CALLE 84 ENTRE CARRERA 26C Y TRANSVERSAL … 6.4 Curvas Límites de Atterberg Calle 84 entre Carrera...

CONTRATO DE CONSULTORIA No MC-915.104.10.03.2013

CONSULTORÍA “CONSULTORIA PRECIO GLOBAL FIJO SIN FORMULA DE

REAJUSTE,PARA LA ELABORACION DE LOS ESTUDIOS Y DISEÑOS DE

ALGUNOS ELEMENTOS DE INFRAESTRUCTURA DEL SISTEMA INTEGRADO DE

TRANSPORTE MASIVO SITM-MIO – GRUPO5 UBICADO EN LA CIUDAD DE CALI ,

DEPARTAMENTO DEL VALLE EN LOS CORREDORES PRETRONCALES Y

ALIMENTADORES II, SECTOR 2”

CALLE 84 ENTRE CARRERA 26C Y TRANSVERSAL 103

ESTUDIO GEOTECNICO Y DISEÑO DE PAVIMENTOS

SIETE LTDA.

Santiago de Cali

2015

1

TABLA DE CONTENIDO

DESCRIPCION DEL PLAN DE TRABAJO Y PLAN DE ESTUDIO .......... 1-1 1.

RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN EXISTENTE ........................................................................ 1-1 1.1

RECORRIDO INICIAL. ................................................................................................................... 1-1 1.2

INSPECCIÓN VISUAL ................................................................................................................... 1-1 1.3

EXPLORACIÓN DE CAMPO ......................................................................................................... 1-2 1.4

ENSAYOS DE LABORATORIO. .................................................................................................... 1-2 1.5

ESTUDIO DE TRÁNSITO ............................................................................................................... 1-2 1.6

ESTUDIO TOPOGRÁFICO ............................................................................................................ 1-3 1.7

DISEÑO GEOMÉTRICO................................................................................................................. 1-3 1.8

CONCATENACION DE DISCIPLINAS ........................................................................................... 1-3 1.9

EVALUACIÓN ECONÓMICA ......................................................................................................... 1-3 1.10

OBJETIVOS Y ALCANCE ........................................................................ 2-1 2.

OBJETIVO GENERAL ................................................................................................................... 2-1 2.1

OBJETIVOS ESPECIFICOS .......................................................................................................... 2-1 2.2

ALCANCE GENERAL DEL ESTUDIO ........................................................................................... 2-2 2.3

GEOLOGIA DE LA ZONA ........................................................................ 3-1 3.

GEOLOGIA SUPERFICIAL ............................................................................................................ 3-1 3.1

Zona de Llanura Aluvial ................................................................................................... 3-1 3.1.1

EVALUACION FUNCIONAL .................................................................... 4-1 4.

CALLE 84 ENTRE CARRERA 26C Y TRANSVERSAL 103 .......................................................... 4-1 4.1

INVENTARIO OBRAS DE DRENAJE Y OBRAS DE ARTE ..................... 5-1 5.

EVALUACIÓN GEOTÉCNICA .................................................................. 6-1 6.

DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO DE CAMPO ................................................................................. 6-1 6.1

ENSAYOS DE LABORATORIO ..................................................................................................... 6-3 6.2

2

Calle 84 entre Carreras 26C y Transversal 103 .............................................................. 6-3 6.2.1

DETERMINACIÓN DEL CBR DE DISEÑO .................................................................................... 6-6 6.3

Calle 84 entre Carrera 26C y Transversal 103 ................................................................ 6-7 6.3.1

ESTATIGRAFIA Y NIVEL FREATICO........................................................................................... 6-7 6.4

Calle 84 entre Carrera 26C y Transversal 103 ................................................................ 6-8 6.4.1

RESUMEN DE ESPESORES PARA CADA UNA DE LAS CALZADAS EN ESTUDIO .............. 6-11 6.5

Resumen espesores estructura actual Calle 84 entre Carrera 26C y Transversal 103 .. 6-6.5.1

11

EVALUACION DEFLECTOMETRICA ...................................................... 7-1 7.

GENERALIDADES ......................................................................................................................... 7-1 7.1

METODOLOGIA DE TRABAJO ..................................................................................................... 7-2 7.2

AJUSTES NECESARIOS PARA LA DEFLEXION ......................................................................... 7-4 7.3

Ajuste por Temperatura ................................................................................................... 7-4 7.3.1

Corrección por clima ....................................................................................................... 7-5 7.3.2

Determinación de las Deflexiones Corregidas. .............................................................. 7-6 7.3.3

Deflexiones Calle 84 entre Carreras 26C y Transversal 103 _______________________ 7-6 7.3.3.1

EVALUACIÓN DE TRÁNSITO................................................................. 8-1 8.

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................ 8-1 8.1

PERÍODO DE DISEÑO: ................................................................................................................. 8-1 8.2

TASA DE CRECIMIENTO: ............................................................................................................. 8-1 8.3

DETERMINACION DE LOS FACTORES DAÑO ............................................................................ 8-2 8.4

Vehiculos mixtos ............................................................................................................. 8-2 8.4.1

Buses del Sistema ........................................................................................................... 8-3 8.4.2

DETERMINACIÓN DEL ESPECTRO DE CARGAS PARA PAVIMENTO RIGIDO. ........................ 8-6 8.5

Calle 84 entre Carreras 26C y Transversal 103 .............................................................. 8-8 8.5.1

DISEÑO PAVIMENTO METODOLOGIA PCA -84 .................................... 9-1 9.

CARACTERIZACIÓN DE LA SUBRASANTE ................................................................................ 9-2 9.1

CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES DE APOYO ........................................................... 9-3 9.2

3

CARACTERIZACIÓN DEL CONCRETO HIDRÁULICO ................................................................. 9-5 9.3

CUANTIFICACIÓN DEL TRANSITO DE DISEÑO.......................................................................... 9-6 9.4

CONSIDERACIÓN DE BERMAS Y TRANSFERENCIA DE CARGA ............................................. 9-6 9.5

FACTOR DE MAYORACIÓN DE CARGAS ................................................................................... 9-6 9.6

DISEÑO DEL ESPESOR DE LA LOSA ......................................................................................... 9-7 9.7

ESTRUCTURA DE PAVIMENTO DISEÑADAS EN CONCRETO RIGIDO ..................................... 9-7 9.8

Carril Calle 84 entre Carreras 26C y Transversal 103 .................................................... 9-7 9.8.1

CONTROL DE ESFUERZOS EN EL CONCRETO POR EFECTOS DEL ALABEO DE LAS LOSAS9.9

9-8

DISEÑO DE JUNTAS ..................................................................................................................... 9-9 9.10

CORTE DE JUNTAS .................................................................................................................... 9-16 9.11

SELLO DE JUNTAS .................................................................................................................... 9-17 9.12

CASOS ESPECÍFICOS PROCESO CONSTRUCTIVO ................................................................ 9-19 9.13

EVALUACION ECONOMICA ................................................................. 10-1 10.

PRESUPUESTO PAVIMENTO NUEVO EN CONCRETO CALLE 84 ENTRE CARRE 26C Y 10.1

TRANSVERSAL 103 .............................................................................................................................. 10-1

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .......................................... 11-1 11.

ANEXOS.

Anexo No. 1 Resultados de Laboratorio

Anexo No. 2 Ubicación de apiques para las vías

Anexo No. 3 Memoria de cálculo Pavimento rígido PCA-84

Anexo No. 4 Programa de mantenimiento preventivo y periódico del pavimento.

Anexo No. 5 Registro Fotográfico

Anexo No. 6 Plano de intervención Pavimento.

4

INDICE DE TABLAS

Tabla 4.1 Evaluación funcional Calle 84 Entre Carrera 26 y Transversal 103 ........................... 4-2

Tabla 5.1 Inventario de obras de drenaje y obras de arte .......................................................... 5-1

Tabla 6.1 Resumen Tabla % CBR Calle 84 entre Carrera 26C y Transversal 103 ................... 6-7

Tabla 6.2 Resumen Tabla Espesores Calle 84 entre Carrera 26C y Transversal 103 ............ 6-11

Tabla 6.3 Resumen Tabla Espesores Calle 84 entre Transversal 103 y Carrera 26C ............ 6-11

Tabla 7.1 Tramos viales medidos con Deflectometría ................................................................ 7-2

Tabla 7.2 Factor de corrección para deflexiones, por Clima ....................................................... 7-5

Tabla 7.3 Cartera cálculo Deflexión Calle 84 entre Carrera 26C y Transversal 103 Carril

derecho ......................................................................................................................................... 7-6

Tabla 7.4 Cartera cálculo Deflexión Calle 84 entre Carrera 26C y Transversal 103 Carril

izquierdo ....................................................................................................................................... 7-7

Tabla 7.5 Resumen Deflectometría para la vía Pretroncal ........................................................ 7-8

Tabla 8.1 Tendencias de crecimiento .......................................................................................... 8-2

Tabla 8.2 Factores daño para diseño de pavimentos ................................................................ 8-3

Tabla 8.3. Comparación de las cargas transmitidas por eje a los pavimentos. Bus Padrón. .. 8-3

Tabla 8.4. Comparación de las cargas transmitidas por eje a los pavimentos. Bus alimentador

...................................................................................................................................................... 8-4

Tabla 8.5. Carga transmitida al pavimento más crítica por tipo de vehículo a plena capacidad. 8-

4

Tabla 8.6 Carga transmitida al pavimento por tipo de vehículo vacío ....................................... 8-5

Tabla 8.7 Factores daño para buses a máxima capacidad ........................................................ 8-5

Tabla 8.8 Factores daño para buses vacíos ............................................................................... 8-5

Tabla 8.9 Factores daño para buses a capacidad media .......................................................... 8-6

Tabla 8.10 Factores daño a utilizar para buses del Sistema S.I.T.M......................................... 8-6

Tabla 8.11. Cargas máximas por eje vigentes en Colombia ....................................................... 8-7

Tabla 8.12 Calculo del número de repeticiones esperadas cada año por tipo de eje en el carril

de diseño Calle 84 entre Carrera 263C y Transversal 103 ......................................................... 8-8

Tabla 9.1 Resumen tránsito de diseño vías Pretroncales en Espectro de carga Calle 84 entre

Carrera 26C y Transversal 103 .................................................................................................... 9-6

5

Tabla 9.2 Resumen diseño pavimento rígido Calle 84 .............................................................. 9-7

Tabla 9.3 - Longitud y diámetro de barras pasa juntas ............................................................. 9-10

Tabla 9.4 Recomendaciones para la selección de las barras de anclaje. .............................. 9-11

Tabla 10.1 Alternativa 1. Construcción pavimento nuevo en concreto MR=45 k/cm2 ........... 10-1

Tabla 10.2 Alternativa 2. Construcción pavimento nuevo en concreto MR=42 k/cm2 ........... 10-2

Tabla 10.3 Resumen comparativo de presupuesto por m2 construcción pavimento rígido ... 10-2

Tabla 11.1 Resumen CBR de diseño para el corredor Pretroncal ........................................... 11-1

Tabla 11.2 Estructuras típicas de pavimento existentes para el corredor Pretroncal ............. 11-2

Tabla 11.3 Resumen Deflectometría para la vía Pretroncal .................................................... 11-3

Tabla 11.4 Resumen tránsito de diseño en espectro de carga para el corredor Pretroncal

alternativa pavimento rígido ....................................................................................................... 11-3

Tabla 11.5 Resumen alternativas propuestas para el corredor en pavimento rígido. .............. 11-4

Tabla 11.6 Comparativo precio por m2 alternativas en pavimento rígido ................................ 11-5

6

INDICE DE FIGURAS

Figura 6.1 Ubicación de las vías para trabajo de campo ............................................................ 6-2

Figura 6.2 Curvas Límites de Atterberg Calle 84 entre Carrera 23C y Transversal 103 lado

occidental ...................................................................................................................................... 6-3

Figura 6.3 Carta de Plasticidad Calle 84 entre Carrera 23C y Transversal 103 lado occidental 6-4


oriental .......................................................................................................................................... 6-5

Figura 6.5 Carta de Plasticidad Calle 84 entre Carrera 23C y Transversal 103 lado oriental .... 6-6

Figura 6.6 Perfiles estratigráficos Calle 84 entre Transversal 103 y Carrera 26C .................... 6-8

Figura 6.7 Perfiles estratigráficos Calle 84 entre Carrera 26C y Transversal 103 .................... 6-8

Figura 6.8 Estructura de pavimento típica Calle 84 entre Carrera 26C y 103 zona carril

pavimento en concreto rígido ....................................................................................................... 6-9

Figura 6.9 Estructura de pavimento típica zona carril Calle 84 entre Carrera 26C y 103

pavimento en concreto asfáltico ................................................................................................. 6-10

Figura 7.1 Perfil Deflectométrico Calle 84 entre Carrera 26C y Transversal 103 Carril derecho

...................................................................................................................................................... 7-7

Figura 7.2 Perfil Deflectométrico Calle 84 entre Carrera 26C y Transversal 103 Carril izquierdo

...................................................................................................................................................... 7-8

Figura 9.1. Correlación de CBR y el Modulo de Reacción (K) de la subrasante ........................ 9-3

Figura 9.2. Estimación del Módulo de Reacción del apoyo de la losa por efecto de la capa de

subbase granular .......................................................................................................................... 9-5

Figura 9.3 Estructura de pavimento Carril Calle 84 MR = 45 kg/cm2. ...................................... 9-8

Figura 9.4 Estructura de pavimento Carril Calle 84 MR = 42 kg/cm2. ....................................... 9-8

Figura 9.5 - Vista en planta de canastilla de pasadores............................................................ 9-12

