146
PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO AL AEROPUERTO SANTIAGO VILA EN EL MUNICIPIO DE FLANDES ANDRÉS GIOVANNY TAFUR RODRÍGUEZ RONALD EMILIO RÍOS REYES JOSÉ IGNACIO HERRERA HUERTAS UNIVERSIDAD PILOTO DE COLOMBIA SECCIONAL ALTO MAGDALENA FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA INGENIERÍA CIVIL GIRARDOT 2012

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PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE

ACCESO AL AEROPUERTO SANTIAGO VILA EN EL MUNICIPIO

DE FLANDES

ANDRÉS GIOVANNY TAFUR RODRÍGUEZ

RONALD EMILIO RÍOS REYES

JOSÉ IGNACIO HERRERA HUERTAS

UNIVERSIDAD PILOTO DE COLOMBIA

SECCIONAL ALTO MAGDALENA

FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA INGENIERÍA CIVIL

GIRARDOT

2012

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PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE

ACCESO AL AEROPUERTO SANTIAGO VILA EN EL MUNICIPIO

DE FLANDES

ANDRÉS GIOVANNY TAFUR RODRÍGUEZ

RONALD EMILIO RÍOS REYES

JOSÉ IGNACIO HERRERA HUERTAS

Trabajo realizado para optar al Título de Ingeniero Civil

UNIVERSIDAD PILOTO DE COLOMBIA

SECCIONAL ALTO MAGDALENA

FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA INGENIERÍA CIVIL

GIRARDOT

2012

Page 3: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

3

Nota de aceptación

Presidente del Jurado

Jurado

Jurado

Jurado

Girardot, 15 de julio de 2019

Page 4: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

4

CONTENIDO

pág.

INTRODUCCIÓN 17

1. JUSTIFICACIÓN 18

2. OBJETIVOS 19

2.1 OBJETIVO GENERAL 19

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 19

3. MARCO TEÓRICO 20

4. LOCALIZACIÓN DEL PROYECTO 22

5. DESCRIPCIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA VÍA DE

ACCESO 23

5.1 GEOLOGÍA 23

5.2 ELEMENTOS GEOMÉTRICOS 24

5.3 SUELOS 24

5.3.1 Tipo de suelos de subrasante 24

5.4 ESPESORES Y CALIDAD DE CADA UNA DE LAS CAPAS

EXISTENTES 24

5.5 DRENAJE Y SUBDRENAJE 27

5.6 TRÁNSITO EXISTENTE 27

5.7 CONDICIONES AMBIENTALES 27

6. EXAMEN SUPERFICIAL DEL PAVIMENTO 29

Page 5: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

5

7. MANUAL PARA LA INSPECCIÓN VISUAL DE

PAVIMENTOS FLEXIBLES 30

7.1 DEFINICIÓN DE LOS TIPOS DE DAÑOS EN PAVIMENTOS

FLEXIBLES 30

7.1.1 Fisuras 30

7.1.2 Deformaciones 32

7.1.3 Ondulación 32

7.1.4 Abultamiento 32

7.1.5 Pérdida de las capas de la estructura 33

7.1.6 Daños superficiales 34

7.1.7 Desgaste superficial. 34

7.2 PROCEDIMIENTO PARA EL REGISTRO DE DAÑOS 38

7.2.1 Formato para la evaluación del pavimento flexible –V20 41

7.2.2 Formato para la evaluación del pavimento flexible –V2. 43

7.2.3 Formato para la evaluación del pavimento flexible –V2. 55

7.2.4 Formato para la evaluación del pavimento flexible –V2. 64

7.3 REPORTE DE DAÑOS 71

8. ANÁLISIS Y PROCESAMIENTO DE LOS DATOS 72

8.1 DAÑOS EN LOS CARRILES 72

8.2 ANÁLISIS DE LOS DATOS OBTENIDOS 75

8.3 REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LOS TIPOS DE DAÑOS

ENCONTRADOS 76

Page 6: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

6

9. DISEÑO DEL PAVIMENTO FLEXIBLE PARA LA VÍA DE

ACCESO AL AEROPUERTO SANTIAGO VILA DEL MUNICIPIO

DE FLANDES EN EL DEPARTAMENTO DEL TOLIMA 80

9.1 PERÍODO DE ANÁLISIS Y PERÍODO DE DISEÑO

ESTRUCTURAL 80

9.1.1 Selección del período de análisis y del período de diseño

estructural 80

9.2 ESTIMACIÓN DEL TRÁNSITO DE DISEÑO 81

9.3 FACTORES AMBIENTALES Y CLIMÁTICOS 82

9.4 ENTORNOS DE LA RESISTENCIA 84

9.5 CARTAS DE DISEÑO 84

9.6 MEDIDA Y SELECCIÓN DEL VALOR DE RESISTENCIA

DE UN SUELO TÍPICO DE SUBRASANTE 87

9.7 DESCRIPCIÓN DEL ESTUDIO Y DISEÑO 87

9.8 PLANTEAMIENTO DEL DISEÑO 88

9.8.1 Datos de entrada 88

9.9 DEFINICIÓN DE LA ESTRUCTURA 90

10. DETERMINACIÓN DE LA ESTRUCTURA 92

10.1 PRESUPUESTO MÉTODO INVÍAS 94

11. DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLE POR EL MÉTODO

AASHTO 96

11.1 CRITERIO DE DISEÑO 96

11.1.1 número estructural (SN). 96

11.1.2 Confiabilidad (R). 97

Page 7: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

7

11.1.3 Desviación estándar (So) 98

11.1.4 Serviciabilidad (Δpsi) 99

11.2 MÓDULO RESILIENTE (MR) 100

11.2.1 Número estructural (SN). 101

11.2.2 Coeficiente estructural (a1, a2, a3). 102

11.2.3 Coeficiente de drenaje (m2, m3). 102

11.2.4 Espesores de capas (D1, D2, D3). 103

11.3 DATOS DE ENTRADA 104

11.3.1 Tránsito (W18) 104

11.3.2 Confiabilidad (R) 104

11.3.3 Módulo resiliente (MR) 105

11.3.4 Número estructural (SN) 105

11.3.5 Coeficientes y espesores de las capas del pavimento 107

11.3.6 Coeficientes de drenaje (m2, m3) 109

11.3.7 Espesores de cada capa del pavimento (D1, D2, D3) 110

11.3.8 Diseño del número estructural (SN1). Base Granular 111

11.3.9 Diseño del número estructural (SN2). Subbase Granular 112

11.4 PRESUPUESTO MÉTODO ASSHTO CON VALORES

CALCULADOS 115

11.5 PRESUPUESTO MÉTODO ASSHTO CON VALORES

SUGERIDOS 119

12. FUENTES DE MATERIAL 121

Page 8: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

8

12.1 PLANTAS DE TRITURACIÓN Y DE ASFALTO LA

PROMOTORA 121

12.2 CANTERA LAS MONAS 121

12.3 CANTERA EL RUBÍ 122

12.4 CANTERA CALIFORNIA “DON DAVID” 122

12.5 PLAYONES DEL RÍO SUMAPAZ 123

12.6 PLANTA TRITURADORA SAP AGREGADOS 125

12.7 MATERIAL DE ARRASTRE DE LA ISLA DEL SOL 125

12.8 MAVI ASFALTO LTDA 126

12.9 CONCREPAV LTDA 126

12.10 ARENERA LA GIRALDA 127

12.11 TRITURADOS DEL TOLIMA 127

12.12 CAYTO TRACTOR LTDA. 128

12.13 OTROS PROVEEDORES 128

13. CONCLUSIONES 129

14. RECOMENDACIONES 130

BIBLIOGRAFÍA 133

Page 9: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

9

LISTA DE CUADROS

pág.

Cuadro 1. Regiones climáticas según la temperatura y

precipitación 27

Cuadro 2. Tipos de daños en pavimentos flexibles 35

Cuadro 3. Daños en el pavimento (sin incluir daños superficiales

ni daños en bermas) 74

Cuadro 4. Categorías de las vías 80

Cuadro 5. Períodos de diseño estructural recomendados 81

Cuadro 6. Rangos de tránsito contemplados en la norma 82

Cuadro 7. Entornos de la resistencia 84

Cuadro 8. Rangos contemplados en las cartas de diseño 84

Cuadro 9. Carta Nº 3, región 3 (R3) cálidoseco - cálido

semihúmedo. TMAP 20ºC - 30ºC precipitación menor a 2000

mm/año. 86

Cuadro 10. Límites para selección de resistencia 87

Cuadro 11. Porcentajes de C.B.R. menores o iguales. 89

Cuadro 12. Carta Nº 3, región 3 (R3) cálidoseco - cálido

semihúmedo. TMAP 20ºC - 30ºC precipitación menor a 2000

mm/año. 93

Page 10: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

10

LISTA DE TABLAS

pág.

Tabla 1. Valores de “R” de confiabilidad, con diferentes

clasificaciones funcionales 98

Tabla 2. Confiabilidad y desviaciones estándar. 98

Tabla 3. Valores de So 99

Tabla 4. Valores de Po 100

Tabla 5. Valores de Pt 100

Tabla 6. Coeficientes de drenaje para pavimentos flexibles (mx) 103

Tabla 7. Espesores mínimos sugeridos 103

Tabla 8. Categorías de tránsito adoptadas. 104

Tabla 9. Coeficientes de drenaje para pavimentos flexibles (mx) 110

Tabla 10. Dimensionamiento de la estructura de pavimento

flexible. Alternativa 1. 114

Tabla 11. Espesores mínimos sugeridos 116

Tabla 12. Dimensionamiento de la estructura de pavimento

flexible. Alternativa 2 117

Dimensionamiento de la estructura de pavimento flexible.

Alternativa 2 recomendado. 130

Page 11: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

11

LISTA DE GRÁFICAS

pág.

Gráfica 1. Área afectada por tramos, Aeropuerto Santiago Vila,

Municipio de Flandes, Tolima 76

Gráfica 2. Distribución de los daños de severidad bajo por tipo 77

Gráfica 3. Distribución de los daños de severidad media por tipo 78

Gráfica 4. Distribución de los daños de severidad alta por tipo. 79

Gráfica 5. Selección del CBR de diseño para la unidad típica 90

Page 12: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

12

LISTA DE FIGURAS

pág.

Figura 1. Ensayo 1. 25

Figura 2. Clasificación suelos. 26

Figura 3. Foto 1, Tapahuecos para evitar accidentes 45

Figura 4. Foto 2, Tapahuecos 46

Figura 5. Foto 3, Reparcheo deteriorado 46

Figura 6. Foto 4, Reparcheo 47

Figura 7. Foto 5, Reparcheo alrededor de pozo de inspección 47

Figura 8. Foto 6, Desprendimiento con pérdida de ligante 48

Figura 9. Foto 7, Tapahuecos 48

Figura 10. Foto 8, Reparcheo sin técnica 49

Figura 11. Foto 9, Reparcheo sin técnica 49

Figura 12. Foto 10, Reparcheo con fallas alrededor 50

Figura 13. Foto 11, Pérdida de ligante y fisuras en bloque 50

Figura 14. Foto 12, Reparcheo 51

Figura 15. Foto 13, Bache 51

Figura 16. Foto 14, Bache 52

Figura 17. Foto 15, Bache ojo de pescado 52

Figura 18. Foto 16, Parcheo 53

Figura 19. Foto 17, Parcheo con baches alrededor 53

Page 13: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

13

Figura 20. Foto 18, Parcheo 54

Figura 21. Foto 19, Bache 54

Figura 22. Foto 20, Parcheo 57

Figura 23. Foto 21, Baches 57

Figura 24. Foto 22, Fisuras en bloque 58

Figura 25. Foto 23, Baches 58

Figura 26. Foto 24, Baches 59

Figura 27. Foto 25, Baches 59

Figura 28. Foto 26, Fallas laterales 60

Figura 29. Foto 27, Parcheo 60

Figura 30. Foto 28, Fisuras de borde 61

Figura 31. Foto 29, Baches 61

Figura 32. Foto 30, Desprendimientos y baches 62

Figura 33. Foto 31, Fisuras longitudinales 62

Figura 34. Foto 32, Fisuras en bloque 63

Figura 35. Foto 33, Fisuras en bloque 63

Figura 36. Foto 34, Piel de cocodrilo 64

Figura 37. Foto 35, Piel de cocodrilo 66

Figura 38. Foto 36, Piel de cocodrilo 66

Figura 39. Foto 37, Fisuras longitudinales 67

Figura 40. Foto 38, Fisuras longitudinales 67

Page 14: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

14

Figura 41. Foto 39, Fisuras y pérdida de ligante 68

Figura 42. Foto 40, Piel de cocodrilo 68

Figura 43. Foto 41, Piel de cocodrilo 69

Figura 44. Foto 42, Piel de cocodrilo 69

Figura 45. Foto 43, Piel de cocodrilo 70

Figura 46. Entrada aeropuerto 70

Figura 47. Clasificación climática de Colombia. 83

Figura 48. Esquema del dimensionamiento del pavimento 102

Figura 49. Diseño del número estructural (SN) 106

Figura 50. Coeficientes estructurales para capas asfálticas

relacionadas con varios ensayos 107

Figura 51. Diagrama para encontrar el coeficiente estructural de

la base granular 108

Figura 52. Diagrama para encontrar el coeficiente estructural de

la subbase granular 109

Figura 53. Ábaco de diseño para pavimentos flexibles 111

Figura 54. Ábaco de diseño para pavimentos flexibles 113

Figura 55. Fuentes de materiales 124

Figura 56. Apique 1 134

Figura 57. Apique 2 135

Figura 58. Apique 3 136

Figura 59. Apique 4 137

Page 15: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

15

Figura 60. Apique 5 138

Figura 61. Apique 6 139

Figura 62. Apique 7 140

Figura 63. Corte transversal de los elementos geométricos 141

Figura 64. Plantas vía aeropuerto Santiago Vila 142

Page 16: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

16

LISTA DE ANEXOS

pág.

Anexo A. Apiques 134

Anexo B. Cortes elementos geométricos y plantas VÍA 141

Anexo C. Estudio de tránsito 144

Anexo D. PLanos 146

Page 17: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

17

INTRODUCCIÓN

Las vías en general son un factor importante en el desarrollo y

crecimiento socio-económico de las ciudades, regiones y países.

La serviciabilidad de las carreteras contribuye al desarrollo socio-

económico de los sectores de la población, por ello es necesario de una

adecuada planificación en los proyectos viales para que puedan

garantizar y facilitar el mejoramiento de la calidad de vida de los

habitantes. Dicha serviciabilidad es función directa del estado

superficial y estructural del pavimento.

Dentro del contexto del diseño de pavimentos se acepta que en el

dimensionamiento de estas estructuras se incluyan las diferentes

características de los materiales a emplear en las capas del pavimento

y se definan los espesores necesarios, de tal forma que el pavimento

mantenga un índice de servicio aceptable durante la vida estimada de

servicio.

El aeropuerto Santiago Vila del municipio de Flandes-Tolima, que ha

sido considerado desde hace varios años como una oportunidad para el

desarrollo regional a través de su modernización y ampliación como una

terminal nacional e internacional, no cuenta con una vía de acceso

adecuada que contribuya con los propósitos de competitividad y

exportación de la región central.

Por lo anterior se requiere de un proyecto que tenga como objetivo la

rehabilitación del acceso actual, contemplando estudios, diseño y

construcción, de acuerdo con los resultados que arrojen los análisis de

suelos, tránsito, condiciones ambientales, etc.

El proyecto aplicará para la propuesta final de la rehabilitación el

Manual de Diseño para Pavimentos Flexibles con vías de medios y altos

volúmenes de tránsito del Instituto Nacional de Vías (INVIAS), ya que

éste vincula en su contenido métodos como el de la AASHTO y el

Instituto del Asfalto, los cuales son reconocidos a nivel mundial.

El presente estudio no incluye el diseño geométrico, solo el diseño del

pavimento flexible.

Page 18: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

18

1. JUSTIFICACIÓN

La vía de acceso al aeropuerto Santiago Vila de Flandes-Tolima tiene

una longitud de 1.960 metros hasta la entrada al aeropuerto, con

diferentes anchos de calzada.

