Estudio Geotécnico Para El Diseño Del Pavimento
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ELABORACIÓN DE LOS ESTUDIOS A NIVEL DE FASE III DE LA VÍA PASO
DE LA TORRE – MULALÓ - LOBOGUERRERO
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA El DISEÑO DEL PAVIMENTO
CONTENIDO
INTRODUCCIÓN __________________________________________________________ 5
1 OBJETIVO Y ALCANCES _______________________________________________ 5
2 LOCALIZACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO _______________________ 6
3 INFORMACIÓN EXISTENTE __________________________________________ 22
4 TRABAJOS DE CAMPO _______________________________________________ 22
4.1 TRABAJOS DE CAMPO __________________________________________ 22
4.2 ENSAYOS DE LABORATORIO ____________________________________ 23
5 CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS ___________________________________ 24
5.1 PERFIL ESTRATIGRÁFICO ______________________________________ 24
5.2 CAPACIDAD DE SOPORTE _______________________________________ 30
6 ESTUDIO DE TRÁNSITO ______________________________________________ 31
7 FUENTES DE MATERIALES __________________________________________ 34
7.1 Canteras existentes o que han sido explotadas _________________________ 35
7.2 Posibles Canteras para el proyecto ___________________________________ 37
8 DISEÑO DE PAVIMENTO _____________________________________________ 37
8.1 TRAMOS EN PAVIMENTO FLEXIBLE ____________________________ 38
8.1.1 Tránsito _______________________________________________________ 43
8.1.2 Confiabilidad ___________________________________________________ 43
8.1.3 Índice de servicio ________________________________________________ 43
8.1.4 Caracterización de los materiales de las capas de pavimento ______________ 43
8.1.5 Coeficiente de drenaje ____________________________________________ 44
8.1.6 Módulo de la subrasante __________________________________________ 44
8.1.7 Número estructural (Sn) ___________________________________________ 45
8.2 RESULTADOS OBTENIDOS ______________________________________ 46
8.3 VERIFICACIÓN DEL DISEÑO ____________________________________ 46
8.4 TRAMOS EN PAVIMENTO RÍGIDO _______________________________ 49
8.5 RESULTADOS OBTENIDOS ______________________________________ 51
8.6 MODULACIÓN DE LOSAS _______________________________________ 52
8.6.1 Aspectos Generales ______________________________________________ 52
8.6.2 Corte y sellado de junta de contracción transversal con pasajuntas (Tipo 1) __ 53
8.6.3 Corte y sellado de junta longitudinal de construcción con pasajuntas (Tipo 2) _ 54
8.6.4 Corte y sellado de junta transversal de construcción con pasajuntas (Tipo 3) _ 55
8.6.5 Corte y sellado de junta transversal de construcción con pasajuntas (Tipo 3) _ 56
8.6.6 Junta de Expansión (Tipo 4) _______________________________________ 56
8.6.7 Modulación en Intersecciones y Losas Reforzadas ______________________ 58
8.7 DISEÑO DE ANDENES Y CICLO-RUTA ____________________________ 59
8.8 ESPECIFICACIONES ____________________________________________ 59
8.8.1 Concreto asfáltico _______________________________________________ 59
8.8.2 Concreto hidráulico ______________________________________________ 59
8.8.3 Base Granular ___________________________________________________ 60
8.8.4 Subbase Granular ________________________________________________ 60
9 SECCIONES TRANSVERSALES TÍPICAS ________________________________ 60
10 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ______________________________ 60
ANEXOS
ANEXO 1 REGISTROS DE CAMPO
ANEXO 2 DETALLE ENSAYOS DE LABORATORIO
ANEXO 3 MEMORIAS DE CÁLCULO
ANEXO 4 SECCIONES TRANSVERSALES TÍPICA
ANEXO 5 PLANOS CON MODULACIÓN DE LOSAS
LISTADO DE CUADROS
Cuadro No. 1 Tramos de estudio ......................................................................................... 9
Cuadro No. 2 Localización de los apiques ........................................................................ 23
Cuadro No. 3 Resumen ensayos de laboratorio ................................................................ 28
Cuadro No. 4 Resumen ensayos de laboratorio (Continuación) ...................................... 29
Cuadro No. 5 Resultados ensayos de CBR inalterado ...................................................... 30
Cuadro No. 6 Valores de CBR de diseño .......................................................................... 31
Cuadro No. 7 Composición vehicular ............................................................................... 33
Cuadro No. 8 Factores de daño ......................................................................................... 33
Cuadro No. 9 Numero de repeticiones de carga por eje ................................................... 34
Cuadro No. 10 Canteras que han sido explotadas, cercanas al proyecto ........................ 36
Cuadro No. 11 Tipo de pavimento para cada tramo ......................................................... 38
Cuadro No. 12 Estaciones pluviométricas analizadas ...................................................... 40
Cuadro No. 13 Coeficientes de capa de diseño con método Invias .................................. 41
Cuadro No. 14 Coeficientes de drenaje de diseño con método Invias ............................. 42
Cuadro No. 15 Coeficientes de capa de diseño con método AASHTO ............................ 44
Cuadro No. 16 Coeficientes de drenaje de diseño con método AASHTO ....................... 44
Cuadro No. 17 Módulos de la subrasante de diseño ......................................................... 45
Cuadro No. 18 Espesores de tramos en pavimento flexible método AASHTO ............... 46
Cuadro No. 19 Niveles de confiabilidad empleados ......................................................... 47
Cuadro No. 20 Espesores de pavimento obtenidos en la verificación .............................. 48
Cuadro No. 21 Espesores de pavimento recomendados ................................................... 48
Cuadro No. 22 Resumen de estructuras de pavimento recomendadas ............................ 61
LISTADO DE FIGURAS
Figura No. 1 Localización del proyecto ............................................................................. 7
Figura No. 2 Alternativa de trazado seleccionada ............................................................. 8
Figura No. 3 Sección Típica Vía en Superficie. Vía bidireccional. ................................ 10
Figura No. 4 Sección Típica Tramo Inicial. Se incorpora un andén con cicloruta ...... 11
Figura No. 5 Sección Típica Puentes Vía bidireccional. ................................................ 12
Figura No. 6 Sección Típica Túneles Cortos. .................................................................. 13
Figura No. 7 Sección Típica en Túneles Largos ............................................................. 14
Figura No. 8 Sección Típica en cercanías a la vía de acceso a Mulaló ......................... 15
Figura No. 9 Sección Típica en inmediaciones del corregimiento de Pavas .................. 15
Figura No. 10 Perfil Estratigráfico .................................................................................. 26
Figura No. 11 Perfil Estratigráfico (Continuación) ........................................................ 27
ELABORACIÓN DE LOS ESTUDIOS A NIVEL DE FASE III DE LA VÍA PASO
DE LA TORRE – MULALÓ - LOBOGUERRERO
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA El DISEÑO DEL PAVIMENTO
INTRODUCCIÓN
En el siguiente informe se presentan y describen las actividades de campo y laboratorio y
los análisis y resultados obtenidos durante el desarrollo del Estudio Geotécnico para el
diseño del pavimento de la Carretera Paso de la Torre – Mulaló – Loboguerrero, desde el
K0+000, Intersección Panorama, hasta el K31+820, en cumplimiento del contrato suscrito
entre el Consorcio DIS S.A. - EDL LTDA y el Instituto Nacional de Vías cuyo objeto es:
“Elaboración de los Estudios a Nivel de Fase III de la vía Paso de la Torre – Mulaló –
Loboguerro”.
Los estudios presentados a continuación y el desarrollo de los mismos se efectuaron dando
alcance a lo establecido en los Requerimientos Técnicos del Concurso de Méritos No CM-
SGT-SAT-033-2008, Módulo 2, específicamente en el Capítulo III, Descripción detallada
de los servicios requeridos, resultados y/o productos esperados, Volumen VI, Estudio
geotécnico para el diseño del pavimento.
1 OBJETIVO Y ALCANCES
Los trabajos adelantados tuvieron como objetivo general determinar con base en la
resistencia de la subrasante, el tránsito proyectado que utilizará la vía y el estudio de
fuentes de materiales el tipo de estructura de pavimento más apropiada para el proyecto
y los espesores de cada una de las capas que la componen.
Para tal efecto se definieron los siguientes objetivos y alcances:
1. Por medio de la ejecución de investigaciones de campo, consistentes en apiques
cada 500 m, y ensayos de laboratorio, identificar y caracterizar los materiales que
conforman la subrasante en toda la longitud del proyecto.
2. Determinar y caracterizar mediante ensayos de laboratorio las propiedades físicas
y mecánicas más importantes de los suelos representativos de la subrasante y
homogenizar mediante los resultados de CBR, sectores para el diseño de la
estructura del pavimento.
3. Determinar las posibles fuentes de materiales cercanas al proyecto, su localización
y posible utilización
4. Con base en lo anterior y con los resultados del estudio de tránsito presentar el
tipo de pavimento más apropiado para el proyecto y el diseño del mismo que
consistirá en la definición del tipo de material que conforma cada una de las capas,
su espesor y la especificación del mismo.
2 LOCALIZACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
El proyecto se desarrolla en su totalidad en el Departamento del Valle del Cauca y se inicia
en el cruce de la vía Yumbo – Buga con la carretera que conduce a la población de Mulaló,
en la Intersección Panorama. En el sector comprendido entre K0 y el portal de entrada del
túnel Cresta de Gallo se desarrolla sobre en un terreno ondulado – montañoso,
mejorando las condiciones geométricas del carreteable existente, tanto en planta como
en perfil. Posteriormente, entre el portal de salida del túnel Cresta de Gallo y Pavas el
proyecto se desarrolla sobre un terreno plano – ondulado y finalmente entre Pavas y
Loboguerrero, se desarrolla en un terreno montañoso en un trazado completamente
nuevo
Desde el punto de vista geológico el proyecto se encuentra en su totalidad en formaciones
de origen volcánico que dan lugar a suelos residuales de poco espesor entre el K0 y el
túnel de Cresta de Gallo, de espesor considerable entre la salida del túnel Cresta de Gallo
y el paso por el corregimiento de Pavas y nuevamente con poco espesor entre el paso por
Pavas y el final del proyecto.