Figura 9.6 Corte A-A de canastilla de pasadores .................................................................... 9-12

Figura 9.7 Corte B-B de canastilla de pasadores .................................................................... 9-12

Figura 9.8. - Junta de contracción .............................................................................................. 9-13

Figura 9.9 Junta de expansión .................................................................................................. 9-14

Figura 9.10 Junta de expansión en intersección asimétrica ................................................... 9-15

Figura 9.11 - Detalle Junta de expansión .................................................................................. 9-15

7

Figura 9.12 - Junta de construcción ........................................................................................... 9-16

Figura 9.13 - Corte de juntas...................................................................................................... 9-17

Figura 9.14- Colocación de tirilla ................................................................................................ 9-18

Figura 9.15 Colocación de sello ................................................................................................ 9-19

Figura 9.16 - Modulación con presencia de estructuras hidráulica ........................................... 9-20

Figura 9.17 - Modulación y junta presencia de sumidero .......................................................... 9-20

Figura 9.18 - Modulación, junta y acero de refuerzo por presencia de estructuras hidráulicas 9-20

Figura 9.19 Detalle juntas alrededor de cámaras alternativa de rombo .................................. 9-21

Figura 9.20 Detalle juntas alrededor de cámaras alternativa de círculo .................................. 9-22

Figura 9.21 Detalle junta semicircular alrededor de sumideros ............................................... 9-22

Figura 11.1 Estructura de pavimento recomendada Carril Calle 84 ......................................... 11-4

8

INTRODUCCION

METRO CALI S.A, mediante contrato de Consultoría No. MC-915.104.10.03.2013,

firmado con la firma SIETE LTDA, tiene establecido la elaboración de los estudios y

diseños de algunos elementos de infraestructura del sistema integrado de transporte

masivo SITM – MIO, Grupo 5, ubicado en la ciudad de Cali, departamento del Valle, en

los corredores pretroncales y alimentadores II, Sector 2 correspondiente a: Calle 84

entre Carreras 26C y Transversal 103. El presente documento contiene todo lo

referente a los Diseños de Pavimentos, elaborado dentro del marco de los términos de

referencia suministrados.

El presente estudio, contiene la información solicitada en el Anexo No. 8,

correspondiente a los parámetros generales de estudios y diseños para corredores

pretroncales y alimentadores.

El informe contiene a lo largo de sus capítulos, la descripción general del plan de

trabajo y plan de estudios, objetivos y alcance general, remitiéndose posteriormente a la

geología de la zona, a la evaluación funcional del corredor, a su evaluación geotécnica,

deflectométrica, evaluación de tránsito para posteriormente conjugar todas estas

variables y plantear soluciones de rehabilitación, mantenimiento o reconstrucción según

el caso analizado para terminar con una evaluación económica de las alternativas.

El diseño para pavimento rígido se utilizó la metodología PCA-84.

Esperamos que este informe logre satisfacer las expectativas para el cual fue

contratado.

|

1-1

DESCRIPCION DEL PLAN DE TRABAJO Y PLAN DE ESTUDIO 1.

Para la elaboración del presente estudio, se ha requerido la coordinación de las

diferentes disciplinas que conforman el proyecto, desarrollándose en las siguientes

etapas:

RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN EXISTENTE 1.1

Se ha realizado una recopilación de información existente de los diseños de

Pretroncales del año 2008, que han servido como guía para la elaboración del presente

documento. Así mismo se ha confrontado información del proyecto actual que

desarrolla METRO CALI, para el mantenimiento de pretroncales a lo largo de los

sectores, sur, occidente, centro y oriente y que actualmente están en ejecución,

basándose principalmente en matriz de rutas del sistema de transporte masivo para el

complemento del tránsito.

RECORRIDO INICIAL. 1.2

Se hizo un recorrido inicial para el conocimiento general del corredor que forma parte

del proyecto, para poder ir caracterizando inicialmente la zona desde el punto de vista

geológico para establecer posteriormente la geotecnia requerida.

INSPECCIÓN VISUAL 1.3

Conocido el corredor, se procede a realizar una inspección visual desde el punto de

vista funcional, determinando sectores de afirmado, sectores próximos a deteriorarse y

sectores en buen estado, representándoles con color rojo, amarillo y verde

respectivamente. No obedece esta actividad a una metodología tipo Invias, por el

1-2

método Vizir, ya que el alcance se enfoca a dar soluciones con base en un presupuesto

preestablecido, y según dicha metodología, se tendrían condiciones críticas para todo el

corredor.

EXPLORACIÓN DE CAMPO 1.4

Con base en la longitud del corredor, se determinó previamente la posible ubicación de

los sondeos, elaborando mediante esquemas basados en fotografía digital (google

earth), la ubicación de los mismos, determinando los ensayos requeridos y la toma de

CBR de subrasante. Esta exploración es realizada por la firma CESCO LTDA, tanto en

el campo como en laboratorio.

ENSAYOS DE LABORATORIO. 1.5

Procesamiento de las muestras obtenidas en campo, para clasificación, gradación, y

conocimiento general de sus características físicas y mecánicas del suelo encontrado y

de los materiales que hacen parte actualmente de la estructura de pavimento.

ESTUDIO DE TRÁNSITO 1.6

Elaborado por el Especialista Fernando Delgado, quien se encargó del trabajo de

campo para conteos y procesamiento de la información para determinar los tránsitos

promedios diarios y la composición vehicular de los diferentes vehículos comerciales

para con base en ello poder determinar el espectro de cargas para pavimento rígido.

1-3

ESTUDIO TOPOGRÁFICO 1.7

Con base en tecnologías de punta, se hace el levantamiento topográfico de todos los

corredores, tanto planimétricamente como altimétricamente, información requerida para

el diseño de rasante de la vía, la cual debe ir ajustada según la solución de pavimento

propuesta para este corredor.

DISEÑO GEOMÉTRICO 1.8

Se establecen los abscisados de la vía, los anchos y los alineamientos tanto en planta

como en perfil, para lograr tener un abscisado concordante en las diferentes actividades

llevadas a cabo, de tal forma que se pueda referenciar los puntos de manera precisa.

CONCATENACION DE DISCIPLINAS 1.9

Con toda la información conjunta, se procede a la determinación de los espesores del

pavimento, buscando alternativas técnica y económicamente viables, basadas en los

requerimientos de los términos de referencia.

EVALUACIÓN ECONÓMICA 1.10

Establecidas las soluciones de mejoramiento, mantenimiento o rehabilitación se

procede a la evaluación económica de cada una de ellas y a recomendar la más

adecuada.

|

2-1

OBJETIVOS Y ALCANCE 2.

OBJETIVO GENERAL 2.1

Diseñar para la via que conforma el Grupo de Pretroncales, soluciones de intervención,

del pavimento actual, ya sea como mantenimiento, rehabilitación o reconstrucción

según sea el caso, de tal forma que sea la alternativa que técnica y económicamente

mejor se ajuste a las condiciones del proyecto, cumpliendo con el período establecido

para la vida útil del pavimento.

OBJETIVOS ESPECIFICOS 2.2

- Evaluar las condiciones geotécnicas de la zona del proyecto del corredor vial,

para con base en ellas determinar la capacidad de soporte del suelo de

subrasante y definir la estructura de pavimento más adecuada.

- Analizar geotécnicamente el corredor, para poder establecer posibles

problemas de tipo constructivo durante el desarrollo del contrato.

- Optimizar los recursos económicos para establecer soluciones que devuelvan la

funcionalidad a la vía actual y que paralelamente correspondan a intervenciones

que aprovechen al máximo los materiales remanentes existentes en el corredor

analizado.

- Establecer soluciones acorde a las condiciones presupuestales del contrato, de

manera que sean viables de construir desde el punto de vista económico.

- Hacer las evaluaciones económicas de las alternativas evaluadas y hacer las

recomendaciones desde el punto de vista técnico-económico.

2-2

ALCANCE GENERAL DEL ESTUDIO 2.3

El alcance del presente estudio, consiste en la determinación de los espesores de

pavimento y establecer soluciones en pavimento rígido para la Calle 84.

El alcance se enfoca a plantear soluciones que económicamente se ajusten a los

presupuestos establecidos para la vía, basados en la evaluación geotécnica, estudios

de tránsito, condiciones geológicas de la zona, etc.

|

3-1

GEOLOGIA DE LA ZONA 3.

Dentro del estudio realizado por INGEOMINAS, por la subdirección de amenazas

geológicas y entorno ambiental, se ha establecido un estudio completo de

Micronozificación Sísmica de Santiago de Cali, y específicamente en su informe 4,

correspondiente a las Investigaciones y zonificación geológica de la Ciudad, se

establecen claramente las diferentes unidades geológicas de la ciudad.

GEOLOGIA SUPERFICIAL 3.1

Para el caso que nos compete, el proyecto se desarrolla en dos zonas diferentes. Una

zona oeste, y una zona oriental que corresponde al corredor de la Calle 84. Teniendo

en cuenta el citado estudio, a continuación se describen las zonas geotécnicas

encontradas según el Estudio de Microzonificación Sismica de la ciudad de Cali.

Zona de Llanura Aluvial 3.1.1

Esta unidad se localiza al extremo oriental de la zona estudiada y está conformada por

depósitos antiguos del rio Cauca, dejados a lo largo de la evolución y divagación del

cauca, se carateriza por la presencia de una capa de materiales limo arcillosos de un

espesor entre 5 y 10m sobreconsolidados, suprayaciendo al depósito de arenas finas

normalmente consolidado de compacidad suelta a medianamente compacta, que en

profundidad va aumentando su tamaño hasta gravas finas y medianamente compactas,

en algunas exploraciones hacia los 50m de profundidad se llegó a encontrar estratos de

limo verdoso de consistencia muy dura mezclados con capa de material orgánico.

La via que tenemos en el sector de Aguablanca, la calle 84, presenta este tipo de

condición geológica.

3-2

La composición de los materiales superficiales presentes en esta zona está dada

principalmente por MH suprayaciendo a SM, donde cerca del 30% de las muestras

corresponden a suelos arenosos con un promedio de 7.0% de grava y 56% de arena.

La humedad natural varía entre 30 Y 110% con un valor promedio del 63%. El límite

plástico se sitúa entre el 10 y 50% con valores representativos del 40%. Los indices de

plasticidad varían entre 10 y 70% conun valor promedio de 30%. Estos suelos son

suelos blandos, los valores de N medidos en los ensayos de penetración estándar

poseen una distribución sesgada a la izquierda de la zona, con un pico de 10golpes/pie

y unpromedio de 18 golpes/pie, mostrando que cerca del 8% de las pruebas tienen mas

de 50 golpes/pie.

|

4-1

EVALUACION FUNCIONAL 4.

Para la realización de la evaluación funcional del corredor, no se tomó las metodologías

existentes debido a que éstas castigan de manera significativa el estado de un

pavimento, mostrando en condiciones críticas un pavimento que pueda no requerir una

rehabilitación total sino posiblemente tan solo un refuerzo.

Dado que el alcance de las intervenciones que se propongan van a obedecer a un

presupuesto preexistente, se plantea realizar una evaluación funcional, catalogando

bajo tres colores diferentes, los tramos de vía que requieran reconstrucción o

rehabiliación, como críticos o de color rojo, los que requieran una intervención parcial

como un bacheo o un refuerzo estructural por no observarse un deterioro crítico de la

estructura con color amarillo, y por último con color verde, aquellos que no requieren

ningun tipo de intervención.

Para la vía se hizo un recorrido o inspección visual a pie, identificando las zonas críticas

tomando como unidad de medida las cuadras, proyectando una caracterización según

su condición funcional, para posteriormente mediante la evaluación de la estructura,

entrar a catalogar el tramo como crítico, medianamente crítico o no crítico. Por cuadra

se determinaron áreas de intervención según el estado funcional tal como se indica en

los siguientes cuadros.

CALLE 84 ENTRE CARRERA 26C Y TRANSVERSAL 103 4.1

Este corredor corresponde a una via, que se encuentra en pavimento en concreto rígido

en su carril derecho, entre la Transversal 103 y la Carrera 26C, y pavimentado en

calzada completa en la zona frente al patio Taller con longitud aproximada 130m.

El carril izquierdo se encuentra en asfalto, desde la Transversal 103 hasta que inicia el

patio taller, el cual debe ser reemplazado por concreto rígido. Ese carril izquierdo frente

4-2

al patio taller se encuentra en rígido en longitud 130m, y posteriormente está en

afirmado hasta llegar a la Carrera 26C, el cual se propondrá en concreto rígido.

Tabla 4.1 Evaluación funcional Calle 84 Entre Carrera 26 y Transversal 103

INICIA TERMINA CARRILLONGITUD

(m)

ANCHO

(m)

AREA

(m2)

EVALUACION

FUNCIONALOBSERVACION

Transversal 103 Patio Taller Derecho 200 4,8 960 Pavimento nuevo rigido

Transversal 103 Patio Taller Izquierdo 200 4,8 960 Cambio de flexible a rígido

Patio Taller 330 Derecho 130 4,8 624 Pavimento nuevo rigido

Patio Taller 331 Izquierdo 131 4,8 628,8 Pavimento nuevo rigido

330 Carrera 26C Derecho 80 4,8 384 Pavimento nuevo rigido

331 Carrera 26C Izquierdo 79 4,8 379,2 Pavimento en afirmado

ESTADOLONGITUD

(m)

ANCHO

(m)

AREATOTA

L (m2)

% DEL

AREA

TOTAL

541 4 2164 66,0

0 0 0 0,0

279 4 1116 34,0

TOTALES 3280 100,0

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5-1

INVENTARIO OBRAS DE DRENAJE Y OBRAS DE ARTE 5.

