evaluaciÓn y posible diseÑo acadÉmico del pavimento

1

EVALUACIÓN Y POSIBLE DISEÑO ACADÉMICO DEL PAVIMENTO FLEXIBLE

POR EL MÉTODO AASHTO DE LA VÍA “CARRERA 39 AVENIDA DEL AMOR”,

VÍA QUE COMUNICA A LOS MULTIFAMILIARES LOS CENTAUROS Y HACIA

LA VEREDA BARCELONA, PARTIENDO DESDE EL ANILLO VIAL FRENTE A LA

CONCESIONARIA CHEVROLET Y QUE VA HASTA PUENTE CAÍDO SOBRE EL

RIO OCOA

CRISTIAN ANDREY CHARRY RUIZ

JEISON FERNANDO DIAZ GARZON

IVAN RODRIGO PARRADO HERRERA

UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERIAS

PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL

VILLAVICENCIO - META

2014

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EVALUACIÓN Y POSIBLE DISEÑO ACADÉMICO DEL PAVIMENTO FLEXIBLE

POR EL MÉTODO AASHTO DE LA VÍA “CARRERA 39 AVENIDA DEL AMOR”,

VÍA QUE COMUNICA A LOS MULTIFAMILIARES LOS CENTAUROS Y HACIA

LA VEREDA BARCELONA, PARTIENDO DESDE EL ANILLO VIAL FRENTE A LA

CONCESIONARIA CHEVROLET Y QUE VA HASTA PUENTE CAÍDO SOBRE EL

RIO OCOA

CRISTHIAN ANDREY CHARRY RUIZ – ID: 275306

JEISON FERNANDO DIAZ GARZON – ID: 248976

IVAN RODRIGO PARRADO HERRERA – ID: 247858

Monografía como requisito para obtener el título como ingeniero civil.

Asesor Técnico del Proyecto

JOSÉ GABRIEL CALVO

Ingeniero Civil

Asesor Metodológico del Proyecto

MSc. MYRIAM CRISTINA REYES ORTIZ

Física


FACULTAD DE INGENIERIAS

PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL

VILLAVICENCIO - META

2014

3

AUTORIDADES ACADEMICAS


Dr. CESAR PÉREZ GONZALES

Rector nacional

Dr. CESAR AUGUSTO PÉREZ LONDOÑO

Director académico de la sede

Dr. (a) RUTH EDITH MUÑOZ JIMÉNEZ

Sub – Director(a) Administrativa de la sede

Dr. MILCÍADEZ VIZCAINO

Coordinador del centro de investigación y postgrados

Ing. RAÚL ALARCÓN BERMÚDEZ

Decano de la facultad de Ingenierías

Ing. JOSÉ GABRIEL CALVO

Coordinador de Investigación del Programa de Ingeniería Civil

4

NOTA DE ACEPTACIÓN

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Jurado

_________________________________

Jurado

Villavicencio

5

DEDICATORIA

La presente monografía está dedicada primeramente a Dios por nuestra luz en el

camino, por darnos salud, bienestar y vida para poder afrontar todo lo que a diario

se nos presenta, por permitirnos llegar hasta este punto tan importante que es

lograr el título que nos acredite como profesionales ante la sociedad, por ser

nuestra fortaleza para continuar cuando hemos estado a punto de caer, por

sustentarnos con su mano y darnos lo que a diario necesitamos en nuestras vidas,

por entregarnos su amor y enseñarnos que vendrán grandes cosas para nuestras

vidas.

A nuestro padres damos gracias por ser esos seres que Dios colocó en la tierra a

nuestro lado para brindarnos todo su amor, todo su cariño, toda su comprensión,

por estar al pendiente de nuestra salud y bienestar, por ser quienes se esfuerzan y

luchan a diario para que nosotros tengamos una vida llena de alegría, que

podamos alcanzar grandes logros, que guardemos los valores que nos han

enseñado desde niños y podamos ser ejemplo para nuestros hermanos, familiares

y amigos.

A nuestros hermanos por ser esas personas que en todo momento y tiempo están

a nuestro lado, acompañándonos, brindándonos su amistad, entregándonos

alegría y compartiendo con nosotros sus experiencias de vida.

6

AGRADECIMIENTOS

A nuestros padres que siempre estuvieron pendientes, apoyándonos en toda

nuestra carrera universitaria no solo económicamente si no también moralmente.

A los docentes de la universidad cooperativa de Colombia por dedicarnos su

tiempo, por transmitirnos sus conocimientos para ser excelentes profesionales, y

por instruirnos para ser mejores personas.

A nuestros compañeros por compartir tiempo con nosotros tanto en las aulas de

clases como fuera de ellas, y enseñarnos a través de sus dudas y sus

conocimientos para ser mejores cada día.

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INDICE

INTRODUCCION Pag 18 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Pag 19 JUSTIFICACION Pag 20 OBJETIVOS Pag 21 Objetivo General Pag 21 Objetivos Específicos Pag 21 ANTECEDENTES Pag 22 1. MARCO REFERENCIAL Pag 24 1.1. MARCO CONTEXTUAL Pag 24 1.1.1. Ubicación Geográfica Pag 26 1.2. MARCO TEORICO Pag 26 1.2.1 Generalidades del pavimento flexible Pag 26 1.2.2 Funciones de las capas de un pavimento flexible Pag 26 1.2.3. Descripción del método del índice de condición del Pag 27 pavimento (PCI). 1.2.4. Descripción de las patologías en los pavimentos flexibles Pag 28 1.2.5. Generalidades del aforo vehicular Pag 34 1.2.6. Generalidades del tránsito promedio diario (TPD) Pag 35 1.3. MARCO LEGAL Pag 36 1.3.1. Humedad Natural (INV-E-122-07) Pag 36 1.3.2. Granulometría (INV-E-123) Pag 36 1.3.3. Límites de atterberg (INV-E-126) Pag 36 1.3.4. Limite plástico e índice de plasticidad (INV-E-126 Pag 36 1.3.5. Determinación del límite liquido de los suelos (INV-E-125) Pag 36 2. PROCEDIMIENTOS Pag 37

2.1. Procedimiento de evaluación de la condición del pavimento Pag 37 2.1.1 Procedimiento para determinar los tramos evaluados por el Pag 37 método PCI 2.1.2. Esquema de tramos e intervalos para evaluar aplicando el Pag 40 método PCI 2.1 .3. Procedimiento para determinar el cálculo del PCI de las Pag 41 unidades

2.2. Procedimiento para realizar el aforo vehicular Pag 46 3. RESULTADOS Y ANALISIS Pag 47 3.1. Análisis estudios de suelos Pag 47 3.2. Patologías encontradas en la vía Pag 47 3.2.1. Piel de cocodrilo Pag 47 3.2.2. Parches Pag 48 3.2.3. Bache o Hueco Pag 48 3.2.4. Grieta o desprendimiento de borde Pag 49 3.2.5. Descascaramiento Pag 50 3.2.6. Grietas Longitudinales Pag 50

8

3.3. Graficas de curvas de valor deducido para las patologías en los Pag 51 Pavimentos flexibles 3.3.1. Calculo del valor deducido para la piel de cocodrilo Pag 52 3.3.2. Calculo del valor deducido para parches Pag 52 3.3.3. Calculo del valor deducido para baches Pag 53 3.3.4. Calculo del valor deducido para fisuracion en bloque Pag 53 3.3.5. Calculo del valor deducido para descascaramiento Pag 54 3.3.6. Calculo del valor deducido para fisura longitudinal Pag 54 3.3.7. Calculo del valor deducido para grieta de borde Pag 55 3.4. Grafico para determinar los valores deducidos corregidos (CDV) Pag 55 3.5. Análisis de los datos recolectados para determinar el PCI Pag 56 3.5.1. Análisis de la muestra 1, unidad 3 Pag 56 3.5.2. Análisis de la muestra 2, unidad 6 Pag 58 3.5.3. Análisis de la muestra 3, unidad 9 Pag 59 3.5.4. Análisis de la muestra 4, unidad 12 Pag 61 3.5.5. Análisis de la muestra 5, unidad 15 Pag 62 3.5.6. Análisis de la muestra 6, unidad 18 Pag 64 3.5.7. Análisis de la muestra 7, unidad 21 Pag 65 3.5.8. Análisis de la muestra 8, unidad 24 Pag 67 3.5.9. Análisis de la muestra 9, unidad 27 Pag 68 3.5.10. Análisis de la muestra 10, unidad 30 Pag 70 3.5.11. Cuadro de resumen de las unidades de muestreo Pag 70 evaluadas. 3.6. Representación grafica de los datos obtenidos en el aforo vehicular Pag 71 3.7. Representación grafica de los porcentajes de vehículos aforados Pag 72 según su categoría 3.8. Cálculos para realizar el diseño de pavimento flexible por el método Pag 76 AASTHO 3.8.1. Calculo del tránsito promedio diario (TPD) Pag 76 3.8.2. Calculo del factor camión Pag 76 3.8.3. Calculo del número de ejes equivalentes (N) Pag 79 3.9. Diseño del pavimento flexible por el método AASTHO Pag 80 3.9.1. Aplicación del software “método AASTHO para el diseño Pag 81 de pavimento (1993)” 3.9.2. Aplicación del software “cálculo de las ecuaciones Pag 94 AASHTO (1993) 2.0” 3.10. Diseño de los espesores de las capas del pavimento flexible sin ajustar Pag 95 3.11. Diseño de los espesores de las capas del pavimento flexible ajustadas Pag 96 CONCLUSIONES Pag 97 RECOMENDACIONES Pag 98 BIBLIOGRAFIA Pag 100

9

LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Rango de calificación del PCI. Pag 28 Tabla 2. Esquema de clasificación de vehículos. Pag 35 Tabla 3: Longitudes de unidades de muestreo asfálticas. Pag 37 Tabla 4: Relación de ancho de calzada y de resultados obtenidos Pag 38

para el muestreo. Tabla 5: Longitud de la vía. Pag 38 Tabla 6: Longitud de muestreo asumida. Pag 38 Tabla 7: Resultado número de muestras asumidas. Pag 38 Tabla 8: Datos para determinar las unidades a evaluar. Pag 39 Tabla 9: Datos para determinar el intervalo de muestreo. Pag 39 Tabla 10: Esquema de relación entre longitud de la vía e intervalo de muestreo. Pag 40 Tabla 11: Relación de abscisa inicial y final, unidad y número demuestra. Pag 40 Tabla 12: Formato de exploración de condición para carreteras con superficies Pag 41 asfálticas. Tabla 13: Determinación de área “Total (M2)” y “DENSIDAD (%)”. Pag 42 Tabla 14: Determinación de “VALOR DEDUCIDO”. Pag 43 Tabla 15: Relación de datos obtenidos. Pag 43 Tabla 16: Formato para las iteraciones del cálculo del CDV. Numero de daños. Pag 44 Tabla 17: Iteración de los valores deducidos. Pag 44 Tabla 18: Iteración de los valores deducidos. Pag 44 Tabla 19: valores dados a “q”. Pag 45 Tabla 20: relación de “TOTAL” y “q”, para determinar el valor de CDV. Pag 45 Tabla 21: Ubicación del valor de CDV. Pag 45 Tabla 22: datos y ecuación final para determina la calificación de la vía. Pag 45 Tabla 23: datos y resultados obtenidos de la muestra 1. Pag 57 Tabla 24: HDV, numero de deducidos y “mi” de la muestra 1. Pag 57 Tabla 25: iteración de valores deducidos, “q” y “CDV” de la muestra 1. Pag 57 Tabla 26: puntaje y calificación de la muestra 1. Pag 57 Tabla 27: datos y resultados obtenidos de la muestra 2. Pag 58 Tabla 28: HDV, numero de deducidos y “mi” de la muestra 2. Pag 58 Tabla 29: iteración de valores deducidos, “q” y “CDV” de la muestra 2 . Pag 59 Tabla 30: puntaje y calificación de la muestra 2. Pag 59 Tabla 31: datos y resultados obtenidos de la muestra 3. Pag 60 Tabla 32: HDV, numero de deducidos y “mi” de la muestra 3. Pag 60 Tabla 33: iteración de valores deducidos, “q” y “CDV” de la muestra 3. Pag 60 Tabla 34: puntaje y calificación de la muestra 3. Pag 60 Tabla 35: datos y resultados obtenidos de la muestra 4. Pag 61 Tabla 36: HDV, numero de deducidos y “mi” de la muestra 4. Pag 61 Tabla 37: iteración de valores deducidos, “q” y “CDV” de la muestra 4. Pag 62 Tabla 38: puntaje y calificación de la muestra 4. Pag 62 Tabla 39: datos y resultados obtenidos de la muestra 5. Pag 63 Tabla 40: HDV, numero de deducidos y “mi” de la muestra 5. Pag 63 Tabla 41: iteración de valores deducidos, “q” y “CDV” de la muestra 5. Pag 63 Tabla 42: puntaje y calificación de la muestra 5. Pag 63 Tabla 43: datos y resultados obtenidos de la muestra 6. Pag 64 Tabla 44: HDV, numero de deducidos y “mi” de la muestra 6. Pag 64 Tabla 45: iteración de valores deducidos, “q” y “CDV” de la muestra 6. Pag 65 Tabla 46: puntaje y calificación de la muestra 6. Pag 65 Tabla 47: datos y resultados obtenidos de la muestra 7. Pag 66

