KO+450 KO+650 KO+700 KO+810 v-@) r= r=: Z (m) ~0 l' · A tres núcleos recuperados de las losas de concreto de las calzadas del costado occidental se le realizaron ensayos de resistencia

BA-4K1+210

2567.630.00 ~t¡\

~\V0.40 !f~®el ~ 2

~1.15 ~

BA-1 BN-9 BA-2 BN-8 .KO+450 KO+650 KO+700 KO+810

2566.05 2565.96 Z (m) N2566.24

Z (m) ~28Z (m) N0.00 v-@) 0.00 r= 0.00 r=: qu 0.00 qu

0.05 ~'@ ~0 ;.:@

~

0.28 ~ 0.24 l' @· . :2 0.42·. 0.50 48· . ~® faCl · .

@0.70 39~@

· . el @SM..

~· .

~0.90 429.2 SC

~1.05 40 1.05

1.15 15/6"1.20 .. 1.201.40 · . oCon escombros ~

1.30 9@ Presencia SM-SC @ 1.60 24 1%

raíces .. ® PresenciaCl ~ ®1.85 · . raíces ~

1.80 178.7

210 ~

BA-3 BN-6 BN-7KO+945 K1+050 K1+100

2566.61Z (m)

2566.89Z (m) N 2567.05 Z (m) N0.00 r=: qu 0.00 r-@ 0.00 ~@

o.xo ~ 0 0.25 ~'"~

@ 0.600.40 :: @

~ ®0.35 ~

31

el ~s · . @(a) 0.65 28· .

GM ~ @ 1.100.90 ..

1.00 388.8~

..1.15 ~ 27 SM · .

~ 1.40 :: @(b) 1.20 10

® Pr;sencia 111 ~::1.60 1.60 46ro Ices 1.70 7..@(b)

1.80SM ....

2.10 .. ® 2.10 27 Cl ~ ®Cl2.35 % ~ 2.20 14

2.45 ~(b): Sub-rasante

NOTA: (a): Granular del Pavimento-Sondeos BN en las calzadas existentes-Sondeos BA en terreno natural

(b): Sub-rasante

Z Cm) qu

1.00 95.7

o®

Con escombros

Presenciaraíces

CONVENCIONES

1.40"=" v Profundidad del nivel de agua en la

perforación, m.

Z (m) Profundidad media ensayos de resistenciaqu y N.

Arcilla habana, gris o café, contenido variable dearena fina, con manchas de óxido. Plasticidadmedia y baja.

Arena arcillosa o limo arcillosa café o habana.

@ losa de concreto

Arena fina limosa gris o habana. Finos no plásticoso de muy baja plasticidad.

Capa asfáltica.N GOlpes/pie en el ensayo de penetración

estandar, EPE

11 CONTRATOIDU - 119 DE 2005 ESTUDIOSY DISEÑOS DELA TRONCAL CARACASENTRE

LA ESTACIONMOLINOS y El PORTAL DE USME

SECTOR QUEBRADACHIGUAZA (KO+440) - K1+300COSTADOOCCIDENTALPERFIL DE SUELOS

Capa vegetal con limo-arcilloso o arenoso café.

qu Resistencia no drenada. Ensayo decompresión incofinada, kN/m2

@ Grava arenosa en matriz limo-arcillosa amarilla.

INSTITUTO DE DESARROLlO URBANO

Alcaldía MayorBo,oU D.C.

TECNOCONSULTA LTDAINGENIEROS CONSULTORES

TC-1853-107-V-01FIGURA NR 11-4FEBRERO 2007

A tres núcleos recuperados de las losas de concreto de las calzadas delcostado occidental se le realizaron ensayos de resistencia a compresión yde absorción, cuyos resultados se relacionan a continuación:

SONDEO ABSCISA CALZADA- f'c MR,a¡ AbsorciónCARRIL iMP<!l iMP~l (%)

BN-9 KO+650 N-S/Externo 49.8 4.47 0.23BN-8 KO+81O S-N/Externo 50.9 4.51 0.40BN-7 K1+100 S-N/Externo 44.8 4.23 0.23

Calzada = Sentido del FluJoVehicular(a) Mr =( 2x fC)1/2

Los resultados determinan que la mezcla de concreto de las losastiene módulo de rotura aproximado de 4,8 MPa y la absorción defineque la mezcla quedó adecuadamente vibrada.

2.3 C8R y Módulo Resiliente de Diseño de la Subrasante

En el cuadro N° 11-3 se relacionan los ensayos de CSR en muestrainalterada de la subrasante, en condición natural y sumergida y los ensayosde CSR con el Penetrómetro Dinámico de Cono para los dos costadosincluyendo la evaluación del CSR representativo de la subrasante, el cualse seleccionó empleando el Método del Instituto del Asfalto para el percentildel 87.5% de los datos.

CUADRO N'II.:IESTUDIOS Y DISEÑOS DE LA TRONCAL CARACAS ENTRE LA ESTACiÓN MOLINOS Y EL PORTAL DE USME.

EVALUACiÓN DEL CBR REPRESENTATIVO DE LA SUBRASANTE.SECTOR 11. QUEBRADA CHIGUAZA (KO+420) • Kl+300

MUESTRAS INALTERADAS

1. EVALUACiÓN CBR REPRESENTATIVO DE LA SUBRASANTE.

1,1 SONDEOS CALZADA TRANSMILENIO COSTADO ORIENTAL

SONDEO PASA TAMIZ CLAS CBR INALTERADO EXPANSiÓN CBR'IIo p.D.aPROF (m) LL'IIo LP% IP% l wn'llo ld SIN SUMERGIR SUMERGIDONo. 200'110 USCS gr/an' gr/cm' 2,5 5 25 5

LINEAL '110 PROF (m) CBR'IIo

STM-l 075-0.95 BO 35 18 17 CL 183 236 1481 14 22 06 12 0,2 0.55-165 2.5STM-2 075-095 83 41 19 22 CL 1814 244 1.458 39 37 16 18 02 040·1 29 41STM-3 O70·0 ro 78 37 17 20 CL 1.722 219 1413 1,9 2.6 1.1 15 03 050·1 40 27STM·4 100·150 (+)90 21 14 7 CL 163 050·150 21STM-5 O71J.Oro 96 33 19 14 CL 1,949 24 1572 26 3 1,9 22 0,3 O2Q.118 33

1,2 SONOEOS CALZADA TRANSITO MIXTO INTERCEPTOR ORIENTAL

SONDEO PASA TAMIZ CLAS CBR INALTERADO EXPANSiÓN CBR'l\ (P.D. aLL'IIo LP'l\ IP% l wn'llo ld SIN SUMERGIR SUMERGIDONo. PROF (m) 200'110 USCS gr/cmO gr/cmO LINEAL '110 PROF (m)

25 5 2,5 5 CBR'l\

SC·l (+)ro 050-1,49 3.8SC·2 070-090 89 31 16 15 CL 1949 192 1635 3,3 3.8 2 21 02 0,70-1,70 3.6SC·3 080-100 +ro 46 23 23 CL 1983 222 1623 3,3 38 2 23 03 060·1 60 34SC·4 075-0.95 44 24 19 5 SM·SC 2001 177 1700 2,9 3,3 19 21 01 060-160 17

TC -1853 -107Estudios y Diseños de la Troncal Caracas desde la EstaciónMolinos hasta el Patio Portal de Usme, Localidad de Usme en Bogotá, D.C.Análisis de Geotecnia y Pavimentos

11-7

1,3 SONDEOS ESPACIO PÚBLICO ORIENTAL

SONDEO PASA TAMIZ CLASCBR INALTERADO

EXPANSiÓN CBR % P.D.PROF(m) LL% lP% IP% 1 wn% ld SIN SUMERGIR SUMERGIDONo. 200 % USCS gr/cm3 gr/cm:l

2,5 5 2,5 5LINEAL % PROF (m)

CBR%

SCD·2 1 10·170 81,3 46 24 22 Cl 1844 32 1397 1,00·1,95 4,9SCD·3 0,40·1.00 927 42 20 22 Cl 1932 233 1567 0,40·140 3,4SCD·4 0.20·0,65 87,8 49 24 25 Cl 1,806 34,1 1,347 0.60·1.51 7.2SCD·4 0,80·1,20 + 90 44 20 24 Cl 1,94 30,6 1,485SCD·5 080·167 65