A continuación se presenta el esquema de localización del proyecto:
Figura No. 1 Localización del proyecto
ºº
Zacarias
Cisneros
DAGUA
RESTREPO
Zabaletas
El Palmar
Kilometro Diez y Ocho
El Saladito
YUMBO
VIJES
YOTOCO
GUACARI
PALMIRA
CANDELARIA
El Cabuyal
JAMUNDI
Rozo
MULALO
Obando
Villagorgona
Cavasa
Aerop.BONILLA ARAGON
TrianaK78+500
CALIMA
La Dolores
Madroñal
RIO
CAUCA
LAGO CALIMA
CIENAGA EL CHIRCAL
RIO C
AUC
A
CordobaK98+000
El PailonK108+730
BUENAVENTURA
Glorieta delSENAK 0+000
Alto de ZaragozaK88+500
Medicanoak7+600
PuenteEl PiñalK115+980
EntradaPuertoK117+580
BUGA
SANTIAGO DE CALI
Juanchito
VÍA NUEVAREHABILITACIÓNSEGUNDA CALZADAMANTENIMIENTOPAVIMENTACIÓN
LA CUMBRE
LA TORRE
LOBOGUERRERO
ºº
Zacarias
Cisneros
DAGUA
RESTREPO
Zabaletas
El Palmar
Kilometro Diez y Ocho
El Saladito
YUMBO
VIJES
YOTOCO
GUACARI
PALMIRA
CANDELARIA
El Cabuyal
JAMUNDI
Rozo
MULALO
Obando
Villagorgona
Cavasa
Aerop.BONILLA ARAGON
TrianaK78+500
CALIMA
La Dolores
Madroñal
RIO
CAUCA
LAGO CALIMA
CIENAGA EL CHIRCAL
RIO C
AUC
A
CordobaK98+000
El PailonK108+730
BUENAVENTURA
Glorieta delSENAK 0+000
Alto de ZaragozaK88+500
Medicanoak7+600
PuenteEl PiñalK115+980
EntradaPuertoK117+580
BUGA
SANTIAGO DE CALI
Juanchito
VÍA NUEVAREHABILITACIÓNSEGUNDA CALZADAMANTENIMIENTOPAVIMENTACIÓN
LA CUMBRE
LA TORRE
LOBOGUERRERO
ºº
Zacarias
Cisneros
DAGUA
RESTREPO
Zabaletas
El Palmar
Kilometro Diez y Ocho
El Saladito
YUMBO
VIJES
YOTOCO
GUACARI
PALMIRA
CANDELARIA
El Cabuyal
JAMUNDI
Rozo
MULALO
Obando
Villagorgona
Cavasa
Aerop.BONILLA ARAGON
TrianaK78+500
CALIMA
La Dolores
Madroñal
RIO
CAUCA
LAGO CALIMA
CIENAGA EL CHIRCAL
RIO C
AUC
A
CordobaK98+000
El PailonK108+730
BUENAVENTURA
Glorieta delSENAK 0+000
Alto de ZaragozaK88+500
Medicanoak7+600
PuenteEl PiñalK115+980
EntradaPuertoK117+580
BUGA
SANTIAGO DE CALI
Juanchito
VÍA NUEVAREHABILITACIÓNSEGUNDA CALZADAMANTENIMIENTOPAVIMENTACIÓN
LA CUMBRE
LA TORREºº
Zacarias
Cisneros
DAGUA
RESTREPO
Zabaletas
El Palmar
Kilometro Diez y Ocho
El Saladito
YUMBO
VIJES
YOTOCO
GUACARI
PALMIRA
CANDELARIA
El Cabuyal
JAMUNDI
Rozo
MULALO
Obando
Villagorgona
Cavasa
Aerop.BONILLA ARAGON
TrianaK78+500
CALIMA
La Dolores
Madroñal
RIO
CAUCA
LAGO CALIMA
CIENAGA EL CHIRCAL
RIO C
AUC
A
CordobaK98+000
El PailonK108+730
BUENAVENTURA
Glorieta delSENAK 0+000
Alto de ZaragozaK88+500
Medicanoak7+600
PuenteEl PiñalK115+980
EntradaPuertoK117+580
BUGA
SANTIAGO DE CALI
Juanchito
VÍA NUEVAREHABILITACIÓNSEGUNDA CALZADAMANTENIMIENTOPAVIMENTACIÓN
LA CUMBRE
ºº
Zacarias
Cisneros
DAGUA
RESTREPO
Zabaletas
El Palmar
Kilometro Diez y Ocho
El Saladito
YUMBO
VIJES
YOTOCO
GUACARI
PALMIRA
CANDELARIA
El Cabuyal
JAMUNDI
Rozo
MULALO
Obando
Villagorgona
Cavasa
Aerop.BONILLA ARAGON
TrianaK78+500
CALIMA
La Dolores
Madroñal
RIO
CAUCA
LAGO CALIMA
CIENAGA EL CHIRCAL
RIO C
AUC
A
CordobaK98+000
El PailonK108+730
BUENAVENTURA
Glorieta delSENAK 0+000
Alto de ZaragozaK88+500
Medicanoak7+600
PuenteEl PiñalK115+980
EntradaPuertoK117+580
BUGA
SANTIAGO DE CALI
Juanchito
VÍA NUEVAREHABILITACIÓNSEGUNDA CALZADAMANTENIMIENTOPAVIMENTACIÓN
LA CUMBRE
LA TORRE
LOBOGUERRERO
Se estudiaron varias alternativas para el trazado, la alternativa seleccionada se presenta a
continuación:
Figura No. 2 Alternativa de trazado seleccionada
De acuerdo con el diseño geométrico se presentan 10 túneles a lo largo del tramo vial
estudiado, lo que define los siguientes sectores de estudio:
T=3150mT=3150m
Tramo No.
Desde Hasta TipoLongitud
(m)
1 K0+000 K2+045 Cielo abierto 20452 K2+045 K2+710 Túnel 1 6653 K2+710 K2+905 Cielo abierto 1954 K2+905 K3+690 Túnel 2 7855 K3+690 K5+370 Cielo abierto 16806 K5+370 K5+645 Túnel 3 2757 K5+645 K6+650 Cielo abierto 10058 K6+650 K9+880 Túnel 4 32309 K9+880 K16+640 Cielo abierto 676010 K16+640 K17+912 Túnel 5 127211 K17+912 K19+280 Cielo abierto 136812 K19+280 K19+438 Túnel 6 15813 K19+438 K20+175 Cielo abierto 73714 K20+175 K20+486 Túnel 7 31115 K20+486 K20+596 Cielo abierto 11016 K20+596 K20+931 Túnel 8 33517 K20+931 K23+730 Cielo abierto 279918 K23+730 K29+120 Túnel 9 539019 K29+120 K31+821 Cielo abierto 2701
Cuadro No. 1 Tramos de estudio
Las características de diseño geométrico que definirán la vía serán las siguientes:
A continuación se describen las secciones típicas a lo largo de la vía:
Sección Típica vía en superficie: La sección típica para la vía en superficie presenta una vía
bidireccional, con carriles de 3.65m. y bermas de 1.80 m, tal como se muestra en la
siguiente figura:
SECCIÓN TÍPICAVÍA EN SUPERFICIE
2%
3,65
CARRIL
1,80
CARRIL
3,65
2%
CL1,80
BERMA
1,20
CUNETA
1.0
VARIABLE
1.51
FILTRO
TRATAMIENTO DE ACUERDOAL DISEÑO DE TALUDES
BERMA
Figura No. 3 Sección Típica Vía en Superficie. Vía bidireccional.
En el tramo inicial, en el cual el trazado se desarrolla por la vía existente al corregimiento
de Mulaló (K0+000 – K0+710) presenta una vía bidireccional con carriles de 3.65 m y
bermas de 1.80 m, de los cuales 0.50 m son berma-cuneta. Adicionalmente se incorpora
en el costado izquierdo una cicloruta de 2.40 m y un andén de 1.60 m. En la siguiente
figura se ilustra este caso:
SECCIÓN TÍPICAINICIO PROYECTO
2%
3,65
CARRIL
1,80
CARRIL
3,65
2%
CL1,80
BERMABERMA
0.00%0.00%
PE
TO
NA
L
CIC
LO
VIA 4,00
1.51 TERRENO
Figura No. 4 Sección Típica Tramo Inicial. Se incorpora un andén con cicloruta
en el costado izquierdo.
Sección Típica vía en Puente: En los puentes se tiene el mismo concepto que para la vía en
superficie, es decir una vía bidireccional con carriles de 3.65m. La siguiente figura ilustra la
sección:
SECCIÓN TÍPICAEN PUENTE
2%
3,65
CARRIL
1,80
CARRIL
3,65
2%
CL1,80
BERMABERMA
New jersey New jersey
Figura No. 5 Sección Típica Puentes Vía bidireccional.
Sección Típica vía en Túnel: En los túneles cortos, la sección presenta un (1) carril
de ascenso y un (1) carril de descenso, cada uno de 3.65m. y bermas de 0.50 m.
SECCIÓN TÍPICAEN TUNEL CON SOLERA
(±0.00)
8.300
6%
1.250
0.200
0.0100.2
00.20
0.0100.200
+0,318(±0.00)
1.250
5.000
+5,000
+2,800
0.080 0.2000.010
6%
2% +0,478
12.077
11.365
CL
Figura No. 6 Sección Típica Túneles Cortos.