La vía se encuentra altamente deteriorada, identificándose en su

superficie daños como fisuras, deformaciones, hundimientos, baches,

etc. Su pavimento carece de una estructura adecuada que pueda en un

futuro soportar tránsito permanente y pesado.

Lo anterior se pudo constatar a través de la realización de una

patología al estado actual de la vía de acceso al aeropuerto, utilizando

el manual para la inspección visual de pavimentos flexibles del

Instituto Nacional de Vías.

Page 19: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

19

2. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GENERAL

Realizar el estudio patológico del estado actual de la vía y proponer la

estructura de pavimento más favorable de acuerdo con el método

empleado.

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Recopilar información detallada en los diferentes tramos de la vía,

para verificar del estado de la misma.

Realizar un estudio de tránsito para verificar la composición

vehicular que circula por esta vía.

Realizar un presupuesto de cada una de las alternativas estudiadas.

Aplicar los diferentes métodos de diseño, con el fin de proponer el

más viable para su aplicación en el proyecto.

Page 20: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

20

3. MARCO TEÓRICO

Ingeniería de pavimentos. Tomo I Alfonso Montejo Fonseca Reseña.

Esta obra constituye un completo tratado preparado por el profesor

Montejo, quien con la experiencia de los años dedicados a impartir las

cátedras de diseño de pavimentos materiales de construcción y su

amplio trabajo en investigación sobre el tema, ofrece la misma, de

aplicabilidad en los programas regulares de pregrado, posgrado y en el

ejercicio profesional. El gran mérito del libro radica principalmente en

la exposición lógica, concisa y didáctica de los problemas planteados por

la ingeniería de pavimentos, tanto en el aspecto teórico y de laboratorio

como en sus aplicaciones. La obra se presenta en dos tomos; en el

primero se exponen los conceptos básicos de ingeniería, esenciales para

alcanzar el nivel adecuado en el diseño, construcción y mantenimiento

de los diversos tipos de pavimentos. Se presenta un estudio de los

modelos de distribución de esfuerzos y deflexiones para pavimentos y

las metodologías de diseño preparadas por las principales agencias

viales del país y del mundo, para los pavimentos de carreteras y

aeropistas.

El método del diseño AASHTO originalmente conocido como

AASHO, fue desarrollado en los Estados Unidos en la década

de los 60 basándose en un ensayo a escala real realizado

durante 2 años en el estado de Illinois. A partir de los

deterioros que experimentan representar las relaciones

deterioro - solicitación para todas las condiciones ensayadas.

A partir de la versión del año 1986 el método AASHTO

comenzó a introducir conceptos mecanistas para adecuar

algunos parámetros a condiciones diferentes a las que

imperaron en el lugar del ensayo original. Los modelos

matemáticos respectivos también requieren de una calibración

para las condiciones locales del área donde se pretenden

aplicar1.

El Manual de Inspección Visual de INVIAS es una

recopilación bibliográfica y de la experiencia acumulada en él

desarrollada del convenio 587 de 2003 entre la Universidad

Nacional de Colombia y el Instituto Nacional de Vías INVIAS,

con respecto a la inspección y al reporte de los daños que se

pueden encontrar en los pavimentos flexibles junto a esta

1 AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIALS, Washington, D.C.

Page 21: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

21

recopilación se presenta como anexo, el formato de captura de

información en campo para la evaluación del estado de estas

obras así como una serie de formatos diligenciados que pueden

ser tomados como ejemplo2.

2 http://www.invias.gov.co/invias/hermesoft/portalIG/home_1/recursos/informacion_institucional/documentos/25042008/ docu_publicaciones2.pdf.

Page 22: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

22

4. LOCALIZACIÓN DEL PROYECTO

Ubicación geográfica

Fuente: Google Earth

Vía a recuperar,

mejorar, ampliar y

pavimentar

Page 23: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

23

5. DESCRIPCIÓN DEL ESTADO ACTUAL DE LA VÍA DE

ACCESO

Para la descripción del estado actual de la vía se recopiló la siguiente

información:

Geología.

Elementos geométricos.

Suelos.

Espesores y calidad de cada una de las capas existentes.

Drenaje y subdrenaje.

Transito existente.

Condiciones ambientales.

5.1 GEOLOGÍA

Flandes es un municipio colombiano ubicado en el departamento de

Tolima. Se encuentra localizado en el centro del país en la cuenca alta

del río Magdalena, limitando al norte con el río Magdalena, los

municipios de Girardot y Ricaurte; al este con el río Magdalena, los

municipios de Ricaurte y Suárez; al sur con el municipio del Espinal y

al oeste con el municipio de Coello. Se encuentra en la región centro-

oriental del departamento del Tolima en la zona central de Colombia.

Geológica y geográficamente, el territorio de Flandes se encuentra en la

Depresión Interandina del río magdalena, unidad fisiográfica conocida

como valle del magdalena, enmarcada entre las estribaciones de las

cordilleras oriental al este y central al oeste. Particularmente, al área

municipal se encuentra en la cuenca alta del mencionado valle del

magdalena, específicamente en la subcuenca de Girardot.

Su desarrollo geológico está constituido por cantos rodados y

fragmentos angulares de rocas volcánicas y, ocasionalmente rocas

intrusivas y metamórficas, en una matriz de arena tobacea y con

ocasionales niveles de pómez. La morfología es plana a levemente

ondulada. Posee valles aluviales inundables cuya evolución

geomorfológica y desarrollo se debe a los ríos Magdalena y Coello, que

corren por la zona oriental y noroccidental respectivamente, con

materiales provenientes de rocas ígneas y metamórficas como gravas

arenas y limos.

Page 24: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

24

5.2 ELEMENTOS GEOMÉTRICOS

La vía de acceso actual al aeropuerto Santiago Vila de Flandes está

compuesta por un pavimento flexible, con una longitud de 1.960 metros,

distribuidos así: desde la vía nacional hasta el cruce con la carrera

quinta con una longitud de 300 metros y un ancho de calzada de 9

metros, a partir de la carrera quinta hasta la entrada al aeropuerto con

una longitud 1.660 metros y un ancho de 4,50 metros. (ver Anexo B).

5.3 SUELOS

5.3.1 Tipo de suelos de subrasante. El tipo de suelo que conforma

la subrasante es una arena arcillosa densa con un CBR de 7.96%,

estimado, utilizando el criterio del Instituto del Asfalto (Ver

anexo A, apiques 1 a 7).

5.4 ESPESORES Y CALIDAD DE CADA UNA DE LAS CAPAS

EXISTENTES

La estructura actual del pavimento de la vía al aeropuerto está

conformada de acuerdo con el estudio de suelos por:

Una subrasante areno arcillosa

Una capa granular tipo recebo mal gradada de 0.30 m

Una capa de rodadura tipo MDC-2 de 0.05 m

Page 25: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

25

Figura 1. Ensayo 1.

PERFIL ESTRATIGRÁFICO

Page 26: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

26

Figura 2. Clasificación suelos.

Page 27: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

27

5.5 DRENAJE Y SUBDRENAJE

En la actualidad existe un alcantarillado combinado construido debajo

de la estructura del pavimento, el cual recibe las aguas negras a través

de las domiciliarias de las viviendas adyacentes, así mismo recoge las

aguas lluvias a través de 20 sumideros y 10 pozos de inspección y un

box coulver que se encuentra en la abscisa 0+320 y la 0+340.

5.6 TRÁNSITO EXISTENTE

Para el estudio de volúmenes de tránsito se realizaron aforos los días 7

de enero, 17 de marzo y 7 de abril, los cuales fueron fines de semana y

son los de mayor tránsito en la zona.

Para hallar un promedio se divide la totalidad de vehículos aforados

entre los días de aforo, en este caso tres.

La equivalencia que se maneja en las mototaxis es de:

3 mototaxis = 1 vehiculo

284 vehículos/3 días=94.66

TPD=94.66

Como este TPD no tiene mayor influencia en la vía, se manejan los

tránsitos propuestos por los métodos desarrollados en el trabajo para

mayor confiabilidad en los resultados (Ver Anexo C. Formatos Estudio

de Tránsito).

5.7 CONDICIONES AMBIENTALES

El municipio de Flandes presenta una temperatura promedio entre 20°

y 30° centígrados y una pluviosidad menor a 2000 mm/año.

Cuadro 1. Regiones climáticas según la temperatura y

precipitación

No Región Temperatura

TMAP (◦C)

precipitación Media

Anual (mm)

R1 Fría seca y fría

semihúmeda <13 <2000

Page 28: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

28

No Región Temperatura

TMAP (◦C)

precipitación Media

Anual (mm)

R2 Templado seco y

templado semihúmedo 13-20 <2000

R3 Cálido seco y cálido

semihúmedo 20-30 <2000

R4 Templado húmedo 13-20 2000-4000

R5 Cálido húmedo 20-30 2000-4000

R6 Cálido muy húmedo 20-30 >4000

Fuente. Manual de Diseño para pavimentos flexibles con medios, bajos

y altos volúmenes de tránsito.

Page 29: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

29

6. EXAMEN SUPERFICIAL DEL PAVIMENTO

Esta actividad consiste en la definición del estado de la vía y su

entorno, comprendiendo este último todo tipo de obras o elementos

auxiliares relacionados con el pavimento que de manera directa o

indirecta pueden afectar a la comodidad y seguridad del usuario.

Del resultado del examen superficial del pavimento pueden obtenerse

una serie de conclusiones para el desarrollo de futuros trabajos de

conservación, a saber:

Detectar los inicios de posibles fallas y determinar sus causas.

Establecer zonas prioritarias para conservación.

Determinar la necesidad de una evaluación de tipo estructural para

el diseño de refuerzos.

Presentar elementos de juicio que permita confirmar o modificar los

criterios de diseño vigentes.

Para llevar a cabo una inspección es preciso establecer una metodología

que la justifique, con miras a la programación oportuna de personal y

equipos para la evaluación de pavimentos en servicio.

La inspección visual más sencilla, pero no por ello menos eficaz, se

puede llevar a cabo mediante el paso de personas con suficiente

calificación y experiencia que vayan recorriendo un itinerario y

anotando todas las deficiencias e irregularidades observadas, siguiendo

la metodología previamente establecida.

Page 30: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

30

7. MANUAL PARA LA INSPECCIÓN VISUAL DE PAVIMENTOS

FLEXIBLES

7.1 DEFINICIÓN DE LOS TIPOS DE DAÑOS EN PAVIMENTOS

FLEXIBLES

Los daños que presentan una estructura de pavimento flexible pueden

ser clasificados así:

Fisuras.

Deformaciones.

Perdida de capas estructurales.

Daños superficiales.

Otros daños.

Dentro de cada clasificación existen diferentes deterioros que se

originan por diversos factores, algunos de los cuales se han establecido

mediante la comparación con similares y otros mediante evaluación de

campo y ensayos de laboratorio.

7.1.1 Fisuras

7.1.1.1 Fisuras longitudinales y transversales.

Corresponde a discontinuidades en la carpeta asfáltica en la

misma dirección del tránsito o transversales a él. Son indicio

de la existencia de esfuerzos de tensión en alguna de las capas

de la estructura, los cuales han superado la resistencia del

material afectado".

La localización de las fisuras dentro del carril puede ser un

buen indicativo de la causa que las generó, ya que aquellas

que se encuentran en zonas sujetas a carga pueden estar

relacionadas con problemas de fatiga de toda la estructura o

de algunas de sus partes3.

7.1.1.2 Fisura por reflexión de juntas o grietas en placas de

concreto.

3 Ibid.

Page 31: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

31

Este tipo de daño se presenta cuando existen una capa de

concreto asfáltico sobre placas de concreto rígido tales fisuras

aparecen por la proyección en superficie de las juntas de

dichas placas.

En cuyo caso presentan un patrón regular o también cuando

existen grietas en las placas de concreto rígido que se han

reflejado hasta aparecer en la superficie presentando un

patrón irregular4.

7.1.1.3 Fisuras en medialuna. "Son fisuras de forma parabólica

asociadas al movimiento de la banca por lo que usualmente se

presentan acompañadas de hundimientos"5.

7.1.1.4 Fisuras de borde. "Corresponde a fisuras con tendencia

longitudinal a semicircular cerca del borde de la calzada, se presentan

principalmente por la ausencia de berma o por la diferencia de nivel

entre la berma y la calzada"6.

7.1.1.5 Fisuras en bloque.

Cuando se presentan este tipo de daño la superficie del asfalto

es dividido en bloques de forma aproximadamente rectangular

los bloques tienen lado promedio mayor que 0.30 m2.

Este deterioro difiere de la piel de cocodrilo en que esta

última aparece en áreas sometidas a carga, mientras que los

bloques aparecen usualmente en áreas no cargadas. Sin

embargo es usual encontrar fisuras en bloque que han

evolucionado en piel de cocodrilo por acción del tránsito por

otra parte, la piel de cocodrilo generalmente está formada por

bloques con más lados y ángulos agudos7.

7.1.1.6 Piel de cocodrilo.

4 Ibid. 5 Ibid. 6 Ibid. 7 Ibid.

Page 32: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

32

Corresponde a una serie de fisuras interconectadas con

patrones irregulares, generalmente localizadas en zonas

sujetas a repeticiones de carga.

La fisuración tiende a iniciarse en el fondo de las capas

asfálticas, donde los esfuerzos de tracción son mayores bajo la

acción de las cargas. Las fisuras se propagan a la superficie

inicialmente como una o más fisuras longitudinales paralelas.

Ante la repetición de cargas de transito las piezas tienen por

lo general un diámetro promedio menor que 30 cm.8

7.1.1.7 Fisuración por deslizamiento de capas.

Corresponde a fisuras en forma de semicírculo o medialuna

con curvaturas definidas de acuerdo con la fuerza de tracción

que produce la llanta sobre el pavimento (al acelerar o frenar)

este tipo de fisuras se genera por acción del arranque o

frenado de los vehículos lo que conlleva a que la superficie del

pavimento se deslice y de deforme. Usualmente aparecen en

zonas montañosas en curvas o en intersecciones9.

7.1.1.8 Fisuración incipiente. "La fisuración incipiente corresponde

a una serie de fisuras contiguas y cerradas que generalmente no se

interceptan suelen afectar el concreto asfáltico de manera superficial

por ser daños muy leves no poseen niveles de severidad asociadas"10.

7.1.2 Deformaciones

7.1.3 Ondulación. "También conocida como corrugación o rizado,

es un daño caracterizado por la presencia de ondas en la

superficie del pavimento. Generalmente perpendiculares a la

dirección del tránsito con longitudes entre menores que 1,0m."11

7.1.4 Abultamiento. "Este deterioro se asigna a los

abombamientos o prominencias que se presentan en la

superficie del pavimento. Pueden presentarse bruscamente

8 Ibid. 9 Ibid. 10 Ibid. 11 Ibid.

Page 33: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

33

ocupando pequeñas áreas o gradualmente en áreas grandes

acompañados en algunos casos por fisuras"12.

7.1.4.1 Hundimiento.

Los hundimientos corresponden a depresiones localizadas en

el pavimento con respecto al nivel de la rasante.

Este tipo de daño puede generar problemas de seguridad a los

vehículos, especialmente cuando contienen agua pues se puede

producir hidroplaneo.

Los hundimientos pueden estar orientados de forma

longitudinal o transversal al eje de la vía, o pueden tener

forma de medialuna13.

7.1.4.2 Ahuellamiento.

El ahuellamiento es una depresión de la zona localizada sobre

la trayectoria de las llantas de los vehículos. Con frecuencia

se encuentran acompañados de una elevación de las áreas

adyacentes a la zona deprimida y de fisuración.

Un ahuellamiento significativo puede llevar a la falla

estructural del pavimento y posibilitar el hidroplaneo por

almacenamiento de agua14.

7.1.5 Pérdida de las capas de la estructura

7.1.5.1 Descascaramiento. "Este deterioro corresponde al

desprendimiento de parte de la capa asfáltica superficial sin llegar a

afectar las capas subyacentes"15.

7.1.5.2 Baches.

12 Ibid. 13 Ibid. 14 Ibid. 15 Ibid.

Page 34: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

34

Desintegración total de la carpeta asfáltica que deja expuestos

los materiales granulares lo cual lleva al aumento del área

afectada y aumento de la profundidad debido a la acción del

tránsito.