1,4 COSTADO OCCIDENTAL

SONDEO PASA TAMIZ ClASCBR INALTERADO

EXPANSiÓNCBR % P.D.q

PROF (m) LL% lP% IP% 1 wn% ld SIN SUMERGIR SUMERGIDONo. 200 % USCS gr/cmO gr/cm3

2,5 5 2,5 5LINEAL % PROF (m) CBR%

BA·2 0.30·0.50 +90 46 22 24 Cl 1.822 17.8 1.547 10.1 9.2 4.7 4.8 0.92BA·4 0,50·0.70 +90 38 21 17 el 1,876 22,6 1,53 2,8 3,3 2 2,1 0,52

2, ANÁLISIS DATOS CONJUNTOS

2.1 CBR MUESTRA INALTERADA !2,5mml

al Sin sumergir

Procedimienl0 dellnsliluto del Asfalto. Percentil87 .5%

N' de % de

CBR%Valores ValoresIguales o Iguales omayores Mayores

19 7 1002,6 6 862,8 5 712,9 4 573,3 3 433,9 1 14

CBR%= 2,35%

bl Sumergido

Procedimiento dellnstitulo del Asfallo. Percentil87 ,5%

N'de % de

CBR%Valores ValoresIguales o Iguales omayores Mayores

1,1 7 1001,6 6 861,9 5 712,0 3 43

CBR%= 1,65%

100

90¡z'" 90o,.

70-c

'"o 60'"~ 50-c:::>Q 40

'"w 30'"o..J20~•• 10

__________ .. : ~------------- . _

....~!!~~~...... .. : ;............. . .: : . :_____________ '- J _

, , ,, , ,, , ,- - - - - - - - - - - - -} - - - - - - - - - - - -:~- - - - - - _. - - -:- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - --, , ,, , ,· ,_____________ ,. , -- __ 0-- .. 0_- 0 _

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-------------~------- ---_.¡----_ ..... _._~--------~- - --_. __.. _. __... _._---_._--, ., , ,

••••••• __ • \. , J •• • _, , ,, . ,, , ,-------------:----_.- .... _;-------------:-----------_., , ,, , ,------------- .. ------- -----,-------------..,------------- ------------ -------------, , ,, . ,, , ,

1.5 2,5 3,5C8R%

100

90wa: 80o?;:

70"o'" 60

~ 50:>Q

40eo: 30o~ 20•• 10

------------- ..------------- .. -------------,-------_._--_o,, , , ,, , , ,, , , ,::.:..:.:.:.:.:.:.::;..:,':':':'::==,==~'i¡. ...;,:, : : :

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¡f¡ltt1,6

CBR%

1,8 2,01,2 1,41,0

11-8TC - 1853 - 107Estudios y Diseños de la Troncal Caracas desde la EstaciónMolinos hasta el Patio Portal de Usme, Localidad de Usme en Bogotá, D.C.Análisis de Geotecnia y Pavimentos

4,5

2.2

Procedimiento det InstitUlo del Asfalto. Percentil 87,5%

N'de % deValaresCBR% Valores Iguoles oIguale. o

mayores Mayores

17 13 10021 12 922.5 11 8527 10 77 ,3.3 9 69 ~í34 8 62 1.1

3,6 6 46 1:38 5 3841 4 314.9 3 2365 2 157;2 1 8

CBR %- 2;25%

'.o 1,5 2.0 2,5 3,0 3,5 4.0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7.0

CBR%

Teniendo en cuenta el análisis realizado, se seleccionó como eSRrepresentativo de la subrasante para este sector un valor de 2%.

El módulo resiliente de la subrasante se calculó con la siguiente expresiónpropuesta por la SHELL:

Esr = 100 eSR (%), Kg/cm2

De esta manera el módulo resiliente de diseño de la subrasante para elsector II es:

Esr = 200 Kg/cm2 = 20 MPa

2.4 Inventario de Dañosen el PavimentoRígidoCalzadasOccidentales

La inspección realizada determinó que las losas presentan daños de tipoestructural de fisuras transversales (FT) situadas en el tercio medio o en lamitad de la longitud de las losas, las cuales afectan en mayor proporción alas losas de los carriles internos de cada calzada, y con menor frecuenciafisuras longitudinales (FL), dislocamientos (DI) y desportillamientos (DE) enlas juntas. Como daño superficial se observó el pulimento (PU).

En sectores aislados se presenta el escalonamiento longitudinal de loscarriles interiores, y en estos sitios las losas tienen las fisuras transversales,que en algunos casos se extienden a los carriles externos.

En las dos calzadas los sardineles son monolíticos con las losas. Lasdimensiones de las losas en las dos calzadas son las siguientes:

CALZADA CARRIL LONGITUD (m) ANCHO (m)(Flujo

Vehicular)

Sur-NorteExterno Var 4.80-5,10 3.65,alInterno Var 4:80 3.00

Norte-SurInterno Var 4.80 3.00Externo Var 4.80 3.65,al

(a) Incluye ancho del sardinel = 0,15 m,

11-9TC -1853 -107Estudios y Diseños de la Troncal Caracas desde la EstaciónMolinos hasta el Patio Portal de Usme, Localidad de Usme en Bogotá, D.C,Análisis de Geotecnia y Pavimentos

En la Figura N° 11-5se presenta el esquema de las dimensiones de laslosas existentes.

Con referencia a los inventarios de daños en las losas que ha venidoadelantando cada seis (6) meses el Consorcio Tranvía en el Contrato deMantenimiento Rutinario Preventivo y Correctivo de la Troncal Caracas, seobserva que entre los inventarios realizados en febrero de 2.004 y en enerode 2.007, los daños estructurales en las losas han tenido un ligeroincremento, siendo más notorio el daño superficial de pulimento.

Las fisuras transversales son producidas por una o por combinación de lassiguientes causas: repetición de cargas pesadas, esfuerzos por gradientestérmicos y de humedad y esfuerzos de contracción.

TC - 1853 -107Estudios y Diseños de la Troncal Caracas desde la EstaciónMolinos hasta el Patio Portal de Usme, Localidad de Usme en Bogotá, D.C.Análisis de Geotecnia y Pavimentos

11-10

N SARDINEL MONOLlTICO

CALZADAS-N

15

350

300TACHAS ALTAS

CALZADAN-S

--1-----480

300

PORTALUSME

350SARDINEL MONOLlTICO

15

ANDEN

----4-----480 ----+----480 -----t----

BATALLON DE ARTILLERIAMedidas en cm

,---,.. CONTRATO IDU -119 DE 2005ESTUDIOS Y DISEÑOS DE LATRONCAL CARACAS ENTREF"1 IN;¡¡¡urO DE DESARROLlO UR8ANO LAESTACION MOLINOS y EL PORTAL DE USME LOCALIDAD DE USME~'í- Al"ldl. Moyor I----------=:....:....=-=-:.:....:..::..;..;:..;..;....;..;.;..::...:=-:...:~:...=:....:......::'-'--'-'-:....:.::..;::-=-~~::..:::..::;.;..;;::;.::..:...;;::....::..:::...::..=::....------____i

~\~ Bogotá ac SECTOR 11 QUEBRADA CHIGUAZA(KO+440) - K1+300ESQUEMA DE DIMENSIONES DE LAS LOSAS EN LAS CALZADAS EXISTENTES

TecnoConsulta LTOAINGENIEROS CONSULTORES

TC-1853-107-V-01FIGURA N" 11-5

MARZO,2007

El escalonamiento entre carriles o losas antiguas es producto de unasentamiento diferencial de la plataforma o del suelo de fundación delpavimento.

Si se tiene en cuenta que el fisuramiento de las losas se produjo en edadtemprana después de su construcción, se puede considerar que entre lascausas más probables que han generado los daños son: la repetición decargas pesadas, las losas puestas en servicio en un tiempo muy cortodespués de su construcción y la deficiencia de compactación de losgranulares.

La identificación y localización de los daños en las losas de las doscalzadas pueden ser consultados en el Anexo V.3 del Tomo 11.

3. Investigación Deflectométrica y de Rugosidad Calzadas Existentes

Con el objeto de establecer el módulo de reacción (K) bajo la losa serealizó la investigación deflectométrica con el deflectómetro de impactoFWD KUAB, realizando lecturas en cada uno de los carriles con separaciónaproximada de 50 m.