Las calzadas que conforman el corredor vial proyectado, cuentan con sumideros, como

obras de drenaje superficial, más no se evidenció la presencia de filtros longitudinales

en la zona de los separadores centrales.

Se hizo un inventario del número total de sumideros por calzada.

El inventario detallado del estado, reposición o diseño de nuevas estructuras de

drenaje, se encuentran contenidas en el Informe Hidráulico del presente proyecto.

En la siguiente tabla, se resume el inventario de obras de drenaje y obras de arte del

corredor vial.

Tabla 5.1 Inventario de obras de drenaje y obras de arte

VIA TOTAL SUMIDEROS

Carrera 41B entre Calles 36 y 57 48


Carrera 27 entre Calles 121 y 126 6


Calle 72U entre Carreras 28D y 27 19

Calle 72U entre Carreras 27 y 28D 4

Calle 84 entre Transversal 103 y Carrera 26C 2

Calle 84 entre Carrera 26C y Transversal 103 0

Via La Sirena (Alcantarillas) 4

Via Polvorines 0

VIA TOTAL SUMIDEROS





Calle 72U entre Carreras 28D y 27 19

Calle 72U entre Carreras 27 y 28D 4

Calle 84 entre Transversal 103 y Carrera 26C 2

Calle 84 entre Carrera 26C y Transversal 103 0

Via La Sirena (Alcantarillas) 4

Via Polvorines 0

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6-1

EVALUACIÓN GEOTÉCNICA 6.

DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO DE CAMPO 6.1

Para los trabajos de campo, se efectuaron un total de cinco apiques para todo el

corredor para la Elaboracion de los Estudios y Diseños de algunos elementos de la

Infraestructura del Sistema Integrado de Transporte Masivo SITM-MIO, cuya ubicación

se muestra en la Figura 6.1 y se tomaron en total cuatro muestras para ensayo de CBR.

Dichos apiques se llevaron hasta 2.0m de profundidad.

Se buscó distribuir los apiques, de tal forma que se representara cada una de las

calzadas para el diseño de la estructura de pavimento.

En cada apique se recobraron de dos a tres muestras de suelo, dependiendo la

variación en la estratigrafía.

El número de perforaciones, la ubicación y la profundidad se determinaron de tal forma

que permitieran establecer de manera adecuada, la variación en el tipo de suelo. Las

muestras recobradas fueron descritas en forma visual por el geotecnólogo, quien hace

la descripción inicial de la clasificación en campo, color, cambio de humedad,

condiciones de consistencia y demás observaciones que considere convenientes para

conocer apropiadamente el suelo.

En el Anexo No. 1 correspondiente a “Resultados de Laboratorio” se presenta el

registro de campo descrito anteriormente, con los ajustes realizados según los

resultados obtenidos en el laboratorio, en el Anexo No. 2 se indica la ubicación de los

apiques para el corredor vial.

6-2

Figura 6.1 Ubicación de las vías para trabajo de campo

Cll 84 Kr 26C Tv 103

6-3

ENSAYOS DE LABORATORIO 6.2

Las muestras representativas obtenidas de los sondeos se las sometió en el laboratorio

a un programa de ensayos básicos que contó con pruebas de humedad natural, límites

de Atterberg para clasificación y granulometría.

Con el fin de tener una mayor claridad en el comportamiento geotécnico, se han

realizado gráficas para el corredor vial donde se indican las variaciones en los límites de

Atterberg, y humedad natural para poder predecir mejor sus características geotécnicas.

En las siguientes Figuras se indica dichas variaciones para el corredor vial, integrando

todos los resultados, y considerando como capa de subrasante, la capa de apoyo del

material granular existente.

Calle 84 entre Carreras 26C y Transversal 103 6.2.1


occidental

6-4

En la figura anterior, se ha representado la variación del suelo de subrasante en lo que

corresponde a los límites Líquido, Límite Plástico, Humedad natural e Indice de

plasticidad. Se observa valores de límite líquido son elevados, superiores al 50%,

indicando suelos de alta compresibilidad. Los Indices de plasticidad variables entre 20

y 25%. La humedad natural del suelo se encuentra por debajo del límite plástico,

indicando un suelo en estado semisólido.

Para un mejor entendimiento de las características del suelo de subrasante, en cuanto

a su clasificación, se presenta la carta de plasticidad, en donde se aprecia que los

suelos son predominantemente de tipo limosos de alta compresibilidad que clasifican

como MH.

Figura 6.3 Carta de Plasticidad Calle 84 entre Carrera 23C y Transversal 103 lado occidental

6-5

Figura 6.4 Curvas Límites de Atterberg Calle 84 entre Carrera 23C y Transversal 103 lado oriental

Dado que se hizo el análisis por carril, tanto para el carril en pavimento flexible como en

rígido, se constante la similitud entre las subrasantes encontradas,que corresponden a

suelos de alta compresibilidad tipo MH, con límites líquidos elevados, y humedad

natural por debajo del límite plástico.

6-6

Figura 6.5 Carta de Plasticidad Calle 84 entre Carrera 23C y Transversal 103 lado oriental

Del análisis realizado geotécnicamente la Calle 84, presenta un suelo

predominante que corresponde a limos de alta compresibilidad tipo MH.

DETERMINACIÓN DEL CBR DE DISEÑO 6.3

Se tomaron cuatro muestras inalteradas en molde de CBR las cuales se ensayaron con

humedad natural y en condiciones de saturación, luego de cuatro días de inmersión en

agua, midiéndose la expansión registrada por la muestra. Los resultados se presentan

para la vía, para determinar posteriormente el CBR de diseño.

6-7

Calle 84 entre Carrera 26C y Transversal 103 6.3.1

Tabla 6.1 Resumen Tabla % CBR Calle 84 entre Carrera 26C y Transversal 103

De acuerdo con los resultados de laboratorio en lo que corresponde a las medidas de

expansión en el molde CBR, predominan valores inferiores al 2.0%, no experando

suelos comportamiento expansivo.

Para el corredor de la Calle 84 entre Carrera 26C y Transversal 103, se adoptará

un CBR para diseño de 2.5%

Lo anterior es consistente con el tipo de suelo observado en la zona del proyecto, que

corresponde a depósitos aluviales de consistencia blanda en sus estratos superiores.

ESTATIGRAFIA Y NIVEL FREATICO 6.4

La estratigrafía de la zona del proyecto es muy homogénea, indicando suelos muy

blandos, de tipo limo arcilloso, cuya representación gráfica permita visualizar de manera

más clara, las diferentes capas encontradas en todos los apiques realizados, tal como

se muestra en las siguientes figuras:

WN SAT

1 7,0 2,8 1,00-1,40 1,70

2 3,2 1,6 0,90-1,30 0,56

3 4,4 3,1 1,40-1,80 0,94

4 5,3 2,3 1,20-1,60 0,76

2,5CBR PROMEDIO

CBR No.% CBR

PROFUNDIDAD % EXPANSION

6-8

Calle 84 entre Carrera 26C y Transversal 103 6.4.1

Figura 6.6 Perfiles estratigráficos Calle 84 entre Transversal 103 y Carrera 26C

Figura 6.7 Perfiles estratigráficos Calle 84 entre Carrera 26C y Transversal 103

6-9

La Calle 84, se intervendrá el carril que se encuentra en asfalto, el cual será

reemplazado por concreto rígido, y la zona de afirmado, igualmente se pavimentará en

losa de concreto.

De acuerdo con los apiques realizados, los cuales se hicieron tanto en el carril con

carpeta asfáltica como en el de la losa de concreto, construida recientemente para dar

acceso al Patio Taller del Mio, se tiene que el pavimento nuevo de concreto rígido, está

conformado por una losa de concreto de 20 cms, apoyada sobre una carpeta asfáltica

de 12 cms de espesor, posteriormente se encuentra una base granular de 30 cms, y un

relleno en rocamuerta de 40 cms de espesor. En la siguiente figura se esquematiza la

estructura de pavimento existente para el carril del pavimento en concreto rígido

construido recientemente.

Figura 6.8 Estructura de pavimento típica Calle 84 entre Carrera 26C y 103 zona carril pavimento

en concreto rígido

Losa de concreto e = 20cms

Carpeta asfáltica e = 12 cms

Base granular triturada e = 30 cms

Rocamuerta e = 40 cms

Subrasante MH-CH

6-10

En la zona donde se encuentra el carril en pavimento flexible se encontró una

estructura conformada por una capa asfáltica de 12 cms de espesor, apoyada sobre

una base granular de 20 cms y posteriormente una rocamuerta de espesor variable

entre 40 y 100 cms. Para efecto de la modelación de la estructura de pavimento, se

tomará un espesor de 40 cms de relleno en rocamuerta. En la siguiente figura, se

presenta el esquema de la sección transversal típica, del carril pavimentado en concreto

asfáltico.

Figura 6.9 Estructura de pavimento típica zona carril Calle 84 entre Carrera 26C y 103 pavimento

en concreto asfáltico

Nivel Freático

No se encontró la presencia del nivel freático hasta 2.0 m de profundidad investigada

Carpeta asfáltica e = 12 cms

Base granular triturada e = 20 cms

Rocamuerta e = 40 cms

Subrasante MH-CH

6-11

RESUMEN DE ESPESORES PARA CADA UNA DE LAS CALZADAS EN 6.5

ESTUDIO

En las siguientes tablas se muestra el resumen de los espesores que fueron

graficados en las figuras anteriores para la vía.

Resumen espesores estructura actual Calle 84 entre Carrera 26C y 6.5.1

Transversal 103

Tabla 6.2 Resumen Tabla Espesores Calle 84 entre Carrera 26C y Transversal 103

Tabla 6.3 Resumen Tabla Espesores Calle 84 entre Transversal 103 y Carrera 26C

LOSA CONCR C.A. BASE TRIT. ROCA M. TOTAL GRAN SUBRASANTE

CBR 1 20 15 20 40 60 CH-MH

S3 18 20 40 60 CH-MH

S4 10 20 70 90 MH-CH

CBR 3 20 20 100 100 CH-MH

S5 18 20 70 90 MH

CBR 4 12 30 80 110 CH-MH

APIQUE No.ESPESORES

LOSA CONCR C.A. BASE TRIT. ROCA M. TOTAL GRAN SUBRASANTE

S6 12 20 70 90 MH

CBR 2 20 12 30 40 70 CH-MH

S2 20 20 40 60 MH

S1 8 20 40 60 MH-CH

APIQUE No.ESPESORES

|

7-1

EVALUACION DEFLECTOMETRICA 7.

GENERALIDADES 7.1

En la evaluación de un pavimento, se incluye una evaluación de tipo funcional, la cual

da una idea de cómo se comporta el pavimento desde el punto de vista de su superficie

de rodamiento, e interesa al usuario de la vía, en ella se incluye la inspección de la

calzada, sus características geométricas, el inventario de daños, textura, regularidad

superficial, etc.

El otro tipo de evaluación es el estructural que tiene como finalidad determinar la

estructura del pavimento existente, como también conocer su comportamiento bajo la

acción de una carga. La medida de deflexiones permite conocer de manera anticipada,

el comportamiento de un pavimento en función del número de solicitaciones de un eje

equivalente que es capaz de admitir antes que se produzca la falla y así mismo valorar

si existe vida residual en la estructura en el momento de ser reforzada.

La viga Benkelman, mide la deflexión o deformación vertical puntual de la superficie

bajo la acción de una carga. Si la estructura de pavimento y la subrasante fueran

perfectamente elásticas, se volvería a la posición inicial, pero esto no ocurre así,

quedando una parte de la deformación, denominada deflexión remanente. La diferencia

entre la deflexión total y la remanente se llama deflexión elástica recuperada, que

corresponde a la que normalmente se denomina deflexión y éste es el valor que nos

interesa.

Las mediciones deflectométricas, dado que se han realizado con Viga Benkelman,

serán utilizadas con fines de sectorización si es el caso, o para determinar con base en

los valores obtenidos, la necesidad de una rehabilitación, la cual es evidente cuando se

acerca la deflexión a valores de 100/100 mm, como se indica en la figura 7.1.

7-2

Tabla 7.1 Tramos viales medidos con Deflectometría

EJE UBICACION LONGITUD (m)

EJE-4 Calle 84 entre Carrea 26C y T-103 400

METODOLOGIA DE TRABAJO 7.2

Las deflexiones fueron medidas con viga Benkelman doble, trabajo realizado por la

firma GEOZAM. Para ello se pesó en una báscula un material hasta tener una carga de

8.2 toneladas y una presión de inflado de 80 psi en el eje simple trasero. Se evidenció

la carga al comienzo del ensayo y para series de ensayos al comienzo y final de la

jornada de trabajo. Dado que se consideró que los materiales utilizados para cargar el

vehículo podrían ser susceptibles a las variaciones de humedad, se protegió la volqueta

con una lona.

La constancia del peso obtenido por calibración del eje trasero, se indica en la siguiente

fotografía, donde se constante que el eje trasero tiene una carga de 8.2 toneladas.

El rango de temperatura de trabajo se mantuvo dentro de un límite inferior de 23ºC y un

límite superior de 25ºC, para un valor promedio de 24ºC.

7-3

Se tomaron lecturas cada 25m iniciando en el carril derecho en el K0+000 y luego en el

izquierdo en el K0+025 y alternándose así a lo largo de todo el tramo evaluado sobre la

huella externa de cada carril. Ya teniendo especificado los sitios de medición se

procedió a armar el equipo y se escogió la huella externa de los dos carriles como sitio

de medición. Así se recorrió los dos carriles con la viga Benkelman hasta completar los

tramos en estudio.