Dentro de este tipo de deterioro se encuentran los ojos de

pescado que corresponden a baches de forma redondeada y

profundidad variable con bordes bien definidos que resultan

de una deficiencia localizada en las capas estructurales 16.

7.1.5.3 Parche. "Los parches corresponden a áreas donde el

pavimento original fue removido y reemplazado por un material similar

o diferente ya sea para reparar la estructura (a nivel de concreto

asfáltico o hasta los granulares) o para permitir la instalación o

reparación de alguna red de servicios (acueducto, gas, etc.) "17.

7.1.6 Daños superficiales

7.1.7 Desgaste superficial.

Corresponde al deterioro del pavimento ocasionado

principalmente por acción del tránsito, agentes abrasivos o

erosivos se presentan como perdida de ligante y mortero.

Suele encontrarse en las zonas por donde transitan los

vehículos. Este daño provoca aceleración del deterioro del

pavimento por acción del medio ambiente y del tránsito18.

7.1.7.1 Perdida de agregado. "Este daño se evidencia por la

presencia de agregados con caras planas en la superficie o por la

ausencia de agregados angulares, en ambos casos se puede llegar a

afectar la resistencia al deslizamiento"19.

7.1.7.2 Cabezas duras. "Corresponde a la presencia de agregados

expuestos fuera del mortero arena-asfalto que puede llegar a aumentar

la rugosidad del pavimento provocando ruido excesivo para el

conductor"20.

16 Ibid. 17 Ibid. 18 Ibid. 19 Ibid. 20 Ibid.

Page 35: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

35

7.1.7.3 Exudación. "Este tipo de daño se presenta con una película o

afloramiento del ligante asfáltico sobre la superficie del pavimento

generalmente brillante resbaladiza usualmente pegajosa. Es un proceso

que puede llegar a afectar la resistencia al deslizamiento"21.

7.1.7.4 Surcos. "Corresponde a franjas o canales longitudinales donde

se han perdido los agregados de la mezcla asfáltica"22.

En el siguiente cuadro se muestran los diferentes tipos de daños que

puede sufrir un pavimento, en él se encuentran las convenciones y el

grado de severidad.

Cuadro 2. Tipos de daños en pavimentos flexibles

Tipo De Daño Convenc

.

Severidades

Baja Media Alto

Fisuras

Fisuras

longitudinales

(m)

FL Abertura menor a 1

mm o selladas

Abertura 1-3

mm sin sello

algunas fisuras

leves la cruzan

Abertura› 3 mm

posee alto desgaste

algunas fisuras medias

las cruzan causa

vibración al vehículo

Fisuras

transversales

(m)

FT

Fisuras en juntas

de construcción

(m)

FCL,

FCT

Reflexión de

juntas de

pavimento rígido

(m)

FJL,

FJT

Fisuras en media

luna (m2)

FML

Fisuras en

borde(m)

FBD

Fisuras en bloque

(m2)

FB Los bloques se han

comenzado a

Bloques

definidos por

Bloques bien definidos

por fisuras›3 mm que

21 Ibid. 22 Ibid.

Page 36: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

36

Tipo De Daño Convenc

.

Severidades

Baja Media Alto

formar pero no

están claramente

definidos y están

conformados por

fisuras ‹1 mm o

selladas sin

desgaste en ellas.

fisuras 1-3

mm o sin

sellante o

desgaste leve

presentan alto

desgaste

Piel de cocodrilo

(m2)

PC Serie de fisuras

longitudinales

paralelas con

abertura de hasta

3 mm

principalmente en

la huella

Las fisuras

han formado

bloques que

tienen un

ligero desgaste

en los bordes

Área con bloques

sueltos de bordes

desgastados pueden

existir bombeo

Fisuras por

deslizamiento de

capas (m2)

FDC Fisuras ‹1 mm o

selladas

Fisuras 1-3

mm pueden

existir

agrietamientos

alrededor con

aberturas

menores a 1

mm

fisuras›3 mm pueden

existir agrietamientos

entre las fisuras con

aberturas a 1 mm

Fisuras incipiente

(m2)

FIN Sin grados de severidad asociados

Deformaciones

Ondulaciones

(m2)

OND Altura ‹10 mm Altura 10-20

mm

Altura ›20 mm

Abultamiento

(m2)

AB

Hundimiento

(m2)

HUN altura‹20 mm Altura 20-40

mm

Altura ›40 mm

Ahuellamiento

(m2)

AHU altura‹10 mm Altura 10-25

mm

Altura ›25 mm

Daños Superficiales

Desgaste

superficial (m2)

DSU Perdida de la

textura

Profundidad de

las

Ha comenzado

desintegrarse la

Page 37: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

37

Tipo De Daño Convenc

.

Severidades

Baja Media Alto

uniforme de la

superficie con

irregularidades

hasta de 3 mm

irregularidades

entre 3 mm y

10 mm se

observa el

agregado

grueso el

vehículo

experimenta

vibración y

ruido

superficie presenta

desprendimientos

evidentes y partículas

sueltas sobre la calzada

Perdida del

agregado (m2)

PA Se observan

pequeños huecos

cuya separación

es mayor a 0.15

m

Existe un

mayor

desprendimient

o de agregados

con

separadores

entre 0.05 m

y 0.15 m

Desprendimiento

extensivo de agregados

con separaciones menores

a 0.05 m superficie

muy rugosa se observan

agregados sueltos

Pulimento del

agregado(m2)

PU Sin grados de severidad asociados

Cabezas

duras(m2)

CD Sin grados de severidad asociados

Exudación (m2) EX Se hace visible

en la superficie

en franjas

aisladas y de

espesor delgado

que no cubre los

agregados

gruesos

Exceso de

asfalto libre

que conforma

una película

cubriendo

parcialmente

los agregados

Cantidad significativa de

asfalto en la superficie

cubriendo casi la

totalidad de los

agregados aspecto

húmedo de intensa

coloración negra

Surcos (m2) SU Sin grados de severidad asociados

Deterioro De Capas Estructurales

Descascara

miento (m2)

DC altura‹10 mm Altura 10-25

mm

altura›25 mm

Bache o hueco

(m2)

BCH profundidad‹25

mm corresponde

Profundidad

entre 25-50

profundidad›50 mm llega

a afectar la base

Page 38: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

38

Tipo De Daño Convenc

.

Severidades

Baja Media Alto

al

desprendimiento

de tratamientos

superficiales o

capas delgadas

mm afecta

incluso la base

asfáltica

granular

Parcheo (m2) PCH Está en muy

buena condición

y se desempeña

satisfactoriamen

te

Presenta

algunos daños

de seriedad

baja a medida

y deficiencias

en los bordes

Presenta daños de

seriedad alta y requiere

ser reparado pronto

Otros Daños

Corrimiento

vertical de la

berma (m,h)

CV Altura ‹6 mm Altura 6-25

mm

altura›25 mm

Separación de la

berma (m,s)

SB ancho‹3 mm Altura 3-10

mm

altura›10 mm

Afloramiento de

agua (m)²

AFA Sin grados de seriedad asociado

Afloramiento de

finos ³

AFI Sin grados de seriedad asociado

Fuente. Manual para la inspección visual de pavimentos flexibles

INVIAS.

7.2 PROCEDIMIENTO PARA EL REGISTRO DE DAÑOS

El fin de la inspección de pavimentos es determinar el

porcentaje de área de pavimento afectado, estableciendo los

tipos de daño que se presentan su extensión severidad y

recurrencia factores que orientan al ingeniero en el momento

de definir las posibles causas de los daños o de programar

actividades de campo y de laboratorio para su estudio.

Formato de inspección. Es la parte del formato en donde se

captura la información de campo de una forma detallada y

sistemática, A continuación se describe cada una de sus

partes:

Page 39: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

39

Información general. Permite capturar la información

general de la vía, la territorial a la que pertenece el código y

el nombre de la vía.

Posee la opción de indicar con una X si la vía pertenece a una

concesión, un corredor de mantenimiento integral o si está a

cargo de administradores viales (siglas A.M.V).

Adicionalmente se debe registrar la fecha del levantamiento

(día-mes-año). El contrato que se está revisando (contrato No

y año). El nombre de quien realiza el levantamiento y el

número de la hoja correspondiente.

Deterioros. Esta sección pertenece a la parte del formato

donde se registra la información de campo correspondiente a

los daños encontrados.

Además de registrarse la información sobre los tipos de

deterioro, en esta sección se registran las abscisas cada 100 m

de tal forma que la verificación de la información levantada

pueda realizarse de manera fácil.

A continuación se explica cada una de las partes que

componen esta sección:

Carril: Es necesario registrar la posición del daño con respecto

a la calzada entendiendo esta como una sección transversal

del pavimento (carriles y bermas) libre de obstáculos tales

como separadores andenes u otros.

Para vías de una calzada con dos carriles, uno en cada sentido

las convenciones son las siguientes:

I: carril izquierdo

D: carril derecho

C: toda la calzada

E: eje

Page 40: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

40

Tipo: En esta casilla se registrara el tipo de daño de acuerdo

con la sigla establecida en el formato para la evaluación de

pavimentos flexibles.

Para el caso de daños encontrados en la berma en esta casilla

se reporta la sigla correspondiente al daño seguida de la letra

B (excepto para el caso de la separación y el corrimiento

vertical de la berma, casos en los que registrara solamente la

sigla correspondiente).

Severidad: Se asignara a cada daño un nivel de severidad de

acuerdo a las definiciones de cada daño.

Reportando en esta casilla una de las siguientes letras:

A : Alta

M: Media

B: Baja

Daño (largo-ancho):

En esta parte se reportan las dimensiones del daño de acuerdo

con su forma de medición (largo y ancho o solo largo según se

ha definido).

Reparación (largo-ancho):

En esta casilla se debe registrar el área a reparar teniendo en

cuenta que en ocasiones es conveniente agrupar varios daños

en una sola reparación que hacerla por separado para cada

daño.

Esta casilla puede quedar en blanco cuando se determine que

el área a reparar es igual al área del daño.

Foto: Es importante llevar un registro fotográfico de los daños

encontrados que indique la fecha de inspección y posea una

referencia que permita establecer la magnitud del daño. En

Page 41: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

41

esta casilla se debe registrar el número de las fotografías

correspondientes al daño reportado.

Aclaraciones. En esta sección del formato deben registrarse

todos los detalles adicionales encontrados durante la

inspección en cada sitio teniendo en cuenta los datos

adicionales que deben reportarse según los daños encontrados.

Geometría de la vía. En la parte inferior se solicita

información acerca de la geometría de la vía tal como:

número de calzadas

Número de carriles por calzada

Ancho de carril

Ancho de berma

Comentarios. Se han dispuesto de un campo para comentarios

en el que se puede registrar cualquier información adicional

que el ingeniero considere importante tal como problemas

generalizados en el pavimento, características especiales del

terreno información relevante suministrada por los habitantes

del sector, etc.23.

7.2.1 Formato para la evaluación del pavimento flexible –V20

INFORMACIÓN GENERAL

Territorial: ________________________ Fecha:

Concesión: ________________________ Contrato Nº:

Código de la vía: ____________________ PR inicial:

MTTO integral: ____________________ PR final:

Nombre de la vía: __________________ Levantado por:

AMV: _____________________________ Hoja: _____________ de:

PATOLOGÍA ACLARACIONES

Car

ril

tip

o

Seve

r

DAÑO REPARACI

ÓN

FOT

O

Larg

o

Anch

o

Lar

go

Anch

o

23 Ibid.

Page 42: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

42

(m) (m) (m

)

(m)

DETERIOROS

GEOMETRÍA DE LA VÍA

número de calzadas: Comentarios:

Número de carriles por calzada:

Ancho carril: Ancho berma:

Fuente. Manual para la inspección visual de pavimentos flexibles

INVIAS.

Cuando en un área se detecten varios daños (con excepción de

los daños superficiales) se debe anotar aquel que mas afecte el

nivel de servicio de la vía, registrando el área total afectada e

indicando en las aclaraciones los demás daños presentes.

De otra parte, al finalizar cada tramo de 100 m, se debe

reportar el área afectada por daños superficiales, ya que es

frecuente que estos afecten la calzada al tiempo que se

presenten otros daños, lo cual implica la superposición de

áreas.

Existe la posibilidad que una serie de daños consecutivos

estén asociados a una causa común y se requiera un solo tipo

de reparación en toda la zona y no para cada daño una

reparación de manera independiente.

Page 43: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

43

Los datos se registran de abajo hacia arriba en el formato, en

el sentido del abscisado, colocando la abscisa inicial, tipo de

daño, severidad, dimensiones, fotografías e indicando la

siguiente abscisa cerrada cada 100 m.

Este procedimiento se repite a lo largo del formato, teniendo

en cuenta el registro de las abscisas cada 100 m, hasta agotar

los espacios disponibles24.

7.2.2 Formato para la evaluación del pavimento flexible –V2.

Territorial: ________________________ Fecha: 11/03/2011

Concesión: ________________________ Contrato Nº:

Código de la vía: ____________________ PR inicial: 0+20.00

MTTO integral: ____________________ PR final: 0+400.00

Nombre de la vía: Aeropuerto Flandes Levantado por: Ronald Ríos

AMV: _____________________________ Hoja: _____1_______ de: 3

PATOLOGÍA ACLARACIONES

car

ril

tipo sever Daño Reparación

Foto

Larg o

(m)

Anch o

(m)

largo

(m)

Anch o

(m)

D BCH Alto 0.3

5

0.6

6

19

I PCH Alto 0.8

7

0.5

9

18

PR 0+400.00

I BCH Medi

a

0.3

0

0.2

5

17

PR 0+300.00

D PCH Medi

a

0.8

7

0.5

9

16

PR 0+200.00

I BCH Alto 0.8

5

0.4

2

15 Se observa los materiales granulares

y el aumento del área afectada.

D BCH Alto 1.17 0.8 14 Este bache se genero a partir de un

24 Ibid.

Page 44: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

44

6 pésimo parcheo

D BCH Alto 0.5

6

0.61 13

D PCH Medi

a

1.12 1.23 12

I CD 0.3

5

0.4

0

11 Se observa la exposición de los

materiales agregados que aumentan

la rugosidad de la vía.

I PCH Alto 0.6

0

1.15 10

PR 0+100.00

D PCH Medi

a

0.7

0

1.35 9 Se requiere un parcheo hasta la zona

afectada por los procesos

constructivos de la red de

alcantarillado

D PCH Medi

a

0.5

8

1.09 8

D PCH Baja 1.15 0.5

5

7

D PC Alto 1.10 0.4

5

6

I PCH Baja 3.2

0

2.15 5

I PCH Baja O.4

0

1.4

0

4 Se observa que anteriormente fue

instalada una tubería de la red de

alcantarillado y se realizo el parcheo

correspondiente.

D PCH Medi

a

2.0

0

2.10 3

D PCH Medi

a

0.2

0

0.2

5

2

D HU

N

Baja O.4

0

0.5

0

1

PR 0+020.00

número de calzadas: 1 Comentarios: A LO LARGO DE LA VÍA SE

OBSERVARON DIFERENTES

Número de carriles por calzada: 2 ANCHOS DE CALZADA.

Ancho carril: ancho berma:

Page 45: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

45

Fuente. Manual para la inspección visual de pavimentos flexibles

INVIAS.

7.2.2.1 Registro fotográfico tramo PR inicial 0+20, PR final

0+400. Las imágenes registradas fueron tomadas a lo largo de la vía e

identificadas con su respectivo tipo de daño, para el normal

procesamiento de éstos en los formatos donde en cada abscisado se

muestra la cantidad de imágenes, con sus característica generales.

Figura 3. Foto 1, Tapahuecos para evitar accidentes

Fuente. Grupo de investigación.

Page 46: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

46

Figura 4. Foto 2, Tapahuecos

Fuente. Grupo de investigación.

Figura 5. Foto 3, Reparcheo deteriorado

Fuente. Grupo de investigación.

Page 47: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

47

Figura 6. Foto 4, Reparcheo

Fuente. Grupo de investigación.

Figura 7. Foto 5, Reparcheo alrededor de pozo de inspección

Fuente. Grupo de investigación.