10

Tabla 48: HDV, numero de deducidos y “mi” de la muestra 7. Pag 66 Tabla 49: iteración de valores deducidos, “q” y “CDV” de la muestra 7. Pag 66 Tabla 50: puntaje y calificación de la muestra 7. Pag 66 Tabla 51: datos y resultados obtenidos de la muestra 8. Pag 67 Tabla 52: HDV, numero de deducidos y “mi” de la muestra 8. Pag 67 Tabla 53: iteración de valores deducidos, “q” y “CDV” de la muestra 8. Pag 68 Tabla 54: puntaje y calificación de la muestra 8. Pag 68 Tabla 55: datos y resultados obtenidos de la muestra 9. Pag 69 Tabla 56: HDV, numero de deducidos y “mi” de la muestra 9. Pag 69 Tabla 57: iteración de valores deducidos, “q” y “CDV” de la muestra 9. Pag 69 Tabla 58: puntaje y calificación de la muestra 9. Pag 69 Tabla 59: muestra 10 sin carpeta asfáltica. Pag 70 Tabla 60. Cuadro de relación de muestras, puntaje PCI y calificación. Pag 71 Tabla 61. Datos de los vehículos aforados por días. Pag 71 Tabla 62.porcentaje de vehículos aforados según su categoría. Pag 73 Tabla 63.porcentaje de vehículos aforados el día 2 según su categoría. Pag 74 Tabla 64.porcentaje de vehículos aforados el día 3 según su categoría. Pag 75 Tabla 65.datos para el cálculo del TPD. Pag 76 Tabla 66. Resultado del TPD. Pag 76 Tabla 67. Promedio de autos, buses y camiones. Pag 77 Tabla 68.Porcentaje de autos, buses y camiones. Pag 77 Tabla 69.Promedio Camiones C2. Pag 77 Tabla 70.Promedio Camiones C3. Pag 78 Tabla 71.Promedio Camiones C4. Pag 78 Tabla 72.Promedio Camiones C5. Pag 78 Tabla 73.Promedio Camiones >5. Pag 78 Tabla 74.Porcentaje Camiones. Pag 78 Tabla 75.Factores de Equivalencia. Pag 79 Tabla 76. Relación de CBR estudios de suelos y % de valores iguales o mayores. Pag 80 Tabla 77. Datos para el cálculo de los espesores de diseño sin ajustar. Pag 95 Tabla 78. Resultados de espesores en pulgadas y centímetros. Pag 95 Tabla 79. Datos para el cálculo de los espesores de diseño ajustados. Pag 96 Tabla 80. Espesores en pulgadas y centímetros – valores ajustados. Pag 96 Tabla 81. Primera parte formato para la realización del aforo vehicular. Pag 113 Tabla 82. Segunda parte Formato para la realización del aforo vehicular Pag 114 Tabla 83. Datos aforo vehicular día 1. Pag 115 Tabla 84. Datos aforo vehicular día 2. Pag 116 Tabla 85. Datos aforo vehicular día 3. Pag 117

11

LISTA DE GRÁFICOS

Grafica 1. Valor deducido piel de cocodrilo. Pag 52 Grafica 2. Valor deducido Parches. Pag 52 Grafica 3. Valor deducido Baches. Pag 53 Grafica 4. Valor deducido Fisuracion en Bloque. Pag 53 Grafica 5. Valor deducido descascaramiento. Pag 54 Grafica 6. Valor deducido Fisura longitudinal. Pag 54 Grafica 7. Valor deducido Grieta de Borde. Pag 55 Grafica 8. Determinación del valor deducido corregido. Pag 56 Grafica 9. Representación gráfica de los vehículos aforados. Pag 72 Grafica 10. Representación gráfica de cada categoría de vehículos del día 1. Pag 73

Grafica 11. Representación gráfica de cada categoría de vehículos del día 2. Pag 74 Grafica 12. Representación gráfica de cada categoría de vehículos del día 3. Pag 75 Grafica 13. Relación de CBR y % de valores iguales o mayores. Pag 81 Grafica 14. Grafica para hallar a1 en función del módulo resiliente del concreto Pag 87 asfaltico. Grafica 15. Variación de coeficiente a2 con diferentes parámetros de resistencia. Pag 88 Grafica 16. Variación de coeficiente a3 con diferentes parámetros de resistencia. Pag 89

LISTA DE FOTOS

Fotografía 1. Patología en la vía piel de cocodrilo. Pag 47 Fotografía 2. Patología en la vía parches. Pag 48 Fotografía 3. Patología en la vía bache o hueco. Pag 49 Fotografía 4. Patología en la vía grieta o desprendimiento de borde. Pag 49 Fotografía 5. Patología en la vía descascaramiento. Pag 50 Fotografía 6. Patología en la vía grietas longitudinales. Pag 51 Fotografía 7. Apique para estudio de suelos. Pag 110 Fotografía 8. Toma de Muestra. Pag 110 Fotografía 9. Penetometro dinámico de cono. Pag 110 Fotografía 10. Muestra para laboratorio. Pag 110 Fotografía 11. Descascaramiento en la vía. Pag 111

Fotografía 12. Longitud de los tramos. Pag 111 Fotografía 13. Toma de longitud de patología. Pag 111 Fotografía 14. Alcantarilla irregular en la vía. Pag 111 Fotografía 15. Aforo vehicular. Pag 112 Fotografía 16. Aforo vehicular. Pag 112 Fotografía 17. Aforo vehicular. Pag 112 Fotografía 18. Aforo vehicular. Pag 112 Fotografía 19. Aforo vehicular. Pag 112 Fotografía 20. Aforo vehicular. Pag 112

12

LISTA DE IMÁGENES

Imagen 1. Ubicación del departamento del Meta en Colombia Pag 24 Imagen 2. Ubicación de la vía de estudio en la ciudad de Villavicencio. Pag 25 Imagen 3. Localización de la vía evaluada. Pag 25 Imagen 4. Piel de cocodrilo. Pag 29 Imagen 5. Grietas Longitudinales. Pag 30 Imagen 6. Parcheos Pag 31 Imagen 7. Baches o Huecos. Pag 32 Imagen 8. Descascaramiento, Meteorización o Desprendimiento. Pag 33 Imagen 9. Confiabilidad (R) y desviación estándar (So). Pag 82 Imagen 10. Valores para (R%) y (So). Pag 83 Imagen 11. Valores para (R%) y (So). Pag 83 Imagen 12. Índice de Serviciabilidad inicial y final. Pag 84 Imagen 13. Índice de Serviciabilidad inicial y final. Pag 84 Imagen 14. Valor de Serviciabilidad inicial y final. Pag 85 Imagen 15. Valor de transito de diseño “N”. Pag 86 Imagen 16. Valores del módulo elástico del asfalto, base, sub base. Pag 90

y sub rasante granular. Imagen 17. Valores de los coeficientes estructurales a1, a2 y a3. Pag 91 Imagen 18. Valores de los coeficientes de drenaje. Pag 92 Imagen 19. Valor de coeficiente de drenaje. Pag 93 Imagen 20. Resultado final del software. Pag 93 Imagen 21. Resultado final del software. Pag 94 Imagen 22. Representación de cada capa con su medida. Pag 95 Imagen 23. Representación de cada capa con su medida ajustada. Pag 96

LISTA DE ECUACIONES

Ecuación 1. Cálculo del tránsito promedio diario. Pag 35 Ecuación 2. Calculo unidades a evaluar . Pag 39 Ecuación 3. Número máximo admisible de valores deducidos Pag 43 Ecuación 4. Calculo de TPD. Pag 76 Ecuación 5. Calculo de factor camión de camiones Pag 79 Ecuación 6. Calculo de factor camión general. Pag 79 Ecuación 7. Calculo de número de ejes equivalentes. Pag 79 Ecuación 8. Calculo del módulo elástico de la sub rasante. Pag 90 Ecuación 9. Ecuación para determinar los espesores de cada capa. Pag 95 Ecuación 10. Ecuación para determinar los valores de cada capa. Pag 96

13

LISTA DE ANEXOS

ANEXO 1. Resultado estudio de suelos Pag 101 ANEXO 2. Registró fotográfico estudio de suelos Pag 110 ANEXO 3. Registro fotográfico método PCI Pag 111 ANEXO 4. Registro fotográfico aforo vehicular Pag 112 ANEXO 5. Formatos aforo vehicular Pag. 113 ANEXO 6. Datos obtenidos en el aforo vehicular Pag. 115

14

GLOSARIO

Abscisa: Coordenada “x” de un punto en un sistema de coordenadas

Cartesianas. Es la distancia horizontal de un punto al eje vertical.

Aforo vehicular: hace referencia a una actividad que consiste en realizar

un conteo de vehículos que pasan por un punto y tiempo determinado.

Alcantarilla: abertura situada en el suelo de la calle y a menudo cubierta

por una rejilla, por donde se sumen el agua de la lluvia y las aguas

residuales.

Asfalto: mezcla densa y pegajosa derivada del petróleo crudo, de color

negro y muy permeable que mezclada con arena o grava, se usa para

cubrir superficies, especialmente calles y carreteras.

Base: es la capa que se encuentra bajo la capa de rodadura de un

pavimento asfáltico

Cbr: (California Bearing Ratio: Ensayo de Relación de Soporte de

California) mide la resistencia al esfuerzo cortante de un suelo para poder

evaluar la calidad del terreno para sub-rasante, sub base y base de

pavimentos.

Calzada: parte de la vía destinada a la circulación de los vehículos.

Carretera: es una vía de dominio y uso público, proyectada y construida

para la circulación de vehículos.

Cuneta: es una zanja o canal que se abre a los lados de las vías terrestres

de comunicación, el cual recibe las aguas pluviales y las conducen hacia un

lugar que no provoquen daños.

15

Dimensiones: es un número relacionado con las propiedades métricas o

topológicas de un objeto matemático. La dimensión de un objeto es una

medida topológica del tamaño de sus propiedades de recubrimiento.

Índice de condición del pavimento (PCI): Es un valor numérico que indica

el estado en el que se encuentra la estructura del pavimento.

Pavimento flexible: es un pavimento cuya estructura total se deflecta o

flexiona dependiendo de las cargas que transitan por la vía. El uso de este

pavimento se realiza en zonas de abundante tráfico.

Patologías del pavimento: daños que se presentan en el pavimento.

Rasante: elemento caracterizado por mantener constante su inclinación a

lo largo de toda su longitud.

Tránsito vehicular: es el fenómeno causado por el flujo de vehículos en

una vía, calle o autopista.

Unión temporal: sistema por el cual dos o más empresas se unen para

realizar una obra o prestar un servicio determinado; se constituyen como

una única empresa temporalmente mientras dure la obra.

Vehículo: es un medio de locomoción que permite el traslado de un lugar a

otro de personas o cosas.

Vía: es un espacio público o privado para el tránsito de peatones, vehículos

o animales.

16

RESUMEN

Por medio del presente trabajo se dará a conocer un estudio por medio del cual se

determinará en qué estado se encuentra la vía de la “carrera 39 avenida del amor”

la cual comprende desde el anillo vial frente a la concesionaria Chevrolet y va

hasta el rio ocoa en el sector que se conoce como “Puente Caído” en el Municipio

de Villavicencio en el Departamento del Meta, para así poder determinar el estado

del pavimento, teniendo en cuenta las patologías que se encuentran en la zona de

acuerdo al Manual del “Índice de Condición del Pavimento” (PCI), con las

severidades respectivas, a su vez se mostrará un diseño académico de pavimento

flexible para este tramo de vía, de acuerdo a los estudios realizados como lo son;

el aforo vehicular y el estudio de suelos, esto con el fin de presentar un diseño

ideal teniendo en cuenta el desarrollo urbanístico que se presenta actualmente y el

que se presentará a futuro lo cual generará una mayor demanda de vehículos que

utilizaran esta vía.

17

EVALUACIÓN Y POSIBLE DISEÑO ACADÉMICO DEL PAVIMENTO

FLEXIBLE POR EL MÉTODO AASHTO DE LA VÍA “CARRERA 39

AVENIDA DEL AMOR”, VÍA QUE COMUNICA A LOS

MULTIFAMILIARES LOS CENTAUROS Y HACIA LA VEREDA

BARCELONA, PARTIENDO DESDE EL ANILLO VIAL FRENTE A LA

CONCESIONARIA CHEVROLET Y QUE VA HASTA PUENTE CAÍDO

SOBRE EL RIO OCOA

18

INTRODUCCIÓN

El deterioro de las vías es un problema que afecta constantemente en la ciudad de

Villavicencio, esto podría deberse a varios casos como lo es el incremento en el

tráfico vehicular, la calidad de los materiales utilizados para la estructura de las

vías, el diseño de la estructura del pavimento, entre muchos más.

Dentro del casco urbano de la ciudad se encuentra la vía “carrera 39 avenida del

amor” la cual comprende desde el anillo vial frente a la concesionaria Chevrolet y

va hasta el rio ocoa sobre “puente caído”, esta vía presenta un constante deterioro

de la carpeta asfáltica debido al alto flujo vehicular tanto de automóviles como de

vehículos de carga pesada, puesto que en este sector actualmente es un punto de

desarrollo urbanístico alto y es una ruta alterna para salir a la vía hacia puerto

López abajo del rio ocoa y para llegar a la vereda Barcelona.

En este proyecto se mostrara la evaluación patológica de la vía, para poder

determinar el estado en que se encuentra, se realizaron actividades para la

recolección de datos como; los daños presentes en la vía, un aforo vehicular, se

realizó un estudio de suelos y por último se aplicó el “Índice de Condición de

Pavimento” (PCI) para dar una calificación objetiva del pavimento flexible.

Ya que para poder garantizar una vía que pueda ofrecer un buen servicio a los

habitantes del sector, al transporte urbano y a los turistas, se mostrara la

elaboración de un diseño académico de pavimento flexible por el método AASTHO

que se ajuste a la demanda de tránsito vehicular actual y a futuro, y al tipo de

suelo que se encuentra en el sector.

19

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La vía “Carrera 39 Avenida del Amor” con el pasar del tiempo ha venido

presentando un deterioro progresivo de la carpeta asfáltica, generando diferentes

tipos de patologías sobre la vía, las cuales dificultan en gran manera la movilidad y

la seguridad de los vehículos que se desplazan a diario sobre esta, posiblemente

estos daños que presenta la vía se deba en gran manera al desarrollo urbanístico

que hay actualmente en este sector de la ciudad, por ello se hace necesario

realizar un análisis a fondo por medio del cual se logre identificar a que se debe

estas fallas que ha venido presentando la carpeta asfáltica y a su vez dar un

diseño académico de pavimento flexible como una posible solución.

20

JUSTIFICACION

La vía “Carrera 39 Avenida del Amor” es el principal punto de acceso hacia los

multifamiliares los centauros, la vereda Barcelona y demás urbanizaciones que se

encuentran en el sector tanto construidas como en desarrollo, siendo esta vía el

acceso principal a esta parte de la ciudad presenta actualmente un deterioro

constante en su carpeta asfáltica, llegando al punto de que en algunos tramos no

exista una estructura de la vía, por lo cual se dificulta el paso vehicular por esta

zona, debido a esto se hace necesario realizar un estudio por medio del cual se

logre determinar en qué estado se encuentra aplicando el método del índice de

condición del pavimento (PCI).

