~A.C.l.~ PROYECT?f

• 8. ESPECIFICACIONES

Las diferentes capas que conformarán la estructura del pavimento, deberán

cumplir con los siguientes requerimientos:

8.1 Concreto hidráulico

Las losas de concreto hidráulico tendrán un módulo de rotura de 4.5 MPa.

Los materiales por emplear, como. son cemento, agua, agregado fino y

agregado grueso, deberán cumplir con los requerimientos establecidos en el

artículo 500 de las Especifipaciones Generales de Construcción de

Carreteras del Instituto Nacional de \Vías.• 8.2 Capa granular tipo Subbase granular y base granular

La capa granular tipo base deberá cumplir con los requerimientos

establecidos en el artículo 330 de las Especificaciones Generales de

Construcción de Carreteras del Instituto Nacional de Vías. Se podrá emplear

un material que no cumpla con el requerimiento de equivalente de arena,

siempre y cuando éste no se •.mel"l~r..••a 20% y en el ensayo de azul de

metileno se obtenga un valor inferior a 1.0

La capa granular tipo subbase deberá cumplir con los requerimientos

establecidos en el artículo 320 C/~ 'las Especificaciones Generales de. ¡

Construcción de Carreteras del Instituto Nacional de Vías. Se podrá emplearI

un material que no cumpla con el r~querimiento de equivalente de arena,

siempre y cuando. éste no se· menor a 18% y en el ensayo de azul de

metileno se obtenga un valor inferior a1.0• ESTUDIO GEOTECNICO pARA E~ DISEÑO DEL PAVIMENTOAUTOPISTA AL LLANO

45

~A.C.l.MPROYECT?f

• 8.3 Capa de base estabilizada con cemento

La construcción de la base estabilizada con cemento deberá realizarse

cumpliendo con las Normas de construcción del INV - 1996, artículo 341,

incluyendo la actualización de dichas normas realizadas en el año 2002

8.4 Capa de concreto asfáltico

Los materiales por emplear en la construcción de las capas de base asfáltica

(MDC-1) y rodadura (MDC-2) deberán cumplir con las Normas de

construcción del INV - 1996,artículo 450, incluyendo la actualización de

dichas normas realizadas en el año 2002

8.5 Rajón

• Descripción:

Este trabajo consiste en la colocación de rajón para mejoramiento de

subrasantes, de consistencia blanda, que permita la ejecución de los

trabajos de extensión y compactación de estructuras de andenes y

pavimentos

Materiales:

Los materiales por emplear en la construcción del rajón pueden proceder de

la excavación de la explanación o de fuentes aprobadas y provendrán de

cantos rodados o rocas sanas, compactas, resistentes y durables.

Deberán, además, cumplir los siguientes requisitos:

Granulometría:

• ESTUDIO GEOTECNICO PARA EL DISENO DEL PAVIMENTOAUTOPISTA AL LLANO

46

~A.C.l.~PROYECT~~

• ./ El tamaño máximo no deberá ser superior a los dos tercios (2/3) del

espesor de la capa compactada.

./ El porcentaje en peso de partículas menores al tamiz de 25.0 mm

(1"), será inferior al treinta por ciento (30%).

./ El porcentaje en peso de partículas que pasen el tamiz de 75 urn

(No.200), será inferior al diez por ciento (10%).

Resistencia a la abrasión:

Al ser sometido al ensayo de Los Ángeles, gradación E, según norma de

ensayo INV-E-219, el material por utilizar en la construcción de la capa de

rajón no podrá presentar un desgaste mayor de cincuenta por ciento (60%).

• El sello del rajón deberá cumplir con las normas IDU para un material tipo

8200.

Ejecución de los trabajos:

Los trabajos de construcción de la capa de rajón deberán efectuarse según

procedimientos puestos a consideración del Interventor y aprobados por

éste. Su avance físico deberá ajustarse al programa de trabajo.