Page 48: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

48

Figura 8. Foto 6, Desprendimiento con pérdida de ligante

Fuente. Grupo de investigación.

Figura 9. Foto 7, Tapahuecos

Fuente. Grupo de investigación.

Page 49: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

49

Figura 10. Foto 8, Reparcheo sin técnica

Fuente. Grupo de investigación.

Figura 11. Foto 9, Reparcheo sin técnica

Fuente. Grupo de investigación.

Page 50: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

50

Figura 12. Foto 10, Reparcheo con fallas alrededor

Fuente. Grupo de investigación.

Figura 13. Foto 11, Pérdida de ligante y fisuras en bloque

Fuente. Grupo de investigación.

Page 51: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

51

Figura 14. Foto 12, Reparcheo

Fuente. Grupo de investigación.

Figura 15. Foto 13, Bache

Fuente. Grupo de investigación.

Page 52: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

52

Figura 16. Foto 14, Bache

Fuente. Grupo de investigación.

Figura 17. Foto 15, Bache ojo de pescado

Fuente. Grupo de investigación.

Page 53: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

53

Figura 18. Foto 16, Parcheo

Fuente. Grupo de investigación.

Figura 19. Foto 17, Parcheo con baches alrededor

Fuente. Grupo de investigación.

Page 54: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

54

Figura 20. Foto 18, Parcheo

Fuente. Grupo de investigación.

Figura 21. Foto 19, Bache

Fuente. Grupo de investigación.

Page 55: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

55

7.2.3 Formato para la evaluación del pavimento flexible –V2.

Territorial: ________________________ Fecha: 11/03/2011

Concesión: ________________________ Contrato Nº:

Código de la vía: ____________________ PR inicial: 0+500.00

MTTO integral: ____________________ PR final: 1+300.00

Nombre de la vía: Aeropuerto Flandes Levantado por: Giovanny Tafur

AMV: _____________________________ Hoja: _____2_______ de: 3

PATOLOGÍA ACLARACIONES

car

ril

tipo Sever Daño Reparació

n

Foto

Largo

(m)

Anch

o

(m)

largo

(m)

Anch

o

(m)

I FBD Media 2.0

6

34

PR 1+300.00

I FBD Media 1.00 33

D FL Alto 1.23 32 Se observa las fisuras longitudinales

con tendencia a piel de cocodrilo

D FL Alto 1.60 31

PR 1+200.00

D DC Alto 0.8

9

0.7

4

30

PR 1+100.00

D HU

N

Alto 0.8

7

0.8

8

29

PR 1+000.00

I PA Alto 5.8

0

1.40 28

PR 0+900.00

D PCH Media 3.10 0.7

2

27 Se observa el parcheo de una

actividad relacionada con el

suministro de agua potable

PR 0+800.00

D PA Alto 2.4

8

0.9

4

26

I PA Alto 0.9 0.4 25 Se observa la desintegración total de

Page 56: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

56

3 4 la capa de rodadura y la pérdida de

agregados

I DC Baja 1.16 1.19 24

I DC Baja 1.14 1.12 23 Al parecer se está deteriorando la

capa asfáltica superficial

I PC Media 1.20 0.9

0

22

PR 0+700.00

D BCH Alto 1.15 1.19 21

PR 0+600.00

I PCH Baja 1.13 1.07 20

PR 0+500.00

número de calzadas: 1 Comentarios: DURANTE EL REGISTRO

FOTOGRÁFICO SE OBSERVO

Número de carriles por calzada: 2 QUE LA VÍA PRESENTA MÍNIMO 7 TIPOS DE

DAÑOS CLASIFICADOS

Ancho carril: ancho berma: POR EL INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS.

Fuente. Manual para la inspección visual de pavimentos flexibles

INVIAS.

Page 57: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

57

7.2.3.1 Registro fotográfico tramo PR inicial 0+500, PR final

1+300.

Figura 22. Foto 20, Parcheo

Fuente. Grupo de investigación.

Figura 23. Foto 21, Baches

Fuente. Grupo de investigación.

Page 58: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

58

Figura 24. Foto 22, Fisuras en bloque

Fuente. Grupo de investigación.

Figura 25. Foto 23, Baches

Fuente. Grupo de investigación.

Page 59: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

59

Figura 26. Foto 24, Baches

Fuente. Grupo de investigación.

Figura 27. Foto 25, Baches

Fuente. Grupo de investigación.

Page 60: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

60

Figura 28. Foto 26, Fallas laterales

Fuente. Grupo de investigación.

Figura 29. Foto 27, Parcheo

Fuente. Grupo de investigación.

Page 61: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

61

Figura 30. Foto 28, Fisuras de borde

Fuente. Grupo de investigación.

Figura 31. Foto 29, Baches

Fuente. Grupo de investigación.

Page 62: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

62

Figura 32. Foto 30, Desprendimientos y baches

Fuente. Grupo de investigación.

Figura 33. Foto 31, Fisuras longitudinales

Fuente. Grupo de investigación.

Page 63: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

63

Figura 34. Foto 32, Fisuras en bloque

Fuente. Grupo de investigación.

Figura 35. Foto 33, Fisuras en bloque

Fuente. Grupo de investigación.

Page 64: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

64

Figura 36. Foto 34, Piel de cocodrilo

Fuente. Grupo de investigación.

7.2.4 Formato para la evaluación del pavimento flexible –V2.

Territorial: ________________________ Fecha: 11/03/2011

Concesión: ________________________ Contrato Nº:

Código de la vía: ____________________ PR inicial: 1+400.00

MTTO integral: ____________________ PR final: 1+900.00

Nombre de la vía: Aeropuerto Flandes Levantado por: Ignacio Herrera

AMV: _____________________________ Hoja: _____3____ de: 3

PATOLOGÍA ACLARACIONES

car

ril

Tipo Sever Daño Reparació

n

Foto

Largo

(m)

Anch

o

(m)

largo

(m)

Anch

o

(m)

Page 65: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

65

PR 1+900.00

I FL Alta 1.14 43 Se observa que las aberturas son

aproximadamente de 5 mm

PR 1+800.00

I FB Media 1.33 0.6

6

42

PR 1+700.00

I FB Media 1.11 0.5

6

41

PR 1+600.00

D PC Media 1.97 1.65 40

D PC Media 1.20 1.34 39

PR 1+500.00

D FL Alta 3.10 38

D FL Alta 2.15 37

PR 1+400.00

I FBD Alta 0.9

8

36 Se observa este tipo de daño ha

deteriorado el pavimento hasta llegar

a la capa granular.

I FBD Media 1.00 35

número de calzadas: 1 Comentarios: RECOMENDAR LABORES DE

REDISEÑO A LO LARGO

Número de carriles por calzada: 2 DE LA VÍA AL AEROPUERTO SANTIAGO VILA

Ancho carril: ancho berma:

Fuente. Manual para la inspección visual de pavimentos flexibles

INVIAS.

Page 66: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

66

7.2.4.1 Registro fotográfico tramo PR inicial 1+400, PR final

1+900.

Figura 37. Foto 35, Piel de cocodrilo

Fuente. Grupo de investigación.

Figura 38. Foto 36, Piel de cocodrilo

Fuente. Grupo de investigación.

Page 67: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

67

Figura 39. Foto 37, Fisuras longitudinales

Fuente. Grupo de investigación.

Figura 40. Foto 38, Fisuras longitudinales

Fuente. Grupo de investigación.

Page 68: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

68

Figura 41. Foto 39, Fisuras y pérdida de ligante

Fuente. Grupo de investigación.

Figura 42. Foto 40, Piel de cocodrilo

Fuente. Grupo de investigación.

Page 69: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

69

Figura 43. Foto 41, Piel de cocodrilo

Fuente. Grupo de investigación.

Figura 44. Foto 42, Piel de cocodrilo

Fuente. Grupo de investigación.

Page 70: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

70

Figura 45. Foto 43, Piel de cocodrilo

Fuente. Grupo de investigación.

Figura 46. Entrada aeropuerto

Fuente. Grupo de investigación.

Page 71: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

71

7.3 REPORTE DE DAÑOS

Una vez realizado el levantamiento se debe iniciar el procesamiento y

análisis de la información de campo, con el fin de generar un informe

donde se reporten los resultados de la inspección visual de daños. A

continuación se presentan los lineamientos principales para la

elaboración del informe.

Page 72: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

72

8. ANÁLISIS Y PROCESAMIENTO DE LOS DATOS

A partir de la información contenida en los formatos de campo se

procede a analizar la información agrupando los daños encontrados por

tipo de deterioro, severidad y por tramo de 100 m en una hoja de

cálculo, donde se calculan los porcentajes de afectación general para

toda la vía, esto con el fin de establecer los daños más afectados y las

áreas totales de daño.

Para esta etapa, es necesario separar los daños en la berma del resto

del análisis, ya que se encuentran localizados en una zona que no afecta

directamente la transitabilidad de la vía. Por otra parte, aunque los

daños superficiales también se analizan de manera independiente para

evitar la superposición de áreas afectadas con otros daños, se incluyen

dentro del análisis de los daños en los carriles.

8.1 DAÑOS EN LOS CARRILES

El procesamiento de los datos tanto para este caso como para los daños

superficiales y los daños en bermas se realiza en una hoja de cálculo

que debe contener la siguiente información:

Tramo.

Abscisa inicial y final de cada tramo.

Área total de cada tramo.

Daños encontrados por severidad en cada tramo.

Área totales de daños para cada tramo.

Porcentajes de afectación de cada tramo.

Área total de cada daño y por severidad.

Peso de cada tipo de daño y severidad dentro del área total

afectada.

Área total afectada en la vía.

Porcentaje de afectación de la vía25.

Para el análisis de las fisuras longitudinales, fisuras transversales,

fisuras en juntas de construcción, fisuras por reflexión de juntas de

pavimentos rígidos y fisuras de borde, la longitud registrada debe

multiplicarse por un ancho de referencia de 0.6 con el fin de manejar

unidades constantes en cuanto al área de daño.

25 Ibid.

Page 73: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

73

Para mostrar la forma en que se registran los datos en la hoja de

cálculo, se tomará como ejemplo el tramo 15 (PR 1+400.00 a PR

1+500.00).

En donde se reportan los siguientes daños:

Una fisura longitudinal de severidad alta 3.10

Una fisura longitudinal de severidad alta 2.15

Al observar la hoja de cálculo del cuadro siguiente, los tipos de daños

anteriormente descritos se encuentran como:

Fisura longitudinal severidad alta 1.86 (3.10x0.6)

Fisura longitudinal severidad alta 1.29 (2.15x0.6)

Área total: 450 (ancho de calzada de 4.50 x longitud del tramo de 100

m)

Área afectada: 3.15 (1.86+1.29)

Porcentaje de afectación: 0.7%(100x3.15/450)

Analizando el caso, se observa que el tramo más afectado es el T1

(afectación 1.5%) seguido del T16 (afectación 1.0%) (Ver cuadro 3).

Page 74: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

74

Cuadro 3. Daños en el pavimento (sin incluir daños superficiales ni daños en bermas)

Fuente. Manual para la inspección visual de pavimentos flexibles INVIAS.

Page 75: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

75

8.2 ANÁLISIS DE LOS DATOS OBTENIDOS

Adicionando la información obtenida en todos los tramos se tiene la

siguiente información para toda la vía:

Área total inspeccionada 9.900.00 M2 (sumatoria de las áreas de cada

tramo)

Área total afectada 38.37 M2 (sumatoria del área afectada de cada

tramo)

Porcentaje de afectación: 30% (relación entre el área total afectada y el

área total inspeccionada)

Posteriormente se procede a realizar la sumatoria de áreas afectadas

por cada tipo de daño y por severidad.

Según el cuadro anterior las fisuras longitudinales de severidad alta

son de 5.52

Además se calcula la cantidad total de daños por tipo de deterioro

sumando todas las severidades de cada tipo de deterioro para el caso de

piel de cocodrilo es de 6.42.

Luego se calcula el peso de cada daño por severidad dentro del área

total inspeccionada que es la relación entre la sumatoria de áreas

afectadas por cada tipo de daño y por severidad y el área total

inspeccionada para el caso de fisuras longitudinales de severidad alta

es de 0.05.

También se calcula el peso del total de cada daño dentro del área total

inspeccionada que es la sumatoria del peso del daño dentro del área

inspeccionada según la severidad para el caso de fisuras longitudinales

es 0.05% (Ver cuadro 2).

Analizando la información obtenida se observa que después de valorar

los datos en la hoja de cálculo anterior se puede determinar los puntos

más críticos de la vía los cuales se encuentran en el tramo inicial

(0+20.00-0+100.00) seguido del tramo final (1+500.00-1+600.00)

Page 76: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

76

En estos tramos se encuentran las anomalías más representativas en el

total del área inspeccionada, con porcentaje de afectación considerable

para la construcción de un nuevo pavimento.

A partir de la información procesada, es necesario plasmar en una

gráfica los resultados encontrados, con el fin de observar con mayor

facilidad el comportamiento de los datos.

Con base en la hoja de cálculo estudiada anteriormente, se realiza una

primera gráfica que muestra la afectación de cada tramo en un

diagrama de barras. La representación gráfica por tramos se ilustra en

la gráfica siguiente, en ella se observa en el eje de las abscisas los

tramos inspeccionados, en el eje de las ordenadas el área afectada en

cada tramo en una escala adecuada y en la parte inferior se presentan

las abscisas de cada tramo.

8.3 REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LOS TIPOS DE DAÑOS

ENCONTRADOS

Gráfica 1. Área afectada por tramos, Aeropuerto Santiago Vila,

Municipio de Flandes, Tolima

Fuente: Manual para la inspección visual de pavimentos flexibles

INVIAS.

Page 77: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

77

Gráfica 2. Distribución de los daños de severidad bajo por tipo

Fuente. Manual para la inspección visual de pavimentos flexibles

INVIAS.

En la gráfica anterior se plasman los resultados, con el fin de observar

el comportamiento de las fallas encontradas, estas se clasifican según

la severidad de los daños registrados en el cuadro 3.

Se observa en la gráfica anterior que las patologías más sobresalientes

son los descascaramientos baches y parcheos. Donde el PCH de

severidad baja es la patología más representativa con un porcentaje de

afectación del 0,07% en un área de 7,44 m², DC de severidad baja con

un porcentaje de 0.02% en un área de 2,65 m² y finalmente el BCH con

un porcentaje del 0,01% en un área de 1,20 m².

Page 78: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

78

Gráfica 3. Distribución de los daños de severidad media por tipo

Fuente. Manual para la inspección visual de pavimentos flexibles

INVIAS.

En esta grafica se observa que las patologías más comunes son la

parcheo y la piel de cocodrilo de severidad media con un porcentaje de

afectación del 0,10% y 0,06% en un área de 10 m² y 5,93 m² lo cual

indica que el PCH de severidad media es la patología mas especifica en

un área de 10 m².

Page 79: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

79

Gráfica 4. Distribución de los daños de severidad alta por tipo.

Fuente. Manual para la inspección visual de pavimentos flexibles

INVIAS.

En esta gráfica anterior se observan casi todas las patologías

clasificadas, con un porcentaje de afectación mayor a las demás gráficas

con grado de severidad alto, indicando que las áreas relacionadas con

fisuras longitudinales, piel de cocodrilo, descascaramiento, baches y

parcheos tienen un peso de daño correspondiente a su clasificación:

FL: 0, 05% Area: 5, 52

PC: 0, 01% Area: 0, 49

DC: 0, 01% Area: 0, 65

BCH: 0.03% Área: 3,29

PCH: 0,01% Área: 1,2

Page 80: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

80

9. DISEÑO DEL PAVIMENTO FLEXIBLE PARA LA VÍA DE

ACCESO AL AEROPUERTO SANTIAGO VILA DEL MUNICIPIO

DE FLANDES EN EL DEPARTAMENTO DEL TOLIMA

9.1 PERÍODO DE ANÁLISIS Y PERÍODO DE DISEÑO

ESTRUCTURAL

El período de análisis (PA) es un período convenientemente

planeado durante el cual es indeseable una reconstrucción de

la vía. El período de diseño estructural (PDE) está definido

como el período durante el cual está previsto, con alto grado

de confiabilidad, que no se requerirá ningún mantenimiento

estructural. Con el fin de satisfacer el objetivo del diseño, de

seleccionar el pavimento óptimo en términos del valor

presente de los costos globales, es necesario considerar la

forma en que se espera que el pavimento se desempeñe

durante el período de análisis26.