Adicionalmente se evaluó la rugosidad del pavimento utilizando el equipoROMDAS. Con este sistema se obtiene básicamente una lectura continuade la superficie del pavimento representada en valores IRI (InternacionalRoughness Index), establecidos a intervalos de distanciaspredeterminadas en unidades de metros acumulados (desplazamientosverticales) por kilómetro recorrido (m/Km).

Los resultados de estas investigaciones se relacionan a continuación:

3.1 Módulo de Reacción Bajo la Losa (K).

Calzadacon flujo vehicular sur-norte (oriental)K (MPa/m) KjMPa/ml

ABSCISA Carril Carril ABSCISA Carril Interno Carril ExternoInterno Externo

KO+451 74.8 K1+127 140.8KO+499 51.2 K1+151 108.0KO+549 80.4 K1+176 138.1KO+575 81.2 K1+197 89.0KO+600 82.7 K1+226 112.3KO+624 87.2 K1+247 110.1KO+650 88.1 K1+276 122.3KO+699 66.0 K1+302 113.0KO+724 102.4 K1+326 124.9KO+749 50.9 K1+351 160.1KO+777 77.1 K1+374 129.0KO+798 75.8 K1+400 99.9KO+827 97.9 K1+425 134.2KO+852 91.4 K1+448 125.5KO+878 112.3 K1+476 114.6KO+899 82.2 K1+502 90.9KO+924 88.8 K1+527 115.7KO+949 109.6 K1+553 153.3K1+000 79.3 K1+576 91.0K1+049 77.6 K1+603 75.3K1+077 150.3 K1+652 137.1K1+098 78.0


11-12

I~IS~I:!;:~\ Je\'n~/:;;fJ ~rCí.l~(\

(>.!-;IT' jlr, ~j¡;,:v\',~¡d·icióro

Calzada con flujo vehicular norte-sur (occidental)K (MPa/m) K (MPa/m)

ABSCISA Carril Carril ABSCISA Carril Interno Carril ExternoInterno Externo

KO+450 58.3 K1+074 113.4KO+475 91.9 K1+103 128.6KO+499 167.8 K1+127 48.2KO+523 59.7 K1+151 88.4KO+552 73.3 K1+176 93.7KO+575 94.3 K1+201 110.6KO+600 158.0 K1+226 111.3

.KO+650 50.1 K1+251 140.9KO+674 99.1 K1+276 56.8KO+700 118.8 K1+301 67.6KO+724 97.6 K1+350 86.2KO+754 120.3 K1+373 1.5KO+799 83.8 K1+400 70.2KO+823 86.2 K1+424 9.5KO+852 97.1 K1+452 146.7KO+874 112.1 K1+477 108.0KO+899 70.6 K1+502 75.5KO+924 97.2 K1+523 96.3KO+949 82.9 K1+548 60.3KO+975 76.4 K1+575 125.1KO+999 100.8 K1 +601 84.2K1+024 121.7 K1+626 49.4K1053 93.0 K1+652 69.0

Depurando la serie de datos se calculó para cada carril el móduloequivalente representativo para el percentil del 90% de los datos. Elresumen de este análisis se relaciona a continuación:

Calzada- Carril K Dinámico K estáticoFlujo Vehicular (MPa/m) (MPa/m)

Sur-NorteExterno 76 38Interno 86 43

Norte-Sur Interno 85 42Externo 67 34. ,

(a) K estático = K ütnámlco/z (Gu la AASHTO-1993)

Los valores de K estático se consideran bajos, por lo cual en elanálisis del pavimento rígido se hará referencia al K Dinámico.

La información deflectométrica y los cálculos del módulo de reacciónK pueden ser consultados en el Anexo VI, Tomo 11.

3.2 Rugosidad

a za a con uJove ICU ar sur-no eCarril Externo Carril Interno

ABSCISA IRI Califa- ABSCISA IRI Califa- Descripció(m/Km Descripción (m/Km cación)

Cación ) n

KO+449- 6-42.02- Regular a KO+429+- 6-4 2.08-3_75

Regular aK1+309 3.61 Bueno K1+319 Bueno

Cid fl . h· rt


11-13

a za a con ujo ve ICU ar no e-surCarril Externo Carril Interno

ABSCISA IRICalifa- ABSCISA IRI Califa-

Descripció(m/Km Descripción (m/Km cación) Cación ) n

KO+460-5-3

2.73- Regular aKO+661 3.94 Bueno KO+460- 6-4

2.32- Regular aKO+661-

6-42.08- Regular a K1+302 3.89 Bueno

K1+302 3.57 Bueno

Cid fl . h' rt

Los datos del índice internacional de rugosidad, calificación ydescripción se encuentran en el Anexo VI, Tomo 11.

4. Tránsito

Del estudio de tránsito se extractó el TPD2oo6 en el sentido norte-sur y sur-norte del tramo en estudio.

4.1 Cálculo del Númerode Ejes Simples Equivalentes de 8.2 Ton (Ns.2) enel Carril de Diseño

4.1.1 PavimentoFlexible

El número de ejes simples equivalentes de 8.2 Ton se calculó utilizando losfactores de daño individual de cada tipo de vehículo comercial propuestospor la Universidad del Cauca en 1.996. El factor daño de los busesalimentadores se estableció de acuerdo con el informe preliminar:Determinación del Peso por Eje de los Buses de TransMilenio y BusesAlimentadores de la Universidad de los Andes de Diciembre de 2.004_

4.1.2 PavimentoRígido

El número de ejes simples equivalentes de 8.2 Ton se calculó utilizando losfactores de equivalencia de cada tipo de vehículo comercial contenidos enla guía para diseño de estructuras de pavimentos de la AASHTO-1.993,para un índice de servicio final de (Pt) = 2.5.

4.2 Número de Repeticiones Esperadas de Carga por Eje en el Carril deDíseño(NRE)

Con el tipo de composición de vehículos comerciales se calculó el númerode repeticiones esperadas de carga por eje en el carril de diseño, para elanálisis del pavimento rígido por el método de la PCA-84.

4.3 Número de Ejes Simples Equivalentes de '8.2 Ton en el Carril deDiseño (Ns.2).

La fórmula empleada para el cálculo del Número de ejes simplesequivalentes de 8.2 Toneladas es la siguiente:

N8.2 = 365 X TPD2oo9 x (N100) x (B/100) x F x FCTC -1853 -107Estudios y Diseños de la Troncal Caracas desde la EstaciónMolinos hasta el Patio Portal de Usme, Localidad de Usme en Bogotá, D.C.Análisis de Geotecnia y Pavimentos

11-14

Siendo:

TPD2oo9 = Tránsito promedio diario de vehículos en el año inicial deservicio de la vía (2009).

N100 = Vehículos comerciales (buses + camiones)

8/100 = Factor de direccionalidad = 0.9. De acuerdo con la AASHTOpara calzadas con dos (2) carriles de circulación en el mismosentido.

F =

r =

FC =

n =

Factor de proyección del tránsito = {[(1H)n-1 ]/In (1H)}

Tasa Anual del Crecimiento del Tránsito, valor extractado delestudio de tránsito para cada calzada.

Factor de daño ponderado de los vehículos comerciales

Período de diseño. Los cálculos se hicieron para un periodo dediseño de 20 años (2009-2028).

4.3.1 Pavimento Flexible

En el Cuadro N° 11.4 se presentan los valores del número de ejesequivalentes de 8.2 Ton en el carril de diseño para las calzadas de tránsitomixto.


11-15

CUADRO N° 11-4EJES SIMPLES EQUIVALENTES DE 8.2 TON EN EL CARRIL DE DISEÑO

PAVIMENTO FLEXIBLE

PARAMETRO SECTOR 11Quebrada Chiguaza (KO+4401 -K1+300S-N N-S

TRAFICOFD

AUTOS 8015 6350COLECTIVO 316 435

BUS 1.00 2480 2214ALIMENTADOR 2.89 26 68

C2P 1.14 332 329C2G 3.44 159 266C3 C4 5.25' 103 133C5>C5 4.56 14 26

TPD (2006) 11445 9826r 0.02 0.03

TPD (2009) 12146 10738TPD 120281 18048 19394

PARTICIPACION %AUTOS 70.03 64.67

COLECTIVO 2.76 4.42BUS 21.67 22.53

ALIMENTADOR 0.24 0.69C2P 2.90 3.35C2G 1.39 2.71C3 0.44 0.68C4 0.45 0.68C5 0.06 0.13> C5 0.06 0.13A/100 27.21% 30.90%FC

Ancho Calzada (m) 6.50 6.508/100 0.9 0.9

n 20 20F 24.54 27.27

N (2009-2028) 34'901.416· 44'288.264

En el caso del número de ejes simples equivalentes para el Carril Exclusivode Transmilenio.