Antes de proceder a la colocación y compactación de los materiales de la

capa de rajón, se deberán realizar, el desmonte y la limpieza y la excavación

de la capa vegetal y material inadecuado, si ello está previsto en el proyecto,

así como la demolición y remoción de estructuras y obstáculos existentes

El Interventor sólo autorizará la colocación de materiales de rajón cuando la

superficie de apoyo esté adecuadamente preparada, según se indica en el

numeral anterior.• ESTUDIO GEOTECNICO PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTOAUTOPISTA AL LLANO

47

~A.C.l.M PROYECTP.f

El material de rajón se colocará en capas sensiblemente paralelas a la

superficie de la explanación, de espesor uniforme y lo suficientemente

reducido, para que, con los medios disponibles, los vacíos entre los

fragmentos más grandes se llenen con las partículas más pequeñas del

mismo material, de modo que se obtenga el nivel de densificación deseado.

Su adecuación deberá realizarse en forma manual

La construcción de capas de rajón no se llevará a cabo en instantes de lluvia

o cuando existan fundados temores de que ella ocurra.

Una vez colocada la capa de rajón se colocará una capa de sello de recebo

tipo 8200, el cual servirá de generar una superficie homogénea para el

apoyo de la estructura del pavimento

Condiciones para el recibo de los trabajos:

Controles:

Durante la ejecución de los trabajos, el Interventor adelantará los siguientes

controles principales:

,¡' Verificar el estado y funcionamiento del equipo utilizado por el

Constructor.

,¡' Supervisar la correcta aplicación de los métodos de trabajo

aceptados.

,¡' Vigilar el cumplimiento de los programas de trabajo

,¡' Comprobar que los materiales que se empleen en la construcción de

la capa de rajón y sello cumplan con los requisitos de calidad

mencionados

ESTUDIO GEOTECNICO PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTOAUTOPISTA AL LLANO

48

~A.C.I.~PROYECT~f

• ./ Controlar los espesores de la capa de rajón y su sello

Condiciones específicas para el recibo y tolerancias

Calidad de los materiales:

De cada procedencia de los materiales empleados para la construcción de

capas de rajón y sello y para cualquier volumen previsto, se tomarán cuatro

(4) muestras y de cada fracción de ellas se determinarán:

./ La granulometría, según la norma de ensayo INV E-123

./ El desgaste Los Ángeles, de acuerdo con la norma de ensayo INV E-

219.

cuyos resultados deberán satisfacer las exigencias indicadas• Durante la etapa de producción, el Interventor examinará las diferentes

descargas de los materiales y ordenará el retiro de aquellos que, a simple

vista, contengan tierra vegetal, materia orgánica o tamaños superiores al

máximo especificado.

El Interventor podrá autorizar el empleo de partículas con tamaño superior a

los dos tercios (2/3) del espesor de la capa compactada si considera que

ellas quedan suficientemente separadas y que todos los vacíos son

ocupados por material más fino, de modo de formar una masa densa y

compacta.

Calidad del producto terminado:

El Interventor exigirá que:

• ESTUDIO GEOTECNICO PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTOAUTOPISTA AL LLANO

49

~A.C.I.~ PROYECTP.f

./ La cota de terminación de la capa de rajón, conformado y compactado

con su sello, no varíe en más de veinte milímetros (20 mm) de la

proyectada.

./ Todas las irregularidades que excedan las tolerancias de la presente

especificación deberán ser corregidas por el Constructor, a su costa,

de acuerdo con las instrucciones del Interventor y a plena satisfacción

de éste.

Medida:

La unidad de medida para el rajón será el metro cúbico (m3) de material

compacto aproximados al metro cúbico completo incluyendo la capa de sello

Forma de pago:

El trabajo de colocación de rajón se pagará al precio unitario del contrato,

por toda obra ejecutada satisfactoriamente de acuerdo con la presente

especificación y aceptada por el Interventor. El precio unitario deberá cubrir

los costos inherentes a los trabajos d~ preparación de la superficie de apoyo

de la capa de rajón, la colocación, conformación y compactación de los

materiales utilizados en la construcción, colocación y conformación de la

capa de sello y, en general, todo costo relacionado con su correcta

construcción, de acuerdo con esta especificación, los planos del proyecto y

las instrucciones del Interventor.

Item de pago:

Capa de rajón incluyendo sello de 100 mm en 8200

Metro cúbico (m3)

ESTUDIO GEOTECNICO PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTOAUTOPISTA AL LLANO

50

~A.C.l.MPROYECT~f

• 8.6 ESPECIFICACiÓN DEL SUBDREN

Estará conformado por un geotextil no tejido con un elemento sintético

conocido como geored, encargados de retener el suelo permitiendo el paso

del agua, captándola y conduciéndola a un tubo de drenaje encargado de

evacuar los fluidos captados.