9.1.1 Selección del período de análisis y del período de diseño

estructural. Para la selección de los períodos de análisis y

diseño, las vías se clasifican como se presentan en el siguiente

cuadro.

Cuadro 4. Categorías de las vías

Categoría de la vía

I II III Especial

Descripción

Autopistas

interurbanas,

caminos

interurbanos

principales

Colectoras

interurbanas,

caminos

rurales e

industriales

principales

Caminos

rurales con

transito

mediano,

caminos

estratégicos

Pavimentos

especiales e

innovaciones

Importancia

Muy

importante

Importante Poco

importante

Importante a

poco

importante

Tránsito

promedio diario

>5.000 1.000-10.000 <1.000 <10.000

26 http://www.invias.gov.co/invias/hermesoft/portalIG/home_1/recursos/informacion_institucional/20122007/documento _tecnico.jsp

Page 81: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

81

Fuente. Manual de Diseño para pavimentos flexibles con medios y bajos

volúmenes de tránsito.

Para la vía de acceso al aeropuerto Santiago Vila de Flandes se clasifica

como categoría II debido a que esta vía se encuentra conectada con una

vía principal (vía nacional)

Para las vías de la categoría II es más económico seleccionar un período

de diseño estructural corto de 10 años, debido a que los materiales a

utilizar se encuentran en las cercanías de la vía y tienen propiedades

que garantizan la duración de la obra. Sin embargo, cuando la

rehabilitación estructural al final de dicho tiempo sea dificultosa o no

práctica, se puede seleccionar un período más largo, hasta de 20 años,

según se muestra en el cuadro siguiente:

Cuadro 5. Períodos de diseño estructural recomendados

Categoría de la vía Período de diseño (P.D.E) años

Rango Recomendado

I 10-30 20

II 10-20 15

III 10-20 10

Especiales 7-20 10-15

Fuente. Manual de Diseño para pavimentos flexibles con medios, bajos

y altos volúmenes de tránsito.

9.2 ESTIMACIÓN DEL TRÁNSITO DE DISEÑO

Como no se tienen conteos ni series históricas del sector objeto de

estudio, se realizó un conteo con el fin de conocer los volúmenes de

tránsito que circulan en la vía al aeropuerto Santiago Vila, el cual

mostró que es de tránsito liviano no representativo en carga para el

diseño del pavimento flexible, por lo anterior y con el fin de darle

estructura al pavimento, se consideró el tránsito tipo T2 entre 1 -2*106

de ejes de 8.2 ton. como representativo para el diseño a un período de

20 años de vida útil (ver cuadro 6).

Page 82: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

82

Cuadro 6. Rangos de tránsito contemplados en la norma

Designación Rangos de tránsito acumulado por carril de

diseño

T1 0.5-1*106

T2 1-2*106

T3 2-4*106

T4 4-6*106

T5 6-10*106

T6 10-15*106

T7 15-20*106

T8 20-30*106

T9 30-40*106

Fuente. Manual de Diseño para pavimentos flexibles con medios, bajos

y altos volúmenes de tránsito.

Es importante anotar que los tránsitos menores a 0.5 * 10⁶ ejes

equivalentes están contemplados en el manual de diseño de pavimentos

asfálticos para vías de bajo transito del instituto nacional de vías.

9.3 FACTORES AMBIENTALES Y CLIMÁTICOS

Con base en las temperaturas y precipitaciones, el país se ha dividido

en seis regiones climáticas, con el fin de que la variable clima se

involucre en forma apropiada en el diseño de estructuras de pavimento,

Flandes se encuentra en la región 3 (R3) con una temperatura entre 20 -

30 (°C).

Page 83: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

83

Figura 47. Clasificación climática de Colombia.

Fuente: http://www.invias.gov.co/invias/hermesoft/portalIG/home_1

/recursos/informacion_institucional/documentos/25042008/ docu_publi

caciones2.pdf.

Page 84: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

84

9.4 ENTORNOS DE LA RESISTENCIA

Según los ensayos realizados con base a la caracterización del suelo de

la subrasante, dan como resultado un CBR promedio de 7.9%, al cual le

corresponde una categoría S-3 con un módulo resiliente entre 7.000 y

1.000 kg/cm2 (ver cuadro siguiente).

Cuadro 7. Entornos de la resistencia

Categoría Intervalo módulo

resiliente (E) KG/cm² Intervalo C.B.R %

S1 300-500 3≤CBR<5

S2 500-700 5≤CBR<7

S3 700-1000 7≤CBR<10

S4 1000-1500 10≤CBR<15

S5 >1500 CBR≥

Fuente. Manual de Diseño para pavimentos flexibles con medios, bajos

y altos volúmenes de tránsito.

9.5 CARTAS DE DISEÑO

Con base en la información de: condiciones climáticas (R), niveles de

transito (T) condiciones de resistencia de los suelos de subrasante ( S) y

características de los materiales definidos para cada una de las capas,

se diseñaron las secciones estructurales para los diferentes

combinaciones de las variables, indicándose para las alternativas de

diseño los materiales y espesores correspondientes que garanticen una

equivalencia estructural. La selección del diseño obedecerá a

condiciones particulares de disponibilidad de materiales en la zona y al

respectivo análisis económico de las alternativas. Dentro del manual se

establecieron seis cartas de diseño, donde cada carta contempla los

aspectos que se resumen en el siguiente cuadro.

Cuadro 8. Rangos contemplados en las cartas de diseño

Carta Nro. Región

Climática As

Rango De

Tránsito

Materiales

Tabla

1 R1 De S1 A S5 De t1 a t9 Variables

2 R2 De S1 A S5 De t1 a t9 Variables

3 R3 De S1 A S5 De t1 a t9 Variables

Page 85: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

85

Carta Nro. Región

Climática As

Rango De

Tránsito

Materiales

Tabla

4 R4 De S1 A S5 De t1 a t9 Variables

5 R5 De S1 A S5 De t1 a t9 Variables

6 R6 De S1 A S5 De t1 a t9 Variables

Fuente. Manual de Diseño para pavimentos flexibles con medios, bajos

y altos volúmenes de tránsito.

Es importante anotar que las cartas se han diseñado bajo la hipótesis

de que no serán necesarias intervenciones estructurales importantes

durante la vida del pavimento, mientras se mantengan las condiciones

de resistencia de subrasante y niveles de tránsito dentro de los rangos

contemplados en cada categoría de diseño (ver siguiente cuadro).

Page 86: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

86

Cuadro 9. Carta Nº 3, región 3 (R3) cálidoseco - cálido

semihúmedo. TMAP 20ºC - 30ºC precipitación menor a 2000

mm/año.

Fuente. Manual de Diseño para pavimentos flexibles con medios, bajos

y altos volúmenes de tránsito.

Page 87: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

87

9.6 MEDIDA Y SELECCIÓN DEL VALOR DE RESISTENCIA DE

UN SUELO TÍPICO DE SUBRASANTE

Sobre los suelos de subrasante que predominan en cada unidad, se

adelantaron ensayos “in situ” o en laboratorio, que permiten conocer su

resistencia en las condiciones de equilibrio que se espera presenten

durante el período de servicio del pavimento. La cantidad de ensayos

por realizar sobre cada suelo debe ser tal que permita definir sus

características de resistencia, con un apropiado grado de confiabilidad.

El número recomendable de pruebas oscila entre 6 y 8 y sus resultados

deben procesarse por medios estadísticos que permitan la selección de

un valor correcto de resistencia de diseño para cada unidad o suelo

predominante de cada una de ellas.

El criterio más difundido para la determinación del valor de resistencia

de diseño es el propuesto por el instituto del asfalto, el cual recomienda

tomar un valor total, que el 60, el 75 o el 87,5 % de los valores

individuales sea igual o mayor que él, de acuerdo con el transito que se

espera circule sobre el pavimento, como se muestra en el cuadro

siguiente.

Cuadro 10. Límites para selección de resistencia

número de ejes de 8.2 toneladas

en el carril de diseño (N)

Percentil a seleccionar para

hallar la resistencia

<104 60

104-106 75

>106 87.5

Fuente. Alfonso Montejo Fonseca. Manual de Diseño para pavimentos

flexibles con medios, bajos y altos volúmenes de tránsito.

9.7 DESCRIPCIÓN DEL ESTUDIO Y DISEÑO

El proyecto se encuentra localizado en el Departamento del Tolima,

precisamente entre los municipios de Flandes, el cual brindara

conexión a la malla vial del departamento.

Longitud aproximada de vía 1960 metros lineales a partir de la

cabecera municipal del municipio hasta el aeropuerto Santiago Vila.

Page 88: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

88

Actualmente existe una vía conformada por un pavimento flexible de

anchos variables.

La propuesta como solución a las condiciones de alineamiento, tanto

vertical como horizontal de la vía de acceso del aeropuerto se ha

proyectado sobre la vía existente, la cual garantizará una calzada de

dos carriles de circulación, cada uno de 4.00 metros con andenes de 1.50

metros. La calzada tendrá 8.00 metros de ancho (ver anexo D, planos).

9.8 PLANTEAMIENTO DEL DISEÑO

Criterio: Asegurar que con la rehabilitación del pavimento existente, el

nuevo no sufra fatiga por agrietamiento ni ahuellamiento.

9.8.1 Datos de entrada. Para el diseño de la estructura se tiene

en cuenta el manual del instituto nacional de vías de

pavimentos flexibles con bajos volúmenes de transito año 2008,

para vías con medios y altos volúmenes de tránsito.

Se tienen en cuenta los siguientes parámetros:

1. La categoría de las vías

2. El número de ejes sencillo equivalentes de 8,2 toneladas esperados

en el período de diseño.

3. Las condiciones ambientales

4. La capacidad portante del suelo de subrasante

5. La calidad de los materiales a utilizar en las diferentes capas que

constituyen el pavimento

Para el caso que nos ocupa la vía es local y se diseña para un período de

diseño estructural de 10 años.

El tránsito actual de la vía de acceso al aeropuerto es liviano y en nada

afecta la estructura del pavimento en lo que respecta a esfuerzos y

Page 89: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

89

deformaciones, sin embargo previendo un crecimiento de tránsito

importante, se estima un T2 que se ajusta a las condiciones mínimas de

diseño (ver cuadro 6).

El número de pruebas tomadas a lo largo de la vía de acceso al

aeropuerto arrojó los siguientes C.B.R 6.2, 9.4, 9.7, 11.2, 11.2, 11.6,

11.6%. Los resultados deben procesarse de acuerdo al criterio del

Instituto del Asfalto.

Los C.B.R. se ordenan de menor a mayor, tal como lo muestra el cuadro

siguiente.

C.B.R número de valores

iguales o mayores

% de valores iguales o

mayores

6.2 7 7/7X100 = 100

9.4 6 6/7X100 = 85.71

9.7 5 5/7X100 = 71.42

11.2 4 4/7X100 = 57.14

11.6 2 2/7X100 = 28.57

Fuente. Alfonso Montejo Fonseca. Manual de Diseño para pavimentos

flexibles con medios, bajos y altos volúmenes de tránsito.

Se realiza un gráfico (ver gráfica 5), que relaciona en las ordenadas los

porcentajes valores anteriormente calculados y en las abscisas los

valores de C.B.R. individuales y en la curva de tendencia resultante, en

este caso la lineal, se determina el C.B.R. de diseño para el percentil

elegido, que de acuerdo con el criterio del Instituto del Asfalto es de

87.5%, para un tránsito de 106, de ejes de 8.2 toneladas, que es el

tránsito estimado para el presente estudio (ver cuadro 10). En el cuadro

siguiente se observan los valores del CBR vs. los porcentajes.

Cuadro 11. Porcentajes de C.B.R. menores o iguales.

C.B.R % de valores iguales o mayores que

6.2 100

9.4 85.71

9.7 71.42

11.2 57.14

11.6 28.57

Page 90: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

90

Fuente. Alfonso Montejo Fonseca. Manual de Diseño para pavimentos

flexibles con medios, bajos y altos volúmenes de tránsito.

Gráfica 5. Selección del CBR de diseño para la unidad típica

SELECCION DEL CBR DE DISEÑO PARA LA UNIDAD TIPICA

100

85,71

71,42

57,14

28,57

y = -11,465x + 178,86

0

20

40

60

80

100

120

0 5 10 15

C.B.R

% D

E V

ALO

RES

IGU

ALE

S O

MA

YORE

S Q

UE

Valores Y

Lineal (Valores Y)

Después se procede a despejar (x) de la ecuación proyectada por la

gráfica, reemplazando a (y) con el valor respectivo según el cuadro 10

que para este caso es 87.5

Y= -11.465 X +178.86

X465.11

y86.178

X= 7.9

7.9 = C.B.R de diseño

La capacidad portante del suelo de subrasante tiene un CBR = 7.9% que

es bastante bueno para cimentar la estructura de pavimento con las

condiciones mencionadas.

9.9 DEFINICIÓN DE LA ESTRUCTURA

Con los parámetros dados se considera una estructura de pavimento

flexible en condiciones mínimas pero con una confiabilidad del 90%, que

Page 91: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

91

está dentro de lo recomendado por el Manual de Diseño para

Pavimentos Flexibles de INVIAS en sus carta de diseño.

Capa de rodadura tipo MDC-2 = 5 cms

Base granular BG -1 = 15 cms

Sub base granular BG – 1 = 15 cms

Espesor total 35 cms

Page 92: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

92

10. DETERMINACIÓN DE LA ESTRUCTURA

1. Período de diseño estructural. Por ser una vía para tránsito mediano

se recomienda un P.D.E = 10 años (ver cuadro 5).

2. Estimación del tránsito de diseño. Se recomienda utilizar un T2 que

se adapta muy bien a las condiciones existentes. N = 2x106 de ejes

equivalentes de 8.2 ton. (Ver cuadro 6).

3. Condiciones ambientales. TMAP = 20◦ c - 30◦ c. Precipitación < 2000

mm/ año. (Ver cuadro 1).

4. Caracterización del suelo de subrasante (ver Anexo A. Apiques 1, 2,

3, 4, 5, 6 y 7) y el CBR promedio es 7.9% que corresponde a una

categoría S3 (Ver cuadro 7).

5. Materiales que componen la estructura del pavimento. La estructura

actual está conformada por un afirmado en unas zonas y en otras en

condición natural.

Con los datos de entrada utilizamos la carta Nº 3 que corresponde a la

región Nº 3 para climas cálido seco- cálido semihúmedo y se obtiene la

siguiente estructura: (Ver cuadro 12,).

MDC-2 7.5 Mezcla densa en caliente MDC-2 = 7.5 cms

BG-2 20 Base granular BG-2 = 20 cms

SBG-1 30 Sub-base granular SBG-1 = 30 cms

Total = 57.5 cms

El diseño anterior fue escogido debido a que en la región se encuentran

con facilidad y de buena calidad los materiales necesarios para la

construcción de la estructura, además la estructura se adapta mejor a

las condiciones del terreno y el tránsito.

Page 93: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

93

Cuadro 12. Carta Nº 3, región 3 (R3) cálidoseco - cálido

semihúmedo. TMAP 20ºC - 30ºC precipitación menor a 2000

mm/año.

Datos:

P.D.E. = 10 años

Tránsito de diseño = T2

Condiciones ambientales = 20ºC - 30ºC, Precipitación < 2000 mm/año

Caracterización del suelo = S3

Page 94: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

94

10.1 PRESUPUESTO MÉTODO INVÍAS

Íte

m Actividad

U.

