Diseño de la estructura de pavimento en el corredor vial que conecta el barrio Salado con la vereda San Bernardo del municipio de Ibagué

Texto completo

(1)DISEÑO DE LA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO EN EL CORREDOR VIAL QUE CONECTA EL BARRIO SALADO CON LA VEREDA SAN BERNARDO DEL MUNICIPIO DE IBAGUÉ.. DIEGO ALEJANDRO RAMIREZ FONSECA FRANZ MILAN MIRANDA TRUJILLO BRYAN ALEXIS SILVA HERRERA. UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZACIÓN EN DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE PAVIMENTOS IBAGUÉ 2019.

(2) DISEÑO DE LA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO EN EL CORREDOR VIAL QUE CONECTA EL BARRIO SALADO CON LA VEREDA SAN BERNARDO DEL MUNICIPIO DE IBAGUÉ.. DIEGO ALEJANDRO RAMIREZ FONSECA FRANZ MILAN MIRANDA TRUJILLO BRYAN ALEXIS SILVA HERRERA. Trabajo presentado como requisito para optar al título de Especialista en Diseño y Construcción de Pavimentos. Director MsC. FABIO ALEXANDER MUÑOZ MENDEZ Asesor metodológico PhD. ALEXANDER ÁLVAREZ ROSARIO. UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZACIÓN EN DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE PAVIMENTOS IBAGUÉ 2019.

(3) NOTA DE ACEPTACIÓN. _____________________________. _____________________________. _____________________________. _____________________________. _____________________________ Director del Proyecto. _____________________________ Jurado. _____________________________ _____________________________ Jurado Ibagué, 25 de septiembre de 2019.

(4) DEDICATORIA Dedicamos este trabajo principalmente a Dios, por habernos dado la vida y la oportunidad de haber llegado hasta este momento tan importante de nuestra formación profesional. A nuestros familiares, por ser los pilares más importantes y por demostrarnos siempre su cariño y apoyo incondicional sin importar nuestras diferencias de opiniones. A los docentes, porque son los proveedores del conocimiento que hoy plasmamos en este trabajo. A todos nuestros compañeros que hicieron parte de este proceso, porque sin ellos no hubiéramos logrado alcanzar la meta de este trabajado en equipo.. _____________________________ FRANZ MILAN MIRANDA TRUJILLO.. ___________________________________ DIEGO ALEJANDRO RAMIREZ FONSECA.. ____________________________ BRYAN ALEXIS SILVA HERRERA..

(5) AGRADECIMIENTOS. Agradezco a Dios por guiarnos durante todo el proceso y darnos la oportunidad y sabiduría para superar obstáculos y dificultades a lo largo de nuestra formación académica. A nuestros familiares, que han sido personas ejemplares y que nos han enseñado a no desfallecer ni rendirnos ante ninguna adversidad. Al Ingeniero Fabio Alexander Muñoz y al Ingeniero Julián Andrés Pulecio, por acompañarnos durante todo nuestro proceso de formación y aprendizaje. Gracias a la Universidad Cooperativa de Colombia, por contar con excelentes y eficientes profesionales que hoy comparten sus conocimientos a todos en esta especialización. Gracias a todas las personas que ayudaron directa e indirectamente en la realización de este proyecto..

(6) CONTENIDO pág. Tabla de contenido 1. RESUMEN ---------------------------------------------------------------------------------------- 12 2. INTRODUCCIÓN-------------------------------------------------------------------------------- 14 3. OBJETIVOS -------------------------------------------------------------------------------------- 16 3.1 Objetivo general ------------------------------------------------------------------------------- 16 3.2 Objetivo Específicos. ------------------------------------------------------------------------- 16 4. MARCO TEORICO ---------------------------------------------------------------------------- 17 5. GENERALIDADES DEL TRABAJO -------------------------------------------------------- 21 5.1. Justificación Técnica ------------------------------------------------------------------------- 21 6. METODOLOGIA -------------------------------------------------------------------------------- 23 6.1 Localización Del Proyecto ------------------------------------------------------------------- 25 7. RESULTADOS----------------------------------------------------------------------------------- 27 7.1. Estudio De Suelos ---------------------------------------------------------------------------- 27 7.2. Estudio de Transito Pavimento Flexible y rígido. ------------------------------------ 38 7.3. Diseño Pavimento Flexible Por El Método Invias ------------------------------------ 42 7.4. Diseño Pavimento rígido - manual de diseño de pavimento de concreto INVIAS.------------------------------------------------------------------------------------------------ 47 7.4.1. Método aplicado: diseño estructura de pavimento rígido para bajos, medios y altos invias ------------------------------------------------------------------------- 47 7.5. Programa De Adaptación De La Guía De Manejo Ambiental (PAGA) ---------- 51 7.5.1. RESUMEN PARA EL ESTABLECIMIENTO DE INDICADORES -------- 51 7.5.2. Identificación Y Evaluación De Aspectos E Impactos Ambientales ----- 53 8. CONCLUSIONES ------------------------------------------------------------------------------- 55 Bibliografía ------------------------------------------------------------------------------------------- 56 10. ANEXOS ----------------------------------------------------------------------------------------- 58 10.1. Anexo 1 Resultados de Laboratorio Apiques. --------------------------------------- 58.