En los túneles largos la sección típica presenta una vía bidireccional con carriles de 3.65 m.
y bermas de 0.50 m. Para este túnel se incorpora además un túnel de escape. En la siguiente
figura se muestra esta sección:
SECCION TIPICA TUNELES LARGOS
P%(±0.00)
(±5.00)
0.30 0.302.87
11.79
0.25
0.15
7.07
0.35
0.18
P%
5.00
(±0.00)(+0.23)
(+2.80) 9.70
1.191.00
Canal de drenaje3.853.85 1.21 1.00
Ventilador
Figura No. 7 Sección Típica en Túneles Largos
El tramo del proyecto en la zona de acceso a Mulaló consta de tres calzadas, la interna
cuenta con dos carriles, uno para cada sentido de 3.65m de ancho cada uno y berma a
cada lado de 1.80m, las dos calzadas externas constan de dos carriles cada una, la calzada
izquierda corresponde a la salida de Mulaló y la derecha al acceso. En el costado izquierdo
se desarrolla la ciclovía y vía peatonal. A continuación se presenta la sección descrita:
2%
3,65
CARRIL
1,80
CARRIL
3,65
2%
CL1,80
BERMABERMA
ANCHO VARIABLE
ZONA VERDE
7,00
1.51
7,00
ACCESO MULALÓ
SALIDA MULALÓ
1.51
0.00%0.00%
PE
TO
NA
L
CIC
LO
VÍA
ANCHO VARIABLE
ZONA VERDE
SECCIÓN TÍPICA ENTRADA A MULALÓ
Figura No. 8 Sección Típica en cercanías a la vía de acceso a Mulaló
El paso por inmediaciones del corregimiento de Pavas consta de cuatro calzadas, las dos
externas (una por sentido) corresponden a vías de servicio de 7.0m de ancho y dos
carriles, las calzadas internas cuentan cada una con dos carriles de 3.65m, bermas
externas de 1.80m, bermas internas de 0.50m, finalmente, se cuenta con dos calzadas
peatonales y de ciclovía localizadas en los costados externos de las vías de servicio, a
continuación se presenta la sección descrita:
0.00%0.00%
PE
TO
NA
L
CIC
LO
VIA
1.51
0.00% 0.00%
PE
TO
NA
L
CIC
LO
VIA
1.51
VIA DE SERVICIO
7,00
1,80 3,65 3,650,50
2,000,50
3,65 3,65 1,80
7,00 4,004,00
TALUDZONA VERDE
BERMA EXTERNA CARRIL CARRIL BERMAINTERNA
BERMAINTERNA
SEPARADOR
CARRIL CARRIL BERMA EXTERNA
TALUDZONA VERDE
VIA DE SERVICIOANDEN ANDEN
ANCHO VARIABLE ANCHO VARIABLE
SECCIÓN TÍPICA PASO POR PAVAS
TERRENO TERRENO
CLCL
BA
RR
ER
A A
NT
IRU
IDO
BA
RR
ER
A A
NT
IRU
IDO
Figura No. 9 Sección Típica en inmediaciones del corregimiento de Pavas
El proyecto se localiza en la Cordillera Occidental Andina, entre las poblaciones de Mulaló
y Loboguerrero, y tiene una longitud aproximada de 31,8 km. De acuerdo a la geología y
topografía del corredor, para efectos de su estudio geológico-geotécnico, este se ha
dividido en cinco sectores comprendidos entre dichas poblaciones. La descripción de cada
sector de oriente a occidente es la siguiente:
Un sector inicial que corre casi paralelo al valle del Río Mulaló por la ladera izquierda,
hasta el borde occidental de la serranía denominada Cresta de Gallo. Al inicio del sector y
en un corto trayecto, se presenta un bajo porcentaje de rocas sedimentarias calcáreas de
la formación Vijes (Tv), que dan lugar a laderas moderadas. La mayoría del sector está
conformado por rocas de la Formación Volcánica (Kv), basalto y diabasa, ligeramente
meteorizados, con una morfología de pendientes moderadas a altas. A través de la
serranía de Cresta de Gallo, que sobresale en la topografía, se propone excavar un túnel
de 3230m, de lado a lado. El corredor está cruzado, por fallas normales pertenecientes al
sistema de Cali-Patía.
Un segundo sector comprende desde las faldas occidentales de la serranía de Cresta de
Gallo hasta el corregimiento de Pavas, donde el alineamiento corre paralelo al Río Pavas.
El sector está conformado por depósitos fluviolacustres y suelos residuales asociados a la
alteración de diabasa y lava basáltica, que dan lugar a una morfología suave, semi-plana y
plana. El río Pavas vierte sus aguas hacia al noroeste en la cuenca del Río Bitaco, que allí
tiene un rumbo al norte. El corredor está cruzado por las fallas de la Cumbre-Aguas Claras
y Pavas-Quebrada Seca.
Un tercer sector forma parte de la ladera derecha en cuenca del Río Bitaco, con dirección
al norte, conformado por diabasa y lava basáltica, ligeramente meteorizadas, con una
morfología de laderas y lomas altas y localmente agrestes, las cuales están parcialmente
cubiertas por suelos residuales y algunos coluviones. El corredor se encuentra bajo el
campo de deformación tectónica de la falla de Bitaco.
Un cuarto sector se desarrolla sobre lomas altas a escarpadas generadas por diabasa y
lava basáltica, entre el Río Bitaco y el río Dágua. A lo largo de este sector, por su
topografía agreste, se contempla la construcción de un túnel que alcanza los 5.390 metros
de longitud, que entra por la ladera izquierda baja del río Bitaco y sale por la ladera
derecha del río Dagua. El corredor se inicia cerca de las fallas del río Bitaco y Frutillo, y en
el otro extremo, hacia el final, en la cuenca del río Dágua, está cruzado por las fallas del
Piñal, que hacen parte del sistema de fallas de Dágua-Calima
Y, finalmente, un quinto sector, a lo largo de la ladera oriental del río Dágua, que
transcurre por rocas volcánicas básicas (Kv), y, hacia el final del alineamiento, por rocas
sedimentarias fracturadas de la Formación Espinal (Ke), donde además ocurren varios
depósitos colgados de coluviones y algunos aluviones antiguos, en un sector de lomas
bajas. El corredor se encuentra bajo la influencia de las fallas del Piñal y es cortado por
una de las fallas del sistema de Dágua-Calima.
Estos macizos rocosos han sido afectados por tectónica regional; sus rocas presentan
niveles fallados y fracturados y localmente meteorizados, que forman bloques alargados
limitados por lineamientos tectónicos regionales de dirección preferencial N a NNE y
NNW a W, los cuales pueden incidir sobre la construcción; estabilidad, desarrollo,
durabilidad y costo de la vía que se propone.
Figura No. 1 Perfil esquemático estructural de la cordillera occidental entre el cañón del Río Dagua y el Valle del Cauca.
En las lomas y topografías altas se presentan rocas duras de origen volcánico. En las
laderas de pendiente moderada y suave, se presentan por lo general unidades geológicas
de
rocas meteorizadas, localmente transformadas en saprolito y parcialmente cubiertas por coluvión, y suelo residual.
Se presenta a continuación los planos geológicos del proyecto.
Figura No. 2 Geología del corredor actual
Figura No. 3 y Figura No. 4 Geología del corredor actual (Continuación)
Figura No. 5 Convenciones planos geológicos
3 INFORMACIÓN EXISTENTE
Para el desarrollo del presente estudio, se tuvo en cuenta la información contenida en:
INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS, “Manual de diseño de pavimentos asfálticos en vías
con medios y altos volúmenes de tránsito”
AASHTO. “Guide for Design of pavement structures”. 1993
HOLTZ, Robert, KOVACS, William. An Intoduction to Geotechnical Engeineering.
1981
HUANG, Yang. “Pavement Análisis and Design”, 1993
4 TRABAJOS DE CAMPO
Con el fin de determinar las características del subsuelo se llevaron a cabo los trabajos de
campo y ensayos de laboratorio que se describen a continuación:
4.1 TRABAJOS DE CAMPO
Dentro de los trabajos de campo hasta la fecha se han realizado 42 apiques con
separación de 500m y profundidad de 1.50m, localizados de la siguiente manera:
1 K0+200 15 K11+950 29 K19+5702 K0+700 16 K12+450 30 K20+0203 K1+200 17 K12+950 31 K20+5304 K1+700 18 K13+450 32 K21+1205 K2+070 19 K13+950 33 K21+6406 K2+970 20 K14+450 34 K22+2607 K3+900 21 K14+980 35 K22+8808 K4+600 22' K16+000 36 K23+4809 K5+150 22 K15+500 37 K29+390
10 K6+080 23 K16+350 38 K29+76011 K6+700 24 K17+280 39 K30+10012 K10+350 26 K18+510 40 K30+39013 K10+950 27 K18+800 41 K30+84014 K11+450 28 K19+000 42 K31+340
APIQUE No.
AbscisaAPIQUE
No.AbscisaAbscisa
APIQUE No.
Cuadro No. 2 Localización de los apiques
En cada investigación se elaboró el perfil estratigráfico determinando los espesores de las
diferentes capas encontradas y registrando el nivel freático si se llegase a encontrar.
Los registros de campo se presentan en el Anexo 1
4.2 ENSAYOS DE LABORATORIO
En cada apique y sondeo se recuperaron muestras representativas de las diferentes capas
encontradas y sobre dichas muestras se realizaron ensayos de laboratorio que consistieron
en:
Contenido de humedad natural
Análisis granulométrico por tamizado
Límites de consistencia (líquido y plástico).
CBR inalterado en condición de humedad natural
CBR inalterado en condición de saturación
El detalle de los resultados de los ensayos de laboratorio se presenta en el Anexo 2
5 CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS
De los resultados obtenidos tanto en campo como en laboratorio, se presenta a continuación
una descripción de las condiciones del subsuelo encontradas a lo largo del proyecto
5.1 PERFIL ESTRATIGRÁFICO
Se presenta superficialmente en los dos primeros apiques una capa de relleno compuesto
por fragmentos de roca que no aparece en los demás. la subrasante natural está compuesta
principalmente en los tramos 2 a 8 y 12 a 20 por una capa granular y en los tramos 1, 9 a 11
y 21 por una capa arcillo limosa y limo arcillosa.