M. Cant. V/Unit. V/Parcial

1 Excavación en material

común

M3

11.020,0

0 13.000,00

143.260.00

0

2 Suministro, extendida

y compactación de sub-

base granular (incluye

transporte)

M3

4.560,0

0

64.000,00

291.840.00

0

3 Suministro, extendida

y compactación de base

granular (incluye

transporte)

M3

3.040,0

0

69.000,00

209.760.00

0

4 Imprimación emulsión

asfática rompimiento

lento CRL=1

M2

15.200,

00 1.200,00 18.240.000

5 Suministro y

colocación de mezcla

asfáltica en caliente

tipo MDC-2

(rodadura), incluye

transporte, extendida

y compactada

M3 1.140,00

461.000,0

0

525.540.00

0

6 Sardinel en concreto

ML

3.800,0

0

40.000,00

152.000.00

0

Total

1.340.640.0

00

El presupuesto del método del INVIAS está conformado por una serie

de ítems, los cuales relacionan las actividades más importantes para

la construcción de un pavimento, así mismo están las cantidades

necesarias y precios unitarios y parciales hay que tener en cuenta que

Page 95: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

95

las actividades son el proceso esencial para la construcción de una

nueva estructura .

En el presupuesto del método del INVIAS se analiza los valores de

cada una de las capas para poder definir si la estructura es viable

en cuanto a costos como su elaboración. La estructura propuesta se

determina de la siguiente manera:

Ítem 5, Mezcla densa caliente MDC-2= 7.5 cms

Ítem 3, Base granular BG-2= 20 cms

Ítem 2, Sub-base granular SBG-1= 30 cms

El total de las capas que conforman la estructura es de 57.5 cms

dando como valor una sub-base granular de 291.840.000 y una base

granular de 209.760.000 con su extendida y compactación

respectivamente .

Una capa de rodadura en MDC-2 que incluye transporte extendida y

compactada de 525.540.000. Las demás actividades son el desarrollo

lógico del presupuesto como las excavaciones y obras de artes , estas

actividades son calculadas de acuerdo a los planos y el perfil de la vía

recomendado.

Page 96: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

96

11. DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLE POR EL MÉTODO

AASHTO

11.1 CRITERIO DE DISEÑO

Asegurar por este método que el pavimento flexible no sufra

fatigas ni por agrietamiento ni por ahuellamientos. Por

consiguiente el diseño consiste en controlar que las

deformaciones por tensión horizontal en la base del concreto

asfáltico y las deformaciones por compresión vertical en la

parte superior de la subrasante estén dentro de los valores

admisibles definidos por las ecuaciones de fatiga

correspondientes el método está basado en la pérdida del

índice de serviciabilidad durante la vida útil del pavimento27.

11.1.1 número estructural (SN).

El número estructural SN, es un número abstracto que

expresa la resistencia estructural requerida del pavimento

para un soporte del suelo (MR), transito total expresado en

ejes equivalentes de 8.2 ton, serviciabilidad final y medio

ambiente.

El SN debe convertirse en espesores de rodadura, base y

subbase mediante el uso de los coeficientes que representan la

resistencia de los materiales de construccion.

Ecuacion del metodo:

07.8Mrlog32.2

1SN

109440.0

50.120.4

PSIlog

20.01SNlog36.9ZrSoWlog 10

19.5

10

101810

W18= número estimado de ejes simples de 8.2 toneladas

R= confiabilidad

Zr= desviación normal estándar

So= desviación estándar de todas las variables

27 AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIALS, Washington, D.C.

Page 97: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

97

ΔPSI= diferencia entre el índice de servicio inicial (Po) y el

final (Pt).

MR= módulo de resiliente (psi)

SN= número estructural

1.1 Tránsito (W18):

El método AASHTO evalúa esta variable a través del número

acumulado de ejes equivalentes a 18 kips (80 kn) o ESALS, 8.2

ton por eje sencillo, que se espera circulen por el carril de

diseño durante el período de diseño. La conversión de una

carga dada por eje a eje equivalente o ESALS se hace a través

de los factores equivalentes de carga.

Se determinará el número de ejes equivalentes de 8.2

toneladas teniendo en cuenta algunos parámetros28.

11.1.2 Confiabilidad (R).

Este valor se refiere al grado de seguridad o veracidad que el

diseño de la estructura de un pavimento, puede llegar al fin

de su período de diseño en buenas condiciones.

El actual método AASHTO para el diseño de la sección

estructural de pavimentos flexibles, recomienda valores desde

50 y hasta 99.9 para el parámetro “R” de confiabilidad, con

diferentes clasificaciones funcionales, notándose que los

niveles más altos corresponden a obras que estarán sujetas a

un uso intensivo, mientras que los niveles más bajos

corresponden a obras o caminos locales y secundarios 29 (Ver

tabla 1).

28 Ibid. 29 Ibid.

Page 98: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

98

Tabla 1. Valores de “R” de confiabilidad, con diferentes

clasificaciones funcionales

Tipo de vía Confiabilidad recomendada

Urbana Rural

Autopistas interestatales de alto

nivel de tránsito 85-99.9 80-99.9

Arterias principales 80-99 75-95

Colectoras de tránsitos 80-95 75-95

Carreteras locales 50-80 50-80

Fuente: guía para diseño de pavimentos ASSHTO

11.1.3 Desviación estándar (So). Este parámetro está ligado

directamente con la confiabilidad (R) descrita anteriormente;

habiéndolo determinado, en este paso deberá seleccionarse un

valor S0 desviación estándar global, representativo de

condiciones locales particulares, que considera posibles

variaciones en el comportamiento del pavimento y en la

predicción del tránsito.

Tabla 2. Confiabilidad y desviaciones estándar.

Confiabilidad Zr

70% 0.524

75% 0.674

80% 0.842

85% 1.036

90% 1.282

95% 1.645

96% 1.751

97% 1.881

98% 2.055

99% 2.328

Page 99: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

99

Tabla 3. Valores de So

Tipo De Pavimento Construcción Nueva Sobrecapas

Rígidos 0.35 0.40

Flexibles 0.45 0.50

Fuente: guía para diseño de pavimentos ASSHTO

Los valores de So en los tramos de prueba de AASHTO no incluyeron

errores en la estimación del tránsito; sin embargo el error en la

predicción del comportamiento de las secciones en tales tramos, fue de

0.25 para pavimentos rígidos y 0.35 para los flexibles, lo que

corresponde a valores de la desviación estándar total debidos al

tránsito de 0.35 y 0.45 para pavimentos rígidos y flexibles

respectivamente.

Para pavimentos flexibles de construcción nueva se utiliza 0.45

11.1.4 Serviciabilidad (Δpsi). La serviciabilidad de una

estructura de pavimento, es la capacidad que tiene este de

servir al tipo y volumen de transito para el cual fue diseñado. El

índice de serviciabilidad se califica entre 0 (malas condiciones)

y 5 (perfecto):

ΔPSI= Po-Pt

Para el diseño de pavimentos debe asumirse la serviciabilidad

inicial y la serviciabilidad final, la inicial (Po) es función

directa del diseño de la estructura de pavimento y de la

calidad con que se construye la carretera, la final (Pt) va en

función de la categoría del camino y se adopta en base a esto y

al criterio del diseñador, los valores que se recomienda por

experiencia son:

Serviciabilidad inicial

Page 100: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

100

Tabla 4. Valores de Po

Índice De Servicio Inicial P0

Tipo De Pavimento Valor

Rígidos 4.5

Flexible 4.2

Fuente: guía para diseño de pavimentos ASSHTO

Po= 4.2 para pavimentos flexibles

Tabla 5. Valores de Pt

Índice de servicio final Punto

Urbana de transito

elevado PD = 30 a 50

años

2.5

Interurbana de

transito elevado PD=

20 a 50 años

2.5

Pavimentada de baja

intensidad de transito

PD= 15 a 25 años

2.0

De baja intensidad de

transito pavimentada

con grava PD = 10 a

20 años

2.0

Pt= 2.5 o más para caminos principales

Pt= 2.0 para caminos de transito menor30

11.2 MÓDULO RESILIENTE (MR)

La base para la caracterización de los materiales de

subrasante en este método, es el módulo resiliente o elástico.

Este módulo se determina con un equipo especial que no es de

fácil adquisición y por tal motivo se han establecido

correlaciones para determinarlo a partir de otros ensayos.

30 Ibid.

Page 101: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

101

Heukelom y Klomp, han encontrado una relación entre el MR

medido en el campo y el CBR de laboratorio para la misma

densidad.

MR (PSI)=1500 CBR

Expresión que se considera razonablemente aproximada para

suelos finos con un CBR sumergido no mayor de 1031.

11.2.1 Número estructural (SN).

Según el método SN= a1D1+a2m2D2+a3m3D3

SN=a1D1+a2D2m2+a3D3m3

Coeficientes y espesores de las capas del pavimento.

Donde:

a1= coeficiente estructural de la mezcla asfáltica

a2= c. estructural de la base granular

a3=c. estructural de la subbase granular

m2=c. de drenaje de la base granular

m3=c. de drenaje de la subbase granular

D1=espesor de la capa asfáltica

D2=espesor de la base granular

D3=espesor de la subbase granular

El coeficiente de capa no refleja únicamente la capacidad del

material de distribuir esfuerzos sino que también se

constituye, de cierta forma, en una medida de la resistencia de

dicho material.

Asimismo, la posición del material en la estructura y el modo

de daño (mecanismo de falla) pueden influir la relación entre

el coeficiente de capa y el módulo elástico. Dichos coeficientes

son una medida de la capacidad relativa de los materiales

31 Ibid.

Page 102: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

102

para funcionar como un componente de la estructura de

pavimento.

Figura 48. Esquema del dimensionamiento del

pavimento

32

11.2.2 Coeficiente estructural (a1, a2, a3).

Este es un método estimativo de los coeficientes estructurales

de capa (valores a1, a2, a3). El coeficiente de capa de un

material convierte su espesor en un número estructural, por lo

tanto, dicho coeficiente es una medida de la capacidad relativa

del material para funcionar como un componente estructural

del pavimento, además de una relación de espesores 33.

11.2.3 Coeficiente de drenaje (m2, m3).

Esto se determina con los valores que se muestra la tabla

siguiente donde la AASHTO los recomienda de acuerdo a la

calidad de drenaje y el tiempo en el año durante el cual se

espera que el pavimento este normalmente expuesto a niveles

de saturación cercanos a la saturación.

La calidad de drenaje se considera aceptable y el tiempo de

exposición de niveles de humedad cercanas a la saturación

menor que el 1% se toma un valor m=1.1534.

32 Ibid. 33 Ibid. 34 Ibid.

Page 103: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

103

Tabla 6. Coeficientes de drenaje para pavimentos flexibles (mx)

Calidad del

drenaje

Porcentaje de tiempo al cual está expuesta la estructura del

pavimento a niveles de humedad próxima a la saturación

<1% 1%-5% 5%-25 >25%

Excelente 1.40-1.35 1.35-1.30 1.30-1.20 1.20

Bueno 1.35-1.25 1.25-1.15 1.15-1.00 1.00

Regular 1.25-1.15 1.15-1.05 1.00-0.80 0.80

Pobre 1.15-1.05 1.05-0.80 0.80-0.60 0.60

Muy pobre 1.05-0.95 0.95-0.75 0.75-0.40 0.40

Fuente: guía para diseño de pavimentos ASSHTO

11.2.4 Espesores de capas (D1, D2, D3). Determinado el número

estructural, el paso siguiente consiste en identificar un

conjunto de capas cuyos espesores, convenientemente

combinados, proporcionen la capacidad portante

correspondiente a dicho SN.

La formula a utilizar, como se indico al comienzo es:

SN= a1D1+a2m2D2+a3m3D3

Esta expresión no conduce a una solución única, sino que presenta

muchas combinaciones técnicamente validas. Al elegir los espesores de

las diferentes capas, debe tenerse presente que desde el punto de vista

de costos, si la relación de costo entre las capas 1 y 2 es menor que la

relación correspondiente de los productos aimi, el diseño óptimo

económico es aquel que considera un espesor mínimo de base.

Debido a que generalmente es impráctica y antieconómica la colocación

de capas de pavimento muy delgadas, el método recomienda los

siguientes espesores mínimos.

Tabla 7. Espesores mínimos sugeridos

número de ESALS Capas asfálticas Base granular

Menos de 50.000 3.0 cm 10 cm

50.000 – 150.000 5.0 cm 10 cm

Page 104: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

104

número de ESALS Capas asfálticas Base granular

150.000 – 500.000 6.5 cm 10 cm

500.000 – 2.000.000 7.5 cm 15 cm

2.000.000 – 7.000.000 9.0 cm 15 cm

Más de 7.000.000 10.0 cm 15 cm

Fuente: guía para diseño de pavimentos ASSHTO

11.3 DATOS DE ENTRADA

11.3.1 Tránsito (W18). La vía actual de acuerdo a los conteos

realizados no cuentan con vehículos comerciales sino con

tránsito liviano por tal razón adoptamos un tránsito T2 que

permite diseñar un pavimento lo suficientemente confiable para

los 10 años de vida útil (ver tabla 8).

Tabla 8. Categorías de tránsito adoptadas.

Designación Rangos de transito acumulado por carril de

diseño

T1 0.5-1X10^6

T2 1-2X10^6

T3 2-4X10^6

T4 4-6X10^6

T5 6X10^6

T6 10-15X10^6

T7 15-20X10^6

T8 20-30X10^6

T9 30-40X10^6

Fuente: manual de diseño de pavimentos asfálticos para vías con

medios y altos volúmenes de transito

11.3.2 Confiabilidad (R). Asumimos “R” igual a 90% con una

desviación estándar con 1.282 de acuerdo de acuerdo con la

tabla 2.

Desviación estándar (So): Para pavimentos flexibles de construcción

nueva se utiliza 0.45

Page 105: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

105

Serviciabilidad (Δpsi): De acuerdo a la AASHTO se toma un valor Po=

4.2 para pavimentos flexibles y Pt= 2 para carreteras con tránsito de

baja intensidad (ver tablas 4 y 5).

ΔPSI= Po-Pt

ΔPSI= 4.2 – 2

ΔPSI=2.2

11.3.3 Módulo resiliente (MR). Módulo resiliente de la

subrasante.

De acuerdo con el método desarrollado inicialmente (diseño de

pavimentos flexibles para vías de bajos volúmenes de transito INVIAS)

se utilizo un CBR 7.96% estimado utilizando el criterio del instituto del

asfalto.

MR: 1500 X CBR

MR: 1500 X 7.96 = 11940 PSI

11.3.4 Número estructural (SN). El número estructural de la

subrasante se determina de la siguiente manera

Datos:

T2= 2X10^6

R=90%

So=0.45

MR=11940 PSI

ΔPSI= 2.2

SN=3.4

Utilizando el Ábaco de diseño, figura 49 ASSHTO para pavimentos

flexibles y con los siguientes datos obtendremos el SN.

Page 106: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

10

6

Figura 49. Diseño del número estructural (SN)

Page 107: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

107

11.3.5 Coeficientes y espesores de las capas del pavimento.

(a1D1+a2m2D2+a3m3D3)

Determinado el número estructural, el paso siguiente consiste en

identificar un conjunto de capas cuyos espesores, convenientemente

combinados, proporcionen la capacidad portante correspondiente a

dicho SN.

Determinación del número estructural de la base granular para hallar

el espesor de la capa de rodadura.

Se asume un valor de acuerdo a las características de las mezclas

asfálticas en caliente producidas en la región. Se toma un valor del

módulo elástico del concreto asfáltico de 350.000 psi con el cual

determinamos de acuerdo a la siguiente figura, el coeficiente

estructural de la mezcla asfáltica cuyo valor es 0.39.

Módulo resiliente y coeficientes estructurales de la capa de rodadura de

concreto asfáltico (mezcla asfáltica).

Módulo de elasticidad concreto asfáltico=350.000 psi y coeficiente

estructural a1=0.39.

Figura 50. Coeficientes estructurales para capas asfálticas

relacionadas con varios ensayos

350.000 a1=0.39

Page 108: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

108

Utilizando los valores de CBR mínimos exigidos por las especificaciones

INVIAS de 40% para subbase granular y 80% para base granular y

utilizando las figuras 51 y 52 del método de variación de coeficiente

estructural con diferentes parámetros de resistencia de las capas

granulares se tiene:

Figura 51. Diagrama para encontrar el coeficiente estructural

de la base granular

Fuente: ingeniería de pavimentos Alfonso Montejo tercera edición, tomo

1.

Base Granular: Para un CBR del 80% se obtiene un coeficiente

estructural de 0.13 y módulo resiliente de 28.000 psi.