(7) LISTA DE TABLAS Tabla 1: Ajuste del CBR de diseño mediante correlación PDC – CBR .................. 35 Tabla 2: Apiques con datos de laboratorio ............................................................ 35 Tabla 3: Datos CBR campo .................................................................................. 36 Tabla 4: Percentil de CBR para diseño ................................................................. 36 Tabla 5:Cbr de diseño .......................................................................................... 37 Tabla 6: Clasificación de la subrasante con respecto al CBR %. .......................... 37 Tabla 7: Esquema de clasificación de vehículos .................................................. 39 Tabla 8: Composición de camiones ...................................................................... 39 Tabla 9: Tipo camiones ........................................................................................ 40 Tabla 10: Calculo FC y NE equivalentes ............................................................... 41 Tabla 11: Tipo de vía y su confiabilidad ................................................................ 41 Tabla 12: Valores de Zr en función de la confiabilidad. ......................................... 41 Tabla 13: Valores de So. ...................................................................................... 42 Tabla 14: Rangos de transito contemplados en el método de diseño ................... 42 Tabla 15: Factores ambientales ............................................................................ 42 Tabla 16: Regiones climáticas según temperatura y precipitación ........................ 43 Tabla 17: Cbr de diseño........................................................................................ 43 Tabla 18: Clasificación de la subrasante con respecto al CBR %. ........................ 43 Tabla 19: Entornos de la resistencia ..................................................................... 44 Tabla 20: Categoría de resistencia ....................................................................... 44 Tabla 21: Categorías de tránsito para la selección de espesores ......................... 47 Tabla 22: Clasificación de la subrasante de acuerdo con su resistencia ............... 47 Tabla 23: Clasificación de los materiales de soporte para el pavimento de concreto ............................................................................................................................. 47 Tabla 24: Tabla 24 Valores de resistencia a la flexo tracción del concreto (Módulo de rotura). ............................................................................................................. 48 Tabla 25: Denominación del sistema de transferencia de cargas y confinamiento lateral .................................................................................................................... 48 Tabla 26: Espesores de losa de concreto (cm) de acuerdo a la combinación de variables y T1 como factor principal ...................................................................... 48 Tabla 27:Recomendación para las barras de anclaje ........................................... 49 Tabla 28: Recomendaciones para la selección de los pasadores de carga .......... 49 Tabla 29: Indicadores para cada elemento ambiental. .......................................... 51 Tabla 30: Indicadores para cada elemento ambiental. .......................................... 52 Tabla 31: Indicadores para cada elemento ambiental ........................................... 53 Tabla 32: Elemento ambiental, impacto y descripción .......................................... 54 Tabla 33:EVALUACION DE IMPACTO SOCIOECONÓMICO Y CULTURAL ....... 54.

(8) LISTA DE ILUSTRACIONES Pág.. Ilustración 1: Corredor vial Ibagué - San Bernardo ............................................... 26 Ilustración 2: Exploración geotécnica - apique 1 ................................................... 28 Ilustración 3: Corte de la vía apique No.01 ........................................................... 28 Ilustración 4: Perfil estratigráfico del apique No.01 ............................................... 29 Ilustración 5: Exploración geotécnica - apique 2 ................................................... 30 Ilustración 6: Corte de la vía Apique No.02 ........................................................... 30 Ilustración 7: Perfil estratigráfico del apique No.02 ............................................... 31 Ilustración 8: Exploración geotécnica - apique 3 ................................................... 32 Ilustración 9: Corte de la vía Apique No.03. .......................................................... 32 Ilustración 10: Perfil estratigráfico del apique No.03. ............................................ 33 Ilustración 11: Exploración geotécnica - apique 4 ................................................. 33 Ilustración 12: Corte de la vía Apique No.04. ........................................................ 34 Ilustración 13: Perfil estratigráfico del apique No.04. ............................................ 34 Ilustración 14: Percentil de CBR para diseño ........................................................ 37 Ilustración 15: Esquema de clasificación de vehículos .......................................... 38 Ilustración 16: Carta No.3, Región 3 (R3), Cálido seco y cálido semihúmedo ....... 45 Ilustración 17: La cartilla da tres alternativas para el cálculo de los espesores de la estructura del pavimento flexible ........................................................................... 46 Ilustración 18: Espesores estructura de pavimento flexible ................................... 46 Ilustración 19: Esquema representativo de un pavimento de concreto ................. 50 Ilustración 20: Espesores pavimento rígido........................................................... 50 Ilustración 21: Resultados de laboratorio; Estudio de Suelos ................................ 58 Ilustración 22: Resultados de laboratorio; Estudio de Suelos ................................ 59 Ilustración 23: Resultados de laboratorio; Estudio de Suelos ................................ 59 Ilustración 24: Resultados de laboratorio; Estudio de Suelos ................................ 60 Ilustración 25: Resultados de laboratorio; Estudio de Suelos ................................ 61 Ilustración 26: Resultados de laboratorio; Estudio de Suelos. ............................... 61.

(9) LISTA DE ANEXOS. Pág.. Anexo 1. Relación peralte-Radio y Velocidad específica-Radio………………….20 Anexo 2. Longitudes y parámetros mínimos curvas verticales cóncava…………21 Anexo 3. Longitudes y parámetros mínimos curvas verticales convex…………..40 Anexo 4. Proyección de crecimiento TPD………………………………………….. 51.

(10) GLOSARIO. Asentamientos. Es el desplazamiento vertical relativo del suelo ante la imposición de cargas, la disipación de presiones, la acción del drenaje, etc. Los asentamientos afectan de manera grave la estabilidad de las estructuras. Berma. Fajas comprendidas entre los bordes de la calzada y las cunetas. Sirven de confinamiento lateral de la superficie de rodadura, controlan la humedad y las posibles erosiones de la calzada. Bombeo. Pendiente transversal en las entre tangencias horizontales de la vía, que tiene por objeto facilitar el escurrimiento superficial del agua. Ésta pendiente, va generalmente del eje hacia los bordes. Calzada. Zona de la vía destinada a la circulación de vehículos. Generalmente pavimentada o acondicionada con algún tipo de material de afirmado. Capacidad portante. Es la capacidad del suelo de fundación de soportar las cargas sin que se produzca la falla de este. Carretera. Infraestructura del transporte cuya finalidad es permitir la circulación de vehículos en condiciones de continuidad en el espacio y el tiempo, con niveles adecuados de seguridad y de comodidad. Carril. Parte de la calzada destinada al tránsito de una sola fila de vehículos. Estudio de impacto ambiental. Estudio cuya finalidad es la determinación detallada de los efectos producidos por el proyecto vial, la elaboración del Plan de Manejo Ambiental, y el cálculo de los costos de las obras de mitigación ambiental. Nivel de servicio. Refleja las condiciones operativas del tránsito vehicular en relación con variables tales como la velocidad y tiempo de recorrido, la libertad de maniobra, la comodidad, los deseos del usuario y la seguridad vial..