N2028 = 2115; r = 2.96% F = 27.16

N8.2 = 365 x 1180 x 0.9 x 27.16 x 16.02 = 168'659.053

El flujo de buses en las troncales de 1180 es el número de buses/díasentido establecidos por el IDU en la comunicación del 11 de mayo de2.005, dirigida a la Doctora Mónica García Gerente del ProyectoTransmilenio-IDU E por el Doctor Raúl H. Roa Buitrago Director dePlaneación de Transporte. Esta comunicación fue recibida de laInterventoría el día 9 de febrero de 2.006.

El factor de daño de los buses articulados corresponde al factor deequivalencia al eje de 8.2 Ton de cada uno de los ejes de los buses,(13.24), multiplicado por el factor de ajuste de 1.21 debido a la presión deinflado de las llantas (p= 8.05 Kg/cm2 = 115 psi).

La tasa anual de incremento de los buses articulados, se seleccionó deacuerdo con el Estudio de Tránsito.

TC - 1853 - 107Estudios y Diseños de la Troncal Caracas desde la EstaciónMolinos hasta el Patio Portal de Usme, Localidad de Usme en Bogotá, D.C.Análisis de Geotecnia y Pavimentos

11-16

4.3.2 PavimentoRígido

En el Cuadro N° 11.5se presentan los valores del número de ejes simplesequivalentes de 8.2 Ton en el carril de diseño para las calzadas de tránsitomixto.

CUADRO N° 11-5EJES SIMPLES EQUIVALENTES DE 8.2 TON EN EL CARRIL DE DISEÑO

PAVIMENTO RIGIDO

PARAMETRO SECTOR 11Quebrada Chiguaza (KO+440) -K1+300S-N N-S

TRAFICOFD

AUTOS 8015 6350COLECTIVO 316 435

BUS 3.79 2480 2214AUMENTADOR 3.79 26 68

C2P 3.63 332 329C2G 3.79 159 266C3C4 8.55 103 133C5>C5 12.00 14 26

TPD (2006) 11445 9826r 0.02 0.03

TPD (2009) 12146 10738TPD (2028) 18048 19394

PARTICIPACION %AUTOS 70.03 64.67

COLECTIVO 2.76 4.42BUS 21.67 22.53

AUMENTADOR 0.24 0.69C2P 2.90 3.35C2G 1.39 2.71C3 0.44 0.68C4 0.45 0.68C5 0.06 0.13>C5 0.06 0.13A/100 27.21% 30.90%FC 4.03 4.315

Ancho Calzada (m) 6.50 6.508/100 0.9 0.9

n 20 20F 24.54 27.27

N (2009-2028) 107'368.468 123'353.219

En el caso del número de ejes simples equivalentes para el carril exclusivode Transmilenio.

N2028 = 2115; r = 2.96% F = 27.16

N8.2 = 365 x 1180 x 0.9 x 27.16 x 17.21 = 181.187.410

La tasa anual de incremento de los buses articulados, se seleccionó deacuerdo con el Estudio de Tránsito.

4.4 Número de Repeticiones Esperadas por Eje en el Carril de Diseño(NRE)

La fórmula empleada para el cálculo del Número de RepeticionesEsperadas por eje en el Carril de Diseño es la siguiente:


11-17

NRE = 365 x n x F x NEO x (FSRC)Siendo:

n = 20 años (2009-2028)F = Factor de proyección de tránsito = [(1+r)20-1]/(20 r) = 1,21f = Factor de distribución por carril: 0.9NEO = Número de ejes diarios por sentido = TPOVC x fFSRC = Factor de Seguridad por Repeticiones de Carga = 1.1

En los Cuadros N° 11.6Y N° 11.7 se presentan las repeticiones para lascalzadas de tránsito mixto y en el cuadro N° 11.8las repeticiones para lascalzadas de Transmilenio.

CUADRO N° 11.6.NÚMERO DE REPETICIONES DE CARGA ESPERADAS POR EJE EN EL CARRIL DE

DISEÑO. CALZADA MIXTA ORIENTAL SUR-NORTE.NDE = 365 x 20 x F x NEO x 1.1 = 9.636 NEO

r = 2% F =1.2 NEO = 0.9 TPDVC

TIPO VEHICULO TPOVCNEO EJES SENCILLOS - kN

TANOEM TRIOEM-kN kN

50 60 75 100 110 125 220 240Buses 2.632 2.369 2.369 2.369Alimentadores 28 25 25 25Buses TransmilenioC2P 352 317 317 317C2G 169 152 152 152C3 54 49 49 49C4 55 50 50 50 50C5 7 6 6 13> C5 7 6 6 6 6Totales 317 2657 2912 117 6

TIPO DE EJE -kN NRESENCILLO

110 28.060.03260 25.602.85250 3.054.612

Tándem220 1.127412

Tridem240 57.816


11-18

CUADRO N° 11.7.NÚMERO DE REPETICIONES DE CARGA ESPERADAS POR EJE EN EL CARRIL DE

DISEÑO. CALZADA MIXTA ORIENTAL NORTE - SUR.NDE = 365 x 20 x F x NEO x 1.1 = 10.439 NEO

r = 3% F =1.3 NEO = 0.9 TPDVC

TIPO VEHICULO TPDVC NED EJES SENCILLOS - kN TANDE TRIDEM-MkN kN

50 60 75 100 110 125 220 240Buses 2.419 2.177 2.177 2.177Alimentadores 74 67 67 67Buses TransmilenioC2P 360 324 324 324C2G 291 262 262 262C3 73 66 66 66C4 73 66 66 66 66C5 14 13 13 25> C5 14 13 13 13 13Totales 324 2662 2895 169 13

TIPO OEEJE -kN NRESENCILLO

110 30.220.90560 27.788.61850 3.382.236

Tándem220 1.764.191

Tridem240 135.707

CUADRO N° 11.8.NÚMERO DE REPETICIONES DE CARGA ESPERADAS POR EJE EN ELCARRIL DE DISEÑO. CALZADA TRANSMILENIO.

CALZADA TRANSMILENIOSENTIDO S-N Y S-N

-

TIPO VEHICULO TPOVC NEO NEO' EJES SENCILLOS - kN TANDEM TRIOEMFSRC kN kN

50 60 75 100 110 125 220 240Buses Transmilenio 1180 1062 1168 1168 2336

Totales O O 1168 O O 2336 O O

NED-f' TPDVC

r = 2.96% F= 1.3

TIPO DE EJE -kN NRESENCILLO

125 22.168.64075 11.084.320


11-19

5 Diseño de Pavimentos

Se analizaron alternativas de pavimento flexible y pavimento rígido para lascalzadas de transmilenio y de tránsito mixto.

En el pavimento flexible se utilizó el método de la ASSHTO-1993 y severificó la estructura así obtenida por el método racional con el programaBISAR 3.0 de la Shell. En el diseño del pavimento rígido se empleó elmétodo de la Pórtland Cement Association (PCA)-1984 y de la AASHTO-1.993.

Los diseños del pavimento se realizaron para la calzada de tránsito mixtocon el mayor número de ejes equivalentes de 8.2 Ton y de repeticionesesperadas de carga por eje.

Las calidades de los materiales que conforman las estructuras delpavimento del proyecto, se seleccionaron con base en la Sección 107-05de las Especificaciones Técnicas consignadas en el documento IDU-ET-2.005, así:

• Para las calzadas con tránsito vehicular, la categoría de tránsito esT5 que corresponde a un número acumulado de ejes equivalentes de80kN superior a 7.5 millones de ejes en el periodo de diseño.

• Para el espacio público y la ciclo-ruta, se seleccionó la categoría detránsito TO, la mínima que contempla el documento del IDU, con unnúmero acumulado de ejes equivalentes de 80kN inferior a 0.2millones de ejes en el periodo de diseño

5.1 Pavimento Flexible

5.1.1 Método de Diseño AASHTO - 1993

Los datos de entrada adoptados para la aplicación del método AASHTO serelacionan a continuación:

A. Variables de diseño

• Periodo de diseño (n) = 20 años (2009 -r- 2028).• Tránsito:

Número de ejes equivalentes de 18 kips en el carril de diseño: (W1S).