La descripción de cada una de las capas encontradas es la siguiente:
Capa granular
Compuesta principalmente por grava limosa café y amarilla, de humedad baja, se presenta
en espesores hasta el final del apique. Sus características son las siguientes:
Clasificación predominante: GM
Humedad natural: 5 – 23%
Porcentaje que pasa tamiz No 200: 6 – 45%
Límite Liquido: NL – 63%
Índice de plasticidad: NP – 35%
Capa limo arcillosa
Corresponde a arcilla limosa y limo arcilloso de plasticidad media a alta y humedad media
a baja. Las características geotécnicas se pueden resumir de la siguiente manera:
Clasificación predominante: CL, ML, MH y CH
Humedad natural: 17 – 97%
Porcentaje que pasa tamiz No 200: 53 – 100%
Límite Liquido: 33 – 94%
Índice de plasticidad: 10 – 45%
CBR en condiciones de humedad natural: 1.20 – 4.40%
CBR en condiciones de saturación: 0.90 – 2.90%
El tramo comprendido entre el portal de salida del túnel Cresta de Gallo y el K19+000, la
subrasante predominante corresponde a suelos limo arcillosos de humedad media,
plasticidad alta y consistencia media.
Analizando sus parámetros se observa que en general son suelos con un límite líquido
superior al 60% y un índice de plasticidad inferior al 35%, con lo cual se puede considerar
que se trata de un material con un potencial expansivo considerable.
De acuerdo con lo anterior es necesario para este tramo tener en cuenta las siguientes
recomendaciones:
Las aguas de escorrentía que recoja la vía deberán ser llevadas por cunetas, a las
obras de hidráulicas tipo alcantarillas.
Se debe garantizar que los descoles de las alcantarillas deberán llegar hasta los
drenajes naturales
En caso de taludes de corte deberá colocarse, debajo de la cuneta un filtro
longitudinal que recoja las aguas subsuperficiales y las lleve hasta la alcantarilla
más cercana.
No se deben sembrar especies arbustivas cercanas a la vía.
El resumen de las condiciones encontradas en las investigaciones se puede observar en los
perfiles estratigráficos y en el cuadro resumen que se presenta a continuación:
Figura No. 10 Perfil Estratigráfico
0.00
A1
RL
0.40
1.50
CH
0.00
A2
RC
0.70
1.50
CL
0.00
A3
ML
1.50
A40.00
CH
1.50
0.00
A5
SC
1.50
0.00
A6
GM
1.50
FRAGMENTOS DE ROCA RL
ARCILLA LIMOSA
LIMO ARCILLOSO
CL/CH
ML/MH
0.00
A7
GM
1.50
0.00
A8
GM
1.50
0.00
A9
GM
1.50
0.00
A10
GP-GM
1.50
0.00
GM
1.50
A110.00
A12
ML
1.50
CV0.30
GRAVA LIMOSA GM
ARENA ARCILLOSA SC
0.00
A13
CV0.40
1.50
MH
0.00
A16
MH
1.50
0.00
A17
MH
0.20
1.50
CV0.00
A18
CV0.20
0.60
1.50
MH
MH
0.00
A19
MH
1.50
0.00
A20
MH
0.30
1.50
CV0.00
A21
MH
0.30
1.50
CV
K0+200 K0+700 K1+200 K1+700 K2+070 K2+970 K3+900 K4+600 K5+150 K6+080
K10+350K6+700 K10+950 K12+450 K12+950 K13+450 K13+950 K14+450 K14+980A22
0.00
CV0.30
1.50
MH
K15+500
Figura No. 11 Perfil Estratigráfico (Continuación)
A22'0.00
MH
0.25
1.50
CV
A230.00
CV0.20
1.50
MH
A240.00
MH
0.80
1.50
MH
A260.00
CV0.30
1.50
MH
A270.00
MH
1.50
A280.00
MH
1.50
A290.00
GM
1.50
A300.00
GM
1.50
A310.00
GC
1.50
A320.00
GC
1.50
A330.00
GC
1.50
A340.00
GC
1.50
A350.00
GM
1.50
A360.00
GM
1.50
A370.00
GC
0.80
1.50
GC
A380.00
GC
0.90
1.50
GC
A390.00
GC
0.90
1.50
GC
A400.00
GC
1.50
A410.00
GM
0.80
1.50
GM
A420.00
RL0.50
1.50
CL
K16+000 K16+350 K17+280 K18+510 K18+800 K19+000 K19+570 K20+020 K20+530 K21+120
K21+640 K22+260 K22+880 K23+480 K29+390 K29+760 K30+100 K30+390 K30+840 K31+340
FRAGMENTOS DE ROCA RL
ARCILLA LIMOSA
LIMO ARCILLOSO
CL/CHML/MH
GRAVA LIMOSA GMARENA ARCILLOSA SC
Cuadro No. 3 Resumen ensayos de laboratorio
No.PROFUN.
(m)No. 4 No. 10 No. 40 No.200 LL(%) LP(%) IP(%) GRUPO IG
1 K0+200 1 0.50-1.50 99 98 90 74 54 27 27 CH A-7-6 21 24.72 K0+700 1 0.80-1.10 93 91 85 69 41 21 19 CL A-7-6 12 18.73 K1+200 1 0.40-0.70 88 79 70 54 49 30 19 ML A-7-6 8 16.94 K1+700 1 0.80-1.10 96 94 90 72 69 32 38 CH A-7-5 29 20.45 K2+070 1 0.60-0.90 91 82 69 48 38 23 16 SC A-6 4 20.66 K2+970 1 0.60-0.80 69 65 58 45 36 25 10 GM A-4 2 11.57 K3+900 1 0.50-0.80 63 59 52 45 47 31 15 GM A-7-5 4 17.88 K4+600 1 0.40-0.80 28 23 18 13 46 31 15 GM A-2-7 0 7.99 K5+150 1 0.60-0.90 42 32 21 15 50 33 17 GM A-2-7 0 13.2
10 K6+080 1 0.50-0.80 30 19 10 6 33 27 6 GP-GM A-1-a 0 6.411 K6+700 1 0.70-1.00 64 57 50 41 NL NP NP GM A-4 3 10.312 K10+350 1 0.50-0.80 100 96 93 91 85 51 34 MH A-7-5 42 53.813 K10+950 1 0.60-0.90 100 96 93 85 53 32 MH A-7-5 42 62.216 K12+450 1 0.60-0.90 100 95 89 88 50 38 MH A-7-5 44 38.217 K12+950 1 0.70-1.00 100 100 97 93 90 56 34 MH A-7-5 45 40.2
1 0.20-0.60 100 92 51 41 MH A-7-5 57 74.82 0.80-1.10 100 98 96 94 49 45 MH A-7-5 57 97.1
19 K13+950 1 0.60-0.90 100 89 61 37 24 MH A-7-5 26 64.620 K14+450 1 0.70-1.00 100 95 82 59 24 MH A-7-5 36 53.121 K14+980 1 0.80-1.10 100 96 88 60 28 MH A-7-5 42 52.722 K15+500 1 0.30-1.50 100 98 96 92 77 43 34 MH A-7-5 40 42.722' K16+000 1 0.30-1.50 100 98 95 92 73 42 31 MH A-7-5 37 40.6
MUESTRA Abscisa
APIQUE No.
GRANULOMETRIA% PASA TAMIZ
PLASTICIDADCLASIFICACION
Wn (%)AASHTOUSC
18 K13+450
Cuadro No. 4 Resumen ensayos de laboratorio (Continuación)
No.PROFUN.
(m)No. 4 No. 10 No. 40 No.200 LL(%) LP(%) IP(%) GRUPO IG
23 K16+350 1 0,30-1,50 95 91 88 85 65 40 25 MH A-7-5 27 35.41 0.00-0.80 100 98 95 94 70 44 26 MH A-7-5 34 44.62 0.80-1.50 100 98 93 85 76 44 33 MH A-7-5 35 64.6
26 K18+510 1 0.30-1.50 84 80 76 72 64 42 22 MH A-7-5 19 33.027 K18+800 1 0.00-1.50 100 97 94 89 59 37 22 MH A-7-5 25 32.828 K19+000 1 0.00-1.50 100 97 93 85 57 38 19 MH A-7-5 20 33.629 K19+570 1 0.50-1.50 36 28 21 16 53 30 23 GM A-2-7 0 23.230 K20+020 1 0.50-1.50 37 29 22 17 53 30 23 GM A-2-7 0 20.831 K20+530 1 0.50-1.50 48 35 26 21 54 28 26 GC A-2-7 0 20.832 K21+120 1 0.50-1.50 47 31 20 20 53 27 26 GC A-2-7 0 19.633 K21+640 1 0.50-1.50 41 30 22 16 63 28 35 GC A-2-7 0 22.334 K22+260 1 0.50-1.50 45 31 21 16 54 28 26 GC A-2-7 0 20.235 K22+880 1 0.50-1.50 46 32 21 16 49 31 19 GM A-2-7 0 16.836 K23+480 1 0.50-1.50 40 29 20 15 53 31 22 GM A-2-7 0 18.8
1 0.00-0.80 46 38 28 20 55 22 33 GC A-2-7 0 13.92 0.80-1.50 46 37 27 18 56 23 33 GC A-2-7 0 16.61 0.00-0.80 52 40 30 20 56 25 32 GC A-2-7 0 17.22 0.80-1.50 44 36 26 18 58 24 34 GC A-2-7 0 15.91 0.00-0.80 47 37 27 20 56 27 29 GC A-2-7 0 14.82 0.80-1.50 47 37 27 20 55 25 30 GC A-2-7 0 15.3
40 K30+390 1 0.50-1.50 46 37 30 22 53 24 28 GC A-2-7 0 14.81 0.00-0.80 38 29 20 14 38 25 13 GM A-2-6 0 6.22 0.80-1.50 34 25 17 12 38 24 14 GM A-2-6 0 5.4
42 K31+340 1 0.50-1.50 99 95 78 53 33 23 10 CL A-4 3 19.5
K30+840
24
37
38
39
41
K29+760
K30+100
K17+280
K29+390
MUESTRA Abscisa
APIQUE No.