(11) Obras de drenaje. Obras proyectadas para eliminar el exceso de agua superficial sobre la franja de la carretera y restituir la red de drenaje natural, la cual puede verse afectada por el trazado. Pavimento. Conjunto de capas superpuestas, relativamente horizontales, que se diseñan y construyen técnicamente con materiales apropiados y adecuadamente compactados. Estas estructuras estratificadas se apoyan sobre la Subrasante de una vía y deben resistir adecuadamente los esfuerzos que la carga repetida del tránsito le transmite durante el período para el cual fue diseñada la estructura y el efecto degradante de los agentes climáticos. Pavimento flexible. Tipo de pavimento constituido por una capa de rodadura bituminosa apoyada generalmente sobre capas de material no ligado. Pavimento rígido. Es aquel que fundamentalmente está constituido por una losa de concreto hidráulico, apoyada sobre la subrasante o sobre una capa de material seleccionado, la cual se denomina subbase del pavimento rígido. Peralte. Inclinación dada al perfil transversal de una carretera en los tramos en curva horizontal para contrarrestar el efecto de la fuerza centrífuga que actúa sobre un vehículo en movimiento. También contribuye al escurrimiento del agua lluvia. Subrasante. Superficie especialmente acondicionada sobre la cual se apoya la estructura del pavimento. Talud. Paramento o superficie inclinada que limita lateralmente un corte o un terraplén. Tránsito. Acción de desplazamiento de personas, vehículos y animales por las vías. Transporte. Es el acarreo de personas, animales o cosas de un punto a otro a través de un medio físico. Vía. Zona de uso público o privado abierta al público destinada al tránsito de público, personas y/o animales.

(12) 1. RESUMEN En el presente proyecto de ingeniería vial se realizaron dos propuestas distintas enfocadas al diseño de la estructura de pavimentos para un tramo de vía de 880 metros localizado en el Departamento del Tolima, Municipio de Ibagué, entre la cabecera municipal (Barrio Salado) y el Corregimiento San Bernardo, corredor vial que comunica a la capital del Tolima con veredas y caseríos como lo son San juan de la China, La Flor, Las Brisas, entre otros Para dar inicio con las actividades preliminares necesarias para empezar a proyectar nuestros diseños de pavimento se hizo necesario una visita de campo detallada con el fin de reconocer el estado actual del corredor vial donde se establecerán las nuevas carpetas de rodadura y detalles de forma del proyecto, como la identificación de los actores principales que aprovecharán la vía, el entorno circundante y la comunidad que rodea el mismo. Mediante el reconocimiento del área de influencia del proyecto se pudo verificar la gran importancia de esta vía para el crecimiento socioeconómico de todas las veredas y fincas que hacen uso de la misma y que mediante este medio pueden tener alcance a los servicios que necesitan y sacar sus producciones agrícolas a centros de abasto, sin contar con la notable mejoría de la seguridad vial para operarios de particulares y vehículos pesados que la utilizan. Con el fin de llevar a cabo el diseño de dos (2) alternativas optimas de pavimentos diferentes (pavimento rígido y pavimento flexible) que respondan a la necesidad de los usuarios de la misma, del entorno y de los factores extrínsecos como el clima, basados ambos en la metodología desarrollada por el instituto nacional de vías (INVIAS), se hizo necesario la ejecución de cuatro etapas que nos permitieron recoger los datos de entrada para diseñar y para analizar las ventajas comparativamente que ofrece cada tipo de pavimento de modo que a criterio se pueda escoger el que más funcional y económico que se acoja a las necesidades de la administración de turno y de la demanda vehicular tanto actual como futura..

(13) Para la concepción de estos dos diseños de pavimentos fue necesaria la recolección de insumos valiosos que cuantificaran aspectos importantes en materia vial como el tránsito, el tipo de suelo de cimentación de la estructura con sus propiedades y los factores medioambientales que se ven impactados durante y después de la materialización del proyecto. Estas etapas de estudios técnicos iniciaron con la implementación de aforos vehiculares que cuantificaron y caracterizaron el tipo de transito ocupante de la vía, seguido por una exploración geotécnica de cuatro (4) apiques que describió las características físicas y mecánicas de la subrasante vial, para finalmente poder establecer los impactos negativos sobre los medios bióticos y abióticos que rodean el proyecto , garantizando los parámetros necesarios para el dimensionamiento de las capas inferiores que hacen parte de los dos (2) modelos de pavimentos concebidos ..

(14) 2. INTRODUCCIÓN Con este proyecto se busca hacer un análisis general que diagnostique la situación funcional y de servicio actual del corredor vial a tratar con el fin de proponer dos opciones para el diseño de pavimento en un tramo de 880 metros comprendido entre las abscisas K0+000 al K 0+880, localizado en la cabecera municipal (Barrio Salado) de Ibagué y el corregimiento de San Bernardo en el departamento del Tolima, de modo que como resultado final del proceso de análisis y diseño se lleguen a plantear dos (2) alternativas distintas de diseño de estructura pavimentos que cumplan con las directrices y especificaciones técnicas según la norma nacional vigente INVIAS enfocado en los principios de seguridad, economía, funcionalidad y comodidad. Luego de haber obtenido las condiciones y parámetros técnicos (transito , calidad del suelo) propios del tramo analizado del corredor vial que comunica la cabecera municipal (Barrio Salado) de Ibagué con el corregimiento de San Bernardo en el departamento del Tolima, se plantea la necesidad de proponer dos diseños de pavimentos independientes y diferentes dentro de los cuales se realizara un diseño de pavimento flexible y un diseño de pavimento rígido, con el objetivo de comparar sus características, ventajas y desventajas , resultados , costos y eficiencia entre ellos, dándole más alternativas y recursos a los ejecutantes del proyecto futuro. De acuerdo a lo anterior se establece la necesidad de previamente realizar el estudio de tránsito y explotaciones geotécnicas que soportaran los diseños para la construcción de un primer tramo de pavimento flexible y/o pavimento rígido en la interconexión entre la vía que comunica la cabecera municipal (Barrio Salado) de Ibagué con el corregimiento de San Bernardo en el departamento del Tolima, en una longitud aproximada de 880 metros como se mencionó anteriormente. Los estudios y exploraciones se realizan con el fin de cuantificar y analizar los datos obtenidos en campo, de modo que se determinen las propiedades físicas y mecánicas del suelo y una caracterización clara del tipo de tránsito actual que.