Por otra parte un punto importante a considerar es el aumento de vehículos que

pasan sobre esta vía, tanto vehículos comerciales como de carga pesada, por lo

cual se ve la necesidad de realizar un diseño académico de pavimento flexible por

el método AASTHO, con el cual se logre diseñar una estructura lo eficiente para él

la cantidad de vehículo que la transitan y proyectado al aumento que se

presentara a futuro. ,

21

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL:

Evaluar la condición actual de la vía y realizar el posible diseño académico de

pavimento flexible por el método AASTHO de la vía “carrera 39 avenida del amor”,

vía que comunica a los multifamiliares los centauros y hacia la vereda Barcelona,

partiendo desde el anillo vial frente a la concesionaria Chevrolet y que va hasta

puente caído sobre el rio Ocoa.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Determinar las patologías presentes en la vía y el deterioro implementado el

método de Índice de Condición del Pavimento (PCI).

Realizar mediante un aforo vehicular un estudio de transito de la vía.

Analizar el suelo por medio de ensayos de laboratorio para determinar las

condiciones que presenta el terreno.

Diseñar los espesores de la sub base, base y carpeta asfáltica del diseño

académico de pavimento flexible utilizando el método AASHTO.

22

ANTECEDENTES

El desarrollo urbanístico en la ciudad de Villavicencio va en crecimiento constante

por lo que se hace necesario generar un desarrollo vial que vaya de la mano, ya

que se genera una mayor demanda vehicular, el sector sur occidental del casco

urbano de Villavicencio que comprende el sector de los multifamiliares los

centauros, los apartamentos de amarilo y la vereda Barcelona, se encuentra en

gran expansión territorial por lo cual en su principal vía de acceso la “Carrera 39

Avenida del amor”, ha aumentado su tránsito vehicular considerablemente, debido

a esto se ha presentado un constante deterioro en la vía con lo cual se ve

afectada la comunidad.

Debido a esta situación que se presenta en la vía la “Unión Temporal Diseños

Viales Villavicencio (UTDVV)” realizó un estudio en el año 2013 para el

departamento de Infraestructura de la Alcaldía de Villavicencio, con el fin de

determinar las patologías que presenta la vía, estudiar la condición actual de la

carpeta asfáltica y su estructura, realizar un diseño de pavimento flexible por el

método AASTHO, mediante ensayos de laboratorio realizar un estudio de suelos y

generar un diseño integral de la vía, la cual comprende, alamedas, ciclo rutas y

sistema de drenajes.

En el documento mencionado anteriormente, la unión temporal realiza una

observación del material que se encontró en la vía, el cual no es un material

homogéneo, mediante el aforo vehicular determinaron la cantidad y los tipos de

vehículos que actualmente transitan por la vía en determinadas horas, también por

medio de un estudio de suelos realizado con el material obtenido del sector

determinaron la capacidad portante del suelo, el CBR, la granulometría, limite

plástico, limite liquido y la humedad natural. En último lugar realizaron un diseño

estructural del pavimento flexible aplicando el método AASTHO teniendo en

cuenta los resultados obtenidos del aforo vehicular y los ensayos de laboratorio

del suelo.

En el estudio se llega a la conclusión general que se debe de realizar una nueva

estructura de la vía, ya que la actual queda obsoleta debido al gran incremento

vehicular presente en la zona y a los materiales que se encuentran en la actual

estructura.

23

El estudio realizado por la unión temporal se aplico como punto de referencia para

este proyecto, ya que se encuentra en el mismo sector, maneja la misma longitud

y tiene similitud con algunas actividades que se van a realizar, cabe aclarar que la

información suministrada por el departamento de infraestructura de Villavicencio,

solamente se aplica con fines comparativos desde el punto de vista académico.

24

1. MARCO REFERENCIAL

1.1. MARCO CONTEXTUAL

1.1.1. Ubicación geográfica

La vía de estudio se encuentra ubicada en el Departamento del Meta (ver imagen

1), en la ciudad de Villavicencio en la parte Sur Occidental del casco urbano,

sector que comprende los multifamiliares los centauros. Comenzando desde la

intersección con el anillo vial frente a la concesionaria chevrolet, y va hasta la

puente caído sobre el rio ocoa (ver imagen 2 y 3) completando una longitud de

1200 metros.

Inicio de Tramo Final de Tramo

Latitud: 4º06’56.34’’ N Latitud: 4º06’15.63’’ N

Longitud: 73º38’03.33’’ O Longitud: 73º37’54.24’’ O

Fuente: Wikipedia la enciclopedia libre.

Imagen 1. Ubicación del departamento del Meta en Colombia.

25

Salida a Acacias Salida a Puerto López

Concesionaria

Chevrolet

Multifamiliares

Los Centauros

Puente Caído

Rio Ocoa

Anillo Vial

Carrera 39 Avenida

del Amor

Imagen 2. Ubicación de la vía de estudio en la ciudad de Villavicencio.

Fuente: Google Earth.

Imagen 3. Localización de la vía evaluada.

Fuente: Google Earth.

26

1.2. MARCO TEÓRICO

1.2.1. GENERALIDADES DEL PAVIMENTO FLEXIBLE

Se le llama pavimento flexible a la estructura que se deflecta o flexiona

dependiendo de las cargas que transitan sobre él. Este tipo de pavimento se utiliza

especialmente en zonas de abundante tráfico vehicular.

El pavimento flexible se construye a partir de varias capas de material, cada una

de las capas recibe las cargas de la anterior capa. Cuando la primera capa de

material no soporta la carga esta va transmitiendo a la siguiente hasta que se

anule en su totalidad.

El pavimento flexible debe cumplir las siguientes características principales:

Resistencia Estructural: debe ser capaz de poder soportar las cargas y

distribuirlas disipando los esfuerzos que transmiten los vehículos que por sobre

ella pasan.

Durabilidad: normalmente el pavimento flexible tiene un periodo de vida útil de

diez (10) a quince (15) años, teniendo en cuenta que se deben de realizar

mantenimientos preventivos para que se logre el objetivo de cumplir su vida útil.

Comodidad: la vía debe garantizar un desplazamiento constante de tal manera

que se logre dar un confort a los usuarios que a diario la utilicen esto a su vez

tiene gran influencia en la seguridad vial.

1.2.2. FUNCIONES DE LAS CAPAS DE UN PAVIMENTO FLEXIBLE

Terreno Natural: es donde en su totalidad se deben disipar las cargas que se

producen, esta debe de estar completamente nivelada y compactado para

garantizar un buen funcionamiento de toda la estructura.

27

Subrasante: es una capa de material seleccionado, su principal función es

transmitir las cargas que se producen por las capas superiores hacia la capa

siguiente o el terreno natural según sea el caso, impidiendo así que se generen

daños en toda la estructura del pavimento.

Subbase: Su principal característica es que debe ser económica, debe recibir las

cargas de la base y la carpeta asfáltica, y terminar de disiparlas en la subrasante,

debe de quedar también diseña de manera tal que evite la penetración de los

materiales de la base como de la subrasante y en algunos casos debe de drenar

el agua que se filtre a través de la carpeta o de las bermas e incluso impedir el

ascenso por capilaridad.

Base: su principal característica es la de ser un elemento resistente que logre

transmitir adecuadamente a la subbase y a la subrasante los esfuerzos producidos

por el tránsito, además en muchos casos debe de drenar el agua que se filtra y

evitar el ascenso por capilaridad.

Carpeta Asfáltica: debe brindar una superficie uniforme y estable para los

vehículos que transitan por ella, mantener una textura y color conveniente, y poder

resistir los efectos abrasivos del tránsito, además en lo posible debe de poder

evitar el paso del agua hacia el interior del pavimento.

1.2.3. DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO DEL ÍNDICE DE CONDICION DEL

PAVIMENTO (PCI)

El “Paviment Condition Index” (PCI) o en español el “Índice de Condición del Pavimento” se constituye en la metodología más completa para la evaluación y calificación objetiva de pavimentos, flexibles y rígidos, dentro de los modelos de Gestión Vial disponibles en la actualidad. La metodología es de fácil implementación y no requiere de herramientas especializadas más allá de las que constituyen el sistema. El PCI es un índice numérico que varía desde cero (0), para un pavimento fallado o en mal estado, hasta cien (100) para un pavimento en perfecto estado. En la tabla 1 se presentan los rangos de PCI con la correspondiente descripción cualitativa de la condición del pavimento.

28

El cálculo del PCI se fundamenta en los resultados de un inventario visual de la condición del pavimento en el cual se establecen clase, severidad y cantidad de cada daño presente. El PCI se desarrolló para obtener un índice de la integridad estructural del pavimento y de la condición operacional de la superficie.

1.2.4. DESCRIPCIÓN DE LAS PATOLOGÍAS EN LOS PAVIMENTOS

FLEXIBLES

Piel de Cocodrilo

Como se aprecia en la imagen 4 son una serie de grietas interconectadas cuyo origen es la falla por fatiga de la capa de rodadura asfáltica bajo acción repetida de las cargas de tránsito. El agrietamiento se inicia en el fondo de la capa asfáltica donde los esfuerzos y deformaciones unitarias de tensión son mayores bajo la carga de una rueda.

Tabla 1. Rango de calificación del PCI.

Fuente: Manual índice de condición de pavimentos (PCI).

29

Niveles de severidad L (Low: Bajo): Grietas finas capilares y longitudinales. Las grietas no están descascaradas, es decir, no presentan rotura del material. M (Medium: Medio): Desarrollo posterior de grietas piel de cocodrilo del nivel L, en un patrón o red de grietas que pueden estar ligeramente descascaradas. H (High: Alto): Red o patrón de grietas que ha evolucionado de tal forma que las piezas o pedazos están bien definidos y descascarados los bordes.

Unidad de Medida: se mide en metros cuadrados.

Grieta de Borde

Son paralelas y, generalmente, están a una distancia entre 0.30 y 0.60 m del borde exterior del pavimento. Este daño se acelera por las cargas de tránsito y puede originarse por debilitamiento, debido a condiciones climáticas, de la base o de la subrasante próximas al borde del pavimento.

Imagen 4. Piel de cocodrilo.

Fuente: Manual para la inspección visual de pavimentos

flexibles

30

Niveles de severidad. L: Agrietamiento bajo o medio sin fragmentación o desprendimiento. M: Grietas medias con algo de fragmentación y desprendimiento. H: Considerable fragmentación o desprendimiento a lo largo del borde.

Unidad de Medida: se mide en pies lineales o metros lineales.

Grietas Longitudinales

Como se puede observar en la imagen 5 las grietas longitudinales son paralelas al eje del pavimento o a la dirección de construcción y pueden ser causadas por:

1. Una junta de carril del pavimento pobremente construida.

2. Contracción de la superficie de concreto asfáltico debido a bajas temperaturas o al endurecimiento del asfalto o al ciclo diario de temperatura.

3. Una grieta de reflexión causada por el agrietamiento bajo la capa de base,

incluidas las grietas en losas de concreto de cemento Pórtland, pero no las juntas de pavimento de concreto.

Fuente: Manual para la inspección visual de pavimentos

flexibles

Imagen 5. Grietas Longitudinales

31

Niveles de Severidad

L: Grieta sin relleno de ancho menor que 10.0 mm.

M: Grieta sin relleno de ancho entre 10.0 mm y 7 6.0 mm.

H: Cualquier grieta rellena o no, rodeada de grietas aleatorias pequeñas de

severidad media o alta.

Unidad de Medida: se mide en pies lineales o metros lineales.

Parcheo

Un parche es un área de pavimento la cual ha sido remplazada con material nuevo para reparar el pavimento existente. Un parche se considera un defecto sin importar que tan bien se comporte. (Ver imagen 6)

Imagen 6. Parcheo.

Fuente: Manual para la inspección visual de pavimentos flexibles

32

Niveles de Severidad.

L: El parche está en buena condición buena y es satisfactorio. La calidad del

tránsito se califica como de baja severidad o mejor.

M: El parche está moderadamente deteriorado o la calidad del tránsito se califica

como de severidad media.

H: El parche está muy deteriorado o la calidad del tránsito se califica como de alta

severidad. Requiere pronta sustitución.

Unidad de Medida: se toma la medida en metros cuadrados.

Baches o Huecos

Como se puede apreciar en la imagen 7 los huecos son depresiones pequeñas en la superficie del pavimento y con forma de tazón. Por lo general presentan bordes aguzados y lados verticales en cercanías de la zona superior. El crecimiento de los huecos se acelera por la acumulación de agua dentro del mismo. Los huecos se producen cuando el tráfico arranca pequeños pedazos de la superficie del pavimento.

Imagen 7. Baches o Huecos.


33

Niveles de severidad

L: se considera baja cuando su diámetro va desde 102 a 457 mm y su profundidad

va desde 12.7 a 25.4 mm.

M: se considera media cuando su diámetro va desde 203 a 762 mm y su

profundidad va desde 25.4 a 50.8 mm.

H: se considera alta cuando su diámetro va desde 457 a 762 mm y su profundidad

es mayor a 50.8 mm.

Unidad de Medida: se toma la medida en metros cuadrados.

Descascaramiento, Meteorización o Desprendimientos de Agregados

Son la pérdida de la superficie del pavimento debida a la pérdida del ligante asfáltico y de las partículas sueltas de agregado. Este daño indica que, o bien el ligante asfáltico se ha endurecido de forma apreciable, o que la mezcla presente es de pobre calidad. (Ver imagen 8).

Imagen 8. Descascaramiento, Meteorización o

Desprendimiento.


34

Niveles de severidad L: Han comenzado a perderse los agregados o el ligante. En algunas áreas la superficie ha comenzado a deprimirse. M: Se han perdido los agregados o el ligante. La textura superficial es moderadamente rugosa y ahuecada. H: Se han perdido de forma considerable los agregados o el ligante. La textura superficial es muy rugosa y severamente ahuecada. Las áreas ahuecadas tienen diámetros menores que 10.0 mm y profundidades menores que 13.0 mm; áreas ahuecadas mayores se consideran huecos.

Unidad de Medida: Se mide en metros cuadrados.

1.2.5. GENERALIDADES DEL AFORO VEHICULAR

Para realizar el cálculo estructural de una nueva vía o realizar la remodelación de

una existente, determinar el tipo de camino, las intersecciones, los accesos y los

servicios, dependen en gran medida de el volumen de transito que circular en un

intervalo de tiempo dado.

Para poder obtener el dato correspondiente al volumen de transito se aplica el

método de aforo vehicular, por medio del cual se puede además de cuantificar los

vehículos, clasificarlos según su categoría.