GRANULOMETRIA% PASA TAMIZ
PLASTICIDADCLASIFICACION
Wn (%)AASHTOUSC
5.2 CAPACIDAD DE SOPORTE
Con el fin de establecer la capacidad de soporte de la subrasante se empleará el ensayo de
CBR inalterado se han efectuado 12 ensayos en condiciones de humedad natural y de
saturación. Los resultados obtenidos son los siguientes:
Cuadro No. 5 Resultados ensayos de CBR inalterado
Para el ensayo de CBR en condiciones de saturación los valores obtenidos varían entre
0.9% y 2.9%, para el mismo ensayo en condición de humedad natural los resultados varían
entre 1.2% y 4.4%, y no se presenta una gran variabilidad entre los datos de cada tramo.
Para el diseño se emplearán los valores promedio de cada tramo.
Wn (%) SUM
1 1 K0+200 2.4 1.82 2 K0+700 2.7 1.83 3 K1+200 2.3 1.64 4 K1+700 1.9 1.45 5 K2+070 2.8 2.16 12 K10+350 1.7 1.27 13 K10+950 2.3 1.58 16 K12+450 2.5 2.09 17 K12+950 2.4 2.1
10 18 K13+450 1.2 0.911 19 K13+950 2.1 1.212 21 K14+980 2.4 1.8
13 22 K15+500 3.7 2.9
14 22' K16+000 3.5 2.4
15 23 K16+350 4.4 2.7
16 24 K17+280 2.4 1.9
17 26 K18+510 3.4 2.618 27 K18+800 2.4 1.819 28 K19+000 2.4 1.820 42 K31+340 2.2 1.4
CBR
INALTERADOAbscisaCBR No.APIQUE
No.
A continuación se presentan los valores de CBR de diseño empleados para los diferentes
tramos.
Tramo No.
AbscisaEstructur
aCBR (%)
Inicial Final
1 K0+000 K2+045 - 2.12 K2+045 K2+710 Túnel 1 203 K2+710 K2+905 - 104 K2+905 K3+690 Túnel 2 205 K3+690 K5+370 - 106 K5+370 K5+645 Túnel 3 207 K5+645 K6+650 - 108 K6+650 K9+880 Túnel 4 209 K9+880 K16+640 - 2.210 K16+640 K17+912 Túnel 5 2011 K17+912 K19+280 - 2.312 K19+280 K19+438 Túnel 6 2013 K19+438 K20+175 - 1014 K20+175 K20+486 Túnel 7 2015 K20+486 K20+596 - 1016 K20+596 K20+931 Túnel 8 2017 K20+931 K23+730 - 1018 K23+730 K29+120 Túnel 9 2019 K29+120 K31+821 - 1.8
Cuadro No. 6 Valores de CBR de diseño
Para la Intersección Panorama, localizada en el K0+000, se empleará el valor del CBR del
sector 1.
6 ESTUDIO DE TRÁNSITO
Para la determinación del tránsito se tuvo en cuenta la información presentada en el
Estudio de Tránsito, Capacidad y Niveles de Servicio realizado por el Consorcio para este
proyecto.
Por tratarse de una nueva vía, para el proyecto en estudio, los volúmenes de Tránsito
Futuro (TF), se derivan a partir de Tránsito Atraído (TAt) y del Incremento del Tránsito (IT)
esperado al final del período o año meta seleccionado para el diseño.
El Tránsito Atraído (TAt) depende de la capacidad y de los volúmenes de las vías
existentes. Los usuarios no cambian ni su origen, ni su destino, ni su modo de viaje, pero
eligen otra vía motivados por una mejora de tiempo de viaje, distancia, comodidad o
seguridad.
Por su parte, el Incremento del Tránsito (IT) es el tránsito que se espera use la nueva vía en
un año futuro seleccionado como de diseño. Este incremento es debido al Crecimiento
Normal del Tránsito (CNT), más el Tránsito Generado.
El Crecimiento Normal del Tránsito (CNT) es el incremento normal en el uso de los
vehículos, y el Tránsito Generado (TG) esta conformado por aquellos viajes que se
realizarán una vez se construya este nuevo proyecto vial.
Los valores para las variables se definen así:
El Tránsito Atraído (TAt) se estima a partir de los resultados obtenidos en la encuesta de
origen- destino realizada.
El Crecimiento Normal del Tránsito (CNT) se define a partir de las series históricas de
crecimiento de flujo vehicular para la región captadas a través de los aforos anuales que
adelanta el INVIAS. Complementariamente, se incorpora en este análisis también el
crecimiento de la población, del Producto Interno Bruto y de las expectativas de
crecimiento de la actividad portuaria de Buenaventura, como se verá posteriormente.
El Tránsito Generado (TG), se establece como un porcentaje de los flujos existentes y
atraídos.
A partir de estas variables de crecimiento, se define una tasa de crecimiento del 4,72% para
el escenario optimista y del 1,41% para el escenario pesimista y se establece para este
proyecto una tasa de crecimiento del tránsito a utilizar del 3,00%.
La composición del tránsito encontrada fue la siguiente:
TipoComposición Número de
vehicular vehículos
Autos 48.94% 9,490,209
Buses 7.42% 1,439,085
Buses 0.97% 188,291
Buseta 6.45% 1,250,793
Camiones 43.64% 8,462,620
C2P 5.34% 1,034,676
C2G 4.72% 914,759
C3 1.40% 271,854
C4 5.36% 1,040,327
C5 8.76% 1,698,928
>C5 18.06% 3,502,077
Cuadro No. 7 Composición vehicular
Con estos valores y empleando los factores de daño recomendados en el Manual del
INVIAS se calculó el número de ejes equivalentes.
En el siguiente cuadro se presentan los factores de daño empleados:
Vehículos comerciales Factor de daño
Bus 1.00
Buseta 0,50
Vehículos comerciales Factor de daño
C2-G 3,44
C2-P 1,14
C3 3,76
C4 6,73
C5 4,40
>C5 4,72
Cuadro No. 8 Factores de daño
Para un periodo de diseño de 10 años el número de ejes equivalentes será:
N = 7.79 * 106
Para el diseño en pavimento rígido, se empleará la metodología de la PCA. Por este motivo,
se tendrá en cuenta la carga por eje de cada vehículo comercial de acuerdo con el siguiente
cuadro:
Con base en lo anterior, el número de repeticiones será el siguiente:
Tipo de ejeCarga por eje
(KN)Repeticiones
Simple
40 1142735
60 3287955
80 1757044
90 457380
Tándem230 3449967
200 656091
Trídem 285 875519
Cuadro No. 9 Numero de repeticiones de carga por eje
7 FUENTES DE MATERIALES
Al inicio del proyecto en un corto trayecto, se presenta un bajo porcentaje de rocas
sedimentarias calcáreas de la formación Vijes (Tv). Posteriormente el ambiente geológico
está conformado por rocas de la Formación Volcánica (Kv), basalto y diabasa, ligeramente
meteorizados, con una morfología de pendientes moderadas a altas hasta el túnel de
Cresta de Gallo. Desde esta zona hasta la Población de Pavas, donde el alineamiento corre
paralelo al Río Pavas. El sector está conformado por depósitos fluviolacustres y suelos
residuales asociados a la alteración de diabasa y lava basáltica, que dan lugar a una
morfología suave, semi-plana y plana. Posteriormente se presenta nuevamente una
geología de diabasa y lava basáltica, ligeramente meteorizadas, con una morfología de
laderas y lomas altas y localmente agrestes, las cuales están parcialmente cubiertas por
suelos residuales y algunos coluviones. En general esta condición se mantiene hasta el
final del proyecto.
De acuerdo con lo anterior, alrededor del 65% del proyecto se desarrolla sobre rocas
ígneas tipo diabasa y basalto que se caracterizan por ser unos materiales de excelente
calidad, con alta resistencia al desgaste, al impacto y al pulimiento, poseen baja absorción
y una excelente adherencia con los materiales bituminosos.
7.1 Canteras existentes o que han sido explotadas
Con relativa cercanía al proyecto de han identificado varias canteras que han sido
utilizadas en la pavimentación de muchas carreteras en el Valle del Cauca entre las cuales
se destacan: Canteras de Cachibí, Cantera Dapa, Triturados Cucalón y Cantera Pubenza.
Las características de estas canteras, son las siguientes:
Cantera No
Nombre Localización tipo de
materialEnsayos Utilización
1 CachibíAl norte de Cali a 15.4 Km del
K0Roca
diabásicaDesgaste: 18.3%
Subbase, Base granular, concreto asfáltico y concreto
hidráulico
2 DapaPor la vía que de Cali conduce
a Dapa, a 13.6 Km del K0Roca
diabásicaDesgaste: 15.8%
Subbase, Base granular, concreto asfáltico y concreto
hidráulico
3Triturados
CucalónEn cercanías de Yumbo, a 8.7
Km del KORoca
diabásicaDesgaste: 13.4% y
solidez 4.7%
Subbase, Base granular, concreto asfáltico y concreto
hidráulico
4 PubenzaPor la vía que de Yumbo
Conduce a la Cumbre. A 10.7 Km del K0
Roca diabásica
Desgaste: 15.4% y solidez 2.0%%
Subbase, Base granular, concreto asfáltico y concreto
hidráulico
Información tomada de: INESCO LTDA, “Estudio de suelos para el diseño de pavimentos y fuentes de materiales, Carretera Yumbo – Loboguerrero, Sector San Marcos – Pavas” – Departamento del Valle, Plan Vial, Enero de 1982
Cuadro No. 10 Canteras que han sido explotadas, cercanas al proyecto
Estos materiales presentan características similares a los que se van a tener a lo largo del
proyecto, con excepción del alto de Pavas entre el portal de salida del túnel Cresta Gallo y
el inicio del descenso al río Bitaco, tramo en el cual la formación rocosa sigue siendo roca
basáltica pero el espesor de suelo residual y saprolito es considerable.
7.2 Posibles Canteras para el proyecto
De acuerdo con lo descrito anteriormente y teniendo en cuenta que la formación rocosa del
la zona (Roca Diabásica), se encuentra superficialmente alterada y con la profundidad
mejora sus propiedades geomecánicas, se recomienda utilizar el material proveniente de la
excavación de los túneles Loboguerrero y Cresta de Gallo como insumo para la fabricación
de mezclas asfálticas, bases granular, subbase granular y concretos hidráulicos. La siguiente
imagen muestra la ubicación de los túneles
8 DISEÑO DE PAVIMENTO
La vía en estudio se divide en 21 tramos, de los cuales 10 se desarrollan a través de túneles,
se ha establecido que estos últimos se diseñarán con pavimento de tipo rígido y los
restantes en pavimento de tipo flexible, esto se resume a continuación:
Tramo No.