(15) ocupa la vía,. para así a partir de los resultados obtenidos poder definir los. espesores mínimos de las estructuras de pavimentos, las cuales garanticen una adecuada movilidad de vehículos livianos como pesados para brindarle. a la. comunidad del sector una mejor calidad de vida. Es importante resaltar que la vía a intervenir mediante la construcción de una capa de rodadura nueva y optima, es una estructura que tiene como funcionalidad recibir el tránsito de vehículos que realizan actividades comerciales de tráfico pesado , como lo son el transporte de pasajeros y cargas agrícolas que salen de lugares aledaños, dato por el cual no se van a descuidar cualidades fundamentales que caracterizan una buena estructura de pavimento como lo son la comodidad operacional de los vehículos, la seguridad y durabilidad..

(16) 3. OBJETIVOS 3.1 Objetivo general Diseñar la estructura de pavimento de la vía que comunica la cabecera municipal (Barrio Salado) de Ibagué con el corregimiento de San Bernardo en el departamento del Tolima.. 3.2 Objetivo Específicos..  Diagnosticar el estado actual del tramo de carretera que comunica al Salado con la vereda San Bernardo del municipio de Ibagué en el departamento del Tolima.  Determinar e identificar las propiedades físicas y mecánicas del suelo soportante de la vía en estudio mediante ensayos de laboratorio.  Analizar y realizar la caracterización del tránsito presente en el tramo vial.  Calcular espesores óptimos de la estructura de pavimento según la metodología INVIAS..

(17) 4. MARCO TEORICO. Uno de los pilare más importante que proporcionan crecimiento y desarrollo sostenible al país se enfoca directamente en la infraestructura vial, los cuales se han visto afectados y presentan altos niveles de atrasos debido a la inadecuada planeación. Así mismo los pobres resultados obtenidos, evidencian la ineficiencia de la gestión pública y la falta de una adecuada formulación de Planes Nacionales de Desarrollo que tengan metas alcanzables y cuantificables y que no se utilicen simplemente como macro-proyectos legislativos. (Vélez, 2006) El 80% de la a movilización de carga en Colombia se realiza por carretera. Los resultados muestran una red vial limitada y de poca capacidad, aún si se compara con otros países latinoamericanos en vía de desarrollo. En cuanto a la movilización de carga, la antigüedad de los vehículos y su poca capacidad de carga hace que los costos de transporte se mantengan altos, afectando la competitividad de los bienes transportados, por ende, este documento se enfoca en la necesidad de diseñar nuevas estructuras viales para suplir la necesidad de vías en el país. (PérezValbuena, 2005) Actualmente se estima que el Sistema Nacional de Carreteras tiene una longitud de 215.988 km, de los cuales 17.382 (8%) hacen parte de la llamada Red de Primer Orden, gestionada por el Instituto Nacional de Vías (INVÍAS) y la Agencia Nacional de Infraestructura (ANI). La Red Vial de Segundo Orden suma 44.399 km (21%) y la Red de Tercer Orden, o Veredal, cuenta con 154.207 km (71%) –incluidos cerca de 12.500 km de caminos privados, los cuales están bajo la gestión de los departamentos, los distritos, los municipios e INVÍAS (Ovalle, 2016) La Red Primaria está constituida por las carreteras que unen las principales ciudades entre sí, con los puertos marítimos, fronteras terrestres y otros nodos de intercambio modal. Esta red es básica para la integración y competitividad del país (pues une a las áreas de producción con las de consumo) y, en su mayor parte, está.

(18) constituida por vías de doble calzada y carreteras bidireccionales pavimentadas y con especificaciones geométricas adecuadas. En esta red se tienen los mayores movimientos de pasajeros y carga en el país, particularmente en los corredores de comercio exterior. El planeamiento de esta red está definido por el Plan Maestro de Transporte Intermodal. (Ovalle, 2016) Por otra parte, está la Red Secundaria, compuesta por carreteras de calzada bidireccional, con o sin pavimento. Durante largo tiempo hubo desconocimiento sobre las características de esta red, pero gracias a la realización del Plan Vial Regional (PVR), adelantado por el Ministerio de Transporte (MT), actualmente se tiene una idea más clara sobre su longitud y estado. Se sabe, por ejemplo, que cerca de 8.000 km están pavimentados y que los volúmenes de tránsito son, por lo general, inferiores a 500 vehículos por día. (Ovalle, 2016) Los pavimentos son elementos estructurales que intervienen en la construcción de la red vial de cada país; Dentro de los mismos podemos encontrar los pavimentos flexibles, los cuales están compuestos por las capas de sub-rasante, sub-base, base y carpeta asfáltica; cada capa una cumple con una función específica. Al llevarse a cabo un proyecto de pavimento flexible, se tiene como punto de partida el proceso de diseño del mismo, el cual se auxilia de dos normativas muy reconocidos dentro de ésta área, como lo son el método AASHTO y el Método del Instituto Nacional de Vías (INVIAS). Posterior al diseño, se realiza la ejecución del mismo, etapa dentro de la cual se muestran las distintas aplicaciones que tienen los pavimentos flexibles. La Mezcla Asfáltica sin lugar a duda, es uno de los materiales más versátiles y universales para la construcción de pavimentos en el mundo, debido a la gran variedad de propiedades y características que este material posee. Puede utilizarse como ligante con agregados, tanto en caliente como en frío, y también se puede usar para producir mezclas sin estructura de agregado pétreo. La Mezcla Asfáltica puede dar como resultado mezclas muy estables, rígidas, flexibles, duras o frágiles, lo que permite dar solución a gran cantidad de problemas de construcción de pavimentos, y también soluciones de impermeabilizaciones y protección de.

(19) superficies. Desde que se descubrió la mezcla asfáltica se han producido logros importantes en el ámbito de la construcción, por ejemplo, las plantas asfálticas, lugar donde se elaboran las mezclas bituminosas que cubren longitudes de terreno transformadas en carpetas de rodadura. De igual importancia, es el mantenimiento de la red vial pavimentada, realizándose obras como la recuperación y estabilización con emulsión asfáltica y haciéndose mención de los diferentes tipos de fallas que afectan a este tipo de pavimentos. Por otro lado, se encuentran los pavimentos rígidos, los cuales pueden estructurarse por la capa de subrasante, base y losa de hormigón. Para el pavimento rígido, se trabajaron las mismas tres etapas mencionadas para el pavimento flexible. Inicialmente se tiene la etapa de diseño, que incluye el método AASHTO, procediendo a su ejecución, donde se mencionan todos los aspectos que intervienen en el proceso de construcción. Además, se debe tomar en cuenta la preparación de la rasante, la construcción de la base y sub-base, llegándose así a los trabajos de preparación previos a la pavimentación con hormigón rígido. Seguidamente, se entra en detalle sobre la mezcla de hormigón y todo lo que conlleva su fabricación; finalizando con la colocación, terminación, texturizado y curado del hormigón. En la actualidad, por uno u otro motivo los caminos (principalmente los más transitados), se ven deteriorados por muchos factores, como la accidentada topografía del terreno y el desgaste propio producido por la circulación vehicular. Por este motivo, el análisis comparativo que se realizará, tiene como principal objetivo demostrar la calidad que tienen las mezclas asfálticas y el hormigón, como material utilizado en la construcción de pavimentos, demostrando como el costo de su producción es preponderante al momento de optar por alguno de los dos, y conociendo sus principales características. (VASQUÉZ, 2014). Los métodos de diseño de pavimentos son guías desarrolladas por diferentes entidades gubernamentales con el fin de proveer a los especialistas enfocados en la rama de las vías, las herramientas necesarias para el diseño de estructuras de.