Las especificaciones que deben cumplir estos elementos son las siguientes:

Transmisividad (Norma ASTM 0-4716)

i = 0.1 Presión 10 kPa: 1.7 * 10-4 (mínimo)

i = 0.1 Presión 100 kPa : 1.0 * 10-4 (mínimo)

• Resistencia a la delamación (Norma ASTM 0-413)

1.4lb/pulg (mínimo)

Capacidad de flujo de la tubería de drenaje (Norma ASTM 0-4716)

A 0.5% de pendiente: 2.7 * 10-3m3/s (mínimo)

A 1.0% de pendiente: 4.0 * 10-3m3/s (mínimo)

• ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTOAUTOPISTA AL LLANO 51

~A.C.l.MPROYECT~~

•9 ANÁLISIS TÉCNICO DE ALTERNATIVAS

Desde el punto de vista técnico las dos alternativas son viables y sus

ventajas y desventajas son las siguientes:

9.1 Losas apoyadas sobre una carpeta asfáltica y subbase

granular

•Las ventajas y desventajas que se tienen al implementar esta alternativa son

las siguientes:

• Requiere de una profundidad de excavación del orden de 0.66 m

• El material de apoyo no es fácilmente erosionable, lo cual es favorable

para evitar el fenómeno de bombeo en las losas

• En época de lluvias el rendimiento en el proceso constructivo se ve

diezmado

• Las labores para mantenimiento son mínimas y se requieren en un

lapso considerable de tiempo, aproximadamente cada 5 años

• El costo inicial de inversión es mucho mayor que en el caso de

pavimento flexible

• ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTOAUTOPISTA AL LLANO

52

~A.C.l.~PROYECT~~

• 9.3 Pavimentoflexible

Sus ventajas y desventajas son las siguientes:

• Requiere de excavaciones del orden de 0.80 m.

• En época de lluvia los rendimientos de construcción disminuyen

notablemente

• Su costo inicial es menor que la alternativa en pavimento rígido

• Su mantenimiento requiere de labores de parcheo y sello de fisuras

cada 3 años aproximadamente

• Con la alternativa de base estabilizada con cemento se presenta una

reducción en el espesor de la estructura del orden del 10%. No

obstante lo anterior, al implementar esta alternativa, se requiere de un

proceso constructivo•

• Si el mezclado del cemento para la base estabilizada se hace en vía,

se requiere del empleo de máquinas mezcladoras rotativas que

garanticen un buen mezclado con el cemento.

• Si se mezcla en planta, se facilita el proceso constructivo

• En época de lluvias el rendimiento en el proceso constructivo se ve

diezmado

9.4 Alternativa recomendada

Desde el punto de vista técnico, cualquiera de las alternativas presentadas

• podrá implementarse, sin embargo, teniendo en cuenta el tipo de pavimentoESTUDIO GEOTÉCNICO PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTO

AUTOPISTA AL LLANO53

~A.C.l.M PROYECT~1.

• que actualmente tiene la vía antes y después del proyecto, los costos

iniciales de inversión, la facilidad constructiva, la facilidad en la consecución

de los materiales para las capas de bases y subbases granulares, se

recomienda implementar la solución con pavimento flexible con base

granular.

•

• ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTOAUTOPISTA AL LLANO 54

~A.C.l.~PROYECT~~

•10 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

De los análisis y descripciones anteriores se deducen las siguientes

conclusiones y recomendaciones:

• La vía estudiada presenta actualmente como superficie de rodadura

un pavimento flexible de espesor variable entre 0.08 y 0.20 m, y su

deterioro es superficial es superior al 70%

• La subrasante natural encontrada corresponde a suelos arcillosos de

consistencia media• • Por las condiciones actuales de la vía, la ampliación requerida, y la

necesidad de efectuar cortes y rellenos se recomienda como solución

de rehabilitación la reconstrucción total de la estructura del pavimento,

que por las condiciones topográficas y los pavimentos existentes en la

zona, se recomienda que sea en concreto asfáltico.