Abscisa Estructura
Tipo de paviment
oInicial Final
1 K0+000 K2+045 - Flexible2 K2+045 K2+710 Túnel 1 Rígido
Túnel
Loboguerrero
Túnel de Cresta
de Gallo
3 K2+710 K2+905 - Flexible4 K2+905 K3+690 Túnel 2 Rígido5 K3+690 K5+370 - Flexible6 K5+370 K5+645 Túnel 3 Rígido7 K5+645 K6+650 - Flexible8 K6+650 K9+880 Túnel 4 Rígido9 K9+880 K16+640 - Flexible10 K16+640 K17+912 Túnel 5 Rígido11 K17+912 K19+280 - Flexible12 K19+280 K19+438 Túnel 6 Rígido13 K19+438 K20+175 - Flexible14 K20+175 K20+486 Túnel 7 Rígido15 K20+486 K20+596 - Flexible16 K20+596 K20+931 Túnel 8 Rígido17 K20+931 K23+730 - Flexible18 K23+730 K29+120 Túnel 9 Rígido19 K29+120 K31+821 - Flexible
Cuadro No. 11 Tipo de pavimento para cada tramo
8.1 TRAMOS EN PAVIMENTO FLEXIBLE
Se empleará inicialmente para el diseño el manual desarrollado por el Instituto Nacional
de Vías, que se basa en la metodología AASHTO teniendo en cuenta las condiciones
prevalecientes en Colombia.
El método también considera los siguientes parámetros y valores:
Error nominal (So): 0.44
Desviación estándar normal (Zr): Correspondiente a una confiabilidad del 90%
Índice de servicio inicial (Po): 4.2
Índice de servicio final (Pf): 2.0
El diseño de la estructura depende además de los siguientes factores:
Periodo de diseño
Periodo durante el cual está previsto, con alto grado de confiabilidad, que no se requerirá
ningún mantenimiento estructural. Para este caso se empleará un periodo de diseño de
10años.
Tránsito
Representado por el número de ejes equivalentes de 8.2 toneladas que utilizarán la vía en
el carril de diseño durante un período determinado de tiempo. Según lo descrito en el
estudio de tránsito, la categoría a la que pertenece el número de ejes equivalentes
obtenido es la T5, que corresponde a un tránsito entre 6.0*106 y 10*106.
Regiones climáticas
En el Volumen VII, Estudio de Hidrológía, Hidráulica y Socavación se llevaron a cabo los
análisis a varias estaciones pluvimétricas. Las siguientes son las estaciones analizadas a
partir de datos consistentes de precipitación. Se relacionan igualmente los períodos
analizados:
Estación Latitud Longitud Periodo
Lobo Guerrero-Pp 03º45´N 76º40´ W 01/72-12/08
Queremal -Pp 03º32´ N 76º42´ W 01/69/12/08
Providencia-Pp 03º38´ N 76º43´ W 01/75/12/08
La Cumbre-Pp 03º39´ N 76º33´ W 12/75/12/08
Agua Clara-Pp 03º41´ N 76º40´ W 12/78/12/08
Cuadro No. 12 Estaciones pluviométricas analizadas
La zona del proyecto se encuentra localizada en la Cuenca del Río Blanco, afluente del
Dagua, corriente que desemboca en la bahía de Buenaventura. Esta corriente es la más
importante de la zona y nace aproximadamente a 2200 m sobre el nivel del mar. Está
sujeta a precipitaciones fuertes que se intensifican considerablemente de oriente a
occidente. En la zona de Lobo Guerrero, los inviernos son mucho más fuertes al final del
año, y en especial entre octubre y diciembre mientras que, en La Cumbre está muy bien
definido un comportamiento bimodal con una mayor incidencia de lluvias entre mayo y
junio pudiéndose concluir que la intensidad de lluvias es mayor al occidente del proyecto
El patrón de lluvias, similar al de todo el territorio colombiano, sigue entonces un
comportamiento bimodal , presentándose las épocas de estiaje principalmente en enero
y febrero, aunque existen también registros de precipitación cero en el mes de marzo. La
precipitación media mensual llega a 111 mm en la estación Queremal, 103 mm. en la
estación la Cumbre, 83 mm en la estación Agua Clara y 70.4 mm en la estación Lobo
Guerrero.
El corregimiento de Mulaló se ubica en un área correspondiente al piso térmico cálido,
con una temperatura media de 28°C.
En la zona media del Proyecto, en el Municipio de la Cumbre, a 1581 msnm, la
temperatura media anual varía entre 19.4º C y 20.1º C y las máximas para efectos de los
diseños de pavimentos están en el rango entre 27.1º C y 28.5º C . las mínimas entre 12.7º
C y 13.8º C). En la zona sur, en el municipio de Dagua, por ser de menor altitud (880 mts)
las temperaturas medias reportadas en Dagua son de 25ºC. En la localidad de
Loboguerrero a 702 mt snm y en Dagua , a 828 mt snm las temperaturas medias superan
los 25ºC.
Con base en lo anterior, la región climática que corresponde al tramo vial es de tipo Cálido
seco y cálido semihumedo, R3.
Resistencia de diseño de la subrasante
La resistencia de la subrasante se agrupa en cinco categorías, de acuerdo con el intervalo
de CBR o módulo de resiliencia obtenido.
Para valores de CBR menores a 3.0%, el método establece que este tipo de suelos
requieren tratamiento especial de estabilización o reemplazo parcial, con el fin de lograr
valores mayores de resistencia. En este caso se hará un reemplazo de 20cm con material
granular tipo recebo, cuya especificación se incluye más adelante
De acuerdo con lo anterior, para efectos de diseño se emplearán las cartas de diseño en
las cuales la resistencia de la subrasante pertenece a la categoría S1.
Materiales que componen la estructura del pavimento
El coeficiente de capa para cada material será:
Tipo de material Código Coeficiente de capa (ai)
Concreto asfáltico tipo MDC-2 MDC 0.30
Concreto asfáltico tipo MDC-1 MDC 0.30
Capa granular tipo base granular BG 0.14
Capa granular tipo subbase SBG 0.12
Cuadro No. 13 Coeficientes de capa de diseño con método Invias
Los valores de coeficientes de drenaje dependen de los niveles de precipitación. Para las
condiciones del proyecto, los coeficientes de drenaje serán:
Tipo de material Coeficiente de drenaje (mi)
Concreto asfáltico tipo MDC-2 -
Concreto asfáltico tipo MDC-1 -
Base estabilizada con cemento 1.0
Capa granular tipo base granular 1.0
Capa granular tipo subbase 1.0
Cuadro No. 14 Coeficientes de drenaje de diseño con método Invias
El pavimento diseñado contará con una capa asfáltica apoyada sobre base, subbase
granular y recebo.
De acuerdo con los parámetros descritos anteriormente la estructura dada por la carta de
diseño para la región R3, la temperatura de 20°C a 30°, precipitación <2000mm/año,
categoría de transito T5 y suelo tipo S1 la estructura recomendada es la siguiente:
Concreto asfáltico MDC-2: 0.15m
Base granular BG-2: 0.30m
Subbase granular SBG-1: 0.45m
Mejoramiento de la subrasante: 0.20m
Puesto que las cartas de diseño del manual se basan en intervalos de valores de los
diferentes parámetros, se obtiene como resultado una estructura diseñada para las
condiciones más desfavorables de cada intervalo por parámetro, es decir, el diseño dado
en las cartas está para la condición más desfavorable de tránsito, región climática y
resistencia de la subrasante, esto produce estructuras superiores a las que se necesitarían
diseñando directamente con la metodología AASHTO y utilizando los parámetros reales.
A continuación se presenta el diseño del pavimento empleando la metodología desarrollada
por la AASTHO, que después de muchos años de investigación, ha integrado varios
factores o variables entre las cuales se encuentran:
8.1.1 Tránsito
Representado por el número de ejes equivalentes de 8.2 toneladas que utilizarán la vía en el
carril de diseño durante un período determinado de tiempo.
8.1.2 Confiabilidad
Se refiere al nivel de probabilidad que tiene una estructura de pavimento diseñada para
durar a través del período de análisis, tomando en cuenta las posibles variaciones del tráfico
previstas así como las del modelo de comportamiento AASHTO, proporcionando un nivel
de confiabilidad R que asegure que las secciones del pavimento duren el período para el
cual fueron diseñadas. De acuerdo con el tipo de vía, el valor adoptado de confiabilidad es
del 90% con el cual el valor de Desviación Normal Zr será de –1.282
8.1.3 Índice de servicio
Es la habilidad específica de una sección de pavimento para servir al tráfico. Para efectos
del diseño se utiliza el valor de PSI que se define como:
PSI = Po - Pf
siendo
Po: Índice de serviciabilidad inicial=4.2
Pf: Índice de serviciabilidad final=2.2
8.1.4 Caracterización de los materiales de las capas de pavimento
Las diferentes capas que conforman la estructura del pavimento están caracterizadas por
el “Coeficiente de Capa” que corresponde a una medida de la habilidad relativa de una
unidad de espesor de un material dado para funcionar como componente estructural del
pavimento.
El coeficiente de capa para cada material será:
Tipo de material Coeficiente de capa (ai)
Concreto asfáltico 0.30
Capa granular tipo base granular 0.14
Capa granular tipo subbase 0.12
Cuadro No. 15 Coeficientes de capa de diseño con método AASHTO
8.1.5 Coeficiente de drenaje
Por las condiciones topográficas del terreno y las características de los materiales que se
van a utilizar en las capas, se emplearán los siguientes coeficientes de drenaje:
Tipo de material Coeficiente de drenaje (mi)
Concreto asfáltico -
Capa granular tipo base granular 1.0
Capa granular tipo subbase 1.0
Cuadro No. 16 Coeficientes de drenaje de diseño con método AASHTO
8.1.6 Módulo de la subrasante
De acuerdo con lo descrito anteriormente los valores de CBR y los módulos de la
subrasante de diseño serán:
ESBR = 1500*CBR (psi),
Para cada tramo de diseño será:
Tramo No.