(20) pavimento. Las metodologías de diseño de pavimentos flexibles son generalmente de carácter empírico o mecánico – empíricas. En el caso de los métodos empíricos se correlaciona el comportamiento de los pavimentos in situ, a través de observaciones y mediciones de campo, con los factores que causan los mecanismos de degradación en estas estructuras. Los factores más importantes son las cargas impuestas por el tránsito, las condiciones ambientales (principalmente temperatura y precipitación) a las cuales se encuentra sometida la estructura, el tipo de suelo o terreno de fundación (subrasante), la calidad de los materiales empleados y deficiencias durante el proceso constructivo. Todos estos factores son controlados y medidos durante las fases de estudio para correlacionarlos con los mecanismos de degradación y crear así el método de diseño. Como se había mencionado anteriormente, en Colombia el método de diseño de pavimentos flexibles del Instituto Nacional de Vías, es empírico. Un pavimento debe ser diseñado de tal manera que las cargas impuestas por el tránsito no generen deformaciones permanentes excesivas. En el caso de los pavimentos flexibles estas deformaciones se producen en cada una de las capas, en cambio en el pavimento rígido la carga total impuesta por el transito la recibe la losa de concreto hidráulico repartiendo el esfuerzo en toda su área y transmitiendo bajos bulbos de presión a la capa de subbase que lo soporta, marcándose así unas de las principales diferencias entre ellos así como su periodo de duración que comprende 10 años para pavimentos flexibles y 20 años para pavimentos rígidos. (Reyes Lizcano & Rondón Quintana, 2007).

(21) 5. GENERALIDADES DEL TRABAJO. 5.1. Justificación Técnica. El presente proyecto desarrollado. entre la cabecera municipal de la ciudad de. Ibagué (Barrio Salado) y el Corregimiento San Bernardo correspondiente al diseño de la estructura de pavimento es de vital importancia para la región y la zona de influencia que lo rodea, ya que este corredor vial catalogado como de segundo orden (vía secundaria) favorece aparte del transporte público y privado, la movilización de mercancías y conectividad frente a la zona central del país. Para este tramo de vía se establece el proceso de análisis de la estructura de pavimento existente, estudios previos y posterior diseño de la carpeta de rodadura, donde se plantean dos alternativas distintas de dos estructuras de pavimentos, una flexible y una rígido, que cumplan con las directrices y especificaciones técnicas según la norma nacional vigente INVIAS enfocado en los principios de seguridad, economía, funcionalidad y comodidad, para brindar de esta manera a los vehículos y usuarios de la vía una disminución en tiempos de viaje, mejorando de esta manera tiempos de operación y mejorando su calidad de vida de la comunidad que lo rodea.. El desarrollo y ejecución de este tipo de obras impactará de forma positiva la movilidad de los sectores aledaños al proyecto como lo son el Municipio de Alvarado, Anzoátegui y Piedras, ya que la red vial a intervenir es una vía alterna a la cual podrán acceder los habitantes que transiten por el sector o lugares cercanos; de modo que se solucione parcialmente la movilidad del tránsito en diferentes puntos del departamento, ya que permitiría reducir de manera eficiente la presente problemática de los prolongados tiempos de desplazamientos para personas y mercancías actualmente evidentes y se fortalecería el sector agrícola, ya que se ahorrarían tiempos de viaje y generaría mejores condiciones para la distribución de los productos propios a comercializarse..

(22) Las visitas de campo permitieron realizar la identificación de las características física y patologías de esta vía secundaria que une a Ibagué con el corregimiento de San Bernardo, diagnosticando el estado de la vía como “MAL ESTADO” debido a la poca intervención y mantenimiento que se le ha realizado en el trascurso de los últimos años, encontrándose ésta en suelo natural que según el estudio de suelos dice que es una arena limosa plástica, haciendo la función de capa de rodadura.. ¿Es necesario el diseño de la estructura de pavimento en el corredor vial que conecta el barrio Salado con la vereda San Bernardo del municipio de IbaguéTolima para mejorar los tiempos de desplazamientos de vehículos, garantizar la seguridad vial y potencializar el desarrollo urbano-comercial en el sector?.

(23) 6. METODOLOGIA. Para llevar a cabo el proceso de diseño de las estructuras de pavimento para el tramo vial seleccionado mediante dos métodos distintos (pavimento rígido y pavimento flexible), es necesario iniciar realizando una minuciosa visita de campo que garantice la comprensión de todo el sistema de transporte, geotécnico e hidráulico de la zona que lo influencia directamente, con el fin de iniciar con estudios técnicos y obtención de valores que cuantifiquen las condiciones del corredor vial. De este modo, se comienzan analizando las capas que componen cada una de las estructuras de Pavimentos desde el manto inferior (subrasante) hasta el manto superior (capa de rodadura), haciendo uso de las características físicas y mecánicas de la masa de suelo sobre la que se soportara la estructura, las cuales se obtuvieron mediante la exploración geotécnica en campo y muestreo en general. Del mismo modo se caracterizó el transito que hace uso rutinario del corredor vial y que permite identificar claramente la importancia de este proyecto a realizar según los tipos de vehículos que pasan y más aún las necesidades físicas de los usuarios actuales de la misma vía, todo ello con el fin de proponer dos diseños de pavimentos que cumplan con las necesidades del sector en pro del mejoramiento de la calidad de vida de quienes la utilizan y el desarrollo socio-económico. Para iniciar con el proceso de diseño de nuestros pavimentos propuestos, es indispensable iniciar con la toma de datos y variables de campo, tales como conteos vehiculares, tomas de muestras de suelos y registro de las características climatológicas y ambientales que rodean el proyecto, con el fin de proponer dos opciones optimas, diferentes y duraderas que se podrán ejecutar cualquiera que escoja el criterio del ingeniero constructor. Este proceso de toma de datos preliminares y diseño posterior lo podemos subdividir en 4 etapas fundamentales, desarrolladas una tras otra según su orden:.