CALZADA SENTIDO W18Tránsito Mixto Transmilenio

Oriental Sur-Norte 34.901.416 168.659.053Occidental Norte-Sur 44.288.264 168.659.053

TC -1853 - 107Estudios y Diseños de la Troncal Caracas desde la EstaciónMolinos hasta el Patio Portal de Usme, Localidad de Usme en Bogotá, D.C.Análisis de Geotecnia y Pavimentos

11-20

• Confiabilidad: (R)

• Desviación estándar total: So = 0,45.

• Subrasante:

Módulo resiliente de la subrasante: Mr = 20 MPa = 3000 psi

TC -1853 -107 11-21Estudios y Diseños de la Troncal Caracas desde la EstaciónMolinos hasta el Patio Portal de Usme, Localidad de Usme en Bogotá, D.C.Análisis de Geotecnia y Pavimentos

B. Criterio de comportamiento

• Indice de servicio inicial: Po = 4,2

• Indice de servicio final: Pf= 2,5

• Pérdida de servicio para diseño: LlPSI = 1.7

Con los datos anteriormente descritos el número estructural requeridodel pavimento (SN),

CALZADA SENTIDO SNREQ

Tránsito Mixto TransmilenioOriental Sur-Norte 8.10 9.78

Occidental Norte-Sur 8.33 9.78

C. Selección de los espesores de las capas.

SiendoSN = número estructural requerido.01 02 D3 D4 = espesores de las capas estructurales deconcreto asfáltico, base y sub-base granulares, capa demejoramiento.

= coeficientes estructurales.coeficiente de drenaje.=

D. Propiedades de los materiales.

Módulos resilientes del Concreto Asfáltico (Rodadura y Base), de lasCapas Granulares y de la Capa de Mejoramiento, CoeficientesEstructurales.

El Módulo Resiliente de las Capas Asfálticas de Rodadura y Base seseleccionó de acuerdo con resultados de mezclas asfálticas densasen caliente diseñadas y producidas localmente.

Los Módulos Resilientes de las Capas Granulares se seleccionaroncon las correlaciones entre el CBR y el módulo de cada tipo dematerial consignadas en la Guía de Diseño AASHTO-1993 y en lasEspecificaciones Técnicas IDU-ET 2005.


11-22

Determinados los módulos de las diferentes capas del pavimento seestablecieron los Coeficientes Estructurales de cada una de ellas enconcordancia también con la Guía de Diseño AASHTO-1993.

Calzadas de Tránsito Vehicular

CAPA Mrpsi Kg/cm2 al

Concreto Asfáltico rodadura 486.000 34.000 0,45MD12-M (a)Concreto Asfáltico Base MD20 430.000 30.000 0.42Base Granular (CBR= 100%) 30.000 2.100 0,14Subbase Granular (CBR ~ 60%) 18.000 1.260 0,13Capa de mejoramiento (CBR 11.000 800 0,08~10%) ..(a) Modificada con pohmeros

pavimento spacro U reo y IC o-ruta

CAPA Mrpsi Kg/cm2 ai

Concreto Asfáltico rodadura 350.000 25.000 0,39MD12Subbase Granular (CBR ~ 30%) 15.000 1.050 0,11Capa de mejoramiento (CBR 11.000 800 0,08~10%)

E . Públi C· I

Drenaje de la zona del proyecto: aceptable. Tiempo estimado de retencióndel agua es de una semana. Porcentaje de tiempo que la estructura delpavimento está expuesta a niveles de humedad próximos a la saturación:5-25%. Por tanto, se seleccionan los siguientes coeficientes de drenaje:

CAPA .m,Base granular 1.00Sub-base qranular 0,90Capa de mejoramiento 0,90

Las estructuras del pavimento flexible se relacionan en el siguiente cuadro:

TRANSITO TRANSITOMIXTO MIXTO TRANSMILENIO

CAPA ORIENTAL OCCIDENTAL S-N Y NSS-N N-S

e (mm) e (mm) e (mm)Concreto Asfáltico rodadura MD12-M \~I 65 65 110Mr - 34.000 KQ/cm2

Concreto Asfáltico base MD20 140 150 170Mr = 30.000 KQ/cm2

Base Granular (CBR = 100% del 300 300 300Próctor Modificado (b))

Subbase Granular (CBR = 60%compactada al 95% del Próctor 400 400 400Modificado (b))

Capa de mejoramiento (CBR>10%) 450 450 600

Total . 1355 1365 1580. .(a) Modificada con pohmeros

(b) Después de 4 días de inmersión

TC -1853 -107.Estudios y Diseños de la Troncal Caracas desde la EstaciónMolinos hasta el Patio Portal de Usme, Localidad de Usme en Bogotá, D.C.Análisis de Geotecnia y Pavimentos

11-23

State: BogotáJob Number: Sector II Mixta oriental

Norte-SurAgency:

Company:Molinos-

IDUTECNOCONSULTA LTDA Location: Av. Caracas

Contractor: IDUEngineer: CELSO FORERO FORERO

Portal UsmeBogota DC

============================ Flexible Analysis ==========================Structural NumberDesign E 18'sReliabilityOverall DeviationResilient ModulusInitial ServiceabilityTerminal Serviceablity

8.1034,901,416

95.00 percent0.45

3,000.0 psi4.202.50

Layer Layer Drainage LayerNumber Coefficient Coefficient Thickness a(i)*Cd*t====== a (i) -- ---- Cd --- --- t --- =========

1 0.45 1.00 2.56 1.152 0.42 1.00 5.51 2.313 0.14 1.00 11. 81 1.654 0.13 0.90 15.71 1.845 0.08 0.90 17.72 1.286

Total SN 8.23

State: Bogotá Job Number: Sector 11 Mixta occidentalNorte-Sur

Agency: IDUCompany: TECNOCONSULTA LTDA Location: Av. Caracas Molinos-

Portal UsmeBogota DCContractor: IDU

Engineer: CELSO FORERO FOPERO

============================ Flexible Analysis ==========================Structural NumberDesign E 18'sReliabilityOverall DeviationResilient ModulusInitial ServiceabilityTerminal Serviceablity

8.3344,288,264

95.00 percent0.45

3,000.0 psi4.202.50

Layer Layer Drainage LayerNumber Coefficient Coefficient Thickness a(i)*Cd*t====== a (i) ---- Cd --- --- t --- =========

1 0.45 1.00 2.56 1.152 0.42 1.00 5.90 2.483 0.14 1.00 11.81 1.654 0.13 0.90 15.71 1.845 0.08 0.90 17.72 1.286

=========Total SN 8.40


11-24

============================ Flexible Analysis ==========================Sta te: Bogotá Job Number: Sector II

TransmilenioSur-Norte y Norte-Sur

Agency: IDUCompany: TECNOCONSULTA LTDA Location: Av. Caracas Molinos-

Portal USmeBogota OCContractor: IDU

Engineer: CELSO FORERO FORERO

========================== Flexible Analysis ======================Structural NumberDesign E 18'sReliabilityOverall DeviationResilient ModulusInitial ServiceabilityTerminal Serviceablity

9.78168,659,104

95.00 percent0.45

3,000.0 psi4.202.50

123456

LayerCoefficient

a (i)0.450.420.140.130.08

Drainage LayerCoefficient Thickness a(i)*Cd*t---- Cd --- --- t --- =========

1.00 4.33 1.951.00 6.69 2.811.00 11. 81 1.650.90 15.75 1.840.90 23.62 1.70

LayerNumber

Total SN 9.96

5.1.2 Revisión Método Racional Programa BISAR 3.0

Las estructuras de diseño del pavimento flexible del método AASHTO semodelaron con el programa BISAR 3.0 de la SHELL.

En la modelación de la estructura del pavimento se utilizaron los mismosmódulos resilientes de las diferentes capas estructurales determinados conla Guía de Diseño AASHTO-93. La relación de Poisson seleccionada sedescribe a continuación:

Capa Relación de Poisson (~)Concreto asfáltico de rodadura (MD12-M) 0,30

Concreto asfáltico de base (MD20) 0,30Base granular 0,35

Sub- base granular 0,35Material de mejoramiento 0,40

Subrasante 0,45

Con el programa se obtuvieron los siguientes valores de las solicitacionescríticas:


11-25

BISAR 3.0 - Block Report

TRONCAL CARACAS

System 1: SECTOR 11 CALZADA MIXTA SUR-NORTE-_._--------- .

