TRABAJO DE GRADO INGENIERIA DE PAVIMENTOS TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. Presentado por: Camila Andrea Ortiz Sánchez Código: 6100246 Presentado a: Ing. Julián Hurtado Universidad Militar Nueva Granada Facultad de Ingeniería Diciembre de 2016 Bogotá D.C., Colombia TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 2 | P á g i n a CONTENIDO 1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................. 5 2. OBJETIVO GENERAL ..................................................................................... 6 3. OBJETIVOS ESPECIFICOS............................................................................ 6 4. MARCO TEÓRICO .......................................................................................... 7 5. LOCALIZACIÓN DE TRAMOS A INTEVERNIR............................................. 13 6. TRABAJOS DE CAMPO ................................................................................ 15 6.1 INVESTIGACION DEL SUBSUELO ........................................................ 15 6.2 DESCRIPCIÓN DEL PERFIL ESTRATIGRÁFICO .................................. 16 6.3 ENSAYOS DE LABORATORIO DE LA SUBRASANTE .......................... 17 7. DEFLECTOMETRÍA ...................................................................................... 18 8. ESTUDIO DE TRÀNSITO .............................................................................. 20 8.1 Volumen de transito normal – TPD ......................................................... 20 8.2 Numero De Ejes Equivalentes................................................................. 21 9. DISEÑO DE PAVIMENTOS........................................................................... 22 9.1 CBR DE DISEÑO .................................................................................... 22 9.2 DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLE ......................................................... 24 10. ANÁLISIS DE RESULTADOS ....................................................................... 30 11. CONCLUSIONES .......................................................................................... 32 TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 3 | P á g i n a ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1 nivel de Confiabilidad ............................................................................... 8 Tabla 2 Coeficientes de Drenaje Recomendados ................................................ 12 Tabla 3 Localización de los Apiques. ................................................................... 15 Tabla 4 Espesores de Carpeta asfáltica ............................................................... 16 Tabla 5 Espesores de Material granular ............................................................... 16 Tabla 6 Caracterización de Subrasante ............................................................... 17 Tabla 7 Ensayos de laboratorio de la subrasante ................................................. 17 Tabla 8 Resultados de parámetros estructurales AASHTO .................................. 19 Tabla 9 Resultados de Modulo Resilente y SN efectivo ....................................... 19 Tabla 10 Volumen de tránsito actual BOCHICA CENTRAL 1 .............................. 20 Tabla 11 Ejes Equivalentes .................................................................................. 21 Tabla 12 Regiones climáticas .............................................................................. 22 Tabla 13 Condiciones de humedad para el ensayo de CBR. .............................. 23 Tabla 14 CBR para diseños Fuente: Elaboración propia ...................................... 23 Tabla 15 Datos de entrada. Fuente: Elaboración propia ...................................... 24 Tabla 16 Presupuesto preliminar alternativa 1 ..................................................... 30 Tabla 17 Presupuesto preliminar alternativa 2 ..................................................... 31 TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 4 | P á g i n a ÍNDICE DE ILUSTRACIÓN Ilustración 1 Ábaco para estimar el número estructural de la capa base granular a2 ............................................................................................................................. 10 Ilustración 2 Ábaco para estimar el número estructural de la sub-base granular a3 ............................................................................................................................. 11 Ilustración 3 Localización del proyecto Bochica Central 1 .................................... 13 Ilustración 4: fotografía vía a intervenir ................................................................ 14 Ilustración 5 Estructura Propuesta Carrera 35B entre Calle 1H y Calle 2B ........... 26 Ilustración 6 Estructura Propuesta Carrera 35B entre Calle 1H y Calle 2B ........... 