(24) A. ESTUDIO DE TRANSITO: En esta etapa se procedió a iniciar con un aforo vehicular en los puntos más significativos de la vía. Como es una vía con pocos accesos se decidió ejecutar la tarea en los dos extremos del corredor vial, donde se inició con el proceso de conteo y caracterización del tránsito, livianos y pesados, para así establecer la cantidad de usuarios que la transitan y principalmente cuantos vehículos pesados (buses y camiones) afectan la misma, con el fin de hacer un buen diseño de pavimentos que supla la necesidad actual y futura.. B. TOMA DE MUESTRAS GEOTECNICAS Y ESTUDIO DE SUELOS EN LABORATORIO: Se inicia con la identificación del tramo donde se cimentará la vía para así repartir equidistantemente el espaciamiento de los apiques. Se procede explorando el corredor vial con 4 apiques que luego de garantizar una toma de muestras de la masa de suelo inalterada mediante el ensayo de CBR se procede a estudiarse en el laboratorio, con el fin de identificar sus características físicas y mecánicas, así como la capacidad portante del suelo. Posteriormente el estudio de suelos nos arroja el perfil estratigráfico y la clasificación del suelo (Arena limosa (SMu)), así como el porcentaje de CBR de mi masa de suelo, el cual sería critico de ser cbr < 5% de modo que solicite una mejora con materiales estabilizantes (sal, cal o cemento) para subir la capacidad portante del mismo y construir la vía en una superficie estable y sólida, caso contrario al nuestro ya que el cbr dio mayor a 5%.. C. DISEÑO DE PAVIMENTOS: Luego de haber obtenido los datos preliminares en campo y laboratorio caracterizando el tránsito y el suelo, se procede a concluir con el total reconocimiento del área de trabajo. Del modo siguiente y haciendo uso de los datos obtenidos escogemos a criterio el método deseado para empezar a ejecutar el diseño de la estructura de pavimento (flexible y rígido) según las necesidades que rodean el proyecto, siendo el método desarrollado por el Instituto.

(25) Nacional de vías (INVIAS) para medios y altos volúmenes de transito el escogido para establecer los espesores de la carpeta asfáltica y capas inferiores que la soportan según el tipo de pavimento.. D. COMPONENTE MEDIOAMBIENTAL: La última etapa de nuestro proyecto se dirige hacia la mitigación de los impactos ambientales negativos que deja cualquier obra civil , en este caso la construcción de nuestra vía y los efectos sobre el ambiente , iniciando esta tarea mediante la identificación de los impactos degradantes del mismo en los diferentes medios del ecosistema como lo son medio hidráulico (impacto sobre los cuerpos agua cercanos ), medio geológico (impacto sobre el suelo ), medio atmosférico (impacto sobre la calidad del aire ), medio biótico (fauna y flora) y abiótico , evaluando el impacto que generan en estos medios de forma jerárquica de modo que permita cuantificar su magnitud y así generar como producto una matriz de impactos y evaluación de amenazas que garantizará conocer y disminuir los daños al medioambiente mediante la calificación de vulnerabilidad y del riesgo del proyecto. 6.1 Localización Del Proyecto. El proyecto se encuentra localizado en el Departamento del Tolima, Municipio de Ibagué, entre la cabecera municipal (Barrio Salado) y el Corregimiento San Bernardo, siendo esta una vía fundamental para la comunicación terrestre con las veredas y caseríos como lo son San juan de la China, La Flor, Las Brisas, La Elisa, El retiro, El Mango y Buena Vista.. La ciudad de Ibagué geográficamente se. encuentra ubicada en la región central del país sobre la Cordillera Central de Los Andes en cercanías del nevado del Tolima y se encuentra a una altitud de 1285 m.s.n.m.; La vía se desarrolla por una topografía montañoso, con pendientes fuertes y curvas de radio pequeño..

(26) La falta de una carpeta asfáltica o de rodadura adecuada ha ocasionado el deterioro del terreno natural, sobre la cual se afianza la actual vía, lo cual ocasiona retrasos en los tiempos de desplazamiento de personas y productos agrícolas, siniestros viales y un nivel de confianza bajo para los operarios y pasajeros que transitan a diario por el corredor vial.. El tramo a intervenir corresponde a una vía de tercer orden cuya estructura fue concebida inicialmente en material de afirmado, con un espesor aproximado de 0.20 m, identificando en varios puntos de la vía baches en la superficie de rodadura a causa de la erosión por aguas lluvias y viento, generando de esta manera un daño en la uniformidad de la vía. Se busca proponer dos diseños de pavimento, los cuales cumplan las especificaciones generales y particulares que en los estudios previos del terreno exija, así mismo se establecerán controles a los mecanismos del diseño, a los materiales a emplear, para garantizar la estabilidad y durabilidad de la estructura de pavimento. Del mismo modo se proponen alternativas de mejoramiento de la superficie existente.. Ilustración 1: Corredor vial Ibagué - San Bernardo Fuente: Elaboración propia con ayuda informática de Google Earth..

(27) 7. RESULTADOS. 7.1. Estudio De Suelos. Es importante realizar la identificación del suelo de fundación para conocer los diferentes estratos del subsuelo y poder determinar sus características físicas, mecánicas, clasificación, deformación y resistencia, así mismo determinar los valores del CBR de la subrasante mediante ensayos in situ.. Por esto es necesario hacer una exploración en puntos aleatorios y estratégicos y analizar los resultados para el diseño del pavimento el cual está ubicado en la vía salado – san Bernardo del municipio de Ibagué.. Se realizan dos (4) apiques a cielo abierto ubicados representativamente a lo largo del tramo a analizar con el fin de analizar las propiedades físicas mecánicas más importantes del suelo existente y la subrasante hasta 1.15 m de profundidad, los cuales se detallan a continuación:. . Determinación de la resistencia del suelo de subrasante.. Tomando la información dada por el laboratorio, se procede a organizar y evaluar los datos para obtener el CBR de diseño..