28.000 psi a2=0.13

13

Page 109: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

109

Figura 52. Diagrama para encontrar el coeficiente estructural

de la subbase granular

Fuente: ingeniería de pavimentos Alfonso Montejo tercera edición, tomo

1.

Subbase Granular. Para un CBR del 40% se obtiene un coeficiente

estructural de 0.12 y módulo resiliente de 17.000 psi

11.3.6 Coeficientes de drenaje (m2, m3). Esto se determina con

los valores que se muestra la tabla siguiente donde la AASHTO

los recomienda de acuerdo a la calidad de drenaje y el tiempo en

el año durante el cual se espera que el pavimento este

normalmente expuesto a niveles de saturación cercanos a la

saturación.

La calidad de drenaje se considera aceptable y el tiempo de exposición

de niveles de humedad cercanas a la saturación menor que el 1% se

toma un valor m=1.15.

17.000 psi a3=0.12

Page 110: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

110

Tabla 9. Coeficientes de drenaje para pavimentos flexibles (mx)

Calidad del

drenaje

Porcentaje de tiempo al cual está expuesta la

estructura del pavimento a niveles de humedad

próxima a la saturación

<1% 1%-5% 5%-25 >25%

Excelente 1.40-1.35 1.35-1.30 1.30-1.20 1.20

Bueno 1.35-1.25 1.25-1.15 1.15-1.00 1.00

Regular 1.25-1.15 1.15-1.05 1.00-0.80 0.80

Pobre 1.15-1.05 1.05-0.80 0.80-0.60 0.60

Muy pobre 1.05-0.95 0.95-0.75 0.75-0.40 0.40

Fuente: guía para diseño de pavimentos ASSHTO

11.3.7 Espesores de cada capa del pavimento (D1, D2, D3). A

partir del módulo resiliente de la base granular procediendo lo

mismo que el ya calculado pero según la figura 51 con el módulo

resiliente de la base granular tenemos:

W=2*106

R=90%

So=0.45

MR=28.000

PSI= 2.2

Con estos datos se calcula el número estructural (SN1) de la base

granular, mediante el ábaco de diseño, según la figura siguiente.

SN1=2.6

D1= SN1/a1 = 2.6/0.39 = 6.15 pulg≈ D1= 6 pulg

De acuerdo a la recomendación de la AASHTO se redondea a 6 pulg y se

recalcula el número estructural SN1

SN1= a1D1 corregido = 0.39 x 6 =2.34

Page 111: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

11

1

11.3.8 Diseño del número estructural (SN1). Base Granular

Figura 53. Ábaco de diseño para pavimentos flexibles

Page 112: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

112

11.3.9 Diseño del número estructural (SN2). Subbase Granular

Determinación del espesor de la base granular a partir del módulo

resiliente de la capa subbase pero según la figura 52 con el módulo

resiliente de la subbase granular se tiene:

W=2*106

R=90%

So=0.45

MR=17.000

PSI= 2.2

El número estructural (SN2) de la subbase granular es SN2=2.9, como

lo muestra el ábaco de diseño con los datos obtenidos (figura 54).

El número estructural de la base granular es:

SNBG= SN2-SN1= 2.9 – 2.34 = 0.56

D2= SNBG/a2m2 = 0.56/0.13x1.15=

D2= 3.75≈4

Se recalcula el número estructural de la base.

SNBG = 0.13 X 4 X 1.15 = 0.6

Determinación del espesor de la subbase a partir del número

estructural del total del pavimento del concreto asfáltico y de la base

granular:

SN (SUBBASE) = 3.4 – (2.34+0.6) = 0.46

D3= SN (SUBBASE)/a3m3 = 0.46/ 0.12x1.15

D3= 3.33 pulg ≈4 pulg

Page 113: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

11

3

Figura 54. Ábaco de diseño para pavimentos flexibles

Page 114: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

114

Tabla 10. Dimensionamiento de la estructura de pavimento

flexible. Alternativa 1.

Capa

No

Módulo

E (a) M SN

D

(PULG)

D

aproximado

(Pulg)

SN

Corregido

D

(CM)

CA 1 350000

psi

0.39 1 2.39 6.15 6 pulg 2.34 15

BG 2 28000

psi

0.13 1.15 0.56 3.75 4 pulg 0.59 10

SB 3 17000

psi

0.12 1.15 0.46 3.33 4 pulg 0.55 10

Page 115: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

115

11.4 PRESUPUESTO MÉTODO ASSHTO CON VALORES

CALCULADOS

Íte

m Actividad

U.

M. Cant. V/Unit. V/Parcial

1 Excavación en material

común M3

1.900,0

0

13.000,

00

24.700.0

00

2 Suministro, extendida y

compactación de sub-base

granular (incluye

transporte) M3

1.520,0

0

64.000,

00

97.280.00

0

3 Suministro, extendida y

compactación de base

granular (incluye

transporte) M3

1.520,0

0

69.000,

00

104.880.0

00

4 Imprimación emulsión

asfáltica rompimiento lento

CRL=1 M2

15.200,

00

1.200,0

0

18.240.00

0

5 Suministro y colocación de

mezcla asfáltica en caliente

tipo MDC-2 (rodadura),

incluye transporte,

extendida y compactada M3

2.280,0

0

461.000

,00

1.051.080.

000

6 Sardinel en concreto

ML

3.800,0

0

40.000,

00

152.000.0

00

Total

1.448.180.

000

La primera estructura desarrollada por el método de la ASSHTO

desarrolla una serie de capas conformadas de la siguiente manera:

Ítem 5 MDC-2= 15 cms

Item 3 BG-2= 10 cms

Page 116: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

116

Item 2 SUB-BG= 10 cms

Analizando la información de cada una de las capas de la estructura y

sus respectivos precios parciales se puede definir que este

dimensionamiento resultaría a altamente costoso para una vía, cuya

intensidad es de bajo tránsito por la cual se asumen los espesores

mínimos sugeridos por la ASSHTO, donde un T2 tomamos un valor

mínimo de 3 pulg (7.5 cm) para la carpeta asfáltica y de 6 pul (15 cm)

para la base granular.

Tabla 11. Espesores mínimos sugeridos

número de ESALS Capas asfálticas Base granular

Menos de 50.000 3.0 cm 10 cm

50.000 – 150.000 5.0 cm 10 cm

150.000 – 500.000 6.5 cm 10 cm

500.000 – 2.000.000 7.5 cm 15 cm

2.000.000 – 7.000.000 9.0 cm 15 cm

Más de 7.000.000 10.0 cm 15 cm

Fuente: guía para diseño de pavimentos AASHTO

Se calcula el nuevo número estructural de la capa de rodadura:

SN1=a1x D1 mínimo

SN1 = 0.39 X 3 pulg = 1.17

Se calcula el nuevo número de la base granular:

SNBASE GRANULAR= a2 x D2 mínimo x m2

SNBG = 0.13 X 6 X 1.15= 0.9

Determinación del nuevo espesor de la subbase granular (D3)

SN SUBBASE GRANULAR = 3.4 – (1.17+0.9)

SN SUBBASE GRANULAR = 1.33

D3= SN SUBBASE GRANULAR/ a3m3 = 1.33/ 0.12x1.15 = 9.64 pulg

D3 = 9.64≈10 pulg

Page 117: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

117

Dimensionamiento definitivo de la estructura:

CONCRETO ASFÁLTICO (E1=350000 PSI) = 3 pulg

BASE GRANULAR (CBR = 80%) = 6 pulg

SUBBASE GRANULAR (CBR=40%) = 10 pulg

ESPESOR EN CM

CONCRETO ASFÁLTICO 7.5 CM

BASE GRANULAR 15 CM

SUBBASE GRANULAR 25 CM

ESPESOR TOTAL POR EL MÉTODO DE LA AASHTO 47.5 CM

Tabla 12. Dimensionamiento de la estructura de pavimento

flexible. Alternativa 2

Capa

No

Módulo

E (a) M SN

D

(pulg)

D

aproximado

(pulg)

SN

Corregido

D

(CM)

CA 1 350000

psi

0.39 1 1.17 3 3 pulg 1.17 7.5

BG 2 28000

psi

0.13 1.15 0.9 6 6 pulg 0.9 15

SB 3 17000

psi

0.12 1.15 1.33 9.64 10 pulg 1.33 25

Page 118: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

118

Como verificación tenemos:

El resultado que se obtiene en la formula correspondiente al valor del

número estructural total, debe ser como mínimo igual o mayor a la

suma de los números estructurales de cada capa, el criterio es que cada

capa del paquete estructural queda protegida de los esfuerzos a los

cuales va a ser sometida.

Si el resultado de la suma de los números estructurales es menor al

número estructural requerido, es necesario revisar los espesores

asumidos en el inicio, incrementándolos para obtener un número

estructural mayor. Se deben considerar otros factores que pueden

modificarse para obtener el un número estructural requerido

(materiales, drenajes, períodos de diseño, etc.).

SN1 + SN2 +SN3 > = SN

1.17 + 0.9 + 1.33 = 3.4 = 3.4

Page 119: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

119

11.5 PRESUPUESTO MÉTODO ASSHTO CON VALORES

SUGERIDOS

Íte

m Actividad

U.M. Cant. V/Unit. V/Parcial

1 Excavación en material

común M3

9.500,

00

13.000,0

0

123.500.0

00

2 Suministro, extendida y

compactación de sub-base

granular (incluye

transporte) M3

3.800,

00

64.000,0

0

243.200.

000

3 Suministro, extendida y

compactación de base

granular (incluye

transporte) M3

2.280,

00

69.000,0

0

157.320.0

00

4 Imprimación emulsión

asfática rompimiento

lento CRL=1 M2

15.200,

00 1.200,00

18.240.00

0

5 Suministro y colocación de

mezcla asfáltica en

caliente tipo MDC-2

(rodadura), incluye

transporte, extendida y

compactada M3

1.140,0

0

461.000,

00

525.540.

000

6 Sardinel en concreto

ML

3.800,

00

40.000,0

0

152.000.0

00

Total

1.219.800.

000

La segunda alternativa para el pavimento propuesto por la AASHTO

tiene una estructura con dimensionamientos adaptables para las

condiciones dadas por el proyecto, además esta estructura es

favorable para las características de la región, la cual cuenta con

Page 120: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

120

materiales para la elaboración de una buena sub-base y base

granular.

El presupuesto de esta alternativa 2 muestra una diferencia de de

$228.380.000 con el presupuesto de la alternativa 1, que es de

$1.448.180.00 y una diferencia de $120.840.000 que es de

$1.340.640.000 con el método de INVÍAS.

Page 121: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

121

12. FUENTES DE MATERIAL

El municipio de Flandes se encuentra ubicado en la región del Alto

Magdalena donde se localizan diferentes proveedores de materiales de

río y cantera, así como empresas de producción de triturados, concreto

hidráulicos y mezclas asfálticas.

Se relacionan a continuación algunos de ellos:

12.1 PLANTAS DE TRITURACIÓN Y DE ASFALTO LA

PROMOTORA

Se encuentran localizadas a 20 kilómetros del municipio de Girardot

por la doble calzada hacia el municipio de Melgar en la margen

derecha.

Para la producción de la subbase granular, base granular y mezcla

asfáltica densa en caliente, se emplean materiales procedentes de las

canteras El Rubí y Las Monas y materiales de arrastre de los ríos

Sumapaz y Coello.

12.2 CANTERA LAS MONAS

Pertenece al municipio de Ricaurte, se encuentra localizada a 9

kilómetros del municipio de Girardot por la vía hacia Melgar en la

margen izquierda. Desde la pavimentada hay que recorrer unos 800

metros para llegar a la zona de explotación por un carreteable

destapado, pero bien mantenido y conservado.

El Material de la cantera de las Monas está compuesto de areniscas con

incrustaciones de limolitas y arcillolitas.

El material es explotado con buldózeres de mediana capacidad y se hace

en forma de terrazas y taludes. Es cargado en volquetas sencillas, doble

troque y tracto camiones y se comercializa por metros cúbicos.

Page 122: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

122

12.3 CANTERA EL RUBÍ

Pertenece al municipio de Nilo, se encuentra localizada a 12 kilómetros

del municipio de Girardot por la doble calzada hacia Melgar por la

margen izquierda. Para ingresar a la zona de explotación hay que

recorrer un carreteable de un kilómetro en buen estado.

Su conformación geológica corresponde a depósitos de aluvión de

agregados pétreos de diferentes tamaños y forma redondeada. Pero en

general son areniscas y arcillolitas.

La explotación se hace por medios mecánicos utilizando buldózeres con

ripper para su remoción y cargadores para su cargue.

Los materiales explotados se utilizan para la construcción de rellenos,

subbases granulares, bases granulares y por el sistema de trituración

produce arenas y gravillas para concretos.

Su comercialización es por metro cúbico.

12.4 CANTERA CALIFORNIA “DON DAVID”

Pertenece al municipio de Girardot, se localiza a 8 kilómetros por la vía

que de Girardot conduce al municipio de Nariño por la margen derecha.

Tiene una extensión superficiaria total de 15.3 hectáreas. Posee una vía

interna destapada de unos 600 metros que deben transitar los vehículos

que ingresan por los materiales.

Las labores de explotación se realizan a cielo abierto por el sistema de

banqueo que consiste en conformar terrazas y taludes.

Para la remoción de los materiales en banco se utiliza un buldózer con

ripper y para su cargue cargadores de mediana capacidad.

En esta cantera se localizan en áreas adyacentes al río magdalena

suelos de las vegas o vegas de inundación conformados por arenas finas

y agregados pétreos de tamaños inferiores a una pulgada.

Page 123: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

123

La conformación geológica de la mina son liditas y areniscas de color

amarillo oscuro, así mismo se observan intercalaciones de calizas

limosas de color gris claro. Son materiales de origen sedimentario y

está organizado en niveles de recebo y arcillas con espesores de de

milímetros.

Esta es una de las canteras que más se ha utilizado para la

construcción de la infraestructura vial de la región del Alto Magdalena.

Grandes proyectos viales como la rehabilitación de la carretera Bogotá

– Girardot, tanto, por Tocaima como por Fusagasugá han empleado los

materiales de la mencionada cantera para la construcción de rellenos,

subbases y bases granulares. Pero lo más sorprendente es que hasta la

capital de la República han sido transportados.

12.5 PLAYONES DEL RÍO SUMAPAZ

El río Sumapaz se localiza en la margen derecha y a lo largo de la vía

que de Girardot conduce al municipio de Melgar. Muchos de los

playones que se encuentran en su recorrido y ubicados al lado y lado de

su cauce son el sustento de los ribereños, quienes extraen la arena y los

pétreos artesanalmente y lo venden a los maestros de la construcción.

Sin embargo, en el llamado “Kilómetro 107”a 18 kilómetros de Girardot

y a unos 600 metros de la pavimentada en la margen derecha, se

encuentra uno de los playones cuyos agregados han contribuido de

manera importante a la construcción de grandes Obras de Arte de las

vialidades integradas al desarrollo y progreso de la región del Alto

Magdalena. Este playón como todos los demás, está conformado por

depósitos de arrastre, como arenas y gravas con esporádicos cantos de

areniscas. En esencia es material limpio o lavado dada su naturaleza de

depositación, es decir, que contiene bajos porcentajes de materiales

finos o arcillas. Los agregados naturales son fragmentos de rocas

ígneas, metamórficas y sedimentarias entre las que sobresalen las

arenas silíceas, granitos, garbos, etc. El material que se aprecia

visualmente en los playones son gravas intercaladas con arena en

porcentaje de 70% de gravas y 30% de arenas. Son de color amarillo

pardo a naranja y con gran contenido de cuarzo en las arenas.

Los materiales se extraen con excavadoras de oruga en forma continua.

El abastecimiento de materiales se garantiza haciendo transportes

internos de los playones al acopio.

Page 124: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

124

En esta zona han estado ubicadas importantes firmas dedicadas a la

construcción y al suministro de materiales.

En el año 1982 la Firma Solel Boneh Construcciones cuando participó

en la rehabilitación del sector Chinauta – Girardot, instaló una planta

trituradora y una planta de asfalto de producción continua. El material

de arrastre de los playones fue utilizado para la producción de bases

granulares que se estabilizaron con asfalto en caliente y para la

producción de concreto asfáltico en caliente, con buenos resultados para

los flexibles que tan sólo hasta el año 1997 comenzaron a fatigarse.