Para poder realizar el aforo vehicular correctamente se necesitan:

- Dependiendo del tipo de vía, personal para realizar el conteo de carros con

precisión.

- Determinar el intervalo de tiempo en el que se va a realizar el conteo.

- Tener los formatos necesarios para introducir los datos correctamente.

La clasificación de los vehículos se debe hacer de acuerdo a los formatos que se

encuentran en el anexo 5.

35

1.2.6. GENERALIDADES DEL CÁLCULO DEL TRÁNSITO PROMEDIO DIARIO

(TPD)

El transito promedio diario es un estudio que corresponde al volumen total de

vehículos registrados en un punto especifico o intersección el cual es requisito

indispensable para poder realizar un diseño correcto de pavimento flexible como

es el caso para este proyecto.

Para poder obtener el TPD se debe tomar la totalidad de vehículos, sumar los

totales de cada día que se realizó el aforo vehicular y dividirlos por el número de

días en el cual se realizó el periodo de medición.

(Día 1 Día 2 Día 3)

Tabla 2. Esquema de clasificación de vehículos.

Fuente: Manual de diseño de pavimentos asfálticos para vías con

bajos volúmenes de tránsito.

Ecuación 1: cálculo del tránsito promedio diario.

36

6.3. MARCO LEGAL

1.3.1 Humedad Natural (Norma INV-E-122-07)

Este método cubre la determinación de laboratorio del contenido de agua (humedad) de suelo, roca, y mezclas de suelo-agregado por peso.

1.3.2. Granulometría (Normas INV-E-123)

Para la realización de este laboratorio se toma una serie de tamices normalizados

(1”, ¾”, ½”, 3/8”, No. 4, No. 10, 20 40 60 80 100, 200) mediante los cuales se

determina la distribución porcentual de los tamaños de los materiales constitutivos

del suelo de fundación.

1.3.3. Límites de Atterberg (INV-E-123)

El análisis granulométrico tiene por objeto la determinación cuantitativa de la distribución de tamaños de partículas de suelo. Esta norma describe el método para determinar los porcentajes de suelo que pasan por los distintos tamices de la serie empleada en el ensayo, hasta el de 75 μm (No.200).

1.3.4. Limite Plástico e índice de plasticidad (INV-E-126)

El límite plástico de un suelo es el contenido más bajo de agua, determinado por este procedimiento, en el cual el suelo permanece en estado plástico. El índice de plasticidad de un suelo es el tamaño del intervalo de contenido de agua, expresado como un porcentaje de la masa seca de suelo, dentro del cual el material está en un estado plástico.

1.3.5. Determinación del límite liquido de los suelos (INV-E-125)

El límite líquido de un suelo es el contenido de humedad expresado en porcentaje del suelo secado en el horno, cuando éste se halla en el límite entre el estado líquido y el estado plástico.

37

2. PROCEDIMIENTOS

2.1. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN DE LA CONDICIÓN DEL

PAVIMENTO

Se realiza un trabajo de campo, realizando una inspección visual de las patologías

que presenta el pavimento flexible, tomando las medidas de largo y ancho para

después poder tabularlas.

2.1.1. PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR LOS TRAMOS EVALUADOS

POR EL MÉTODO PCI

Unidad de Muestreo

Para poder realizar la evaluación de la vía se deben determina unas unidades de

muestreo para su posterior evaluación, en la tabla 3 se presenta la relación de

longitud de unidad de muestreo contra ancho de calzada.

Para este proyecto se toma un ancho de calzada de 6 metros los cuales fueron

medidos en la vía por lo cual se toma una longitud de muestreo de 38.3 metros, lo

que quiere decir que cada 38.3 metros es una unidad de muestreo que se estudia.

(Ver tabla 3)

Ya habiendo tomado los datos respectivos de ancho de calzada y longitud de

muestreo se procede a realizar los siguientes cálculos como se muestran en la

tabla 4.

Tabla 3: Longitudes de unidades de muestreo asfálticas.

Fuente: manual del índice de condición del pavimento (PC)I.

38

Para efectos de cálculo el método PCI brinda la posibilidad de asumir un valor

numérico entero pero que no avance al siguiente número. El área de muestra en

m2 se da al multiplicar el ancho de calzada por la longitud de muestreo asumida.

(Ver tabla 4)

El siguiente paso es determinar el número de muestras que se deben analizar en

los 1200 metros de longitud de la vía, para esto se toma la longitud de unidad de

muestreo asumida y se divide en la longitud total de la vía, asumiendo el valor de

acuerdo como lo plantea el método PCI. (Ver tabla de la 5 a la 7.)

Asumidos

(m)

Area de

Muestra (M2)

38 228

Ancho Calzada (m)Longitud Unidad

Muestreo (m)

Tabla

6 38,30

Resultados

N 31,58

Asumidos 31

Numero de Muestras

1200Longitud Total Via (m)

Asumidos

(m)

38

Tabla 4. Relación de ancho de calzada y de resultados obtenidos para el

muestreo.

Fuente: Propia.

Tabla 5: Longitud de la vía.

Fuente: Propia.

Fuente: Propia.

Tabla 6: longitud de muestreo asumida.

Tabla 7: Resultado número de muestras asumidas.

Fuente: Propia.

39

N 31

e 5

Desv. 10

n 10,78 10

Unidades a Evaluar

N 31

e 5

Desv. 10

n 10,78

Asumidos 10

Unidades a evaluar

Ya habiendo determinado el número de muestras que se deben evaluar, se aplica

una fórmula que implementa el método PCI, (ver ecuación 2) donde da la facilidad

de poder evaluar una mínima cantidad de unidades con un nivel de confiabilidad

del 95%, esto se utiliza para no hacer tan extenso el estudio de la vía. (Ver tabla 8)

Se deben determinar los intervalos de muestreo para saber cada cuantas

unidades de muestra se evalúa la vía, para esto se aplica una formula donde se

toma el número de muestras asumido “N” y se divide en las unidades a evaluar

asumidas “n” como se muestra en la tabla 9.

i 3,10

3

Intervalo de Muestreo

Tabla 8: datos para determinar las unidades a evaluar.

Fuente: ecuación tomada del manual PCI, la tabla fuente

propia.

Tabla 9: datos para determinar el intervalo de muestreo.

Fuente: ecuación tomada del manual PCI, la tabla fuente

propia.

Ecuación 2. Calculo unidades a evaluar.

Fuente: método índice de condición del pavimento (PCI).

40

2.1.2. ESQUEMAS DE TRAMOS E INTERVALOS PARA EVALUAR

APLICANDO EL METODO PCI

En la tabla 10 se explica las unidades a evaluar y los intervalos en que se van a

tomar para el análisis por el método PCI.

La metodología del PCI da la opción de tomar una unidad por encima de la

muestra o una unidad por debajo de la muestra para completar el tramo que se

debe evaluar teniendo en cuenta la longitud de la “Unidad de Muestreo” que se

encuentra en la tabla 6.

En la tabla 11 se especifica el número de muestras, la abscisa inicial, la abscisa

final y la unidad de muestra en que se encuentra.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

1200 m

No. Unidad

1 3

2 6

3 9

4 12

5 15

6 18

7 21

8 24

9 27

10 30

K0+890

K1+006

Abscisa Inicial

K0+077

K0+193

K0+309

K0+425

Muestras

K1+122

Abscisa Final

K0+116

K0+232

K0+348

K0+464

K0+580

K0+696

K0+812

K0+929

K1+045

K1+161

K0+541

K0+658

K0+774

Tabla 10: esquema de relación entre longitud de la vía e intervalo de muestreo.

Fuente: propia.

Tabla 11: relación de abscisa inicial y final, unidad y número de muestra.

Fuente: propia.

41

2.1.3. PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR EL CÁLCULO DEL PCI DE LAS

UNIDADES DE MUESTREO

Al terminar de realizar la inspección de daños visual tomando las medidas de las

patologías presentadas en el tramo de vía a evaluar, se procede a realizar el

cálculo del PCI ya sea manual o computarizado la cual se basa en los “Valores

Deducidos” de cada daño de acuerdo a la cantidad y severidad.

Se debe totalizar el dato tomado en campo de cada daño según su nivel de

severidad y determinar su área como se muestra en la tabla 12.

Ya habiendo determinado el área de cada clase de daño, se divide el área de

daño (Total) entre el “Área de Muestreo” y se expresa su valor en porcentaje. El

valor que se determina con esta operación es la “Densidad” de daño. (Ver Tabla

13)

8

7

6

5

4

3

2

1

3

8

9

ESQUEMA

2,97

DENSIDAD (%)

6,12

0,17

0,14

1,30

TOTAL (M2)

13,95

0,40

0,33

EXPLORACION DE LA CONDCION POR UNIDAD DE MUESTREO

AREA DE MUESTREO (m2)

13

18

DAÑO

Fisura Longitudinal

Fisura Transversal

Meteorizacion

No.

10

10

UNIDAD DE MUESTREO

U. 3.

VALOR DEDUCIDO

52

4

((0,38*0,42)+(0,18*0,25)+(0,43*0,28))

((1.2*0.38)+(1.5*0.43)+(0.8*0.65)+(1.23*0.58)+(1.32*0.48))

CANTIDADES PARCIALES

((0,50*0.38)+(1,20*,65)+(0,89*1,10)+(6,00*2,00))

((0,78*0,55)+(0.30*0.52)+(0,22*0,31))

ABSCISA INICIAL

ABSICISA FINAL

14

FECHA

11

12

Pulimiento de Agreado

Descascaramiento

No.

5

Baches o Hueco

Hundimiento

Grieta de Borde

Agrietamiento en Bloque

Parche

15

16

17

Fisura por Deslizamiento de Capas

SEVERIDAD

L

M

228

5

1

DAÑO

Piel de Cocodrilo

INSPECCIONADA POR:

M

H

DAÑO

Tabla 12: formato de exploración de condición para carreteras con superficies asfálticas.

Fuente: Formato del manual PCI, datos fuente propia.

42

Después de haber realizo la operación para obtener la “Densidad” de daño de

cada área total, se procede a determinar el “VALOR DEDUCIDO” de cada uno de

los daños, para esto se utilizan las gráficas de “Curvas de Valor Deducido” (ver

graficas de la 1 a la 7), y el valor se ubica en el formato. (Ver Tabla 14)

8

7

6

5

4

3

2

1

3

8

9

ESQUEMA

2,97

DENSIDAD (%)

6,12

0,17

0,14

1,30

TOTAL (M2)

13,95

0,40

0,33



13

18

DAÑO

Fisura Longitudinal

Fisura Transversal

Meteorizacion

No.

10

10

UNIDAD DE MUESTREO

U. 3.

VALOR DEDUCIDO

52

4

((0,38*0,42)+(0,18*0,25)+(0,43*0,28))

((1.2*0.38)+(1.5*0.43)+(0.8*0.65)+(1.23*0.58)+(1.32*0.48))


((0,50*0.38)+(1,20*,65)+(0,89*1,10)+(6,00*2,00))

((0,78*0,55)+(0.30*0.52)+(0,22*0,31))

ABSCISA INICIAL

ABSICISA FINAL

14

FECHA

11

12


Descascaramiento

No.

5

Baches o Hueco

Hundimiento

Grieta de Borde


Parche

15

16

17


SEVERIDAD

L

M

228

5

1

DAÑO

Piel de Cocodrilo

INSPECCIONADA POR:

M

H

DAÑO

Fuente: formato del manual PCI, datos fuente propia.

Tabla 13: determinación de área “Total (M2)” y “DENSIDAD (%)”.

43

El siguiente paso es determinar; Primero el “Valor Deducido Mas Alto” el cual se

toma del resultado que dio en la tabla 16, segundo se determina cuantos

“Números de Deducidos Mayores a 2” existen y se colocan en la tabla 15, y por

último se determina el “Numero Admisible de Deducidos (mi)” mediante la fórmula

que se muestra a continuación.

8

7

6

5

4

3

2

1

3

8

9

ESQUEMA

2,97

DENSIDAD (%)

6,12

0,17

0,14

1,30

TOTAL (M2)

13,95

0,40

0,33



13

18

DAÑO

Fisura Longitudinal

Fisura Transversal

Meteorizacion

No.

10

10

UNIDAD DE MUESTREO

U. 3.

VALOR DEDUCIDO

52

4

((0,38*0,42)+(0,18*0,25)+(0,43*0,28))

((1.2*0.38)+(1.5*0.43)+(0.8*0.65)+(1.23*0.58)+(1.32*0.48))


((0,50*0.38)+(1,20*,65)+(0,89*1,10)+(6,00*2,00))

((0,78*0,55)+(0.30*0.52)+(0,22*0,31))

ABSCISA INICIAL

ABSICISA FINAL

14

FECHA

11

12


Descascaramiento

No.

5

Baches o Hueco

Hundimiento

Grieta de Borde


Parche

15

16

17


SEVERIDAD

L

M

228

5

1

DAÑO

Piel de Cocodrilo

INSPECCIONADA POR:

M

H

DAÑO

CALCULO DEL PCI

Valor Deducido Mas Alto (HDV) 52

Numero de Deducidos >2 4

Numero Admisible de Deducidos (mi) 5,41

Tabla 14: determinación de “VALOR DEDUCIDO”.


Ecuación 3: número máximo admisible de valores deducidos.

Fuente: manual PCI.

Tabla 15: relación de datos obtenidos.

Fuente: Propia.

44

Después de haber determinado los datos anteriores, se procede a hallar el “Valor

Deducido Corregido (CDV)” de cada tipo de daño. Para ello se debe llenar la tabla

16 De la siguiente manera:

Se enumera de menor a mayor la cantidad de daños presentes como se muestra

en la tabla 16. (Color verde).

Para los Valores Deducidos se colocan por columnas cada valor, en la primera

columna de arriba hacia abajo se coloca el valor deducido más alto desde el 1 al 4

(los valores se toman de la tabla 14), para la segunda columna se coloca el

siguiente valor desde el 1 al 3, para la tercera columna se coloca el siguiente valor

desde 1 al 2 y para la última columna se coloca el ultimo valor. (Como lo muestra

el color rojo), el resto de casillas se coloca el valor de 2. Para este ejercicio dio de

esta manera, pero si se tienen más tipos de daños se realiza el mismo

procedimiento aplicando el mismo orden descendente. (Ver tabla 17)

El siguiente paso es sumar de izquierda a derecha cada valor como se muestra en

la tabla 18. (Color azul).