El procedimiento para la medida de la deflexión consiste en colocar en medio de las dos

llantas de la volqueta, exactamente bajo el centro de la rueda, el extremo de la parte

móvil de la viga. Luego se afloja el dispositivo de seguridad de la viga, se comprueba

que el deformímetro quede en contacto con el brazo de medida y se toma la lectura

inicial (generalmente se adapta el deformímetro de modo que la lectura inicial sea 0). A

continuación se hace desplazar lentamente el camión hacia delante y se toma la lectura

final cuando la rata de recuperación del pavimento sea igual o inferior a una milésima

de pulgada por minuto. La diferencia de las dos lecturas multiplicada por la constante

de la viga, da como resultado la deflexión del pavimento en el punto.

En las siguientes fotografías, se presenta el detalle de la medición de deflexiones con

viga Benkelman

7-4

Las mediciones con viga Benkelman se realizaron a tempranas horas de la mañana,

con el objetivo de que la temperatura del pavimento no ascendiera hasta 35ºC, valor

crítico en donde no se pueden tomar medidas. La temperatura registrada varió entre 23

y 25ºC, adoptándose como valor promedio 24ºC.

AJUSTES NECESARIOS PARA LA DEFLEXION 7.3

La deflexión medida con viga Benkelman, se obtiene para frecuencias cercanas a 1 hz,

diferente a lo que sucede con el deflectómetro de impacto, en el que se pueden simular

frecuencias variables. Debido a lo anterior, el módulo dinámico medido con viga

Benkelman dá valores más bajitos, ya que el tiempo de aplicación de las cargas es

mayor.

La magnitud de la carga empleada para la medición de las deflexiones, normalmente es

de 8.2 toneladas, la distancia entre llantas de 32.4 cms, y la presión de inflado de 5.6

kg/ cm² para una carga de 8.2 toneladas.

Ajuste por Temperatura 7.3.1

La medida de la deflexión se ve alterada, cuando la temperatura del pavimento es

superior a 2/3 de la temperatura de ablandamiento del asfalto, es decir a 37 ºC

aproximadamente. Tampoco es aconsejable hacer mediciones de deflexión, en

pavimentos con temperaturas inferiores a 2ºC, porque pueden obtenerse valores de

deflexión poco confiables.

La temperatura de referencia en que se basa el cálculo de las deflexiones, se refiere a

medidas hechas con el pavimento a 20ºC, por lo que las medidas a otras temperaturas

hay que referirlas al valor de referencia de 20ºC, afectándolas por un coeficiente

corrector fct, el cual se calcula con la expresión:

7-5

Fct=1/(1-0.0008*Hi*(20-TºC))

Donde,

Fct = factor de corrección por temperatura

Hi = Espesor de la capa asfáltica en cms.

T = Temperatura del pavimento en ºC en el momento del ensayo.

En el momento de tomar las mediciones con la Viga Benkelman, se registraron

temperaturas entre 23 y 25ºC, por lo que fue necesario corregir el valor de las

deflexiones por este concepto.

Corrección por clima 7.3.2

En lo posible, los ensayos de deflexión deben realizarse en la época de máxima

humedad de la subrasante, que es función de la climatología de la zona. Cuando no se

ejecute en esta época, es necesario afectar las medidas obtenidas, por un coeficiente

de corrección por clima, Fcc el cual se selecciona de acuerdo con lo mostrado en la

Tabla 7.2, los cuales están en función del tipo de subrasante, drenaje y época de

medida. La aplicación de estos valores es bastante imprecisa y queda siempre un

márgen a la interpretación personal.

Tabla 7.2 Factor de corrección para deflexiones, por Clima

TIPO DE

SUBRASANTE

COEFICIENTE DE CORRECCION POR CLIMA FCC

LLUVIOSO INTERMEDIO SECO

Arenosa y permeable 1.0 1.0 - 1.1 1.1 -1.3

Arcillosa e impermeable 1.0 1.3 - 1.5 1.5 -1.8

Dadas las condiciones climáticas en el momento de la toma de deflexiones, se asumió

un valor equivalente a la unidad.

7-6

Determinación de las Deflexiones Corregidas. 7.3.3

De acuerdo con lo definido en los numerales anteriores, se hace necesaria la corrección

de las deflexiones, y el cálculo de las mismas, el cual viene asociado al tipo de viga

utilizada para la medición. Para el presente proyecto, se trabajó con una viga de

constante 4.0, por lo que las lecturas obtenidas en campo deben cuadruplicarse y a su

vez corregirse con los factores definidos anteriormente, para conocer su verdadero

valor.

En las siguientes tablas se presentan los valores de la cartera de campo de la toma de

deflexiones, así como los valores con la corrección, tanto por temperatura como por

clima.

Deflexiones Calle 84 entre Carreras 26C y Transversal 103 7.3.3.1

Tabla 7.3 Cartera cálculo Deflexión Calle 84 entre Carrera 26C y Transversal 103 Carril derecho

Constante de la Viga: 4 CALLE 84 ENTRE CARRERA 26C Y T103

Espesor capa asfáltica: 10 cms Carril derecho

Ensayo Temperatura

# D0 D25 D0 D25 Grados D0 D25 D0 D25

0,01mm 0,01mm 0,01mm 0,01mm Celsius 0,01mm 0,01mm 0,01mm 0,01mm

1 100 8 2 24 31 8 66 136

2 150 6 2 24 23 8 260 208

3 200 3 1 24 12 4 736 391

4 224 14 10 24 54 39 221 208

5 250 14 10 24 54 39 221 208

6 300 9 6 24 35 23 17 260

7 350 14 10 24 54 39 221 208

8 400 13 8 24 50 31 118 164

313 1860,9

Estado del Tiempo: 39,1

16,3

41,7

60,0

Sumato ria

Abscisa

Lecturas de campo Lectura ajustada

(D0 - Dm)2

Radio de

Curvatura

(m)

Externa Interna Externa Interna

Deflexión característica (90%) (0,01mm)

Lluvioso D eflexió n media (0,01mm)

Numero de datos 8 C o eficiente de variació n

Factor: 1,0 D esviació n estándar

7-7

Figura 7.1 Perfil Deflectométrico Calle 84 entre Carrera 26C y Transversal 103 Carril derecho

Tabla 7.4 Cartera cálculo Deflexión Calle 84 entre Carrera 26C y Transversal 103 Carril izquierdo

0

10

20

30

40

50

60

0 100 200 300 400

DEF

LEX

ION

0,0

1m

m

ABSCISA

DEFLEXIONES CALLE 84 ENTRE CARRERA 26C Y T103 Carril derecho

Constante de la Viga: 4 CALLE 84 ENTRE CARRERA 26C Y T103

Espesor capa asfáltica: 10 cms Carril izquierdo. Pavimento rígido

Ensayo Temperatura

# D0 D25 D0 D25 Grados D0 D25 D0 D25

0,01mm 0,01mm 0,01mm 0,01mm Celsius 0,01mm 0,01mm 0,01mm 0,01mm

1 25 3 2 24 12 8 14 781

2 75 3 2 24 12 8 14 781

3 125 5 2 24 19 8 11 284

4 175 4 2 24 16 8 0 391

5 225 4 1 24 16 4 0 260

6 275 4 2 24 16 8 0 391

7 325 6 4 24 23 16 53 446

8 375 3 1 24 12 4 14 391

126 105,5

Estado del Tiempo: 15,8

3,9

24,6

20,7

Sumato ria

Abscisa

Lecturas de campo Lectura ajustada

(D0 - Dm)2

Radio de

Curvatura

(m)

Externa Interna Externa Interna

Deflexión característica (90%) (0,01mm)

Lluvioso D eflexió n media (0,01mm)

Numero de datos 8 C o eficiente de variació n

Factor: 1,0 D esviació n estándar

7-8

Figura 7.2 Perfil Deflectométrico Calle 84 entre Carrera 26C y Transversal 103 Carril izquierdo

Dado que esta vía tiene pavimento rígido en su carril izquierdo, las medidas de

deflexión no son representativas para el modo en el que fueron tomadas ya que la

metodología se debe centrar en las juntas del pavimento, sin embargo, sirven para

establecer comparaciones de valores de deflectometría, lo cual se ve claramente que

para el carril derecho que tiene pavimento asfáltico, las deflexiones son del orden de

60/100m mientras que para el carril con el pavimento rígido son de 20/100 mm. La

información obtenida sirve para concluir que el carril que presenta la carpeta asfáltica,

tiene un buen comportamiento estructural, y que al reemplazar el asfalto por losa, es

posible que se pueda reutilizar parte del granular existente.

De la vía analizada deflectométricamente, se presenta el resumen de los valores de

deflectometría obtenidos, tanto de la deflexión media como de la deflexión característica

para el 90%.

Tabla 7.5 Resumen Deflectometría para la vía Pretroncal

VIA CARRIL Dm

(1/100mm) Dc90%

(1/100mm)

Calle 84 entre Carreras 26C y T-103 Carril derecho 39.1 60.0

Como puede verse del cuadro anterior, la Calle 84 entre Transversal 103 y Carrera 26C

tiene un buen comportamiento deflectométrico en el carril de concreto asfáltico.

0

5

10

15

20

25

0 100 200 300 400

DEF

LEX

ION

0,0

1m

m

ABSCISA

DEFLEXIONES CALLE 84 ENTRE CARRERA 26C Y T103 Carril izquierdo

|

8-1

EVALUACIÓN DE TRÁNSITO 8.

INTRODUCCIÓN 8.1

En este capítulo se realizará la estimación de la variable tránsito como parámetro de

diseño y dimensionamiento de las estructuras de pavimento presentadas para este

proyecto. Es importante recalcar que dependiendo del método de diseño utilizado, las

solicitaciones transmitidas a las capas de los diferentes materiales que componen la

estructura del pavimento y al material de la subrasante por parte de la flota vehicular,

son expresadas mediante el respectivo espectro de cargas para los métodos de

dimensionamiento de carácter mecanicistas.

La información necesaria utilizada para este estudio fue suministrada por METRO CALI

S.A. en lo que respecta a las rutas del sistema, y para el otro tipo de tránsito,

correspondiente al tráfico mixto, son el resultado del estudio de Tránsito realizado por

SIETE LTDA, para este proyecto, del cual se obtuvieron los tránsitos promedios diarios,

la composición vehicular y la determinación de las tasas de crecimiento.

PERÍODO DE DISEÑO: 8.2

El período de diseño establecido dentro de los términos corresponde a 20 años para

pavimento rígido.

TASA DE CRECIMIENTO: 8.3

La tasa de crecimiento ha sido fijada en el estudio de Tránsito realizado por SIETE

LTDA, la cual fue determinada por el Especialista en Tránsito en un valor representativo

de 4.0% para toda la flota vehicular mixta. Para el caso de los buses del sistema, se

adoptó el valor sugerido por METRO CALI S.A, correspondiente a 1.1%. Lo anterior

8-2

sustentado, bajo el argumento que no se cuenta con información histórica del tránsito

actuante en la vía, por tanto se tomó como referencia una tasa de crecimiento de

acuerdo con las características de la región y las políticas macroeconómicas del país,

las cuales se indican en la siguiente tabla.

Tabla 8.1 Tendencias de crecimiento

Variable Índice de Crecimiento

Crecimiento de la población 1.07%

Economía Nacional 4%

Crecimiento en la red vial del Valle 3%

Tasa de Crecimiento parque vehicular 7% Fuente Cuadro Informe de Tránsito. Siete Litda.2014

De acuerdo con los índices anteriores, se consideró descartar los extremos o sea el

crecimiento poblacional que es bajo y el crecimiento del parque vehicular que es alto,

valor este último que se considera coyuntural, debido a los tratados de libre comercio

que ha firmado el gobierno nacional y que ha producido un boom en la compra de

vehículos, pero se espera un equilibrio del mercado en el corto plazo. Por lo anterior y

considerando las expectativas del gobierno en cuanto a crecimiento económico del 4%,

se consideró que este es un valor prudente para proyectar los tránsitos actuales en las

vías Pretroncales de Cali.

DETERMINACION DE LOS FACTORES DAÑO 8.4

Vehiculos mixtos 8.4.1

Se requiere determinar el número de ejes equivalentes de 8.2 toneladas, para lo cual se

trabajará con los factores daño indicados en la Tabla 8.2, los cuales fueron obtenidos

de los pesajes realizados por el Instituto Nacional de Vías, a más de 300000 vehículos

durante el período del año 2000 a 2006, y los obtenidos en el año 1996, adoptando los

valores más críticos. En la siguiente tabla, se hace un comparativo de los factores daño

8-3

obtenidos por el INVIAS en el año 1996, en el año 2007 y el valor adoptado para el

presente proyecto.

Tabla 8.2 Factores daño para diseño de pavimentos

Buses del Sistema 8.4.2

Para los buses del sistema, también se determinó los factores daño de los buses

padrones y de los buses complementarios, por ser el tipo de vehículo esperado para las

vías objeto de este diseño.

Para el caso de los buses padrones, se hizo el análisis de las diferentes marcas que

pueden formar parte del sistema, y se escogió la carga por eje del más crítico. En la

Tabla 8.3 se indica esta situación.

Tabla 8.3. Comparación de las cargas transmitidas por eje a los pavimentos. Bus Padrón.