En 1991 la Firma Central de Mezclas adquirió la zona y montó una

planta productora de concreto hidráulico con la cual suministraron más

de 12.000 metros cúbicos para la construcción de las obras de arte y los

puentes de la variante Girardot- Dos Aguas.

En la actualidad se encuentra en la zona la firma Cemex Colombia.

Figura 55. Fuentes de materiales

Page 125: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

125

12.6 PLANTA TRITURADORA SAP AGREGADOS

Se encuentra localizada en el municipio de Ricaurte a 4 kilómetros del

municipio de Girardot por la vía hacia Melgar en la margen derecha.

Posee la concesión de extracción de materiales de arrastre de la Isla del

Sol en el río Magdalena.

Suministra materiales triturados de diferentes tamaños para la región

del Alto Magdalena y la capital de la República.

Productos como arena natural, arena triturada y gravillas de 1½” hacia

abajo, son despachados diariamente en cantidades importantes,

abasteciendo un gran mercado de obras civiles.

Es una de las Firmas que posee Báscula camionera para pesar los

productos que comercializan.

12.7 MATERIAL DE ARRASTRE DE LA ISLA DEL SOL

Pertenece al municipio de Ricaurte y se localiza a 3 kilómetros del

municipio de Girardot por la vía hacia Melgar en la margen derecha.

Para ingresar a los extensos playones hay que recorrer un carreteable

en buen estado de unos 800 metros desde la pavimentada. La Isla del

Sol es también un atractivo turístico y es visitado diariamente por

bañistas que visitan la región, por lo que se ha constituido en uno de

los sitios de mayor importancia del municipio.

Los materiales suministrados por esta fuente son aluviones del río

Magdalena, por lo regular detritos o sedimentos de toda la cuenca alta

del río, incluyendo materiales como la diorita, feldespatos, micas y el

cuarzo, que son de mucha dureza.

En la actualidad la Firma SAP AGREGADOS tiene los derechos de

Concesión y es permanente asesorada por MINERCOL en la extracción

y venta de los productos.

La comercialización se hace por metro cúbico.

Page 126: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

126

Para llegar a los playones la Firma tiene desde sus instalaciones un

carreteable interno.

12.8 MAVI ASFALTO LTDA

Se localiza a 12 kilómetros del municipio de Girardot por la vía hacia el

Carmen de Apicalá pasando por el sector conocido como el Paso en la

margen izquierda.

Posee plantas de trituración y de asfalto de producción continúa de 60

ton/hr.

Produce sub-bases y bases granulares, mezclas asfálticas en caliente y

agregados para concretos hidráulicos.

Mavi Asfaltos Limitada compra algunos insumos en la cantera el Rubí,

en la zona de extracción de materiales del río Coello del señor Alberto

Sánchez y en la hacienda San Rafael. Posee una vega de inundación del

río Sumapaz cerca a sus instalaciones que le provee de arenas y gravas.

Es una de la Firmas más antiguas de la región dedicada a la

comercialización de materiales para la construcción de carreteras.

Sus ventas las efectúa por metro cúbico.

12.9 CONCREPAV LTDA

Se encuentra instalada en el municipio de Flandes –Tolima a 6

kilómetros del municipio de Girardot por la vía Flandes a Espinal

pasando por el Puente Mariano Ospina Pérez en la margen izquierda.

Posee plantas de trituración y de asfalto de 60 ton/hr de producción

continúa y báscula camionera.

Produce sub-bases y bases granulares, mezclas asfálticas en caliente y

agregados para concretos hidráulicos.

Page 127: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

127

Concrepav Limitada compra los materiales en la cantera California por

la vía a Nariño y en los playones conformados por materiales de

arrastre en el río Coello en la zona del señor Oscar González, en el

Espinal.

Esta Sociedad fue constituida en marzo de 1996 y es pionera en la

venta de materiales para la construcción de vías.

Sus ventas las efectúa por metro cúbico.

12.10 ARENERA LA GIRALDA

Pertenece al municipio de Flandes y se localiza a 18 kilómetros del

municipio de Girardot por la vía de Flandes hacia el municipio de

Coello pasando por la vereda Topacio en la margen izquierda.

Esta zona es de terrazas que contienen arena fina, que se selecciona por

zarandeo para eliminarle los sobre tamaños que pueda traer durante su

extracción. Se utilizan para concretos hidráulicos y en algunas

ocasiones como complemento para ajustar el equivalente de arena de

las capas para los flexibles. Su extracción y cargue se realiza con

excavadora de orugas.

Se comercializa por metro cúbico.

12.11 TRITURADOS DEL TOLIMA

Su planta de trituración y lavado se encuentra en la Hacienda Veracruz

en el municipio de Flandes – Tolima. Es la más antigua de la región, y

desde que llegó en el año 1991 ha venido extrayendo y comercializando

arenas y gravas. Es una de las firmas que por más de 18 años ha

contribuido a las comunidades flamencas y coellunas en el

mejoramiento de su calidad de vida, razón por la cual goza de gran

aprecio.

Se localiza a 17 kilómetros del municipio de Girardot por la vía que de

Flandes conduce al municipio de Coello, en la margen izquierda,

pasando por la vereda Topacio. Para ingresar a la zona de trituración

hay que recorrer desde la pavimentada un carreteable de unos 800

metros, que se encuentra en buen estado.

Page 128: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

128

Extrae materiales como arenas y cantos rodados de terrazas de aluvión

con excavadora de oruga, con los cuales produce por trituración arenas

y gravas de diferentes tamaños, los cuales comercializa por metro

cúbico en el mismo sitio y en un gran acopio ubicado en el casco urbano

de Flandes.

12.12 CAYTO TRACTOR LTDA.

Se localiza en la Hacienda Yolombó de la vereda La Morena del

municipio del Espinal. Dista 14 kilómetros de la ciudad de Girardot por

la vía que de Flandes conduce al Espinal pasando por las veredas

Topacio y la Morena.

Posee una planta de trituración de 100 ton/hr de capacidad y una

planta productora de mezcla asfáltica de 80 ton/hr de capacidad. Posee

también una báscula camionera.

Los materiales que utiliza para la producción de llenante, arenas y

gravillas proceden de la extracción de arenas y cantos rodados de los

playones del río Coello. La extracción la realiza con excavadoras de

oruga y efectúa el cargue en doble troque que depositan los materiales

en los acopios para posteriormente ser sometidos a los procesos de

trituración.

Comercializa por metro cúbico arenas seleccionadas, arenas de

trituración, gravillas de 11/2”, de 1”, de 3/4” y mezclas asfálticas MDC-1,

MDC-2 Y MDC-3.

12.13 OTROS PROVEEDORES

Muy cerca a la Firma Cayto Tractor Limitada se encuentran otros

proveedores que extraen los materiales para sus productos de los

playones del río Coello, como son:

Alberto Sánchez.

Pavimentos Colombia.

Proimac.

Concrescol.

Oscar González.

Page 129: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

129

13. CONCLUSIONES

De la patología realizada a la vía existente que sirve de acceso al

aeropuerto Santiago Vila se concluye que no es factible acometer un

mantenimiento rutinario, debido al grado de deterioro que presenta su

capa de rodadura, por la falta de una estructura adecuada que brinde

garantías a los usuarios.

Con base a la información recopilada en los diferentes tramos de la vía,

ésta no tiene elementos geométricos que cumplan con la normatividad

mínima de diseño establecido en el Manual de Diseño para Carreteras

del Instituto Nacional de Vías.

La estructura de la vía en un su gran mayoría no tiene la resistencia

suficiente para soportar un tránsito de alta composición vehicular.

El dimensionamiento sugerido cumple con el criterio de la AASHTO

debido a que el número estructural debe ser como mínimo mayor o igual

a la suma de los números estructurales de cada capa para que esta

estructura quede protegida a los esfuerzos que va hacer sometida .

El método AASHTO tiene como función cumplir con todas las

especificaciones técnicas del INVIAS para el diseño de pavimentos

flexibles, además el método seleccionado tiene como ventaja que la

estructura esta protegida por tensión vertical en la base del concreto

asfáltico y de deformaciones por compresión vertical en la parte

superior de la subrasante, este método busca proteger la estructura de

todos lo esfuerzos a lo cuales va a ser sometida.

Analizando los presupuestos de los tres métodos aplicados, se concluye

que el de mejor viabilidad es el del método de la AASHTO, alternativa

dos.

Page 130: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

130

14. RECOMENDACIONES

Se recomienda construir una vía totalmente nueva, con un pavimento

flexible que brinde las garantías de seguridad, comodidad y economía a

los usuarios.

Antes de realizar la construcción de la vía es recomendable realizar las

obras de arte pertinentes, así como el diseño del perfil final de la vía,

con un ancho de calzada de 8.00 metros, con el fin de que posterior a su

construcción se tengan que hacer roturas en el pavimento recién

construido.

Dimensionamiento de la estructura de pavimento flexible.

Alternativa 2 recomendado.

Capa

No

Módulo

E (a) M SN

D

(pulg)

D

aproximado

(pulg)

SN

Corregido

D

(CM)

CA 1 350000

psi

0.39 1 1.17 3 3 pulg 1.17 7.5

BG 2 28000

psi

0.13 1.15 0.9 6 6 pulg 0.9 15

SB 3 17000

psi

0.12 1.15 1.33 9.64 10 pulg 1.33 25

Page 131: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

131

Perfil recomendado

Se recomienda utilizar la estructura del pavimento flexible

desarrollada por el método de la AASHTO, alternativa dos con los

valores sugeridos por esta norma, porque analizando los tres

presupuestos, el de mejor opción es del método de la AASHTO con las

opciones sugeridas, las cuales están dentro de los lineamientos que esta

norma exige y hacen más económico el valor total del proyecto.

8.00

Page 132: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

132

Tener en cuenta que la vía de acceso principal al aeropuerto no será

ésta sino la vía que conecta la variante con el Espinal.

Page 133: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

133

BIBLIOGRAFÍA

AASHTO (1993): AASHTO Guide for Design of Pavement Structures,

AASHTO.

AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND

TRANSPORTATION OFFICIALS, Washington, D.C.

COLOMBIA. Instituto Nacional de Vías. Estudio e investigación actual

de las obras de la red nacional de carreteras. Convenio administrativo

05-87-3. Manual para la inspección visual de pavimentos flexibles.

2003.

COLOMBIA. Instituto Nacional de Vías. Manual de diseño de

pavimentos flexibles para vías con medianos y altos volúmenes de

transito.1997.

http://www.invias.gov.co/invias/hermesoft/portalIG/home_1/recursos/inf

ormacion_institucional/documentos/25042008/docu_publicaciones2.pdf

MONTEJO FONSECA, Alfonso. Ingeniería de pavimentos. Universidad

Católica de Colombia. Tercera edición. Tomo 1. 2006

Page 134: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

134

ANEXO A. APIQUES

Figura 56. Apique 1

Page 135: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

135

Figura 57. Apique 2

Page 136: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

136

Figura 58. Apique 3

Page 137: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

137

Figura 59. Apique 4

Page 138: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

138

Figura 60. Apique 5

Page 139: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

139

Figura 61. Apique 6

Page 140: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

140

Figura 62. Apique 7

Page 141: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

141

ANEXO B. CORTES ELEMENTOS GEOMÉTRICOS Y PLANTAS

VÍA

Figura 63. Corte transversal de los elementos geométricos

Page 142: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

14

2

Figura 64. Plantas vía aeropuerto Santiago Vila

BO

MB

A T

EX

AC

O

BOX

PUENTE PEATONAL

PARQUE

VIV

IEN

DA

S

COLEGIO

Sep

arad

orS

epar

ador

PUERTO BAHIA 2

PUERTO BAHIA 1

ACUEDUCTO

FLANDES

CERCA DE ALAMBRE

CERCA DE ALAMBRE

CERCA DE ALAMBRE

CERCA DE ALAMBRE

CERCA DE ALAMBRE

VIV

IEN

DA

S

VIV

IEN

DA

S

VIV

IEN

DA

S

N=918

400

N=918

600

N=918

700

E=965200

E=965300

N=966000

E=965400

E=965500

N=918

900

N=919

000

N=919

100

N=919

200

E=965600

UniversidadPiloto de Colombia

Page 143: PROPUESTA PARA LA REHABILITACIÓN DE LA VÍA DE ACCESO …

14

3

VIA

AL

PALM

AR

AEROPUERTO

CERCA DE ALAMBRE

CERCA DE ALAMBRE

CERCA DE ALAMBRE

CERCA DE ALAMBRE

CERCA DE ALAMBRE

CERCA DE ALAMBRE

CERCA DE ALAMBRE

CERCA DE ALAMBRE

CERCA DE A

LAMBRE

CERCA DE ALAMBRE

N=9

1920

0

N=9

1930

0

N=9

1940

0

N=9

1950

0

N=9

1960

0

N=9

1970

0

N=9

1980

0

N=9

1990

0

N=9

2000

0

E=965000

UniversidadPiloto de Colombia

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144

ANEXO C. ESTUDIO DE TRÁNSITO

FORMATO DE CAMPO PARA EL ESTUDIO DE VOLÚMENES DE

TRANSITO

Fecha: Enero 7 de 2012 Hoja: 1 De: 2

Día De La Semana: Sábado Punto De Aforo: Puerto Bahía 2

Hora De Inicio: 8:00 am Condición Climática: Soleado

Hora Final: 6:00 pm Supervisor:

Aforador: Giovanny Tafur

Período

Vehiculo

Auto Taxi Autobús Camión Mototaxi Total

hora

8:00-9:00 5 2 3 1 3 14

9:00-10:00 8 1 2 0 4 15

10:00-11:00 6 3 3 0 5 17

11:00-12:00 6 2 3 0 3 14

12:00-1:00 7 2 2 0 2 13

1:00-2:00 5 2 2 0 2 11

2:00-3:00 4 2 3 1 2 12

3:00-4:00 4 2 3 1 2 12

4:00-5:00 4 1 2 1 2 10

5:00-6:00 3 3 2 0 2 10

TOTAL 52 20 25 4 27 128

FORMATO DE CAMPO PARA EL ESTUDIO DE VOLÚMENES DE

TRANSITO

Fecha: Marzo 17 de 2012 Hoja: 1 De: 2

Día De La Semana: Sábado Punto De Aforo: Puerto Bahía 2

Hora De Inicio: 8:00 am Condición Climática: Soleado

Hora Final: 6:00 pm Supervisor:

Aforador: Ronald Ríos

Período

Vehiculo

Auto Taxi Autobús Camión Mototaxi Total

hora

8:00-9:00 3 1 3 0 2 9

9:00-10:00 1 1 1 0 3 6

10:00-11:00 3 2 1 0 4 10

11:00-12:00 4 1 2 0 3 10

12:00-1:00 5 1 1 0 1 8

1:00-2:00 2 1 2 0 5 10

2:00-3:00 1 2 1 0 4 8

3:00-4:00 5 3 1 0 4 13

4:00-5:00 4 2 3 0 3 12

5:00-6:00 2 3 2 0 4 11

TOTAL 30 17 17 0 33 97

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145

FORMATO DE CAMPO PARA EL ESTUDIO DE VOLÚMENES DE

TRANSITO

Fecha: Abril 7 de 2012 Hoja: 2 De: 2

Día De La Semana: Sábado Punto De Aforo: Puerto Bahía 2

Hora De Inicio: 8:00 am Condición Climática: Soleado

Hora Final: 6:00 pm Supervisor:

Aforador: Ignacio Herrera

Período

Vehiculo

Auto Taxi Autobús Camión Mototaxi Total

hora

8:00-9:00 1 2 2 1 3 9

9:00-10:00 2 2 2 1 3 10

10:00-11:00 2 4 1 0 5 12

11:00-12:00 5 2 2 0 4 13

12:00-1:00 6 2 2 0 1 11

1:00-2:00 6 3 2 0 2 13

2:00-3:00 5 2 3 0 4 14

3:00-4:00 7 2 2 1 4 16

4:00-5:00 4 1 2 2 3 12

5:00-6:00 4 2 1 1 2 10

TOTAL 42 22 19 6 31 120

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ANEXO D. PLANOS