No

1

2

3

4

71

69

66

58

TOTAL CDV

39

44

48

58

q

4

3

2

12 2 2

10 5 4

10 5 2

10 2 2

52

52

52

52

VALORES DEDUCIDOS

No

1

2

3

4

71

69

66

58

TOTAL CDV

39

44

48

58

q

4

3

2

12 2 2

10 5 4

10 5 2

10 2 2

52

52

52

52

VALORES DEDUCIDOS

No

1

2

3

4

71

69

66

58

TOTAL CDV

39

44

48

58

q

4

3

2

12 2 2

10 5 4

10 5 2

10 2 2

52

52

52

52

VALORES DEDUCIDOS

Tabla 16: formato para las iteraciones del cálculo del CDV. Numero de daños.


Tabla 17: iteración de los valores deducidos.


Tabla 18: iteración de los valores deducidos.


45

Cuando ya se tiene la sumatoria de cada fila, se coloca en la columna “q” los

mismos valores que se colocaron para enumerar la cantidad de daños que

existen, pero de mayor a menor tal como se muestra en la tabla 19. (Color

Naranja).

Se ubica los valores obtenidos de “Total” y “q” (ver tabla 20) en la gráfica 8, para

poder determinar el CDV.

Se toma el máximo CDV que dio (ver tabla 20) para poder determinar el PCI de la

siguiente manera: PCI=100 – Máximo CDV, dando como resultado el valor para

posteriormente ubicarlo en la tabla 21 Y así poder determinar el estado actual del

tramo evaluado como lo indica la tabla 22.

58

42

Rango de Calificacion del PCI = Regular

Maximo CDV

PCI=100 - Maximo CDV

No

1

2

3

4

71

69

66

58

TOTAL CDV

39

44

48

58

q

4

3

2

12 2 2

10 5 4

10 5 2

10 2 2

52

52

52

52

VALORES DEDUCIDOS

No

1

2

3

4

71

69

66

58

TOTAL CDV

39

44

48

58

q

4

3

2

12 2 2

10 5 4

10 5 2

10 2 2

52

52

52

52

VALORES DEDUCIDOS

No

1

2

3

4

71

69

66

58

TOTAL CDV

39

44

48

58

q

4

3

2

12 2 2

10 5 4

10 5 2

10 2 2

52

52

52

52

VALORES DEDUCIDOS

Tabla 19: valores dados a “q”.


Tabla 20: relación de “TOTAL” y “q”, para determinar el valor de CDV.


Tabla 21: relación de “TOTAL” y “q”, para determinar el valor de CDV.


Tabla No. 22: datos y ecuación final para determina la calificación de la vía.

Fuente: propia.

46

2.2. PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR EL AFORO VEHICULAR

Se realizó el aforo de la siguiente manera:

El aforo se realizó durante tres días, los cuales fueron el catorce (14),

quince (15) y dieciséis (16) de abril de 2014.

Se tomaron los horarios de 6 Am hasta las 6 P.m.

Se realizó en la abscisa K0+200, debido a que en este punto es un tráfico

vehicular bastante alto.

En los formatos respectivos se introdujeron los datos de los vehículos,

teniendo en cuenta su categoría.

47

3. RESULTADOS Y ANALISIS

3.1. ANALISIS ESTUDIOS DE SUELOS

Para la ubicación de los sondeos se tomó como referencia el perfil longitudinal de la vía existente. Se realizaron un total de 3 apiques como se evidencia en el registro fotográfico (Foto 7 a 11) que se encuentra al final del documento, de los cuales se recopiló un volumen adecuado de material que se transportó hasta el laboratorio para los ensayos de clasificación y resistencia, esta información se puede evidenciar en el estudio de suelos. (Ver Anexo 1)

3.2. PATOLOGIAS ENCONTRADAS EN LA VIA

3.2.1 Piel de cocodrilo

Se observa en la fotografía 1 la patología de piel de cocodrilo sobre la vía la cual

se presenta debido a una serie de grietas interconectadas cuyo origen es la falla

por fatiga de la capa de rodadura asfáltica.

Fotografía 1: patología en la vía piel de cocodrilo.

Fuente: propia.

48

3.2.2. Parches

En la fotografía 2 se puede observar la patología de parcheo sobre la vía lo que

indica que un área del pavimento a sido remplazada con material nuevo para

reparar el pavimento existente. Se considera un defecto debido a que no es el

material original y en la mayoría de casos presenta rugosidad o queda de una

forma irregular en la vía.

3.2.3. Bache o hueco

En la fotografía 3 se puede observar la patología de bache o hueco sobre la vía

esto se debe a que se genera una depresión en la superficie del pavimento debido

a que el tráfico arranca pedazos de la superficie del pavimento.

Fotografía 2: patología en la vía parches.

Fuente: propia.

49

3.2.4. Grieta o desprendimiento de Borde.

En la fotografía 4 se puede observar la patología de grieta o desprendimiento de

borde las cuales por lo general son paralelas y se generan por debilitamiento,

debido a condiciones climáticas, de la base o de la subrasante próximas al borde

del pavimento.

Fotografía 3: patología en la vía bache o hueco.

Fuente: propia.

Fotografía 4: patología en la vía grieta o desprendimiento de borde.

Fuente: propia.

50

3.2.5. Descascaramiento

En la fotografía 5 se puede observar la patología de descascaramiento sobre la

vía lo cual se debe a la perdida de la superficie del pavimento debido a la pérdida

del ligante asfaltico.

3.2.6. Grietas Longitudinales

En la fotografía 6 se puede observar la patología de bache o hueco sobre la vía la

cual puede deberse a la contracción de la superficie del pavimento debido a las

altas y bajas temperaturas.

Fotografía 5: patología en la vía descascaramiento.

Fuente: propia.

51

3.3. GRÁFICAS DE CURVAS DE VALOR DEDUCIDO PARA LAS

PATOLOGÍAS EN LOS PAVIMENTOS FLEXIBLES

Por medio de las graficas 1 a la 8 se determina el “Valor Deducido” de cada

patología teniendo en cuenta los datos que se obtengan en el análisis de

resultados como son, el porcentaje de densidad y el nivel de severidad.

Fotografía 6: patología en la vía grietas longitudinales.

Fuente: propia.

52

3.3.1. Calculo del valor deducido para la piel de cocodrilo

3.3.2. Calculo del valor deducido para parches

Grafica 1. Valor deducido piel de cocodrilo.

Grafica 2. Valor deducido Parches.



53

3.3.3. Calculo del valor deducido para baches

3.3.4. Calculo del valor deducido para fisuracion en Bloque

Grafica 3. Valor deducido Baches.

Grafica 4. Valor deducido Fisuracion en Bloque.

Fuente: método índice de condición del pavimento (PC)I.


54

3.3.5. Calculo del valor deducido para descascaramiento

3.3.6. Calculo del valor deducido para fisura longitudinal

Grafica 5. Valor deducido descascaramiento.

Grafica 6. Valor deducido Fisura longitudinal.



55

3.3.7. Calculo del valor deducido para grieta de Borde

3.4. GRAFICO PARA DETERMINAR LOS VALORES DEDUCIDOS

CORREGIDOS (CDV)

Por medio de la gráfica 8 se realiza el análisis del valor deducido corregido de

cada tramo evaluado teniendo en cuenta los datos que se obtengan en el análisis

de resultados como son, el total de la suma de valores deducidos y el valor de “q”.

Grafica 7. Valor deducido Grieta de Borde.


56

3.5. ANÁLISIS DE LOS DATOS RECOLECTADOS PARA DETERMINAR EL

PCI

3.5.1. Análisis de la muestra 1, unidad 3

En este tramo de la vía se tomo la muestra número 1, en la cual se encontró

diferentes tipos de patologías como lo son, la piel de cocodrilo, baches o huecos,

descascaramiento y grietas de borde, los datos obtenidos se introducen en la tabla

23 para su respectivo análisis y determinar el estado en que se encuentra la vía.

(Ver tabla 23 a la 26)

Grafica 8. Determinación del valor deducido corregido.


57

8

7

6

5

4

3

2

1

3

8

9

ESQUEMA

2,97

DENSIDAD (%)

6,12

0,17

0,14

1,30

TOTAL (M2)

13,95

0,40

0,33



13

18

DAÑO

Fisura Longitudinal

Fisura Transversal

Meteorizacion

No.

10

10

UNIDAD DE MUESTREO

U. 3.

VALOR DEDUCIDO

52

4

((0,38*0,42)+(0,18*0,25)+(0,43*0,28))

((1.2*0.38)+(1.5*0.43)+(0.8*0.65)+(1.23*0.58)+(1.32*0.48))


((0,50*0.38)+(1,20*,65)+(0,89*1,10)+(6,00*2,00))

((0,78*0,55)+(0.30*0.52)+(0,22*0,31))

ABSCISA INICIAL

ABSICISA FINAL

14

FECHA

24/05/2014

11

12


Descascaramiento

No.

5

Baches o Hueco

Hundimiento

Grieta de Borde


Parche

15

16

17


SEVERIDAD

L

M

228

K0+077

5

1

DAÑO

Piel de Cocodrilo

K0+116

INSPECCIONADA POR:

M

H

DAÑO

CALCULO DEL PCI



Numero Admisible de Deducidos (mi) 5.41

No

1

2

3

4

52

52

52

52

VALORES DEDUCIDOS

10 2 2

2 2 2

10 5 4

10 5 2

CDV

39

44

48

58

q

4

3

2

1

71

69

66

58

TOTAL

58

42

Rango de Calificacion del PCI = Regular

Maximo CDV

PCI=100 - Maximo CDV

Tabla 23: datos y resultados obtenidos de la muestra 1.

Fuente: formato del método PCI, datos propios.

Fuente: Propia.

Tabla 24: HDV, numero de deducidos y “mi” de la muestra 1.

Tabla 25: iteración de valores deducidos, “q” y “CDV” de la muestra 1.


Tabla 26: puntaje y calificación de la muestra 1.

Fuente: propia

58

Este tramo de vía se encuentra en un rango de calificación de regular como lo

indica la tabla 26 debido a la severidad que presenta las patologías encontradas.

3.5.2. Análisis de la muestra 2, Unidad 6


diferentes tipos de patologías como lo son, la piel de cocodrilo, baches o huecos y

fisuras longitudinales, los datos obtenidos se introducen en la tabla 27 para su

respectivo análisis y determinar el estado en que se encuentra la vía. (Ver tabla 27

a la 30).

Valor Deducido Mas Alto (HDV)

Numero de Deducidos >2

Numero Admisible de Deducidos (mi)

66

3

4.12

CALCULO DEL PCI

EXPLORACION DE LA CONDCION POR UNIDAD DE MUESTREO ESQUEMA

ABSCISA INICIAL UNIDAD DE MUESTREO

K0+193 U. 6.

ABSICISA FINAL AREA DE MUESTREO (m2)

K0+232 228

INSPECCIONADA POR:

No. DAÑO No. DAÑO

1 Piel de Cocodrilo 10 Fisura Longitudinal

FECHA

24/05/2014

4 Hundimiento 13

5 Grieta de Borde 14

2 Parche 11 Fisura Transversal

3 Baches o Hueco 12 Meteorizacion

8 Descascaramiento 17

9 Fisura por Deslizamiento de Capas 18

6 Agrietamiento en Bloque 15

7 Pulimiento de Agreado 16

DAÑO SEVERIDAD CANTIDADES PARCIALES TOTAL (M)

22

DENSIDAD (%) VALOR DEDUCIDO

1 L ((3.50*4.46)+(12.6*1.3)+(1.4*5)+(3*0.4)+(1.5*6.1)+(2*0.5)) 50,34 22,08 66

3 M ((0.7*0.7)+(0.66*0.50)+(0.62*0.56)+(0.8+0.78)) 2,75 1,20

10 M ((1,50*0,35)+(2,00*0,35)+(1,20*0,26)+(1,24*0,21)+(1,30*0,30)+(1,80*,40)) 2,91 1,28 3



Fuente: Propia.


59

Este tramo de vía se encuentra en un rango de calificación malo como lo indica la

tabla 30 debido a la severidad que presenta las patologías encontradas.



diferentes tipos de patologías como lo son, la piel de cocodrilo, parches, baches o

huecos y fisuras longitudinales, los datos obtenidos se introducen en la tabla 31

para su respectivo análisis y determinar el estado en que se encuentra la vía. (Ver

tabla 31 a la 34).

No

1

2

3

4

VALORES DEDUCIDOS TOTAL q CDV

66 22 3 91 3 58

90 2 64

66 2 2 70 1 70

66 22 2

0

PCI=100 - Maximo CDV 30

Rango de Calificacion del PCI = Malo

Maximo CDV 70




Fuente: propia

60

No

1

2

3

4


38 37 36 5 116 4 64.5

113 3 70

38 37 2 2 79 2 58

38 37 36 2

44 1 4438 2 2 2


CALCULO DEL PCI





K0+309 U. 9.


K0+348 228

No. DAÑO No. DAÑO


INSPECCIONADA POR: FECHA

24/05/2014

4 Hundimiento 13









37


1 L ((1.70*4)+(1.89*2.5)+ (2.49*3.2)+(2.5*1.5)+ (2.5*1.54)+(3*2.05)+(2.5*1.45) ) 37,87 16,61 38

2 M ((3*2)+(2.5*4)+(3.6*6)) 37,60 16,49

5

3 M ((0.87*.90)+(1.23*0.85)+(1.00*.68)+(0.84*0.95)) 3,31 1,45 36

10 M ((6*0.30)+(6.5*0.28)+(4*0.32)) 4,9 2,15


Rango de Calificacion del PCI = Malo

Maximo CDV 70



Fuente: Propia.





Fuente: propia

61

Este tramo de vía se encuentra en un rango de calificación de malo como lo indica

la tabla 34 debido a la severidad que presenta las patologías encontradas.


En este tramo de la vía se tomo la muestra número 4 la cual se encuentra con una

sobre carpeta asfáltica nueva por lo cual solo presenta una patología que es



a la 38).


CALCULO DEL PCI





K0+425 U. 12.


K0+464 228

No. DAÑO No. DAÑO



24/05/2014

4 Hundimiento 13








DAÑO SEVERIDAD CANTIDADES PARCIALES TOTAL (M) DENSIDAD (%) VALOR DEDUCIDO

10 M ((1.8*0.34)+(2.2*0.43)+(1.5*0.8)+(0.76*0.45)+(1.23*0.43)+(1.42*0.67)) 4,58 2,01 5



Fuente: Propia.