VEHICULO FD INVIAS 96 FD INVIAS 07 ADOPTADO

BUS 1,00 1,00 1,00

C2P 1,01 1,14 1,14

C2G 2,72 3,44 3,44

C3-C4 3,72 4,32 4,32

C5 4,88 4,40 4,88

>C5 5,23 4,72 5,23

TIPO DE AUTOBUS CAP

NOMINAL

PESO EJE

(Kg)

CARGA EJE

DELANTERO

PESO EJE

(Kg)

CARGA EJE

TRASERO

PESO EJE

(Kg)

PESO TOTAL

(Kg)CANT PAS

M 1721 - 1722 (V) 80 Pas 2,780 5,906 Kg 2,030 10,414 Kg 16,320 16,320 94

M 1721 - 1722 (A) 80 pas 2,780 6,287 Kg 2,030 8,961 Kg 15,248 15,248 79

M O500M 80 Pas 3,080 6,206 Kg 1,890 10,274 Kg 16,480 16,480 94

VW 17210 (V) 80 Pas 3,080 6,657 Kg 1,890 8,821 Kg 15,478 15,478 80

VW 17210 (A) 80 Pas 930 4,507 Kg 3,400 10,331 Kg 14,838 14,838 80

VOLVO 7R 80 Pas 1,677 5,734 Kg 4,327 11,738 Kg 17,472 17,472 80

CHR 7,2 80 Pas 1,286 4,863 Kg 4,213 11,144 Kg 16,007 16,007 80

MB OH 1623 GNV 80 Pas 1,560 5,139 Kg 4,220 10,869 Kg 16,008 16,008 80

8-4

Para el caso de los buses alimentadores, se hizo el análisis de las diferentes marcas

que pueden formar parte del sistema, y se escogió la carga por eje del más crítico. En

la Tabla 8.4 se indica esta situación.

Tabla 8.4. Comparación de las cargas transmitidas por eje a los pavimentos. Bus alimentador

En la Tabla 8.5 se presenta el resumen de los pesos por eje más críticos para los dos

tipos de buses del sistema que circularan por las vías pretroncales.

Tabla 8.5. Carga transmitida al pavimento más crítica por tipo de vehículo a plena capacidad.

Tipo de Bus Pesos por eje (Kg)

Delantero Eje 2 Eje 3

Padrón (80 pasajeros) 6657 11144 No aplica

Complementario (50 pasajeros) 2808 5831 No aplica

Con el fin de que los diseños no queden ni sobredimensionados, ni subdiseñados, se

consideraran los factores daño considerando que los buses estarán a su plena

capacidad de carga en las horas pico, y ocupados parcialmente el resto de horas que

trabaja el sistema..

En las Tablas 8.6 se indican las cargas reales transmitidas al pavimento, estando los

buses vacíos y considerando un peso por pasajero de 70 Kg, tal como lo especifica el

estudio realizado por Metro Cali, para el avalúo de las cargas.

TIPO DE AUTOBUS CAP

NOMINAL

PESO EJE

(Kg)

CARGA EJE

DELANTERO

PESO EJE

(Kg)

CARGA EJE

TRASERO

PESO TOTAL

(Kg)CANT PAS

VOLKSWAGEN 9,150 48 PAS 1,610 2,484 Kg 940 5,831 Kg 8,315 50 PAS

NPR 48 PAS 1,245 2,307 Kg 960 5,663 Kg 7,970 50 PAS

MERCEDEZ LO-915 48 PAS 1,634 2,808 Kg 1,102 5,693 Kg 8,501 50 PAS

8-5

Tabla 8.6 Carga transmitida al pavimento por tipo de vehículo vacío

Tipo de Bus Pesos por eje (Kg)

Delantero Eje 2 Eje 3

Padrón (80 pasajeros) 4977 7224 No aplica

Complementario (50 pasajeros) 1758 3.381 No aplica

Con base en los datos reportados en el cuadro anterior y en la fórmula para el Factor

Daño FD = (Po/6.6)4+(P1/8.2)4+(P2/8.2)4, teniendo en cuenta como carga de referencia

para eje sencillo 6.6 Toneladas y para eje de rueda doble 8.2 toneladas, se determinan

los factores daño a utilizar para el cálculo del número de ejes equivalentes de 8.2

toneladas.

Para fines comparativos, se presentan los factores daño calculados para los buses a

máxima capacidad, para los buses vacíos, y en una condición promedio, los cuales se

indican en la Tabla 8.7 a la tabla 8.9.

Tabla 8.7 Factores daño para buses a máxima capacidad

Tabla 8.8 Factores daño para buses vacíos

Delantero Trasero

Padron 6,60 11,10 4,36

Complementario 2,81 5,83 0,29

FACTOR DAÑO PARA BUSES A MAXIMA CAPACIDAD

Peso por ejeF.DTIPO VEHICULO

Delantero Trasero

Padron 5,00 8,20 1,33


FACTOR DAÑO PARA BUSES VACIOS

TIPO VEHICULOPeso por eje

F.D

8-6

Tabla 8.9 Factores daño para buses a capacidad media

Teniendo en cuenta que durante las horas pico los buses se esperan que circulen a

máxima capacidad y en las horas valle, medianamente llenos, se calculó el factor daño

ponderado, considerando 5 horas pico y 6 horas valle, obteniéndose para diseño los

valores indicados en la Tabla 8.10.

Tabla 8.10 Factores daño a utilizar para buses del Sistema S.I.T.M

DETERMINACIÓN DEL ESPECTRO DE CARGAS PARA PAVIMENTO 8.5

RIGIDO.

El tránsito de diseño para estructuras de pavimento rígidos de acuerdo a la metodología

definida por la P.C.A. versión 1984, se cuantifica por medio del espectro de cargas

esperado a lo largo del periodo de diseño y para el carril de diseño. Puesto que para

este proyecto no se cuenta con la información de campo necesaria para la obtención de

dicho espectro de cargas del parque vehicular predominante de la vía con referencia a

los pesos por eje representativos, se tomaran las cargas máximas por eje estipuladas

en la resolución 004100 de 2004 emanada por el Ministerio de Transporte. La siguiente

tabla relaciona los pesos por ejes máximos especificados para el país.

Delantero Trasero

Padron 5,80 9,65 2,51


FACTOR DAÑO PARA BUSES MEDIANAMENTE LLENOS

TIPO VEHICULOPeso por eje

F.D

TIPO VEHICULO FD lleno FD medio FD Ponderado

Padron 4,36 2,51 3,52


FACTOR DAÑO PONDERADO

8-7

Tabla 8.11. Cargas máximas por eje vigentes en Colombia

TIPO DE EJE CARGA MAXIMA (Ton)

Simple rueda simple 6.0

Simple rueda doble 11.0

Tándem 22.0

Trídem 24.0

Así, un vehículo tipo C2P se considerara compuesto por dos ejes simples de rueda

simple con un peso por eje de 6.0 Ton y un vehículo tipo C2G se considerara

compuesto por un primer eje simple de rueda simple o eje direccional con un peso por

eje de 6.0 Ton y un segundo eje simple de rueda doble con un peso por eje de 11.0

Ton.

Los vehículos tipo C3-C4 se asumirán compuestos por un primer eje simple de rueda

simple o eje direccional de 6.0 Ton, un segundo eje simple de rueda doble de 11.0 Ton

y un tercer eje tándem de 22.0 Ton como condición más crítica.

Los vehículos tipo C5 se considerara compuesto por un primer eje simple de rueda

simple de 6.0 Ton de peso y dos ejes tipo tándem de 22.0 Ton de peso

respectivamente.

Los vehículos tipo >C5 se asumirá compuesto por un primer eje simple de rueda simple

o eje direccional de 6.0 Ton de peso, un segundo eje tipo tándem de 22.0 Ton de peso

y un tercer eje tipo tridem de 24.0 Ton de peso respectivamente, distribución típica de

un vehículo tipo C6.

La siguiente tabla detalla el espectro de cargas para el transito predominante esperado

de la vía en el carril de diseño y para un periodo de diseño de 20 años más 1 año

asumido como tiempo de construcción del proyecto, desde luego considerando un nivel

de confianza de esta variable de 90%.

Para el caso de los buses del sistema, se establece para los buses complementarios un

eje delantero simple de rueda simple de 3.5 toneladas de peso, y un eje trasero simple

8-8

de rueda doble de 6.5 toneladas. Para los padrones, se tiene un eje delantero simple

de rueda simple de 6.0 toneladas y un eje trasero simple de rueda doble de 11.5

toneladas.

Para mayor claridad, en cada una de las siguientes tablas se presenta el cálculo del

espectro de cargas para el corredor vial diseñado en pavimento rígido.

Calle 84 entre Carreras 26C y Transversal 103 8.5.1

Se establece el diseño para el carril que se va a sustituir de pavimento flexible a

pavimento rígido, y se tiene en consideración los volúmenes considerados en el estudio

de tránsito, así como la consideración del tránsito atraído de buses complementarios,

padrones y articulados estipulados en dicho diseño. En la siguiente tabla se presenta el

resumen del espectro de carga para el carril de la Calle 84.

Tabla 8.12 Calculo del número de repeticiones esperadas cada año por tipo de eje en el carril de

diseño Calle 84 entre Carrera 263C y Transversal 103

SRS SRD SRS SRD SRS SRD SRD SRS SRS SRS SRD SRS Tandem SRS Tandem Tandem SRS Tandem Tridem

2,8 Ton 5,8 Ton 6,6 Ton 11,0 Ton 6 Ton 11,5 Ton 11,5 Ton 6 Ton 6 Ton 6 Ton 11 Ton 6 Ton 22 Ton 6 Ton 22 Ton 22 Ton 6 Ton 22 Ton 24 Ton

2015 125 45625 45625 529 193085 193085 111 40515 40515 40515 70 25550 25550 49 17885 17885 2 730 730 1 365 365 365 1 365 365 365

2016 126 45990 45990 535 195275 195275 112 40880 40880 40880 73 26645 26645 51 18615 18615 2 730 730 1 365 365 365 1 365 365 365

2017 127 46355 46355 541 197465 197465 113 41245 41245 41245 76 27740 27740 53 19345 19345 2 730 730 1 365 365 365 1 365 365 365

2018 128 46720 46720 547 199655 199655 114 41610 41610 41610 79 28835 28835 55 20075 20075 2 730 730 1 365 365 365 1 365 365 365

2019 129 47085 47085 553 201845 201845 115 41975 41975 41975 82 29930 29930 57 20805 20805 2 730 730 1 365 365 365 1 365 365 365

2020 130 47450 47450 559 204035 204035 116 42340 42340 42340 85 31025 31025 59 21535 21535 2 730 730 1 365 365 365 1 365 365 365

2021 131 47815 47815 565 206225 206225 117 42705 42705 42705 88 32120 32120 61 22265 22265 2 730 730 1 365 365 365 1 365 365 365

2022 132 48180 48180 571 208415 208415 118 43070 43070 43070 92 33580 33580 63 22995 22995 2 730 730 1 365 365 365 1 365 365 365

2023 133 48545 48545 577 210605 210605 119 43435 43435 43435 96 35040 35040 66 24090 24090 2 730 730 1 365 365 365 1 365 365 365

2024 134 48910 48910 583 212795 212795 120 43800 43800 43800 100 36500 36500 69 25185 25185 2 730 730 1 365 365 365 1 365 365 365

2025 135 49275 49275 589 214985 214985 121 44165 44165 44165 104 37960 37960 72 26280 26280 2 730 730 1 365 365 365 1 365 365 365

2026 136 49640 49640 595 217175 217175 122 44530 44530 44530 108 39420 39420 75 27375 27375 2 730 730 1 365 365 365 1 365 365 365

2027 137 50005 50005 602 219730 219730 123 44895 44895 44895 112 40880 40880 78 28470 28470 2 730 730 1 365 365 365 1 365 365 365

2028 139 50735 50735 609 222285 222285 124 45260 45260 45260 116 42340 42340 81 29565 29565 2 730 730 1 365 365 365 1 365 365 365

2029 141 51465 51465 616 224840 224840 125 45625 45625 45625 121 44165 44165 84 30660 30660 2 730 730 1 365 365 365 1 365 365 365

2030 143 52195 52195 623 227395 227395 126 45990 45990 45990 126 45990 45990 87 31755 31755 2 730 730 1 365 365 365 1 365 365 365

2031 145 52925 52925 630 229950 229950 127 46355 46355 46355 131 47815 47815 90 32850 32850 2 730 730 1 365 365 365 1 365 365 365

2032 147 53655 53655 637 232505 232505 128 46720 46720 46720 136 49640 49640 94 34310 34310 2 730 730 1 365 365 365 1 365 365 365

2033 149 54385 54385 644 235060 235060 129 47085 47085 47085 141 51465 51465 98 35770 35770 2 730 730 1 365 365 365 1 365 365 365

2034 151 55115 55115 651 237615 237615 130 47450 47450 47450 147 53655 53655 102 37230 37230 2 730 730 1 365 365 365 1 365 365 365

2035 153 55845 55845 658 240170 240170 131 47815 47815 47815 153 55845 55845 106 38690 38690 2 730 730 1 365 365 365 1 365 365 365

TOTAL 1047915 1047915 ###### 4531110 927465 927465 927465 816140 816140 565750 565750 15330 15330 7665 7665 7665 7665 7665 7665

ARTICULADOS

TPD

C5 >C5

TPD TPD

AÑO

COMPLEMENTARIOS PADRONESCAMIONES

C2P C2G C3-C4

TPD TPD TPD TPD TPD

TANDEM TRIDEM

2,8Ton 5,8 Ton 6,0 Ton 6,6 Ton 11 Ton 11,5 Ton 22 Ton 24 Ton

1.047.915 1.047.915 3.156.155 4.531.110 5.096.860 1.854.930 38.325 7.665

EJES SIMPLES

|

9-1

DISEÑO PAVIMENTO METODOLOGIA PCA -84 9.