____ ...- ---------··:-:-c· -_-.__-=_".-_."" =:-c-,-,---·cc-'-'-'-_----'--------'=-=-:..::.·-=----

Structure Loads

ModulusofLayer Thickness Elasticity Poisson's

Number (m) (MPa) Ratio••• ____ .0 •••• ___ •

1 0.065 3.400E+03 0.302 0.140 3.000E+03 0.303 0.300 2.100E+02 0.354 0.400 1.260E+02 0.355 0.450 8.000E+Ol 0.406 2.000E+Ol 0.45

Vertical Horizontal(Shear)Load Load Stress Load Stress Radius

Number (kN) (MPa) (kN) (MPa) (m)---_._- ------------- -_ ...._-----

1 2.000E+Ol 5.774E-01 O.OOOE+OO O.OOOE+OO 1. 050E-012 2.000E+Ol 5.774E-Ol O.OOOE+OO O.OOOE+OO 1.050E-01

X-Coord(m)

Y-Coord(m)

ShearAngle

(Degrees)

O.OOOE+OO 1.575E-01O.OOOE+OO -1.575E-01

O.OOOE+OOO.OOOE+OO

..... __ ...._-_._ ..--_.- - .' ---------- .. .. . .._------- --------_ .

Stresses Strains Displacements; Position Layer X-Coord Y-Coord Depth XX YY ZZ XX yy ZZ UX UY UZ,¡ Number Number (m) (m) (m) (MPa) (MPa) (MPa) ustrain ustrain ustrain (11m) (11m) (11m)¡._ .._- ------------_._-_.-_._. ._------- ... -_._-----_._--- ......._._--¡------ ... -------.- .

1 1 O.OOOE+OO O.OOOE+OO O.OOOE+OO -5.702E-Ol -2.701E-Ol O.OOOE+OO -1. 439E+02 -2.914E+Ol 7.4l5E+Ol: O.OOOE+OO O.OOOE+OO 5.316E+022 2 O.OOOE+OO O.OOOE+OO 2.0S0E-01 4.664E-01 2.934E-Ol -6.l72E-02 ' 1.323E+02 S.733E+01 -9.6SSE+01 : O.OOOE+OO O.OOOE+OO 5.293E+023 5 O.OOOE+OO O.OOOE+OO 1. 355E+00 7.161E-03 7.078E-03 -2. 927E-03 i 6.876E+Ol 6.730E+01 -1. 078E+02 ' O.OOOE+OO O.OOOE+OO 3_6l7E+024 6 O.OOOE+OO O.OOOE+OO 1.355E+00 8.868E-05 6.861E-OS -2. 927E-03 ' 6.876E+01 6.730E+Ol -1.499E+02 ' O.OOOE+OO O.OOOE+OO 3.617E+025 1 O.OOOE+OO -1. 575E+00 O.OOOE+OO -3.018E-02 8.3S1E-03 O. OOOE+OO i -9.612E+00 S.119E+00 1. 926E+00 : O.OOOE+OO 1. 491E+Ol 2.80SE+026 2 O.OOOE+OO -1.S7SE+00 2.0S0E-01 3.384E-03 -1. 623E-02 -1. 760E-04 ; 2.769E+00 -S.732E+00 1.226E+OO, O.OOOE+OO -4.229E+00 2.808E+02,7 5 O.OOOE+OO -1.575E+OO 1.355E+00 2.500E-03 5.434E-04 -1.10SE-03 : 3.405E+01 -1.828E-OI -2.902E+Ol O.OOOE+OO -5.309E+OI 2.65IE+028 6 O.OOOE+OO -1.575E+00 1.35SE+00 -5.182E-OS -S.240E-04 -1.105E-03 ' 3.405E+01 -1. 826E-01 -4.227E+01 O.OOOE+OO -5.309E+01 2.651E+029 3 O.OOOE+OO O.OOOE+OO 5.050E-OI 1. 626E-02 1.450E-02 -2. 255E-02 . 9.086E+OI 7.952E+OI -1. 587E+02 O.OOOE+OO O.OOOE+OO 4.673E+02

10 4 O.OOOE+OO O.OOOE+OO 5.0S0E-OI 4.900E-03 3.842E-03 -2. 255E-02 ' 9.086E+01 7.953E+01 -2.033E+02 O.OOOE+OO O.OOOE+OO 4.673E+0211 4 O.OOOE+OO O.OOOE+OO 9.050E-Ol 8.89IE-03 8.631E-03 -7.504E-03 6.743E+OI 6.46SE+Ol -1. 082E+02 O.OOOE+OO O.OOOE+OO 4.108E+0212 5 O.OOOE+OO O.OOOE+OO 9.050E-Ol 3.88IE-03 3.720E-03 -7.504E-03 6.743E+Ol 6.462E+01 -1. 318E+02 O.OOOE+OO O.OOOE+OO 4.108E+0213 3 O.OOOE+OO -1.575E+00 5.050E-Ol 2.272E-03 -1.307E-03 -6.030E-04 1.400E+OI -9.006E+00 -4.480E+OO O.OOOE+OO -2.l69E+Ol 2.803E+0214 4 O.OOOE+OO -1.575E+00 S.050E-01 1.232E-03 -9.1S3E-04 -6.030E-04 1.400E+01 -9.0l2E+00 -5.666E+00 O.OOOE+OO -2.168E+01 2.803E+0215 4 O.OOOE+OO -1.575E+00 9.0S0E-01 2.692E-03 -2.545E-05 -9.942E-04 2.420E+01 -4.9l9E+00 -1. 530E+01 O.OOOE+OO -3.76SE+01 2.760E+0216 5 O.OOOE+OO -1.575E+00 9.050E-OI 1. 454E-03 -2.096E-04 -9.942E-04 2.420E+OI -4.920E+00 -1. 865E+OI O.OOOE+OO -3.765E+01 2.760E+02

-Ó:

Calculatcd:28-Mar-2007 14:15:00 PrintDate:28-Mar-2007 Page:


TRONCAL CARACASSystem 2: SECTOR 11CALZADA MIXTA NORTE-SUR

Structure Loads

Modulus ofLayer Thickness Elasticity Poisson'sNumber (m) (MPa) Ratio

----~ - ..

1 0.065 3.400E+03 0.302 0.150 3.000E+03 0.303 0.300 2.100E+02 0.354 0.400 1.260E+02 0.355 0.450 8.000E+Ol 0.406 ~.000E+01 0.45

VerticalLoad

NumberLoad(kN)

Stress(MPa)

Horizontal (Shear)Load Stress(kN) (MPa)

ShearRadius X-Coord Y-Coord Anglc(m) (m) (m) (Degrees)

-_. _ .. - -- ..- -._-1.050E-Ol O.OOOE+OO 1.575E+00 O.OOOE+OO1.050E-01 O.OOOE+OO -1.575E+00 O.OOOE+OO

._. -. -- -- - -._ .. -

1 2.000E+Ol 5.774E-01 O.OOOE+OO O.OOOE+OO2 2.000E+01 5.774E-Ol O.OOOE+OO O.OOOE+OO

- --- .. -.---. .. - ---Stresses Strains Displacements

Position Layer X-Coord Y-Coord Depth XX YY ZZ XX yy ZZ UX UY UZNumber Number (m) (m) (m) (MPa) (MPa) (MPa) ustrain ustrain ustrain (11m) (11m) (11m)