Tabla No. 36: HDV, numero de deducidos y “mi” de la muestra 4.

62

Este tramo de vía se encuentra en un rango de calificación de excelente como lo

indica la tabla 38 debido a que en el tramo evaluado existe actualmente una

carpeta asfáltica nueva.

3.5.5. Análisis de la muestra 5 Unidad 15





a la 42).

No

1

0

0

0


5 5 1 5


Rango de Calificacion del PCI = Excelente

Maximo CDV 5




Fuente: propia

63


CALCULO DEL PCI



No

1

0

0

0


7 7 1 7



K0+541 U. 15.


K0+580 228

No. DAÑO No. DAÑO



24/05/2014

4 Hundimiento 13




8 Descascarmiento 17





10 M((1.89*0.42)+(1.67*0.40)+(2.21*0.45)+(1.87+0.32)+(1.38*0.42)+(1.54*0.34)+(2.13*

0.28))6,35 2,78 7


Rango de Calificacion del PCI =Excelente

Maximo CDV 7



Fuente: Propia.





Fuente: propia

64




3.5.6. Análisis de la Muestra 6 Unidad 18





a la 46).


CALCULO DEL PCI





K0+658 U. 18.


K0+696 228

No. DAÑO No. DAÑO



24/05/2014

4 Hundimiento 13









10 M ((2*0.25)+(3.10*0.20)+(1.3*0.47)+(1.23*0.41)+(1.34*0.32)+(0.97*0.45)+(1.54*0.35)) 3,64 1,60 4



Fuente: Propia.


65




3.5.7. Análisis de la Muestra 7 Unidad 21


diferentes tipos de patologías como lo son, la piel de cocodrilo y fisuras

longitudinales, los datos obtenidos se introducen en la tabla 47 para su respectivo

análisis y determinar el estado en que se encuentra la vía. (Ver tabla 47 a la 50).

No

1

0

0

0


4 4 1 4


Rango de Calificacion del PCI = Excelente

Maximo CDV 4




Fuente: propia

66


CALCULO DEL PCI



No

1

2

0

20 1 20

0

18 2


18 3 21 2 15



K0+774 U. 21.


K0+812 228

No. DAÑO No. DAÑO



24/05/2014

4 Hundimiento 13









3


1 L ((2*1)*(2.5*0.8)+(1.30*0.78)) 5,0 2,20 18

10 M ((1.5*0.23)+(2.1*0.43)+(1.23*0.45)+(0.95*0.43)+(1.45*0.35)) 2,72 1,19


Rango de Calificacion del PCI = Muy Bueno

Maximo CDV 20

Tabla No. 47: datos y resultados obtenidos de la muestra 7.


Fuente: Propia.





Fuente: propia

67

Este tramo de vía se encuentra en un rango de calificación de muy bueno como lo

indica la tabla 50 debido a que las patologías encontradas en el tramo evaluado

presentan patologías que no son de alta severidad.

3.5.8. Análisis de la muestra 8 Unidad 24


diferentes tipos de patologías como lo son, baches o huecos y meteorización, los

datos obtenidos se introducen en la tabla 51 para su respectivo análisis y

determinar el estado en que se encuentra la vía. (Ver tabla 51 a la 54)


CALCULO DEL PCI





K0+890 U. 24.


K0+929 228

No. DAÑO No. DAÑO



24/05/2014

4 Hundimiento 13









45


3 M ((3*2.5)+(0.6*1.5)+(2.65*1.90)+(2.35*1.56)) 17,10 7,50 80

12 H ((2.5*1.87)+(1.9*1.2)+(3.4*2.2)+(1.5*2.1)+(4*3.25)) 31,59 13,85



Fuente: Propia.


68

Este tramo de vía se encuentra en un rango de calificación muy malo como lo

indica la tabla 54 debido a la severidad que presenta las patologías encontradas.



diferentes tipos de patologías como lo son, baches o huecos y meteorización, los

datos obtenidos se introducen en la tabla 55 para su respectivo análisis y

determinar el estado en que se encuentra la vía. (Ver tabla 55 a la 58)

No

1

2 82 1 8280 2


80 45 125 2 84


Rango de Calificacion del PCI = Muy Malo

Maximo CDV 84




Fuente: propia

69


CALCULO DEL PCI



No

1

2

0

102 1 100

0

100 2


100 46 146 2 94



K1+006 U. 27.


K1+045 228

No. DAÑO No. DAÑO



24/05/2014

4 Hundimiento 13









46


3 H ((3.2*1.8)+(2.56*3.24)+(1.5*1.23)+(0.80*1.87)+(2.3*3.1)+(3.4*2.12)) 31,73 13,92 100

12 H ((1.5*2.1)+(1.67*2.56)+(3.23*1.98)+(2.45*1.12)+(0.89*2.13)+(2.76*1.87)) 23,62 10,36


Rango de Calificacion del PCI = Fallado

Maximo CDV 100


Fuente: propia



Fuente: Propia.




70

Este tramo de vía se encuentra en un rango de calificación de fallado como lo

indica la tabla No. 58 debido a la severidad que presenta las patologías

encontradas.


En este tramo de la vía no existe carpeta asfáltica por lo cual no se pudo realizar

ningún tipo de cálculos, en la tabla 59 no se le asigna ningún valor.

3.5.11. CUADRO DE RESUMEN DE LAS UNIDADES DE MUESTREO

EVALUADAS

En la tabla 60 se relaciona las muestras obtenidas junto con el valor numérico que

se determino mediante el método del PCI y la clasificación de cada una. Para

poder dar un valor general de la vía y poder darle una clasificación se debe

realizar un promedio de los valores obtenidos y ubicarlo en el rango de calificación

(ver tabla 1) el cual dio regular para esta vía. Cabe aclarar que la muestra 10 no

se tomo en el promedio ya que no existe la carpeta asfáltica.


24/05/2014


ESQUEMA


K1+122 U. 30.


K1+161 228




No. DAÑO No. DAÑO


Pulimiento de Agreado 16

4 Hundimiento 13


7

VALOR DEDUCIDO

NO EXISTE CARPETA ASFALTICA SOBRE LA VIA

DAÑO SEVERIDAD CANTIDADES PARCIALES TOTAL (M) DENSIDAD (%)



Tabla 59: muestra 10 sin carpeta asfáltica.


71

3.6. REPRESENTACION GRAFICA DE LOS DATOS OBTENIDOS EN EL

AFORO VEHICULAR

En la tabla 61 se tabularon la totalidad de vehículos aforados cada día para

realizar una representación grafica (ve grafica 9) por medio de la cual se puede

apreciar que en los días 1 y 2 la diferencia de vehículos es de 374 vehículos, el

día 3 se ve un incremento considerable, debido a que este día fue el miércoles 16

de abril, día en el cual se daba inicio a los días santos.

Dia No. 1 Dia No. 2 Dia No. 3

7780 7406 8078

Total Vehiculos Aforados

Regular

Muestra No. 9

Muestra No. 10

Muestra No. 1

Muestra No. 2

Muestra No. 3

Muestra No. 4

Muestra No. 5

Resumen de Datos Obtenidos de las Unidades de

Muestreo

Muestras

96

80

16

42

30

30

95

93

Muestra No. 6

Muestra No. 7

Muestra No. 8

PCI Calificacion

Calificacion General

de La Via54

Regular

Malo

Malo

Excelente

Excelente

Excelente

Muy Bueno

Muy Malo

Fallado

No Existe Carpeta

Asfaltica

0

0

Tabla 60. Cuadro de relación de muestras, puntaje PCI y calificación.

Fuente: propia.

Tabla No. 61. Datos de los vehículos aforados por días.

Fuente: propia.

72

3.7. REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LOS PORCENTAJES DE VEHÍCULOS

AFORADOS SEGÚN SU CATEGORÍA

En la tabla 62 y la gráfica 10 se puede apreciar la cantidad de vehículos aforados

el día 1 y el porcentaje que representa de acuerdo a la categoría que le otorga

INVIAS (ver tabla 2).

1

Dia No. 1 7780

Dia No. 2 7406

Dia No. 3 8078

7000

7200

7400

7600

7800

8000

8200

Can

tid

ad d

e V

eh

icu

los

Aforo Vehiculas "Via del Amor"

Fuente: propia.

Grafica 9. Representación grafica de los vehículos aforados.

73

En la tabla 63 y la gráfica 11 se puede apreciar la cantidad de vehículos aforados



Cantidad Porcentaje

6398 82.24

891 11.45

111 1.43

269 3.46

55 0.71

2 0.03

4 0.05

8 0.10

42 0.54

7780 100.00

Tracto Camion C3-S3

Total

Dia No. 1

Categoria

C2-G

Camion C3

Tracto Camion C2-S2

Tracto Camion C3-S1

Tracto Camion C3-S2

Autos

Buses

C2-P

82%

11% 1% 4%

1%

0%

0%

0%1%

Dia No. 1

Autos

Buses

C2-P

C2-G

Camion C3

Tracto Camion C2-S2

Tracto Camion C3-S1

Tracto Camion C3-S2

Tracto Camion C3-S3

Tabla 62.porcentaje de vehículos aforados según su categoría.

Fuente: propia.

Fuente: propia.

Grafica 10. Representación gráfica de cada categoría de vehículos del día 1.

74

En la tabla 64 y la grafica 12 se puede apreciar la cantidad de vehículos aforados



Cantidad Porcentaje

6141 82.92

831 11.22

199 2.69

128 1.73

37 0.50

20 0.27

3 0.04

8 0.11

9 0.12

30 0.41

7406 100.00 Total

Tracto Camion C3-S3

Camion C3

Camion C4

Tracto Camion C2-S2

Tracto Camion C3-S1

Tracto Camion C3-S2

Categoria

Autos

Buses

C2-P

C2-G

Dia No. 2

83%

11% 3%

2%

1%

0%

0%

0%

0%

0%

Dia No. 2

Autos

Buses

C2-P

C2-G

Camion C3

Camion C4

Tracto Camion C2-S2

Tracto Camion C3-S1

Tracto Camion C3-S2

Tabla 63.porcentaje de vehículos aforados el día 2 según su categoría.

Fuente: propia.

Fuente: propia.


75

Cantidad Porcentaje

6650 82.32

1065 13.18

262 3.24

39 0.48

35 0.43

5 0.06

5 0.06

17 0.21

8078 100.00

Tracto Camion C3-S2

Tracto Camion C3-S3

Total

Buses

C2-P

C2-G

Camion C3

Tracto Camion C2-S2

Dia No. 3

Categoria

Autos

83%

11% 3%

2%

1%

0%

0%

0%

0%

0%

Dia No. 3

Autos

Buses

C2-P

C2-G

Camion C3

Camion C4

Tracto Camion C2-S2

Tracto Camion C3-S1

Tracto Camion C3-S2

Tabla 64.porcentaje de vehículos aforados el día 3 según su categoría.

Fuente: propia.


Fuente: propia.

76

3.8. CÁLCULOS PARA REALIZAR EL DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLE

POR EL MÉTODO AASTHO

3.8.1. Calculo del Transito Promedio Diario (TPD)

Para el cálculo del tránsito promedio diario se toma el valor total de los vehículos

aforados durante cada día, se suman y se dividen entre la cantidad de días como

lo muestra la tabla 65 y la ecuación 4, obteniendo el resultado como lo indica la

tabla 66.

3.8.2. Calculo del Factor Camión

Para el cálculo del factor camión se determina por separado las cantidades de

autos, buses y camiones aforados, y pasarlos a porcentajes como se muestra en

la tabla 67 y la tabla 68.

T.P.D. = 7755

Transito Promedio Diario

Dia No. 1 7780

Dia No. 2 7406

Dia No. 3 8078

Promedio 7755

Calculo TPD

Transito Promedio Diario

Tabla 65.datos para el cálculo del TPD.

Fuente: propia.

Ecuación 4. Calculo TPD.

Tabla 66. Resultado del TPD.

Fuente: propia.

77

En las tablas 69 a la 73 se muestra por separado cada categoría de los camiones

con la cantidad de vehículos diarios aforados, realizando una sumatoria total y

sacando un promedio para cada categoría.

Dias Autos Buses Camiones

Dia No. 1 6398 891 491

Dia No. 2 6141 831 434

Dia No. 3 6650 1065 363

Promedio 6396 929 429

Datos Aforo Vehicular

Descripcion Vehiculos

Autos 6396

Buses 929

Camiones 429

∑ = 7755

(%) de Vehiculos

82

Porcentaje Vehiculos Aforados

12

6

100

Sumatoria

Dia 1 380

Dia 2 327

Dia 3 301

336

C2-G

111

199

262

269

128

39

Total

Camion de dos Ejes

Pequeños

Camion de Dos Ejes

Grandes

C2-P

Tabla 67.promedio de autos, buses y camiones.

Fuente: propia.

Tabla 68.Porcentaje de autos, buses y camiones.

Fuente: propia.

Tabla 69.Promedio Camiones C2.

Fuente: propia.

78

Habiendo determinado el promedio de cada categoría de camiones se procede a

convertirlos en porcentajes como se puede apreciar en la tabla 74.

Con los porcentajes definidos de cada tipo de camión, se continúa con la ecuación

5 para el cálculo del factor camión de camiones y después la ecuación 6 para el

cálculo del factor camión general, para este cálculo se necesita unos factores de

equivalencia la cual está en la tabla 75.

Sumatoria

Dia 1 55

Dia 2 37

Dia 3 35

42

37

35

Total

Camion C3

55

Sumatoria

Dia 1 6

Dia 2 31

Dia 3 5

14Total

6

31

5

Camion C4

Sumatoria

Dia 1 8

Dia 2 9

Dia 3 5

7.3Total

8

9

5

Vehiculo C5

Sumatoria

Dia 1 42

Dia 2 30

Dia 3 17

29.7Total

42

30

17

Mayor >5

Categorias Porcentaje % Valor Numerico

C - 2 78.26 0.7826

C - 3 9.86 0.0986

C - 4 3.26 0.0326

C - 5 1.71 0.0171

>C - 5 6.91 0.0691

Total 100.00

Tabla 70. Promedio Camiones C3.

Tabla 73. Promedio Camiones >5. Tabla 72. Promedio Camiones C5.

Tabla 71. Promedio Camiones C4.

Fuente: propia.

Fuente: propia.

Fuente: propia.

Fuente: propia.

Tabla 74.Porcentaje Camiones.

Fuente: propia.

79

3.8.3. CALCULO DEL NÚMERO DE EJES EQUIVALENTES (N)

En la ecuación 7, que se muestra a continuación se realiza el cálculo de ejes

equivalentes “N”, ya que es indispensable para el cálculo de la estructura del

pavimento flexible.

1

0.05

Mopt - Ingeroute

1.14

3.44

3.76

3.37

6.73

2.22

3.42

4.67

5

Universidad del

Cauca (1996)

4.4

4.72

0.4

Bus P-900

Buseta

Tipo de

Vehiculo

1.4 (Prom.)

2.4

3.67

C3 - S1

C2 - S2

C3 - S2

C3 - S3

Bus P-600

C - 2 Pequeño

C - 2 Grande

C - 3

C2 - S1

C4

0.2 (Prom.)

Factores de Equivalencia

F. C. Camiones = 1.877279 = 1.88

F. C. Camiones = 0.7826𝑥1.4 + 0.0986𝑥2.4 + 0.0326𝑥3.67 + 0.0171𝑥4.67 + (0.0691𝑥5)

(0.7826 + 0.0986 + 0.0326 + 0.017 + 0.0691)

F. C. = 0.12𝑥0.2 + 0.06 + 1.88

(0.12 + 0.06)= 0.759093 = 0.76

Tabla No. 75.Factores de Equivalencia.

Ecuación 5. Calculo de factor camión de camiones.

Fuente: libro ingeniería de pavimentos para carreteras.

Ecuación 6. Calculo de factor camión general.

Ecuación 7. Calculo de número de ejes equivalentes.

80

T.P.D. = Transito promedio diario.

A = Porcentaje estimado de vehículos pesados (buses y camiones).

B = Porcentaje de vehículos pesados que emplean el carril de Diseño.

r = Rata anual de crecimiento del tránsito.

n = periodo de diseño.

F.C. = Factor Camión.

3.9. DISEÑO DEL PAVIMENTO FLEXIBLE POR EL MÉTODO AASHTO

En la tabla No. 76 se relacionan los datos de CBR obtenidos del estudio de suelos

realizado a la vía y se determina el número y el porcentaje de valores iguales o

mayores de cada uno.

En la grafica No. 13 se representa la relación de los valores del CBR con los

porcentajes obtenidos de la tabla No. 76, de la grafica se determina el porcentaje

de CBR de diseño.

3

3

2

3

1

3x 100 = 33.33%

x 100 = 100%

% de Valores iguales o Mayores

x 100 = 66.66%

9.6

10.9

15.5

3

2

1

Numero de Resultados

Iguales o MayoresCBR

Tabla No. 76. Relación de CBR estudios de suelos y % de valores iguales o mayores.

Fuente: libro ingeniería de pavimentos para carreteras.

81

3.9.1. APLICACIÓN DEL SOFTWARE “MÉTODO AASTHO PARA EL DISEÑO

E AVIMEN O (1993)”

Para esta parte del diseño del pavimento se realizaron los cálculos por medio de

un software libre que se llama “Ecuación AASTHO 93” con el cual se logro

determinar el diseño de la estructura del pavimento. A continuación se mostraran

unas imágenes tomadas del programa.

Como se observa en la imagen 9 se procede a dar clic en el botón de ayuda, para

seleccionar el porcentaje de confiabilidad (R) y el de desviación estandar (So) del

pavimento flexible.

50

40

30

0

10

20

100

90

80

70

60

13 14 15 167 8 9 10 11 121 2 3 4 5 6

9.6 15.510.9

º

º

º33.33

66.66

88.88

% V

alo

res Ig

uale

s o

Mayo

res

Seleccion % CBR de Diseño

Grafica No. 13. Relación de CBR y % de valores iguales o mayores.

Fuente: propia.

82

La vía de estudio se encuentra en la clasificación funcional como colectora para lo

cual se toma el rango de 95% de “Confiabilidad Sugerida (R%)” urbano y el dato

de “Desviación Estándar Total (So)” de 0.49 el cual es para pavimento flexible

teniendo en cuenta el transito a futuro que se va presentar en la vía. Ambos

valores se toman a criterio propio como se observa en la imagen 10.

Imagen 9. Confiabilidad (R) y desviación estándar (So).

Fuente: software método AASTHO para el diseño de pavimento (1993).

83

El valor de “R%” y “So” que se toma se introduce en el programa de la siguiente

manera como se observa en la imagen 11.

Imagen 10. Valores para (R%) y (So).


Imagen 11. Valores para (R%) y (So).


84

Como se observa en la imagen 12 se debe introducir el valor de “Serviciabilidad

Inicial y Final” para esto se debe dar clic en el botón de ayuda.

Se toma el valor de “La serviciabilidad de Diseño” de acuerdo al tipo de carretera,

la cual al encontrarse en una categoría como carretera secundarias según INVIAS

se toma un “PSI Inicial” de 4.2 y un “PSI Final” de 2.0. (Ver imagen 13)

Imagen 12. Índice de Serviciabilidad inicial y final.


Imagen 13. Índice de Serviciabilidad inicial y final.


85

El valor que se toma de serviciabilidad se introduce en el programa en el cuadro

correspondiente como lo indica la imagen 14.

El numero de ejes equivalente de 8.2 Ton. (N) que dio en la ecuación 5, se

introduce en el “Transito de Diseño” de la siguiente manera en el programa. (Ver

imagen 15).

Imagen 14. Valor de Serviciabilidad inicial y final.


86

Se hace necesario determinar los “Módulos Elásticos” y los “Coeficientes

Estructurales” por medio las siguientes graficas para posteriormente introducirlos

en el software.

En la gráfica 14 se introduce el valor del modulo elástico del asfalto” el cual va en

el eje horizontal, se proyecta hasta la curva que se encuentra en la grafica y donde

se intercepte con la curva se proyecta hasta el eje vertical, determinando el

coeficiente estructural a1.

Imagen 15. Valor de transito de diseño “N”.


87

El modulo elástico del concreto asfaltico se encuentra en un rango entre 330.000

PSI a 450.000 PSI, para este diseño de la vía se selecciono el valor de 350.000

PSI el cual fue suministro por Infraestructura Vial de Villavicencio.

Mediante la grafica se obtuvo el siguiente valor:

- El coeficiente estructural a1=0.390

Grafica 14.grafica para hallar a1 en función del modulo resiliente del concreto asfaltico.

Fuente: libro ingeniería de pavimento para carreteras.

88

En la grafica 15 se introducirá el valor de CBR de la Base Granular el cual es de

80%, trazando una paralela que corte las demás líneas para poder determinar el

coeficiente estructural a2 y el modulo elástico de la base granular.

Los resultados que se obtuvieron a partir de este grafico son:

- Coeficiente Estructural a2 = 0.132 - Modulo elástico de la Base Granular = 29000 Lb/pg2

Grafica 15.variación de coeficiente a2 con diferentes parámetros de resistencia.


89

La siguiente grafica 16 se introducirá el valor de CBR de la Sub Base Granular el

cual es de 30%, trazando una paralela que corte con las demás líneas y de esta

manera poder determinar el coeficiente estructural a2 y el modulo resiliente de la

sub base granular.

Los resultados que se obtuvieron a partir de la grafica fueron:

- Coeficiente Estructural a3 = 0.110 - Modulo Elástico de la Sub Base Granular = 15.000 Lb/Pg2

Para el cálculo del modulo elástico de la sub rasante se toma el CBR de diseño el

cual es igual al 10%. (Ver Imagen 13), el valor obtenido se introduce en la

ecuación 8. El dato que se obtenga de la ecuación se introduce en el software.

Grafica 16.variación de coeficiente a3 con diferentes parámetros de resistencia.


90

Como se observa en la imagen 16 se introducen en el programa los datos

obtenidos del Modulo Elástico del Asfalto, de la Base Granular, de la Sub Base

granular y de la Sub Rasante.

Ecuación 8. Calculo del módulo elástico de la sub rasante.

Imagen 16. Valores del módulo elástico del asfalto, base, sub base y sub rasante granular.


91

Se introducen en el programa como se observa en la imagen 17, los datos

obtenidos de Coeficientes Estructurales, a1 para Asfalto, a2 para Base Granular y

a3 de la Sub Base Granular.

Imagen 17. Valores de los coeficientes estructurales a1, a2 y a3.


92

En la imagen 18 se debe dar clic sobre el botón (¿mi?) para poder seleccionar el

coeficiente de drenaje, teniendo en cuenta que el primer valor siempre va a dar 1.

Mediante un seguimiento que se le realizo a la vía se logro determinar que el tipo

de calidad de drenaje es aceptable el cual se encuentra en un rango de 1.00 a

0.80, de acuerdo a la imagen 19.

Imagen 18. Valores de los coeficientes de drenaje.


93

En último lugar se procede a dar clic en el icono de “Diseñar” para hacer que el

programa realice los cálculos de los “SN” de los “Espesores D (Plg.)” de cada capa

de la estructura. (Imagen 20)

Imagen 19. Valor de coeficiente de drenaje.


Imagen 20. Resultado final del software.


94

3.9.2. APLICACIÓN DEL SOFTWARE “CALCULO E LAS ECUCACIONES

AASTHO (1993) 2.0

El siguiente programa que se va a utilizar, utiliza ecuaciones por medio las cuales

se puede comparar el Numero Estructural (SN) obtenido del Software de Diseño,

se emplea este software con el fin de rectificar que el numero estructural obtenido

de cada capa es correcto.

Los valores que se introducen en el programa son los mismos que se obtuvieron

con el software de diseño y las graficas anteriores, como se muestra en la imagen

21.

El dato que se obtiene en este caso es el Numero Estructural (SN) para la Sub

Base Granular. Se debe realizar el mismo procedimiento para el cálculo del

Numero Estructural de la Base Granular y la Carpeta Asfáltica variando los datos

del Módulo Resiliente Según sea el Caso.

Imagen 21. Resultado final del software.

Fuente: software cálculo de las ecuaciones AASTHO (1993).

95

3.10. DISEÑO DE LOS ESPESORES DE LAS CAPAS DEL PAVIMENTO

FLEXIBLE SIN AJUSTAR

Datos:

Ecuaciones:

Resultados:

Espesores del Pavimento Flexible

SN

SN1

SN2

SN3

2.78

3.5

3.63a1

a2

a3

0.39

0.132

0.11

Coeficientes

Estructurales

mi 0.9

Coeficiente de

Drenaje

D1

D2

D3

7.13

6.06

1.31

Cm

Cm

Cm

Pulg.

Pulg.

Pulg.

18.11

15.39

3.34

Resultados

Cm

Cm Cm

CmSub Base Granular 3.3

Carpeta Asfaltica

Base Granular 36.83

18

15

1 =SN1

𝑎1 2 =

SN2 SN1

𝑎2 𝑚𝑖 3 =

SN3 SN2

𝑎3 𝑚𝑖

Tabla 77. Datos para el cálculo de los espesores de diseño sin ajustar.

Fuente: propia.

Ecuación 8. Ecuación para determinar los espesores de cada capa.

Tabla 78. Resultados de espesores en pulgadas y centímetros.

Fuente: propia.

Imagen No. 22. Representación de cada capa con su medida.

Fuente: propia.

96

3.11. DISEÑO DE LOS ESPESORES DE LAS CAPAS DEL PAVIMENTO

FLEXIBLE MÍNIMOS AJUSTADOS

Datos:

Ecuaciones:

Resultados:

Espesores del Pavimento Flexible

1 =SN1

𝑎1 2 =

SN2 SN1

𝑎2 𝑚𝑖 3 =

SN3 SN2

𝑎3 𝑚𝑖

a2 0.132

a3 0.11

Coeficientes

Estructurales

a1 0.39

Coeficiente de

Drenaje

mi 0.9

SN1′ = 𝑎1 1 SN2′ = 𝑎2 𝑚𝑖 +𝑆𝑁1

SN

SN1 2.78

SN3 3.63

SN2 3.5

SN1' 1.37

2.08SN2'

Resultados

D1 7.13 Pulg.

CmD3 15.68 Pulg. 39.82

18.11 Cm

D2 17.97 Pulg. 45.65 Cm

3.5

6

Cm

Cm

D1

D2

Valores Ajustados a Espesores Minimos

Pulg.

Pulg.

8.89

15.24

Cm

Cm Cm

Cm

Base Granular 15

Carpeta Asfaltica 9

64

Sub Base Granular 40

Tabla 79. Datos para el cálculo de los espesores de diseño ajustados.

Fuente: propia.

Fuente: propia.

Ecuación No. 10. Ecuación para determinar los valores de cada capa.

Tabla 80. Espesores en pulgadas y centímetros – valores ajustados.

Imagen No. 23. Representación de cada capa con su medida ajustada.

Fuente: propia.

97

CONCLUSIONES

Mediante el método PCI se puede concluir que las mayores patologías que

se encuentran presentes en la vía son la piel de cocodrilo, fisuras y baches,

de lo cual se puede lograr determinar según el estudio realizado que la vía

según la puntuación que se obtuvo la cual fue de 54 lo ubica en la

clasificación de regular para el tráfico vehicular.

Después de haber realizado el aforo se puede concluir que sobre la vía

actualmente se encuentra un alto flujo vehicular ligero y un volumen

considerable de vehículos de carga pesada de hasta 6 ejes que transitan a

diario y la vía no se encuentra diseñada para este tipo de cargas.

De acuerdo al estudio de suelos realizado se obtuvo que el suelo es un

material limoso de baja plasticidad de color café y que el CBR practicado a

la sub rasante es de 7.5% por lo cual es un material que se considera

bueno para la construcción de una estructura de pavimento debido a su

capacidad de soporte.

Utilizando como referencia el proyecto facilitado por infraestructura, se

puede comparar los resultados obtenidos en los espesores del pavimento

flexible, concluyendo que la Sub Base granular y la carpeta asfáltica dan las

mismas medidas, pero en la Base granular se encuentra una diferencia de

cinco (5) centímetros lo cual puede deberse a un margen de seguridad que

implemento UTDVV ya que al tener un poco mas de espesor se logra que la

carpeta asfáltica no se deteriore más rápidamente cumpliendo con su vida

útil.

98

RECOMENDACIONES

Se recomienda que al momento de realizar la estructura nueva de la vía se realice

un diseño geométrico que garantice una continuidad en el ancho de la calzada,

por medio del cual se pueda brindar la seguridad y el bienestar para los diferentes

vehículos que la transiten.

Actualmente la vía no cuenta con un sistema de drenaje que permita manejar las

aguas de escorrentía que se generen en el sector, por lo cual se hace necesario

que al momento de cambiar o generar una estructura del pavimento, se construya

un sistema de alcantarillado óptimo para garantizar que la vida útil de la vía sea

para el cual se diseñó.

La vía de estudio se encuentra en un rango de puntaje de 58 en la clasificación

que se designa mediante la implementación del índice de condición del pavimento

(PCI) por lo cual su estado actual es regular, se puede realizar reparaciones a las

patologías que se presentan siguiendo las normas técnicas de invias de la

siguiente manera:

- Para las fisuras ya sean longitudinales o transversales se debe de colocar

un producto bituminoso sellante en caliente y aplicarlo directamente sobre

la abertura, esto aplica principalmente cuando la grieta o fisura es mayor a

6mm y que no se interconecte con ninguna otra como en el caso de la piel

de cocodrilo para lo cual ya no aplicaría.

- Para los tramos que presentan patologías como piel de cocodrilo, fisuracion

en bloque, baches, descascaramiento o desprendimiento de agregados se

recomienda realizar un corte en el tramo afectado levantando la carpeta

asfáltica que se encuentra y remplazándola por una nueva, a esto se lo

conoce como parcheo.

- En el caso de los baches si es necesario de acuerdo al nivel de severidad

que presente, se debe de colocar o remplazar la base granular del tramo

que se va a realizar el parcheo.

Hay que tener en cuenta que existe un tramo de ciento cincuenta metros de vía

aproximadamente el cual no cuenta con una estructura de pavimento, por lo cual

99

es necesario realizar una nueva estructura teniendo en cuenta un diseño

geométrico para la vía.

100

BIBLIOGRAFÍA

ING. ESP. VASQUEZ VARELA Luis Ricardo. Manual Paviment condition index

(PCI) para pavimentos asfalticos en carreteras. Manizales. 2014. 90 pag.

Disponible en: www.camineros.com/docs/cam036.pdf.

INSTITUTO NACIONAL DE VIAS (INVIAS). Manual para la inspección visual de

pavimentos flexibles. Bogotá D.C. Octubre. 2006. 56 pag. Disponible en:

http://www.invias.gov.co/index.php/documentos-tecnicos-izq.

INSTITUTO NACIONAL DE VIAS (INVIAS). Manual de diseño de pavimentos

asfalticos para vías con bajos volúmenes de tránsito. Bogotá D.C. Abril. 2007. 103

pag. Disponible en: http://www.invias.gov.co/index.php/documentos-tecnicos-izq

UNION TEMPORAL DISEÑOS VIALES VILLAVICENCIO. Estudios y diseños para

la vía vereda el amor entre anillo vial y el puente sobre el rio ocoa, municipio de

Villavicencio –Meta. Villavicencio. 2013.

ING. ESP. MONTEJO FONSECA Alfonso. Ingeniería de pavimentos para

carreteras. Segunda edición. Bogotá D.C. 2002. 733 pag.

Wikipedia la enciclopedia libre. Conceptos de vía, Unión temporal, vehículo,

tránsito vehicular, cuneta, carretera y calzada. Consultado en Agosto de 2014.

http://es.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Portada.

Diccionario Matemático. Concepto de abscisa. Consultado en agosto de 2014.

Disponible en:

http://www.mathematicsdictionary.com/spanish/vmd/full/a/abscissa.htm.

Diccionario manual de la lengua española vox. Concepto de asfalto. Larousse

editorial. 2007. Disponible en http://es.thefreedictionary.com/asfalto.

Portal de arquitectura, ingeniería y construcción. Concepto de CBR. Consultado en

agosto de 2014. Disponible en:

http://www.construmatica.com/construpedia/Ensayo_CBR.

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http://www.mathematicsdictionary.com/spanish/vmd/full/a/abscissa.htm

http://es.thefreedictionary.com/asfalto

http://www.construmatica.com/construpedia/Ensayo_CBR

101

ANEXOS

ANEXO No. 1. ESTUDIO DE SUELOS

110

ANEXO No. 2 REGISTRO FOTOGRAFICO DEL ESTUDIO DE SUELOS

Fotografía No. 7. Apique para estudio de suelos. Fotografía No. 8. Toma de Muestra.

Fotografía No. 9. Penetometro dinámico de cono. Fotografía No. 10. Muestra para laboratorio.

111

12.3. ANEXO No. 3. REGISTRO FOTOGRAFICO DEL METODO PCI

Fotografía No. 11. Descascaramiento en la vía. Fotografía No. 12. Longitud de los tramos.

Fotografía No. 13. Toma de longitud de patología. Fotografía No. 14. Alcantarilla irregular en la vía.

112

ANEXO No. 4. REGISTRO FOTOGRAFICO DEL AFORO VEHICULAR

Foto No. 15. Aforo vehicular. Foto No. 16. Aforo vehicular.

Foto No. 17. Aforo vehicular Foto No. 18. Aforo vehicular.

Foto No. 19. Aforo vehicular Foto No. 20. Aforo vehicular

113

ANEXO No. 5. FORMATOS PARA AFORO VEHICULAR.

Buseta Bus Metropolitano

Coordinador: _________

Camion de dos

Ejes Pequeños

C2-P

Autos

Hora de Inicio:

Buses

Monografia:

Evaluacion y Posible Diseño Academico de pavimento flexible por el metodo AASTHO de la Via "Carrera 39 Avenida del Amor", Via

que Comunica a Los Multifamiliares los Centauros y hacia la Vereda Barcelona, Partiendo Desde el Anillo Vial Frente a la

Concesionaria Chevrolet y que va Hasta el "Puente Caido" Sobre el Rio Ocoa.

Aforo Vehicular "Carrera 39 Avenida del Amor"

Aforador:

DeHoja: _______Fecha (D-M-A): _______

Hora Dia

Hora Final: ____________

Camion de Dos

Ejes Grandes

C2-G

__________________________________________________________

____________________ Condicion Climatica: _____________________

___________________________________

Tabla No. 81. Primera parte formato para la realización del aforo vehicular.

Fuente: Propia.

114

_____________________





Coordinador:___________________________________ Hora de Inicio:

Monografia:

Fecha (D-M-A): ____________________ _______ De _______ Condicion Climatica:

Aforador: __________________________________________________________

DiaCamion C4

_________ Hora Final: ____________

Vehiculo C5

Hora

Tracto Camion C3-

S3

> C5

Tracto Camion

C3-S2Camion C3

Tracto-Camion C2-

S1

Tracto Camion C2-

S2

Tracto Camion C3-

S1

Vehiculos C3 Y C4

Fuente: Propia.

Tabla No. 82. Segunda parte Formato para la realización del aforo vehicular.

115

ANEXO No. 6. DATOS OBTENIDOS EN EL AFORO VECHICULAR

Datos Obtenidos el Día No 1.

1

0 0

0

0

0

0 0

0

Total

Vechiculos8 4255

0

0

0

2

2

0 0 2 4

7

5

0

0

0

0

0

3

4

0

8

7

6

0 0

0 0

0

0

8

4

0

0

06:00 p.m.

1 0

0

0

0

0

0

0

0 1

0 0 1

0

01:00 p.m. 14 de Abril

de 2014

0

0

0 903:00 p.m.


de 2014

02:00 p.m.

0

0


de 2014

0

705:00 p.m.


de 20140 2

0 504:00 p.m.


de 20141

2 0 4

1 212:00 p.m.


de 20140

11:00 a.m. 14 de Abril

de 2014

0

10:00 a.m.


de 2014

0

201:00 p.m.


de 20140 3

0

0

2 411:00 a.m.

Camion C3 Camion C4

0 408:00 a.m.


de 20141


de 2014


de 20143 0

07:00 a.m.

009:00 a.m.

06:00 p.m.

Hora Dia

2005:00 p.m.


de 2014597 48 1 0 9 33

Vehiculos C3 Y C4 Vehiculo C5 > C5

Tracto-Camion C2-

S1

Tracto Camion C2-

S2

Tracto Camion C3-

S1

Tracto Camion

C3-S2

Tracto Camion C3-

S3

7 3004:00 p.m.


de 2014563 86 0 0 15


de 2014543 82 0 0

111 269Total

Vechiculos6398 889 1

86 0 0 19 1103:00 p.m.

15

14 de Abril

de 2014513 83 0 0 4 18

576 67 0 0 10

01:00 p.m.

02:00 p.m.


de 2014629

14 de Abril

de 2014

14 de Abril

de 2014

14 de Abril

de 2014

14 de Abril

de 2014

14 de Abril

de 2014

11:00 a.m.

11:00 a.m.

12:00 p.m.

12:00 p.m.

01:00 p.m.

08:00 a.m.

09:00 a.m.

09:00 a.m.

10:00 a.m.

10:00 a.m.

524 86 0 0 12 29

537 83 0 1 11 39

457 80 0 0 7 31

566 90 0 0 10 28

506:00 a.m.

07:00 a.m.

571 47 0 0 2 1007:00 a.m.

322 51 0 5014 de Abril

de 2014

14 de Abril

de 201408:00 a.m.

Hora Inicio y

FinalDia

Autos BusesCamion de dos

Ejes Pequeños

Camion de Dos

Ejes Grandes

Buseta Bus Metropolitano

Total 7780

Monografia:





Fecha (D-M-A): Hoja: 1 De 1Lunes 14 de Abril de 2014

Aforador: Jeison Fernando Diaz Garzon

Coordinador: Ing. Jose Gabriel Calvo Hora de Inicio: 06:00 a.m. Hora Final: 06:00 p.m.

C2-P C2-G

Tabla No. 83. Datos aforo vehicular día No. 1.

Fuente: propia.

116



de 20143 0 0 1

9 30

0 1 406:00 p.m.

Total

Vechiculos37 20 0 3 8


de 20144 0 0 0 0 2 1

05:00 p.m.


de 20146 0 0 0 0 1 6

04:00 p.m.


de 20146 4 0 0 0 1 3

03:00 p.m.


de 20146 4 0 0 0 0 6

02:00 p.m.


de 20141 3 0 0 0 1 0

01:00 p.m.


de 20143 4 0 0 0 0 2

12:00 p.m.


de 20141 3 0 0 1 1 3

11:00 a.m.


de 20146 0 0 0 4 0 1

10:00 a.m.


de 20141 2 0 0 3 0 1

09:00 a.m.

0 2 207:00 a.m.


de 20140 0 0 2


de 20140 0 0 0

0 0 108:00 a.m.

Hora Dia


Camion C3 Camion C4Tracto-Camion C2-

S1

Tracto Camion C2-

S2

Tracto Camion C3-

S1

Tracto Camion

C3-S2

Tracto Camion C3-

S3

1006:00 p.m.

Total

Vechiculos6141 831 0 0 199 128


de 2014574 80 0 0 26

2004:00 p.m.


de 2014581 87 0 0 15 16


de 2014651 47 0 0 17

05:00 p.m.

1002:00 p.m.


de 2014533 73 0 0 13 9

03:00 p.m.


de 2014554 80 0 0 18

1612:00 p.m.


de 2014638 84 0 0 22 12


de 2014500 78 0 0 17

01:00 p.m.


de 2014525 81 0 0 18 9

11:00 a.m.

09:00 a.m.


de 2014541 84 0

508:00 a.m.


de 2014491 69 0 0 14 6

0 20 1210:00 a.m.

7 307:00 a.m.


de 2014413 42 0 0 12


de 2014140 26 0 0

Camion de dos

Ejes Pequeños

Camion de Dos

Ejes Grandes

Buseta Bus Metropolitano C2-P C2-G

Total 7406

Aforador: Ivan Rodrigo Parrado Herrera

Coordinador: Ing. Jose Gabriel Calvo Hora de Inicio: 06:00 a.m.

Monografia:





Fecha (D-M-A): Martes 15 de Abril de 2014 Hoja: 1 De 1

Hora Final: 06:00 p.m.

Hora Inicio y

FinalDia

Autos Buses

Fuente: propia.


117



de 20140 0 0 0

5 17

0 0 006:00 p.m.

Total

Vechiculos35 0 0 5 0


de 20140 0 0 0 0 0 0

05:00 p.m.


de 20141 0 0 0 0 0 0

04:00 p.m.


de 20143 0 0 0 0 0 0

03:00 p.m.


de 20142 0 0 0 0 0 1

02:00 p.m.


de 20142 0 0 0 0 0 2

01:00 p.m.


de 20142 0 0 0 0 0 3

12:00 p.m.


de 20147 0 0 0 0 0 6

11:00 a.m.


de 20145 0 0 0 0 0 1

10:00 a.m.


de 201410 0 0 0 0 2 1

09:00 a.m.

0 2 307:00 a.m.


de 20141 0 0 2


de 20142 0 0 3

0 1 008:00 a.m.

Hora Dia


Camion C3 Camion C4Tracto-Camion C2-

S1

Tracto Camion C2-

S2

Tracto Camion C3-

S1

Tracto Camion

C3-S2

Tracto Camion C3-

S3

106:00 p.m.

Total

Vechiculos6650 1065 0 0 262 39


de 2014630 109 0 0 6

104:00 p.m.


de 2014565 94 0 0 10 2


de 2014460 85 0 0 20

05:00 p.m.

302:00 p.m.


de 2014624 106 0 0 28 6

03:00 p.m.


de 2014642 83 0 0 28

012:00 p.m.


de 2014595 71 0 0 27 3


de 2014609 104 0 0 50

01:00 p.m.


de 2014619 87 0 0 26 2

11:00 a.m.

09:00 a.m.


de 2014466 75 0

808:00 a.m.


de 2014496 88 0 0 23 7

0 27 010:00 a.m.

7 607:00 a.m.


de 2014568 94 0 0 10


de 2014376 69 0 0

Camion de dos

Ejes Pequeños

Camion de Dos

Ejes Grandes

Buseta Bus Metropolitano C2-P C2-G

Total 8078

Aforador: Cristian Charry Ruiz

Coordinador: Ing. Jose Gabriel Calvo Hora de Inicio: 06:00 a.m.

Monografia:





Fecha (D-M-A): Miercoles 16 de Abril de 2014 Hoja: 1 De 1

Hora Final: 06:00 p.m.

Hora Inicio y

FinalDia

Autos Buses

Fuente: propia.


evaluaciÓn y posible diseÑo acadÉmico del pavimento

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