(28) . Apique No. 01. Ilustración 2: Exploración geotécnica - apique 1. Corte de la vía apique No.01.. Ilustración 3: Corte de la vía apique No.01.

(29) Perfil estratigráfico del apique No.01. Ilustración 4: Perfil estratigráfico del apique No.01.

(30) . Apique No. 02. Ilustración 5: Exploración geotécnica - apique 2. Corte de la vía Apique No.02.. Ilustración 6: Corte de la vía Apique No.02.

(31) Perfil estratigráfico del apique No.02. Ilustración 7: Perfil estratigráfico del apique No.02.

(32) . Apique No. 03. Ilustración 8: Exploración geotécnica - apique 3 Corte de la vía Apique No.03.. Ilustración 9: Corte de la vía Apique No.03..

(33) Perfil estratigráfico del apique No.03.. Ilustración 10: Perfil estratigráfico del apique No.03. . Apique No. 04. Ilustración 11: Exploración geotécnica - apique 4.

(34) Corte de la vía Apique No.04.. Ilustración 12: Corte de la vía Apique No.04.. Perfil estratigráfico del apique No.04.. Ilustración 13: Perfil estratigráfico del apique No.04..

(35) De acuerdo a los apiques realizados se establece la estratigrafía de la vía existente, está constituida por un suelo Arena limosa (SMu) El potencial expansivo de la Subrasante se descarta, es evaluado de acuerdo al límite líquido y el índice de plasticidad, de acuerdo a la siguiente tabla:. LIMITE LIQUIDO. INDICE DE PLASTICIDAD. POTENCIAL DE EXPANSIÓN. >60. >35. ALTO. 50 - 60. 25 - 35. MARGINAL. <50. <25. BAJO. Tabla 1: Ajuste del CBR de diseño mediante correlación PDC – CBR Para cada una de las muestras evaluadas, el potencial expansivo encontrado como base en el criterio de Host y Gibas, es el siguiente: POTENCIAL L.L (%) I.P (%) DE EXPANSIÓN 11.5 35.9 12.4 BAJO 12.2 30 9.4 BAJO 9.8 38.9 13.8 BAJO 10.3 34.3 11.9 BAJO Tabla 2: Apiques con datos de laboratorio. No. APIQUE 1 2 3 4. W% (HUMEDAD). Determinación del CBR de diseño. Sobre los suelos de subrasante, se adelantaron ensayos in-situ y en laboratorio, los cuales nos permiten conocer la resistencia en las condiciones de equilibrio que se espera que se presenten durante el periodo de servicio del pavimento. Se tomaron ensayos de CBR inalterado a la zona de la calzada existente estos fueron sumergidas durante cuatro días..

(36) Tabla 3: Datos CBR campo por otro lado, se considera la variable transito teniendo en cuenta el Número de ejes de 8.2 Ton en el carril de diseño, con las variables anteriores se procede a utilizar el criterio del instituto del asfalto el cual a través de percentiles en función del tránsito establece el valor de CBR de diseño más crítica.. Tabla 4: Percentil de CBR para diseño A continuación, se presenta el cálculo del CBR tomando como dato de entrada el percentil 75 para hallar la resistencia de acuerdo a la tabla 2 antes presentada, a continuación, se presenta el cálculo del CBR (Ver gráfica 1):.

(37) % valores iguales o mayores. CBR vs % valores iguales o mayores 115.00 110.00 105.00 100.00 95.00 90.00 85.00 80.00 75.00 70.00 65.00 60.00 55.00 50.00 45.00 40.00 35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00. y = -114.41x + 677.97 R² = 0.6503. 4.95. 5. 5.05. 5.1. 5.15. 5.2. 5.25. 5.3. 5.35. 5.4. 5.45. 5.5. 5.55. CBR (%). Ilustración 14: Percentil de CBR para diseño. Percentil = CBR diseño =. 75 % 5.3 %. Tabla 5:Cbr de diseño CLASIFICACIÓN DE LA SUBRASANTE. CBR EN %. S1. 3 <= CBR < 5. S2. 5 <= CBR < 7. S3. 7 <= CBR < 10. S4. 10 <= CBR < 15. S5. CBR >= 15. Tabla 6: Clasificación de la subrasante con respecto al CBR %. FUENTE: Manual de diseño de pavimentos asfalticos en vías con medios y altos volúmenes de tránsito. Tabla 5.2.- Pág. 45..

(38) 7.2. Estudio de Transito Pavimento Flexible y rígido. El método AASHTO/93 evalúa esta variable a través del numero acumulado de ejes equivalentes a 18 kips (80 kN) 8.2 Ton, por eje sencillo, que se espera circulen por el carril de diseño durante el periodo de diseño. La conversión de una carga dada por eje a eje equivalente, se hace a través de los factores equivalentes de carga. Se determinará el Número de ejes equivalentes de 8.2 Toneladas teniendo en cuenta algunos parámetros de clasificación.. Ilustración 15: Esquema de clasificación de vehículos FUENTE: Manual de Diseño de Pavimentos Asfálticos para Vías con Bajos Volúmenes de Tránsito Figura 2.1. Esquema de clasificación de vehículos, Pág. 12.. Para realizar el diseño de pavimento necesitamos el TDP (transito diario promedio) por tal motivo se realizan aforos por medio de conteo vehicular detallado en la vía salado – san Bernardo, arrogando los siguientes resultados:.

(39) A B C. TIPO VEHÍCULO AUTOS BUSES C2P C2G C3-4 C5. # VEHÍCULOS 185 25 39 43 7 1. TPDS. 300. PORCENTAJES (%) 61.67 8.33 13.00 14.33 2.33 0.33 100. Tabla 7: Esquema de clasificación de vehículos. COMPOSICIÓN DE CAMIONES # % SEGÚN VEHÍCULOS CLASIFICACIÓN CLASIFICACIÓN C2P 39 43.33% C2G 43 47.78% C3-4 7 7.78% C5 1 1.11% SUMATORIA 90 100% % VEHÍCULOS PESADOS 30% Tabla 8: Composición de camiones.