"--_.- _. -- .._-_ .. -. - .. -- ..- - "--_ .._-- - .- - -------1 1 O.OOOE+OO O.OOOE+OO O.OOOE+OO -2.976E-02 8.346E-03 O.OOOE+OO -9.490E+00 5.081E+00 1.890E+OO O.OOOE+OO O.OOOE+OO 2.787E+022 2 O.OOOE+OO O.OOOE+OO 2.150E-Ol 4.l67E-03 -1.592E-02 -1.864E-04 3.000E+OO -5.705E+OO 1.113E+OO O.OOOE+OO O.OOOE+OO 2.79lE+023 3 O.OOOE+OO O.OOOE+OO 2.l50E-Ol 1.372E-04 -1.2l5E-03 -1.864E-04 2.989E+OO -5.703E+OO 9.086E-Ol O.OOOE+OO O.OOOE+OO 2.791E+02 '4 5 O.OOOE+OO O.OOOE+OO 1.365E+OO 2.457E-03 5.393E-04 -1.089E-03 . 3.346E+Ol -1.003E-Ol -2.859E+Ol O.OOOE+OO O.OOOE+OO 2.635E+025 6 O.OOOE+OO O.OOOE+OO 1.365E+OO -5.280E-05 -5.157E-04 +L. 089E-03 ' 3.346E+Ol -9.987E-02 -4.165E+Ol O.OOOE+OO O.OOOE+OO 2.635E+02 ,6 1 O.OOOE+OO -1.575E+00 O.OOOE+OO -7.543E-Ol -7.469E-Ol -5.774E-01 -1.050E+02 -1.022E+02 -3.737E+Ol O.OOOE+OO 4.732E+OO 3.775E+027 2 O.OOOE+OO -1.575E+OO 2.150E-OI 3.45lE-01 3.436E-Ol -4.573E-02 8.525E+Ol 8.459E+Ol -8.411E+OI O.OOOE+OO -2.959E-Ol 3.594E+028 3 O.OOOE+OO -1.575E+OO 2.150E-OI 2.860E-03 2.760E-03 -4.573E-02 8.523E+Ol 8.459E+Ol -2.27lE+02 O.OOOE+OO -3.237E-Ol 3.594E+029 5 O.OOOE+OO -1.575E+OO 1.365E+OO 3.84lE-03 3.l84E-03 -1.62lE-03 4.0l9E+Ol 2.870E+Ol -5.538E+OI O.OOOE+OO -2.03lE+Ol 2.66lE+02

10 6 O.OOOE+OO -1.575E+OO 1.365E+OO 5.519E-06 -1.529E-04 -1.621E-03 4.0l8E+Ol 2.869E+Ol -7.772E+Ol O.OOOE+OO -2.028E+Ol 2.66lE+0211 3 O.OOOE+OO O.OOOE+OO 5.150E-01 2.262E-03 -1.244E-03 -5.972E-04 1.384E+Ol -8.700E+OO -4.540E+OO O.OOOE+OO O.OOOE+OO 2.785E+0212 4 O.OOOE+OO O.OOOE+OO 5.l50E-Ol 1.229E-03 -8.747E-04 -5.972E-04 1.384E+Ol -8.697E+OO -5.723E+OO O.OOOE+OO O.OOOE+OO 2.785E+0213 4 O.OOOE+OO O.OOOE+OO 9.150E-Ol 2.656E-03 -5.707E-06 -9.768E-04 2.381E+Ol -4.709E+OO -1.511E+Ol O.OOOE+OO O.OOOE+OO 2.743E+0214 5 O.OOOE+OO O.OOOE+OO 9.l50E-Ol 1.436E-03 -1.933E-04 -9.768E-04 2.380E+Ol -4.713E+00 -l.842E+Ol O.OOOE+OO O.OOOE+OO 2.743E+0215 3 O.OOOE+OO -1.575E+00 5.150E-Ol 8.684E-03 8.044E-03 -1.201E-02 4.796E+Ol 4.384E+Ol -8.506E+01 O.OOOE+OO -6.177E+00 3.207E+0216 4 O.OOOE+OO -1.575E+00 5.150E-Ol 2.625E-03 2.238E-03 -1.20lE-02 4.797E+Ol 4.383E+Ol -1.088E+02 O.OOOE+OO -6.219E+00 3.207E+0217 4 O.OOOE+OO -1.575E+00 9.l50E-Ol 4.757E-03 4.028E-03 -3.896E-03 3.739E+Ol 2.957E+Ol -5.532E+Ol O.OOOE+OO -1.320E+Ol 2.913E+0218 5 O.OOOE+OO -1.575E+OO 9.150E-Ol 2.095E-03 1.645E-03 -3.896E-03 3.744E+Ol 2.957E+OI -6.740E+Ol O.OOOE+OO -1.323E+Ol 2.913E+02

Calculated: 28-Mar·2007 14:15:00 Print Date: 28·Mar-2007 Page: 2


TRONCAL CARACAS

._---_. --~-----~ -- --- --

System 3: SECTOR 11TRANSMILENIO NORTE SUR Y SUR NORTE-- - --+.._----_ .._-- --'-----'

Structure Loads

Modulus efLayer Thickness Elasticity Poisson's

Number (m) (MPa) Ratio

1 0.110 3.400E+03 0.30Z 0.170 3.000E+03 0.303 0.300 Z.IOOE+OZ 0.354 0.400 I.Z60E+OZ 0.355 0.600 8.000E+Ol 0.406 2.000E+OI 0.45

VerticalLoad

NumberLoad(kN)

Stress(MPo)

Horizontal (Shear)Load Stress(kN) (MPa)

Radius(m)

X-Coord(m)

Y-Coord(m)

ShearAngle

(Degrees)

1 Z.000E+01 S.774E-OI O.OOOE+OO O.OOOE+OO 1.050E-OI O.OOOE+OO I.S7SE+00 O.OOOE+OOZ Z.OOOE+Ol 5.774E-OI O.OOOE+OO O.OOOE+OO 1.050E-OI O.OOOE+OO -1.S7SE+00 O.OOOE+OO

•.... __ .,-_ ... . -_._------- - ____ o __ • ________ • ____ ._ ••• _ •• _._-------Stresses Strains Displacements

Position Layer X-Coord Y-Coord Depth XX YY ZZ XX YY ZZ UX UY UZNumber Number (m) (m) (m) (MPa) (MPa) (MPa) ustrain ustrain ustrain (11m) (11m) (11m)

--~._---------_._- ..._-----------_._------"- -- - --- .. _-_ .. .._-

l 1 O.OOOE+OO O.OOOE+OO O.OOOE+OO -Z.903E-OZ 7.80IE-03 O.OOOE+OO -9.2ZBE+OO 4.BS6E+00 1.874E+00 : O.OOOE+OO O.OOOE+OO Z.611E+OZ2 2 O.OOOE+OO O.OOOE+OO Z.800E-OI 9.lSSE-03 -1.S48E-02 -4.6S7E-04 4.646E+00 -6.0Z9E+00 4.772E-Ol ! O.OOOE+OO O.OOOE+OO Z.614E+OZ3 3 O.OOOE+OO O.OOOE+OO Z.800E-OI 3.S37E-04 -1.304E-03 -4.6S7E-04 4.634E+00 -6.0ZZE+00 -6.339E-Ol : O.OOOE+OO O.OOOE+OO Z.614E+024 5 O.OOOE+OO O.OOOE+OO 1.S80E+00 Z_23SE-03 9.000E-04 -9.78IE-04 2.833E+Ol 4.966E+00 -Z.790E+Ol' O.OOOE+OO O.OOOE+OO 2.422E+OZ5 6 O.OOOE+OO O.OOOE+OO 1.580E+00 -3.380E-05 -3.561E-04 -9.781E-04. 2.B33E+OI 4.96SE+00 -4.013E+OI: O.OOOE+OO O.OOOE+OO 2.422E+026 1 O.OOOE+OO -1.575E+00 O.OOOE+OO -6.48IE-OI -6.4UE-OI -5.774E-OI: -8.310E+Ol -8.042E+Ol -5.608E+OI O.OOOE+OO 4.6S9E+00 3.320E+027 2 O.OOOE+OO -1.S75E+00 2.800E-OI 2.273E-OI 2.Z46E-OI -2.76BE-OZ S.607E+Ol S.49IE+OI -5.442E+Ol O.OOOE+OO -1.167E+OO 3.114E+028 3. O.OOOE+OO -1.S75E+OO Z.800E-OI 3.115E-03 2.932E-03 -2.768E-OZ: S.608E+Ol 5.491E+Ol -1.419E+02 O.OOOE+OO -1.199E+OO 3.114E+OZ9 5 O.OOOE+OO -1.S75E+00 1.580E+OO 2.863E-03 2.300E-03 -1.228E-03 . 3.042E+01 2.058E+Ol -4.117E+Ol O.OOOE+OO -1.95IE+OI 2.381E+OZ

10 6 O.OOOE+OO -1.S75E+00 1.580E+00 -9.S4SE-06 -1.450E-04 -1.228E-03 3.042E+OI 2.061E+Ol -5.79SE+Ol . O.OOOE+OO -1.951E+Ol 2.38IE+0211 3 O.OOOE+OO O.OOOE+OO S.800E-Ol 2.142E-03 -9.879E-04 -7.B12E-04 1.31SE+OI -6.972E+OO -5.644E+OO O.OOOE+OO O.OOOE+OO 2.60SE+0212 4 O.OOOE+OO O.OOOE+OO 9.800E-OI 2.249E-03 1.519E-04 -9.8S6E-04 2.017E+Ol -2.304E+00 -1.449E+OI O.OOOE+OO O.OOOE+OO 2.561E+0213 3 O.OOOE+OO -1.S75E+OO S.800E-OI 6.465E-03 5.8SSE-03 -B.449E-03' 3.SUE+Ol 3.118E+01 -6.076E+Ol O.OOOE+OO -6.210E+00 2.854E+0214 4 O.OOOE+OO -1.S75E+00 9.800E-Ol 3.S22E-03 2.907E-03 -3.207E-03 2.87BE+Ol 2.220E+Ol -4.331E+Ol O.OOOE+OO -1.197E+OI 2.634E+02.. _ .._---_._. ---_._ .. _ ... - ---- _ .. - - _ ... .._. __ .._----_ ....

Calculated: 28-Mar-2007 14.15:00 Print Date: 28-Mar-2007 Page: 3

TRANSITO TRANSITOSOLICITACIONES CRíTICAS MIXTO MIXTO TRANSMILENIO

ORIENTAL OCCIDENTAL.Deformación unitaria vertical de compresión 1.50 X 10-4 7.8 X 10-5 4.01 X 10-5de la subrasante (Ez m/m)Deformación unitaria de tracción en la fibra 6.88 X 10-5 8.52 X 10-5 4.63 X 10-6Inferior de la capa asfáltica (El m/m)Esfuerzo de compresión en la subrasante

0.07 0.04 0.03(crz - kg/cm2)

Los valores admisibles de las solicitaciones críticas para diseño seestablecieron a partir de las siguientes ecuaciones:

Deformación unitaria vertical de compresión en la subrasante (Shell):

Sz = 0.021 X N-O.25 Confiabilidad = 85%

Deformación unitaria de tracción en la fibra inferior de la capaasfáltica (Shell).

SI = 0.00264 X N-O,1626

Esfuerzo de compresión admisible en la subrasante (Kerhoven yDormon):

oz= 0.007 EsR/(1+0.710g N), kg/cm2

En el siguiente cuadro se resumen los valores de solicitaciones admisiblespara cada una de las alternativas en estudio:

TRANSITO TRANSITOSolicitaciones Admisibles MIXTO MIXTO TRANSMILENIO

ORIENTAL OCCIDENTAL.Deformación unitaria vertical de 2.72 X 10-4 2.61 X 10-4 1.84 X 10-4compresión de la subrasante (Ez rn/rn)Deformación unitaria de tracción en la 1.56 X 10.4 1.52 X 10-4 1.21 X 10-4fibra Inferior de la capa asfáltica (El rn/rn)Esfuerzo de compresión en la 0.22 0.22 0.21subrasante (crz - kg/cm2)

Las estructuras cumplen con las solicitaciones admisibles.

5.2 Pavimento Rígido

5.2.1 Método de Diseño PCA - 1984.

En el diseño del pavimento rígido se utilizó el método de la PortlandCement Association (PCA), que tiene en cuenta el tipo y la carga por eje delos vehículos que transitarán por la calzada.


11-26

El método considera los siguientes criterios y aspectos:

o Grado de transferencia de carga proporcionado en las juntastransversales.

o El efecto de usar sardineles para confinamiento lateral de las losas.

o El efecto de la sub-base granular o estabilizada con cemento.o El módulo de rotura del concreto.

o Dos criterios de diseño:

Fatiga, para proteger el pavimento contra la acción de losesfuerzos producidos por la acción repetida de las cargas.

Erosión, para limitar los efectos de la deflexión del pavimento enlos bordes de las losas, juntas y esquinas, y controlar así laerosión de la fundación y de los materiales de las bermas.

Las variables de diseño utilizadas fueron las siguientes:

o El periodo de diseño es de 20 años (2009-2028).o Las losas de concreto se calcularán en las condiciones de berma y

sin berma y tendrán juntas con pasadores.

o Se analizan dos alternativas:

Losas apoyadas en una capa de sub-base granular de 300 mmde espesor.

Losas apoyadas en una capa de mezcla densa en caliente(MD20) de 50 mm de espesor. En esta alternativa la capa deconcreto es funcional y controla de mejor forma el criterio deerosión.

o El módulo de rotura del concreto (MR) es de 4,5 MPa para lascalzadas mixtas y 5.0 MPa para la calzada Exclusiva Transmilenio.

o El factor de Seguridad de Carga empleado es de 1.1 para la calzadamixta y 1.2 para la Calzada Exclusiva de Transmilenio.

o El factor de seguridad por repeticiones de carga (FSRC) = 1.1o Capacidad de soporte y módulo de reacción de la subrasante.

Debido a la baja capacidad de soporte de los suelos de subrasante en elsector 11, se calculó el módulo de la subrasante mejorada (E1-2), utilizando lasiguiente expresión de Ivanov:


11-27

E Ez1-2 - 2 1 h¡

1- - (1--) arctan(n-)Ji n3

.5 2a

Siendo:

E2= Módulo Resiliente de la Subrasante, MPaE1 = Módulo Resiliente de la Capa de Mejoramiento, MPah1 = Espesor de Mejoramiento, cma = Radio de Carga = 15 cmE1 máx = 80 MPa.Usando h1 = 60 cm se obtiene E1-2 = 60 MPa.

Utilizando la relación de la She" entre el módulo resiliente y el CSR paramateriales granulares:

E1-2 = 100 x CSR

se obtuvo el valor de la capacidad de soporte de la subrasante mejorada(CSRCM) = 6%, con el cual el módulo de reacción, (!<cM) = 43 MPa. Elmódulo de reacción combinado incluyendo la capa de sub-base granular de30 cm. de espesor es: (!<cOMB) = 70 MPa/m.

En la alternativa de la utilización de la capa MD-20 se consideró como capafuncional el espesor mínimo de 50 mm, manteniendo el mismo módulo dereacción calculado con la alternativa en subbase granular, el cual es(!<cOMB) = 70 MPa/m.

Con las variables de diseño anteriormente descritas se obtienen lasestructuras del pavimento rígido que se consignan en el Cuadro N° 11.9

ALTERNATIVA 1: LOSAS DE CONCRETO APOYADAS SOBREMATERIAL GRANULAR

CUADRO N° 11.9ESTRUCTURAS DE PAVIMENTO EN CONCRETO RIGIDO

CALZADAS MIXTAS Y CALZADA TRANSMILENIO CON BERMACALZADA CALZADACAPA ORIENTAL TRANSMILENIOMIXTA

Capa e (mm) e (mm)Losa de concreto (MR = 4,5 MPa). 220 -Losa de concreto (MR = 5.0 MPa). - 250Sub-base granular. (CBR = 60% compactada al 95% del 300 300Próctor Modificado después de 4 días de inmersión).Capa de mejoramiento: material seleccionado (CBR::::10%-Tabla 320.1 Sección 320-05 IDU ET-2005) 600 600Compactación> 95% del Próctor Modificado.Geotextil NT con resistencia a la tensión> 730 N. SI(a) SI(a)TOTAL 1120 1150

., "'(a) La función del geotextll es de separacion.


11-28

Los consumos de fatiga y erosión del pavimento rígido son los siguientes:

CRITERIO DE PORCENTAJEDISEÑOCALZADA ORIENTAL MIXTA CALZADA TRANSMILENIO

Fatiga O OErosión 40.6 82.1

TC-1853 - 107Estudios y Diseños de la Troncal Caracas desde la EstaciónMolinos hasta el Patio Portal de Usme, Localidad de Usme en Bogotá, D.C.Análisis de Geotecnia y Pavimentos

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KO+450 KO+650 KO+700 KO+810 v-@) r= r=: Z (m) ~0 l' · A tres núcleos recuperados de las losas de concreto de las calzadas del costado occidental se le realizaron ensayos de resistencia