendaciones:

Las aguas de escorrentía que recoja la vía deberán ser llevadas por cunetas, a las

obras de hidráulicas tipo alcantarillas.

Se debe garantizar que los descoles de las alcantarillas deberán llegar hasta los

drenajes naturales

En caso de taludes de corte deberá colocarse, debajo de la cuneta un filtro

longitudinal que recoja las aguas subsuperficiales y las lleve hasta la alcantarilla

más cercana.

No se deben sembrar especies arbustivas cercanas a la vía.

El resumen de las condiciones encontradas en las investigaciones se puede observar en los

perfiles estratigráficos y en el cuadro resumen que se presenta a continuación:

Figura No. 10 Perfil Estratigráfico

0.00

A1

RL

0.40

1.50

CH

0.00

A2

RC

0.70

1.50

CL

0.00

A3

ML

1.50

A40.00

CH

1.50

0.00

A5

SC

1.50

0.00

A6

GM

1.50

FRAGMENTOS DE ROCA RL

ARCILLA LIMOSA

LIMO ARCILLOSO

CL/CH

ML/MH

0.00

A7

GM

1.50

0.00

A8

GM

1.50

0.00

A9

GM

1.50

0.00

A10

GP-GM

1.50

0.00

GM

1.50

A110.00

A12

ML

1.50

CV0.30

GRAVA LIMOSA GM

ARENA ARCILLOSA SC

0.00

A13

CV0.40

1.50

MH

0.00

A16

MH

1.50

0.00

A17

MH

0.20

1.50

CV0.00

A18

CV0.20

0.60

1.50

MH

MH

0.00

A19

MH

1.50

0.00

A20

MH

0.30

1.50

CV0.00

A21

MH

0.30

1.50

CV

K0+200 K0+700 K1+200 K1+700 K2+070 K2+970 K3+900 K4+600 K5+150 K6+080

K10+350K6+700 K10+950 K12+450 K12+950 K13+450 K13+950 K14+450 K14+980A22

0.00

CV0.30

1.50

MH

K15+500

Figura No. 11 Perfil Estratigráfico (Continuación)

A22'0.00

MH

0.25

1.50

CV

A230.00

CV0.20

1.50

MH

A240.00

MH

0.80

1.50

MH

A260.00

CV0.30

1.50

MH

A270.00

MH

1.50

A280.00

MH

1.50

A290.00

GM

1.50

A300.00

GM

1.50

A310.00

GC

1.50

A320.00

GC

1.50

A330.00

GC

1.50

A340.00

GC

1.50

A350.00

GM

1.50

A360.00

GM

1.50

A370.00

GC

0.80

1.50

GC

A380.00

GC

0.90

1.50

GC

A390.00

GC

0.90

1.50

GC

A400.00

GC

1.50

A410.00

GM

0.80

1.50

GM

A420.00

RL0.50

1.50

CL

K16+000 K16+350 K17+280 K18+510 K18+800 K19+000 K19+570 K20+020 K20+530 K21+120

K21+640 K22+260 K22+880 K23+480 K29+390 K29+760 K30+100 K30+390 K30+840 K31+340

FRAGMENTOS DE ROCA RL

ARCILLA LIMOSA

LIMO ARCILLOSO

CL/CHML/MH

GRAVA LIMOSA GMARENA ARCILLOSA SC

Cuadro No. 3 Resumen ensayos de laboratorio

No.PROFUN.

(m)No. 4 No. 10 No. 40 No.200 LL(%) LP(%) IP(%) GRUPO IG

1 K0+200 1 0.50-1.50 99 98 90 74 54 27 27 CH A-7-6 21 24.72 K0+700 1 0.80-1.10 93 91 85 69 41 21 19 CL A-7-6 12 18.73 K1+200 1 0.40-0.70 88 79 70 54 49 30 19 ML A-7-6 8 16.94 K1+700 1 0.80-1.10 96 94 90 72 69 32 38 CH A-7-5 29 20.45 K2+070 1 0.60-0.90 91 82 69 48 38 23 16 SC A-6 4 20.66 K2+970 1 0.60-0.80 69 65 58 45 36 25 10 GM A-4 2 11.57 K3+900 1 0.50-0.80 63 59 52 45 47 31 15 GM A-7-5 4 17.88 K4+600 1 0.40-0.80 28 23 18 13 46 31 15 GM A-2-7 0 7.99 K5+150 1 0.60-0.90 42 32 21 15 50 33 17 GM A-2-7 0 13.2

10 K6+080 1 0.50-0.80 30 19 10 6 33 27 6 GP-GM A-1-a 0 6.411 K6+700 1 0.70-1.00 64 57 50 41 NL NP NP GM A-4 3 10.312 K10+350 1 0.50-0.80 100 96 93 91 85 51 34 MH A-7-5 42 53.813 K10+950 1 0.60-0.90 100 96 93 85 53 32 MH A-7-5 42 62.216 K12+450 1 0.60-0.90 100 95 89 88 50 38 MH A-7-5 44 38.217 K12+950 1 0.70-1.00 100 100 97 93 90 56 34 MH A-7-5 45 40.2

1 0.20-0.60 100 92 51 41 MH A-7-5 57 74.82 0.80-1.10 100 98 96 94 49 45 MH A-7-5 57 97.1

19 K13+950 1 0.60-0.90 100 89 61 37 24 MH A-7-5 26 64.620 K14+450 1 0.70-1.00 100 95 82 59 24 MH A-7-5 36 53.121 K14+980 1 0.80-1.10 100 96 88 60 28 MH A-7-5 42 52.722 K15+500 1 0.30-1.50 100 98 96 92 77 43 34 MH A-7-5 40 42.722' K16+000 1 0.30-1.50 100 98 95 92 73 42 31 MH A-7-5 37 40.6

MUESTRA Abscisa

APIQUE No.

GRANULOMETRIA% PASA TAMIZ

PLASTICIDADCLASIFICACION

Wn (%)AASHTOUSC

18 K13+450

Cuadro No. 4 Resumen ensayos de laboratorio (Continuación)

No.PROFUN.

(m)No. 4 No. 10 No. 40 No.200 LL(%) LP(%) IP(%) GRUPO IG

23 K16+350 1 0,30-1,50 95 91 88 85 65 40 25 MH A-7-5 27 35.41 0.00-0.80 100 98 95 94 70 44 26 MH A-7-5 34 44.62 0.80-1.50 100 98 93 85 76 44 33 MH A-7-5 35 64.6

26 K18+510 1 0.30-1.50 84 80 76 72 64 42 22 MH A-7-5 19 33.027 K18+800 1 0.00-1.50 100 97 94 89 59 37 22 MH A-7-5 25 32.828 K19+000 1 0.00-1.50 100 97 93 85 57 38 19 MH A-7-5 20 33.629 K19+570 1 0.50-1.50 36 28 21 16 53 30 23 GM A-2-7 0 23.230 K20+020 1 0.50-1.50 37 29 22 17 53 30 23 GM A-2-7 0 20.831 K20+530 1 0.50-1.50 48 35 26 21 54 28 26 GC A-2-7 0 20.832 K21+120 1 0.50-1.50 47 31 20 20 53 27 26 GC A-2-7 0 19.633 K21+640 1 0.50-1.50 41 30 22 16 63 28 35 GC A-2-7 0 22.334 K22+260 1 0.50-1.50 45 31 21 16 54 28 26 GC A-2-7 0 20.235 K22+880 1 0.50-1.50 46 32 21 16 49 31 19 GM A-2-7 0 16.836 K23+480 1 0.50-1.50 40 29 20 15 53 31 22 GM A-2-7 0 18.8

1 0.00-0.80 46 38 28 20 55 22 33 GC A-2-7 0 13.92 0.80-1.50 46 37 27 18 56 23 33 GC A-2-7 0 16.61 0.00-0.80 52 40 30 20 56 25 32 GC A-2-7 0 17.22 0.80-1.50 44 36 26 18 58 24 34 GC A-2-7 0 15.91 0.00-0.80 47 37 27 20 56 27 29 GC A-2-7 0 14.82 0.80-1.50 47 37 27 20 55 25 30 GC A-2-7 0 15.3

40 K30+390 1 0.50-1.50 46 37 30 22 53 24 28 GC A-2-7 0 14.81 0.00-0.80 38 29 20 14 38 25 13 GM A-2-6 0 6.22 0.80-1.50 34 25 17 12 38 24 14 GM A-2-6 0 5.4

42 K31+340 1 0.50-1.50 99 95 78 53 33 23 10 CL A-4 3 19.5

K30+840

24

37

38

39

41

K29+760

K30+100

K17+280

K29+390

MUESTRA Abscisa

APIQUE No.

GRANULOMETRIA% PASA TAMIZ

PLASTICIDADCLASIFICACION

Wn (%)AASHTOUSC

5.2 CAPACIDAD DE SOPORTE

Con el fin de establecer la capacidad de soporte de la subrasante se empleará el ensayo de

CBR inalterado se han efectuado 12 ensayos en condiciones de humedad natural y de

saturación. Los resultados obtenidos son los siguientes:

Cuadro No. 5 Resultados ensayos de CBR inalterado

Para el ensayo de CBR en condiciones de saturación los valores obtenidos varían entre

0.9% y 2.9%, para el mismo ensayo en condición de humedad natural los resultados varían

entre 1.2% y 4.4%, y no se presenta una gran variabilidad entre los datos de cada tramo.

Para el diseño se emplearán los valores promedio de cada tramo.

Wn (%) SUM

1 1 K0+200 2.4 1.82 2 K0+700 2.7 1.83 3 K1+200 2.3 1.64 4 K1+700 1.9 1.45 5 K2+070 2.8 2.16 12 K10+350 1.7 1.27 13 K10+950 2.3 1.58 16 K12+450 2.5 2.09 17 K12+950 2.4 2.1

10 18 K13+450 1.2 0.911 19 K13+950 2.1 1.212 21 K14+980 2.4 1.8

13 22 K15+500 3.7 2.9

14 22' K16+000 3.5 2.4

15 23 K16+350 4.4 2.7

16 24 K17+280 2.4 1.9

17 26 K18+510 3.4 2.618 27 K18+800 2.4 1.819 28 K19+000 2.4 1.820 42 K31+340 2.2 1.4

CBR

INALTERADOAbscisaCBR No.APIQUE

No.

A continuación se presentan los valores de CBR de diseño empleados para los diferentes

tramos.

Tramo No.

AbscisaEstructur

aCBR (%)

Inicial Final

1 K0+000 K2+045 - 2.12 K2+045 K2+710 Túnel 1 203 K2+710 K2+905 - 104 K2+905 K3+690 Túnel 2 205 K3+690 K5+370 - 106 K5+370 K5+645 Túnel 3 207 K5+645 K6+650 - 108 K6+650 K9+880 Túnel 4 209 K9+880 K16+640 - 2.210 K16+640 K17+912 Túnel 5 2011 K17+912 K19+280 - 2.312 K19+280 K19+438 Túnel 6 2013 K19+438 K20+175 - 1014 K20+175 K20+486 Túnel 7 2015 K20+486 K20+596 - 1016 K20+596 K20+931 Túnel 8 2017 K20+931 K23+730 - 1018 K23+730 K29+120 Túnel 9 2019 K29+120 K31+821 - 1.8

Cuadro No. 6 Valores de CBR de diseño

Para la Intersección Panorama, localizada en el K0+000, se empleará el valor del CBR del

sector 1.

6 ESTUDIO DE TRÁNSITO

Para la determinación del tránsito se tuvo en cuenta la información presentada en el

Estudio de Tránsito, Capacidad y Niveles de Servicio realizado por el Consorcio para este

proyecto.

Por tratarse de una nueva vía, para el proyecto en estudio, los volúmenes de Tránsito

Futuro (TF), se derivan a partir de Tránsito Atraído (TAt) y del Incremento del Tránsito (IT)

esperado al final del período o año meta seleccionado para el diseño.

El Tránsito Atraído (TAt) depende de la capacidad y de los volúmenes de las vías

existentes. Los usuarios no cambian ni su origen, ni su destino, ni su modo de viaje, pero

eligen otra vía motivados por una mejora de tiempo de viaje, distancia, comodidad o

seguridad.

Por su parte, el Incremento del Tránsito (IT) es el tránsito que se espera use la nueva vía en

un año futuro seleccionado como de diseño. Este incremento es debido al Crecimiento

Normal del Tránsito (CNT), más el Tránsito Generado.

El Crecimiento Normal del Tránsito (CNT) es el incremento normal en el uso de los

vehículos, y el Tránsito Generado (TG) esta conformado por aquellos viajes que se

realizarán una vez se construya este nuevo proyecto vial.

Los valores para las variables se definen así:

El Tránsito Atraído (TAt) se estima a partir de los resultados obtenidos en la encuesta de

origen- destino realizada.

El Crecimiento Normal del Tránsito (CNT) se define a partir de las series históricas de

crecimiento de flujo vehicular para la región captadas a través de los aforos anuales que

adelanta el INVIAS. Complementariamente, se incorpora en este análisis también el

crecimiento de la población, del Producto Interno Bruto y de las expectativas de

crecimiento de la actividad portuaria de Buenaventura, como se verá posteriormente.

El Tránsito Generado (TG), se establece como un porcentaje de los flujos existentes y

atraídos.

A partir de estas variables de crecimiento, se define una tasa de crecimiento del 4,72% para

el escenario optimista y del 1,41% para el escenario pesimista y se establece para este

proyecto una tasa de crecimiento del tránsito a utilizar del 3,00%.

La composición del tránsito encontrada fue la siguiente:

TipoComposición Número de

vehicular vehículos

Autos 48.94% 9,490,209

Buses 7.42% 1,439,085

Buses 0.97% 188,291

Buseta 6.45% 1,250,793

Camiones 43.64% 8,462,620

C2P 5.34% 1,034,676

C2G 4.72% 914,759

C3 1.40% 271,854

C4 5.36% 1,040,327

C5 8.76% 1,698,928

>C5 18.06% 3,502,077

Cuadro No. 7 Composición vehicular

Con estos valores y empleando los factores de daño recomendados en el Manual del

INVIAS se calculó el número de ejes equivalentes.

En el siguiente cuadro se presentan los factores de daño empleados:

Vehículos comerciales Factor de daño

Bus 1.00

Buseta 0,50

Vehículos comerciales Factor de daño

C2-G 3,44

C2-P 1,14

C3 3,76

C4 6,73

C5 4,40

>C5 4,72

Cuadro No. 8 Factores de daño

Para un periodo de diseño de 10 años el número de ejes equivalentes será:

N = 7.79 * 106

Para el diseño en pavimento rígido, se empleará la metodología de la PCA. Por este motivo,

se tendrá en cuenta la carga por eje de cada vehículo comercial de acuerdo con el siguiente

cuadro:

Con base en lo anterior, el número de repeticiones será el siguiente:

Tipo de ejeCarga por eje

(KN)Repeticiones

Simple

40 1142735

60 3287955

80 1757044

90 457380

Tándem230 3449967

200 656091

Trídem 285 875519

Cuadro No. 9 Numero de repeticiones de carga por eje

7 FUENTES DE MATERIALES

Al inicio del proyecto en un corto trayecto, se presenta un bajo porcentaje de rocas

sedimentarias calcáreas de la formación Vijes (Tv). Posteriormente el ambiente geológico

está conformado por rocas de la Formación Volcánica (Kv), basalto y diabasa, ligeramente

meteorizados, con una morfología de pendientes moderadas a altas hasta el túnel de

Cresta de Gallo. Desde esta zona hasta la Población de Pavas, donde el alineamiento corre

paralelo al Río Pavas. El sector está conformado por depósitos fluviolacustres y suelos

residuales asociados a la alteración de diabasa y lava basáltica, que dan lugar a una

morfología suave, semi-plana y plana. Posteriormente se presenta nuevamente una

geología de diabasa y lava basáltica, ligeramente meteorizadas, con una morfología de

laderas y lomas altas y localmente agrestes, las cuales están parcialmente cubiertas por

suelos residuales y algunos coluviones. En general esta condición se mantiene hasta el

final del proyecto.

De acuerdo con lo anterior, alrededor del 65% del proyecto se desarrolla sobre rocas

ígneas tipo diabasa y basalto que se caracterizan por ser unos materiales de excelente

calidad, con alta resistencia al desgaste, al impacto y al pulimiento, poseen baja absorción

y una excelente adherencia con los materiales bituminosos.

7.1 Canteras existentes o que han sido explotadas

Con relativa cercanía al proyecto de han identificado varias canteras que han sido

utilizadas en la pavimentación de muchas carreteras en el Valle del Cauca entre las cuales

se destacan: Canteras de Cachibí, Cantera Dapa, Triturados Cucalón y Cantera Pubenza.

Las características de estas canteras, son las siguientes:

Cantera No

Nombre Localización tipo de

materialEnsayos Utilización

1 CachibíAl norte de Cali a 15.4 Km del

K0Roca

diabásicaDesgaste: 18.3%

Subbase, Base granular, concreto asfáltico y concreto

hidráulico

2 DapaPor la vía que de Cali conduce

a Dapa, a 13.6 Km del K0Roca

diabásicaDesgaste: 15.8%


hidráulico

3Triturados

CucalónEn cercanías de Yumbo, a 8.7

Km del KORoca

diabásicaDesgaste: 13.4% y

solidez 4.7%


hidráulico

4 PubenzaPor la vía que de Yumbo

Conduce a la Cumbre. A 10.7 Km del K0

Roca diabásica

Desgaste: 15.4% y solidez 2.0%%


hidráulico

Información tomada de: INESCO LTDA, “Estudio de suelos para el diseño de pavimentos y fuentes de materiales, Carretera Yumbo – Loboguerrero, Sector San Marcos – Pavas” – Departamento del Valle, Plan Vial, Enero de 1982

Cuadro No. 10 Canteras que han sido explotadas, cercanas al proyecto

Estos materiales presentan características similares a los que se van a tener a lo largo del

proyecto, con excepción del alto de Pavas entre el portal de salida del túnel Cresta Gallo y

el inicio del descenso al río Bitaco, tramo en el cual la formación rocosa sigue siendo roca

basáltica pero el espesor de suelo residual y saprolito es considerable.

7.2 Posibles Canteras para el proyecto

De acuerdo con lo descrito anteriormente y teniendo en cuenta que la formación rocosa del

la zona (Roca Diabásica), se encuentra superficialmente alterada y con la profundidad

mejora sus propiedades geomecánicas, se recomienda utilizar el material proveniente de la

excavación de los túneles Loboguerrero y Cresta de Gallo como insumo para la fabricación

de mezclas asfálticas, bases granular, subbase granular y concretos hidráulicos. La siguiente

imagen muestra la ubicación de los túneles

8 DISEÑO DE PAVIMENTO

La vía en estudio se divide en 21 tramos, de los cuales 10 se desarrollan a través de túneles,

se ha establecido que estos últimos se diseñarán con pavimento de tipo rígido y los

restantes en pavimento de tipo flexible, esto se resume a continuación:

Tramo No.

Abscisa Estructura

Tipo de paviment

oInicial Final

1 K0+000 K2+045 - Flexible2 K2+045 K2+710 Túnel 1 Rígido

Túnel

Loboguerrero

Túnel de Cresta

de Gallo

3 K2+710 K2+905 - Flexible4 K2+905 K3+690 Túnel 2 Rígido5 K3+690 K5+370 - Flexible6 K5+370 K5+645 Túnel 3 Rígido7 K5+645 K6+650 - Flexible8 K6+650 K9+880 Túnel 4 Rígido9 K9+880 K16+640 - Flexible10 K16+640 K17+912 Túnel 5 Rígido11 K17+912 K19+280 - Flexible12 K19+280 K19+438 Túnel 6 Rígido13 K19+438 K20+175 - Flexible14 K20+175 K20+486 Túnel 7 Rígido15 K20+486 K20+596 - Flexible16 K20+596 K20+931 Túnel 8 Rígido17 K20+931 K23+730 - Flexible18 K23+730 K29+120 Túnel 9 Rígido19 K29+120 K31+821 - Flexible

Cuadro No. 11 Tipo de pavimento para cada tramo

8.1 TRAMOS EN PAVIMENTO FLEXIBLE

Se empleará inicialmente para el diseño el manual desarrollado por el Instituto Nacional

de Vías, que se basa en la metodología AASHTO teniendo en cuenta las condiciones

prevalecientes en Colombia.

El método también considera los siguientes parámetros y valores:

Error nominal (So): 0.44

Desviación estándar normal (Zr): Correspondiente a una confiabilidad del 90%

Índice de servicio inicial (Po): 4.2

Índice de servicio final (Pf): 2.0

El diseño de la estructura depende además de los siguientes factores:

Periodo de diseño

Periodo durante el cual está previsto, con alto grado de confiabilidad, que no se requerirá

ningún mantenimiento estructural. Para este caso se empleará un periodo de diseño de

10años.

Tránsito

Representado por el número de ejes equivalentes de 8.2 toneladas que utilizarán la vía en

el carril de diseño durante un período determinado de tiempo. Según lo descrito en el

estudio de tránsito, la categoría a la que pertenece el número de ejes equivalentes

obtenido es la T5, que corresponde a un tránsito entre 6.0*106 y 10*106.

Regiones climáticas

En el Volumen VII, Estudio de Hidrológía, Hidráulica y Socavación se llevaron a cabo los

análisis a varias estaciones pluvimétricas. Las siguientes son las estaciones analizadas a

partir de datos consistentes de precipitación. Se relacionan igualmente los períodos

analizados:

Estación Latitud Longitud Periodo

Lobo Guerrero-Pp 03º45´N 76º40´ W 01/72-12/08

Queremal -Pp 03º32´ N 76º42´ W 01/69/12/08

Providencia-Pp 03º38´ N 76º43´ W 01/75/12/08

La Cumbre-Pp 03º39´ N 76º33´ W 12/75/12/08

Agua Clara-Pp 03º41´ N 76º40´ W 12/78/12/08

Cuadro No. 12 Estaciones pluviométricas analizadas

La zona del proyecto se encuentra localizada en la Cuenca del Río Blanco, afluente del

Dagua, corriente que desemboca en la bahía de Buenaventura. Esta corriente es la más

importante de la zona y nace aproximadamente a 2200 m sobre el nivel del mar. Está

sujeta a precipitaciones fuertes que se intensifican considerablemente de oriente a

occidente. En la zona de Lobo Guerrero, los inviernos son mucho más fuertes al final del

año, y en especial entre octubre y diciembre mientras que, en La Cumbre está muy bien

definido un comportamiento bimodal con una mayor incidencia de lluvias entre mayo y

junio pudiéndose concluir que la intensidad de lluvias es mayor al occidente del proyecto

El patrón de lluvias, similar al de todo el territorio colombiano, sigue entonces un

comportamiento bimodal , presentándose las épocas de estiaje principalmente en enero

y febrero, aunque existen también registros de precipitación cero en el mes de marzo. La

precipitación media mensual llega a 111 mm en la estación Queremal, 103 mm. en la

estación la Cumbre, 83 mm en la estación Agua Clara y 70.4 mm en la estación Lobo

Guerrero.

El corregimiento de Mulaló se ubica en un área correspondiente al piso térmico cálido,

con una temperatura media de 28°C.

En la zona media del Proyecto, en el Municipio de la Cumbre, a 1581 msnm, la

temperatura media anual varía entre 19.4º C y 20.1º C y las máximas para efectos de los

diseños de pavimentos están en el rango entre 27.1º C y 28.5º C . las mínimas entre 12.7º

C y 13.8º C). En la zona sur, en el municipio de Dagua, por ser de menor altitud (880 mts)

las temperaturas medias reportadas en Dagua son de 25ºC. En la localidad de

Loboguerrero a 702 mt snm y en Dagua , a 828 mt snm las temperaturas medias superan

los 25ºC.

Con base en lo anterior, la región climática que corresponde al tramo vial es de tipo Cálido

seco y cálido semihumedo, R3.

Resistencia de diseño de la subrasante

La resistencia de la subrasante se agrupa en cinco categorías, de acuerdo con el intervalo

de CBR o módulo de resiliencia obtenido.

Para valores de CBR menores a 3.0%, el método establece que este tipo de suelos

requieren tratamiento especial de estabilización o reemplazo parcial, con el fin de lograr

valores mayores de resistencia. En este caso se hará un reemplazo de 20cm con material

granular tipo recebo, cuya especificación se incluye más adelante

De acuerdo con lo anterior, para efectos de diseño se emplearán las cartas de diseño en

las cuales la resistencia de la subrasante pertenece a la categoría S1.

Materiales que componen la estructura del pavimento

El coeficiente de capa para cada material será:

Tipo de material Código Coeficiente de capa (ai)

Concreto asfáltico tipo MDC-2 MDC 0.30

Concreto asfáltico tipo MDC-1 MDC 0.30

Capa granular tipo base granular BG 0.14

Capa granular tipo subbase SBG 0.12

Cuadro No. 13 Coeficientes de capa de diseño con método Invias

Los valores de coeficientes de drenaje dependen de los niveles de precipitación. Para las

condiciones del proyecto, los coeficientes de drenaje serán:

Tipo de material Coeficiente de drenaje (mi)

Concreto asfáltico tipo MDC-2 -

Concreto asfáltico tipo MDC-1 -

Base estabilizada con cemento 1.0

Capa granular tipo base granular 1.0

Capa granular tipo subbase 1.0

Cuadro No. 14 Coeficientes de drenaje de diseño con método Invias

El pavimento diseñado contará con una capa asfáltica apoyada sobre base, subbase

granular y recebo.

De acuerdo con los parámetros descritos anteriormente la estructura dada por la carta de

diseño para la región R3, la temperatura de 20°C a 30°, precipitación <2000mm/año,

categoría de transito T5 y suelo tipo S1 la estructura recomendada es la siguiente:

Concreto asfáltico MDC-2: 0.15m

Base granular BG-2: 0.30m

Subbase granular SBG-1: 0.45m

Mejoramiento de la subrasante: 0.20m

Puesto que las cartas de diseño del manual se basan en intervalos de valores de los

diferentes parámetros, se obtiene como resultado una estructura diseñada para las

condiciones más desfavorables de cada intervalo por parámetro, es decir, el diseño dado

en las cartas está para la condición más desfavorable de tránsito, región climática y

resistencia de la subrasante, esto produce estructuras superiores a las que se necesitarían

diseñando directamente con la metodología AASHTO y utilizando los parámetros reales.

A continuación se presenta el diseño del pavimento empleando la metodología desarrollada

por la AASTHO, que después de muchos años de investigación, ha integrado varios

factores o variables entre las cuales se encuentran:

8.1.1 Tránsito

Representado por el número de ejes equivalentes de 8.2 toneladas que utilizarán la vía en el

carril de diseño durante un período determinado de tiempo.

8.1.2 Confiabilidad

Se refiere al nivel de probabilidad que tiene una estructura de pavimento diseñada para

durar a través del período de análisis, tomando en cuenta las posibles variaciones del tráfico

previstas así como las del modelo de comportamiento AASHTO, proporcionando un nivel

de confiabilidad R que asegure que las secciones del pavimento duren el período para el

cual fueron diseñadas. De acuerdo con el tipo de vía, el valor adoptado de confiabilidad es

del 90% con el cual el valor de Desviación Normal Zr será de –1.282

8.1.3 Índice de servicio

Es la habilidad específica de una sección de pavimento para servir al tráfico. Para efectos

del diseño se utiliza el valor de PSI que se define como:

PSI = Po - Pf

siendo

Po: Índice de serviciabilidad inicial=4.2

Pf: Índice de serviciabilidad final=2.2

8.1.4 Caracterización de los materiales de las capas de pavimento

Las diferentes capas que conforman la estructura del pavimento están caracterizadas por

el “Coeficiente de Capa” que corresponde a una medida de la habilidad relativa de una

unidad de espesor de un material dado para funcionar como componente estructural del

pavimento.

El coeficiente de capa para cada material será:

Tipo de material Coeficiente de capa (ai)

Concreto asfáltico 0.30



Cuadro No. 15 Coeficientes de capa de diseño con método AASHTO

8.1.5 Coeficiente de drenaje

Por las condiciones topográficas del terreno y las características de los materiales que se

van a utilizar en las capas, se emplearán los siguientes coeficientes de drenaje:

Tipo de material Coeficiente de drenaje (mi)

Concreto asfáltico -



Cuadro No. 16 Coeficientes de drenaje de diseño con método AASHTO

8.1.6 Módulo de la subrasante

De acuerdo con lo descrito anteriormente los valores de CBR y los módulos de la

subrasante de diseño serán:

ESBR = 1500*CBR (psi),

Para cada tramo de diseño será:

Tramo No.

AbscisaCBR (%) ESBR

Inicial Final

1 K0+000 K2+045 2.1 31503 K2+710 K2+905 10 150005 K3+690 K5+370 10 150007 K5+645 K6+650 10 150009 K9+880 K16+640 2.2 330011 K17+912 K19+280 2.3 345013 K19+438 K20+175 10 1500015 K20+486 K20+596 10 1500017 K20+931 K23+730 10 1500019 K29+120 K31+821 1.8 2700

Cuadro No. 17 Módulos de la subrasante de diseño

Para la Intersección Panorama, localizada en el K0+000, se empleará el valor del CBR del

sector 1.

8.1.7 Número estructural (Sn)

El número estructural requerido para el período de diseño se obtiene con base en la

siguiente ecuación:

Log(N) = ZR*So+9.36*log(SNr+1)-0.20+(PSI/(4.2-1.5)/(0.4+1094/(SNr+1)5.19)

+2.32*log(ESBR)-8.07

en la cual,

N: Número de ejes equivalentes

ZR: Desviación normal que depende del nivel de confiabilidad R=-1.282

So: Desviación estándar total=0.45

SN: Número estructural requerido (“)

PSI: Po - Pf

ESBR = Módulo de resiliencia de la subrasante

8.2 RESULTADOS OBTENIDOS

Con base en la metodología descrita y con los parámetros de diseño definidos, se

obtuvieron los siguientes resultados de diseño:

Tramo NoAbscisa

Espesor (cm)

Capa Asfáltica Base Granular

Subbase GranularInicial Final Rodadura Base

1 K0+000 K2+045 7 12 34 40

3 K2+710 K2+905 5 10 17 20

5 K3+690 K5+370 5 10 17 20

7 K5+645 K6+650 5 10 17 20

9 K9+880 K16+640 7 12 34 39

11 K17+912 K19+280 7 12 34 37

13 K19+438 K20+175 5 10 17 20

15 K20+486 K20+596 5 10 17 20

17 K20+931 K23+730 5 10 17 20

19 K29+120 K31+821 7 12 36 44

Cuadro No. 18 Espesores de tramos en pavimento flexible método AASHTO

Para la Intersección Panorama, localizada en el K0+000, la estructura obtenida corresponde

la del tramo No 1.

8.3 VERIFICACIÓN DEL DISEÑO

Con el fin de verificar la estructura recomendada se empleará, el método desarrollado por

Shell, este un método de tipo racional planteado por Shell en 1978, incluyendo el adendo de

1984, el cual incorpora factores de confiabilidad con relación a las deformaciones por

compresión en la subrasante.

Este método considera la estructura del pavimento como un sistema multicapa linealmente

elástico, bajo la acción de las cargas de tránsito, en el cual los materiales se encuentran

caracterizados por su módulo de elasticidad y su relación de poisson ().

Los parámetros empleados para el presente diseño fueron los siguientes:

Tránsito.

Expresado de términos de ejes equivalentes de 8.2 T

Temperatura promedio anual del aire (W-MAAT).

Empleando la metodología Shell se determinó que la temperatura promedio anual del aire

(W-MAAT) es de 28°

Asfalto

Se podrá emplear un asfalto tipo 60-70, producido por Barranca con un punto de

ablandamiento de entre 42°C y 52°C

El módulo de la capa asfáltica.

Además de la temperatura promedio anual del aire y el tipo de asfalto, el módulo de la

carpeta se determinó teniendo los siguientes parámetros:

Volumen del bitumen en la mezcla: 11%

Volumen del agregado: 84%

Nivel de confiabilidad

Para la determinación de los espesores se adoptaron los siguientes niveles de confiabilidad:

Parámetro Nivel de confiabilidad

Módulo de la capa granular 50.0%

Deformación unitaria admisible en la subrasante 85.0%

Cuadro No. 19 Niveles de confiabilidad empleados

Los resultados obtenidos en la verificación del diseño son los siguientes:

Tramo No

Abscisa Espesor (cm)

Inicial FinalCapa

AsfálticaBase

Granular

Subbase

Granular

1 K0+000 K2+045 19 34 40

3 K2+710 K2+905 8 17 20

5 K3+690 K5+370 8 17 20

7 K5+645 K6+650 8 17 20

9 K9+880 K16+640 19 34 39

11 K17+912 K19+280 19 34 37

13 K19+438 K20+175 8 17 20

15 K20+486 K20+596 8 17 20

17 K20+931 K23+730 8 17 20

19 K29+120 K31+821 20 36 44

Cuadro No. 20 Espesores de pavimento obtenidos en la verificación

Con excepción del tramo 19, los valores obtenidos son menores que los conseguidos con la

metodología de diseño, por lo cual se recomienda emplear las estructuras establecidas

mediante el método AASHTO y para el tramo 19 la estructura obtenida en la verificación,

de acuerdo con esto, las estructuras recomendadas son las siguientes:

Tramo NoAbscisa

Espesor (cm)Capa Asfáltica Base

GranularSubbase GranularInicial Final Rodadura Base

1 K0+000 K2+045 7 12 34 40

3 K2+710 K2+905 5 10 17 20

5 K3+690 K5+370 5 10 17 20

7 K5+645 K6+650 5 10 17 20

9 K9+880 K16+640 7 12 34 39

11 K17+912 K19+280 7 12 34 37

13 K19+438 K20+175 5 10 17 20

15 K20+486 K20+596 5 10 17 20

17 K20+931 K23+730 5 10 17 20

19 K29+120 K31+821 7 13 36 44

Cuadro No. 21 Espesores de pavimento recomendados

8.4 TRAMOS EN PAVIMENTO RÍGIDO

Se empleará la metodología de diseño presentada por el Instituto Nacional de Vías en el

“Manual de Diseño de Pavimentos de Concreto para vías con bajos, medios y altos que se

basa tanto en la metodología propuesta por la AASHTO como en la desarrollada por la

PCA.

Las variables de diseño tenidas en cuenta en el manual son las siguientes:

Período de diseño

El manual considera un período de diseño de 20 años para todos los análisis estructurales

Tránsito

Representado por el número de ejes equivalentes de 8.2 toneladas que utilizarán la vía en

el carril de diseño durante un período determinado de tiempo. Según lo descrito en el

estudio de tránsito, la categoría a la que pertenece el número de ejes equivalentes

obtenido es la T3, que corresponde a un tránsito entre 5.0*106 y 9*106, según la

metodología para pavimento rígido.

Resistencia de diseño de la subrasante

El CBR de diseño corresponde a 20%, este valor se encuentra dentro del rango dado por el

tipo de suelo S4.

Transferencia y confinamiento

Se trata de un pavimento donde se emplearán dovelas para garantizar la transferencia de las

cargas, se contará con transferencia y confinamiento tipo D y No B.

Soporte

El soporte de las losas de concreto estará conformado por material de tipo base granular

BG que en el manual se define de 15cm de espesor.

Concreto

El concreto a emplear tendrá módulo de rotura a la flexión de MR=4.5MPa, con el cual se

define un módulo de tipo MR4.

Para los parámetros establecidos: tránsito T3, resistencia del suelo S4, transferencia y

confinamiento D y No B, soporte tipo BG y módulo de rotura MR4, la carta de diseño del

manual plantea la siguiente estructura:

Concreto hidráulico MR 4.5MPa: 26cm

Base granular tipo BG-1: 15cm

Al igual que en el caso del pavimento flexible, las cartas de diseño del manual se basan en

intervalos de valores de los diferentes parámetros, se obtiene como resultado una

estructura diseñada para las condiciones más desfavorables de cada intervalo por

parámetro, es decir, el diseño dado en las cartas está para la condición más desfavorable

de tránsito y resistencia de la subrasante, esto produce estructuras superiores a las que

se necesitarían diseñando directamente con la metodología de la PCA y utilizando los

parámetros reales.

A continuación se presenta el diseño del pavimento empleando la metodología establecida

por la Portland Cement Association – PCA la cual tiene en cuenta las consideraciones

analíticas obtenidas por Westergaard, Pickcett y Ray, los trabajos con elementos finitos

desarrollados por Tayabi y Colley y los resultados y el funcionamiento observados en

pruebas experimentales de la AASHTO y modelos a escala como el ensayo de Arlington.

El método tiene en cuenta el grado de transferencia de carga entre losas y el efecto

generado por la construcción de bermas ligadas al pavimento, las cuales reducen los

esfuerzos de flexión y las deflexiones producidas por las cargas de los vehículos.

Se tienen en cuenta dos (2) criterios de diseño:

1. Fatiga, con el cual se garantiza que los esfuerzos del pavimento producidos por la acción

repetida de las cargas se encuentren dentro de límites de seguridad y prevenir que se

presente la fatiga por agrietamiento.

2. Erosión, para limitar el efecto de deflexión en los bordes de las losas, juntas y esquinas y

con ello controlar la erosión del suelo de fundación y de los materiales de las bermas. Este

criterio es necesario pues fallas como el bombeo, el desnivel de losas y el deterioro de

bermas son independientes de la fatiga.

Una vez se ha seleccionado el tipo de pavimento a construir, la subbase sobre la cual se

apoyarán las losas, el tipo de transferencia de carga entre losas y la presencia o no de

bermas se deben tener en cuenta los siguientes factores, para acometer el diseño definitivo

de pavimentos con la metodología de la PCA:

Resistencia de la subrasante

Para el valor de CBR 20.0% se obtiene un k de la subrasante de 70MPa/m y un

Kcombinado de 104MPa/m

Resistencia del concreto a la flexión

Se realizarán diseños para losa de concreto con resistencia a flexión, medida por ensayos

de módulo de rotura a los 28 días de 4.5MPa para las losas y de 1.5MPa para el concreto

de subbase.

Período de diseño

El periodo de diseño será de 20 años.

Factor de seguridad de carga

El método de diseño exige que las cargas reales esperadas se multipliquen por un factor

de seguridad de carga (FSC), en este caso se empleará un FSC=1.2

8.5 RESULTADOS OBTENIDOS

En las memorias de cálculo se incluye el detalle de la determinación de los espesores de

cada capa

La estructura obtenida para los tramos 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 y 20 es la siguiente:

Concreto hidráulico MR 4.5MPa: 20cm

Concreto MR 1.5MPa: 10cm

Subbase granular tipo: 30cm

8.6 MODULACIÓN DE LOSAS

A continuación se presentan los criterios y especificaciones que se emplearán para la

construcción las losas del pavimento de concreto hidráulico.

Los elementos que se presentan en la modulación son:

Juntas longitudinales

Juntas transversales

Juntas de expansión

Refuerzo de losas

8.6.1 Aspectos Generales

Las losas deben cumplir con los siguientes requisitos generales:

Notas

1. El ancho de la placa (a) será la mitad de la calzada C/2. cuando se tengan 2 carriles

o 1/3 de la calzada cuando se tengan 3 carriles

2. La relación de esbeltez (L/a) deberá estar entre 1.0 – 1.4

3. Las juntas transversales serán de contracción aserradas con pasajuntas (tipo 1)

4. Donde se termine la fundida del día se construirá una junta transversal de

construcción (tipo 3). Esta junta deberá coincidir siempre con una junta

transversal de contracción.

5. La junta longitudinal será de construcción con pasajuntas (tipo 2)

6. Se emplearán juntas de expansión tipo 4A (con dovelas) cuando se presenten

cambios importantes en la dirección de la vía.

7. Para el caso de pozos de inspección o cajas se empleará la junta de expansión tipo

4B

8. La modulación de las losas deberá ajustarse a la presencia de obras hidráulicas

como pozos de inspección y cajas de tal manera que la junta transversal coincida

con dichas estructuras, manteniendo la relación de esbeltez.

9. La longitud total de las barras pasajuntas será de 35cm, el diámetro de las barras

será de 1” (2.54cm) y la separación entre centros será de 30cm.

10. La barra de amarre para la junta longitudinal de construcción será de 90cm de

longitud y ½” de diámetro de acero de 420Mpa. Se colocarán 3 por losa

8.6.2 Corte y sellado de junta de contracción transversal con pasajuntas (Tipo 1)

Este elemento se conformará de la siguiente manera:

El detalle de construcción de la junta es:

La relación ancho/profundidad del sellador de silicón deberá ser como mínimo 1:1 y como

máximo 2:1

La ranura inicial de 3mm para debilitar la sección deberá ser hecha en el momento

oportuno para evitar el agrietamiento de la losa, la pérdida de agregados en la junta, o el

desportillamiento. El corte adicional para formar el depósito de la junta deberá

efectuarse cuando menos 72 horas después del vaciado.

8.6.3 Corte y sellado de junta longitudinal de construcción con pasajuntas (Tipo 2)

La junta se elaborará de la siguiente forma:

D: Espesor de la losa

Detalle de construcción de la junta:


máximo 2:1

8.6.4 Corte y sellado de junta transversal de construcción con pasajuntas (Tipo 3)

La estructura se conformará de la siguiente manera:

D: Espesor de la losa


máximo 2:1

8.6.5 Corte y sellado de junta transversal de construcción con pasajuntas (Tipo 3)

Las canastas se armarán de la siguiente forma:

Vista en planta

Cortes

8.6.6 Junta de Expansión (Tipo 4)

Juntas de expansión con dovelas (Tipo 4A)

Junta de expansión sin dovelas (Tipo 4B)

Detalle de la junta:

Cuando se tenga la losa conformada, se procederá a retirar el icopor de la parte superior y

se construirá la estructura de sello.

8.6.7 Modulación en Intersecciones y Losas Reforzadas

Las losas requieren de refuerzo si cuentan con las siguientes características:

- Longitud de la losa (mayor dimensión en planta) es superior a 24 veces el

espesor de la misma.

- Losas con relación largo/ancho mayor que 1.4

- Losas de forma irregular (no rectangular)

- Losas con aberturas en su interior para acomodar elementos como pozos de

alcantarillado o sumideros.

- Losas en las cuales no coinciden las juntas con las losas adyacentes.

8.7 DISEÑO DE ANDENES Y CICLO-RUTA

Para la construcción de los andenes, se recomienda emplear la siguiente estructura:

Adoquín: 6cm

Arena: 4cm

Subbase granular: 25cm

Dependiendo del diseño arquitectónico, el adoquín se podrá cambiar por loseta, caso en el

cual se cambia la arena por 4cm de mortero.

Para la ciclo-ruta la estructura recomendada es la siguiente:

Rodadura asfáltica: 5cm

Base granular: 20cm


8.8 ESPECIFICACIONES

Se debe tener en cuenta que de acuerdo con la clasificación dada por las Especificaciones

Generales para la Construcción de Carreteras del INVIAS, este proyecto presenta un nivel

de tránsito 3 (NT3).

8.8.1 Concreto asfáltico

La capa de rodadura será una mezcla asfáltica densa y deberá cumplir con todos los

requerimientos establecidos en la Sección 450-07 de las Especificaciones Generales para

Construcción de Carreteras del Instituto Nacional de Vías.

8.8.2 Concreto hidráulico

Las capas de concreto deberán cumplir con todos los requerimientos establecidos en la

Sección 500-07 de las Especificaciones Generales para Construcción de Carreteras del

Instituto Nacional de Vías.

8.8.3 Base Granular

La capa de subbase granular deberá cumplir con todos los requerimientos establecidos en la


Instituto Nacional de Vías, para la estructura del pavimento de tráfico vehicular deberá

cumplir con los requisitos dados en la tabla 300.1 para nivel de tránsito NT3 y para la ciclo-

ruta deberá cumplir con los requisitos para nivel de tránsito NT1.

8.8.4 Subbase Granular

La capa de subbase granular deberá cumplir con todos los requerimientos establecidos en la


Instituto Nacional de Vías, para la estructura del pavimento de tráfico vehicular deberá

cumplir con los requisitos dados en la tabla 300.1 para nivel de tránsito NT3 y para la ciclo-

ruta deberá cumplir con los requisitos para nivel de tránsito NT1.

9 SECCIONES TRANSVERSALES TÍPICAS

En el Anexo 4, se incluyen los planos con las secciones transversales típicas

10 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

De los análisis llevados a cabo anteriormente se derivan las siguientes conclusiones y

recomendaciones:

La vía proyectada cuenta con una subrasante compuesta por limo arcilloso y arcilla

entre el K0+000 y el K2+070, K9+840 y el K16+685 y el K28+880 y el K31+300.

En los restante tramos la subrasante es de tipo grava limo arcillosa.

Es muy posible que en algunas áreas la subrasante sea roca, caso en el cual se

deberá profundizar quince centímetros por debajo de las cotas de subrasante. Las

áreas sobre-excavadas se deben rellenar y conformar con material seleccionado

proveniente de las excavaciones o con material de subbase granular.

De acuerdo con las características de la subrasante y el tráfico esperado en el

periodo de diseño, la estructura del pavimento recomendada es la siguiente:

Tramo No.

AbscisaEspesores Pavimento Flexible (cm) Espesores Pavimento Rígido (cm)

Capa asfálticaBase

GranularSubbase Granular

Losa Concreto Hidráulico

MR 4.5 MPa

Subbase Concreto Pobre

MR 1.5MPa

Subbase GranularInicial Final Rodadura

Base asfáltica

1 K0+000 K2+045 7 12 34 40 - - -2 K2+045 K2+710 - - - - 20 10 303 K2+710 K2+905 5 10 17 20 - - -4 K2+905 K3+690 - - - - 20 10 305 K3+690 K5+370 5 10 17 20 - - -6 K5+370 K5+645 - - - - 20 10 307 K5+645 K6+650 5 10 17 20 - - -8 K6+650 K9+880 - - - - 20 10 309 K9+880 K16+640 7 12 34 39 - - -10 K16+640 K17+912 - - - - 20 10 3011 K17+912 K19+280 7 12 34 37 - - -12 K19+280 K19+438 - - - - 20 10 3013 K19+438 K20+175 5 10 17 20 - - -14 K20+175 K20+486 - - - - 20 10 3015 K20+486 K20+596 5 10 17 20 - - -16 K20+596 K20+931 - - - - 20 10 3017 K20+931 K23+730 5 10 17 20 - - -18 K23+730 K29+120 - - - - 20 10 3019 K29+120 K31+821 7 13 36 44 - - -

Cuadro No. 22 Resumen de estructuras de pavimento recomendadas

Para la construcción de los andenes, se recomienda emplear la siguiente estructura:

Adoquín: 6cm

Arena: 4cm


Dependiendo del diseño arquitectónico, el adoquín se podrá cambiar por loseta, caso

en el cual se cambia la arena por 4cm de mortero.

Para la ciclo-ruta la estructura recomendada es la siguiente:

Rodadura asfáltica: 5cm

Base granular: 20cm


Todos los materiales deberán cumplir con las Especificaciones Generales para

Construcción de Carreteras del Instituto Nacional de Vías.

En el Anexo 5, se presentan los planos con la modulación de las losas de los túneles

ANEXO 1

REGISTROS DE LOS APIQUES

ANEXO 2

DETALLE DE ENSAYOS DE LABORATORIO

ANEXO 3

MEMORIAS DE CÁLCULO

ANEXO 4

SECCIONES TRANSVERSALES TÍPICAS

(VER CARTILLA DE PLANOS)

ANEXO 5

PLANOS CON MODULACIÓN DE LOSAS

(VER CARTILLA DE PLANOS)

estudio geotécnico para el diseño del pavimento

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