29 TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 5 | P á g i n a 1. INTRODUCCIÓN La malla vial local de Puente Aranda, está conformada por los tramos viales cuya principal función es permitir la accesibilidad a las unidades de vivienda y zonas industriales la cual se encuentra en permanente proceso de desgaste ya que está sometida a la acción de agentes climáticos y al tránsito constante de vehículos lo que con lleva al deterioro de las vías y el espacio público, desmejorando la calidad de vida, reduciendo la productividad e incrementando el tiempo de desplazamiento de los habitantes de la localidad. La finalidad del presente informe es realizar el análisis de rehabilitación que requiere un tramo vial ubicado en la localidad de Puente Aranda en la CARRERA 35B ENTRE CALLE 2 Y CALLE 2B y CARRERA 35B ENTRE CALLE 1H Y CALLE 2 correspondiente a los CIV`S 16002603 – 16002712, en donde se elaborará el diseño de pavimentos con base en los parámetros establecidos mediante la metodología AASTHO/93 e INVIAS MANUAL DE DISEÑO DE PAVIMENTOS ASFALTICOS EN VÍAS CON MEDIOS Y ALTOS VOLÚMENES DE TRÁNSITO. De acuerdo a información de exploración de subsuelo recopilada se presentara las características geotécnicas del material encontrado, mediante resultados de deflectrometría se tiene la condición estructural existente del tramo en estudio (SN efectivo), resultados de ensayos de laboratorio y tránsito promedio diario (TPD), se tienen los insumos necesarios para el análisis y propuesta de diseño de pavimentos para un periodo de 10 años, dando cumplimiento a las especificaciones técnicas de construcción IDU-11. TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 6 | P á g i n a 2. OBJETIVO GENERAL Realizar el estudio de diagnóstico y diseño de pavimentos de un tramo vial ubicado en la localidad de Puente Aranda, con base en información recolectada de deflectrometría, exploración de subsuelo, ensayos de laboratorio de muestras testigo y estudio de tránsito. 3. OBJETIVOS ESPECIFICOS  Realizar descripción del perfil estratigráfico y descripción geotécnica de los materiales encontrados.  Estimar la proyección de número de ejes de diseño a 10 años.  Presentar la estructura de pavimento recomendada para el tramo en estudio mediante metodología AASTHO/93 y dar las recomendaciones y tipo de intervención que requiere el tramo en estudio.  Evaluar la estructura de pavimentos desde el punto de vista económico y estimar el valor de intervención de las alternativas propuestas. TRABAJO DE GRADO INGENIERIA DE PAVIMENTOS 4. MARCO TEÓRICO Esta metodología busca determinar mediante las condiciones mecánicas del suelo, los materiales, las condiciones de drenaje y el espesor de las capas, encontrar un valor de soporte estructural. Se procedió a realizar la evaluación del pavimento mediante el uso de la metodología propuesta por la AASHTO/93 que considera la siguiente ecuación: Donde:  N= Número de ejes equivalentes de 18.2 kips (80 kN), calculados y mencionados en el presente informe para los segmentos viales en estudio; conforme a las recomendaciones del IDU se realizará el análisis para un periodo de 10 años para pavimento flexible.  ZR= Desviación estándar normal o la confiabilidad, corresponde a la probabilidad de una sección de pavimento, diseñada de acuerdo con el método, se comporta satisfactoriamente bajo las condiciones del tránsito y ambiente previstas durante el periodo de diseño. Teniendo en cuenta que el tramo en estudio corresponde a malla vial local se toma un 80% y valor de parámetro Zr= -0.842   8.07 R 2.32logM 19.5)1( 1094 0.4 1.5-4.2 PSI log 0.201SN9.36log o S R ZLogN          SN TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 8 | P á g i n a TIPO DE CARRETERA NIVEL DE CONFIABILIADAD RECOMENDADO URBANO RURAL Autopistas y carreteras inter departamentales 85-99.9 80-99.9 Otras arterias principales 80-99 75-95 Colectoras 80-95 75-95 Locales 50-80 50-80 Tabla 1 nivel de Confiabilidad Fuente: INVIAS Manual de diseño de pavimentos Asfalticos en vías con medios y altos volúmenes de tránsito  So= Error estándar combinado de la predicción del tránsito y de la predicción del comportamiento. La desviación está en función de la operación que se va a realizar para la colocación de la experiencia se obtiene un valor entre 0.4 y 0.5, para la estructura nueva se toma un valor de 0.45.  PSI= Pérdida de serviciabilidad: Es la capacidad de un pavimento para prestar un buen servicio al tránsito que lo va a utilizar, la mejor manera para evaluarla es a través del índice de servicio presente, el cual varía de 0-5. Para el proyecto se estima un Índice de Serviciabilidad 2.0 tomando como índice de serviciabilidad inicial 4.2 de acuerdo con las recomendaciones de la AASTHO para un pavimento flexible y como índice final 2.2, que es el valor recomendado por la metodología AASTHO para vías secundarias como las que se están diseñando, adicionalmente y teniendo en cuenta los TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 9 | P á g i n a comportamientos históricos en el mantenimiento vial de la ciudad este valor resulta muy acorde con las condiciones existentes (4.2 - 2.2 = 2.0).  MR= Módulo de resiliente de la subrasante (kg/cm²) de acuerdo al valor de CBR de diseño para cada uno de los tramos el módulo resiliente se evalúa mediante la fórmula empleada de la Comisión permanente del asfalto (NCHRP-128): 𝑀𝑟 = 130 𝐶𝐵𝑅 1 1.4  SN= Número estructural determinado por Coeficientes de las Capas, El método asigna a cada una de las capas de un pavimento un coeficiente (ai), mediante el cual se convierten sus espesores reales a números estructurales (SN), siendo cada coeficiente una medida de la capacidad de cada material para funcionar como parte de la estructura del pavimento: SN= aiDi+aiDimi+aiDimi Siendo: ai = Coeficiente estructural de la capa i. Di = Espesor de la capa i mi = Coeficiente de drenaje de la capa granular i. Para la determinación de los coeficientes estructurales de los materiales asfálticos y granulares se adoptan a partir de los ábacos de base granular y