El diseño de la estructura de pavimento correspondiente a los tramos que requieren ser

construidos en concreto rígido, para construir carriles contiguos, que corresponde

básicamente al carril a construir en concreto rígido en la Calle 84 entre Carrera 26C y

Transversal 103. Los diseños se realizarán con base en las siguientes consideraciones

hechas por METRO CALI S.A., definidas en los términos de referencia a saber:

Período de diseño 20 años.

La estructura de pavimento deberá dimensionarse siguiendo los lineamientos del

método PCA versión 1984, considerando los efectos de erosión en el apoyo y de

fatiga en el concreto de la losa.

Factor de seguridad de carga de 1.10

Factor de seguridad por repeticiones de carga de 1.10

Barras de transferencia de carga SI

Sin tener en cuenta efecto berma.

El valor del módulo de rotura del concreto hidráulico para diseño deberá estar

entre 4.2 y 4.5 MPa.

El material de apoyo de la losa deberá ser como mínimo una subbase granular

con un espesor no inferior a 15.0 cm.

La relación de esbeltez de las losas (relación entre el largo y el ancho) deberá

estar entre 1.0 y 1.20. Adicionalmente la longitud de la losa deberá ser menor a

20 veces su espesor.

El dimensionamiento de la estructura para el corredor determinados en concreto rígido,

consistirá en determinar el espesor de la losa y de las capas de apoyo, condiciones de

anclaje y transferencia de carga de las losas, y las características de los materiales de

acuerdo a los parámetros de subrasante, tránsito, clima y condiciones especificadas por

METRO CALI S.A. Estas características planteadas para la estructura deberán brindar

un apoyo homogéneo y estable a la placa de concreto y garantizar a lo largo del periodo

de diseño condiciones de seguridad, comodidad y economía para los usuarios del

9-2

Sistema de Transporte Masivo y para la misma entidad. Para el dimensionamiento de

este tipo de estructura de pavimento, se utilizaran la metodología de diseño de carácter

mecanicista planteada por PCA (Portland Cement Association) versión 1984.

La metodología de diseño de la PCA considera dos criterios de análisis: el primero

correspondiente al análisis de fatiga en el concreto hidráulico de la losa producido por la

acción de esfuerzos repetitivos generados por las diferentes magnitudes de cargas de

los vehículos, mientras que el segundo criterio corresponde a la evaluación de la

erosión del apoyo, en donde se busca limitar los efectos generados por las deflexiones

de las losas. En ambos casos los consumos acumulados para las condiciones de

repeticiones y magnitudes de carga, deberá ser menor a 100%.

CARACTERIZACIÓN DE LA SUBRASANTE 9.1

Se considera la capacidad de soporte de la subrasante por medio del módulo de

reacción K. De acuerdo al capítulo 6 correspondiente a la evaluación geotécnica de la

subrasante, el valor del CBR de diseño para el suelo de subrasante en condiciones

críticas (valor del CBR después de 4 días de inmersión) de 2.5 para la Calle 84. Para

la estimación del valor del módulo de reacción de la subrasante K, se utilizará una

correlación de este parámetro con el valor del CBR, tal como se detalla en la figura

mostrada a continuación.

9-3

Figura 9.1. Correlación de CBR y el Modulo de Reacción (K) de la subrasante

Para la Calle 84, con CBR de 2.5%, se puede considerar un mejoramiento de este

suelo, con el material remanente que queda de la estructura de pavimento asfáltico

existente, por lo que se considera un espesor de 20 cms, lo que conlleva a mejorar el

CBR de la subrasante en 4.0%. Con este valor, se tiene un Módulo de reacción de la

subrasante de 34Mpa/m.

CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES DE APOYO 9.2

Como es bien conocido las estructuras de pavimento de rígido debido a la gran rigidez

de las losas, distribuyen las cargas que le transmite el tránsito sobre una amplia área de

la subrasante, generando que esta soporte niveles de esfuerzos muy reducidos. Por

esta situación, para estos tipos de pavimentos no es trascendental contar con apoyos

de alto valor de soporte, sino que lo importante es que la superficie de apoyo de la losa

9-4

sea uniforme y estable en el tiempo. Cuando la subrasante está compuesta por

materiales finos es necesario colocar capas de mejor calidad entre las losas y la

subrasante con el objeto de facilitar la construcción, mejorar el drenaje, controlar el

efecto de bombeo en la subrasante y además de brindar un apoyo homogéneo a las

placas del pavimento.

Teniendo en cuenta que METRO CALI S.A. exige que el apoyo de la losa sea una capa

de subbase granular de espesor mínimo 15 cm, para la Calle 84, se recomienda

conservar la existencia de la capa de apoyo en concreto asfáltico como está concebida

la construcción reciente en los accesos al patio taller.

El valor del módulo de reacción del conjunto subrasante y capa granular para el apoyo

de la losa, se estima teniendo en cuenta el valor del módulo de reacción de la

subrasante y el espesor respectivo de las capas intermedias.

Para el caso de la Calle 84, se pretendió buscar conservar el espesor del carril

adyacente, pero el espesor actual de 20 cms, no satisface el diseño para el período de

20 años, por tanto se diseñará como una estructura completamente independiente

Partiendo del K de la subrasante mejorada por el material remanente de 34Mpa/m, y

con un espesor de base granular de 25 cms se obtiene un módulo de reacción del

subrasante- base granular de 5.4 Kg/cm3 equivalente a 54.0 Mpa/m,como se indica en

la Figura 9.2

9-5

Figura 9.2. Estimación del Módulo de Reacción del apoyo de la losa por efecto de la capa de

subbase granular

CARACTERIZACIÓN DEL CONCRETO HIDRÁULICO 9.3

El parámetro crítico de resistencia del concreto hidráulico para el diseño de los

pavimentos rígidos es el módulo de rotura. Cuando los esfuerzos a que se somete el

concreto no exceden el 45% de su módulo de rotura, se dice que este material puede

soportar un número ilimitado de estas tensiones y su efecto no es destructivo. Cuando

los esfuerzos exceden el 50% de su módulo de rotura, la acción repetitiva de esta clase

de cargas puede ocasionar la falla del concreto. Se dice que se ha consumido la

resistencia a la fatiga o capacidad estructural del concreto, cuando sobreviene su falla

por repetición de esfuerzos. Losas con módulos de rotura bajos son permeables y poco

durables, mientras que losas con módulos de rotura altos se vuelven quebradizas e

ineficientes bajo condiciones de subrasantes deformables y drenaje de la vía pobre. Se

9-6

recomiendan valores del módulo de rotura entre 42.0 Kg/cm2 a 50.0 Kg/cm2. Dadas las

condiciones del proyecto y según las exigencias de METRO CALI S.A., se asumirá un

valor del módulo de rotura del concreto para diseño de 42.0 Y 45 Kg/cm2.

CUANTIFICACIÓN DEL TRANSITO DE DISEÑO 9.4

Este método cuantifica las solicitaciones del tránsito por medio del espectro de carga de

acuerdo a las condiciones de peso de los ejes y repeticiones esperadas para el parque

automotor, a lo largo del periodo de diseño y para el carril de diseño. Tal como se

evaluó en el Capítulo 8 correspondiente a la cuantificación de la variable tránsito, la

siguiente tabla resume el espectro de cargas con tipo de eje, peso por eje y el número

de repeticiones esperadas en el periodo de diseño y en el carril de diseño. El tránsito

fue cuantificado para un periodo de diseño: 20 años

Tabla 9.1 Resumen tránsito de diseño vías Pretroncales en Espectro de carga Calle 84 entre

Carrera 26C y Transversal 103

CONSIDERACIÓN DE BERMAS Y TRANSFERENCIA DE CARGA 9.5

De acuerdo a las condiciones geométricas del proyecto y las especificaciones dadas

por METRO CALI S.A., para el dimensionamiento de la estructura de pavimento de los

corredores pretroncales, se considerará la transferencia de carga entre juntas

transversales por medio de pasadores de acero, y no se tendrá en cuenta el efecto de

bermas para la valoración de esfuerzos en el concreto.

FACTOR DE MAYORACIÓN DE CARGAS 9.6

Este método de diseño permite que la magnitud de las cargas reales esperadas de

acuerdo al espectro definido en la evaluación del tránsito, se multipliquen por un factor

TANDEM TRIDEM


1.047.915 1.047.915 3.156.155 4.531.110 5.096.860 1.854.930 38.325 7.665

EJES SIMPLES

9-7

de seguridad de cargas Fsc, Según los requerimientos de METRO CALI, se asume un

valor de 1.1

DISEÑO DEL ESPESOR DE LA LOSA 9.7

Para la definición del espesor de la losa de la estructura de pavimento rígido y la

estimación de los consumos de erosión y de fatiga definidos según la metodología PCA,

se utilizara el software BS-PCA desarrollado por la Universidad de Cauca, bajo los

siguientes parámetros de diseño.

Mr = 42.0 y 45 Kg/cm2 (Modulo de rotura del concreto a 28 días).

No se considera el efecto de las bermas.

Barras de acero como pasadores de carga.

Factor de seguridad de cargas = 1.10.

Factor de seguridad por repeticiones = 1.10.

Considerando diferentes espesores de losa, se verifican los consumos de fatiga y

erosión encontrándose los siguientes resultados, cuyas memorias se soportan en el

Anexo correspondiente a memorias de cálculo.

Tabla 9.2 Resumen diseño pavimento rígido Calle 84

ESTRUCTURA DE PAVIMENTO DISEÑADAS EN CONCRETO RIGIDO 9.8

Carril Calle 84 entre Carreras 26C y Transversal 103 9.8.1

Se analizaron las dos alternativas con módulo de rotura de 42 y 45 kg/cm2,

obteniéndose los espesores indicados en las siguientes figuras.

FATIGA (%) EROSION (%)

1 23 42 25 44 4

2 22 45 25 38 5

1 25 42 25 20 22 50

2 24 45 25 20 12 79

CONSUMO

Polvorines

Calle 84 entre Cra 23D y Transversal 103

VIA ALTERNATIVALOSA

(cms)

MR

(Kg/cm2)

BASE

GRANULAR

(cms)

GRANULAR

REMANENTE

(cms)

FATIGA (%) EROSION (%)

1 23 42 25 44 4

2 22 45 25 38 5

1 25 42 25 20 22 50

2 24 45 25 20 12 79

CONSUMO

Polvorines

Calle 84 entre Cra 23D y Transversal 103

VIA ALTERNATIVALOSA

(cms)

MR

(Kg/cm2)

BASE

GRANULAR

(cms)

GRANULAR

REMANENTE

(cms)

9-8

Figura 9.3 Estructura de pavimento Carril Calle 84 MR = 45 kg/cm2.

Figura 9.4 Estructura de pavimento Carril Calle 84 MR = 42 kg/cm2.

CONTROL DE ESFUERZOS EN EL CONCRETO POR EFECTOS DEL 9.9

ALABEO DE LAS LOSAS

Estos esfuerzos en el concreto se producen por los cambios térmicos que sufren las

losas de hormigón durante el día y/o la noche, y a través del espesor de la losa. Este

tipo de solicitaciones son más críticas en la dirección más larga de las losas y se deben

controlar tanto en el borde, como en el centro de éstas. Como recomendación válida,

Losa de concreto MR= 45

Kg/cm2 e = 24 cms

Base granular tipo INVIAS e = 25 cms

Material remanente e min=20 cms


Kg/cm2 e = 25cms



9-9

se debe garantizar que la longitud de la losa (L) para controlar el fenómeno de alabeo

debe ser:

LosaH20L

DISEÑO DE JUNTAS 9.10

Las juntas son parte primordial en el diseñó de estructuras de pavimento en concreto

hidráulico puesto que actúan como planos de falla controlados generando además de

un efecto estético agradable a la vista, condiciones funcionales adecuadas a lo largo de

la vida útil de la estructura. Las juntas de contracción son las encargadas de controlar

las grietas generadas por los esfuerzo de retracción durante el fraguado del concreto y

los efectos producidos por el alabeo de la losa.

Los pasadores son barras de acero liso dispuestos perpendicularmente a las juntas

transversales del pavimento para transferir las cargas impuestas por los vehículos de

una placa a la siguiente, sin restringir los movimientos horizontales, manteniendo

además las losas alineadas horizontal y verticalmente. METRO CALI S.A. exige que la

transferencia de carga a través de las juntas de las losas del pavimento se haga por

medio de barras de acero liso tipo A-37, tratados previamente a su instalación con un

recubrimiento epóxicos que lo proteja de la corrosión, además deberán de quedar

engrasados de forma que permitan libremente el desplazamiento horizontal de las

losas. Las características de los elementos de acero utilizados para generar

transferencia mecánica de cargas entre las losas dependen del espesor de ésta, y es

tal como está dispuesto en la siguiente tabla.

9-10

Tabla 9.3 - Longitud y diámetro de barras pasa juntas

Espesor

de losa

Diámetro del

pasador

Longitud

total

Separación

entre centros

(cm) (cm) (pg.) (cm) (cm)

- 10 1.27 1/2 25 30

11 - 13 1.59 5/8 30 30

14 - 15 1.91 3/4 35 30

16 - 18 2.22 7/8 35 30

19 - 20 2.54 1 35 30

21 - 23 2.86 1 1/8 40 30

24 - 25 3.18 1 1/4 45 30

26 - 28 3.49 1 3/8 45 30

29 - 30 3.81 1 1/2 50 30

TOMADO DEL ICP

De igual forma las barras de anclaje deben ir en acero corrugado, y sus dimensiones se

indican en la siguiente tabla.

9-11

Tabla 9.4 Recomendaciones para la selección de las barras de anclaje.

Espesor

de losa

(cm)

Barras de = 1/2 pg. Barras de = 5/8 pg.

longitud

(cm)

Separación entre barras

según carril

(cm) longitud

(cm)


según carril

(cm) longitud

(cm)


según carril

(cm)

3.05 m 3.35 m 3.65 m 3.05

M

3.35

m

3.65

m

3.05

m

3.35

m

3.65

m

Acero de fy = 1875 kgf/cm2 (40.000 Psi)

15.0

45

80 75 65

60

120 120 120

70

120 120 120

17.5 70 60 55 120 110 100 120 120 120

20.0 60 55 50 105 100 90 120 120 120

22.5 55 50 45 55 85 80 120 120 120

25.0 45 45 40 85 80 70 120 120 120

Acero de fy = 2.800 kgf/cm2 (60.000 Psi)

15.0

65

120 110 100

85

120 120 120

100

120 120 120

17.5 105 95 85 120 120 120 120 120 120

20.0 90 80 75 120 120 120 120 120 120

22.5 80 75 65 120 120 120 120 120 120

25.0 70 65 60 120 115 110 120 120 120

Nota: Cuando se empleen barras de acero liso, las longitudes dadas en la tabla se multiplicarán por 1.5

Fuente: ICPC

Las barras pasa juntas podrán ser instaladas en la posición indicada por medios

mecánicos, o bien para garantizar su adecuada colocación es recomendable utilizar una

canastilla de pasadores, las cuales se esquematizan en las siguientes figuras. Estas

deberán asegurar las pasa juntas en la posición correcta durante el colocado y acabado

del concreto, mas no deberán impedir el movimiento longitudinal de la misma.

9-12

Figura 9.5 - Vista en planta de canastilla de pasadores

Figura 9.6 Corte A-A de canastilla de pasadores

Figura 9.7 Corte B-B de canastilla de pasadores

9-13

Juntas de Contracción:

Cuando el extendido del concreto se realiza carril por carril la junta longitudinal será

coincidente con la junta de construcción, por lo cual no será necesario inducir la

fisuración por medio de cortes. Pero, cuando el ancho del extendido corresponde a dos

carriles o más, se deberá inducir la fisuración de la junta longitudinal por medio de

cortes antes de las 48 horas de haberse colocado el concreto e incluso antes de las 24

horas si existe un alto riesgo de fisuración. La profundidad del corte será igual a 1/3 del

espesor de la losa.

La carga entre losas adyacentes se transfiere mecánicamente por pasadores de carga

principalmente. En los casos de tráfico bajo, la transferencia puede realizarse mediante

trabazón de agregados. Las juntas longitudinales se hacen en el límite de las vías de

circulación teniendo en cuenta la ubicación de la señalización horizontal que se

colocará posteriormente (no deben colocarse juntas sobre las bandas de pintura).

En las zonas donde puedan presentarse deformaciones del suelo por cambios de

humedad, deben colocarse barras de refuerzo en las juntas longitudinales de unión

durante la construcción.

En la siguiente figura se esquematiza las juntas de contracción.

Figura 9.8. - Junta de contracción

9-14

Juntas de Expansión:

Son creadas para aislar una estructura fija, como son los pozos de inspección,

sumideros entre otros. Así mismo se deben utilizar donde se presenten cambios de

dirección de la vía e intersecciones con otros pavimentos.

Con el fin de incrementar la transferencia de carga y la eficiencia de la junta se deben

usar pasadores de carga ubicados en la mitad de la losa, además deben de ir

engrasados en su totalidad para facilitar el movimiento.

Figura 9.9 Junta de expansión

En juntas de expansión en una intersección asimétrica o en rampas, las dovelas se

deben omitir para permitir los movimientos horizontales diferenciales y evitar el daño del

concreto colindante. Así mismo se construye la losa aumentándole su espesor para

absorber los esfuerzos de borde no transferidos tal como se muestra en la siguiente

figura.

9-15

Figura 9.10 Junta de expansión en intersección asimétrica

En la siguiente figura se muestra un detalle del sello en junta de expansión.

Figura 9.11 - Detalle Junta de expansión

Juntas de Construcción:

Este tipo de juntas se utiliza en juntas transversales cuando se deba detener la

construcción de la placa o en juntas longitudinales cuando se realizan dos franjas de

pavimentación.

En estas juntas se puede utilizar aditivos epóxicos o deben llevar barras de refuerzo

corrugadas, ubicadas en el eje neutro. El diámetro, la longitud y el espaciamiento se

deben especificar con los mismos criterios de las juntas transversales de contracción.

La siguiente figura muestra el detalle de la junta de construcción.

9-16

Figura 9.12 - Junta de construcción

Se debe buscar que la junta de construcción coincida con la junta de contracción, de no

lograrlo se debe crear una junta de emergencia, igualmente se debe reforzar esta unión

como se especifica para las juntas de construcción.

CORTE DE JUNTAS 9.11

Después del curado de las losas se procederá al corte de las juntas transversales y

longitudinales con discos abrasivos. El corte de las juntas deberá comenzar por las

transversales de contracción, e inmediatamente después continuar con las

longitudinales.

Este corte deberá realizarse cuando el concreto presente las condiciones de

endurecimiento propicias para su ejecución y antes de que se produzcan

agrietamientos no controlados. El contratista será el responsable de elegir el momento

propicio para efectuar esta actividad sin que se presente pérdida de agregado en la

junta o desportillamientos de la losa; sin embargo, una vez comenzado el corte deberá

continuarse hasta finalizar todas las juntas. El inicio de los trabajos deberá iniciar entre

las 4 ó 6 horas de haber colocado el concreto y deberá terminar antes de 12 horas

después del colado. En la siguiente figura se detalla el corte de las juntas.

9-17

Figura 9.13 - Corte de juntas

Se realiza un corte inicial con un ancho de 3 mm y a una profundidad de 1/3 del

espesor de la losa de concreto con el fin de inducir la falla controlada. Posteriormente,

se realiza un ensanchamiento del corte para poder alojar el material de sello.

En el caso de que se requiera de cortes de juntas en dos etapas (escalonados), el

segundo corte no deberá realizarse antes de 48 horas después del colado.

SELLO DE JUNTAS 9.12

El sistema de sellado debe garantizar la hermeticidad del espacio sellado, la adherencia

del sello a las caras de la junta, la resistencia a la fatiga por tracción y compresión, el

arrastre por las llantas de los vehículos, la resistencia a la acción del agua, los

solventes, los rayos ultravioletas, la acción de la gravedad y el calor.

El espacio de la junta a sellar ha de estar seco y completamente limpio, lo que se puede

lograr con lavado, barrido y luego soplado con compresor. Para sellar las juntas se

emplean llenantes elastoméricos autonivelantes a base de poliuretanos o siliconas

vaciadas en frío.

La tirilla de respaldo a emplear deberá impedir efectivamente la adhesión del sellador a

la superficie inferior de la junta, además deberá ser compatible con el sellador de silicón

a emplear y no se deberá presentar adhesión alguna entre el silicón y la tirilla de

respaldo.

9-18

Previamente al vaciado del compuesto llenante, se coloca una tirilla de respaldo (backer

rod) presionándola dentro de la junta con un colocador adecuado como se observa en

la siguiente figura

Figura 9.14- Colocación de tirilla

El operario debe hacer un nudo en el sitio donde empieza a instalar el cordón y en el

extremo donde termina, extendiendo el cordón sin tensionarlo para evitar que cuando

se aplique el sellante, el cordón se retraiga y dañe el material de sello.

Al colocar el sello se debe cumplir con el factor de forma mínimo de 1/1 y máximo de

2/1, como relación entre sus dos dimensiones, vaciándolo sin que quede menisco

convexo, ni sobrantes rebosantes. La superficie del sello debe quedar 5 mm por debajo

del borde de la junta, y en ningún caso debe haber adherencia en tres puntos por lo

cual se aísla la base del sello con la tirilla de respaldo, lo que también limita el espesor

del sello y produce economía evitando consumos innecesarios. Lo anterior se describe

en la siguiente figura.

9-19

Figura 9.15 Colocación de sello

CASOS ESPECÍFICOS PROCESO CONSTRUCTIVO 9.13

Presencia de Estructuras Hidráulicas:

Cuando el proyecto presente estructuras hidráulicas tales como pozos de inspección,

sumideros, cámaras de redes, etc. se debe ajustar la modulación de las losas

manteniendo la relación de esbeltez, con el fin que la Junta Transversal coincida con

dichas estructuras y así prevenir fisuras. Figura No. 9.16.

Así mismo alrededor de los sumideros se debe ajustar la modulación para que la junta

transversal coincida con el eje del sumidero como se muestra en la Figura No. 9.17.

Para el caso en que el pozo de inspección coincida con la Junta Longitudinal, se ajusta

la modulación, con el fin que la junta transversal coincida con el pozo, como es el caso

en la figura No. 9.18.

A continuación se esquematiza el procedimiento:

9-20

Figura 9.16 - Modulación con presencia de estructuras hidráulica

Figura 9.17 - Modulación y junta presencia de sumidero

Figura 9.18 - Modulación, junta y acero de refuerzo por presencia de estructuras hidráulicas

9-21

Así mismo cuando se tienen varios pozos de inspección, se debe remodular con el

objeto que estos coincidan dentro de la misma losa, la cual debe de ser reforzada

mediante una parrilla, como se muestra en el caso B de la ilustración anterior.

En el caso que pueda haber una deformación diferencial en el material de soporte de la

losa, se debe tener en cuenta el diseño de acero de refuerzo localizado en el tercio

inferior del espesor.

A continuación se esquematiza los diferentes tipos de Juntas para las estructuras

hidráulicas:

Cuando la junta de expansión alrededor de las tapas de los pozos coincide con la junta

transversal y la junta longitudinal se construye como se describe en la imagen:

Figura 9.19 Detalle juntas alrededor de cámaras alternativa de rombo

Cuando la junta de expansión alrededor de las tapas de los pozos no coincide con la

junta longitudinal, se debe ajustar la modulación para que la junta transversal coincida

con el eje del pozo:

9-22

Figura 9.20 Detalle juntas alrededor de cámaras alternativa de círculo

Alrededor de los sumideros se debe ajustar la modulación para que la junta transversal

coincida con el eje del sumidero. No se deben dejar ángulos rectos en las losas

colindantes con el sumidero. Se recomienda emplear formaleta semicircular con el fin

que el esfuerzo sea tangencial y así evitar fisuración producto de las aristas vivas.

Figura 9.21 Detalle junta semicircular alrededor de sumideros

En las intersecciones se deben modular las losas de tal manera que se eviten formas

irregulares y esbeltas. Cualquier losa asimétrica o que no cumpla con los criterios de

esbeltez debe ser reforzada.

Para la modulación en vías con accesos se recomienda que las juntas transversales de

un sentido coincidan con las longitudinales del otro. Así mismo, no es recomendable

hacer losas con forma triangulares o que tengan ángulos menores a 75°, debido a la

alta esbeltez y difícil colocación del acero de refuerzo en las franjas triangulares que

se formarían y que son sensibles a fracturación.

|

10-1

EVALUACION ECONOMICA 10.

Para efectos comparativos entre las alternativas, se establece el precio por m2,

tomando como base el análisis de precios unitarios realizado por el Especialista en

Presupuesto, los cuales hacen parte de otro Tomo.

La alternativa de pavimento rígido por su elevado costo inicial, se plantea solo para las

vías que se proyectan en este tipo de rodadura, como la Calle 84 entre Carreras 26C y

Transversal 103 para darle continuidad al carril adyacente.

Las siguientes tablas, establecen los comparativos anteriormente mencionados, en los

que se establecen los precios a costo directo, por metro cuadrado.

PRESUPUESTO PAVIMENTO NUEVO EN CONCRETO CALLE 84 10.1

ENTRE CARRE 26C Y TRANSVERSAL 103

Tabla 10.1 Alternativa 1. Construcción pavimento nuevo en concreto MR=45 k/cm2

ITEM DESCRIPCION UND CANT. VR. UNIT VR.TOTAL

1 EXCAVACION PARA REPARACION DE

PAVIMENTO

M3 0,49 9.335 4.574,15

2 RETIRO MATERIAL DE LA EXCAVACION A

MAQUINA <=10KM.

M3 0,49 25.180 12.338,20

3 BASE COMP.MAT. TRITURAD GRANUL M3 0,25 74.380 18.595,00

4 LOSA CONCRETO E=0.24 MR=45,INC.JUNTA-

BAK, NO INCLUYE REFUERZO

M2 1,00 134.069 134.069,00

VALOR TOTAL POR M2 MANTENIMIENTO ESTRUCTURA DE PAVIMENTO 169.576,35

10-2

Tabla 10.2 Alternativa 2. Construcción pavimento nuevo en concreto MR=42 k/cm2

En las siguientes tablas se presenta el resumen comparativo para cada una de las

alternativas evaluadas.

Tabla 10.3 Resumen comparativo de presupuesto por m2 construcción pavimento rígido

ITEM DESCRIPCION UND CANT. VR. UNIT VR.TOTAL

1 EXCAVACION PARA REPARACION DE

PAVIMENTO

M3 0,50 9.335 4.667,50

2 RETIRO MATERIAL DE LA EXCAVACION A

MAQUINA <=10KM.