AbscisaCBR (%) ESBR
Inicial Final
1 K0+000 K2+045 2.1 31503 K2+710 K2+905 10 150005 K3+690 K5+370 10 150007 K5+645 K6+650 10 150009 K9+880 K16+640 2.2 330011 K17+912 K19+280 2.3 345013 K19+438 K20+175 10 1500015 K20+486 K20+596 10 1500017 K20+931 K23+730 10 1500019 K29+120 K31+821 1.8 2700
Cuadro No. 17 Módulos de la subrasante de diseño
Para la Intersección Panorama, localizada en el K0+000, se empleará el valor del CBR del
sector 1.
8.1.7 Número estructural (Sn)
El número estructural requerido para el período de diseño se obtiene con base en la
siguiente ecuación:
Log(N) = ZR*So+9.36*log(SNr+1)-0.20+(PSI/(4.2-1.5)/(0.4+1094/(SNr+1)5.19)
+2.32*log(ESBR)-8.07
en la cual,
N: Número de ejes equivalentes
ZR: Desviación normal que depende del nivel de confiabilidad R=-1.282
So: Desviación estándar total=0.45
SN: Número estructural requerido (“)
PSI: Po - Pf
ESBR = Módulo de resiliencia de la subrasante
8.2 RESULTADOS OBTENIDOS
Con base en la metodología descrita y con los parámetros de diseño definidos, se
obtuvieron los siguientes resultados de diseño:
Tramo NoAbscisa
Espesor (cm)
Capa Asfáltica Base Granular
Subbase GranularInicial Final Rodadura Base
1 K0+000 K2+045 7 12 34 40
3 K2+710 K2+905 5 10 17 20
5 K3+690 K5+370 5 10 17 20
7 K5+645 K6+650 5 10 17 20
9 K9+880 K16+640 7 12 34 39
11 K17+912 K19+280 7 12 34 37
13 K19+438 K20+175 5 10 17 20
15 K20+486 K20+596 5 10 17 20
17 K20+931 K23+730 5 10 17 20
19 K29+120 K31+821 7 12 36 44
Cuadro No. 18 Espesores de tramos en pavimento flexible método AASHTO
Para la Intersección Panorama, localizada en el K0+000, la estructura obtenida corresponde
la del tramo No 1.
8.3 VERIFICACIÓN DEL DISEÑO
Con el fin de verificar la estructura recomendada se empleará, el método desarrollado por
Shell, este un método de tipo racional planteado por Shell en 1978, incluyendo el adendo de
1984, el cual incorpora factores de confiabilidad con relación a las deformaciones por
compresión en la subrasante.
Este método considera la estructura del pavimento como un sistema multicapa linealmente
elástico, bajo la acción de las cargas de tránsito, en el cual los materiales se encuentran
caracterizados por su módulo de elasticidad y su relación de poisson ().
Los parámetros empleados para el presente diseño fueron los siguientes:
Tránsito.
Expresado de términos de ejes equivalentes de 8.2 T
Temperatura promedio anual del aire (W-MAAT).
Empleando la metodología Shell se determinó que la temperatura promedio anual del aire
(W-MAAT) es de 28°
Asfalto
Se podrá emplear un asfalto tipo 60-70, producido por Barranca con un punto de
ablandamiento de entre 42°C y 52°C
El módulo de la capa asfáltica.
Además de la temperatura promedio anual del aire y el tipo de asfalto, el módulo de la
carpeta se determinó teniendo los siguientes parámetros:
Volumen del bitumen en la mezcla: 11%
Volumen del agregado: 84%
Nivel de confiabilidad
Para la determinación de los espesores se adoptaron los siguientes niveles de confiabilidad:
Parámetro Nivel de confiabilidad
Módulo de la capa granular 50.0%
Deformación unitaria admisible en la subrasante 85.0%
Cuadro No. 19 Niveles de confiabilidad empleados
Los resultados obtenidos en la verificación del diseño son los siguientes:
Tramo No
Abscisa Espesor (cm)
Inicial FinalCapa
AsfálticaBase
Granular
Subbase
Granular
1 K0+000 K2+045 19 34 40
3 K2+710 K2+905 8 17 20
5 K3+690 K5+370 8 17 20
7 K5+645 K6+650 8 17 20
9 K9+880 K16+640 19 34 39
11 K17+912 K19+280 19 34 37
13 K19+438 K20+175 8 17 20
15 K20+486 K20+596 8 17 20
17 K20+931 K23+730 8 17 20
19 K29+120 K31+821 20 36 44
Cuadro No. 20 Espesores de pavimento obtenidos en la verificación
Con excepción del tramo 19, los valores obtenidos son menores que los conseguidos con la
metodología de diseño, por lo cual se recomienda emplear las estructuras establecidas
mediante el método AASHTO y para el tramo 19 la estructura obtenida en la verificación,
de acuerdo con esto, las estructuras recomendadas son las siguientes:
Tramo NoAbscisa
Espesor (cm)Capa Asfáltica Base
GranularSubbase GranularInicial Final Rodadura Base
1 K0+000 K2+045 7 12 34 40
3 K2+710 K2+905 5 10 17 20
5 K3+690 K5+370 5 10 17 20
7 K5+645 K6+650 5 10 17 20
9 K9+880 K16+640 7 12 34 39
11 K17+912 K19+280 7 12 34 37
13 K19+438 K20+175 5 10 17 20
15 K20+486 K20+596 5 10 17 20
17 K20+931 K23+730 5 10 17 20
19 K29+120 K31+821 7 13 36 44
Cuadro No. 21 Espesores de pavimento recomendados
8.4 TRAMOS EN PAVIMENTO RÍGIDO
Se empleará la metodología de diseño presentada por el Instituto Nacional de Vías en el
“Manual de Diseño de Pavimentos de Concreto para vías con bajos, medios y altos que se
basa tanto en la metodología propuesta por la AASHTO como en la desarrollada por la
PCA.
Las variables de diseño tenidas en cuenta en el manual son las siguientes:
Período de diseño
El manual considera un período de diseño de 20 años para todos los análisis estructurales
Tránsito
Representado por el número de ejes equivalentes de 8.2 toneladas que utilizarán la vía en
el carril de diseño durante un período determinado de tiempo. Según lo descrito en el
estudio de tránsito, la categoría a la que pertenece el número de ejes equivalentes
obtenido es la T3, que corresponde a un tránsito entre 5.0*106 y 9*106, según la
metodología para pavimento rígido.
Resistencia de diseño de la subrasante
El CBR de diseño corresponde a 20%, este valor se encuentra dentro del rango dado por el
tipo de suelo S4.
Transferencia y confinamiento
Se trata de un pavimento donde se emplearán dovelas para garantizar la transferencia de las
cargas, se contará con transferencia y confinamiento tipo D y No B.
Soporte
El soporte de las losas de concreto estará conformado por material de tipo base granular
BG que en el manual se define de 15cm de espesor.
Concreto
El concreto a emplear tendrá módulo de rotura a la flexión de MR=4.5MPa, con el cual se
define un módulo de tipo MR4.
Para los parámetros establecidos: tránsito T3, resistencia del suelo S4, transferencia y
confinamiento D y No B, soporte tipo BG y módulo de rotura MR4, la carta de diseño del
manual plantea la siguiente estructura:
Concreto hidráulico MR 4.5MPa: 26cm
Base granular tipo BG-1: 15cm
Al igual que en el caso del pavimento flexible, las cartas de diseño del manual se basan en
intervalos de valores de los diferentes parámetros, se obtiene como resultado una
estructura diseñada para las condiciones más desfavorables de cada intervalo por
parámetro, es decir, el diseño dado en las cartas está para la condición más desfavorable
de tránsito y resistencia de la subrasante, esto produce estructuras superiores a las que
se necesitarían diseñando directamente con la metodología de la PCA y utilizando los
parámetros reales.
A continuación se presenta el diseño del pavimento empleando la metodología establecida
por la Portland Cement Association – PCA la cual tiene en cuenta las consideraciones
analíticas obtenidas por Westergaard, Pickcett y Ray, los trabajos con elementos finitos
desarrollados por Tayabi y Colley y los resultados y el funcionamiento observados en
pruebas experimentales de la AASHTO y modelos a escala como el ensayo de Arlington.
El método tiene en cuenta el grado de transferencia de carga entre losas y el efecto
generado por la construcción de bermas ligadas al pavimento, las cuales reducen los
esfuerzos de flexión y las deflexiones producidas por las cargas de los vehículos.
Se tienen en cuenta dos (2) criterios de diseño:
1. Fatiga, con el cual se garantiza que los esfuerzos del pavimento producidos por la acción
repetida de las cargas se encuentren dentro de límites de seguridad y prevenir que se
presente la fatiga por agrietamiento.
2. Erosión, para limitar el efecto de deflexión en los bordes de las losas, juntas y esquinas y
con ello controlar la erosión del suelo de fundación y de los materiales de las bermas. Este
criterio es necesario pues fallas como el bombeo, el desnivel de losas y el deterioro de
bermas son independientes de la fatiga.
Una vez se ha seleccionado el tipo de pavimento a construir, la subbase sobre la cual se
apoyarán las losas, el tipo de transferencia de carga entre losas y la presencia o no de
bermas se deben tener en cuenta los siguientes factores, para acometer el diseño definitivo
de pavimentos con la metodología de la PCA:
Resistencia de la subrasante
Para el valor de CBR 20.0% se obtiene un k de la subrasante de 70MPa/m y un
Kcombinado de 104MPa/m
Resistencia del concreto a la flexión
Se realizarán diseños para losa de concreto con resistencia a flexión, medida por ensayos
de módulo de rotura a los 28 días de 4.5MPa para las losas y de 1.5MPa para el concreto
de subbase.
Período de diseño
El periodo de diseño será de 20 años.