(40) . CALCULO DEL N. Dónde: N: Número de aplicaciones de carga del eje de referencia en el carril de diseño durante el año “i” TPDi: Tránsito promedio diario durante el conteo “i” A: Porcentaje estimado de vehículos pesados (buses y camiones) B: Porcentaje de vehículos pesados que emplean el carril de diseño R: Rata de crecimiento FC: Factor camión TIPO FC-2003 CAMIÓN INVIAS C2 2.15 C3 3.15 C2-S2 2.27 C3-S2 4.21 C3-S3 5.31 Tabla 9: Tipo camiones. . CALCULO FACTOR CAMIÓN VEHÍCULOS (C) VC %. 90 0.3. C2 C3 C3-S2 C3-S3. 0.91 0.08 0.01 0.00. FC 2.25 DATOS ENTRADA TPD 300 Fcarril 1.

(41) VC FD i n. 0.3 0.5 0.04 10. NE 10 años. 754,417.97. Tabla 10: Calculo FC y NE equivalentes.  Confiabilidad (R). Este valor se refiere al grado de seguridad ó veracidad que el. diseño de la estructura de un pavimento, puede llegar al fin de su período de diseño en buenas condiciones. (Suponiendo una distribución normal). Confiabilidad R, % 50% 60% 70% 75% 80% 85% 90% 91% 92% 93% 94% 95% 96% 97% 98% 99% 100% 100%. Desviación normal estándar. 0,000 -0,253 -0,524 -0,674 -0,841 -1,037 -1,282 -1,340 -1,405 -1,467 -1,555 -1,645 -1,751 -1,887 -2,054 -2,327 -3,090 -3,750. Tabla 11: Tipo de vía y su confiabilidad. Tabla 12: Valores de Zr en función de la confiabilidad. Confiabilidad: Noventa y cinco por ciento (95%); (Zr = -1.645).

(42) Tipo de. Construcción. pavimento. Nueva. Rígidos. 0,35. 0,40. Flexibles. 0,45. 0,50. Sobrecapas. Tabla 13: Valores de So.. 7.3. Diseño Pavimento Flexible Por El Método Invias Designación según transito acumulado por carril de diseño:. Tabla 14: Rangos de transito contemplados en el método de diseño Factores ambientales: Factores ambientales. Ciudad. TMAP (ᴼC). Ibagué. 21.1. Precipitación media anual (mm) 1976. Tabla 15: Factores ambientales. Regiones climáticas según la temperatura y precipitación:.

(43) Tabla 16: Regiones climáticas según temperatura y precipitación. percentil = CBR diseño =. 75 % 5.3 %. Tabla 17: Cbr de diseño. CLASIFICACIÓN DE LA SUBRASANTE S1 S2 S3 S4 S5. CBR EN % 3 <= CBR < 5 5 <= CBR < 7 7 <= CBR < 10 10 <= CBR < 15 CBR >= 15. Tabla 18: Clasificación de la subrasante con respecto al CBR %. FUENTE: Manual de diseño de pavimentos asfalticos en vías con medios y altos volúmenes de tránsito. -----------------Tabla 5.2.-Pág. 45..

(44) Tabla 19: Entornos de la resistencia. Resumen:. Rango de tránsito. Región climática. Categoría resistencia. T1. R3. S2. Tabla 20: Categoría de resistencia.

(45) Carta No.3, Región 3 (R3), Calido seco y calido semihumedo TMAP 20ºC – 30ºC, Precipitación < 200 mm/año. Ilustración 16: Carta No.3, Región 3 (R3), Cálido seco y cálido semihúmedo.

(46) La cartilla da tres alternativas para el calculo de los espesores de la estructura del pavimento flexible.. Ilustración 17: La cartilla da tres alternativas para el cálculo de los espesores de la estructura del pavimento flexible Analizando desde la parte construcctiva se opta por la primera opción, mejorando el rendimiento cuando se encuentra menos cantidad de capas dentro la estructuctura. Estructura del pavimento flexible en la via Salado – San bernardo.. 7.5 cm – MDC 19 20 cm – BG - 1. 35 cm – SBG - 1 Ilustración 18: Espesores estructura de pavimento flexible.

(47) 7.4. Diseño Pavimento rígido - manual de diseño de pavimento de concreto INVIAS. 7.4.1. Método aplicado: diseño estructura de pavimento rígido para bajos, medios y altos invias Dato entrada, se calcula número de ejes equivalentes de 8.2 ton, para un periodo de diseño de 20 años, ya que se establece como mínimo de vida útil la durabilidad de la estructura de pavimento. Ne (20 años) = 1.8x10E6. Categoría T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6. Tipo de Vía (Vt) – (E) (Vs) – (M ó A) – (CC) (Vp) – (A) – (AP-MC-CC) (Vp) – (A) – (AP-MC-CC) (Vp) – (A) – (AP-MC-CC) (Vp) – (A) – (AP-MC-CC) (Vp) – (A) – (AP-MC-CC). TPDs 0 a 200 201 a 500 501 a 1.000 1.001 a 2.500 2.501 a 5.000 5.001 a 10.000 Más de 10.001. Ejes acumulados de 8.2t < 1´000.000 <1´000.000 a 1´500.00 1´500.00 a 5´000.000 5´000.000 a 9´000.000 9´000.000 a 17´000.000 17’000.000 a 25´000.000 25´000.000 a 100´000.000. Tabla 21: Categorías de tránsito para la selección de espesores Fuente: (INSTITUTO NACIONAL DE VIAS, 2008) Tabla 3 – 1.. Clase o tipo S1 S2 S3 S4 S5. CBR (%) <2 2-5 5 - 10 20 - 10 >20. Módulo resiliente (Kg/cm2) <200 200 – 500 500 – 1.000 1.000 – 2.000 >2.000. Tabla 22: Clasificación de la subrasante de acuerdo con su resistencia Fuente: (INSTITUTO NACIONAL DE VIAS, 2008) Tabla 3-2.. Denominación SN BG BEC. Descripción Subrasante Natural Base Granular Base Estabilizada con Cemento. Tabla 23: Clasificación de los materiales de soporte para el pavimento de concreto Fuente: (INSTITUTO NACIONAL DE VIAS, 2008) Tabla 3-3..

(48) Descripción MR1 MR2 MR3 MR4. Resistencia a la flexión (KG/Cm2) 38 40 42 45. