ESTUDIO DE REHABILITACIÓN

ESTUDIO DE REHABILITACIÓN DE PAVIMENTO FLEXIBLE DEL TRAMO DE
VÍA COMPRENDIDO ENTRE EL HOSPITAL SAN JOAQUIN DEL BARRIO
CUBA Y EL COLEGIO CARLOS EDUARDO VASCO EN LA CIUDAD DE
PEREIRA.
DAYANS SELENNE GONZALEZ TORRES
EDWARD FABIAN BORBON SEPULVEDA
UNIVERSIDAD LIBRE SECCIONAL PEREIRA
FACULTAD DE INGENIERIA
PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL
PEREIRA
2012
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ESTUDIO DE REHABILITACIÓN DE PAVIMENTO FLEXIBLE DEL TRAMO DE
VÍA COMPRENDIDO ENTRE EL HOSPITAL SAN JOAQUIN DEL BARRIO
CUBA Y EL COLEGIO CARLOS EDUARDO VASCO EN LA CIUDAD DE
PEREIRA.
DAYANS SELENNE GONZALEZ TORRES
EDWARD FABIAN BORBON SEPULVEDA
Trabajo de grado para obtener el título de Ingeniero Civil
Director(a):
ING. MARIA ROSA GUZMAN MELENDEZ
UNIVERSIDAD LIBRE SECCIONAL PEREIRA
FACULTAD DE INGENIERIA
PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL
PEREIRA
2012
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Nota de aceptación:
______________________________
______________________________
______________________________
______________________________
______________________________
______________________________
_______________________________
Firma del presidente del jurado
____________________________
Firma del jurado
__________________________
Firma del jurado
Pereira, 29 de Febrero de 2012
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DEDICATORIA
A DIOS.
Por habernos permitido llegar hasta
este punto y habernos dado salud
para lograr nuestro objetivo.
A NUESTROS PADRES.
Por
habernos
apoyado
en
todo
momento, por sus consejos, sus
valores, por la motivación constante,
por los ejemplos de perseverancia y
constancia que los caracterizan y que
han infundido siempre, pero más que
nada por su amor.
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AGRADECIMIENTOS
Nuestros más sinceros agradecimientos a todos aquellos que de alguna manera
colaboraron con la realización de este proyecto de grado, al Centro de
Investigación de la Universidad Libre de Pereira y en especial a las personas que
se mencionan a continuación:

ING. Msc. MARÍA ROSA GUZMAN MELENDEZ. Ingeniera Civil y Directora
del proyecto.

ALEJANDRO EVIA ESCALANTE. Geotecnista y Auxiliar del Laboratorio de
Suelos de la Universidad Libre Seccional Pereira.
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TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCIÓN....................................................................................................................... 15
1. ANTECEDENTES Y DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA ................................................... 17
2. JUSTIFICACIÓN ................................................................................................................... 19
3. OBJETIVOS........................................................................................................................... 21
1.1 Objetivo general. ................................................................................................................ 21
1.2 Objetivos específicos .......................................................................................................... 21
4. MARCO TEÓRICO ............................................................................................................... 23
4.1Tránsito ............................................................................................................................... 23
4.2 Evaluación funcional ........................................................................................................... 31
4.2.1 Calificación del pavimento flexible ..................................................................... ……..32
4.2.2 Condición del pavimento ...........................................................................................32
4.3 Índice de rugosidad internacional. ...................................................................................... 38
4.3.1 Equipos para medición del IRI. ...................................................................................38
4.3.2 Aplicación de los resultados de las medidas de regularidad superficial.......................39
4.4 Obras de drenaje y sub-drenaje .......................................................................................... 40
4.5Señalización ........................................................................................................................ 42
4.6. Evaluación geotécnica ....................................................................................................... 44
4.7.1 Deflectografo lacriox 01 .............................................................................................48
4.7.2 Viga Benkelman .........................................................................................................49
5. MARCO GEOGRÁFICO ....................................................................................................... 60
5.1 Localización general............................................................................................................ 60
5.2 Posición Geográfica: ........................................................................................................... 61
6. MARCO POBLACIONAL ...................................................................................................... 61
7. MARCO TEMPORAL ............................................................................................................ 61
8. MARCO CONCEPTUAL....................................................................................................... 62
9. DESARROLLO PRÁCTICO DEL PROYECTO .................................................................. 66
9.1Estudio del tránsito ............................................................................................................. 66
6
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9.1.1 Definición de la categoría de la vía. ............................................................................67
9.1.2 Periodo de Diseño .....................................................................................................68
9.1.3 Tránsito .....................................................................................................................68
9.2Análisis funcional................................................................................................................. 81
9.2.1 Inspección visual del pavimento ................................................................................81
9.3 Índice de regularidad internacional (I.R.I) ........................................................................... 87
9.3.1 Análisis de resultados ................................................................................................89
9.4 Evaluación de las condiciones de drenaje ........................................................................... 90
9.4.1 Análisis de las condiciones de drenaje .......................................................................90
9.4.2 Inventario y calificación de obras de drenaje existentes para el tramo Hospital San Joaquín
del Barrio Cuba-Colegio Carlos Eduardo Vasco en la ciudad de Pereira. ..............................92
9.5 Evaluación de la señalización vial ........................................................................................ 94
9.5.1 Señalización vertical ..................................................................................................94
9.5.2 Señal vertical izquierda ..............................................................................................97
9.5.3 Señalización horizontal ..............................................................................................98
9.6 Estudio geotécnico ........................................................................................................... 101
9.6.1 Geotecnia preliminar ...............................................................................................101
9.6.2 Perfil Estratigráfico ..................................................................................................103
9.6.3Ensayos de laboratorio .............................................................................................105
9.7Análisis estructural ............................................................................................................ 112
9.7.1 Evaluación deflectométrica......................................................................................112
9.8Modelación de la sección homogénea de la vía ................................................................. 117
9.8.1 Sectorización ...........................................................................................................117
9.9 Modelación de la sección homogénea .............................................................................. 120
9.9.1 Selección de la abscisa característica de la sección homogénea ...............................120
9.9.2 Determinación inicial del módulo de elasticidad y relación de Poisson .....................121
9.10 Diseño de la solución de rehabilitación ........................................................................... 123
9.10.1 Módulo dinámico y la ley de fatiga del concreto asfáltico a utilizar como capa de
refuerzo ...........................................................................................................................124
9.10.2 Determinación del módulo dinámico de la mezcla asfáltica ...................................125
9.10.3 Módulo de rigidez del asfalto.................................................................................127
7
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9.10.4 Módulo de rigidez de la mezcla asfáltica ................................................................128
9.10.5 Diseño de la carpeta para el tramo hospital San Joaquín del Barrio cuba- colegio Carlos
Eduardo Vasco .................................................................................................................129
9.10.6 Descripción de la rehabilitación seleccionada para el proyecto ..............................137
9.10.7 Rehabilitación tramo comprendido entre el Hospital San Joaquín del Barrio Cuba y el
Colegio Carlos Eduardo vasco. ..........................................................................................137
Fuente: Autores ..................................................................................................................... 137
9.10.8 Presupuesto pavimento flexible.............................................................................138
9.10.9 Alternativa de diseño en pavimento rígido.............................................................138
9.10.10 Diseño de pavimento rígido por el programa BS PCA ...........................................154
9.10.11 Presupuesto pavimento rígido .............................................................................158
10. CONCLUSIONES ............................................................................................................. 159
11. RECOMENDACIONES .................................................................................................... 162
12. BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................. 164
8
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LISTA DE TABLAS
Tabla 1 Esquema de clasificación de vehículos ..................................................................... 24
Tabla 2 Factor de daño (FD) .................................................................................................... 26
Tabla 3 Valores de Zr en función del nivel de confianza ....................................................... 30
Tabla 4 Rangos de calificación del PCI................................................................................... 33
Tabla 5 Calificación de obras de drenaje ................................................................................ 41
Tabla 6 Calificación para las zonas laterales ......................................................................... 42
Tabla 7 Calificación de señales ............................................................................................... 43
Tabla 8 Estado del pavimento .................................................................................................. 44
Tabla 9 Tiempos y coeficientes de drenaje recomendados por AASHTO ........................... 53
Tabla 10 Categoría de las vías ................................................................................................ 67
Tabla 11 Periodo de diseño estructural recomendado .......................................................... 68
Tabla 12 Información general serie histórica del tránsito vía Pereira-Alcalá ....................... 69
Tabla 13 Factor de daño (FD) .................................................................................................. 70
Tabla 14 Tránsito equivalente diario Yi observado ................................................................ 71
Tabla 15 Tránsito equivalente diario estimado por el método asumido ............................... 73
Tabla 16 Comparación de transito equivalente diario ............................................................ 74
Tabla 17 Cálculo de la sumatoria de la diferencia entre el valor de cada año de la serie y
el valor promedio al cuadrado .................................................................................................. 76
Tabla 18 Valores de error de pronóstico para cada año del periodo de proyección........... 77
Tabla 19 Valores de corrección Cj para el tránsito equivalente proyectado en cada uno de
los años del periodo de diseño ................................................................................................ 78
Tabla 20 Valores de Nj para cada año pronóstico ................................................................. 79
Tabla 21 Longitud de unidades de muestreo asfáltica .......................................................... 82
Tabla 22 Rangos de calificación del PCI ................................................................................ 83
Tabla 23 Determinación del delta de trabajo .......................................................................... 88
Tabla 24 Clasificación de la serviciabilidad de la vía de acuerdo al ISP.............................. 89
Tabla 25 Inventario de obras de drenaje existentes .............................................................. 92
Tabla 26 Ubicación de los sondeos ....................................................................................... 102
Tabla 27 Ubicación de apique ................................................................................................ 102
Tabla 28 Valores de CBR obtenidos en laboratorio ............................................................. 109
Tabla 29 Granulometría de bases apoyada en la norma del INVIAS E-213 ..................... 110
Tabla 30 Abscisa representativa de la sección homogénea ............................................... 120
Tabla 31 Valor de CBR para la abscisa representativa ....................................................... 121
Tabla 32 Módulos de elasticidad iníciales y espesores de las capas que conforman la
estructura actual del pavimento tramo Hospital San Joaquín del Barrio Cuba-Colegio
Carlos Eduardo Vasco ............................................................................................................ 123
9
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Tabla 33 Coeficientes de Calage ........................................................................................... 133
Tabla 34 Cuadro comparativo de deformaciones calculadas Vs admisibles ..................... 134
Tabla 35 Cuadro comparativo de deformaciones calculadas Vs admisibles ..................... 136
Tabla 36 Resistencia que debe alcanzar el concreto .......................................................... 140
Tabla 37 Influencia del espesor de la base granular en el valor de k ................................ 141
Tabla 38 Información general series históricas del tránsito vía Pereira-Alcalá ................. 142
Tabla 39 Tránsito diario estimado por el método asumido.................................................. 143
Tabla 40 Composición de tránsito equivalente diario .......................................................... 146
Tabla 41 Cálculo de la sumatoria de la diferencia entre el valor de cada año de la serie y
el valor promedio al cuadrado ................................................................................................ 148
Tabla 42 Valores de error de pronóstico para cada año del periodo de proyección......... 149
Tabla 43 Valores de corrección Cj para el tránsito promedio diario semanal proyectado en
cada uno de los años del periodo de diseño ........................................................................ 150
Tabla 44 Cálculo del número del tránsito promedio diario semanal corregidos por
confiabilidad en cada uno de los años del periodo de diseño ............................................. 151
Tabla 45 Cálculo de porcentajes para cada tipo de ejes ..................................................... 153
Tabla 46 Cálculo de repeticiones para cada tipo de ejes .................................................... 153
10
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LISTA DE GRAFICAS
Gráfica 1 Perfil del tramo en estudio ....................................................................................... 88
Gráfica 2 Curva granulométrica ............................................................................................. 111
Gráfica 3 Deflexiones para el tramo de estudio ................................................................... 114
Gráfica 4 Método de las diferencias acumuladas ................................................................ 115
Gráfica 5 Análisis de regresión del tránsito (modelo de regresión) .................................... 144
11
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Abaco de relación entre el coeficiente estructural de sub-base y distintos
parámetros resistente ............................................................................................................... 54
Figura 2 Abaco de relación entre el coeficiente estructural de base y distintos parámetros
resistentes.................................................................................................................................. 55
Figura 3 Abaco para determinar el coeficiente de capa ........................................................ 56
Figura 4 Estructura pavimento flexible .................................................................................... 64
Figura 5 Estructura pavimento rígido ...................................................................................... 65
Figura 6 Gráfica del análisis de regresión del tránsito equivalente (modelo de regresión) 72
Figura 7 Tránsito equivalente diario del período de diseño con confiabilidad ..................... 80
Figura 8 Formato de clasificación PCI..................................................................................... 85
Figura 9 Calificación por tramos según PCI ........................................................................... 86
Figura 10 Rango de calificación ............................................................................................... 86
Figura 11 Señal vertical SR-30 velocidad máxima................................................................. 95
Figura 12 Señalización vertical SR-08 prohibido girar a la derecha ..................................... 95
Figura 13 Señalización vertical SP-25 resalto ........................................................................ 96
Figura 14 Señal vertical SP-13 vía lateral derecha ................................................................ 96
Figura 15 Señal vertical SP-12 vía lateral izquierda .............................................................. 97
Figura 16 Señal vertical SR-01 pare........................................................................................ 97
Figura 17 Señalización horizontal líneas centrales y de borde ........................................... 100
Figura 18 Señalización horizontal zona escolar ................................................................... 101
Figura 19 Pruebas de laboratorio .......................................................................................... 106
Figura 20 Prueba viga Benkelman ........................................................................................ 112
Figura 21 Determinación del índice de penetración ............................................................. 126
Figura 22 Relación entre la temperatura asfáltica efectiva y el WMAAT ........................... 127
Figura 23 Nomograma de Van Der Poel ............................................................................... 128
Figura 24 Nomograma para determinar el módulo dinámico de la mezcla........................ 129
Figura 25 Programa computacional DEPAV para la alternativa de la carpeta nueva
(introducción de datos) ........................................................................................................... 131
Figura 26 Programa computacional DEPAV para la alternativa de la carpeta nueva
(deformaciones)....................................................................................................................... 132
Figura 27 Programa computacional DEPAV para la alternativa de la estructura nueva
(entrada de datos) ................................................................................................................... 135
Figura 28 Programa computacional DEPAV para la alternativa de la estructura nueva
(deformaciones)....................................................................................................................... 136
Figura 29 Solución de la rehabilitación pavimento flexible .................................................. 137
Figura 30 Relación entre la clasificación del suelo y los valores de CBR y K ................... 139
12
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Figura 31 Programa BS PCA losa de concreto .................................................................... 155
Figura 32 Programa BS PCA diseño losa de concreto ........................................................ 155
Figura 33 Programa BS PCA diseño losa de concreto ........................................................ 156
Figura 34 Programa BS PCA diseño de losa de concreto................................................... 156
Figura 35 Solución de rehabilitación pavimento rígido ........................................................ 157
13
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LISTA DE ANEXOS

Anexo 1: Inspección Visual (Definición de Fallas).

Anexo 2: Formatos de Inspección Visual.

Anexo 3: Cartera de IRI.

Anexo 4: Señalización.

Anexo 5: Laboratorios.

Anexo 6: Diferencias Acumuladas.

Anexo 7: Cartera de Deflexiones.

Anexo 8: Marshall.

Anexo 9: Bases tratadas.

Anexo 10: Series históricas y estaciones de conteo del tránsito.

Anexo 11: Plano ubicación del sector de estudio
14
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INTRODUCCIÓN
En la actualidad la ciudad de Pereira cuenta con un desarrollo a nivel de
infraestructura vial, que aunque no es el óptimo, en los últimos años gracias a
buenas administraciones ha tenido un crecimiento visible y de gran ayuda para la
ciudad.
Teniendo en cuenta que Pereira es una ciudad comercial, se tiene que empezar
por ofrecer a los visitantes no solo la cordialidad de su gente, sino una
infraestructura vial adecuada para así fomentar desarrollo en la economía
regional.
Es así que este proyecto se enfoca en el estudio de rehabilitación del tramo de vía
con una longitud de 1.25 Km, comprendido entre el Hospital San Joaquín del
Barrio Cuba y el Colegio Carlos Eduardo Vasco ubicado en el Km 4 vía Morelia
Barrio San Marcos, considerada una vía de vital importancia. Sobre la vía en
estudio se encuentran urbanizaciones, colegios, el CAI de la policía nacional y
próximamente se tienen proyectadas varias urbanizaciones aumentando el tránsito
de autos particulares y de servicio público, camiones C-2P, C-2G, C-3-4, C-5, ≥C5 y buses urbanos. Es también importante resaltar que además del tránsito atraído
por estas construcciones; la vía es una alternativa para busetas departamentales
debido a que conecta el departamento del Valle del Cauca y del Quindío con la
ciudad de Pereira.
Debido al tránsito, clima y a la falta de mantenimiento periódico, esta vía se ha
deteriorado presentando fallas de tipo funcional y estructural que afectan la
comodidad de los usuarios.
15
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Con el objeto de optimizar y preservar las condiciones de calidad de la vía, se
pretende con este estudio dar soluciones y alternativas de diseño para la
rehabilitación de la misma, que se ajusten a las necesidades y presupuesto de la
región, teniendo claro la importancia de un buen funcionamiento vial para el
crecimiento de la economía y el cómodo desplazamiento de los ciudadanos.
16
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1. ANTECEDENTES Y DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
El alcance de este estudio, es la rehabilitación del tramo de vía comprendido entre
el hospital San Joaquín del barrio Cuba y el colegio Carlos Eduardo Vasco en la
ciudad de Pereira Risaralda.
La importancia de esta vía radica principalmente, en que por ella transita gran
parte del volumen de vehículos pesados, provenientes de los departamentos del
Quindío y del Valle Del Cauca, entrando a la zona urbana de la ciudad de Pereira;
además, del transporte de pasajeros interdepartamental, intermunicipal y urbano.
Vale la pena destacar que esta vía sirve como conexión directa con los
corregimientos de Morelia, La Palmilla y el municipio de Alcalá ubicado en el norte
del departamento del Valle del Cauca. Así mismo, el sector que rodea este tramo
de vía está constituido por bodegas de almacenamiento de materiales, lo cual
atrae gran cantidad de vehículos pesados al sector.
Todo esto ha originado que la estructura del pavimento se deteriore con el tiempo,
generando fallas estructurales y funcionales, disminuyendo el nivel de servicio de
la vía. Por lo anterior, es de vital importancia realizar un constante mantenimiento
o rehabilitación si es el caso, a lo largo del ciclo de su vida útil.
Es de resaltar también, que esta vía no cuenta con un sistema de drenaje óptimo
de las aguas sub-superficiales y superficiales; como tampoco cuenta con
señalización vertical y su señalización horizontal se encuentra bastante
deteriorada causando inseguridad a los usuarios de la vía.
17
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Este trabajo de grado, se centra en la realización de un diseño para la
rehabilitación del tramo de vía comprendido entre el hospital San Joaquín del
barrio Cuba y el colegio Carlos Eduardo Vasco en la ciudad de Pereira, de tal
forma que se pueda garantizar la comodidad, seguridad y economía para la
comunidad en general.
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2. JUSTIFICACIÓN
Las carreteras tienen por objeto permitir la movilización eficiente de vehículos que
transportan personas, materiales y productos, por lo que se constituyen en el
mejor medio de comunicación por tierra ya que representan el motor de la vida
social y un poderoso instrumento de la civilización.
Un proyecto de crecimiento urbano esta siempre ligado a la construcción de
nuevas vías, el mantenimiento de ellas para su buen desarrollo y el mejoramiento
de los procesos de calidad; el cual se consigue a través de un buen trazado
geométrico, que permita velocidades de operación adecuadas, con reducción de
los tiempos perdidos en maniobras innecesarias que faciliten un flujo continuo del
tráfico; además que faciliten el drenaje y por ende la conservación del camino.
La vía de estudio es un camino obligatorio de esencial importancia, debido a que
por este transita gran parte del volumen de vehículos pesados, provenientes de
los departamentos del Quindío y del Valle Del Cauca. También sirve como
conexión directa con los corregimientos de Morelia, La Palmilla y el municipio de
Alcalá, ubicado al norte del Departamento del Valle del Cauca; igualmente a un
costado del trayecto se encuentran ubicadas bodegas de almacenamiento de
materiales de construcción.
Por todas estas razones la rehabilitación del tramo de vía comprendido entre el
hospital San Joaquín del barrio Cuba hasta el colegio Carlos Eduardo Vasco en la
ciudad de Pereira Risaralda, se convierte en una necesidad para mejorar la
19
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calidad de vida de los ciudadanos que habitan el entorno de esta, mostrando a la
ciudad de Pereira como un buen lugar de inversión gracias a su desarrollo vial.
20
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3. OBJETIVOS
1.1 Objetivo general.
Proponer un diseño para la rehabilitación del pavimento flexible del tramo
comprendido entre el hospital San Joaquín del Barrio Cuba hasta el colegio Carlos
Eduardo Vasco en la ciudad de Pereira.
1.2 Objetivos específicos.

Determinar el índice de servicio actual de la vía.

Evaluar el estado actual de la estructura de la vía mediante la realización de
estudios de caracterización de materiales.

Determinar los niveles de tránsito que ha soportado y soportará la
estructura a lo largo de su periodo de diseño.

Determinar el estado de la red de drenaje.

Establecer el estado de la señalización existente en el tramo vial.
21
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
Proponer un diseño para la rehabilitación del tramo en mención cumpliendo
con las exigencias de la ingeniería civil para este tipo de pavimento.
22
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4. MARCO TEÓRICO
4.1Tránsito
La rehabilitación de un pavimento existente exige un conocimiento de las
condiciones físicas y estructurales de la vía, pero sobre todo una adecuada
valoración del tránsito pasado y futuro de la misma. Por lo tanto la variable tránsito
es de considerable importancia para el diseño de una vía, puesto que el volumen y
pesos de los vehículos inciden en el diseño geométrico, dejando muy claro que
estos factores son determinantes para la concepción de la estructura del
pavimento.
Las cargas que interesan para el dimensionamiento de los pavimentos son las
más pesadas convertidas a ejes equivalentes de 80 KN (simple, tándem, trídem)
esperadas en el carril de diseño, el cual será el más solicitado, que determinará a
su vez el diseño de la estructura del pavimento de la carretera durante el periodo
de diseño adoptado. La repetición de las cargas del tránsito y la consecuente
acumulación de deformaciones sobre el pavimento (fatiga) son fundamentales
para el cálculo. Además se deben tener en cuenta las máximas presiones de
contacto, las solicitaciones tangenciales en tramos especiales, las velocidades de
operación de los vehículos y la canalización del tránsito entre otras.1
1
Montejo Fonseca, Alfonso. Ingeniería de pavimentos para carreteras. Santa Fe De Bogotá D.C: universidad Católica De Colombia 1997.
23
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
Tipos de vehículo
Los vehículos contabilizados para el estudio, se encuentran clasificados en la
tabla 1 que se ilustra a continuación con los esquemas correspondientes a los
autos, buses, camiones de dos ejes, tres y cuatro ejes, camiones de cinco ejes
y mayores a cinco ejes.
Tabla 1 Esquema de clasificación de vehículos
Fuente: Manual de diseño de pavimentos asfálticos para vías con bajos
volúmenes de tránsito
El procedimiento para determinar el pronóstico de la componente de tránsito
normal conociendo la serie histórica es el que se describe a continuación:
24
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Tránsito acumulado en ejes equivalentes de 80 KN, en el carril de diseño
durante el período de diseño
Pronóstico de la componente de tránsito normal cuando existe serie
histórica de tránsito
Este caso se tiene en cuenta cuando en el tramo de vía analizado se encuentra
una estación de conteo de tránsito controlada, la cual posea, por lo menos,
información continua de cinco años.
También se podrá tener en cuenta este caso cuando en el tramo de vía no se
tiene estación de conteo controlada pero existe una vía de similares condiciones
de tráfico que cuenta con serie histórica de tránsito cuya información pueda ser
asumida para el tramo de vía en estudio. .
2. Conversión de la serie histórica del tránsito a ejes equivalentes de 80 KN
Para la conversión de TPDS a ejes equivalentes, se debe contar con los factores
de equivalencia (Factores de daño) históricos de carga para cada grupo vehicular.
25
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Tabla 2 Factor de daño (FD)
ñ
=
∗
(%
ñ
∗
ñ
)
Donde:
,
ñ
: Número de ejes equivalentes de 80 KN en cada año i de la
serie histórica (sumada ambas direcciones ).
ñ
: Tránsito promedio diario semanal en cada año i de la serie histórica
(sumada ambas direcciones)
%
ñ
: Porcentaje del tipo de vehículok en cada año i de la serie histórica
26
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ñ
: Factor de daño del tipo de vehículo k para cada año i.
1. Análisis estadístico de la serie histórica.
Con base en la información de tránsito equivalente de la serie histórica deducida
en el paso anterior, se realiza un análisis estadístico para establecer modelos de
crecimiento factibles para las condiciones del estudio, descartando de la serie
histórica los valores de los años con condiciones anormales como: taponamientos
en la vía, situaciones críticas de orden público, variantes, entre otros.
2. Selección del modelo factible de crecimiento del tránsito
La selección final de cualquier modelo de pronóstico se realizará sobre la base de
los resultados de los coeficientes estadísticos (r, r², s, etc.), del análisis de las
variables independientes adoptadas y de consideraciones acerca de las
particularidades del proyecto, como la capacidad de la vía y la coherencia entre el
valor estimado por el modelo y los datos originales de la serie histórica
3. Estimación del tránsito proyectado para el período de diseño, en el carril de
diseño y considerando un nivel de confianza predeterminado.
Con base en el modelo seleccionado, se estima el tránsito futuro en cada uno de
los años del período de diseño, considerando los posibles años muertos por
desarrollo del estudio, gestión del financiamiento y por procedimientos de
adjudicación y construcción del proyecto. Los pasos a seguir son los siguientes:
27
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
Cálculo del error estándar ( ) del modelo de crecimiento del tránsito
seleccionado.
=
∑
´
(
−
´−2
)
S: Error estándar del modelo seleccionado.
Yi: Valor observado o medido en el año i
Yimodelo: Valor calculado con el modelo, en el año i
n‘: Número de años analizados de la serie
i: Varía de 1 a n’

Cálculo del error estándar en la predicción del tránsito, error de
pronóstico (pronóstico) j año por año en el período de diseño.
(
) =
∗
(
∑
´
− )
(
− )
+
1
´
i: Representa los años de la serie histórica.
j: Representa los años de proyección en el período de diseño.
(
) j:
Error estándar de la estimación del tránsito, en el año j del
período de diseño
28
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: Error estándar del modelo seleccionado.
Xj: Cada uno de los años del período de diseño.
Xi: Cada uno de los años de la serie histórica.
n‘: Número de años analizados de la serie histórica.
: Año medio de la serie histórica

Cálculo de los valores de corrección (Cj) para el tránsito equivalente
proyectado en cada uno de los años del período de diseño (Nj), con
base en el nivel de confianza deseado.
Asumiendo una distribución normal para la diferencia del tránsito real con el
estimado, se puede establecer el parámetro Zr que asegura el nivel de confianza
deseado.
En la siguiente Tabla 3 se muestran los valores de Zr para diferentes niveles de
confianza.
29
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Tabla 3 Valores de Zr en función del nivel de confianza
=(

) ∗
Cálculo del número de ejes equivalentes de 80 KN diarios, corregidos
por confiabilidad, en cada uno de los años del período de diseño (N’j)
=
+
N’j: Ejes equivalentes diarios corregidos para el año j del período de diseño
Nj: Ejes equivalentes diarios calculados por el modelo seleccionado, para el año j
Cj: Corrección para el año j, en ejes equivalentes, que permite asegurar el nivel de
confianza deseado
30
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
Cálculo del número de ejes equivalentes de 80 KN acumulados
durante el período de diseño, sumadas ambas direcciones.
=

ñ
∗
Cálculo del número de ejes equivalentes de 80 KN acumulados en el
carril de diseño durante el período de diseño, por concepto de la
componente normal del tránsito.
ñ
=
ñ
∗
∗
Fd: Factor de distribución direccional
4.2 Evaluación funcional
Para realizar la calificación del pavimento de una vía se deben considerar los
siguientes factores:

Condición del pavimento.

Estado de las obras de drenaje.

Señalización vertical y horizontal.
31
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4.2.1 Calificación del pavimento flexible
El Índice de Condición del Pavimento (PCI, sigla en inglés que significa Paviment
condition Index) se constituye en la metodología más completa para la evaluación
y calificación objetiva de pavimentos flexibles y rígidos, dentro de los modelos de
gestión vial disponibles en la actualidad. La metodología es de fácil
implementación y no requiere de herramientas especializadas más allá de las que
constituyen el sistema.
El grado de deterioro de un pavimento estará dado en función del tipo de falla, su
severidad (ancho de grieta) y de su densidad (% del área afectada).2
4.2.2 Condición del pavimento
El PCI califica la condición “integral” del pavimento con base a una escala que
varía desde 0 hasta 100. A continuación se muestran los puntos para la
calificación del PCI:
100
Pavimento en “perfecto” estado.
70
Punto en que el pavimento comienza a mostrar pequeñas fallas
localizadas, es decir el punto en que deben iniciarse acciones de
mantenimiento rutinario y/o preventivo menor.
55
Punto en que el pavimento requiere acciones de mantenimiento
localizado para corregir fallas más fuertes. Condición para corregir
fallas fuertes. Su condición de rodaje sigue siendo “buena” pero su
deterioro o reducción de calidad de rodaje comienza a aumentar.
2
PCI, Paviment Condition Index
32
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40
Punto en el que pavimento muestra fallas más acentuadas y su
condición de rodaje puede calificarse como “regular” o “aceptable”,
el deterioro aumenta rápidamente. Este punto es cercano al
definido como punto “óptimo” de rehabilitación.
0
El pavimento está fuertemente deteriorado, presenta diversas fallas
avanzadas y el tráfico no puede circular a velocidad normal. El
pavimento
se
considera
“fallado”
y
requiere
acciones
de
mantenimiento mayor y eventualmente reconstrucción parcial de un
alto porcentaje de su área.3
El cuadro resume la acción a tener en cuenta de acuerdo al valor del PCI
calculado para cada vía. Se aprecia además el estado del pavimento asociado a
este mismo valor.
Tabla 4 Rangos de calificación del PCI
FUENTE: índice de Condición del Pavimento (PCI)
3
Ibídem
33
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Existe un total de diecinueve (19) fallas consideradas por el método del PCI, que
involucran a todas aquellas que se hacen comunes en la degradación del
pavimento. A continuación se observa las fallas que se encontraron en el tramo de
vía, con su numeración como se encuentra en el PCI.
1. Piel de cocodrilo.
Las grietas de fatiga o piel de cocodrilo son una serie de grietas interconectadas
cuyo origen es la falla por fatiga de la capa de rodadura asfáltica bajo acción
repetida de las cargas de tránsito.
 Opciones de reparación
B (bajo): No se hace nada, sello superficial. Sobre carpeta.
M (medio): Parcheo parcial o en toda la profundidad (Full Depth). Sobre carpeta.
Reconstrucción.
A (alto): Parcheo parcial o Full Depth. Sobre carpeta. Reconstrucción. 4
5. Corrugación.
La corrugación (también llamada “lavadero”) es una serie de cimas y depresiones
muy próximas que ocurren a intervalos bastante regulares.
 Opciones de reparación
B (bajo): No se hace nada.
M (medio): Reconstrucción.
A (alto): Reconstrucción.
4
Ibídem
34
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6. Depresión.
Son áreas localizadas de la superficie del pavimento con niveles ligeramente más
bajos que el pavimento a su alrededor. En múltiples ocasiones, las depresiones
suaves sólo son visibles después de la lluvia, cuando el agua almacenada forma
un “baño de pájaros” (bird bath). En el pavimento seco las depresiones pueden
ubicarse gracias a las manchas causadas por el agua almacenada.
 Opciones de reparación
B (bajo): No se hace nada.
M (medio): Parcheo superficial, parcial o profundo.
A (alto): Parcheo superficial, parcial o profundo.
7. Grieta de borde.
Las grietas de borde son paralelas y, generalmente, están a una distancia entre
0.30 y 0.60 m del borde exterior del pavimento. Este falla se acelera por las cargas
de tránsito y puede originarse por debilitamiento, debido a condiciones climáticas,
de la base o de la subrasante próximas al borde del pavimento.
 Opciones de reparación
B (bajo): No se hace nada. Sellado de grietas con ancho mayor a 3 mm.
M (medio): Sellado de grietas. Parcheo parcial - profundo.
A (alto): Parcheo parcial – profundo.
35
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9. Desnivel carril/berma.
El desnivel carril / berma es una diferencia de niveles entre el borde del pavimento
y la berma. Este daño se debe a la erosión de la berma, el asentamiento berma o
la colocación de sobre carpetas en la calzada sin ajustar el nivel de la berma.
 Opciones de reparación
B, M, A: Re nivelación de las bermas para ajustar al nivel del carril.
10. Grietas longitudinales y transversales
Las grietas longitudinales son paralelas al eje del pavimento o a la dirección de
construcción.
 Opciones de reparación.
B (bajo): No se hace nada. Sellado de grietas de ancho mayor que 3.0 mm.
M (medio): Sellado de grietas.
A (alto): Sellado de grietas. Parcheo parcial.5
11. Parcheo.
Un parche es un área de pavimento la cual ha sido remplazada con material nuevo
para reparar el pavimento existente.
 Opciones de reparación
B (bajo): No se hace nada.
M (medio): No se hace nada. Sustitución del parche.
5
Ibídem
36
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A (alto): Sustitución del parche.
13. Huecos.
Los huecos son depresiones pequeñas en la superficie del pavimento, usualmente
con diámetros menores que 0.90 m y con forma de tazón. Por lo general
presentan bordes aguzados y lados verticales en cercanías de la zona superior.
 Opciones de reparación
B (bajo): No se hace nada. Parcheo parcial o profundo.
M (medio): Parcheo parcial o profundo.
A (alto): Parcheo profundo.
15. Ahuellamiento.
El ahuellamiento es una depresión en la superficie de las huellas de las ruedas.
Puede presentarse el levantamiento del pavimento a lo largo de los lados del
ahuellamiento, pero, en muchos casos, éste sólo es visible después de la lluvia,
cuando las huellas estén llenas de agua.
 Opciones de reparación
B (bajo): No se hace nada. Fresado y sobre carpeta.
M (medio): Parcheo superficial, parcial o profundo. Fresado y sobre carpeta.
A (alto): Parcheo superficial, parcial o profundo. Fresado y sobre carpeta.
37
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19. Meteorización / desprendimiento de agregado.
La meteorización y el desprendimiento son la pérdida de la superficie del
pavimento debida a la pérdida del ligante asfáltico y de las partículas sueltas de
agregado.
 Opciones de reparación
B (bajo): No se hace nada. Sello superficial. Tratamiento superficial.
M (medio): Sello superficial. Tratamiento superficial. Sobre carpeta.
A (alto): Tratamiento superficial. Sobre carpeta. Reciclaje. Reconstrucción6.
4.3 Índice de rugosidad internacional.
La unidad de medida utilizada para determinar la rugosidad es el Índice de
Rugosidad Internacional (IRI), expresado en metros por kilómetros (m/Km), el cual
determina por medio de un rugosímetro patronado y aceptado de acuerdo con las
prácticas de la ingeniería vial.
4.3.1 Equipos para medición del IRI.
Existen diferentes equipos para medir el Índice de Rugosidad Internacional de los
pavimentos, los cuales se diferencian por su rendimiento, entre ellos se tienen:
6

Perfilómetro estático.

Perfilómetro dinámico.

Método de mira y nivel.
Ibídem
38
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“La calificación va desde 0 para superficies idealmente planas, llegando a 6m/km
para vías moderadamente rugosas y 12m/km o más para pavimentos muy
deteriorados con baches abiertos y/o reparados.
Un segundo resultado que se obtiene de manera indirecta es la serviciabilidad,
concepto introducido durante la prueba AASHTO y que se define como la
habilidad de un pavimento en proveer un manejo seguro y confortable a los
usuarios.; se expresa cuantitativamente a través del Índice de Serviciabilidad.
Este índice fue el resultado de tomar un grupo de conductores para manejar sobre
el pavimento y evaluarlo en una escala de 0 a 5. Donde PSI de 5 indica un
pavimento perfecto y 0 un pavimento intransitable”
4.3.2 Aplicación de los resultados de las medidas de regularidad superficial.
Los resultados de las evaluaciones del perfil superficial del pavimento tienen
diversas aplicaciones, entre ellas:
-
Ayuda en la sectorización de las vías que van a ser sometidas a trabajos de
rehabilitación y en la escogencia de estrategias factibles de actuación.
-
Determinación de la calidad de los trabajos constructivos o de rehabilitación
de pavimentos, tal como lo establecen especificaciones generales de
construcción de carreteras del INVIAS.
39
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4.4 Obras de drenaje y sub-drenaje

Obras de Drenaje: se evaluara la funcionalidad y suficiencia. Se entiende
por funcionalidad que las obras estén libres de obstrucciones, que permitan
el libre flujo del agua y que posean suficiente capacidad hidráulica. Además
se verificará el estado considerando la existencia de grietas, socavaciones,
entre otras.
En el caso de las alcantarillas la funcionalidad debe incluir tanto el encole como el
descole y se deben calificar una a una, para posteriormente determinar la
calificación de la sección. La suficiencia se establecerá de acuerdo al número y
capacidad de obras de drenaje existentes con respecto al número y capacidad que
debe existir.
40
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Tabla 5 Calificación de obras de drenaje
BUENA
FUNCIONABILIDAD REGULAR
MALA
5
3,5
2
ALCANTARILLAS Calificación de la sección = Es la suma de las
calificaciones individuales de las alcantarillas del sector
en estudio, dividido por el # total de alcantarillas del
sector.
BUENA
FUNCIONABILIDAD REGULAR
CUNETAS
MALA
5
3,5
2
Calificación de la sección = Es la suma de la calificación
por longitud de cuneta en cada estado con respecto a la
longitud total de cunetas de la sección
ESTADO
PUENTES Y
PONTONES
BUENA
5
REGULAR
3,5
MALA
2
Calificación de la sección = Es la suma de las
calificaciones individuales de los puentes y pontones de
la sección en estudio, dividido por el # de los mismos en
toda la sección.
FUENTE: Instituto Colombiano de productores de cemento ICPC 7

Zonas laterales: Se evaluaran los siguientes aspectos:
Existencia de taludes inestables: En caso de existir se medirá la longitud de los
taludes y se determinara el porcentaje con respecto a la longitud de la sección.
7
Instituto Colombiano De Productores De Cemento. Rehabilitación en pavimentos, 2003
41
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Rocería: Se verificara el cumplimiento de los indicadores de este parámetro (altura
máxima 30 cm)
La siguiente tabla 6 indica la ponderación de parámetros para la calificación de las
zonas laterales.
Tabla 6 Calificación para las zonas laterales
No existe en toda la longitud 5
TALUDES
INESTABLES
Existe parcialmente
Ver nota
Existe en toda la longitud
2
Nota: La calificación se determina calculando la
proporción de los taludes inestables con respecto
a la longitud total de la sección, tomando como
límites las dos calificaciones anteriores.
ROCERÍA
Cumple indicador
5
No cumple Indicador
2
FUENTE: Normas para la determinación calificación del estado de la red vial8.
4.5Señalización
Señalización vertical: Se deberá establecer el estado de las señales existentes y
además suficiencia en cuanto al número de ellas.
Señalización horizontal: Se deberá establecer la existencia, y estado de la
señalización. La suficiencia se establecerá de acuerdo a la longitud existente con
respecto a la que debería existir. La tabla 7 muestra los parámetros para la
calificación de la señalización.
8
Instituto Nacional De Vías. Guía metodológica para el diseño de obras de rehabilitación de pavimentos
asfalticos de carreteras. Bogotá 2002
42
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Tabla 7 Calificación de señales
Bueno
5
Estado
Regular
3.2
Malo
2
Calificación de la sección: es la suma de las calificaciones
individuales de cada señal de la sección de estudio,
VERTICAL
dividida por el número de señales de la sección.
Si
5
Suficiencia
No
Ver nota
Nota: se establecerá el porcentaje de señales existentes
con respecto al número total que deberán existir y este
resultado se multiplica por 5.
Bueno
5
Estado
Regular
3.5
Malo
2
Calificación de la sección: si en la sección existen varios
estados, se calificara cada uno y se ponderara por la
HORIZONTAL
longitud para establecer la calificación de la sección.
Si
5
Suficiencia
No
Ver nota
Nota: se establecerá el porcentaje de la longitud de la
señalización existente con respecto a la longitud total que
debería existir y este resultado se multiplica por 5.
Fuente: Normas para la Determinación de la Calificación del Estado de la red vial9
Una vez establecida la calificación final de cada factor se procede a determinar el
estado de acuerdo con la tabla 8.
9
Ibídem
43
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Tabla 8 Estado del pavimento
RANGO
ESTADO
0 – 2.5
Malo
2.6 – 3.8
Regular
3.9 - 5
Bueno
Fuente: Normas para la Determinación de la Calificación del Estado de la red
vial.10
4.6. Evaluación geotécnica
Con base en los resultados obtenidos de los estudios anteriormente descritos, se
elegirán secciones características representativas de zonas de buen y mal
comportamiento. Sobre estas secciones se efectuaran los ensayos “in situ” y de
laboratorio de caracterización de los materiales de las distintas capas de
pavimento. Esta caracterización comprenderá:11
Ensayos “in situ”
A. Apertura de apiques (perforaciones) de observación, ensayo y muestreo
hasta la subrasante, esto con el objeto de determinar la cantidad y
extensión de los diferentes tipos de suelos, la forma como estos están
dispuestos en capas y la detección de la posición del nivel de agua freática.
Teniendo en cuenta que es imposible realizar un estudio que permita
conocer el perfil de suelos en cada punto del proyecto; es necesario acudir
a la experiencia para determinar el espaciamiento entre las perforaciones
con base en la uniformidad que presenten los suelos
10
11
Ibídem
Montejo Fonseca, Alfonso. Ingeniería de pavimento para carreteras. Santa Fe De Bogotá D.C 1997
44
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Lógicamente, la ubicación, profundidad y número de perforaciones deben
ser tales que permitan determinar toda variación importante de la calidad de
los suelos. En cada perforación que se efectué, se debe anotar el espesor
de las diversas capas encontradas y su posición exacta en sentido vertical,
así como la identificación visual de los materiales, indicando su color y
consistencia. Deberá registrarse, además, la posición del nivel freático en
caso de detectarse, por cuanto este dato es importante para el diseño de
los dispositivos de sub-drenaje que sean necesarios en la obra vial.
B. Observación visual del estado de las distintas capas, con verificación y
replanteo de los espesores de cada una de ellas.
1. Ensayos de laboratorio
a) Ensayos de caracterización (granulometría, límites de Atterberg) de las
distintas capas. Además en el material de subrasante se debe efectuar el
ensayo de expansión libre, si el material es plástico.
El análisis granulométrico es una prueba para determinar cuantitativamente
la distribución de los diferentes tamaños de partículas del suelo. Existen
diferentes procedimientos para la determinación de la composición
granulométrica de un suelo. Por ejemplo, para clasificar por tamaños las
partículas gruesas, el procedimiento más expedito es el tamizado. Sin
embargo, al aumentar la finura de los granos, el tamizado se hace cada vez
más difícil teniéndose entonces que recurrir a procedimientos por
sedimentación.12
“Las pruebas para hallar el limite plástico y el limite líquido, comúnmente se
realizan a suelos cohesivos para efectos de correlación y clasificación; por
12
Ibídem
45
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medio de estos dos límites se puede calcular el índice de plasticidad. La
importancia del cálculo de dichos límites es el efecto cualitativo sobre las
propiedades y comportamientos de ciertos suelos cohesivos”.13
Límite Líquido (LL)
Es la humedad en la cual al hacer una ranura en una muestra colocada en
el aparato de Casa Grande y darle exactamente 25 golpes se cierran las
dos partes del suelo, mínimo 12 mm longitudinalmente; naturalmente, si se
cierran con menos de 25 Golpes, la Humedad es mayor que el límite líquido
y si se cierran con más de 25 Golpes la Humedad es menor que el limite
líquido.
Límite Plástico (LP)
Es la humedad en la cual al hacer con la muestra un cilindro o bastoncito
que al llegar exactamente a 3 mm de diámetro, se agrieta. Si se agrieta
antes de llegar a los 3 mm la humedad es menor que el limite plástico y si al
llegar a ellos no se ha agrietado, la humedad es mayor que el limite
plástico.
13
Bowles E, Joseph. Foundation Analysis and Design. Copy Right 1997
46
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A partir de los Límites se calcula el siguiente Índice derivado:
Indicé Plástico: (Ip)
Es la diferencia entre el límite líquido y el límite plástico y representa la
extensión en la cual un suelo es plástico. Tiene su principal aplicación en la
carta de plasticidad, que es un gráfico de Ip Vs LL y que sirve para clasificar
los suelos.14
b) Clasificación de los materiales de cada una de las capas (sistema AASHTO
y unificado)
“Teniendo en cuenta que en la naturaleza existe una gran variedad de
suelos, la ingeniería de suelos ha desarrollado algunos métodos de
clasificación de los mismos. Cada uno de estos métodos tiene,
prácticamente, su campo de aplicación según la necesidad y uso que los
haya fundamentado15”.
c) CBR con ensayos de compactación a la densidad y humedad encontrada
“in situ
“Los ensayos de resistencia más difundidos en nuestro medio son el CBR
(de laboratorio y de campo) y los ensayos de carga sobre una placa. El
ensayo de CBR es una medida de la resistencia al esfuerzo cortante de un
14
Instituto Nacional de Vías. Guía metodológica para el diseño de obras de rehabilitación de pavimentos
asfalticos de carreteras. Bogotá 2002
15
Montejo Fonseca, Alfonso. Ingeniería de pavimentos para carreteras. Santa Fe De Bogotá D.C: Universidad
Católica de Colombia 1997
47
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suelo, bajo condiciones de densidad y humedad cuidadosamente
controladas.
4.7 Análisis estructural
Consiste en la evaluación continua por deflectometría auscultando la totalidad del
tramo con determinación de:

La deflexión elástica recuperable.

El radio de curvatura de la deformada.
Se entiende por deflexión a la deformación elástica que sufre un pavimento flexible
bajo la acción de una carga rodante estándar. Mediante ella es posible evaluar el
debilitamiento progresivo de la estructura debido a las solicitaciones del tránsito
que lo utiliza. Las mediciones de deflexión se pueden realizar con un equipo
portátil denominado viga Benkelman o con el Deflectómetro Lacroix, equipo de alto
rendimiento16.
4.7.1 Deflectografo lacriox 01
“El deflectógrafo lacroix es simplemente la automatización de la viga Benkelman y
mide las deflexiones del pavimento de manera casi continua bajo la carga del eje
posterior de un camión. Las medidas se realizan de manera automática entre las
ruedas duales a ambos lados del eje trasero del vehículo y van quedando
registradas en un papel mientras el vehículo se desplaza a una velocidad continua
de unos 3 kilómetros por hora”.
16
Montero Fonseca, Alfonso. Ingeniería de pavimentos para carreteras. Santa Fe De Bogotá D.C 1997
48
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4.7.2 Viga Benkelman
“La viga Benkelman se compone esencialmente de una parte fija y una parte
móvil; la parte fija o estructura portante esta soportada por tres apoyos que
descansan en la superficie del pavimento; la parte móvil, constituida por el brazo
de medida está conectada a la estructura portante por medio de un pivote de giro
y uno de sus extremos hace contacto con la superficie del pavimento, en el punto
donde se requiere medir la deflexión, el otro extremo está en contacto con un
deformímetro montado en la estructura portante. El pivote divide el brazo de
medida en dos sectores entre los cuales existe una relación llamada “Constante
de la viga”.17
El vehículo de carga consiste en un camión de dos ejes, con una capacidad
aproximada mayor a 5 toneladas con una carga en el eje trasero de 8.2 toneladas,
igualmente distribuidas en dos ruedas cada una de las cuales debe tener dos
llantas. Las llantas deben ser de 10” por 20” y doce lonas, infladas a una presión
de 80lb/pulg2; las llantas deben ser de las mismas características y estar en
buenas condiciones.
Los ensayos de deflexión deben elaborarse con la rueda exterior del camión. Los
puntos para la medida de la deflexión deben estar situados a unos 70cm,
aproximadamente del borde de la calzada, sobre la superficie de rodadura o sea
sobre la zona más afectada por el paso de vehículos.
Para la medida de las deflexiones, la punta de la viga debe colocarse en medio de
las dos llantas y exactamente debajo del centro del eje de la rueda. Enseguida, se
afloja el dispositivo de seguridad de la viga y se comprueba que el extremo del
brazo este en contacto con el deformímetro. Se hace desplazar lentamente el
17
Instituto Nacional de Vías. Guía metodológica para el diseño de obras de rehabilitación de pavimentos
asfalticos de carreteras. Bogotá 2002
49
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camión hacia delante por lo menos unos 5m. La lectura en el deformímetro debe
tomarse cuando la rata de recuperación sea igual o menor a un milésimo de
pulgada por minuto”.
4.7.3 Criterios de diseño para pavimentos asfálticos (AASHTO 93)
La vida útil de un pavimento asfáltico depende en gran medida de los criterios de
diseño que se hayan utilizado a la hora de diseñar la estructura de pavimento
asfáltico, y es por ello que se detallarán los parámetros que utiliza la Guía para el
Diseño de Estructuras de Pavimento AASHTO, la cual tiene como base los
ensayos del road test realizados en Ottawa, Illinois por la American Association of
State Highway Officials (AASTHO).18
El método AASHTO considera un procedimiento general de diseño aplicable a
diferentes condiciones de tránsito y clima. Se basa en la correlación entre el
comportamiento observado in situ y las mediciones de las propiedades de
materiales y sus respectivos espesores.
Dentro de los factores a tomar en cuenta para el diseño de pavimentos flexibles, al
utilizar la segunda edición del manual AASHTO 1993, se pueden mencionar los
siguientes:
4.7.3.1 Tránsito
El tránsito está compuesto por vehículos de diferente peso, numero de ejes, y para
efectos de diseño se les convierte en un número equivalente de ejes tipo de 80 KN
o 18 kips.
18
AASHTO. Guide for design of pavement structures 1993. Copy right 1986, 1993.
50
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4.7.3.2 Ejes equivalentes
Las distintas cargas actuantes sobre un pavimento producen diferentes tensiones
y deformaciones en el mismo. Además diferentes espesores de pavimentos y
diferentes materiales responden de distinta manera a los efectos de una misma
carga. Como las distintas cargas producen diferentes tensiones y deformaciones
en el pavimento, las fallas serán distintas. Es por ello que el tránsito es reducido a
un número equivalente de ejes de carga tipo AASHTO de 80 KN o 18 kips, dicha
transformación se lleva a cabo mediante el uso de los factores equivalentes de
carga LEF.
El factor equivalente de carga “LEF” es un valor numérico que expresa la relación
entre la pérdida de serviciabilidad causada por una carga dada de un tipo de eje y
la producida por el eje Standard de 80 KN en el mismo eje.
4.7.3.3 Características de la sub-rasante
La sub-rasante es el suelo que sirve de fundación para todo el paquete estructural;
anteriormente el diseño de pavimento estaba basado en las propiedades físicas
del suelo de sub-rasante, estas propiedades se determinan con base a la
clasificación del suelo, plasticidad, resistencia al corte, susceptibilidad a las
heladas y drenaje.
Posteriormente se ha puesto más énfasis en las propiedades principales de la
sub-rasante y se han desarrollado ensayos para caracterizar mejor a estos suelos.
El ensayo de CBR es el más utilizado debido a que se lleva a cabo con equipos
que comúnmente se disponen en los laboratorios de suelos, por lo tanto el diseño
51
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mediante el valor de CBR se basa en que, a menor valor de CBR tenga el suelo
de sub-rasante mayores serán los espesores que requerirá la estructura de
pavimento para protegerlo de los efectos del tránsito.
4.7.3.4 Clima y drenaje
La presencia del agua juega un papel importante en la ecuación de diseño de
pavimentos, y es por ello que se han incluido coeficientes de drenaje que afectan
a la base y sub-base.
La humedad tiene una gran influencia sobre las propiedades de los materiales que
constituyen el paquete estructural y sobre el comportamiento de los pavimentos en
general. Últimamente se ha determinado que un drenaje eficiente aumenta la
capacidad portante de la sub-rasante, esto es debido a que el módulo resiliente
aumenta cuando la humedad disminuye.
En la siguiente tabla 9 se dan los tiempos de drenaje recomendados por AASHTO,
basándose en el tiempo requerido para drenar la capa de base hasta un grado de
saturación del 50%.
52
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Tabla 9 Tiempos y coeficientes de drenaje recomendados por AASHTO
4.7.3.5 Coeficientes estructurales
Estos coeficientes son un indicativo de la capacidad relativa de cada capa como
componente estructural de un pavimento. Aunque directamente no sean un índice
de la resistencia del material, estos coeficientes están relacionados con distintos
parámetros resistentes de los materiales a utilizar en cada capa de la estructura
de pavimento.
4.7.3.6 Determinación de los coeficientes de capa
a) Capa de sub-base
El ábaco que aparece a continuación es de gran utilidad, debido a que por medio
de los resultados de laboratorio que se obtienen de las muestras de los materiales
de la capa de sub-base se puede determinar su coeficiente de capa.
53
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Figura 1 Abaco de relación entre el coeficiente estructural de sub-base y
distintos parámetros resistente
b) Capa de base
El ábaco que aparece a continuación es de gran utilidad, debido a que de acuerdo
a los resultados de laboratorio que se obtienen de las muestras a los materiales de
la capa de base se puede determinar su coeficiente de capa.
54
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Figura 2 Abaco de relación entre el coeficiente estructural de base y
distintos parámetros resistentes
c) Capa de concreto asfáltico
Basados en la figura 2.5, de la sección II.18 de la guía Interina de la AASHTO, se
obtiene un coeficiente de capa variable de acuerdo al Módulo de Elasticidad del
Concreto Asfáltico (Módulo de Elasticidad entre 250,000 Mpa y 500,000 Mpa).
El ábaco que aparece a continuación es de gran utilidad, debido a que con base a
los resultados de laboratorio que se obtienen de las muestras de la mezcla
asfáltica se logra determinar el coeficiente de capa.
55
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Figura 3 Abaco para determinar el coeficiente de capa
4.7.3.7 Nivel de servicio
La serviciabilidad de un pavimento se define como la capacidad de soportar la
cantidad de tránsito para el cual ha sido diseñado. Se utiliza un índice de
serviciabilidad presente (PSI) con el cual el pavimento es calificado entre 0 y 5,
donde 0 significa que el pavimento se encuentra en pésimas condiciones y 5
significa que el pavimento está en perfecto estado.
En el diseño de un pavimento se deben elegir la serviciabilidad inicial y la final. La
serviciabilidad inicial Po, está en función del diseño de pavimento y de la calidad
de la construcción, la serviciabilidad final Pf, está en función de la categoría del
camino.
56
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4.7.3.8 Confiabilidad
La confiabilidad es la probabilidad de que la estructura de pavimento cumpla su
función prevista dentro de su vida útil bajo los efectos del medio ambiente que
tienen lugar en ese lapso de tiempo.
4.7.3.9 Desviación estándar
La varianza (DS)2 del comportamiento de la estructura de pavimento y del tránsito
estimado en el periodo de diseño, pueden ser determinados para un caso de
diseño en particular, si se dispone de suficiente información o en caso contrario se
pueden utilizar los valores sugeridos por la AASHTO para pavimentos flexibles:
Dichos valores fueron desarrollados a partir de un análisis de varianza que existía
en el AASHO Road Test, donde se tomaba en cuenta el grado de error cometido a
la hora de estimar el tránsito en el periodo de diseño, de tal forma que a mayor
error estimado mayor el valor de la desviación estándar, a menor error estimado
menor el valor de la desviación estándar a utilizar.
4.7.3.10 Determinación del número estructural
El método de diseño AASHTO 93 utiliza la siguiente fórmula de diseño:
∆
=
+ 9.36 log(
+ 1) − 0 − 20 +
.
0.40 + (
.
+ 2.32
− 8.07
) .
57
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Donde:
SN = número estructural en pulgadas.
W18 = número de cargas de 18 kips previstas.
ZR = abscisa correspondiente a un área igual a la confiabilidad R en la curva de
distribución normalizada.
So = desviación estándar de todas las variables.
PSI = pérdida de serviciabilidad.
MR = módulo resiliente de la sub-rasante en psi (lb/pul2).
La ecuación anterior puede ser resuelta en forma manual lo cual es muy tedioso,
de aquí radica la importancia de tener un programa de computación para efectuar
dicha operación con exactitud y rapidez para obtener los resultados requeridos.
Con la fórmula de diseño anterior se obtiene el número estructural (SN) (structural
number) y en función del mismo se determinan los espesores de capas que
conforman el paquete estructural.
Dicho número estructural (SN) está relacionado con los espesores de capa
mediante la fórmula siguiente:
=
+
+
Donde:
a1, a2, a3: coeficientes estructurales o de capa, a dimensionales.
58
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m1, m2, m3: coeficientes de drenaje.
D1, D2, D3: espesores de capa en pulgadas
59
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5. MARCO GEOGRÁFICO
5.1 Localización general
El Municipio de Pereira está localizado en Colombia, en el departamento de
Risaralda, cuya ubicación se encuentra en el centro de la región occidental del
territorio colombiano en el denominado triangulo del café conformado por Caldas,
Quindío y Risaralda, ubicación que lo posiciona
en el panorama económico
nacional e internacional.19
19
Alcaldía de Pereira
60
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5.2 Posición Geográfica:
El Municipio de Pereira se encuentra enclavado en un valle formado por la
terminación de un contrafuerte desprendido de la cordillera central a 4° 49 minutos
de la latitud norte y 75° 42 minutos de longitud oeste de Greenwich, a una altura
de 1411 m.s.n.m, con una temperatura promedio de 21 °C. Limita por el norte con
Balboa, La Virginia y Marsella; por el oriente con Tolima, por el sur con el Quindío
y por el occidente con el valle del cauca20
6. MARCO POBLACIONAL
El Municipio de Pereira cuenta con un área de 604 kilómetros cuadrados. Con una
población estimada de 488.839 personas de las cuales 410.535 se encuentran en
el área urbana localizadas en 19 comunas y 78.304 en el área rural en 12
corregimientos.
7. MARCO TEMPORAL
Este proyecto se realizó en el municipio de Pereira en un periodo de tiempo
comprendido entre los meses de Mayo y Diciembre del año 2011.
20
Alcaldía Municipal De Pereira. –Oficina de fomento al turismo de Pereira
61
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8. MARCO CONCEPTUAL
Nivel de servicio: Es una medida de la calidad del flujo del tránsito por la vía, se
cuantifica con una serie de factores tales como la velocidad, el tiempo de
recorrido, la libertad de manejo, las interrupciones del tránsito, la seguridad y los
costos de operación.
Volumen de servicio: Es el volumen de tránsito que corresponde a cada nivel de
servicio.
Capacidad: La capacidad de una vía o de un carril, es el número máximo de
vehículos que puede soportar por una u otra durante un periodo de tiempo,
determinado sin que se presenten mejoras, ni restricciones en la libertad de
movimiento
Tránsito: Acción de desplazamiento de personas, vehículos y animales por las
vías.
Drenaje: Las condiciones de drenaje de un pavimento existente usualmente
tienen una gran influencia sobre el desempeño de la sobre capa. Una evaluación
del pavimento existente podría conducir a describir el estado del drenaje. Mejorar
las pobres condiciones de drenaje podría traer efectos benéficos en el
funcionamiento de la sobre capa. Eliminar el exceso de agua en el pavimento
reduce la erosión e incrementa la resistencia de la base y la sub-base.
Drenaje superficial: Son aquéllas que recogen y encauzan las aguas
provenientes de la explanación y de la corona de la carretera.
62
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Señal de tránsito: Dispositivo físico o marca vial que indica la forma correcta
como debe transitar los usuarios de las vías y se instala a nivel de la vía para
transmitir órdenes o instrucciones mediante palabras o símbolos.
Rehabilitación: Trabajo que se realiza para prolongar la vida de un pavimento,
que puede incluir la colocación de una o más capas de restauración o refuerzo y
otros trabajos necesarios de acondicionamiento, como la reparación de defectos
localizados, el mejoramiento del drenaje y la reconstrucción de bermas, el
reciclado o la remoción y reemplazo parcial de la estructura existente.
Límite líquido: Cuando el suelo pasa de un estado semilíquido a un estado
plástico y puede moldearse. Para la determinación de este límite se utiliza la
cuchara de Casagrande.
Límite plástico: Cuando el suelo pasa de un estado plástico a un estado
semisólido y se rompe.
Pavimento flexibles: Constituidos por capas granulares no tratadas, incluida la
denominada base, protegidas por capas asfálticas de espesor que, generalmente,
no excede de 150 milímetros.
Este pavimento es una estructura formada por las capas que se muestran en la
figura 4 con la finalidad de cumplir con los siguientes propósitos:

Soportar y transmitir las cargas que se presentan con el paso de vehículos.

Ser lo suficiente impermeable.

Soportar el desgaste producido por el tránsito y por el clima
63
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
Mantener una superficie cómoda y segura (antideslizante) para el
rodamiento de los vehículos.

Mantener un grado de flexibilidad para cubrir los asentamientos que
presente la capa inferior (base o sub-base).
Figura 4 Estructura pavimento flexible
Pavimento semi-flexible: Los cuales pueden estar compuestos por una
estructura típica similar a la de los flexibles, pero en los cuales el espesor de las
capas asfálticas superiores excede de 150 milímetros o, también, aquellos que no
han sido construidos con una capa de base granular, sino con una base
estabilizada con un producto bituminoso.
Pavimento semi-rígido: Constituidos en su parte superior por capas asfálticas de
cualquier espesor, colocadas sobre una o más capas ligadas con un
conglomerante hidráulico o pulzolánico.
Pavimento rígido El pavimento rígido está constituido por la siguiente estructura
que se muestra en la figura 5
64
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Figura 5 Estructura pavimento rígido
Eje sencillo: Es un eje en cuyos extremos lleva una o dos ruedas sencillas.
Eje tándem: Es aquel constituido por dos ejes sencillos con rueda doble en los
extremos.
Eje trídem: Es aquel constituido por tres ejes sencillos con rueda doble en los
extremos.
Vehículos livianos: Son aquellos de menos de 5 toneladas de capacidad tales
como automóviles, camiones, camperos, etc.
Vehículos comerciales: Son aquellos de más de 5 toneladas de capacidad tales
como camiones, buses, remolques, etc.
Volumen de tránsito: Es el número de vehículos que circulan en ambas
direcciones por una sección de vía durante un periodo específico de tiempo. Este
puede ser horario, diario, semanal, etc.
Tránsito promedio diario: Es el volumen de tránsito durante un periodo de
tiempo, divido por el número de días del periodo. Abreviadamente se denota como
65
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TPD. Según el periodo utilizado para medir el volumen de transito, el TPD puede
ser anual, mensual o semanal, denominándose TPDS, TPDM, y TPDS,
respectivamente.
Tránsito existente: es aquel que presenta la vía antes de ser pavimentada como
ruta alterna, afluyendo a ella a través de otras vías ya existentes.
Tránsito generado en una vía nueva o mejorada: Es el volumen de transito que
resulta como consecuencia del desarrollo, económica y social de la nueva zona
de influencia.
Tránsito inducido: Es la suma del tránsito atraído y generado
9. DESARROLLO PRÁCTICO DEL PROYECTO
9.1Estudio del tránsito
Proyección del tránsito y cálculo del número de ejes equivalentes en el periodo de
diseño para el tramo comprendido entre el hospital San Joaquín del Barrio Cuba y
el colegio Carlos Eduardo Vasco de la ciudad de Pereira.
En el siguiente proceso se calcula el número acumulado de ejes equivalentes de
8.2 Ton (80 KN) en el periodo de diseño utilizando los datos de la series históricas
y composición de vehículos dados por el Instituto Nacional de Vías de la vía
Pereira-Alcalá (estación de conteo # 435). Anexo 10
66
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9.1.1 Definición de la categoría de la vía.
El criterio de selección del período de diseño se basa en la tabla 2.1 del manual de
Diseño de Pavimentos Asfalticos en Vías de Medios y Altos Volúmenes de
Transito. Las vías se clasifican como se muestra a continuación en la tabla 10:
Tabla 10 Categoría de las vías
CATEGORIA DE LA VIA
Descripción
Importancia
I
II
III
IV
Autopistas
Colectoras
Caminos
Pavimentos
interurbanas,
interurbanas,
rurales con
especiales e
caminos
caminos
tránsito
innovaciones
interurbanos
rurales e
mediano,
principales
industriales
caminos
principales
estratégicos
Importante
Poco
Importante a
importante
poco
Muy
importante
importante
Tránsito
Mayor de
1000-10000
promedio diario 5000
Menor de
Menor de
1000
10000
Fuente: Manual de Diseño de Pavimentos Asfálticos en Vías con Medios y Altos
Volúmenes de Tránsito
El tramo comprendido entre el hospital San Joaquín del Barrio Cuba y el colegio
Carlos Eduardo Vasco pertenece a la categoría II.
67
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9.1.2 Periodo de Diseño
De acuerdo a la clasificación anterior el tramo comprendido entre el hospital San
Joaquín del Barrio Cuba y el colegio Carlos Eduardo Vasco pertenece a la
categoría II. Por lo tanto le corresponde un periodo de diseño de 15 años tabla 11
(Manual de Diseño de Pavimentos Asfalticos en Vías con Medios y altos
Volúmenes de Tránsito del INVIAS).
Tabla 11 Periodo de diseño estructural recomendado
Categoría de la vía
Periodo de diseño (P.D.E) años
Rango
Recomendado
I
10-30
20
II
10-20
15
III
10-20
10
Especiales
7-20
10-15
Fuente: Manual de Diseño de Pavimentos Asfalticos en Vías con Medios y altos
Volúmenes de Transito del INVIAS
9.1.3 Tránsito
Para el análisis se utiliza la información de la serie histórica de los últimos 13 años
proporcionada por el INVIAS. La serie histórica correspondiente a la vía PereiraAlcalá se encuentra en el anexo 10.
68
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 Calculo del tránsito con nivel de confianza
La siguiente tabla representa la serie histórica para la vía Pereira-Alcalá tomada
del INVIAS, la cual contiene el TPDS desde el año 1994 hasta el año 2006, con su
respectiva distribución en porcentaje de autos, buses y camiones.
Tabla 12 Información general serie histórica del tránsito vía Pereira-Alcalá
PORCENTAJES DE CAMIONES
AUTOS
BUSES
CAMIONES
C-2P
C-2G
C-3-4
C-5
>C5
AÑO
TPDS
%A
%B
%C
71.15
24.19
4.1
0.11
0.45
1994
906
72
14
14
90.24666
30.682596
5.187756
0.13952
0.5707
1995
1284
75
16
9
82.22094
27.953964
4.726404
0.12711
0.5200
1996
1057
81
7
12
90.24666
30.682596
5.187756
0.13952
0.5707
1997
1390
74
16
10
98.8985
33.6241
5.6851
0.1529
0.6255
1998
1418
80
9
11
110.9797
37.731562
6.379582
0.17157
0.7019
1999
1746
76
11
13
161.4962
54.906462
9.283482
0.24967
1.0214
2000
1545
83
5
12
131.9121
44.84826
7.58286
0.20394
0.8343
2001
2015
76
12
12
172.0407
58.49142
9.88962
0.26598
1.0881
2002
2208
65
13
22
345.6182
117.505344
19.86758
0.53433
2.1859
2003
2006
76
8
16
228.3630
77.640224
13.12726
0.35305
1.4443
2004
2160
71
14
15
230.526
78.3756
13.2516
0.3564
1.458
2005
1586
73
11
16
180.5502
61.384544
10.37878
0.27913
1.1419
2006
2010
64
18
18
257.4207
87.51942
14.79762
0.39798
1.6281
Fuente: Series históricas Instituto Nacional de Vías 2005, anexo 10
 Cálculo del tránsito equivalente en cada año
El tránsito equivalente esta dado por la siguiente expresión:
ñ
=
∗
% ∗
+%
(%
∗
⋯ %
∗
)
100
69
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Los factores daño constituyen el máximo o mínimo daño que un tipo de vehículo
causa a un pavimento, representando así, el número de veces que pasa el eje
normalizado de 8.2 toneladas (80 KN) por cada pasada del tipo de vehículo
considerado. Estos se obtienen de la tabla 3.5 del Manual de Diseño de
Pavimentos Asfalticos en Vías con Medios y Altos Volúmenes de Tránsito.
Tabla 13 Factor de daño (FD)
FACTOR DE
DAÑO (FD)
TIPOS DE
VEHÍCULO
VACÍO
CARGADO
AUTOS
0
0
BUS GRANDE
0
1
C-2P
0.01
1.01
C-2G
0.08
2.72
C-3-4
0.24
3.72
C-5
0.25
4.88
>C5
0.26
5.23
Fuente: Manual de diseño de pavimentos asfálticos en vías con medios y altos
volúmenes de tránsito del INVIAS
En la siguiente tabla 14 se exponen los valores del tránsito equivalente diario para
los años restantes de la serie histórica, los cuales se utilizaran para realizar los
cálculos correspondientes.
70
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Tabla 14 Tránsito equivalente diario Yi observado
Tránsito equivalente diario (Yi observado)
año
conversión (8,2t eje simple)
1994
377.4381642
1995
413.4482138
1996
324.5881642
1997
523.3504651
1998
506.5886201
1999
994.5517969
2000
612.658027
2001
1152.505609
*2002
3962.476451
2003
1765.081674
2004
1937.541868
2005
1177.484981
2006
2400.731068
Fuente: Autores
 Análisis de regresión del tránsito equivalente definitivo
El análisis gráfico se realiza con los datos obtenidos del tránsito equivalente
diario utilizando una regresión de tipo lineal para determinar el comportamiento
del tránsito. Se utiliza la regresión lineal debido a que esta proporciona un
análisis más preciso.
71
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Figura 6 Gráfica del análisis de regresión del tránsito equivalente (modelo de
regresión)
TRÁNSITO EQUIVALENTE DIARIO
Regresión lineal series históricas
3000
y = 180,09x - 94,987
R² = 0,9432
2500
2000
1500
Series1
1000
Lineal (Series1)
500
0
0
5
10
AÑOS SERIES HISTÓRICAS
15
Fuente: Autores
La gráfica nos muestra que la regresión dada por el modelo refleja el mejor
comportamiento del tránsito equivalente diario en el tiempo.
 Selección del modelo factible de crecimiento del tránsito
La selección el modelo lineal se hizo teniendo en cuenta los coeficientes
estadísticos que proporciona el mismo. El análisis muestra la siguiente
ecuación Y=180.09X-94.987 con un coeficiente R2=0.94, dicho valor de R2 nos
brinda un grado de aceptación bastante importante debido a que este se
acerca a 1, esto indica que el grado de confiabilidad del modelo será mayor.
72
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 Estimación del tránsito proyectado para el período de diseño, en el
carril de diseño.
La expresión para el cálculo del error estándar es la siguiente:
=
∑
´
(
−
´−2
)
Donde; el Yi del modelo para cada año relativo se calcula con la ecuación del
modelo seleccionado. Por ejemplo: Y=180.09 (1)-94.987=85,11. De esta manera
se obtienen todos los valores para cada año relativo.
Tabla 15 Tránsito equivalente diario estimado por el método asumido
año
año
Yi
relativo
modelo
1994
1
85.11
1995
2
265.2
1996
3
445.29
1997
4
625.38
1998
5
805.47
1999
6
985.56
2001
8
1345.74
2003
10
1705.92
2004
11
1886.01
2006
13
2246.19
Fuente: Autores
73
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 Comparación de tránsito equivalente diario estimado y el tránsito
observado en el período de la serie histórica, cálculo de las
diferencias de tránsitos en cada año, y determinación de la sumatoria
de las diferencias al cuadrado de los tránsitos.
Tabla 16 Comparación de transito equivalente diario
año
año
Yi
Yi
relativo observado modelo
(Yi-Yi
modelo)2
1994
1
377.43816
85.11
85455.75556
1995
2
413.44821
265.2
21977.5329
1996
3
324.58816
445.29 14568.93318
1997
4
523.35047
625.38 10410.02598
1998
5
506.58862
805.47 89330.07925
1999
6
994.5518
985.56 80.85241191
2001
8
1152.5056 1345.74 37339.52983
2003
10
1765.0817 1705.92 3500.103724
2004
11
1937.5419 1886.01 2655.533403
2006
13
2400.7311 2246.19 23882.94169
∑
289201.2879
Fuente: Autores
Por lo tanto el valor del error estándar será el siguiente:
=
289201.2879
8
= 190.1319568
74
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 Calculo del error estándar en la predicción del tránsito, error de
pronostico (
(
)j año por año en el periodo de diseño.
) =
∗
(
∑
´
− )
(
− )
+
1
´
 Determinación del año medio de la serie histórica
El valor promedio o año promedio esta dado por la siguiente expresión:
=
∑ ´( ú
ñ
=
ó
( ú
ñ
+
+ ….+
)
)
= .
 Cálculo de la sumatoria de las diferencias al cuadrado de cada año de
la serie histórica y el año medio de dicha serie histórica.
−
75
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Tabla 17 Cálculo de la sumatoria de la diferencia entre el valor de cada año
de la serie y el valor promedio al cuadrado
año
(Xi-X)2
1
28.09
2
18.49
3
10.89
4
5.29
5
1.69
6
0.09
8
2.89
10
13.69
11
22.09
13
44.89
Σ
148.1
Fuente: Autores
Luego de haber obtenido todas las variables, se reemplaza en la ecuación y se
obtiene el error de pronóstico para cada año del diseño. Este estudio posee una
proyección de 15 años.
76
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Tabla 18 Valores de error de pronóstico para cada año del periodo de
proyección
año pronos
(Xj-X)2
σ pronóstico
20
187.69
222.3259221
21
216.09
237.4048325
22
246.49
252.5499538
23
278.89
267.7500507
24
313.29
282.996265
25
349.69
298.281525
26
388.09
313.6001214
27
428.49
328.947397
28
470.89
344.3195168
29
515.29
359.7132958
30
561.69
375.1260675
31
610.09
390.5555834
32
660.49
405.9999344
33
712.89
421.4574896
34
767.29
436.9268477
35
823.69
452.4067978
Fuente: Autores
 Cálculo de los valores de corrección Cj para el tránsito equivalente
proyectado en cada uno de los años del periodo de diseño Nj, con
base en el nivel de confianza deseado.
=(
) ∗
El Zr se obtiene del nivel de confiabilidad, el cual para este proyecto es del 75%.
Por lo tanto tenemos que el valor de Zr=0.674.
77
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Tabla 19 Valores de corrección Cj para el tránsito equivalente proyectado en
cada uno de los años del periodo de diseño
año
σ pronóstico
Zr
Cj
20
222.3259221
0.674
149.847672
21
237.4048325
0.674
160.010857
22
252.5499538
0.674
170.218669
23
267.7500507
0.674
180.463534
24
282.996265
0.674
190.739483
25
298.281525
0.674
201.041748
26
313.6001214
0.674
211.366482
27
328.947397
0.674
221.710546
28
344.3195168
0.674
232.071354
29
359.7132958
0.674
242.446761
30
375.1260675
0.674
252.834969
31
390.5555834
0.674
263.234463
32
405.9999344
0.674
273.643956
33
421.4574896
0.674
284.062348
34
436.9268477
0.674
294.488695
35
452.4067978
0.674
304.922182
pronos
Fuente: Autores
 Cálculo del número de ejes equivalentes de 80 kN diarios, corregidos
por confiabilidad, en cada uno de los años del período de diseño (N’j).
=
+
78
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Para obtener el valor de Nj se utilizó la ecuación que se obtuvo al hacer la
regresión en el análisis estadístico de la serie histórica, Nj=180.09* (año
pronostico)-94.987.
Tabla 20 Valores de Nj para cada año pronóstico
año
Cj
Nj
N´
20
149.8476715
3506.813
3656.66067
21
160.0108571
3686.903
3846.91386
22
170.2186688
3866.993
4037.21167
23
180.4635342
4047.083
4227.54653
24
190.7394826
4227.173
4417.91248
25
201.0417479
4407.263
4608.30475
26
211.3664819
4587.353
4798.71948
27
221.7105456
4767.443
4989.15355
28
232.0713544
4947.533
5179.60435
29
242.4467614
5127.623
5370.06976
30
252.8349695
5307.713
5560.54797
31
263.2344632
5487.803
5751.03746
32
273.6439558
5667.893
5941.53696
33
284.062348
5847.983
6132.04535
34
294.4886953
6028.073
6322.5617
35
304.9221817
6208.163
6513.08518
Σ
81352.9117
pronos
Fuente: Autores
Luego de tener el cálculo del número de ejes equivalentes de 80 kN diarios,
corregidos por confiabilidad, en cada uno de los años del período de diseño (N’j),
79
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graficamos para observar la tendencia seguida por el tránsito equivalente diario
del período de diseño. (Fig 7)
Figura 7 Tránsito equivalente diario del período de diseño con confiabilidad
7000
y = 180,09x - 94,987
R² = 0,9432
proyeccion con
confiabilidad de 75%
6000
5000
4000
Series1
Series2
3000
Lineal (Series1)
2000
1000
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Fuente: Autores
 Cálculo del número de ejes equivalentes de 80 KN acumulados en el
carril de diseño durante el período de diseño, por concepto de la
componente normal del tránsito.
Este cálculo se hace mediante la siguiente ecuación:
ñ
=
∗
´ ∗
∗
Donde:
N´: número de ejes equivalentes de 80 kN diarios, corregidos por confiabilidad, en
cada uno de los años del período de diseño.
Fd: factor direccional, se adopta según el ancho de la calzada. (tabla 2.5 Manual
de Bajos Volumenes INVIAS).
80
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Fc: Factor de distribucion de carril, el cual esta en función del número total de
carriles en cada dirección.( Manual de Bajos Volumenes INVIAS)
Para el cálculo tenemos los siguientes valores:
-
Ancho de carril 6.5m
-
Fd= 0.5
-
Fc= 1
N80 KN carril de diseño normal= 365* 81352.9117* 0.5 * 1
N80 KN carril de diseño normal= 14846906.4
Este valor equivale a 14846906.4 ejes de 80KN en el carril de diseño por el
periodo de diseño.
9.2Análisis funcional
Esta evaluación abarca la inspección visual, el inventario de fallas su evaluación y
cuantificación. Su objetivo fundamental es determinar daños relevantes en la
inspección, tales como daños en la superficie, desniveles, grietas, deterioro de
juntas, sello de juntas, huecos, drenajes e igualmente arreglos y reparaciones.
9.2.1 Inspección visual del pavimento
La metodología utilizada para la inspección visual es el Índice de Condición del
Pavimento PCI, la cual se utilizó en el tramo comprendido entre el K0+000
(Hospital San Joaquín del Barrio Cuba) y el K1+250 (Colegio Carlos Eduardo
Vasco), de la ciudad de Pereira; la cual es descrita a continuación.
81
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Se realizó un recorrido general del tramo de la vía observando ambos carriles,
para determinar las distintas fallas superficiales, daños, severidad, examinados
según la metodología PCI, para así poder realizar la planeación de los estudios
tanto
estructurales
como
funcionales.
Con
anticipación
se
realizó
una
sectorización, que depende principalmente del tipo de vía y capa de rodadura tal
como se estipula en el manual PCI.
En este sector la vía tiene un ancho promedio de 6.5 m; para utilizar la
metodología PCI se emplearon unidades de muestreo de 50 m de longitud. Se
modifico la unidad de muestreo debido al alto flujo de transito, con el fin de agilizar
el proceso de toma de datos y proteger la integridad humana de los autores. En la
tabla Nº21 se presentan algunas relaciones longitud–ancho de calzada
pavimentada.
Tabla 21 Longitud de unidades de muestreo asfáltica
Fuente: Índice de Condición del Pavimento (PCI)
El índice de condición del pavimento (PCI) es un índice numérico que varía desde
cero (0), para un pavimento fallado o en mal estado, hasta cien (100) para un
82
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pavimento perfecto21. En la tabla Nº22 se muestra los rangos de calificación del
PCI con la correspondiente descripción cualitativa de la condición del pavimento.
Tabla 22 Rangos de calificación del PCI
FUENTE: índice de Condición del Pavimento (PCI)22
Luego de tener la primera etapa que corresponde al trabajo de campo, se procede
a diligenciar el formato del mismo manual referente a pavimento flexible, estos se
encuentran en el anexo2.
21
22
Vasquez Varela, Luis Ricardo. Ingepav. Pavement Condition Index (PCI). Manizales, Febrero 2002
Ibídem
83
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FORMATO 1: Longitudes de unidades de muestreo asfálticas.
Fuente: Índice de Condición del Pavimento (PCI).23
La información de los daños obtenidos mediante la inspección visual se utilizó
para calcular el índice de condición del pavimento. Este cálculo puede ser manual
o computarizado y se basa en los valores “deducidos” de cada daño, de acuerdo
con la cantidad y gravedad reportadas
23
Ibídem
84
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Luego de tener la información de los formatos de inspección visual, esta fue
procesada mediante el procesador automático de datos para el cálculo del PCI,
obteniendo así la clasificación final para las fallas presentes en las diferentes
secciones, en las cuales fue dividido el tramo de estudio. En la siguiente figura N°8
se observa un modelo del formato arrojado por este procesador automático.
Figura 8 Formato de clasificación PCI
Fuente: Índice de Condición del Pavimento (PCI)24
24
Ibídem
85
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Tomando como base los resultados arrojados por el software unalPCIA respecto a
la clasificación del pavimento existente y basados en la metodología PCI, la vía
está en un rango entre (0 fallado a 25 malo), precisamente con un valor de 17
(muy malo). A continuación se presenta un resumen de la clasificación obtenida
mediante la metodología del índice de condición del pavimento PCI para cada
unidad de muestreo de 50 m.
Figura 9 Calificación por tramos según PCI
Fuente: Autores
Figura 10 Rango de calificación
CLASIFICACION
RANGO
EXCELENTE
100 – 85
MUY BUENO
85 – 70
BUENO
70 – 55
REGULAR
55 – 40
MALO
40 – 25
MUY MALO
25 – 10
FALLADO
10 – 0
Fuente: autores
86
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Como se puede observar la carpeta de rodadura se encuentra en condiciones muy
malas presentando fallas de tipo estructural como piel de cocodrilo, grietas de
borde, huecos.
9.3 Índice de regularidad internacional (I.R.I)
Las deformaciones superficiales en los pavimentos es una de las únicas
características que el usuario alcanza a detectar.Estas deformaciones hacen que
la circulación se vuelva incomoda, insegura y antieconómica para los vehículos.
Existen varias técnicas e intrumentos para medir la regularidad superficial de los
pavimentos, los cuales varia unos de otros en la presición y rapidez para la
obtención de los resultados. Debido a la limitación para el desarrollo de la
nivelación del terreno con instrumentos que arrojan datos confiables del perfil real
de la superficie del pavimento, en el tramo se utilizó el método mira-nivel
correspondiente a sistemas de nivelación de precisión de la topografía clásica, los
cúales determinan el perfil real de la superficie del pavimento.
El tramo seleccionado para realizar la nivelación fue determinado por medio de la
inspección visual, donde se tuvo en cuenta un tramo que no presentara
variaciones bruscas en la superficie de la capa de rodadura o fallas en el estado
del pavimento que altere el valor del IRI. El tramo analizado está comprendido
entre la abscisa K0+054 y el K0+154.
87
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Para determinar el Indice de Rugosidad Internacional del sector se introdujeron las
lecturas obtenidas en campo en el programa computacional IRI, elaborado por el
Instituto Nacional de Vias de la Universidad Del Cauca.
Para el análisis se determinó un delta de 25 cm para el tramo seleccionado. Las
lecturas correspondientes a la cartera del método mira y nivel son mostradas en el
anexo 3.
Tabla 23 Determinación del delta de trabajo
Longitud
154 m
tramo:
Delta X:
IRI:
0.25 m
4.17 m/Km
Fuente: Autores
Gráfica 1 Perfil del tramo en estudio
PERFIL TRAMO ESTUDIADO
2000
COTAS
1500
1000
500
0
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
ABSCISAS
88
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9.3.1 Análisis de resultados
El dato obtenido a partir de la nivelación realizada y el procesamiento en el
programa IRI es de 4,17 m/Km, con este valor se obtienen parámetros indirectos
como el índice de servicio de la vía, que es la habilidad que tiene el pavimento
para permitir un buen manejo y comodidad a los automotores. Se realiza la
cuantificación con el PSR “preset servicibility rating”, donde se encuentra el rango
de clasificación:
Tabla 24 Clasificación de la serviciabilidad de la vía de acuerdo al ISP
ISP
Calificacion
0-1
Muy pobre
1-2
Pobre
2-3
Aceptable
3-4
Buena
4-5
Muy buena
Fuente: Guía metodológica para el diseño de obras de rehabilitación INVIAS
Como se debe clasificar la zona para obtener la nivelación y determinación del IRI,
se correlacionó directamente el “índice de servicio presente” (ISP) con la
rugosidad, teniendo en cuenta que en la fórmula que define el ISP, las
irregularidaes en el perfil longitudinal constituyen el factor dominante, mientras que
los otros deterioros tienen poca significación en el valor del mismo.
=5∗
(
.
∗
)
89
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Donde:
ISP=Índice de Servicidad Presente.
IRI= Índice de Rugosidad Internacional.
e=base de los logaritmos neperianos.
Aplicando esta ecuación tenemos que el índice de servicio presente es igual a
2.36, el cual determina un grado de clasificación en cuanto a la servicibilidad de la
vía como aceptable, coincidiendo solo para el tramo entre las abscisas (K0+054 y
el K0+154) con la evaluación del PCI con una calificación aceptable.
Se tiene presente que el ISP o el IRI es una medida indirecta y funciona como un
indicador de la condición del pavimento, esto afecta la comodidad de los usuarios
en tanto a la circulación como los costos de operación vehícular.
A lo largo del tramo se observó que el perfil del sector presenta cambios bruscos
verticales, esto se debe a fallas, principalmente como la piel de cocodrilo,
corrugación, grieta de borde, parcheo, pulimiento de agregado, huecos y
ahuellamiento, indicando un gran deterioro del pavimento.
9.4 Evaluación de las condiciones de drenaje
9.4.1 Análisis de las condiciones de drenaje
La buena condición de un pavimento dependerá en gran parte del estado de las
obras de drenaje, debido a esto se tiene que, cuanto más se evite la penetración
del agua a la estructura y además ocurra un buen drenaje superficial evacuando el
90
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agua eficientemente, se podrá asegurar un excelente funcionamiento del
pavimento.
En la evaluación del estado del drenaje se observó que la mayoría de estas
presentaban obstrucciones, con residuos de toda clase como escombros,
maderas, plásticos, material lavado de la vía, entre otros. Las pocas obras de
drenaje encontradas a lo largo del tramo están construidas en concreto y
básicamente son cunetas y alcantarillas. El sistema de drenaje está basado en
casi toda la longitud del tramo por el bombeo proporcionado por la vía.
La calificación de las condiciones del drenaje se realizó con base a la guía
metodológica para el diseño de obras de rehabilitación de pavimentos asfálticos
de carreteras (INVIAS).
 Drenaje adecuado: cuando la infraestructura de drenaje superficial y/o
subterráneo existe se considera adecuada y suficiente, ha gozado de un
buen mantenimiento y por consiguiente las degradaciones presentes en la
calzada no son imputables de las deficiencias del sistema de drenaje.
 Drenaje regular: cuando el mantenimiento del sistema de drenaje ha sido
deficiente y existente evidencia que esta situación ha contribuido al estado
de deterioro de la calzada.
 Drenaje Inadecuado: cuando la infraestructura del drenaje superficial y/o
subterráneo existente se juzga insuficiente y además no ha gozado de un
mantenimiento adecuado, circunstancias que han inducido fallas y
91
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acelerado el proceso de deterioro de las degradaciones presentes en la
calzada.
9.4.2 Inventario y calificación de obras de drenaje existentes para el tramo
Hospital San Joaquín del Barrio Cuba-Colegio Carlos Eduardo Vasco en la
ciudad de Pereira.
La siguiente información es un inventario de las obras de drenajes existentes en el
tramo de estudio. Esta calificación del estado de drenaje se hizo paralelamente
con la inspección visual del pavimento. (PCI)
Tabla 25 Inventario de obras de drenaje existentes
OBRAS DE DRENAJE
Abscisa
Carril Funcionalidad
Observación
Calificación
K0+000-K0+050
I
Inadecuado
cuneta en estado malo
2.5
K0+050-K0+100
I
Inadecuado
cuneta mal estado
3.0
K0+100-K0+150
I
Regular
cuenta estado regular
3,5
K0+150-K0+200
I
Inadecuado
Sumidero tapado
2.0
K0+200-K0+250
I
Regular
Cuneta tapada falta limpieza
3.5
K0+250-K0+300
I
Regular
Cuneta Falta un poco de limpieza
3.5
K0+330
D
Inadecuado
Alcantarilla tapada
2.0
K0+300-K0+350
IyD
Inadecuado
Cuneta Tapada
2.0
92
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K0+350-K0+400
I
Regular
Tapado falta limpieza
3.5
K0+400-K0+450
I
Inadecuado
Cuneta Mal estado
2.0
K0+450-K0+500
I
Inadecuado
Cuneta Mal estado
2.0
K0+500-K0+550
I
Inadecuado
Cuneta Mal estado
2.0
K0+550-K0+600
D
Regular
Cuneta Falta de limpieza
3.5
K0+600-K0+650
D
Regular
Cuneta Falta de limpieza
3.5
K0+650-K0+700
I
Inadecuado
Cuneta En mal estado
3.0
K0+700-K0+750
D
Regular
Cuneta En estado regular
3.5
K0+750-K0+800
D
Inadecuado
Cuneta en estado regular
2.5
K0+800-K0+850
D
Regular
Cuneta Tapada
3.5
K0+850-K0+900
D
Inadecuado
Cuneta En mal estado
2.0
K0+900-K0+950
D
Inadecuado
Cuneta En mal estado
2.0
K0+950-K1+000
I
Inadecuado
Cuneta Mal estado
2.0
K1+050-K1+100
D
Regular
Cuneta Tapado con escombros
3.5
K1+100-K1+150
D
Regular
Cuneta En estado regular
3.5
K1+150-K1+200
D
Inadecuado
Cuneta Tapado
2.0
K1+200-K1+250
IyD
Inadecuado
Cuneta Falta de limpieza
3.0
ESTADO DEL DRENAJE INADECUADO
2.7
Fuente: Autores
93
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La calificación de las condiciones de drenaje según “guía metodológica para el
diseño de obras de rehabilitación de pavimentos asfálticos de carreteras INVIAS”
es una condición del drenaje mala.
9.5 Evaluación de la señalización vial
9.5.1 Señalización vertical
El diseño de la señalización vertical se realizó con base al manual INVIAS,
haciendo un recorrido por todo el tramo de estudio, aplicando toda la normatividad
del manual de señalización teniendo en cuenta el distanciamiento longitudinal y la
ubicación lateral mínima.
El inventario que se muestra a continuación ilustrara las señales utilizadas en la
vía teniendo en cuenta la abscisa donde estará ubicada y su significado. De
acuerdo con la velocidad de diseño el distanciamiento longitudinal será de 30m y
la ubicación lateral mínima de 1.80m de distancia medida entre el borde de la
calzada y el extremo interior de la señal.

SR-30 velocidad máxima
Ubicación de la señal reglamentaria en las abscisas K0+000, K0+200, K0+600,
K0+800, K1+200, en el sentido NW-SE y en las abscisas K0+900, K0+700,
K0+400, K0+150, en el sentido SE-NW.
94
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Figura 11 Señal vertical SR-30 velocidad máxima

Prohibido girar a la derecha
Ubicación de señal reglamentaria en la abscisa K0+022, en el sentido SE-NW.
Figura 12 Señalización vertical SR-08 prohibido girar a la derecha
Estas señales se emplearan para notificar al conductor la prohibición de girar a la
derecha.

Resalto
Ubicación de señal preventiva en la abscisa k0+100 en sentido NW-SE
95
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Figura 13 Señalización vertical SP-25 resalto
Esta señal de empleara para advertir al conductor la proximidad a una
protuberancia transversal en la superficie de la vía, que puede causar daños o
desplazamientos peligrosos o incontrolables del vehículo. Debe removerse una
vez cesen las condiciones que obligaron a instalarla. También podrá utilizarse
para la señalización de reductores de velocidad tipo bandas sonoras, descritos en
el manual. Deberá complementarse con la señal reglamentaria SR-30 velocidad
máxima, para disminuir gradualmente la velocidad de circulación, una vez se va
acercando al resalto.

Vía lateral derecha
Ubicación de señal preventiva en las abscisas k0+341 en sentido NW-SE, K0+975
en sentido NE-SW, en las abscisas, K0+837, K1+089, K1+190 en el sentido SWNE.
Figura 14 Señal vertical SP-13 vía lateral derecha
96
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Estas señales de emplean para advertir al conductor la proximidad a un empalme
o desvió por el lado izquierdo o derecho, de la calzada, en la que hay transito en
los dos sentidos, formando un ángulo aproximado de 90°.
9.5.2 Señal vertical izquierda
Ubicación de señal preventiva en la abscisa K0+360 en el sentido SE-NW y en la
abscisa K0+828 EN SENTIDO NE-SW.
Figura 15 Señal vertical SP-12 vía lateral izquierda

Pare
Ubicación de señal reglamentaria en la abscisa K0+780, en el sentido SW-NE
Figura 16 Señal vertical SR-01 pare
Esta señal se emplea para notificar al conductor que debe detener completamente
el vehículo y solo reanudar la marcha cuando pueda hacerlo en condiciones que
97
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eviten totalmente la posibilidad de accidente, especialmente en los siguientes
casos
1) En la intersección con una vía de mayor jerarquía.
2) En el cruce a nivel de una calle o carretera con un ferrocarril.
3) En la intersección de una calle con una carretera.
4) En la intersección de dos vías, en la cual la prelación de paso no está
definida.
5) En los retenes de tránsito, policía, aduana entre otros y en las estaciones
de peaje.
6) En cualquier tipo de intersección donde la combinación de altas
velocidades, distancia de visibilidad restringida, registro de accidentes.
Hace detener el vehículo completamente para evitar accidentes.
9.5.3 Señalización horizontal
Para el diseño de la señalización horizontal se realizó con base al manual de
señalización INVIAS, el desarrollo del diseño se hizo haciendo un recorrido por
todo el tramo y aplicando toda la normatividad del manual, definiendo así el tipo de
señalización horizontal a colocar según su clasificación.
98
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1. Líneas centrales
Las líneas centrales serán demarcadas a lo largo de todo el tramo de la vía, desde
la abscisa K0+000 hasta la abscisa K1+250. Para esta demarcación se tiene en
cuenta las siguientes especificaciones según el manual de INVIAS. (Fig. N°17)
 Se emplearán estas líneas de color amarillo, para indicar el eje de una
calzada con tránsito en los dos sentidos y de color blanco para separar
carriles de tránsito, en el mismo sentido.
 Para vías secundarias o de jerarquía superior, dentro del perímetro urbano
de las poblaciones. Por lo tanto el tramo de vía si cumple, debido a que se
encuentra dentro de este parámetro y por consiguiente se demarcara con
las condiciones descritas anteriormente.
Tendrán las siguientes dimensiones:

Longitud de segmento pintado 3m

Segmento de espacio sin pintar 5m
2. Líneas de borde de pavimento
Las líneas de borde serán demarcadas a lo largo de todo el tramo de la vía,
abscisa K0+000 hasta K1+250. En Todas las vías urbanas y rurales que no
cuenten con sardineles, se debe delimitar el borde del pavimento para impedir el
tránsito de vehículos por la berma. Esta línea separa la berma del carril de
circulación, indicando el borde exterior del pavimento, está formada por una línea
blanca continua de 12cm de ancho. (fig.17)
99
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Figura 17 Señalización horizontal líneas centrales y de borde
La señalización de las zonas escolares en el tramo de estudio se encuentra muy
deteriorada, por lo cual es necesario diseñarlas de nuevo. Las zonas escolares
están ubicadas en las abscisas K0+637 sentido NW-SE y K1+250 sentido NE-SW.
El diseño de ambas demarcaciones se hizo con base al manual de INVIAS. (Fig.
N°18)
100
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Figura 18 Señalización horizontal zona escolar
9.6 Estudio geotécnico
El propósito del estudio geotécnico, fue el de determinar el comportamiento físicomecánico de la subrasante y la estructura que conforman actualmente el
pavimento del tramo de estudio.
9.6.1 Geotecnia preliminar
Para el estudio geotécnico, se realizaron sondeos en puntos estratégicos del
tramo comprendido entre el hospital San Joaquín del Barrio Cuba y el Colegio
Carlos Eduardo Vasco, teniendo en cuenta la topografía y donde el suelo
posiblemente fuera variable. Se concertaron 4 sondeos al lado del borde de la
calzada, con el fin de no obstaculizar el flujo vehicular. Con las muestras obtenidas
de los sondeos, se registraron los espesores del pavimento de los diferentes
101
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puntos y se tomaron muestras a profundidades de 1m y 1.5m. El material extraído
se utilizó para determinar la humedad natural del suelo subrasante, límites de
Atterberg, características y condiciones de consistencia de la capa de apoyo.
Tabla 26 Ubicación de los sondeos
ABCISA
SONDEO
SENTIDO
NOROESTE –
K0+100
1 SURESTE
NOROESTE –
K0+400
2 SURESTE
NOROESTE –
K0+700
3 SURESTE
NORESTE -
K1+000
4 SURESTE
Fuente: Autores
Se realizó un apique en el borde de la calzada con la finalidad de no obstruir el
tránsito. Se tomaron muestras de la base y de la subrasante, para ser analizadas
en el laboratorio de la Universidad Libre Seccional Pereira.
Tabla 27 Ubicación de apique
ABCISA
APIQUE
SENTIDO
NOROESTE -
K0+700
1 SURESTE
Fuente: Autores
102
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9.6.2 Perfil Estratigráfico
De las perforaciones realizadas se determinó la extensión de los diferentes tipos
de suelo, la forma como está dispuesto en capas, y se realizó el perfil estratigráfico
para cada sondeo y apique, en general los perfiles obtenidos de las muestras
extraídas, nos muestra una carpeta asfáltica con espesor de 10 cm y una capa
granular con material de río de una altura que oscila entre 30 cm y 40 cm como se
muestra a continuación:
El color del suelo se determinó con base a la carta de colores de Munsell
SONDEO 1
Abscisa
K0+100
Prof.
(m)
-1.0
Perfil
Prof.(m)
Descripción de campo
0.0-0.1
Rodadura = 10 CM
0.1-0.5
base granular bien gradada de rio
0.5-1.0
Limo arcilloso
Elástico
1.0-1.5
-1.5
Limo arcilloso
Ceniza volcánica.
Color grisáceo
Fuente: Autores
103
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SONDEO 2
Abscisa
K0+400
Prof.
(m)
Perfil
-1.0
Prof.(m)
Descripción de campo
0.0-0.1
Rodadura = 10 CM
0.1-0.5
base granular bien gradada de rio
0.5-1.0
Limo inorgánico
Elástico
1.0-1.5
-1.5
Limo inorgánico
Ceniza volcánica.
Color café amarilloso
Fuente: Autores
SONDEO 3
Abscisa
K0+700
Prof.
(m)
Perfil
Prof.(m)
0.0-0.1
Descripción de campo
Rodadura = 10 CM
Base granular bien gradada de rio
-1.0
0.5-1.0
Limo inorgánico
Elástico
1.0-1.5
-1.5
Limo inorgánico
Ceniza volcánica.
Color café amarilloso
Fuente: Autores
104
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SONDEO 4
Abscisa
K1+000
Prof.
(m)
-1.0
Perfil
Prof.(m)
Descripción de campo
0.0-0.1
Rodadura = 10 CM
0.1-0.5
base granular bien gradada de rio
0.5-1.0
Limo inorgánico
Elástico
1.0-1.5
-1.5
Limo inorgánico
Ceniza volcánica.
Color café amarilloso
Fuente: Autores
9.6.3Ensayos de laboratorio
Con las muestras obtenidas de los sondeos y apique se realizaron ensayos de
caracterización tales como granulometría y límites de Atterberg, los demás
ensayos para la caracterización de los materiales existentes no se realizaron
debido a la falta de tiempo y recursos necesarios para su elaboración. Los
cálculos y resultados de cada una de las muestras en las distintas profundidades,
ensayos de CBR y humedades se encuentran en el anexo 5.
105
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Figura 19 Pruebas de laboratorio
Fuente: Autores
Para comprender mejor los resultados obtenidos de los ensayos realizados en el
laboratorio, se hace un cuadro comparativo de cada sondeo.
SONDEO 1
SONDEO 1
Profundidad: -0.5 m
Profundidad: -1 m
Humedad natural: 28,26%
Humedad natural: 33,58%
Límite líquido: 42%
Límite líquido: 45.1%
Límite plástico : 31%
Límite plástico : 34.97%
Índice plasticidad: 11%
Índice plasticidad: 10.13%
Clasificación USCS: ML
Clasificación USCS: ML
Fuente: Autores
106
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En el sondeo 1 se observa que la humedad natural del suelo se encuentra muy
cerca al límite plástico, lo cual permite decir que es un material permeable y duro.
Esto da pie para decir que en este punto el drenaje funciona de forma óptima,
protegiendo la superficie de la estructura.
SONDEO 2
Profundidad: -0.5 m
Humedad natural: 71%
Límite liquido: 75.9%
Límite plástico : 62.9%
Índice plasticidad: 12.9%
Clasificación USCS: MH
Fuente: Autores
En este sondeo 2 las muestras de suelo encontradas en las dos profundidades
son iguales, ya que al momento de extraerlas se observó que no había cambio de
color. Por lo tanto solo se realizaron pruebas a la muestra de -0.5m de
profundidad. Los resultados obtenidos indican que en el punto donde se tomó la
muestra necesita que el drenaje funcione correctamente para evitar pérdida de la
capacidad de carga del terreno.
SONDEO 3
Profundidad: -0.5 m
Humedad natural: 83,7%
Límite liquido: 74.3%
Límite plástico : 64.7%
Índice plasticidad: 9.5%
Clasificación USCS: MH
Fuente: Autores
107
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De la misma forma que para el sondeo 2 solo se analizó la muestra a los -0.5m,
debido a que el suelo no presentó cambios a la profundidad de -1.5m, mostrando
un suelo con características homogéneas. En el sondeo 3, además de tomar las
muestras alteradas, se procedió a la extracción de una muestra inalterada para
determinar el CBR de la subrasante. Después de comparar los valores obtenidos
en el laboratorio se concluyó que la humedad natural del suelo se encuentra muy
cercana al límite líquido, por lo que se debe mantener un buen drenaje de la vía,
evitando filtraciones para que no se aumente la humedad natural, provocando
deterioro de la estructura del pavimento.
SONDEO 4
Profundidad: -0.5 m
Humedad natural: 56,77%
Límite liquido: 66.2%
Límite plástico : 49.72%
Índice plasticidad: 16.48%
Clasificación USCS: MH
Fuente: Autores
Para el sondeo 4 encontramos que las muestras correspondientes a las
profundidades -0.5m y -1m son iguales, debido a que en el momento de tomar las
muestras se observó que el suelo nunca cambió de color. De acuerdo con los
resultados del laboratorio se deduce que la humedad natural se encuentra
relativamente cerca al límite plástico, lo cual dice que es un material más
permeable, duro y que existe un drenaje aceptable en el lugar del sondeo.
Todos los límites líquidos encontrados en los sondeos excepto en el sondeo 1,
están por encima del 50% y los valores de índice de plasticidad se encuentran en
el rango de 9% a 16.5%, lo cual indica que son suelos limosos de alta plasticidad.
108
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9.6.3.1 Determinación de CBR de diseño para la subrasante
Para determinar el CBR de diseño se realizó un apique en la abscisa K0+700,
extrayendo una muestra inalterada. Todos los datos fueron calculados a partir de
un ensayo en la máquina multiusos (prensa) en el laboratorio de suelos de la
Universidad Libre Seccional Pereira. Ver anexo 5
A continuación se ilustra el resultado del CBR inalterado a 0.1“y 0.2”, para el
apique seleccionado de la subrasante de la vía.
Tabla 28 Valores de CBR obtenidos en laboratorio
APIQUE
1
CBR SUBRASANTE
0.1"
3.8
0.2"
4.3
Fuente: Autores
De acuerdo con el resultado del ensayo de CBR realizado a la muestra obtenida
del material de la subrasante, se observa que los valores se encuentran por
encima del valor de 3, el cual es un valor mínimo recomendado por algunos
autores para el uso como material de subrasante sin la necesidad de realizar
alguna mejora al suelo. Por lo anterior se puede asegurar que el material del suelo
de la subrasante es adecuado para su función y no requiere de mejoras.
En la excavación del apique en el cual se llegó hasta una profundidad de un metro
y medio, encontramos que la humedad natural es muy elevada con un valor del
94%, esto indica el porqué de los valores tan regulares del CBR.
109
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9.6.3.2 Granulometría
El material que se encontró en la vía se clasifico como una base BG-1 debido a la
calidad y cantidad de material que pasa por los tamices inferiores. Luego de
realizar las curvas granulométricas de cada sondeo se compararon con los límites
inferiores y superiores exigidos por la norma INVIAS en el artículo 330 en la aparte
330.02. En la siguiente tabla 29 se muestra un resumen de la granulometría de
base apoyada en la norma INVIAS E-213.
En el anexo 5 de los formatos 1,3 y 5 se muestra las curvas granulométricas para
la base, de los sondeos realizados.
Tabla 29 Granulometría de bases apoyada en la norma del INVIAS E-213
BASE
Tamiz
ABSCISA
especificaciones INV
(mm)
BG- 1
K0+100
K0+400
K1+000
Lim. Sup.
Lim. Inf.
25.4
97.49%
98.80%
98.56%
100%
70%
19.1
91.90%
89.15%
91.70%
90%
60%
9.5
62.92%
59.18%
48.49%
75%
45%
4.74
37.75%
36.68%
26.24%
60%
30%
2
19.97%
21.66%
13.58%
45%
20%
1.18
8.13%
8.98%
6.49%
30%
10%
0.075
1.03%
1.09%
2.50%
15%
5%
Fuente: Autores
110
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Gráfica 2 Curva granulométrica
Curva Granulométrica para material de base
100%
90%
Porcentaje Pasa (%)
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
100
10
1
0,1
0,01
Tamiz (mm.)
Lim. Sup
Lim. Inf.
k0+100
k0+400
k1+000
Fuente: Autores
La granulometría del material de base en los 3 sondeos indica que el material no
se encuentra dentro de las franjas exigidas por la norma INVIAS en el artículo 330
del numeral 330.2, se observa que están muy próximos a los límites y con
cambios en el comportamiento de la curva principalmente sobre los tamices de
menos abertura.
111
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9.7Análisis estructural
9.7.1 Evaluación deflectométrica
Cuando se trata de rehabilitación de pavimentos asfálticos se debe considerar la
variable de la deflexión, ya que esta permite identificar la deformación elástica que
sufren las estructuras bajo la acción de una carga rodante estándar.
Figura 20 Prueba viga Benkelman
Fuente: Autores
Para la determinación de las medidas deflectométricas se utilizó el sistema de
medida bajo carga estática, donde el equipo que se utilizó fue la viga Benkelman.
Este método de medida tiene como particularidad la no destrucción en el momento
de la prueba (ensayo no destructivo). Para la interpretación de los datos obtenidos
se acudió al programa DEFLEX, programa elaborado por el Instituto de Vías de la
Universidad Del Cauca.
112
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9.7.1.1 Metodología de evaluación
El ensayo se realizó siguiendo los requerimientos de la norma INVIAS I.N.V.E-795,
utilizando el equipo de viga Benkelman. Anexo 7
La determinación de las deflexiones se efectuaron mediante el siguiente
procedimiento:

Se utilizó una volqueta con una capacidad de carga de 6.5 toneladas, con
una carga en el eje trasero de 8.2 toneladas, igualmente las dos llantas del
eje trasero de doce lonas infladas con una presión de 80 Lb/pul2.

Durante el proceso de elaboración de la prueba se conto con la
colaboración de un geotecnista y con el permiso de la secretaría de tránsito
de la ciudad de Pereira. Se hizo indispensable la ayuda de dos personas
más que sirvieron de paleteros para controlar el tránsito y así evitar
accidentes y congestión vial.

Para la toma de las deflexiones se ubicaron las extensiones de la viga
debajo del eje de las llantas y en medio de ellas, se verificaron que los
diales se encontraran en ceros y al moverse la volqueta se procedió a
tomar las lecturas.

los datos obtenidos en el ensayo se procesan mediante el programa
computacional DEFLEX, donde dicho programa arroja datos apreciables
como el coeficiente de variación, deflexión media y la desviación estándar.
113
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9.7.1.2 Análisis de resultados
Para la determinación de la respuesta estructural del pavimento del tramo de la vía
analizada, se caracterizó por medio de las secciones homogéneas, empleando el
método de las diferencias acumuladas de acuerdo a los valores arrojados por el
programa DEFLEX.
El método empleado para la homogenización de los tramos es el de las diferencias
acumuladas, descrito en el apéndice j de la guía de pavimentos AASHTO 1993 y
en el anexo E de la guía metodológica para el diseño de obras de rehabilitación de
pavimentos asfálticos de carreteras. El procedimiento es un trabajo de orden
estadístico y matemático (ver anexo 7); donde Zx está definida como la diferencia
entre el área bajo la curva de respuesta a cualquier distancia y el área total
desarrollada por la respuesta promedio y se dibuja como una función de la
distancia a lo largo del proyecto, teniendo como punto de referencia donde la
curva cambia de signo y así poder clasificar los tramos homogéneos.
 Deflexiones tramo de estudio.
Gráfica 3 Deflexiones para el tramo de estudio
DEFLEXIONES 1/100 mm
Deflexiones para el tramo de estudio
20
15
10
Series1
5
0
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
ABSCISAS
Fuente: autores
114
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En la gráfica de las deflexiones obtenidas por medio del programa computacional
DEFLEX, se observa un comportamiento estable el cual no varía, solo se ve un
pico representativo en la abscisa K0+700 donde la estructura sufre una
deformación elástica significativa. Es importante señalar que el tramo objeto de
estudio posee una gran cantidad de reparaciones de parcheo realizadas a lo largo
de la vida útil de la vía. Este fenómeno en el momento de aplicar la prueba
deflectométrica puede influir en los resultados finales dando valores muy
pequeños que no concuerdan con la inspección visual.
Para realizar análisis estructural del tramo de pavimento se identificaron las
secciones homogéneas, mediante la valoración de todos los parámetros. A
continuación se ilustra el proceso de análisis.
VALOR DE DIFERENCIAS
ACUMULADAS
Gráfica 4 Método de las diferencias acumuladas
Método de las diferencias acumuladas para
la delimitación de unidades homogeneas
2000
0
-2000
-4000
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Series1
ABSCISA
Fuente: Autores
De acuerdo con los datos obtenidos de las gráficas anteriores se puede observar
que todo el tramo de estudio se convierte en homogéneo, esto se debe a que las
deflexiones obtenidas son muy similares a lo largo del tramo. Las lecturas oscilan
en un rango de (4mm/100 y 16mm/100), además la longitud entre cada pico
observados en la gráfica es muy pequeña, por lo tanto al ser tan cortos no amerita
dividirlo en mas de una zona homogénea. Para este análisis se obtuvo un
115
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coeficiente de variación de 59.5%, siendo común encontrar allí fallas tales como
piel de cocodrilo, parcheo con severidades altas y con una deflexión característica
de 12mm para un total de 12 datos analizados.
En el siguiente cuadro se mostrará la tabla resumen para todos los datos
obtenidos por medio del programa computacional DEFLEX del tramo de estudio.
abscisas
Respuesta
mm/100
Valor min mm/100
4
100
16
Valor Max mm/100
16
200
8
Valor medio mm/100
6
300
4
400
4
Desviación estándar
3.57
500
4
Coeficiente de variación
59.5
600
4
Deflexión característica
12
700
8
800
4
900
4
1000
4
1100
4
1200
4
Fuente: Autores
Fuente: Autores
116
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9.8Modelación de la sección homogénea de la vía
9.8.1 Sectorización
Para la adecuada modelación se tomaron como referencia los estudios
preliminares realizados en la vía, partiendo de la inspección visual del pavimento,
el estudio geotécnico, evaluación del drenaje y el análisis deflectométrico con el
apoyo del método de las diferencias acumuladas. En la sectorización de la sección
homogénea se tuvo en cuenta todas las características similares entre sí, como la
deflexión, espesor de capa, materiales, respuesta estructural, condición del
pavimento y drenaje. Por consiguiente solo resultó después de todo el análisis una
sección homogénea, la cual comprende todo el tramo de la vía, definiendo así la
unidad para la modelización.
Se realizó la extracción de un apique ubicado en la abscisa K0+700, mediante el
percentil 85% para el tramo, para la identificación de los materiales que componen
la estructura del pavimento.
117
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A continuación se muestra la unidad homogénea o sectorización:
Fuente: Autores
118
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Fuente: Autores
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119
9.9 Modelación de la sección homogénea
La modelación tiene como propósito fundamental hallar los parámetros
representativos de la estructura del pavimento flexible en la sección homogénea.
Para este propósito se establece un modelo estructural que represente la sección,
definiendo capa, espesor y el comportamiento esfuerzo-deformación, determinado
por el módulo de elasticidad dinámica y la relación de Poisson.
9.9.1 Selección de la abscisa característica de la sección homogénea
La elección de la abscisa se realizó con la ayuda del programa computacional
DEFLEX, determinando la deflexión característica de la sección, con la premisa de
que dicho valor represente el percentil 85 y un radio de curvatura menor que los
presentados en la mayoría de los puntos.
A continuación se muestra la abscisa representativa de la sección homogénea del
tramo comprendido entre el hospital San Joaquín del Barrio Cuba y el colegio
Carlos Eduardo Vasco.
Tabla 30 Abscisa representativa de la sección homogénea
Sección
abscisa
DC(mm/100)
RC(m)
K0+700
8
0
homogénea
Tramo completo
Fuente: Autores
Geotecnia particular
En la abscisa representativa se realizó la geotecnia particular, obteniendo en ese
punto el espesor de la capa que conforma la estructura del pavimento y sobre la
120
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capa de apoyo (subrasante) el ensayo de CBR inalterado, como medida indirecta
de la resistencia de la subrasante. De acuerdo a lo anterior se obtuvo el siguiente
valor para la abscisa representativa:
Tabla 31 Valor de CBR para la abscisa representativa
Sección homogénea
Abscisa
CBR%
K0+700
4.3
Fuente: Autores
9.9.2 Determinación inicial del módulo de elasticidad y relación de Poisson
Para determinar los módulos de elasticidad se utilizaron las correlaciones
expresadas en las fórmulas de la SHELL:

Para la subrasante
El módulo resiliente de la subrasante se determinó por medio de la fórmula
desarrollada por la SHELL:
= 100 ∗
Donde:
Mr: Módulo de elasticidad de la subrasante
La relación de Poisson recomendada es de
= 0.5
121
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
Para la capa granular
Para calcular el módulo de elasticidad de la capa granular, se acudió al criterio
establecido por la SHELL, la cual tiene en cuenta que el módulo de la capa
granular es función del espesor de la capa y del módulo de la subrasante.
= 0.206 ∗ ℎ
.
Donde:
= Módulo de elasticidad de la capa granular (Kg/cm2).
= Módulo de elasticidad de la subrasante (Kg/cm2).
h= espesor de la capa granular en mm.
Se recomienda una relación de Poisson de

= 0.45
Carpeta asfáltica
El módulo de elasticidad de la carpeta asfáltica depende del estado de figuración
que se encuentre dicha capa. Los asfaltos en Colombia desarrollan un módulo
dinámico estimado en:

Capa asfáltica no fisurada (calificación bueno) E =13000 a 20.000 kg/cm2

Capa asfáltica fisurada (calificación regular) E = 5000 a 13.000 kg/cm2

Capa asfáltica fisurada (calificación mala) E = < 5.000 kg/cm2
De acuerdo con la inspección visual del pavimento realizada en todo el tramo de la
vía, cuyo resultado fue condición del pavimento mala, se eligió un módulo de
elasticidad de 10000 Kg/cm2.
122
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La relación de Poisson recomendada para esta capa es de
= 0.35
En la siguiente tabla 32 se muestra un resumen de los espesores y módulos de
elasticidad iníciales, con los que se trabajó en el programa DEPAV.
Tabla 32 Módulos de elasticidad iníciales y espesores de las capas que
conforman la estructura actual del pavimento tramo Hospital San Joaquín
del Barrio Cuba-Colegio Carlos Eduardo Vasco
Sección
1
Subrasante
Sub-base granular
Carpeta asfáltica
E3 (Kg/cm2)
E2
Espesor
E1
Espesor
(Kg/cm2)
cm
(Kg/cm2)
cm
2000
40
10000
10
430
Fuente: Autores
Debido a que las deflexiones y radios de curvaturas medidos en campo a través
del ensayo de la viga Benkelman son muy pequeñas, se puede concluir que la
estructura del pavimento se está comportando de una manera adecuada. Sin
embargo el estado actual del pavimento es deficiente porque está siendo afectado
por un mal drenaje de la vía, dejando que penetre agua a la estructura del
pavimento y deteriorando su capacidad estructural. También el deterioro puede
ser ocasionado por fallas en la mezcla o en la construcción de la misma.
9.10 Diseño de la solución de rehabilitación
Efectuado el análisis de todas las variables que intervienen en el diseño del
refuerzo del pavimento flexible, se tienen todos los datos necesarios para proceder
a realizar el diseño de la estructura.
123
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Tránsito de diseño
El tránsito de diseño corresponde al número de ejes equivalentes a 8.2 Ton,
solicitado para la estructura del pavimento flexible en el carril de diseño para un
periodo de diseño de 15 años. Este tránsito fue calculado anteriormente en el
capítulo 9.1
Para el tramo comprendido entre el hospital San Joaquín del Barrio Cuba-colegio
Carlos Eduardo Vasco, el tránsito de diseño es: 14´846.906.4 (ejes equivalentes
de 8.2 Ton.)
9.10.1 Módulo dinámico y la ley de fatiga del concreto asfáltico a utilizar
como capa de refuerzo
La posible solución de rehabilitación para el tramo de pavimento flexible, es
colocar una capa de refuerzo de concreto asfáltico de un espesor y calidad
óptimos para que dicho tramo pueda soportar las condiciones del tránsito futuro.
Por lo tanto se hizo necesario la caracterización de la carpeta asfáltica,
representada por su módulo de elasticidad dinámico, la relación de Poisson y la
ley de fatiga.
La carpeta asfáltica se caracterizó mediante el método de la SHELL, la aplicación
del método requiere conocer previamente la temperatura de la mezcla, los datos
de ensayo de laboratorio sobre la susceptibilidad térmica del asfalto, la
composición volumétrica de la mezcla asfáltica de acuerdo con el ensayo
MARSHALL. Para el ensayo MARSHALL se utilizó una mezcla densa en caliente
proveniente de la planta Latinco. Los ensayos correspondientes al diseño son
detallados en el anexo 8, para los cuales se tiene valores obtenidos para un
porcentaje de vacios de 5%.
124
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Ensayo MARSHALL:

Volumen de agregados: 82.12%

Volumen de asfalto: 12.88%

Volumen de vacíos: 5%

Densidad MARSHALL: 2.493
9.10.2 Determinación del módulo dinámico de la mezcla asfáltica
Mezcla asfáltica MDC-2 (mezcla densa de ligante asfáltico en caliente y agregados
minerales de tamaño ¾”, material bituminoso de tipo 60-70), con las siguientes
características:
Cemento asfáltico:

Punto de ablandamiento (T800): 50°C asfalto original

Penetración a 25°C: 70 1/10mm asfalto original

Punto de ablandamiento (T800): 56°C asfalto envejecido

Penetración a 25°C: 35 1/10mm asfalto envejecido
125
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Determinación del IP gráficamente:
Figura 21 Determinación del índice de penetración
Índice de penetración obtenido: -0.5
Temperatura de mezclado
La temperatura WMAAT para la ciudad de Pereira de 22°C y un espesor CA de
100mm; valor calculado gráficamente mediante la siguiente gráfica:
126
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Figura 22 Relación entre la temperatura asfáltica efectiva y el WMAAT
Temperatura de la mezcla obtenida: 33°C.
9.10.3 Módulo de rigidez del asfalto

Frecuencia = 10Hz

T800-Tmez= 56°C-33°C= 23°C
Con el nomograma de Van Der Poel se halla el módulo de rigidez del asfalto
(Figura 23). El módulo de rigidez es igual a E=1x107
127
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Figura 23 Nomograma de Van Der Poel
9.10.4 Módulo de rigidez de la mezcla asfáltica

E=1x107

Volumen de asfalto: 12.88%

Volumen de agregados: 82.12%
128
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Figura 24 Nomograma para determinar el módulo dinámico de la mezcla
El módulo dinámico de la mezcla asfáltica= 2x109=20394.32kg/cm2
Después de realizar todo el proceso para determinar el módulo dinámico de la
mezcla asfáltica, se planteó la solución de rehabilitación para el tramo de vía.
9.10.5 Diseño de la carpeta para el tramo hospital San Joaquín del Barrio
cuba- colegio Carlos Eduardo Vasco
Para el diseño del tramo se tomó como referencia la estructura actual del
pavimento, con los respectivos datos de los módulos de elasticidad iníciales y
espesores de las capas.
Para la estructura existente se procede a calcular los esfuerzos y deformaciones,
con una carpeta de refuerzo de espesor de 7cm. a través del programa
129
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computacional DEPAV, obtenidos los valores de esfuerzos y deformaciones se
comparan con las leyes de fatiga.
Los módulos de elasticidad iníciales y espesores de las capas que conforman la
estructura actual del pavimento son:
ME carpeta asfáltica de refuerzo: 20394.32 kg/cm2 (espesor de la carpeta 7cm)
MR base: 2000 kg/cm2 (espesor de la base 40 cm)
MR Subrasante: 430 kg/cm2
El módulo de elasticidad para el asfalto nuevo es de 20394.32kg/cm2, de acuerdo
con el análisis hecho anteriormente. Para mejorar la capacidad de la estructura del
pavimento, se procede a retirar la carpeta asfáltica existente, esto debido al alto
deterioro que presenta la carpeta asfáltica, la cual no aporta capacidad estructural.
130
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Figura 25 Programa computacional DEPAV para la alternativa de la carpeta
nueva (introducción de datos)
131
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Figura 26 Programa computacional DEPAV para la alternativa de la carpeta
nueva (deformaciones)
Determinación de esfuerzos y deformaciones admisibles
El cálculo de las deformaciones admisibles para la estructura se realiza con base
a las leyes de fatiga:
Deformación admisible para la carpeta asfáltica
ξrCA =(0.856*Vb+1.08)*(E1-0.36)*(N/K)-0.2
Donde:
ξrCA: Deformación unitaria de tracción en la base de la capa asfáltica
132
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Vb : Volumen de asfalto en la mezcla, en %
E1: Módulo dinámico de la mezcla en N/m2
N 8.2: Número acumulado de ejes de 8.2 toneladas en el carril de diseño, durante
el periodo de diseño.
K = Coeficiente de Calage (K = K1*K2*K3)
Tabla 33 Coeficientes de Calage
Los coeficientes según la tabla 31: K1=10, K2= 2,5, K3=1
K= 25
Por lo tanto la deformación admisible para la carpeta asfáltica es:
ξrCA =(0.856*(12.88)+1.08)*(2x109)-0.36))*( 14846906.4 /25)-0.2=ξrCA = 4.02x 10-4
133
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Deformación admisible para la subrasante
Ez = (2.1*10-2)*N-0.25
ξz = (2.1*10-2)* 14846906.4 -0.25
ξz =3.4x10-4
Comparación de las deformaciones calculadas con las admisibles
Los datos obtenidos de las deformaciones calculadas son mayores en
comparación con las deformaciones admisibles, por cual dichas deformaciones
calculadas se encuentran fuera del rango y por consiguiente no cumplen.
Tabla 34 Cuadro comparativo de deformaciones calculadas Vs admisibles
Diseño estructura con
Eca
Ez
carpeta nueva
(calculado)
(calculado) Eca (adm)
Ez (adm)
K0+000 a K1+1250
3.9400^-4
6.0400^-4
3.4^-4
4.02^-4
Fuente: Autores
Como se puede observar en el cuadro comparativo anterior los esfuerzos
obtenidos del diseño de la estructura no se encuentran dentro del rango de valores
admisibles. Por lo que una posible solución es el de estabilizar la base con
cemento asfáltico, con la finalidad de aumentar su módulo resiliente y colocar una
carpeta asfáltica de 7cm de espesor. Los módulos de elasticidad y espesores de
las capas que conforman la estructura del pavimento propuesta son:
ME carpeta asfáltica: 20394.32 kg/cm2.
MR base: 5000 kg/cm2 (módulo resiliente para bases tratadas con asfalto)
134
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MR subrasante: 430 kg/cm2
El módulo resiliente de 5000 kg/cm2 se obtuvo de estudios realizados para bases
tratadas con cemento asfáltico. Los módulos de las bases tratadas oscilan en un
rango de 5000 kg/cm2 - 30000 kg/cm2. Ver anexo 9
Figura 27 Programa computacional DEPAV para la alternativa de la
estructura nueva (entrada de datos)
135
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Figura 28 Programa computacional DEPAV para la alternativa de la
estructura nueva (deformaciones)
El resultado del programa computacional arrojo valores de deformaciones
aceptables, lo cuales se encuentran dentro de los rangos admisibles. A
continuación se muestra en la tabla 35 el cuadro comparativo de deformaciones
calculadas Vs admisibles.
Tabla 35 Cuadro comparativo de deformaciones calculadas Vs admisibles
Diseño estructura con
Eca
Ez
carpeta nueva
(calculado)
(calculado) Eca (Adm)
Ez (Adm)
K0+000 a K1+1250
-1.9400^-4
3.400^-4
3.4^-4
4.02^-4
Fuente: Autores
136
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9.10.6 Descripción de la rehabilitación seleccionada para el proyecto
A continuación se muestra la unidad de diseño propuesta para el mejoramiento de
la estructura actual, basado principalmente en el comportamiento de la estructura
en cuanto a esfuerzos y deformaciones admisibles que se pueden presentar para
el tránsito que se espera en el periodo de diseño.
9.10.7 Rehabilitación tramo comprendido entre el Hospital San Joaquín del
Barrio Cuba y el Colegio Carlos Eduardo vasco.
La rehabilitación para este tramo consta de una carpeta asfáltica de 7cm de
espesor, mejorando así la función estructural, además haciendo un proceso de
estabilización de la base existente con cemento asfáltico, contribuyendo aun más
al funcionamiento estructural del pavimento.
Figura 29 Solución de la rehabilitación pavimento flexible
Fuente: Autores
137
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9.10.8 Presupuesto pavimento flexible
PRESUPUESTO PAVIMENTO FLEXIBLE
ACTIVIDAD
UND CANT VR. UNT
MEZCLA DENSA EN CALIENTE
MDC-2
$
M3
568.75 550,445.00
$
RIEGO DE LIGA
M2
8125 4,970.00
$
DEMOLICIÓN
M2
8125 6,604.00
$
EXCAVACIÓN Y RETIRO
M3
BASE ESTABILIZADA CON
ASFALTO
812.5 15,167.00
$
M3
3250 112,872.00
VALOR TOTAL
$
313,065,593.75
$
40,381,250.00
$
53,657,500.00
$
12,323,187.50
$
366,834,000.00
$
SUB TOTAL
786,261,531.25
$
A.I.U %
235,878,459.38
$
TOTAL
1,022,139,990.63
9.10.9 Alternativa de diseño en pavimento rígido
Para resolver la problemática existente en el tramo comprendido entre el hospital
de San Joaquín del Barrio Cuba y el Colegio Carlos Eduardo Vasco en la ciudad
de Pereira, se propone una nueva alternativa en pavimento rígido con el fin de
proporcionar una solución diferente desde el punto de vista estructural y de costos
que la que se había planeado anteriormente. La metodología para llevar a cabo
este diseño se describe a continuación.
138
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Para el diseño del pavimento rígido del tramo comprendido entre el Hospital San
Joaquín del Barrio Cuba (K0+00) y el Colegio Carlos Eduardo Vasco (K1+250) de
la ciudad de Pereira, se utilizó el método de la Portland Cement Association
(PCA), para el cual se obtuvieron los siguientes datos:
Módulo de reacción de la subrasante:
A partir de la correlación con el valor obtenido de CBR (4.3%), se determinó el
valor del módulo de reacción a partir de la figura 30. El valor hallado es de 37
MPa/m.
Figura 30 Relación entre la clasificación del suelo y los valores de CBR y K
Fuente: Manual de diseño de pavimentos de concreto para vías con bajos medios
y altos volúmenes de tránsito25
25
Londoño Naranjo, Cipriano y Álvarez Pabón, Jorge Alberto. Manual de diseño de pavimentos de concreto:
Para vías con bajos, medios y altos volúmenes de transito; Instituto Colombiano de Productores de
Cemento. Medellín: ICPC; 2008. 114p
139
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Resistencia a la flexión del concreto.
De acuerdo a la tabla 36 del manual de diseño de concreto de INVIAS, el módulo
de rotura del concreto es de 4.5 Mpa para un número de camiones en un día >
300.
Tabla 36 Resistencia que debe alcanzar el concreto
Fuente: Manual de diseño de pavimentos de concreto para vías con bajos medios
y altos volúmenes de tránsito26
Soporte de la subrasante y la sub base:
Para este incremento esperado en el módulo al colocar una sub-base granular, se
utilizó la siguiente tabla 37 obteniendo un valor de 57MPa/m, este valor se obtuvo
por medio del módulo de reacción de la sub-rasante de 37 Mpa/m, como este valor
no se encuentra en la tabla tomamos el valor que se aproxima más a este y por
encima del mismo. Por consiguiente el valor de 37 Mpa/m se aproxima a 40
Mpa/m. De acuerdo con el valor de 40 Mpa/m se obtiene la resistencia K del
apoyo de 57 Mpa/m para sub-base combinada y un espesor de la misma de
225mm.
26
Ibídem.
140
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Tabla 37 Influencia del espesor de la base granular en el valor de k
Valores de K
para subrasante
Valor de K para sub-base por combinada
100 mm
150 mm
225 mm
300 mm
MPa/m lb/in2 MPa/m lb/in2 MPa/m lb/in2 MPa/m lb/in2 MPa/m lb/in2
20
73
23
85
26
96
32
117
38
140
40
147
45
165
49
180
57
210
66
245
60
220
64
235
66
245
76
280
90
330
80
295
87
320
90
330
100
370
117
430
Fuente: Manual de diseño de pavimentos de concreto para vías con bajos
medios y altos volúmenes de tránsito27
Periodo de Diseño
El periodo de diseño para el cual se va a diseñar la estructura es de 15 años,
tiempo común para estructuras de nuestro país ya que es difícil predecir el tránsito
con suficiente aproximación para un tiempo muy extenso.
Tránsito
Para calcular el tránsito de un pavimento rígido, se toman los mismos valores del
análisis del tránsito para el pavimento flexible, siendo el valor del TPD y los
porcentajes de buses y camiones los valores a utilizar en esta metodología, con la
diferencia de que en el análisis no se tiene en cuenta los factores de daño.
27
Ibídem
141
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 En la siguiente tabla 38 se muestran las series históricas en donde están
los porcentajes de buses y camiones, con los que se va a trabajar para el
diseño del pavimento rígido
Tabla 38 Información general series históricas del tránsito vía Pereira-Alcalá
PORCENTAJES DE CAMIONES
AUTOS BUSES CAMIONES
C-2P
C-2G
C-3-4
C-5
>C5
4.1
0.11
0.45
AÑO TPDS
%A
%B
%C
71.15
24.19
1994
906
72
14
14
90.24666
30.682596
5.187756 0.13952 0.5707
1995
1284
75
16
9
82.22094
27.953964
4.726404 0.12711 0.5200
1996
1057
81
7
12
90.24666
30.682596
5.187756 0.13952 0.5707
1997
1390
74
16
10
98.8985
33.6241
1998
1418
80
9
11
110.9797
37.731562
6.379582 0.17157 0.7019
1999
1746
76
11
13
161.4962
54.906462
9.283482 0.24967 1.0214
2000
1545
83
5
12
131.9121
44.84826
7.58286
0.20394 0.8343
2001
2015
76
12
12
172.0407
58.49142
9.88962
0.26598 1.0881
2002
2208
65
13
22
345.6182 117.505344 19.86758 0.53433 2.1859
2003
2006
76
8
16
228.3630
77.640224
2004
2160
71
14
15
230.526
78.3756
2005
1586
73
11
16
180.5502
61.384544
10.37878 0.27913 1.1419
2006
2010
64
18
18
257.4207
87.51942
14.79762 0.39798 1.6281
5.6851
0.1529
0.6255
13.12726 0.35305 1.4443
13.2516
0.3564
1.458
Fuente: Series históricas Instituto Nacional de Vías 2005
142
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 Conversión de la serie histórica del tránsito diario semanal de 80 KN,
sin los factores daño.
Tabla 39 Tránsito diario estimado por el método asumido
año
año
relativo
Yi
observado
1994
1
906
1995
2
1284
1996
3
1057
1997
4
1390
1998
5
1418
1999
6
1746
2001
8
2015
2003
10
2006
2004
11
2160
2006
13
2010
Fuente: Autores
143
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 Análisis estadístico de la serie histórica
Gráfica 5 Análisis de regresión del tránsito (modelo de regresión)
2500
2000
y = 101,9x + 957,23
R² = 0,8574
1500
1000
500
0
0
2
4
6
8
10
12
14
Fuente: Autores
La gráfica indica que la regresión dada por el modelo refleja el mejor
comportamiento del tránsito diario semanal en el tiempo.
144
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 Estimación del tránsito proyectado para el periodo de diseño, en el
carril de diseño y considerando un nivel de confianza predeterminado.
Cálculo del error estándar (σ) del modelo de crecimiento del tránsito
seleccionado.
=
∑
´
(
−
´−2
)
Donde:
σ: Error estándar del modelo seleccionado
Yi: Valor observado o medido en el año i
Yimodelo: Valor calculado con el modelo, en el año i
n‘: Número de años analizados de la serie
i: Varía de 1 a n’
Donde; el Yi del modelo para cada año relativo se calcula con la ecuación del
modelo seleccionado. Por ejemplo: Y=101.9 (1)+957.23=1059.13. De esta manera
se obtienen todos los valores para cada año relativo.
145
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 Comparación de tránsito promedio diario estimado y el tránsito
observado en el período de la serie histórica, cálculo de las
diferencias de tránsitos en cada año, y determinación de la sumatoria
de las diferencias al cuadrado de los tránsitos.
Tabla 40 Composición de tránsito equivalente diario
año
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2001
2003
2004
2006
año
relativo
Yi
Yi
observado modelo
1
906 1059,13
2
1284 1161,03
3
1057 1262,93
4
1390 1364,83
5
1418 1466,73
6
1746 1568,63
8
2015 1772,43
10
2006 1976,23
11
2160 2078,13
13
2010 2281,93
∑
Fuente: Autores
(Yi-Yi
modelo)2
23448,7969
15121,6209
42407,1649
633,5289
2374,6129
31460,1169
58840,2049
886,2529
6702,6969
73945,9249
255820,921
Cálculo el error estándar:
=
289201.2879
8
= 190.1319568
146
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 Cálculo del error estándar en la predicción del tránsito, error de
pronóstico (
)j año por año en el periodo de diseño.
(
) =
∗
(
∑
´
− )
1
+
´
( − )
 Determinación del año medio de la serie histórica
El valor promedio o año promedio esta dado por la siguiente expresión:
=
∑ n´ (número de años analizados de la serie histórica)
n(número de años)
=
1 + 2 + 3 … . +13
10
= 6.3
 Cálculo de la sumatoria de las diferencias al cuadrado de cada año de
la serie histórica y el año medio de dicha serie histórica.
Xi − X
147
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Tabla 41 Cálculo de la sumatoria de la diferencia entre el valor de cada año
de la serie y el valor promedio al cuadrado
año
(Xi-X)2
1
28,09
2
18,49
3
10,89
4
5,29
5
1,69
6
0,09
8
2,89
10
13,69
11
22,09
13
44,89
Σ
148,1
Fuente: Autores
Luego de haber obtenido todas las variables, se reemplaza en la ecuación y se
obtiene el error de pronóstico para cada año de diseño. En el estudio posee una
proyección de 15 años.
148
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Tabla 42 Valores de error de pronóstico para cada año del periodo de
proyección
año
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
2024
2025
2026
2027
2028
año
(Xj-X)2
pronos
20
187,69
21
216,09
22
246,49
23
278,89
24
313,29
25
349,69
26
388,09
27
428,49
28
470,89
29
515,29
30
561,69
31
610,09
32
660,49
33
712,89
34
767,29
35
823,69
Fuente: Autores
σ
pronostico
209,10192
562,148493
600,015124
637,903269
675,809311
713,730398
751,664253
789,609036
827,563243
865,525635
903,49518
941,471012
979,452401
1017,43872
1055,42945
1093,42411
 Cálculo de los valores de corrección Cj para el tránsito promedio
diario semanal proyectado en cada uno de los años del periodo de
diseño Nj, con base en el nivel de confianza deseado.
=(
) ∗
El Zr se obtiene del nivel de confiabilidad el cual es del 75%. Por lo tanto se tiene
que el valor de Zr=0.674.
149
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Tabla 43 Valores de corrección Cj para el tránsito promedio diario semanal
proyectado en cada uno de los años del periodo de diseño
año
pronos
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
σ
Zr
pronostico
209,10192
0,674
562,148493
0,674
600,015124
0,674
637,903269
0,674
675,809311
0,674
713,730398
0,674
751,664253
0,674
789,609036
0,674
827,563243
0,674
865,525635
0,674
903,49518
0,674
941,471012
0,674
979,452401
0,674
1017,43872
0,674
1055,42945
0,674
1093,42411
0,674
Fuente: Autores
Cj
140,934694
378,888084
404,410193
429,946804
455,495476
481,054288
506,621707
532,19649
557,777626
583,364278
608,955751
634,551462
660,150918
685,7537
711,359448
736,967853
 Cálculo del número del tránsito promedio diario semanal de 80 kN
diarios, corregidos por confiabilidad, en cada uno de los años del
período de diseño (N’j).
=
+
Para obtener el valor de Nj se utilizó la ecuación que se obtuvo al hacer el gráfico
del análisis estadístico de la serie histórica, Nj=101.9* (año pronostico)+957.23
150
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Tabla 44 Cálculo del número del tránsito promedio diario semanal corregidos
por confiabilidad en cada uno de los años del periodo de diseño
año
pronos
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
Cj
Nj
140,934694
378,888084
404,410193
429,946804
455,495476
481,054288
506,621707
532,19649
557,777626
583,364278
608,955751
634,551462
660,150918
685,7537
711,359448
736,967853
2995,23
3097,13
3199,03
3300,93
3402,83
3504,73
3606,63
3708,53
3810,43
3912,33
4014,23
4116,13
4218,03
4319,93
4421,83
4523,73
Σ
Fuente: Autores
Nj´
3136,16469
3476,01808
3603,44019
3730,8768
3858,32548
3985,78429
4113,25171
4240,72649
4368,20763
4495,69428
4623,18575
4750,68146
4878,18092
5005,6837
5133,18945
5260,69785
68660,1088
 Cálculo del número del tránsito promedio diario semanal acumulados
en el carril de diseño durante el período de diseño, por concepto de la
componente normal del tránsito.
Este cálculo se hace mediante la siguiente ecuación:
ñ
=
∗
´ ∗
∗
151
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Donde:
Nj´: Número del tránsito promedio diario semanal de 80 kN diarios, corregidos por
confiabilidad, en cada uno de los años del período de diseño.
Fd: Factor direccional, se adopta según el ancho de la calzada. (tabla 2.5 Manual
de Bajos Volumenes INVIAS).
Fc: Factor de distribucion de carril, el cual esta en función del número total de
carriles en cada dirección.( Manual de Bajos Volumenes INVIAS)
Para el cálculo tenemos los siguientes valores:
Ancho de carril 6.5m
Fd= 0.5
Fc= 1
TPDS carril de diseño normal= 365* 68660,1088* 0.5 * 1
TPDS carril de diseño normal= 12530469,9
Este valor equivale a 12´530.469,9 ejes de 80KN en el carril de diseño por el
periodo de diseño.
 Luego de tener la cantidad de vehículos anuales se multiplica por el
porcentaje de buses y camiones así como se muestra en la siguiente tabla
43
152
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Tabla 45 Cálculo de porcentajes para cada tipo de ejes
Tipo
Porcentaje
NºVehículos
Peso
(Ton.)
% Eje
delantero
Peso
(Ton.)
%Eje
trasero
Peso
(Ton.)
%Eje
rem
Peso
(Ton.)
Buse
s
12.5
156630873
10
40
4
60
6
C-2P
9.2495
115900581
8
30
2.4
70
5.6
C-2G
3.1447
39404568.5
12
30
3.6
70
8.4
C-3-4
0.5317
6662450.82
27
26
7.02
74
19.98
C5
0.0143
179185.719
48
16
7.68
42
20.16
42
20.16
> C5
0.0585
733032.486
52
15
7.8
40
20.8
45
23.4
Fuente: Autores
Tabla 46 Cálculo de repeticiones para cada tipo de ejes
EJE SIMPLE
Carga
Repetición
4
156630873
6
156630873
2.4
115900581
5.6
115900581
3.6
39404569
8.4
39404569
7.02
EJE TANDEM
Carga
Repetición
6662450.8
19.98
6662450.8
7.68
179185.72
20.16
7.8
733032.49
20.8
EJE TRIDEM
Carga
Repetición
179185.72
20.16
179185.72
733032.49
23.40
733032.49
Fuente: Autores
153
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9.10.10 Diseño de pavimento rígido por el programa BS PCA
El diseño se realizó a través del programa teniendo los siguientes datos iniciales:

Resistencia K del apoyo= 57 MPa/m

Espesor de la losa= 210 mm

Módulo de rotura de la losa= 4.5 MPa

Factor de seguridad de Carga= 1.1

Factor de mayoración de cargas = 1.0

Tránsito = [ cargas(KN) ; Repeticiones Esperadas]

Con Bermas

Con Pasadores
Los datos se introdujeron en el programa computacional para determinar el
espesor de la losa de concreto como se muestra en las figuras 31,32, 33,34
154
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Figura 31 Programa BS PCA losa de concreto
Figura 32 Programa BS PCA diseño losa de concreto
155
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Figura 33 Programa BS PCA diseño losa de concreto
Figura 34 Programa BS PCA diseño de losa de concreto
156
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El resultado obtenido después de hacer el proceso iterativo en el programa
computacional muestra una losa de concreto de 21cm y una sub-base granular de
22,5 cm. Por lo tanto la estructura de pavimento rígido quedará compuesta de la
siguiente manera:
Figura 35 Solución de rehabilitación pavimento rígido
157
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9.10.11 Presupuesto pavimento rígido
ACTIVIDAD
PRESUPUESTO PAVIMENTO RÍGIDO
UN
D
CANT
VR. UNT
VALOR TOTAL
PAVIMENTO EN CONCRETO
3000 PSI
M3
$
1706.25 114,859.00
$
195,978,168.75
EXCAVACIÓN Y RETIRO
M3
$
4062.5 40,549.00
$
164,730,312.50
SUB-BASE
M3
1828.12 $
5 86,005.00
$
157,227,890.63
SUB TOTAL
$
517,936,371.88
A.I.U %
$
155,380,911.56
TOTAL
$
673,317,283.44
158
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10. CONCLUSIONES
La evaluación funcional basada en el índice de condición del pavimento (PCI),
indica que las fallas más representativas que se presentan dentro del estudio
corresponden a piel de cocodrilo, corrugación, grieta de borde, grieta longitudinal y
transversal,
parcheo,
pulimiento
de
agregado,
huecos,
ahuellamiento
y
desprendimiento de agregado; estas fallas son de tipo estructural. El promedio de
los resultados arrojados por el software respecto a la calificación del pavimento
existente es de 17, de esta manera el tramo se encuentra en un estado muy malo
indicando que en el tramo se deberá considerar una rehabilitación total.
Las deflexiones obtenidas por medio de la evaluación deflectométrica fueron muy
bajas, con valores que oscilan entre 4mm/100 y 16mm/100, lo cual indica que la
estructura del pavimento tiene la capacidad de recuperarse elásticamente y tiene
un comportamiento apropiado. Sin embargo, los resultados de prueba no
corresponde al diagnóstico realizado por la evaluación visual y geotécnica, lo que
permite suponer la posibilidad que la vía haya sido
tratada o reforzada
estructuralmente.
El análisis geotécnico realizado en todo el tramo de estudio con una longitud de
1.25Km, con la elaboración de 4 sondeos y un apique, muestra una variabilidad en
sus límites líquido y plástico. Cuando se realizó la toma de las muestras en los
sondeos, se encontró el mismo tipo de suelo a las dos profundidades
correspondientes de 1m-1.5m, debido a esto las pruebas de laboratorio se hicieron
a las muestras de 1m de profundidad.
Para los sondeos 2 y 3 se encontró que su límite líquido esta cercano a la
humedad natural:
#2: L.L=75.9%; humedad natural=71%
159
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#3: L.L= 74.3%; humedad natural=83%
Lo anterior indica que en estos puntos existe un inadecuado manejo del drenaje
superficial. Es propio de las cenizas volcánicas presentar un comportamiento
atípico mostrando valores de L.L ≅ L.P, pero en realidad el suelo a pesar de estas
condiciones se está comportando bien.
Para los sondeos #1 y #4, se observó que el límite plástico se aproxima más a la
humedad natural:
#1: L.P=31%; humedad natural=28%
#4: L.P= 49.7%; humedad natural=56.7%
En estos sondeos observamos que es un material permeable y duro.
En general los límites líquidos obtenidos excepto el límite líquido del sondeo #1, se
encuentran por encima del 50% y los valores de los límites plásticos oscilan en un
rango de 9% a 16.5%, lo cual indica que son suelos limosos de alta plasticidad.
La estructura del pavimento existente está conformada por una capa asfáltica de
10cm, base granular de 40cm. La base está constituida por material de rio y
cantera bien gradados, las cuales no cumplen con las condiciones propuestas en
el artículo 330 del INVIAS, para una base granular.
La evaluación visual del drenaje muestra un resultado inadecuado con una
calificación de 2.7, valor que dentro de la metodología evaluativa del INVIAS se
denomina como malo. En general se observó la falta de mantenimiento
presentando obstrucciones debido a basuras, impidiendo el funcionamiento normal
y afectando tanto al drenaje superficial como al sub-drenaje. El mal drenaje de la
vía contribuye al deterioro actual del pavimento.
160
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En el tramo de vía la señalización vertical y horizontal es deficiente y en general su
estado presenta falta de mantenimiento. Se realizó el diseño de señalización con
el fin de evitar riesgos y brindar comodidad a los usuarios del tramo vial, regida por
los parámetros del manual de señalización del INVIAS.
a. Requiere la demarcación total de las señales horizontales de borde de
calzada y línea central. También se deberá construir la señal de reducción
de velocidad para ambos colegios ubicados en el tramo de la vía,
proporcionando seguridad a los estudiantes del sector.
b. Para la señalización vertical se cuenta con el diseño de señales preventivas
y reglamentarias.
Reglamentarias: SR-30, SR-08, SR-01
Preventivas: SP-25, SP-13, SP-12
El diseño de la rehabilitación final consiste en el retiro de la carpeta asfáltica
existente debido al alto deterioro, estabilizar la base con cemento asfáltico y
colocar una carpeta asfáltica de refuerzo así:
Carpeta de refuerzo: 7cm
Base estabilizada con cemento asfáltico: 40cm
Para el tramo de estudio se realizó una segunda alternativa de solución constituida
por una estructura en pavimento rígido diseñada por el método PCA,
compuesta.asi:
Losa de concreto hidráulico: 21 cm
Sub-base: 22.5 cm
161
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11. RECOMENDACIONES
Para la construcción de la mezcla asfáltica se debe prevenir segregaciones y
garantizar los niveles de compactación y resistencia exigidos por especificaciones
INVIAS. Las características de los materiales que constituyen la mezcla se
relacionan a continuación:
1. Retirar la carpeta asfáltica existente. En caso de tener la maquinaria
apropiada, otra solución sería el de reciclar la carpeta asfáltica existente
dejándola como parte de la base y encima colocar una carpeta asfáltica de
refuerzo de 7cm.
2. El cemento asfáltico a emplear en los riegos de liga y en las mezclas
asfálticas elaboradas en caliente será de penetración 60-70 u 80-100 según
las características climáticas de la región y las condiciones de operación de
la vía.
3. Para las emulsiones asfálticas se utilizaran emulsiones catiónicas de
ruptura rápida, media o lenta.
4. En la construcción de bases asfálticas se empleará mezcla MDC-2 la cual
se usa para espesores de más de 3 cm.
5. El concreto asfáltico se extenderá solo hasta que se compruebe que la
superficie sobre la cual se va a colocar tenga la densidad apropiada. Antes
de su aplicación se verificará que haya ocurrido el curado del riego previo.
6. Realizar
un
diseño
óptimo
del drenaje
para
garantizar
el
buen
funcionamiento de la estructura del pavimento.
162
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Se le debe proporcionar un mantenimiento a todas las señales, procurando
mantenerlas en su sitio y dejándolas con buena visibilidad, asi mismo Cuando
estas no cumplan con los requerimientos y con su objetivo, se deberán cambiar.
Debido a las diferencias encontradas entre los resultados de la evaluación
geotécnica y la evaluación deflectométrica con respecto a las propiedades físicomecánicas de la subrasante, se sugiere realizar nuevas pruebas que darían pie a
otros estudios.
163
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12. BIBLIOGRAFÍA
Montejo Fonseca, Alfonso. Ingeniería de Pavimentos para carreteras. Santa Fe de
Bogotá: Universidad Católica de Colombia D.C 1997.
Vásquez Varela, Luis Ricardo. Ingepav. Paviment condition index (PCI) Ingeniería
De Pavimentos. Manizales, Febrero de 2002.
Instituto Nacional De Vías. Subdirección de conservación. Manual de auscultación
de la red vial nacional. Santa Fe de Bogotá, marzo de 1999.
Sánchez, Fernando. Manual de Laboratorio de Pavimentos. Marzo de 1983.
Bowles E, Joseph. Foundation analysis and design. Copyright 1997
Instituto Nacional De Vías. Guía Metodológica para el diseño de obras de
rehabilitación de pavimentos asfalticos de carreteras. Bogotá 2002.
AASHTO. Guide for design of Paviment Structures 1993. Copyright 1986, 1993.
Secretaria de Infraestructura municipal: Especificaciones técnicas de construcción
y documentos.
Bañon Blázquez, Luis y Bevia García, José F. Manual de carretera. Tomo 1
.
164
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ANEXO 1
(Inspección visual)
1. PIEL DE COCODRILO.
Las grietas de fatiga o piel de cocodrilo son una serie de grietas interconectadas
cuyo origen es la falla por fatiga de la capa de rodadura asfáltica bajo acción
repetida de las cargas de tránsito.
 Opciones de reparación
B: No se hace nada, sello superficial. Sobre carpeta.
M: Parcheo parcial o en toda la profundidad (Full Depth). Sobre carpeta.
Reconstrucción.
A: Parcheo parcial o Full Depth. Sobre carpeta. Reconstrucción.
5. CORRUGACION.
La corrugación (también llamada “lavadero”) es una serie de cimas y
depresiones muy próximas que ocurren a intervalos bastante regulares.
 Opciones de reparación
B: No se hace nada.
M: Reconstrucción.
A: Reconstrucción.
165
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7. GRIETA DE BORDE.
Las grietas de borde son paralelas y, generalmente, están a una distancia entre
0.30 y 0.60 m del borde exterior del pavimento. Este daño se acelera por las
cargas de tránsito y puede originarse por debilitamiento, debido a condiciones
climáticas, de la base o de la subrasante próximas al borde del pavimento.
 Opciones de reparación
B: No se hace nada. Sellado de grietas con ancho mayor a 3 mm.
M: Sellado de grietas. Parcheo parcial - profundo.
A: Parcheo parcial – profundo.
10. GRIETAS LONGITUDINALES Y TRANSVERSALES
Las grietas longitudinales son paralelas al eje del pavimento o a la dirección de
construcción.

Opciones de reparación.
B: No se hace nada. Sellado de grietas de ancho mayor que 3.0 mm.
M: Sellado de grietas.
A: Sellado de grietas. Parcheo parcial.
166
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11. PARCHEO Y ACOMETIDA DE SERVICIO PUBLICO.
Un parche es un área de pavimento la cual ha sido remplazada con material nuevo
para reparar el pavimento existente.
 Opciones de reparación
B: No se hace nada.
M: No se hace nada. Sustitución del parche.
A: Sustitución del parche.
12. PULIMENTO DE AGREGADOS.
Este daño es causado por la repetición de cargas de tránsito. Cuando el agregado
en la superficie se vuelve suave al tacto, la adherencia con las llantas del vehículo
se reduce considerablemente.
 Opciones de reparación
L, M, H: No se hace nada. Tratamiento superficial. Sobre carpeta. Fresado y sobre
carpeta.
13. HUECOS.
Los huecos son depresiones pequeñas en la superficie del
pavimento,
usualmente con diámetros menores que 0.90 m y con forma de tazón. Por lo
general presentan bordes aguzados y lados verticales en cercanías de la zona
superior.
167
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 Opciones de reparación
B: No se hace nada. Parcheo parcial o profundo.
M: Parcheo parcial o profundo.
A: Parcheo profundo.
15. AHUELLAMIENTO.
El ahuellamiento es una depresión en la superficie de las huellas de las ruedas.
Puede presentarse el levantamiento del pavimento a lo largo de los lados del
ahuellamiento, pero, en muchos casos, éste sólo es visible después de la lluvia,
cuando las huellas estén llenas de agua.
 Opciones de reparación
B: No se hace nada. Fresado y sobre carpeta.
M: Parcheo superficial, parcial o profundo. Fresado y sobre carpeta.
A: Parcheo superficial, parcial o profundo. Fresado y sobre carpeta.
19. METEORIZACION / DESPRENDIMIENTO DE AGREGADO.
La meteorización y el desprendimiento son la pérdida de la superficie del
pavimento debida a la pérdida del ligante asfáltico y de las partículas sueltas de
agregado.
 Opciones de reparación
B: No se hace nada. Sello superficial. Tratamiento superficial.
168
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M: Sello superficial. Tratamiento superficial. Sobre carpeta.
A: Tratamiento superficial. Sobre carpeta. Reciclaje. Reconstrucción.
169
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ANEXO 2
Datos obtenidos del tramo #1: (K0+000 AL K0+050)
EXPLORACION DE LA CONDICION POR UNIDAD DE MUESTREO
Zona
Abscisa Inicial
Unidad de muestreo
K0+000
FECHA
Abscisa Final
Área de muestreo
K0+050
325 m2
Nº
DAÑO
Nº
DAÑO
1
piel de cocodrilo
11
parcheo
2
Exudación
12
3
4
agrietamiento en
bloque
abultamiento y
hundimiento
pulimento de
agregado
13
huecos
14
cruce de vía férrea
5
Corrugación
15
ahuellamiento
6
Depresión
16
desplazamiento
7
grieta de borde
17
grieta parabólica
18
hinchamiento
8
9
10
grieta de reflexión
de junta
desnivel carril /
berma
19
grietas Long y
desprendimiento de
agregado
transversal
FALLAS EXISTENTES
Densidad
Valor
%
Deducido
37.13
11.42
47.9
100
100
30.77
22
M
7.5
7.50
2.31
5.4
11
L
2.25+5.13+0.33
7.71
2.37
5.2
11
M
10.8+5.36+4.5+3.6+6.02+4.64+4.64
39.56
12.17
33.9
13
H
0.6
0.6
0.18
25.8
FALLA
SEVERIDAD
CANTIDADES PARCIALES
TOTAL
1
M
5.13+9.37+10.2+12.43
7
M
10
170
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Valor deducido más alto: 47.9
Número admisible de deducidos (asfalto - carreteras): 5.79
PCI Sección: 24 Muy malo
Figura A1 piel de cocodrilo
Figura A7 grieta de borde
Figura A11 parcheo
Figura A13 huecos
171
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Datos obtenidos del tramo #2:(K0+050 AL K0+100)
EXPLORACION DE LA CONDICION POR UNIDAD DE MUESTREO
Zona
Abscisa Inicial
Unidad de muestreo
K0+050
FECHA
Abscisa Final
Área de muestreo
K0+100
325 m2
Nº
DAÑO
Nº
DAÑO
1
piel de cocodrilo
11
parcheo
2
Exudación
12
3
4
agrietamiento en
bloque
abultamiento y
hundimiento
pulimento de
agregado
13
huecos
14
cruce de vía férrea
5
Corrugación
15
ahuellamiento
6
Depresión
16
desplazamiento
7
grieta de borde
17
grieta parabólica
18
hinchamiento
8
9
10
grieta de reflexión
de junta
desnivel carril /
berma
19
grietas Long y
desprendimiento de
agregado
transversal
FALLAS EXISTENTES
Densidad
Valor
%
Deducido
7.1
2.18
41.4
50
50
15.38
16.5
L
3.72
3.72
1.14
2.6
11
M
15.29+1.56+4+7.1
27.95
8.60
29.3
11
H
4.94
4.94
1.52
23.2
12
M
66.96+74.4
141.36
43.50
10.7
13
H
1.7+0.2+0.3+1.91+1.82+1.91
7.84
2.41
71.1
15
H
15.88+1.43
17.31
5.33
51.2
FALLA
SEVERIDAD
CANTIDADES PARCIALES
TOTAL
1
H
3.6+3.5
7
M
11
172
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Valor deducido más alto: 71.1
Número admisible de deducidos (asfalto - carreteras): 3.65
PCI Sección: 5 Fallado
Figura A1 piel de cocodrilo
Figura A7 grieta de borde
Figura A11 parcheo
Figura A12 pulimiento de agregado
Figura A13 huecos
173
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Datos obtenidos del tramo #3: (K0+100 AL K0+150)
EXPLORACION DE LA CONDICION POR UNIDAD DE MUESTREO
Zona
Abscisa Inicial
Unidad de muestreo
K0+100
FECHA
Abscisa Final
Área de muestreo
K0+150
325 m2
Nº
DAÑO
Nº
DAÑO
1
piel de cocodrilo
11
parcheo
2
Exudación
12
pulimento de agregado
13
huecos
14
cruce de vía férrea
3
4
agrietamiento en
bloque
abultamiento y
hundimiento
5
Corrugación
15
ahuellamiento
6
Depresión
16
desplazamiento
7
grieta de borde
17
grieta parabólica
18
hinchamiento
8
9
10
grieta de reflexión
de junta
desnivel carril /
berma
grietas Long y
desprendimiento de
19
agregado
transversal
FALLAS EXISTENTES
FALLA
SEVERIDAD
1
M
5
CANTIDADES
Valor
TOTAL
Densidad %
4.58
4.58
1.41
24.4
M
20.3
20.30
6.25
34.3
7
M
100
100
30.77
22
11
L
20.59
20.59
6.34
12.2
11
M
6.16
6.16
1.90
13.9
12
M
21.12
21.12
6.50
2.1
13
H
0.3+0.45+0.7
1.45
0.45
37.5
15
H
5.52
5.52
1.70
33.7
PARCIALES
Deducido
174
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Valor deducido más alto: 37.5
Número admisible de deducidos (asfalto - carreteras): 6.74
PCI Sección: 20 Muy malo
Figura A1 piel de cocodrilo
Figura A7 grieta de borde
Figura A5 corrugación
Figura A15 ahuellamiento
Figura A11 parcheo
175
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Datos obtenidos del tramo #4: (K0+150 AL K0+200)
EXPLORACION DE LA CONDICION POR UNIDAD DE MUESTREO
Zona
Abscisa Inicial
Unidad de muestreo
K0+150
FECHA
Abscisa Final
Área de muestreo
K0+200
325 m2
Nº
DAÑO
Nº
DAÑO
1
piel de cocodrilo
11
parcheo
2
Exudación
12
3
4
agrietamiento en
bloque
abultamiento y
hundimiento
pulimento de
agregado
13
huecos
14
cruce de vía férrea
5
Corrugación
15
ahuellamiento
6
Depresión
16
desplazamiento
7
grieta de borde
17
grieta parabólica
18
hinchamiento
8
9
10
grieta de reflexión
de junta
desnivel carril /
berma
desprendimiento
19
grietas Long y
de agregado
transversal
FALLAS EXISTENTES
Densidad
Valor
%
Deducido
2.83
0.87
20.6
50
50
15.38
16.5
M
7.4+19.27+3.25+5.04+3.9+13.02+4.56
56.44
17.37
38.9
13
H
0.7+0.45+0.5
1.65
0.51
39.6
15
H
21.78+132
153.78
47.32
83.3
FALLA
SEVERIDAD
CANTIDADES PARCIALES
TOTAL
1
M
1.95+0.88
7
M
11
Valor deducido más alto: 83.3
Número admisible de deducidos (asfalto - carreteras): 2.53
176
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PCI Sección: 13 Muy malo
Figura A1 piel de cocodrilo
Figura A7 grieta de borde
Figura A11 parcheo
Figura A13 hueco
177
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Datos obtenidos del tramo #5: (K0+200 AL K0+250)
EXPLORACION DE LA CONDICION POR UNIDAD DE MUESTREO
Zona
Abscisa Inicial
Unidad de muestreo
K0+200
FECHA
Abscisa Final
Área de muestreo
K0+250
325 m2
Nº
DAÑO
Nº
DAÑO
1
piel de cocodrilo
11
parcheo
2
Exudación
12
3
4
agrietamiento en
pulimento de
agregado
13
bloque
abultamiento y
14
hundimiento
huecos
cruce de vía
férrea
5
Corrugación
15
ahuellamiento
6
Depresión
16
desplazamiento
7
grieta de borde
17
grieta parabólica
18
hinchamiento
8
9
10
grieta de reflexión
de junta
desnivel carril /
berma
19
grietas Long y
desprendimiento
de agregado
transversal
FALLAS EXISTENTES
Densidad
Valor
%
Deducido
3.64
1.12
31.3
50
50
15.38
16.5
M
22.44+2.45+4.67+8.7+5.95+6.73+3.23+30.56
84.64
26.04
45.4
12
M
24.8+10.5
35.3
10.86
3.8
13
H
0.7+0.3+1.91+1.8+10.6+7.88
13.2
4.06
82.8
15
H
14.28+20.25
34.53
10.62
61.7
FALLA
SEVERIDAD
CANTIDADES PARCIALES
TOTAL
1
H
3.64
7
M
11
Valor deducido más alto: 82.8
178
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Número admisible de deducidos (asfalto - carreteras): 2.58
PCI Sección: 3 Fallado
Figura A1 piel de cocodrilo
Figura A11 parcheo
Figura A7 grieta de borde
Figura A12 pulimiento de agregado
Figura A13 huecos
179
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Datos obtenidos del tramo #6: (K0+250 AL K0+300)
EXPLORACION DE LA CONDICION POR UNIDAD DE MUESTREO
Zona
Abscisa Inicial
Unidad de muestreo
K0+250
FECHA
Abscisa Final
Área de muestreo
K0+300
325 m2
Nº
DAÑO
Nº
DAÑO
1
piel de cocodrilo
11
parcheo
2
Exudación
12
3
4
agrietamiento en
bloque
abultamiento y
hundimiento
pulimento de
agregado
13
huecos
14
cruce de vía férrea
5
Corrugación
15
ahuellamiento
6
Depresión
16
desplazamiento
7
grieta de borde
17
grieta parabólica
18
hinchamiento
8
9
10
grieta de reflexión
de junta
desnivel carril /
berma
19
grietas Long y
desprendimiento de
agregado
transversal
FALLAS EXISTENTES
Densidad
Valor
%
Deducido
50
15.38
16.5
12.45+10.5
22.95
7.06
26.6
H
9.76+22.23+13.05
45.04
13.86
58.6
13
H
3.32+2.81+0.7+5.36+1.8
14
4.31
84.1
15
H
21.75
21.75
6.69
54.6
19
M
26.46
26.46
8.14
17
FALLA
SEVERIDAD
CANTIDADES PARCIALES
TOTAL
7
M
50
11
M
11
Valor deducido más alto: 84.1
180
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Número admisible de deducidos (asfalto - carreteras): 2.46
PCI Sección: 4 Fallado
Figura A7 grieta de borde
Figura A11 parcheo
Figura A13 huecos
Figura A19 desprendimiento de agregado
181
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Datos obtenidos del tramo #7: (K0+300 AL K0+350)
EXPLORACION DE LA CONDICION POR UNIDAD DE MUESTREO
Zona
Abscisa Inicial
Unidad de muestreo
K0+300
FECHA
Abscisa Final
Área de muestreo
K0+350
325 m2
Nº
DAÑO
Nº
DAÑO
1
piel de cocodrilo
11
parcheo
2
Exudación
12
pulimento de agregado
13
huecos
14
cruce de vía férrea
3
4
agrietamiento en
bloque
abultamiento y
hundimiento
5
Corrugación
15
ahuellamiento
6
Depresión
16
desplazamiento
7
grieta de borde
17
grieta parabólica
18
hinchamiento
8
9
10
grieta de reflexión
de junta
desnivel carril /
berma
desprendimiento de
19
grietas Long y
agregado
transversal
FALLAS EXISTENTES
FALLA
SEVERIDAD
7
M
11
19
CANTIDADES
Valor
TOTAL
Densidad %
50
50
15.38
16.5
M
66.3+22.36+5.04
93.7
28.83
47.2
M
196.95
196.5
60.60
37.7
PARCIALES
Deducido
Valor deducido más alto: 47.2
Número admisible de deducidos (asfalto - carreteras): 5.85
PCI Sección: 36 Malo.
182
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Figura A7 grieta de borde
Figura A11 parcheo
Figura A19 desprendimiento de agregado
183
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Datos obtenidos del tramo #8: (K0+350 AL K0+400)
EXPLORACION DE LA CONDICION POR UNIDAD DE MUESTREO
Zona
Abscisa Inicial
Unidad de muestreo
K0+350
FECHA
Abscisa Final
Área de muestreo
K0+400
325 m2
Nº
DAÑO
Nº
DAÑO
1
piel de cocodrilo
11
parcheo
2
Exudación
12
3
4
agrietamiento en
bloque
abultamiento y
hundimiento
pulimento de
agregado
13
huecos
14
cruce de vía férrea
5
Corrugación
15
ahuellamiento
6
Depresión
16
desplazamiento
7
grieta de borde
17
grieta parabólica
18
hinchamiento
8
9
10
grieta de reflexión
de junta
desnivel carril /
berma
19
grietas Long y
desprendimiento de
agregado
transversal
FALLAS EXISTENTES
Densidad
Valor
%
Deducido
77.99
24
72.8
4
4
1.23
2.9
M
1.68+1.17+5.07
7.92
2.44
15.7
11
H
15.48
15.48
4.76
37.4
13
H
0.7+0.4+1.91+1.93+1.9
6.84
2.10
68
FALLA
SEVERIDAD
CANTIDADES PARCIALES
TOTAL
1
H
61.75+14.14+2.1
10
M
11
Valor deducido más alto: 72.8
Número admisible de deducidos (asfalto - carreteras): 3.49
184
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PCI Sección: 0 Fallad
Figura A1 piel de cocodrilo
Figura A10 grieta longitudinal y transversal
Figura A11 parcheo
Figura A13 huecos
185
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Datos obtenidos del tramo #9: (K0+400 AL K0+450)
EXPLORACION DE LA CONDICION POR UNIDAD DE MUESTREO
Zona
Abscisa Inicial
Unidad de muestreo
K0+400
FECHA
Abscisa Final
Área de muestreo
K0+450
325 m2
Nº
DAÑO
Nº
DAÑO
1
piel de cocodrilo
11
parcheo
2
Exudación
12
3
4
agrietamiento en
bloque
abultamiento y
hundimiento
pulimento de
agregado
13
huecos
14
cruce de vía férrea
5
Corrugación
15
ahuellamiento
6
Depresión
16
desplazamiento
7
grieta de borde
17
grieta parabólica
18
hinchamiento
8
9
10
grieta de reflexión
de junta
desnivel carril /
berma
19
grietas Long y
desprendimiento de
agregado
transversal
FALLAS EXISTENTES
Densidad
Valor
%
Deducido
49.5
15.23
66.9
50
50
15.38
16.5
M
21.16+10.8+13.76+12.96
58.68
18.06
39.5
13
M
17.25
17.25
5.31
69
13
H
1.7+3.19+1.81+1.91+3.28+1.7+0.7
14.29
4.40
84.5
FALLA
SEVERIDAD
CANTIDADES PARCIALES
TOTAL
1
H
25.65+4.34+19.5
7
M
11
Valor deducido más alto: 84.5
Número admisible de deducidos (asfalto - carreteras): 2.42
186
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PCI Sección: 0 Fallad
Figura A1 piel de cocodrilo
Figura A7 grieta de borde
Figura A11 parcheo
Figura A13 huecos
187
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Datos obtenidos del tramo #10: (K0+450 AL K0+500)
EXPLORACION DE LA CONDICION POR UNIDAD DE MUESTREO
Zona
Abscisa Inicial
Unidad de muestreo
K0+450
FECHA
Abscisa Final
Área de muestreo
K0+500
325 m2
Nº
DAÑO
Nº
DAÑO
1
piel de cocodrilo
11
parcheo
2
Exudación
12
pulimento de agregado
13
huecos
14
cruce de vía férrea
3
4
agrietamiento en
bloque
abultamiento y
hundimiento
5
Corrugación
15
ahuellamiento
6
Depresión
16
desplazamiento
7
grieta de borde
17
grieta parabólica
18
hinchamiento
8
9
10
grieta de reflexión
de junta
desnivel carril /
berma
19
grietas Long y
desprendimiento de
agregado
transversal
FALLAS EXISTENTES
FALLA
SEVERIDAD
1
H
7
CANTIDADES
Valor
TOTAL
Densidad %
25
25
22.94
72.3
M
50
50
15.38
16.5
11
M
20.48+
20.48
6.30
25.2
11
H
72.72+25.62+18.91
117.25
36.08
75.6
13
H
0.3+0.7+0.5
1.50
0.46
38
PARCIALES
Deducido
Valor deducido más alto: 75.6
Número admisible de deducidos (asfalto - carreteras): 3.24
188
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PCI Sección: 2 Fallado
Figura A1 piel de cocodrilo
Figura A7 grieta de borde
Figura A11 parcheo
Figura A13huecos
189
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Datos obtenidos del tramo #11: (K0+500 AL K0+550)
EXPLORACION DE LA CONDICION POR UNIDAD DE MUESTREO
Zona
Abscisa Inicial
Unidad de muestreo
K0+500
FECHA
Abscisa Final
Área de muestreo
K0+550
325 m2
Nº
DAÑO
Nº
DAÑO
1
piel de cocodrilo
11
parcheo
2
Exudación
12
pulimento de agregado
13
huecos
14
cruce de vía férrea
3
4
agrietamiento en
bloque
abultamiento y
hundimiento
5
Corrugación
15
ahuellamiento
6
Depresión
16
desplazamiento
7
grieta de borde
17
grieta parabólica
18
hinchamiento
8
9
10
grieta de reflexión
de junta
desnivel carril /
berma
19
grietas Long y
desprendimiento de
agregado
transversal
FALLAS EXISTENTES
Valor
FALLA
SEVERIDAD
CANTIDADES PARCIALES
TOTAL
Densidad %
7
M
50
50
15.38
16.5
11
M
5.61
5.61
1.73
13.3
11
H
9.75+3.08+49.14
61.97
19.07
67.1
12
M
136
136
41.85
10.4
13
H
1.81+0.55+0.4+0.4+0.5
3.66
1.13
54
Deducido
Valor deducido más alto: 67.1
Número admisible de deducidos (asfalto - carreteras): 4.02
190
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PCI Sección: 15 Muy malo
Figura A7 grieta de borde
Figura A11 parcheo
Figura A12 pulimiento de agregado
Figura A13 huecos
191
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Datos obtenidos del tramo #12: (K0+550 AL K0+600)
EXPLORACION DE LA CONDICION POR UNIDAD DE MUESTREO
Zona
Abscisa Inicial
Unidad de muestreo
K0+550
FECHA
Abscisa Final
Área de muestreo
K0+600
325 m2
Nº
DAÑO
Nº
DAÑO
1
piel de cocodrilo
11
parcheo
2
Exudación
12
3
4
agrietamiento en
bloque
abultamiento y
hundimiento
pulimento de
agregado
13
huecos
14
cruce de vía férrea
5
Corrugación
15
ahuellamiento
6
Depresión
16
desplazamiento
7
grieta de borde
17
grieta parabólica
18
hinchamiento
8
9
10
grieta de reflexión
de junta
desnivel carril /
berma
19
grietas Long y
desprendimiento de
agregado
transversal
FALLAS EXISTENTES
Densidad
Valor
%
Deducido
7.70
2.37
42.4
50
50
15.38
16.5
L
2.66
2.66
0.82
1.9
11
M
31.93+4.42+4.84+4.92
46.11
14.19
36
11
H
9.5
9.50
2.92
30.5
12
M
55.56+20.74
76.30
23.48
7.1
13
H
1.7+0.6
2.3
0.71
45.6
FALLA
SEVERIDAD
CANTIDADES PARCIALES
TOTAL
1
H
7.7
7
M
11
192
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Valor deducido más alto: 45.6
Número admisible de deducidos (asfalto - carreteras): 6
PCI Sección: 14 Muy malo
Figura A1 piel de cocodrilo
Figura A7 grieta de borde
Figura A11 parcheo
Figura A13 huecos
193
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Datos obtenidos del tramo #13: (K+600 AL K0+650)
EXPLORACION DE LA CONDICION POR UNIDAD DE MUESTREO
Zona
Abscisa Inicial
Unidad de muestreo
K0+600
FECHA
Abscisa Final
Área de muestreo
K0+650
325 m2
Nº
DAÑO
Nº
DAÑO
1
piel de cocodrilo
11
parcheo
2
Exudación
12
3
4
agrietamiento en
bloque
abultamiento y
hundimiento
pulimento de
agregado
13
huecos
14
cruce de vía férrea
5
Corrugación
15
ahuellamiento
6
Depresión
16
desplazamiento
7
grieta de borde
17
grieta parabólica
18
hinchamiento
8
9
10
grieta de reflexión
de junta
desnivel carril /
berma
19
grietas Long y
desprendimiento de
agregado
transversal
FALLAS EXISTENTES
Densidad
Valor
%
Deducido
50
15.38
16.5
7.7+13.64+0.95+1.22
23.51
7.23
26.9
H
12.32+35.73+10.98+7.52
65.33
20.10
67.5
13
H
0.45+0.55+1.7
2.70
0.83
48.8
15
H
35.97+23.8
59.77
18.39
70
FALLA
SEVERIDAD
CANTIDADES PARCIALES
TOTAL
7
M
50
11
M
11
Valor deducido más alto: 70
Número admisible de deducidos (asfalto - carreteras): 3.75
194
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PCI Sección: 0 Fallado
Figura A7 grieta de borde
Figura A13 huecos
Figura A11 parcheo
Figura A15 ahuellamiento
195
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Datos obtenidos del tramo #14: (K0+650 AL K0+700)
EXPLORACION DE LA CONDICION POR UNIDAD DE MUESTREO
Zona
Abscisa Inicial
Unidad de muestreo
K0+650
FECHA
Abscisa Final
Área de muestreo
K0+700
325 m2
Nº
DAÑO
Nº
DAÑO
1
piel de cocodrilo
11
parcheo
2
Exudación
12
pulimento de agregado
13
huecos
14
cruce de vía férrea
3
4
agrietamiento en
bloque
abultamiento y
hundimiento
5
Corrugación
15
ahuellamiento
6
Depresión
16
desplazamiento
7
grieta de borde
17
grieta parabólica
18
hinchamiento
8
9
10
grieta de reflexión
de junta
desnivel carril /
berma
desprendimiento de
19
grietas Long y
agregado
transversal
FALLAS EXISTENTES
FALLA
SEVERIDAD
7
M
11
CANTIDADES
Valor
TOTAL
Densidad %
50
50
15.38
16.5
L
4.34
4.34
1.34
3
11
M
3.99+7.28+10.26
21.53
6.62
25.8
11
H
15.84
15.84
4.87
37.8
13
H
0.6
0.60
0.18
25.8
15
H
6.16+21.16
27.32
8.41
58.1
PARCIALES
Deducido
Valor deducido más alto: 58.1
Número admisible de deducidos (asfalto - carreteras): 4.85
196
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PCI Sección: 18 Muy malo.
Figura A7 grieta de borde
Figura A15 ahuellamiento
Figura A11 parcheo
Figura A13 huecos
197
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Datos obtenidos del tramo #15: (K0+700 AL K0+750)
EXPLORACION DE LA CONDICION POR UNIDAD DE MUESTREO
Zona
Abscisa Inicial
Unidad de muestreo
K0+700
FECHA
Abscisa Final
Área de muestreo
K0+750
325 m2
Nº
DAÑO
Nº
DAÑO
1
piel de cocodrilo
11
parcheo
2
Exudación
12
3
4
agrietamiento en
bloque
abultamiento y
hundimiento
pulimento de
agregado
13
huecos
14
cruce de vía férrea
5
Corrugación
15
ahuellamiento
6
Depresión
16
desplazamiento
7
grieta de borde
17
grieta parabólica
18
hinchamiento
8
9
10
grieta de reflexión
de junta
desnivel carril /
berma
19
grietas Long y
desprendimiento de
agregado
transversal
FALLAS EXISTENTES
Densidad
Valor
%
Deducido
56.82
17.48
53.6
13.12+10+5.86
28.98
8.92
59.8
M
50
50
15.38
16.5
11
M
1.52+3.52+13.96+3.75+11.2+10.5
44.45
13.68
35.5
13
H
5.82+1.7+1.91
9.43
2.90
75.2
FALLA
SEVERIDAD
CANTIDADES PARCIALES
TOTAL
1
M
8.2+48.62
1
H
7
Valor deducido más alto: 75.2
Número admisible de deducidos (asfalto - carreteras): 3.27
198
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PCI Sección: 0 Fallado
Figura A1 piel de cocodrilo
Figura A7 grieta de borde
Figura A13 huecos
Figura A11 parcheo
199
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Datos obtenidos del tramo #16: (K0+750 AL K0+800)
EXPLORACION DE LA CONDICION POR UNIDAD DE MUESTREO
Zona
Abscisa Inicial
Unidad de muestreo
K0+750
FECHA
Abscisa Final
Área de muestreo
K0+800
325 m2
Nº
DAÑO
Nº
DAÑO
1
piel de cocodrilo
11
parcheo
2
Exudación
12
pulimento de agregado
13
huecos
14
cruce de vía férrea
3
4
agrietamiento en
bloque
abultamiento y
hundimiento
5
Corrugación
15
ahuellamiento
6
Depresión
16
desplazamiento
7
grieta de borde
17
grieta parabólica
18
hinchamiento
8
9
10
grieta de reflexión
de junta
desnivel carril /
berma
19
grietas Long y
desprendimiento de
agregado
transversal
FALLAS EXISTENTES
FALLA
SEVERIDAD
1
M
7
CANTIDADES
Valor
TOTAL
Densidad %
2.42+1.98+2.5
6.90
2.12
28.8
M
50
50
15.38
16.5
11
M
17.82+4.24+9.4+5.48
36.94
11.37
33.1
11
H
31.52+17.28
48.8
15.02
60.7
12
M
227.06
227.06
69.86
15.3
13
H
0.7+1.7+0.7
3.1
0.95
51.7
15
H
2.2
2.2
0.68
23.6
19
M
4.38
1.38
1.35
9.3
PARCIALES
Deducido
Valor deducido más alto: 60.7
200
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Número admisible de deducidos (asfalto - carreteras): 4.61
PCI Sección: 8 Fallado
Figura A1 piel de cocodrilo
Figura A7 grieta de borde
Figura A11 parcheo
Figura A13 huecos
Figura A19 desprendimiento de agregado
201
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Datos obtenidos del tramo #17: (K0+800 AL K0+850)
EXPLORACION DE LA CONDICION POR UNIDAD DE MUESTREO
Zona
Abscisa Inicial
Unidad de muestreo
K0+800
FECHA
Abscisa Final
Área de muestreo
K0+850
325 m2
Nº
DAÑO
Nº
DAÑO
1
piel de cocodrilo
11
parcheo
2
Exudación
12
3
4
agrietamiento en
bloque
abultamiento y
hundimiento
pulimento de
agregado
13
huecos
14
cruce de vía férrea
5
Corrugación
15
ahuellamiento
6
Depresión
16
desplazamiento
7
grieta de borde
17
grieta parabólica
18
hinchamiento
8
9
10
grieta de reflexión
de junta
desnivel carril /
berma
19
grietas Long y
desprendimiento de
agregado
transversal
FALLAS EXISTENTES
Densidad
Valor
%
Deducido
76.10
23.42
72.5
50
50
15.38
16.5
M
60.68+0.99+6.6+5.04
73.31
22.56
43
12
M
172.49
172.49
53.07
12.4
13
H
0.7+0.4+0.4+0.6+0.35+0.65
3.10
0.95
51.7
FALLA
SEVERIDAD
CANTIDADES PARCIALES
TOTAL
1
H
16.5+59.6
7
M
11
Valor deducido más alto: 72.5
Número admisible de deducidos (asfalto - carreteras): 3.52
202
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PCI Sección: 4 Fallado
Figura A1 piel de cocodrilo
Figura A11 parcheo
Figura A7 grieta de borde
Figura A12, A13 pulimiento de agregado
203
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Datos obtenidos del tramo #18: (K0+850 AL K0+900)
EXPLORACION DE LA CONDICION POR UNIDAD DE MUESTREO
Zona
Abscisa Inicial
Unidad de muestreo
K0+850
FECHA
Abscisa Final
Área de muestreo
K0+900
325 m2
Nº
DAÑO
Nº
DAÑO
1
piel de cocodrilo
11
parcheo
2
Exudación
12
pulimento de agregado
13
huecos
14
cruce de vía férrea
3
4
agrietamiento en
bloque
abultamiento y
hundimiento
5
Corrugación
15
ahuellamiento
6
Depresión
16
desplazamiento
7
grieta de borde
17
grieta parabólica
18
hinchamiento
8
9
10
grieta de reflexión
de junta
desnivel carril /
berma
desprendimiento de
19
grietas Long y
agregado
transversal
FALLAS EXISTENTES
FALLA
SEVERIDAD
7
M
11
12
CANTIDADES
Valor
TOTAL
Densidad %
50
50
15.38
16.5
M
42.4
42.40
13.05
34.9
M
282.60
282.60
86.95
18.4
PARCIALES
Deducido
Valor deducido más alto: 34.9
Número admisible de deducidos (asfalto - carreteras): 6.98
PCI Sección: 56 Regular
204
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Figura A7 grieta de borde
Figura A11 parcheo
Figura A12 pulimiento de agregado
205
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Datos obtenidos del tramo #19: (K0+900 AL K0+950)
EXPLORACION DE LA CONDICION POR UNIDAD DE MUESTREO
Zona
Abscisa Inicial
Unidad de muestreo
K0+900
FECHA
Abscisa Final
Área de muestreo
K0+950
325 m2
Nº
DAÑO
Nº
DAÑO
1
piel de cocodrilo
11
parcheo
2
Exudación
12
3
4
agrietamiento en
bloque
abultamiento y
hundimiento
pulimento de
agregado
13
huecos
14
cruce de vía férrea
5
Corrugación
15
ahuellamiento
6
Depresión
16
desplazamiento
7
grieta de borde
17
grieta parabólica
18
hinchamiento
8
9
10
grieta de reflexión
de junta
desnivel carril /
berma
grietas Long y
19
desprendimiento de
agregado
transversal
FALLAS EXISTENTES
CANTIDADES
Densidad
Valor
%
Deducido
1.98
0.61
4.6
1.36+0.81+6.29+34.56
43.02
13.24
35.1
M
277.16
277.16
85.28
18.1
H
0.2+0.5+1.8+0.4+1.9
4.82
1.48
60.2
FALLA
SEVERIDAD
7
M
1.98
11
M
12
13
PARCIALES
TOTAL
206
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Valor deducido más alto: 60.2
Número admisible de deducidos (asfalto - carreteras): 4.66
PCI Sección: 28 Malo
Figura A7 grieta de borde
Figura A11 parcheo
Figura A12 pulimiento de agregado
Figura A13 huecos
207
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Datos obtenidos del tramo #20: (K0+950 AL K1+000)
EXPLORACION DE LA CONDICION POR UNIDAD DE MUESTREO
Zona
Abscisa Inicial
Unidad de muestreo
K0+950
FECHA
Abscisa Final
Área de muestreo
K1+000
325 m2
Nº
DAÑO
Nº
DAÑO
1
piel de cocodrilo
11
parcheo
2
Exudación
12
pulimento de agregado
13
huecos
14
cruce de vía férrea
3
4
agrietamiento en
bloque
abultamiento y
hundimiento
5
Corrugación
15
ahuellamiento
6
Depresión
16
desplazamiento
7
grieta de borde
17
grieta parabólica
18
hinchamiento
8
9
10
grieta de reflexión
de junta
desnivel carril /
berma
desprendimiento de
19
grietas Long y
agregado
transversal
FALLAS EXISTENTES
FALLA
SEVERIDAD
7
M
11
CANTIDADES
Valor
TOTAL
Densidad %
50
50
15.38
16.5
L
4.28+10.5
14.78
4.55
8.9
12
M
231.20
231.20
71.14
15.6
13
L
7,98+3.65+0.6
12.23
3.76
39.6
13
M
23.45+1.91
25.36
7.80
78.5
13
H
12.22
26
8
98
PARCIALES
Deducido
Valor deducido más alto: 98
Número admisible de deducidos (asfalto - carreteras): 1.19
PCI Sección: 0 fallad
208
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Figura A7 grieta de borde
Figura A12 pulimiento de agregado
Figura A11 parcheo
Figura A13 huecos
209
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Datos obtenidos del tramo #21: (K1+000 AL K1+050)
EXPLORACION DE LA CONDICION POR UNIDAD DE MUESTREO
Zona
Abscisa Inicial
Unidad de muestreo
K1+000
FECHA
Abscisa Final
Área de muestreo
K1+050
325 m2
Nº
DAÑO
Nº
DAÑO
1
piel de cocodrilo
11
parcheo
2
Exudación
12
pulimento de agregado
13
huecos
14
cruce de vía férrea
3
4
agrietamiento en
bloque
abultamiento y
hundimiento
5
Corrugación
15
ahuellamiento
6
Depresión
16
desplazamiento
7
grieta de borde
17
grieta parabólica
18
hinchamiento
8
9
10
grieta de reflexión
de junta
desnivel carril /
berma
desprendimiento de
19
grietas Long y
agregado
transversal
FALLAS EXISTENTES
Valor
FALLA
SEVERIDAD
CANTIDADES PARCIALES
TOTAL
Densidad %
7
M
50
50
15.38
16.5
11
L
4.95+28.8
33.75
10.38
17.2
11
M
13.5+22.45+6.66
42.61
13.11
34.9
12
M
242.12
242.12
74.50
16.2
13
H
0.6+0.5+1.91+0.4+0.7+0.7
6.52
2.01
67
Deducido
Valor deducido más alto: 67
Número admisible de deducidos (asfalto - carreteras): 4.03
210
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PCI Sección: 23 Muy malo
Figura A7 grieta de borde
Figura A11 parcheo
Figura A13 huecos
Figura A12 pulimiento de agregado
211
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Datos obtenidos del tramo #22: (K1+050 AL K1+100)
EXPLORACION DE LA CONDICION POR UNIDAD DE MUESTREO
Zona
Abscisa Inicial
Unidad de muestreo
K1+050
FECHA
Abscisa Final
Área de muestreo
K1+100
325 m2
Nº
DAÑO
Nº
DAÑO
1
piel de cocodrilo
11
parcheo
2
Exudación
12
3
4
agrietamiento en
bloque
abultamiento y
hundimiento
pulimento de
agregado
13
huecos
14
cruce de vía férrea
5
Corrugación
15
ahuellamiento
6
Depresión
16
desplazamiento
7
grieta de borde
17
grieta parabólica
18
hinchamiento
8
9
10
grieta de reflexión
de junta
desnivel carril /
berma
19
grietas Long y
desprendimiento de
agregado
transversal
FALLAS EXISTENTES
Densidad
Valor
%
Deducido
20.66
6.36
40.5
50
50
15.38
16.5
M
0.6+0.34
0.94
0.18
4.4
11
H
2.96
2.96
0.91
19.5
12
M
296.34
296.34
91.18
19.1
13
H
1.7+0.6+0.5+0.35+0.55+0.40
4.1
1.26
56.6
FALLA
SEVERIDAD
CANTIDADES PARCIALES
TOTAL
1
M
5.06+9.28+6.32
7
M
11
Valor deducido más alto: 56.6
212
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Número admisible de deducidos (asfalto - carreteras): 4.99
PCI Sección: 22 Muy malo
Figura A1 piel de cocodrilo
Figura A7 grieta de borde
Figura A11 parcheo
Figura A12 pulimiento de agregado
213
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Datos obtenidos del tramo #23: (K1+100 AL K1+150)
EXPLORACION DE LA CONDICION POR UNIDAD DE MUESTREO
Zona
Abscisa Inicial
Unidad de muestreo
K1+100
FECHA
Abscisa Final
Área de muestreo
K1+150
325 m2
Nº
DAÑO
Nº
DAÑO
1
piel de cocodrilo
11
parcheo
2
Exudación
12
pulimento de agregado
3
agrietamiento en
13
Huecos
14
cruce de vía férrea
bloque
4
abultamiento y
hundimiento
5
Corrugación
15
ahuellamiento
6
Depresión
16
desplazamiento
7
grieta de borde
17
grieta parabólica
8
grieta de reflexión
18
Hinchamiento
19
desprendimiento de
de junta
9
desnivel carril /
berma
10
agregado
grietas Long y
transversal
FALLAS EXISTENTES
FALLA
SEVERIDAD
CANTIDADES
TOTAL
PARCIALES
Densidad
Valor
%
Deducido
7
M
50
50
15.38
16.5
10
M
11
11
3.38
7.8
11
L
1.54
1.54
0.47
1.2
11
M
3.9+36.32+10.5
50.41
15.51
37.2
11
H
1+2.1+0.5
3.10
0.95
19.9
13
M
1.1+0.2+0.5+1.3+1.16
4.26
1.31
35.9
13
H
1.2+0.3+0.2+0.5
2.20
0.68
44.8
Valor deducido más alto: 44.8
214
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Número admisible de deducidos (asfalto - carreteras): 6.07
PCI Sección: 20 muy malo
Figura A7 grieta de borde
Figura A11 parcheo
Figura A13 huecos
215
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Datos obtenidos del tramo #24: (K1+150 AL K1+200)
EXPLORACION DE LA CONDICION POR UNIDAD DE MUESTREO
Zona
Abscisa Inicial
Unidad de muestreo
K1+150
FECHA
Abscisa Final
Área de muestreo
K1+200
325 m2
Nº
DAÑO
Nº
DAÑO
1
piel de cocodrilo
11
parcheo
2
Exudación
12
pulimento de
3
agrietamiento en
13
huecos
14
cruce de vía férrea
agregado
bloque
4
abultamiento y
hundimiento
5
corrugación
15
ahuellamiento
6
depresión
16
desplazamiento
7
grieta de borde
17
grieta parabólica
8
grieta de reflexión
18
hinchamiento
19
desprendimiento de
de junta
9
desnivel carril /
berma
10
agregado
grietas Long y
transversal
FALLAS EXISTENTES
FALLA
SEVERIDAD
CANTIDADES PARCIALES
TOTAL
Densidad
Valor
%
Deducido
1
M
23.46
23.46
7.22
41.9
1
H
6
6
1.85
38.2
7
M
100
100
30.77
22
11
L
5.51+1.26+6.3+1
14.07
4.33
8.4
11
M
5.78
5.78
1.78
13.5
11
H
4.13+2.48+3.52
10.13
3.12
31.3
12
M
264.86
264.86
82.50
17.4
13
M
0.7
0.7
0.22
10.1
216
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Valor deducido más alto: 41.9
Número admisible de deducidos (asfalto - carreteras): 6.33
PCI Sección: 20 Muy malo
Figura A1 piel de cocodrilo
Figura A11 parcheo
Figura A7 grieta de borde
Figura A12 pulimiento de agregado
217
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Datos obtenidos del tramo # 25: (K1+200 AL K1+250)
EXPLORACION DE LA CONDICION POR UNIDAD DE MUESTREO
Zona
Abscisa Inicial
Unidad de muestreo
K1+200
FECHA
Abscisa Final
Área de muestreo
K1+250
325 m2
Nº
DAÑO
Nº
DAÑO
1
piel de cocodrilo
11
parcheo
2
Exudación
12
pulimento de agregado
13
Huecos
14
cruce de vía férrea
3
4
agrietamiento en
bloque
abultamiento y
hundimiento
5
Corrugación
15
Ahuellamiento
6
Depresión
16
Desplazamiento
7
grieta de borde
17
grieta parabólica
18
Hinchamiento
8
9
10
grieta de reflexión
de junta
desnivel carril /
berma
19
grietas Long y
desprendimiento de
agregado
transversal
FALLAS EXISTENTES
FALLA
SEVERIDAD
1
M
7
CANTIDADES
Valor
TOTAL
Densidad %
28
28
8.62
43.8
M
50+50
100
30.77
22
11
L
2.73+9.49
12.22
3.76
8.2
12
M
284.78
284.78
87.62
18.5
PARCIALES
Deducido
Valor deducido más alto: 43.8
Número admisible de deducidos (asfalto - carreteras): 6.16
218
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PCI Sección: 45 Regular
Figura A1 piel de cocodrilo
Figura A7 grieta de borde
Figura A11 parcheo
Figura A12 pulimiento de agregado
219
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Figura A13 huecos
220
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ANEXO 3
Cartera de IRI
PUNTO
Bm1
V+
1.47
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1500
87.00
1.388
1500
87.25
1.388
1500
87.50
1.385
1500
87.75
1.385
1500
88.00
1.388
1500
88.25
1.388
1500
88.50
1.385
1500
88.75
1.385
1500
89.00
1.388
1500
89.25
1.388
1500
89.50
1.39
1500
89.75
1.39
1500
90.00
1.392
1500
90.25
1.392
1500
90.50
1.395
1500
90.75
1.395
1500
91.00
1.398
1500
91.25
1.398
1500
91.50
1.4
1500
232
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91.75
1.4
1500
92.00
1.402
1500
92.25
1.402
1500
92.50
1.405
1500
92.75
1.405
1500
93.00
1.408
1500
93.25
1.408
1500
93.50
1.41
1500
93.75
1.41
1500
94.00
1.415
1500
94.25
1.415
1500
94.50
1.418
1500
94.75
1.418
1500
95.00
1.42
1500
95.25
1.42
1500
95.50
1.422
1500
95.75
1.422
1500
96.00
1.425
1500
96.25
1.425
1500
96.50
1.427
1500
96.75
1.427
1500
97.00
1.425
1500
97.25
1.425
1500
97.50
1.422
1500
97.75
1.422
1500
98.00
1.42
1500
98.25
1.42
1500
98.50
1.422
1500
98.75
1.422
1500
99.00
1.425
1500
99.25
1.425
1500
233
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99.50
1.428
1500
99.75
1.428
1500
100.00
1.43
1500.0
Entrada de datos en el programa computacional INPACO EXE.IRI:
234
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Calculo del IRI:
Gráfica de resultados:
PERFIL TRAMO ESTUDIADO
1600
1400
COTAS
1200
1000
800
600
400
200
0
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
ABSCISAS
235
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ANEXO 4 Señalización (inventario)
INVENTARIO DE LA SEÑALIZACION EXISTENTE
ABSCISA
CUMPLE
TIPO DE
SI/NO
SEÑAL
K0+050K0+100
OBSERVACION
SP
NO
VERTICAL
mal ubicada
NO
HORIZONTAL borrosa
k0+100k0+150
NO EXISTE
k0+150k0+200
SP
NO
VERTICAL
NO
HORIZONTAL BORROSA
K0+200K0+250
mal ubicada
SP
NO
VERTICAL
INNECESARIA
HORIZONTAL NO EXISTE
K0+250K0+300
NO EXISTE
K0+300K0+350
NO EXISTE
K0+350K0+400
SP
NO
VERTICAL
MAL ESTADO
SP
NO
VERTICAL
MAL ESTADO
K0+400K0+450
NO EXISTE
236
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k0+450K0+500
NO EXISTE
K0+500-K550
NO EXISTE
K0+550K0+600
SP
NO
VERTICAL
MAL ESTADO
SP
SI
K0+600K0+650
VERTICAL
BUEN ESTADO
SP
SI
VERTICAL
BUEN ESTADO
NO
HORIZONTAL BORROSA
K0+650K0+700
NO EXISTE
K0+700K0+750
SI
S.I VERTICAL BUEN ESTADO
SI
S.I
K0+750K0+800
BUEN ESTADO
SP
SI
VERTICAL
BUEN ESTADO
SI
S.I VERTICAL BUEN ESTADO
K0+800K0+850
NO EXISTE
K0+850K0+900
NO EXISTE
K0+900-
NO EXISTE
237
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K0+950
K0+950K1+000
NO EXISTE
K1+000K1+050
NO EXISTE
K1+050K1+100
SP
NO
VERTICAL
BUEN ESTADO
K1+100K1+150
NO EXISTE
K1+150K1+200
SI
SP
BUEN ESTADO
K1+200K1+250
NO EXISTE
238
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ANEXO 5
Laboratorios
Formato Nº 1 LÍMITES DE CONSISTENCIA
Fecha:
21-10-2011
Solicitante Proyecto de Grado en el Tramo del Hospital San Joaquín del Barrio
Cuba y el Colegio Carlos Eduardo Vasco.
Empresa
UNIVERSIDAD LIBRE SECCIONAL PEREIRA
Proyecto
Rehabilitación de Pavimento en el Tramo del Hospital San Joaquín
del Barrio Cuba y el Colegio Carlos Eduardo Vasco.
Sondeo Nº1 Prof. (m)
-0.5
Descripción del Suelo
Muestra
1
Abscisa
K0+100 NW-SE
limo arcilloso
Humedad Natural
H
P.T P.T+Wh P.T+Wsec Wh Wsec W%
0.5 16.9
80.9
66.8
64
49.9 28.26
Limites de Atterberg
LIMITE LIQUIDO
#
golpes P.T P.T+Wh P.T+Wsec Wh Wsec W%
19 42.3
60.9
55.2 18.6
12.9 44.19
22 39.3
53.1
48.9 13.8
9.6 43.75
30 42.9
66.4
59.8 23.5
16.9 39.05
239
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LIMITE PLASTICO
P.T: peso tara
WSEC: suelo seco
Wh: suelo húmedo
P.T P.T+Wh P.T+Wsec Wh Wsec W%
36.6
43.3
41.7 6.7
5.1 31.37
39.4
45
43.7 5.6
4.3 30.23
39.4
44.7
43.4 5.3
Limite liquido 42%
4
32.5
limite plástico
CLASIFICACION S.U.C.S.
31%
índice plasticidad
11%
ML
100
10
1
38
39
40
41
42
43
44
45
240
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GRANULOMETRIA
Tamiz
Peso
%
% Retenido
Retenido (g)
Retenido
Acumulado
1"
52.8
2.51%
2.51%
97.49%
3/4"
117.3
5.59%
8.10%
91.90%
3/8"
608.5
28.98%
37.08%
62.92%
#4
528.7
25.18%
62.25%
37.75%
#10
373.4
17.78%
80.03%
19.97%
#40
248.5
11.83%
91.87%
8.13%
#200
149.1
7.10%
98.97%
1.03%
Pasa #200
21.7
1.03%
100.00%
0.00%
PESO TOTAL SECO
2100
% Pasa
100.00%
Curva Granulométrica para material de
base K0+100
100%
90%
Porcentaje Pasa (%)
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
100
10
1
0,1
0,01
Tamiz (mm.)
241
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=
=
= 5.8
.
=
(
)
∗
=
( . )
. ∗
= 1.6
Clasificación: GW
Formato Nº 2 LÍMITES DE CONSISTENCIA
Fecha:
21-10-2011
Solicitante Proyecto de Grado en el Tramo del Hospital San Joaquín del Barrio
Cuba y el Colegio Carlos Eduardo Vasco.
Empresa
UNIVERSIDAD LIBRE SECCIONAL PEREIRA
Proyecto
Rehabilitación de Pavimento en el Tramo del Hospital del Barrio
Cuba y el Colegio Carlos Eduardo Vasco.
Sondeo Nº
1
Prof. (m)
Descripción del Suelo
1.0
Muestra
2
Abscisa
K0+100 NW-SE
limo arcilloso
Humedad Natural
H
P.T P.T+Wh P.T+Wsec Wh Wsec W%
1 15.9
70.4
56.7 54.5
40.8 33.58
242
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Limites de Atterberg
LIMITE LIQUIDO
#
P.T+
golpes
P.T Wh
P.T+Wsec Wh
Wsec W%
18 37.3
59.7
52.6 22.4
15.3 46.41
24 38.1
60.3
53.3 22.2
15.2 46.05
32 42.2
64
57.4 21.8
15.2 43.42
LIMITE PLASTICO
P.T: peso tara
WSEC: suelo seco
Wh: suelo húmedo
P.T P.T+Wh P.TWsec Wh Wsec W%
37.6
41.9
42.3
47.3
42.1
47.4
Limite liquido 45%
40.9 4.3
46
3.3 30.30
5
3.7 35.14
45.9 5.3
3.8 39.47
limite plástico
CLASIFICACION S.U.C.S.
35%
índice plasticidad
10%
ML
125
25
5
1
43,00
43,50
44,00
44,50
45,00
45,50
46,00
46,50
47,00
243
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Formato Nº 3 LÍMITES DE CONSISTENCIA
Fecha:
21-10-2011
Solicitante Proyecto de Grado en el Tramo del Hospital San Joaquín del Barrio
Cuba y el Colegio Carlos Eduardo Vasco.
Empresa
UNIVERSIDAD LIBRE SECCIONAL PEREIRA
Proyecto
Rehabilitación de Pavimento en el Tramo del Hospital del Barrio
Cuba y el Colegio Carlos Eduardo Vasco.
Sondeo Nº 2
Prof. (m)
Descripción del Suelo
-0.5
Muestra
3
Abscisa
K0+400 NW-SE
limo inorgánico
Humedad Natural
H
P.T P.T+Wh P.T+Wsec Wh Wsec W%
0.5 16.9
61.8
43.1 44.9
26.2 71.37
1 17.2
71.9
49.9 54.7
32.7 67.28
Limites de Atterberg
LIMITE LIQUIDO
#
P.T+
golpes
P.T Wh
P.T+Wsec Wh Wsec W%
16 42.2
63.9
54.4 21.7
12.2 77.87
23 38.1
55
47.7 16.9
9.6 76.04
28 37.3
57
48.5 19.7
11.2 75.89
244
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LIMITE PLASTICO
P.T+
P.T Wh
P.T+Wsec Wh Wsec W%
37.6
42.5
40.6 4.9
3 63.33
42.3
47.7
45.6 5.4
3.3 63.64
42.1
47.6
45.5 5.5
3.4 61.76
Limite liquido 76%
limite plástico
P.T: peso tara
WSEC: suelo seco
Wh: suelo húmedo
63%
índice
plasticidad
13%
CLASIFICACION S.U.C.S.
MH
125
25
5
1
75,50
76,00
76,50
77,00
77,50
78,00
245
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GRANULOMETRIA
Tamiz
Peso
% Retenido
Retenido
% Retenido
% Pasa
Acumulado
(g)
1"
24.1
1.20%
1.20%
98.80%
3/4"
193.3
9.65%
10.85%
89.15%
3/8"
600.4
29.97%
40.82%
59.18%
#4
450.6
22.49%
63.32%
36.68%
#10
300.9
15.02%
78.34%
21.66%
#40
254.2
12.69%
91.02%
8.98%
#200
158
7.89%
98.91%
1.09%
Pasa #200
21.8
1.09%
100.00%
0.00%
PESO TOTAL SECO
100%
90%
2003.3
100.00%
Curva Granulométrica para material de
base K0+400
Porcentaje Pasa (%)
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
100
10
1
0,1
0,01
Tamiz (mm.)
246
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=
=
= 5.8
.
=
(
)
=
∗
( . )
. ∗
= 1.6
Clasificación: GW
Formato Nº 4 LIMITES DE CONSISTENCIA
Fecha:
21-10-2011
Solicitante Proyecto de Grado en el Tramo del Hospital San Joaquín del Barrio
Cuba y el Colegio Carlos Eduardo Vasco.
Empresa
UNIVERSIDAD LIBRE SECCIONAL PEREIRA
Proyecto
Rehabilitación de Pavimento en el Tramo del Hospital San Joaquín
del Barrio Cuba y el Colegio Carlos Eduardo Vasco.
Sondeo Nº 3
Prof. (m)
Descripción del Suelo
-0.5
Muestra
4
Abscisa
K0+700 NW-SE
limo inorgánico
Humedad Natural
H
P.T
P.T+Wh
P.T+Wsec
Wh
Wsec W%
0.5 17.2
58.9
39.4 41.7
22.2 87.84
1 17.3
64.1
41.4 46.8
24.1 94.19
247
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Límites de Atterberg
LIMITE LIQUIDO
# golpes
P.T
P.T+ Wh
P.T+Wsec
Wh
Wsec
W%
16 38.1
60.2
49.9 22.1
11.8
87.29
23 37.3
55.2
47 17.9
9.7
84.54
32 42.2
54.4
49.5 12.2
7.3
67.12
LIMITE PLASTICO
P.T
P.T+ Wh P.T+Wsec Wh Wsec
37.6
42.1
40.3 4.5
2.7 66.67
42.3
47.7
45.5 5.4
3.2 68.75
42.1
47.5
45.5 5.4
3.4 58.82
Limite liquido 74%
limite plástico
CLASIFICACION S.U.C.S.
P.T: peso tara
WSEC: suelo seco
Wh: suelo húmedo
W%
64% índice plasticidad
10%
MH
125
25
5
1
40,00
45,00
50,00
55,00
60,00
65,00
70,00
75,00
80,00
85,00
90,00
248
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CBR Subrasante:
DATOS LABORATORIO
#
Penetración en (mm)
F(KN)
in
Lb
0
0
0
0
0
1
0.635
0.037
0.025
8.32
2
1.27
0.077
0.05
17.31
3
1.905
0.121
0.075
27.2
4
2.54
0.147
0.1
33.05
5
3.175
0.179
0.125
40.24
6
3.81
0.207
0.15
46.54
7
5.08
0.254
0.2
57.1
8
7.62
0.339
0.3
76.21
9
10.16
0.444
0.4
99.82
10
12.7
0.574
0.5
129.04
249
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APIQUE
1
CBR SUBRASANTE
0.1"
3.8
0.2"
4.3
Formato Nº 5 LIMITES DE CONSISTENCIA
Fecha:
21-10-2011
Solicitante Proyecto de Grado en el Tramo del Hospital San Joaquín del Barrio
Cuba y el Colegio Carlos Eduardo Vasco.
Empresa
UNIVERSIDAD LIBRE SECCIONAL PEREIRA
Proyecto
Rehabilitación de Pavimento en el Tramo del Hospital del Barrio
Cuba y el Colegio Carlos Eduardo Vasco.
Sondeo Nº 4
Prof. (m)
Descripción del Suelo
-0.5 Muestra
5
Abscisa
K1+000 NW-SE
limo inorgánico
Humedad Natural
P.T+
h
P.T
Wh
P.T+Wsec Wh
Wsec W%
0.5 15.9
64.5
46.9 48.6
31 56.77
1 16.3
72.1
50.9 55.8
34.6 61.27
250
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Límites de Atterberg
LIMITE LIQUIDO
#
P.T+
golpes
P.T Wh
P.T+Wsec Wh
Wsec W%
19 39.3
55.5
48.9 16.2
9.6 68.75
23 42.3
53.1
48.8 10.8
6.5 66.15
26 42.9
56.4
51 13.5
8.1 66.67
LIMITE PLASTICO
P.T P.T+ Wh P.T+Wsec Wh Wsec W%
39.4
44.5
42.8 5.1
3.4
50
39.4
45.5
43.4 6.1
4
52.5
37.1
43.7
41.6 6.6
Limite liquido 66%
4.5 46.67
limite plástico
CLASIFICACION S.U.C.S.
P.T: peso tara
WSEC: suelo seco
Wh: suelo húmedo
50% índice plasticidad
16%
MH
100
10
1
66
66,5
67
67,5
68
68,5
69
251
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GRANULOMETRIA
Tamiz
Peso
% Retenido
% Retenido
Retenido
% Pasa
Acumulado
(g)
1"
31
1.44%
1.44%
98.56%
3/4"
148
6.86%
8.30%
91.70%
3/8"
932
43.21%
51.51%
48.49%
#4
480
22.25%
73.76%
26.24%
#10
273
12.66%
86.42%
13.58%
#40
153
7.09%
93.51%
6.49%
#200
86
3.99%
97.50%
2.50%
Pasa #200
54
2.50%
100.00%
0.00%
PESO TOTAL SECO
2157
100.00%
Curva Granulométrica para material de
base K1+000
100%
90%
Porcentaje Pasa (%)
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
100
10
1
Tamiz (mm.)
0,1
0,01
252
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=
=
.
= 5.8
=
(
)
∗
=
( . )
. ∗
= 1.6
Clasificación: GW
ANEXO 6
Diferencias Acumuladas
Abscisas
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
Distancia Distancia Respuesta Promedio Area de
Area
entre abscisas acumulativa
ri
ri
intervalo acumulativa
0
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
16
8
4
4
4
4
8
4
4
4
4
4
16
12
6
4
4
4
6
6
4
4
4
4
0
1200
600
400
400
400
600
600
400
400
400
400
0
1200
1800
2200
1800
3000
3600
1800
3400
1800
5400
5800
F
Zx
4.81818182
4.81818182
4.81818182
4.81818182
4.81818182
4.81818182
4.81818182
4.81818182
4.81818182
4.81818182
4.81818182
4.81818182
0
718.18182
836.36364
754.54546
-127.2727
590.90909
709.09091
-1572.727
-454.5455
-2536.364
581.81818
500
253
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ANEXO 7
Cartera de deflexiones
Datos de deflexiones obtenidas de la prueba de viga Benkelman:
H. EXTERNA
ABSCISA
Do
D25
100
4
3
200
2
1
300
1
0
400
1
1
500
1
0
600
1
0
700
2
2
800
1
0
900
1
1
1000
1
0
1100
1
0
1200
1
1
Entrada de datos obtenidos en campo:

254
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Resultados arrojados por el programa computacional DEFLEX:
Deflexiones características para cada abscisa
respuesta ri
abscisas
(mm/100)
100
16
200
8
300
4
400
4
500
4
600
4
700
8
800
4
900
4
1000
4
1100
4
1200
4
255
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ANEXO 8
256
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257
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ANEXO 9
Bases tratadas
Bases granulares estabilizadas:
Curso básico de diseño de pavimentos realizado por el Ingeniero Civil Sánchez
sabogal.
258
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ANEXO 10 (Series históricas y estaciones de conteo)
259
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260
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ANEXO 10
PLANO UBICACIÓN DEL SECTOR DE
ESTUDIO
261
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262
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