Factor de seguridad de carga
El método de diseño exige que las cargas reales esperadas se multipliquen por un factor
de seguridad de carga (FSC), en este caso se empleará un FSC=1.2
8.5 RESULTADOS OBTENIDOS
En las memorias de cálculo se incluye el detalle de la determinación de los espesores de
cada capa
La estructura obtenida para los tramos 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 y 20 es la siguiente:
Concreto hidráulico MR 4.5MPa: 20cm
Concreto MR 1.5MPa: 10cm
Subbase granular tipo: 30cm
8.6 MODULACIÓN DE LOSAS
A continuación se presentan los criterios y especificaciones que se emplearán para la
construcción las losas del pavimento de concreto hidráulico.
Los elementos que se presentan en la modulación son:
Juntas longitudinales
Juntas transversales
Juntas de expansión
Refuerzo de losas
8.6.1 Aspectos Generales
Las losas deben cumplir con los siguientes requisitos generales:
Notas
1. El ancho de la placa (a) será la mitad de la calzada C/2. cuando se tengan 2 carriles
o 1/3 de la calzada cuando se tengan 3 carriles
2. La relación de esbeltez (L/a) deberá estar entre 1.0 – 1.4
3. Las juntas transversales serán de contracción aserradas con pasajuntas (tipo 1)
4. Donde se termine la fundida del día se construirá una junta transversal de
construcción (tipo 3). Esta junta deberá coincidir siempre con una junta
transversal de contracción.
5. La junta longitudinal será de construcción con pasajuntas (tipo 2)
6. Se emplearán juntas de expansión tipo 4A (con dovelas) cuando se presenten
cambios importantes en la dirección de la vía.
7. Para el caso de pozos de inspección o cajas se empleará la junta de expansión tipo
4B
8. La modulación de las losas deberá ajustarse a la presencia de obras hidráulicas
como pozos de inspección y cajas de tal manera que la junta transversal coincida
con dichas estructuras, manteniendo la relación de esbeltez.
9. La longitud total de las barras pasajuntas será de 35cm, el diámetro de las barras
será de 1” (2.54cm) y la separación entre centros será de 30cm.
10. La barra de amarre para la junta longitudinal de construcción será de 90cm de
longitud y ½” de diámetro de acero de 420Mpa. Se colocarán 3 por losa
8.6.2 Corte y sellado de junta de contracción transversal con pasajuntas (Tipo 1)
Este elemento se conformará de la siguiente manera:
El detalle de construcción de la junta es:
La relación ancho/profundidad del sellador de silicón deberá ser como mínimo 1:1 y como
máximo 2:1
La ranura inicial de 3mm para debilitar la sección deberá ser hecha en el momento
oportuno para evitar el agrietamiento de la losa, la pérdida de agregados en la junta, o el
desportillamiento. El corte adicional para formar el depósito de la junta deberá
efectuarse cuando menos 72 horas después del vaciado.
8.6.3 Corte y sellado de junta longitudinal de construcción con pasajuntas (Tipo 2)
La junta se elaborará de la siguiente forma:
D: Espesor de la losa
Detalle de construcción de la junta:
La relación ancho/profundidad del sellador de silicón deberá ser como mínimo 1:1 y como
máximo 2:1
8.6.4 Corte y sellado de junta transversal de construcción con pasajuntas (Tipo 3)
La estructura se conformará de la siguiente manera:
D: Espesor de la losa
La relación ancho/profundidad del sellador de silicón deberá ser como mínimo 1:1 y como
máximo 2:1
8.6.5 Corte y sellado de junta transversal de construcción con pasajuntas (Tipo 3)
Las canastas se armarán de la siguiente forma:
Vista en planta
Cortes
8.6.6 Junta de Expansión (Tipo 4)
Juntas de expansión con dovelas (Tipo 4A)
Junta de expansión sin dovelas (Tipo 4B)
Detalle de la junta:
Cuando se tenga la losa conformada, se procederá a retirar el icopor de la parte superior y
se construirá la estructura de sello.
8.6.7 Modulación en Intersecciones y Losas Reforzadas
Las losas requieren de refuerzo si cuentan con las siguientes características:
- Longitud de la losa (mayor dimensión en planta) es superior a 24 veces el
espesor de la misma.
- Losas con relación largo/ancho mayor que 1.4
- Losas de forma irregular (no rectangular)
- Losas con aberturas en su interior para acomodar elementos como pozos de
alcantarillado o sumideros.
- Losas en las cuales no coinciden las juntas con las losas adyacentes.
8.7 DISEÑO DE ANDENES Y CICLO-RUTA
Para la construcción de los andenes, se recomienda emplear la siguiente estructura:
Adoquín: 6cm
Arena: 4cm
Subbase granular: 25cm
Dependiendo del diseño arquitectónico, el adoquín se podrá cambiar por loseta, caso en el
cual se cambia la arena por 4cm de mortero.
Para la ciclo-ruta la estructura recomendada es la siguiente:
Rodadura asfáltica: 5cm
Base granular: 20cm
Subbase granular: 20cm
8.8 ESPECIFICACIONES
Se debe tener en cuenta que de acuerdo con la clasificación dada por las Especificaciones
Generales para la Construcción de Carreteras del INVIAS, este proyecto presenta un nivel
de tránsito 3 (NT3).
8.8.1 Concreto asfáltico
La capa de rodadura será una mezcla asfáltica densa y deberá cumplir con todos los
requerimientos establecidos en la Sección 450-07 de las Especificaciones Generales para
Construcción de Carreteras del Instituto Nacional de Vías.
8.8.2 Concreto hidráulico
Las capas de concreto deberán cumplir con todos los requerimientos establecidos en la
Sección 500-07 de las Especificaciones Generales para Construcción de Carreteras del
Instituto Nacional de Vías.
8.8.3 Base Granular
La capa de subbase granular deberá cumplir con todos los requerimientos establecidos en la
Sección 330-07 de las Especificaciones Generales para Construcción de Carreteras del
Instituto Nacional de Vías, para la estructura del pavimento de tráfico vehicular deberá
cumplir con los requisitos dados en la tabla 300.1 para nivel de tránsito NT3 y para la ciclo-
ruta deberá cumplir con los requisitos para nivel de tránsito NT1.
8.8.4 Subbase Granular
La capa de subbase granular deberá cumplir con todos los requerimientos establecidos en la
Sección 320-07 de las Especificaciones Generales para Construcción de Carreteras del
Instituto Nacional de Vías, para la estructura del pavimento de tráfico vehicular deberá
cumplir con los requisitos dados en la tabla 300.1 para nivel de tránsito NT3 y para la ciclo-
ruta deberá cumplir con los requisitos para nivel de tránsito NT1.
9 SECCIONES TRANSVERSALES TÍPICAS
En el Anexo 4, se incluyen los planos con las secciones transversales típicas
10 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
De los análisis llevados a cabo anteriormente se derivan las siguientes conclusiones y
recomendaciones:
La vía proyectada cuenta con una subrasante compuesta por limo arcilloso y arcilla
entre el K0+000 y el K2+070, K9+840 y el K16+685 y el K28+880 y el K31+300.
En los restante tramos la subrasante es de tipo grava limo arcillosa.
Es muy posible que en algunas áreas la subrasante sea roca, caso en el cual se
deberá profundizar quince centímetros por debajo de las cotas de subrasante. Las
áreas sobre-excavadas se deben rellenar y conformar con material seleccionado
proveniente de las excavaciones o con material de subbase granular.
De acuerdo con las características de la subrasante y el tráfico esperado en el
periodo de diseño, la estructura del pavimento recomendada es la siguiente:
Tramo No.
AbscisaEspesores Pavimento Flexible (cm) Espesores Pavimento Rígido (cm)
Capa asfálticaBase
GranularSubbase Granular
Losa Concreto Hidráulico
MR 4.5 MPa
Subbase Concreto Pobre
MR 1.5MPa
Subbase GranularInicial Final Rodadura
Base asfáltica
1 K0+000 K2+045 7 12 34 40 - - -2 K2+045 K2+710 - - - - 20 10 303 K2+710 K2+905 5 10 17 20 - - -4 K2+905 K3+690 - - - - 20 10 305 K3+690 K5+370 5 10 17 20 - - -6 K5+370 K5+645 - - - - 20 10 307 K5+645 K6+650 5 10 17 20 - - -8 K6+650 K9+880 - - - - 20 10 309 K9+880 K16+640 7 12 34 39 - - -10 K16+640 K17+912 - - - - 20 10 3011 K17+912 K19+280 7 12 34 37 - - -12 K19+280 K19+438 - - - - 20 10 3013 K19+438 K20+175 5 10 17 20 - - -14 K20+175 K20+486 - - - - 20 10 3015 K20+486 K20+596 5 10 17 20 - - -16 K20+596 K20+931 - - - - 20 10 3017 K20+931 K23+730 5 10 17 20 - - -18 K23+730 K29+120 - - - - 20 10 3019 K29+120 K31+821 7 13 36 44 - - -
Cuadro No. 22 Resumen de estructuras de pavimento recomendadas
Para la construcción de los andenes, se recomienda emplear la siguiente estructura:
Adoquín: 6cm
Arena: 4cm
Subbase granular: 25cm
Dependiendo del diseño arquitectónico, el adoquín se podrá cambiar por loseta, caso
en el cual se cambia la arena por 4cm de mortero.
Para la ciclo-ruta la estructura recomendada es la siguiente:
Rodadura asfáltica: 5cm
Base granular: 20cm
Subbase granular: 20cm
Todos los materiales deberán cumplir con las Especificaciones Generales para
Construcción de Carreteras del Instituto Nacional de Vías.
En el Anexo 5, se presentan los planos con la modulación de las losas de los túneles
ANEXO 1
REGISTROS DE LOS APIQUES
ANEXO 2
DETALLE DE ENSAYOS DE LABORATORIO
ANEXO 3
MEMORIAS DE CÁLCULO
ANEXO 4
SECCIONES TRANSVERSALES TÍPICAS
(VER CARTILLA DE PLANOS)
ANEXO 5
PLANOS CON MODULACIÓN DE LOSAS
(VER CARTILLA DE PLANOS)