subbase granular de la AASHTO/93, se deberá cumplir con los requerimientos de las especificaciones técnicas del IDU sección 400-11 para bases y subbase granular. TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 10 | P á g i n a A continuación se determinan los coeficientes estructurales de los materiales granulares, de acuerdo a lo establecido en la Guía AASTHO/93. Ilustración 1 Ábaco para estimar el número estructural de la capa base granular a2 Fuente: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures 1993 TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 11 | P á g i n a Ilustración 2 Ábaco para estimar el número estructural de la sub-base granular a3 Fuente: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures 1993 TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 12 | P á g i n a Coeficiente de Drenaje mi= Coeficiente de drenaje de la capa granular i. El coeficiente de drenaje, que busca determinar la perdida de serviciabilidad con el tiempo a causa de la expansión, es preciso estimar tres variables que son: la tasa constante de expansión, la elevación vertical potencial y la probabilidad de expansión, estos criterios ambientales se encuentran implícitos en el coeficiente de drenaje mj; En la tabla tomada de la guía AASTHO se evalúa el valor del coeficiente de drenaje en función del tiempo de saturación y el nivel de drenaje de la vía: CALIDAD DE DRENAJE Porcentaje de tiempo en que la estructura de pavimento está expuesta a niveles de humedad acercándose a saturación Menos del 1% 1-5% 5-25% Mayor a 25% Excelente 1-40-1.35 13.5-1.30 1.30-1.20 1.20 Bueno 1.35-1.25 1.25-1.15 1.15-1.00 1.00 Mediano 1.25-1.15 1.15-1.05 1.00-0.80 0.80 Malo 1.15-1.05 1.05-0.80 0.80-0.60 0.60 Muy Malo 1.05-0.95 0.95-0.75 0.75-0.40 0.40 Tabla 2 Coeficientes de Drenaje Recomendados Fuente: Guía para Diseño de Estructuras de Pavimentos. AASHTO 1993, pág. 11-25 TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 13 | P á g i n a 5. LOCALIZACIÓN DE TRAMOS A INTEVERNIR A continuación se presenta la localización y descripción de cada uno de los tramos en estudio, dando a conocer los aspectos más importantes de las vías proyectadas. Ilustración 3 Localización del proyecto Bochica Central 1 Fuente: http://mapas.bogota.gov.co/ La via en estudio se encuentra ubicada en el centro de la localidad de Puente Aranda en la UPZ 40. Es una clazada de ancho de 7.0 m, en dos sentido sur-norte y norte-sur, es una zona basicamente residencial, donde existe la presencia de CALLE 1H CALLE 2B 16002603 16002712 TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 14 | P á g i n a viviendas sobre la Kra 35B. La infraestructura de espacio publico se encuentra en concreto y algunas zonas verdes. Ilustración 4: fotografía vía a intervenir Fuente elaboración propia En la actualidad la vía cuenta con una rodadura en concreto asfaltico, predominando la existencia de daños como baches, huecos, piel de cocodrilo, grietas longitudinales y transversales, agrietamiento en bloque y algunos huecos rellenos de material de construcción la vía se encuentra un 81% fallada. TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 15 | P á g i n a 6. TRABAJOS DE CAMPO 6.1 INVESTIGACION DEL SUBSUELO Con el fin de determinar el perfil estratigráfico y la capacidad de soporte del suelo de la subrasante, se llevó a cabo la ejecución de apiques para las zonas donde se proyecta la intervención en los siguientes segmentos viales: BARRIO No. APIQUE LOCALIZACIÓN ABSCISA/Placa Bochica Central 1 101 Carrera 35B No.1H-18 102 Carrera 35B No.1H-82 103 Carrera 35B No.2-19 93 Carrera 45 No. 3-97 Tabla 3 Localización de los Apiques. En el Anexo No.1 se presenta la localización de apiques ejecutados. Con la elaboración de estos apiques se realizó la comparación de espesores de las capas existentes, así como la comparación de materiales de cada uno, en el anexo No. 2 se incluye el registro de la exploración de campo realizada así como el resultado de las pruebas de clasificación de los materiales de subrasante y granulares encontrados, teniendo en cuenta la exploración realizada se procedió a realizar prueba inalterada de CBR para cada uno de los sondeos cortos realizados. TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 16 | P á g i n a 6.2 DESCRIPCIÓN DEL PERFIL ESTRATIGRÁFICO Para las zonas en estudio se ha encontrado el siguiente perfil estratigráfico que se presenta a continuación: 1. Carpeta asfáltica De manera general se encontró carpeta asfáltica de los siguientes espesores para cada uno de los tramos en estudio. Tabla 4 Espesores de Carpeta asfáltica 2. Materiales Granulares Se presenta los espesores de base granular y subbase granular encontrada durante la exploración del subsuelo. Tabla 5 Espesores de Material granular 115 7.0 116 6.0 101 5.0 102 4.0 103 3.0 104 9.0 105 6.0 106 4.0 107 4.0 108 6.0 109 6.0 110 5.0 111 3.0 112 5.0 113 6.0 114 7.0 63 12 64 5.0 92 7.0 93 5.0 45 10.0 46 6.0 47 12.0 48 8.0 Nueva Primavera 1 Nueva Primavera 2 Asunción 1 Asunción 2 Los Angeles Bochica Central 2 Bochica Central 1 BARRIO No. APIQUE Carpeta Asfáltica (cm) Villa Ines 115 7.0 116 6.0 101 5.0 102 4.0 103 3.0 104 9.0 105 6.0 106 4.0 107 4.0 108 6.0 109 6.0 110 5.0 111 3.0 112 5.0 113 6.0 114 7.0 63 12 64 5.0 92 7.0 93 5.0 45 10.0 46 6.0 47 12.0 48 8.0 Nueva Primavera 1 Nueva Primavera 2 Asunción 1 Asunción 2 Los Angeles Bochica Central 2 Bochica Central 1 BARRIO No. APIQUE Carpeta Asfáltica (cm) Villa Ines 115 23 14 116 25 24 101 10 45 102 11 55 103 12 33 104 11 35 105 9 43 106 13 35 107 10 25 108 10 42 109 12 32 110 10 35 111 15 19 112 17 18 113 19 32 114 13 50 63 54 64 35 92 13 60 93 15 35 45 61 46 10 35 47 18 60 48 10 78 Nueva Primavera 1 Nueva Primavera 2 Asunción 1 Asunción 2 Los Angeles Bochica Central 2 APIQUE No. Base Granular (cm) Subbase Granular (cm) Villa Ines Bochica Central 1 BARRIO 115 23 14 116 25 24 101 10 45 102 11 55 103 12 33 104 11 35 105 9 43 106 13 35 107 10 25 108 10 42 109 12 32 110 10 35 111 15 19 112 17 18 113 19 32 114 13 50 63 54 64 35 92 13 60 93 15 35 45 61 46 10 35 47 18 60 48 10 78 Nueva Primavera 1 Nueva Primavera 2 Asunción 1 Asunción 2 Los Angeles Bochica Central 2 APIQUE No. Base Granular (cm) Subbase Granular (cm) Villa Ines Bochica Central 1 BARRIO TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 17 | P á g i n a 3. Subrasante El suelo encontrado, en la subrasante corresponde a las siguientes características geotécnicas para cada tramo: Tabla 6 Caracterización de Subrasante 6.3 ENSAYOS DE LABORATORIO DE LA SUBRASANTE A las muestras de materiales granulares y subrasante recolectadas se les realizó los respectivos ensayos de Granulometría, Determinación de límites de Attergerg y determinación de Humedad. A continuación, se presenta los resultados de ensayos de laboratorio de la subrasante para cada tramo proyectado: BARRIO No. Apiques Límite Líquido Límite Plástico Índice de Plasticidad Humedad Natural % PNT 200 Clasificación USC Tabla 7 Ensayos de laboratorio de la subrasante ASSHTO USC 115 A-7-6 (40) CH 116 A-7-6 (27) CH 101 A-4 (6) ML 102 A-5 (11) ML 103 A-7-6 (26) CL 104 A-7-6 (24) CL 105 A-7-6(29) CH 106 A-5 (11) ML 107 A-7-6 (20) CL 108 A-6 (16) CL 109 A-7-5 (22) MH 110 A-7-5 (16) ML 111 A-7-5 (18) ML 112 A-7-5-(12) ML 113 A-7-5 (21) MH 114 A-7-5 (20) MH 63 A-6 (14) CL 64 A-6 (12) CL 92 A-7-6 (39) CH 93 A-5 (14) MH 45 A-7-6 (40) CH 46 A-7-6 (17) ML 47 A-7-5 (24) MH 48 A-7-5 (30) MH Limo arci l loso carmel i to vetas gris de compres ibi l idad media . Arci l la gris vetas carmel i tas plasticidad a l ta . Limo arci l loso negro comprens ibi l idad media . Limo arcilloso carmelito Limo arci l loso negro cons is tencia baja . Limo negro arcilloso. Limo arci l loso negro comprens ibi l idad a l ta . Limo arci l loso carmel i to con humedad a l ta cons is tencia baja . Arci l la l imosa gris habana amari l la humedad moderada cons is tencia baja . Arcillas gris vetas negras. Nueva Primavera 1 Nueva Primavera 2 Arci l la habana vetas amari l las . Arci l la habana vetas amari l las plasticidad a l ta . Limo arci l loso café comprens ibi l idad media . Limo arci l loso gris vetas café compres ibi l ida media . Arci l las vetas habana amari l la . Arci l la habana vetas amari l las . Arci l la gris vetas amari l las . Limo arci l loso gris carmel i to. Arci l la habana vetas carmel i tas . Arci l la gris vetas carmel i tas . Limo arci l loso carmel i to. Limo arci l loso carmel i to gris comprens ibi l idad media . Limo arci l loso carmel i to de comprens ibi l idad media . Limo arci l loso c rmel i to de comprens ibi l idad media . Bochica Central 1 Bochica Central 2 Asunción 1 Asunción 2 Los Angeles BARRIO No. APIQUE CLASIFICACION DE SUELO DECRIPCION Villa Ines ASSHTO USC 115 A-7-6 (40) CH 116 A-7-6 (27) CH 101 A-4 (6) ML 102 A-5 (11) ML 103 A-7-6 (26) CL 104 A-7-6 (24) CL 105 A-7-6(29) CH 6 A-5 (11) M 7 ( 0) L 108 A-6 (16) CL 9 5 2 MH 10 A-7-5 (16) M 111 A-7-5 (18) ML 112 A-7-5-(12) ML 113 A-7-5 (21) MH 114 A-7-5 (20) MH 63 A-6 (14) CL 4 - ( 2) 92 A-7-6 (39) CH 93 A-5 (14) MH 45 A-7-6 (40) CH 46 A-7-6 (17) ML 47 A-7-5 (24) MH 8 - -5 (30) H Limo arci l loso carmel i to vetas gris de compres ibi l idad media . Arci l la g is vetas carmel i tas plasticidad alta . Limo arci l loso negro comprens ibi l idad edia . Limo arcilloso c rmelito Li o arci l loso negro cons is tencia baja . Limo negro arcilloso. Limo arci l loso negro comprens ibi l idad a l ta . Limo arci l loso c me ito con humedad a l ta cons is tencia baja . Arci l la l imosa gris habana amari l la humedad moderada cons is tencia baja . Arcillas gris vetas negras. Nueva Primavera 1 Nueva Primavera 2 Arci l la habana vetas amari l las . Arci l la habana vetas ama i l las plasticidad a l ta . Limo arci l loso café comprens ibi l idad media . Limo arci l loso gris vetas café compres ibi l ida media . Arci l las vetas habana amari l la . Arci l la habana vetas amari l las . Arci l la gris vetas amari l las . Limo arci l loso gris carmel i to. Arci l la habana vetas carmel i tas . Arci l la gris vetas carmel i tas . Limo arci l loso carmel i to. Limo arci l loso carmel i to gris comprens ibi l idad media . Limo arci l loso carmel i to de comprens ibi l idad media . Limo a ci l loso carmel i to de comp ens ibi l idad media . Bochica Central 1 Bochica Central 2 Asunción 1 Asunción 2 Los Angeles BARRIO No. APIQUE CLASIFICACION DE SUELO DECRIPCION Villa Ines 115 62.0 24,7 37,3 36,1 94,1 CH 116 55,0 28,9 26,1 33,8 89,6 CH 101 35,5 26,9 8,1 10,9 75,1 ML 102 43,0 35,3 7,7 13,2 95,0 ML 103 49,0 27,3 21,7 25,0 99,6 CL 104 49,1 27,1 21,9 29,9 95,5 CL 105 52,0 26,4 25,6 31,7 95,9 CH 106 44,0 37,6 6,4 13,2 99,5 ML 107 47,0 24,9 22,1 25,4 84,3 CL 108 38,0 22,1 15,9 24,7 93,8 CL 109 59,0 41,4 17,6 31,0 89,5 MH 110 48,0 34,0 14,0 13,2 90,7 ML 111 48,0 34,2 13,8 33,4 97,8 ML 112 44,0 30,5 13,5 27,4 78,8 ML 113 57,0 41,6 15,4 39,2 94,4 MH 114 62,0 48,4 13,6 62,1 88,9 MH 63 38,0 22,2 15,8 35,6 87,9 CL 64 33,0 16,2 16,8 24,9 80,4 CL 92 63,0 26,0 37,0 33,7 92,9 CH 93 50,0 41,1 8,9 28,5 94,3 MH 45 62,0 27,2 34,8 24,7 98,0 CH 46 42,0 26,2 15,8 24,6 92,6 ML 47 50,0 30,4 19,6 33,1 97,5 MH 48 55,0 30,5 24,5 41,7 98,5 MH Nueva Primavera 2 Bochica Central 2 Asunción 1 Asunción 2 Los Angeles Nueva Primavera 1 Humedad natural % PTN 200 CLASIFICACION USC Villa Ines Bochica Central 1 BARRIO No. Apiques Limite Liquido Limite Plástico Índice de Plasticidad TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 18 | P á g i n a 7. DEFLECTOMETRÍA La medición de las deflexiones en la estructura de pavimento fue realizada por la firma ITINERIS, siguiendo la metodología del Instituto de Desarrollo Urbano (IDU), en cada uno de los CIV´s evaluados, indicados anteriormente. El equipo empleado para tal fin fue el deflectómetro de impacto KUAB-50, dispositivo de carga dinámica remolcado por un vehículo, que cumple todos los requisitos estandarizados por norma INVE 798-13 y de acuerdo la ASTM D 4694-96, el protocolo de calibración de SHRP para equipos de este tipo. Para el caso del presente proyecto, el equipo KUAB-50 ha sido configurado para aplicar una carga de 40kN en pavimento flexible y 50 kN en pavimento rígido; esta carga es generada por la caída de dos masas sobre un plato circular de 0,30m de diámetro. Este impacto simula el paso de la rueda de un vehículo pesado y es registrado por un sensor ubicado en el centro del plato, durante el instante en que el disco cae sobre el pavimento. Las deflexiones producidas son medidas por un grupo de siete (7) sismómetros espaciados entre sí cada 0,30m, permitiendo la obtención de la curva completa del cuenco de deflexiones. Dichas deflectometrias se realizaron en cada uno de los segmentos que componen las vías en estudio, se realizaron bajo las especificaciones del Instituto de Desarrollo Urbano (IDU). A continuación se muestra los resultados procesados por la firma ITINERIS en donde se obtienen los valores de SN existente de los tramos en estudio. TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 19 | P á g i n a Tabla 8 Resultados de parámetros estructurales AASHTO De acuerdo con la información anterior se establecen los SN efectivos y lo Módulos resilientes con los cuales se van a trabajar para determinar el diagnóstico de cada tramo anteriormente mencionado. Tabla 9 Resultados de Modulo Resilente y SN efectivo (Kg/cm 2 ) (Kg/cm 2 ) (Kg/cm 2 ) SN (MPa) 2 321 766 1 030 3.0 75 2 953 975 1 098 3.1 96 870 3.1 3 094 1 021 763 2.4 100 3 094 1 021 745 2.3 100 1 710 564 1 247 2.7 55 1 101 363 1 859 3.1 36 869 2.6 1 624 536 907 2.6 53 855 282 1 225 2.9 28 1 413 466 992 2.7 46 585 193 1 143 2.9 19 2 241 739 1 172 2.9 73 2 499 825 1 375 3.1 81 1 710 564 1 065 2.8 55 3 420 1 129 1 347 3.0 111 1 969 650 1 341 3.0 64 3 822 1 261 1 195 2.9 124 665 2.9 2 321 766 931 2.5 75 1 710 564 576 2.1 55 2 031 670 1 514 3.0 66 1 477 487 1 033 3.0 48 2 031 670 1 246 3.2 66 2 499 825 655 2.6 81 1 083 357 1 544 2.5 35 607 200 1 975 2.7 20 568 2.7 VILLA INES BOCHICA CENTRAL 1 BOCHICA CENTRAL 2 ASUNCION 1 Parámetros Estructurales AASHTO Mr Mr Diseño Ep SN Mr Diseño (Kg/cm 2 ) (Kg/cm 2 ) (Kg/cm 2 ) SN (MPa) 2 321 766 1 030 3.0 75 2 953 975 1 098 3.1 96 870 3.1 3 094 1 021 763 2.4 100 3 094 1 021 745 2.3 100 1 710 564 1 247 2.7 55 1 101 363 1 859 3.1 36 869 2.6 1 624 536 907 2.6 53 855 282 1 225 2.9 28 1 413 466 992 2.7 46 585 193 1 143 2.9 19 2 241 739 1 172 2.9 73 2 499 825 1 375 3.1 81 1 710 564 1 065 2.8 55 3 420 1 129 1 347 3.0 111 1 969 650 1 341 3.0 64 3 822 1 261 1 195 2.9 124 665 2.9 2 321 766 931 2.5 75 1 710 564 576 2.1 55 2 031 670 1 514 3.0 66 1 477 487 1 033 3.0 48 2 031 670 1 246 3.2 66 2 499 825 655 2.6 81 1 083 357 1 544 2.5 35 607 200 1 975 2.7 20 568 2.7 VILLA INES BOCHICA CENTRAL 1 BOCHICA CENTRAL 2 ASUNCION 1 Parámetros Estructurales AASHTO Mr Mr Diseño Ep SN Mr Diseño BARRIO (Kg/cm 2 ) SN efec VILLA INES 870 3.07 BOCHICA CENTRAL 869 2.64 BOCHICA CENTRAL 630 2.87 ASUNCION 1 568 2.71 ASUNCION 2 430 2.05 LOS ANGELES 1 421 3.65 NUEVA PRIMAVERA 1 500 3.03 NUEVA PRIMAVERA 2 584 3.13 Mr Diseño SN BARRIO (Kg/cm 2 ) SN efec VILLA INES 870 3.07 BOCHICA CENTRAL 869 2.64 BOCHICA CENTRAL 630 2.87 ASUNCION 1 5 8 2.71 ASUNCION 2 430 2.05 LOS ANGELES 1 421 3.65 NUEVA PRIMAVERA 1 500 3.03 NUEVA PRIMAVERA 2 584 3.13 Mr Diseño SN TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 20 | P á g i n a 8. ESTUDIO DE TRÁNSITO Con el fin de caracterizar el volumen de tráfico vehicular de los segmentos en estudio se llevó a cabo un muestreo realizado por el área de Tránsito del proyecto, en volumen a parte se describen los trabajos de campo realizados para esta área, así como la metodología para determinar el tránsito de diseño. A partir de este se estimó el tránsito de diseño para cada uno de los tramos en estudio, como se presenta a continuación: 8.1 Volumen de transito normal – TPD El tráfico promedio diario que utilizará la vía mejorada en ambos sentidos, es el que en volumen vehicular corresponde al flujo normal circulando actualmente en las condiciones prevalecientes tanto de la vía como del tránsito, es decir "sin proyecto". Barrio: Bochica Central 1 Tramo: Carrera 35B entre Calle 1H y 2B HORA AUTOS I BUSES II CAMIONES TOTAL VEH C2P III C2G V C3- C4VI MOTOS VII C5-6 VIII total 1947 0 87 12 0 0 0 2046 porcentaje 95 0 4 1 0 0 0 100 Tabla 10 Volumen de tránsito actual BOCHICA CENTRAL 1 Fuente: Estudio de transito Ing. Jorge Martínez- año 2015 - Conteos Carrera 35b entre Calle 1h y Calle 2B TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 21 | P á g i n a 8.2 Número De Ejes Equivalentes Tabla 11 Ejes Equivalentes Fuente: Estudio de transito Ing. Jorge Martínez - año 2015 - Conteos Carrera 35b entre Calle 1h y Calle 2B La estimación de cálculo de ejes equivalentes de diseño es de 2.77133 X105. TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 22 | P á g i n a 9. DISEÑO DE PAVIMENTOS A continuación se presentan los datos de entrada para el cálculo bajo la metodología AASTHO para los segmentos viales, Carrera 35B entre Calle 1H y Calle 2B (Barrio Bochica Central 1). 9.1 CBR DE DISEÑO Con base en los resultados obtenidos tanto de los trabajos de exploración del subsuelo, como de los ensayos de laboratorio y conforme a las recomendaciones del INVIAS en el manual de medios y altos volúmenes de tráfico con base a la región en la cual se encuentra el proyecto se indica el tipo de ensayo de CBR a evaluar para el diseño del pavimento se estableció con base en la precipitación y la temperatura media de la región: Tabla 12 Regiones climáticas Fuente Invias, tabla 4.1 del Manual de Diseño de Pavimentos asfálticos Con Medios y Altos Volúmenes de Tráfico. Se tiene que a lo largo de cada corredor en estudio la temperatura promedio es de 13°C y el régimen de precipitación es muy cercano a 1100 mm, por lo que tomamos según la tabla 12 una región R2 templado seco y templado semihúmedo. TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 23 | P á g i n a Tabla 13 Condiciones de humedad para el ensayo de CBR. Fuente: Invias, tabla 4.1 del Manual de Diseño de Pavimentos asfálticos Con Medios y Altos Volúmenes de Tráfico. Teniendo en cuenta los valores de CBR obtenidos por los sondeos cortos de cada uno de los segmentos viales, se toman los siguientes valores de CBR de Diseño: BARRIO APIQUE No. PROFUNDIDAD DE LA SUBRASANTE TIPO DE SUELO CLASIFICACIÓN UCS TIPO DE SUELO CLASIFICACIÓN AASTHO CBR SATURADO (%) CBR DE DISEÑO (%) Bochica Central 1 101 0,60 m ML A-4 (6) 1,5 2,5 102 0,70 m ML 4-5 (11) 3,0 103 0,48 m CL A-7-6 (26) 3,0 Tabla 14 CBR para diseños Fuente: Elaboración propia En el anexo No. 3 se presentan el registro y el resultado de prueba inalterada de CBR. TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 24 | P á g i n a 9.2 DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLE Teniendo en cuenta el valor de CBR inalterado en condición sumergida y el número de ejes equivalentes se presentan los datos de entrada para las propuestas de diseño de pavimentos flexibles. Tabla 15 Datos de entrada. Fuente: Elaboración propia De acuerdo a la demanda del tránsito para el periodo diseño de 10 años se tiene que el número estructural requerido es de SNreq =3.49 para la alternativa 1 y un SNreq=3.46 para la alternativa 2, como se presenta en el cálculo realizado a continuación. Para lo cual se propone las siguientes alternativas donde se modelaron mediante el Método simplificado de la AASTHO. ALTERNATIVA DE REHABILITACION PROPUESTA VIA 116-117 PARAMETROS DE ANALISIS CONFIABILIDAD R = 80.0 % ERROR ESTANDAR PREDICCION TRANSITO So = 0.45 st DESVIACION ESTANDAR NORMAL ZR = -0.842 1/st PERDIDA DE SERVICIABILIDAD FINAL PSI = 2.0 psi PERIODO DE ANALISIS ESTRUCTURAL PD = 10.0 años CBR DE DISEÑO CBR = 2.50 % MR MODULO RESILIENTE DE LA SUBRASANTE MR 3573.45 PSI   8.07 R 2.32logM 19.5)1( 1094 0.4 1.5-4.2 PSI log 0.201SN9.36log o S R ZLogN          SN TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 25 | P á g i n a MEMORÍA DE CÁLCULO ALTERNATIVA 1 TRAMO CARRERA 35B ENTRE CALLE 1H Y CALLE 2B (BARRIO BOCHICA CENTRAL 1) PARAMETROS DE ANALISIS CONFIABILIDAD R = 80.0 % ERROR ESTANDAR PREDICCION TRANSITO So = 0.45 st DESVIACION ESTANDAR NORMAL ZR = -0.842 1/st PERDIDA DE SERVICIABILIDAD FINAL PSI = 2.0 psi PERIODO DE ANALISIS ESTRUCTURAL PD = 10.0 años CBR DE DISEÑO CBR = 2.50 % MR MODULO RESILIENTE DE LA SUBRASANTE MR 3573.45 PSI cm pulg Kg/cm2 PSI 4.00 1.57 MD-12 29400 420000 0.41 1.00 0.65 6.00 2.36 MD-20 29400 420000 0.41 1.00 0.97 15.00 5.91 BEE_1 10710 153000 0.20 0.90 1.06 23.00 9.06 Remanente 700 10000 0.10 0.90 0.81 48.00 SR 250 3573 SNe = 3.49 RESULTADOS DEL ANALISIS ESTRUCTURAL ESPESOR TOTAL DE PAVIMENTO REHABILITADO Hreh = 0.48 m OFERTA NUMERO ESTRUCTURAL SNr = 3.49 m/m OFERTA DE TRANSITO ESTRUCTURA Nreh = 3.5E+05 8,2 ton DEMANDA DE TRANSITO Ndis = 2.8E+05 8,2 ton CONCEPTO: OK OBSERVACIONES: SN Se recomienda usar base estabilizada con emulsion de asfalto RAP. ALTERNATIVA DE REHABILITACION PROPUESTA Espesor TIPO DE CAPA MODULO a m ESTRUCTURA REHABILITACIÓN ANALISIS ESTRUCTURAL PAVIMENTO REHABILITADO   8.07 R 2.32logM 19.5)1( 1094 0.4 1.5-4.2 PSI log 0.201SN9.36log o S R ZLogN          SN TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 26 | P á g i n a A continuación se presenta de manera gráfica la estructura Rehabilitación propuesta para el tramo Carrera 35B entre Calle 1H y Calle 2B (Barrio Bochica Central 1). 4.00 cm – MD-12 6.00 cm – MD-20 15.0 cm – Base estabilizada con emulsión de asfalto (RAP) 23.0 cm – Material remanente Subrasante CBR 2.5 %. Ilustración 5 Estructura Propuesta Carrera 35B entre Calle 1H y Calle 2B Una vez demolida la carpeta asfáltica, se deberá excavar el material granular hasta una profundidad de 25 cm, dejando un material remanente de 23 cm. Se debe hacer la escarificación y compactación del material granular, en sitios donde se encuentren rellenos de material contaminado se deberá hacer el remplazo por material de base granular tipo A, luego se deberá colocar una base estabilizada con emulsión de asfalto de 15 cm de espesor conforme al diseño geométrico de la vía y colocar la carpeta asfáltica MD-20 de espesor 6.0 cm y sobre esta una capa de rodadura de MD-12 de 4.0 cm. TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 27 | P á g i n a Con el fin de garantizar el Módulo Resiliente de la capa de material remanente se deberá realizar un ensayo de densidad del tal modo que se garantice un 95% respecto al ensayo de Proctor modificado. Para el uso del RAP se debe tener en cuenta las Especificaciones Técnicas del Instuto de Desarrollo urbano (IDU), seccion 440-11, Capas de material granular estabilizado con emulsión asfaltica. De acuerdo con la toma de deflectrometría se tiene un SN efectivo de 2.64 para lo cual la estructura diseñada se obtivo un SN requerido de 3.49 la cual satisface el transito 350.000 de diseño para 10 años. TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 28 | P á g i n a MEMORÍA DE CÁLCULO ALTERNATIVA 2 TRAMO CARRERA 35B ENTRE CALLE 1H Y CALLE 2B (BARRIO BOCHICA CENTRAL 1) PARAMETROS DE ANALISIS CONFIABILIDAD R = 80.0 % ERROR ESTANDAR PREDICCION TRANSITO So = 0.45 st DESVIACION ESTANDAR NORMAL ZR = -0.842 1/st PERDIDA DE SERVICIABILIDAD FINAL PSI = 2.0 psi PERIODO DE ANALISIS ESTRUCTURAL PD = 10.0 años CBR DE DISEÑO CBR = 2.50 % MR MODULO RESILIENTE DE LA SUBRASANTE MR 3573.45 PSI cm pulg Kg/cm2 PSI 4.00 1.57 MD-12 29400 420000 0.41 1.00 0.65 6.00 2.36 MD-20 29400 420000 0.41 1.00 0.97 20.00 7.87 BEC_B 42700 610000 0.16 0.90 1.13 20.00 7.87 Remanente 700 10000 0.10 0.90 0.71 50.00 SR 250 3573 SNe = 3.46 RESULTADOS DEL ANALISIS ESTRUCTURAL ESPESOR TOTAL DE PAVIMENTO REHABILITADO Hreh = 0.50 m OFERTA NUMERO ESTRUCTURAL SNr = 3.46 m/m OFERTA DE TRANSITO ESTRUCTURA Nreh = 3.3E+05 8,2 ton DEMANDA DE TRANSITO Ndis = 2.8E+05 8,2 ton CONCEPTO: OK OBSERVACIONES: ALTERNATIVA DE REHABILITACION PROPUESTA SN Espesor TIPO DE CAPA MODULO a m ESTRUCTURA REHABILITACIÓN ANALISIS ESTRUCTURAL PAVIMENTO REHABILITADO   8.07 R 2.32logM 19.5)1( 1094 0.4 1.5-4.2 PSI log 0.201SN9.36log o S R ZLogN          SN TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 29 | P á g i n a A continuación, se presenta de manera gráfica la estructura Rehabilitación propuesta para el tramo Carrera 35B entre Calle 1H y Calle 2B (Barrio Bochica Central 1). 4.00 cm – MD-12 6.00 cm – MD-20 20.0 cm – Base estabilizada con cemento 20.0 cm – Material remanente Subrasante CBR 2.5 %. Ilustración 6 Estructura Propuesta Carrera 35B entre Calle 1H y Calle 2B Una vez demolida la carpeta asfáltica, se deberá excavar el material granular hasta una profundidad de 30cm, dejando un material remanente de 20 cm. Se debe hacer la escarificación y compactación del material granular, en sitios donde se encuentren rellenos de material contaminado se deberá hacer el remplazo por material de base granular tipo A, luego se deberá colocar una base estabilizada con cemento 20.0cm de espesor conforme al diseño geométrico de la vía y colocar la carpeta asfáltica MD-20 de espesor 6.0 cm y sobre esta una capa de rodadura de MD-12 de 4.0 cm. TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 30 | P á g i n a 10. ANÁLISIS DE RESULTADOS De acuerdo al diseño de las dos alternativas se realiza un analisis economico, con el fin de escoger la alternativa de rehabilitacion más conveniente con respecto al costo. Para la alternativa 1 se tiene el siguiente presupuesto: Tabla 16 Presupuesto preliminar alternativa 1 Fuente: Elaboración propia BARRIO BOCHICA CENTRAL 1 CIV´S: 16002712 - 16002603 COD. IDU PART ÍTEM DESCRIPCION UNIDAD VR. UNITARIO CANTIDAD TOTAL 1 PRELIMINARES $ 6 316 380.00 3007 REPLANTEO GENERAL M2 $ 560 1 260.00 $ 705 600.00 3021 DEMOLICION PAVIMENTO ASFALTICO (Espesor Variable. Incluye Cargue). No incluye transporte y disposición final de sobrantes. Rendimiento estimado para espesores max. 0.15m M2 $ 4 453 1 260.00 $ 5 610 780.00 2 RELLENOS Y BASES $ 64 433 351.00 3800 NIVELACION Y COMPACTACIÓN DE SUBRASANTE M2 $ 1 077 1 638.00 $ 1 764 126.00 4836 Base granular clase a (BG_A) Estabilizada al 4% con emulsión asfáltica crl-1 (incluye suministro transporte, colocacion y compactacion) M3 $ 255 064.00 245.70 $ 62 669 225.00 3 PAVIMENTOS $ 92 955 177.00 4203 MEZCLA ASFALTICA EN CALIENTE TIPO DENSO MD12 ASFALTO CONVENCIONAL (Suministro, Extendido, Nivelación y Compactación) M3 $ 577 131 63.00 $ 36 359 253.00 4200 MEZCLA ASFALTICA EN CALIENTE TIPO DENSO MD20 ASFALTO CONVENCIONAL (Suministro, Extendido, Nivelación y Compactación) M3 $ 556 112 94.50 $ 52 552 584.00 3866 RIEGO DE LIGA CON EMULSION ASFALTICA CRR-1 (Suministro, Barrido Superficie y Riego) M2 $ 1 543 1 260.00 $ 1 944 180.00 3864 IMPRIMACION CON EMULSION ASFALTICA CRL-0 (Suministro, Barrido Superficie y Riego) M2 $ 1 666 1 260.00 $ 2 099 160.00 COSTO DIRECTO OBRA $ 163 704 908.00 PRESUPUESTOS PRELIMINAR CARRERA 35B ENTRE CALLE 1H Y CALLE 2B PUENTE ARANDA TRABAJO DE GRADO INGENIERIA DE PAVIMENTOS ALTERNATIVA 1 TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 31 | P á g i n a Para la alternativa 2 se tiene el siguiente presupuesto: Tabla 17 Presupuesto preliminar alternativa 2 Fuente: Elaboración propia De acuerdo al análisis económico realizado anteriormente la alternativa económicamente más favorable es la alternativa No. 2, donde se implementará una base estabilizada con cemento. BARRIO BOCHICA CENTRAL 1 CIV´S: 16002712 - 16002603 COD. IDU PART ÍTEM DESCRIPCION UNIDAD VR. UNITARIO CANTIDAD TOTAL 1 PRELIMINARES $ 6 316 380.00 3007 REPLANTEO GENERAL M2 $ 560 1 260.00 $ 705 600.00 3021 DEMOLICION PAVIMENTO ASFALTICO (Espesor Variable. Incluye Cargue). No incluye transporte y disposición final de sobrantes. Rendimiento estimado para espesores max. 0.15m M2 $ 4 453 1 260.00 $ 5 610 780.00 2 RELLENOS Y BASES $ 35 409 956.00 3800 NIVELACION Y COMPACTACIÓN DE SUBRASANTE M2 $ 1 077 1 638.00 $ 1 764 126.00 4156 BASE GRANULAR CLASE C (BG_C) Estabiliazada con cemento (Suministro, Extendido, Nivelación, Humedecimiento y Compactación con vibrocompactador) M3 $ 102 704 327.60 $ 33 645 830.00 3 PAVIMENTOS $ 92 955 177.00 4203 MEZCLA ASFALTICA EN CALIENTE TIPO DENSO MD12 ASFALTO CONVENCIONAL (Suministro, Extendido, Nivelación y Compactación) M3 $ 577 131 63.00 $ 36 359 253.00 4200 MEZCLA ASFALTICA EN CALIENTE TIPO DENSO MD20 ASFALTO CONVENCIONAL (Suministro, Extendido, Nivelación y Compactación) M3 $ 556 112 94.50 $ 52 552 584.00 3866 RIEGO DE LIGA CON EMULSION ASFALTICA CRR-1 (Suministro, Barrido Superficie y Riego) M2 $ 1 543 1 260.00 $ 1 944 180.00 3864 IMPRIMACION CON EMULSION ASFALTICA CRL-0 (Suministro, Barrido Superficie y Riego) M2 $ 1 666 1 260.00 $ 2 099 160.00 COSTO DIRECTO OBRA $ 134 681 513.00 PRESUPUESTOS PRELIMINAR CARRERA 35B ENTRE CALLE 1H Y CALLE 2B PUENTE ARANDA TRABAJO DE GRADO INGENIERIA DE PAVIMENTOS ALTERNATIVA 2 TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 32 | P á g i n a 11. CONCLUSIONES  De acuerdo al análisis económico realizado la alternativa recomendad en el presente informe es la alternativa No. 2 donde se implementará una base estabilizada con cemento de 20cm de espesor y sobre esta una mezcla densa MD-20 de 6,0cm y luego una mezcla densa MD-12 de 4,0cm.  Para la rehabilitación de las vías en estudio se recomienda realizar el fresado o democión de las capas asfálticas deterioradas (rodadura y base), se puede reciclar y reutilizar el material siempre y cuando cumpla con las Especificaciones Técnicas de Materiales de construcción IDU-ET-201, sección 440-11 (Capas de material granular estabilizado con emulsión asfáltica).  Con el fin de garantizar la estabilidad de las obras es necesario proveer las vías de las obras necesarias de drenaje y subdrenaje.  Las estructuras recomendadas en el presente documento corresponden a un periodo de diseño de 10 años para pavimento flexible para prolongar la vida útil del pavimento es necesario garantizar un programa de mantenimiento de la vía adecuado (mantenimiento de drenes, bacheos y parcheos puntúales, sello de fisuras periódico) de forma tal que la estructura no sea afectada por la carencia de esta actividad y envejezca normalmente hasta su periodo de diseño.  Para el material remanente se deberá garantizar el Modulo Resiliente, por lo tanto se deberá realizar un ensayo de densidad del tal modo que se garantice un 95% respecto al ensayo de Proctor modificado. TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 33 | P á g i n a  El SN requerido calculado es de 3.49 y satisface el tránsito diseño de 350.000.  El SN efectivo calculado por la firma ITINERIS es de 2.64 lo cual indica que la vía en estudio necesita una rehabilitación. TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 34 | P á g i n a ANEXO No. 1 LOCALIZACIÓN DE APIQUES TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 35 | P á g i n a TRABAJO DE GRADO INGENIERIA DE PAVIMENTOS ANEXO No. 2 EXPLORACIÓN DE SUBSUELO TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 37 | P á g i n a TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 38 | P á g i n a TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 39 | P á g i n a TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 40 | P á g i n a TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 41 | P á g i n a TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 42 | P á g i n a TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 43 | P á g i n a TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 44 | P á g i n a TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 45 | P á g i n a TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 46 | P á g i n a TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 47 | P á g i n a TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 48 | P á g i n a TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 49 | P á g i n a TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 50 | P á g i n a TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 51 | P á g i n a TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 52 | P á g i n a ANEXO No. 3 RESULTADO DE CBR INALTERADO TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 53 | P á g i n a TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 54 | P á g i n a TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 55 | P á g i n a TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 56 | P á g i n a TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 57 | P á g i n a TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 58 | P á g i n a TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 59 | P á g i n a ANEXO No. 4 FORMATO DE CAMPO PARA VOLUMENES DE TRÁNSITO TRABAJO DE GRADO INGENIERÍA DE PAVIMENTOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA VÍA EN REHABILITACIÓN EN LA LOCALIDAD DE PUENTE ARANDA MEDIANTE TOMA DE DEFLECTROMETRÌA, INFORMACIÓN DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO. 60 | P á g i n a