• De acuerdo con las características de la subrasante y el tráfico

esperado en el tiempo de diseño, la alternativa para la estructura del

pavimento es la siguiente:

Para el Sector 1, K 0+000 - K2+540

Concreto asfáltico tipo MDC-2: 80 mm

Concreto Asfáltico tipo MDC-1: 140 mm

• ESTUDIO GEOTECNICO PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTOAUTOPISTA AL LLANO

55

•

•

•

~A.C.l.MPROYECT~f

Base granular: 300 mm

Subbase granular: 400 mm

Para el Sector 2, K 2+540 - K5+330

Concreto asfáltico tipo MDC-2: 80 mm

Concreto Asfáltico tipo MDC-1: 100 mm

Base granular: 300 mm

Subbase granular: 320 mm

• Por el tipo de subrasante, se recomienda la colocación de un geotextil

de separación tipo T 1400 o similar sobre la subrasante, tanto para la

calzada como para la ciclo-ruta

• Los diseños presentados tienen como premisa que la vía contará con

un adecuado sistema de drenaje superficial. Para el drenaje

subsuperficial, se deberán colocar, tal como lo muestra la figura 10,

filtros tipo geodrén o similar conectados a los sumideros o pozos de

aguas lluvias. Estos filtros se deberán colocar en el costado del talud

superior de la vía, es decir al lado izquierdo de la calzada. En las

figuras 11 y 12 se presenta una sección transversal típica de los

tramos 1 y 2 respectivamente

• De acuerdo con las características de la subrasante, se recomienda

para los ándenes la siguiente estructura

Loseta o adoquín

Mortero: 4.0 cm

56ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTOAUTOPISTA AL LLANO

~A.C.l.~ PROYECT~1.

• Subbase granular: 20.0 cm

• En los accesos vehiculares de vehículos livianos la estructura será:

Adoquín de concreto: 8.0 cm

Arena: 4.0 cm

Base granular: 20.0 cm }"tJDtU "e Ucltacióa

Subbase granular: 20.0 cm

• Si los accesos son de vehículos pesados:

Losa de concreto de MR 4.1 Mpa: 20.0 cm

• Subbase granular: 30.0 cm

La losa deberá ser reforzada con varillas de Y2" cada 25 cm en las dos

direcciones

• Para la ciclo - ruta la estructura será:

Concreto asfáltico tipo MDC-2: 40 mm

Base granular: 150 mm

Subbase granular: 150 mm

• Aunque los suelos de subrasante encontrados a lo largo del proyecto

presentan una buena consistencia, es posible que se presenten zonas

blandas de rellenos que requieran de un mejoramiento de la

subrsante. Para estos casos se recomienda el empleo de una capa de

• ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTOAUTOPISTA AL LLANO

57

~A.C.l.MPROYECT~~

• rajón de 400 mm de espesor incluyendo la capa de sello del mismo.

En el capítulo 8 se presenta la especificación particular del rajón

• Las conclusiones y recomendaciones presentadas en este informe,

están basadas en investigaciones puntuales realizadas a lo largo de la

vía, por lo cual es factible que durante la construcción se presenten

condiciones diferentes a las consideradas en el presente estudio. En

caso de que esto suceda, se deberá informar a la firma consultora

para recomendar las medidas del caso

•

• ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTOAUTOPISTA AL LLANO

58

~A.C.l.MPROYECT~l

•11 REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA

Para el desarrollo de los estudios se analizó la información incluida en los

siguientes libros:

1. ACI PROYECTOSS.A. "Ampliación, Rehabilitción y Mantenimiento de

la Autopista al Llano entre el CAl de Yomasa y el inicio de la

concesión Bogotá - Villavicencio, en bogotá D. C., Estudio de tránsito,

capacidad y Niveles de Servicio". Abril de 2005

• 2. HOLTZ, Robert, KOVACS, William. An Intoduction to Geotechnical

Enqeineerinq: 1981

3. HUANG, Yang. "Pavement Análisis and Design", 1993

4. AASHTO. "Guide for Design of pavement structures". 1993

5. ASPHALT INSTITUTE. "Thickness Design Asphalt pavments for

Highways & streets

6. MOPT. " Diseño racional de pavimentos, aplicación de nuevas

técnicas". 1993

7. IX Simposio Colombiano de pavimentos.1997

• ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTOAUTOPISTA AL LLANO 59