M3 0,5 25.180 12.590,00

3 BASE COMP.MAT. TRITURAD GRANUL M3 0,25 74.380 18.595,00

4 LOSA CONCRETO E=0.25 MR=42,INC.JUNTA-

BAK, INCLUYE REFUERZO

M2 1,00 134.235 134.235,00

VALOR TOTAL POR M2 MANTENIMIENTO ESTRUCTURA DE PAVIMENTO 170.087,50

VIA VALOR POR M2PERIODO DISEÑO

(AÑOS)ALTERNATIVA

$169.576,35 10 MR= 45 k/cm2

$170.087,50 10 MR= 42 k/cm2

$160.454,05 10 MR= 45 k/cm2

$161.290,20 10 MR= 42 k/cm2

CALLE 84 ENTRE CRA

26C Y TR 103

VIA POLVORINES

|

11-1

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 11.

Una vez realizado el estudio para el diseño de la estructura de pavimento, del corredor

vial que conforma el grupo de Pretroncales correspondiente al grupo de esta

consultoría, se obtienen las siguientes conclusiones:

- El Corredor que forman parte del presente diseño, corresponde a la Calle 84 entre

Transversal 103 y Carrera 26C.

- Es importante resaltar que los diseños de pavimento se han establecido para

diferentes períodos de diseño, con el fin de ser aplicados según la disponibilidad

presupuestal de Metro Cali.

- Los diseños nuevos para pavimento rígido se diseñaron para 20 años.

- De acuerdo con la evaluación geotécnica realizada a este corredor vial, se encontró

la presencia de suelos blandos, de baja capacidad de soporte, que clasifican

básicamente como suelos limosos de alta compresibilidad, especialmente en el sector

oriental, correspondiente a depósitos aluviales. En la Tabla 11.1 se presenta el resumen

de los CBR de diseño de la subrasante utilizado en los diseños de la estructura de

pavimento.

Tabla 11.1 Resumen CBR de diseño para el corredor Pretroncal

- Los apiques realizados, permitieron determinar de forma muy aproximada los

espesores de la estructura para el corredor tanto pavimentado como en afirmado, cuyo

resumen se presenta en la siguiente tabla. Para el caso del carril de la Calle 84 entre

VIACBR diseño

(%)Descripción

La Sirena 2,9 Pavimento nuevo a construir

Calle 72U entre Carreras 27 y 28D 2,2 Pavimento nuevo a construir

Calle 72U entre Carreras 28D y 27 2,6 Mejoramiento via existente

Carrera 27 entre Calles 121 y 126 2,3 Pavimento nuevo a construir

Carrera 27 entre Calles 126 y 121 1,4 Mejoramiento via existente

Carrera 41B entre Calles 57 Y 36 2,8 Mejoramiento via existente


Via a Polvorines 3,1 Pavimento nuevo a construir

Calle 84 entre Carreras 26C y Transversal 103 2,5 Carril nuevo a construir

VIACBR diseño

(%)Descripción

La Sirena 2,9 Pavimento nuevo a construir

Calle 72U entre Carreras 27 y 28D 2,2 Pavimento nuevo a construir

Calle 72U entre Carreras 28D y 27 2,6 Mejoramiento via existente

Carrera 27 entre Calles 121 y 126 2,3 Pavimento nuevo a construir

Carrera 27 entre Calles 126 y 121 1,4 Mejoramiento via existente



Via a Polvorines 3,1 Pavimento nuevo a construir

Calle 84 entre Carreras 26C y Transversal 103 2,5 Carril nuevo a construir

11-2

Carreras 26C y Transversal 103, se reporta la estructura del pavimento asfáltico

existente, sin embargo se realizaron apiques en el carril de concreto rígido y se

determinó que existe una losa de 20 cms de espesor apoyada sobre una carpeta

asfáltica de 12 cms, una base granular de 30 cms y un relleno seleccionado de 40 cms.

En la Tabla 11.2 se resumen las estructuras típicas existentes.

Tabla 11.2 Estructuras típicas de pavimento existentes para el corredor Pretroncal

- De acuerdo con la inspección visual realizada al corredor vial, se encontró que

presenta deterioro a nivel de la capa de rodadura, carpetas que ya se encuentran al

final de su vida residual, que si bien no están con daños severos puntuales, si indican

un desgaste y la necesidad de su restitución. Lo anterior se soporta en el chequeo de

la estructura actual, la cual requiere de un reforzamiento estructural. La inspección

visual se hizo estableciendo un parámetro propio de color rojo, para los sitios que se

observaban en mal estado, correspondiente a tramos despavimentados, fisurados, y

ondulados, amarillo para los tramos en proceso de deterioro y verdes para aquellos que

superficialmente se observan sin ningún daño.

- Se realizó una evaluación deflectométrica con Viga Benkelman con el fin de

conocer el nivel de recuperación del pavimento actual, y concluir con respecto a su

cercanía a deflexiones que indican que ya un pavimento requiere de una rehabilitación.

De acuerdo con los valores obtenidos de deflectometría, el carril en concreto asfáltico

de la Calle 84 entre Transversal 103 y Carrera 26C presenta buen comportamiento

deflectométrico. En la siguiente tabla se resumen los valores de deflectometría

promedio y característica al 90% obtenida para este corredor.

VIACARPETA

ASFALTICA

BASE

TRITURADAROCAMUERTA RELLENO

LOSA

CONCRETO/

RELLENO

SUBRASANTE

La Sirena tramo pavimentado 5 20 40 MH

La Sirena tramo afirmado 40 MH

Calle 72U entre Carreras 27 y 28D 60 ML-CL

Calle 72U entre Carreras 28D y 27 10 a 15 20 40 ML-CL

Carrera 41B entre Calles 36-57 ambas calzadas 10 a 15 20 50 MH

Carrera 27 entre Calles 121 y 126 40 MH

Carrera 27 entre Calles 126 y 121 8 A 12 20 50 MH

Via a Polvorines 40 18 y 60 MH

Calle 84 entre Carrera 26C y Transversal 103 12 20 40 MH

VIACARPETA

ASFALTICA

BASE

TRITURADAROCAMUERTA RELLENO

LOSA

CONCRETO/

RELLENO

SUBRASANTE

La Sirena tramo pavimentado 5 20 40 MH

La Sirena tramo afirmado 40 MH

Calle 72U entre Carreras 27 y 28D 60 ML-CL

Calle 72U entre Carreras 28D y 27 10 a 15 20 40 ML-CL

Carrera 41B entre Calles 36-57 ambas calzadas 10 a 15 20 50 MH

Carrera 27 entre Calles 121 y 126 40 MH

Carrera 27 entre Calles 126 y 121 8 A 12 20 50 MH

Via a Polvorines 40 18 y 60 MH

Calle 84 entre Carrera 26C y Transversal 103 12 20 40 MH

11-3

Tabla 11.3 Resumen Deflectometría para la vía Pretroncal

VIA CARRIL Dm

(1/100mm) Dc90%

(1/100mm)

Calle 84 entre Carreras 26C y T-103 Carril derecho 39.1 60.0

-

La variable tránsito se cuantificó con base en el estudio realizado de los conteos

vehiculares, y se determinaron los factores daño para los buses del sistema,

considerando un valor ponderado teniendo en cuenta el grado de ocupación de los

buses en las horas pico y Valle. Para el resto del parque automotor, se utilizaron los

factores daño del Instituto Nacional de Vías. El resumen del tránsito se presenta en la

Tabla 11.4, para espectro de cargas en pavimento rígido.

Tabla 11.4 Resumen tránsito de diseño en espectro de carga para el corredor Pretroncal

alternativa pavimento rígido

Calle 84 entre Carrera 26C y Transversal 103

- Para las vías proyectadas en concreto rígido, como es el caso de la Calle 84

entre Carreras 26C y Transversal 103, se evaluaron alternativas con módulos de

rotura diferentes de 42 y 45 Kg/cm2. El carril que se va a construir en concreto

rígido, deberá ser independiente del carril existente, por lo que deberá construirse

una junta de expansión a lo largo de la junta longitudinal de ancho mínimo 1.27

cms, de acuerdo con los detalles presentados en el presente informe. No se

recomienda perforar la losa existente para colocar las barras de anclaje, sino dejar

completamente independientes los dos carriles. En las siguientes figuras se indican

las estructuras sugeridas para el carril complementario de la Calle 84.

TANDEM TRIDEM


1.047.915 1.047.915 3.156.155 4.531.110 5.096.860 1.854.930 38.325 7.665

EJES SIMPLES

11-4

Figura 11.1 Estructura de pavimento recomendada Carril Calle 84

En la siguiente tabla se resumen las alternativas evaluadas para el pavimento

rígido.

Tabla 11.5 Resumen alternativas propuestas para el corredor en pavimento rígido.

Se recomienda utilizar la alternativa 2, que corresponde a losas de mayor espesor,

dado que normalmente los concretos en planta alcanzan resistencias superiores a

las de diseño, quedando la estructura funcionando por la margen de seguridad, y la

diferencia en costos por m2, es mínima.

- Con fines comparativos de las alternativas evaluadas, se presenta el resumen de

costos por m2, para las diferentes alternativas, basados en los costos directos definidos

por el ingeniero de presupuestos de la empresa consultora, para pavimento rígido. Se

aclara que el costo por m2 corresponde a la estructura de pavimento, incluyendo su


Kg/cm2 e = 25cms



ALTERNATIVASLOSA

CONCRETO

MR

(kg/cm2)

B.G. NUEVA

(CMS)

MATERIAL

REMANENTE

(CMS)

PERIODO

DISEÑO (AÑOS)

1 22 45 25 0 20

2 23 42 25 0 20

ALTERNATIVASLOSA

CONCRETO

MR

(kg/cm2)

B.G. NUEVA

(CMS)

MATERIAL

REMANENTE

(CMS)

PERIODO

DISEÑO (AÑOS)

1 24 45 25 20 20

2 25 42 25 20 20

VIA A POLVORINES

CARRIL CALLE 84 ENTRE CARRERA 23C Y TRANSVERSAL 103

11-5

cajeo o fresado, uso de geosintéticos y materiales que la conforman, pero no incluye

sardineles, tal como se puede verificar en el capítulo 11 correspondiente a Evaluación

Económica.

Tabla 11.6 Comparativo precio por m2 alternativas en pavimento rígido

VIA VALOR POR M2PERIODO DISEÑO

(AÑOS)ALTERNATIVA

$155.349,73 10 MR= 45 k/cm2

$162.190,00 10 MR= 42 k/cm2

$149.804,97 10 MR= 45 k/cm2

$151.256,42 10 MR= 42 k/cm2

CALLE 84 ENTRE CRA

26C Y TR 103

VIA POLVORINES

|

ANEXOS

ANEXO 1

RESULTADOS DE LABORATORIO

ANEXO 2

UBICACIÓN DE APIQUES PARA LA VIA

ANEXO 3

MEMORIAS DE CALCULO

PAVIMENTO RIGIDO PCA-84

ANEXO 4

PROGRAMA DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO Y

MANTENIMIENTO PERIODICO DEL PAVIMENTO

ANEXO 5

REGISTRO FOTOGRÁFICO

ANEXO 6

PLANO DE INTERVENCION DE PAVIMENTO

PROYECTO : CONTIENE : FECHA :

.

No. REVISIONES APR.REV.FECHA

1:750ESCALA :APROBO CONSULTOR:

TIPOS DE PAVIMENTOS A INTERVENIRARCHIVO :

PLANO No.

INTERVENCIONES DE PAVIMENTOSELABORACIÓN DE LOS ESTUDIOS Y DISEÑOS 1DE

1NOMBRE:

APROBO INTERVENTORIA :

NOMBRE:

FIRMA: FIRMA:

DE ALGUNOS ELEMENTOS DE INFRAESTRUCTURA DEL SISTEMAINTEGRADO DE TRANSPORTE MASIVO SITM - MIO CALLE 84 ENTRE CARRERAS 26C Y TRANSVERSAL 103

ENERO 2015

1.

2.

TIPOS DE INTERVENCIÓN

Demoler pavimento asfaltico exitente y construir enPavimento Rígido

3. Sello de fisuras y resellado de juntas

TIPO DE INTERVENCIÓN 1.

Losa de concreto MR = 42 Kg/cm2 e = 25cm.

Base Granular tipo INVIAS e = 25cm.

Material remanente e = 20cm.




Relleno con material seleccionado e = 20cm.Tramo en afirmado. Construir pavimentoRígido nuevo.

1. Demoler pavimento asfáltico exitente y construir pavimentorígido.

INTERVENCIÓN TIPO (1)

a) K0+ 030 Hasta K0+ 195

b) Area de Intevención aprox = 792.00m²

Longitud = 165.00m





CALLE 84 ENTRE CRA 26F2 YTRANSVERSAL 103

ZONA 3CARRIL NORTE

CALLE 84 ENTRE CRA 26C Y TRANSVERSAL 103(PAVIMENTO RÍGIDO EXISTENTE)

3. Sello de fisuras y resellado de juntasLong. 411 m

ZONA 2


a) K0+ 330.000 Hasta K0+ 408.225

b) Area de Intevención aprox = 384 m²

Longitud = 79 m




Relleno con material seleccionado e = 20cm.

2. Tramo en afirmado. Construir pavimento rígido.

CALLE 84 ENTRE CRA 26C Y ENTRADAPATIO TALLER

ZONA 1CARRIL NORTE

4. Retiro carpeta asfaltica y granular existente (20 CM)


a) K0+ 000 Hasta K0+ 030

b) Area de Intevención aprox = 145.00m²

Longitud = 30m


MDC-19 e = 5cm.Base Granular tipo INVIAS e = 15cm.


CALLE 84 ENTRE CRA 26F2 YTRANSVERSAL 103

ZONA 4CARRIL NORTE

4. Retiro carpeta asfaltica y granularexistente (20 CM)

CALLE 84 ENTRE CARRERA 26C Y TRANSVERSAL … 6.4 Curvas Límites de Atterberg Calle 84 entre Carrera...

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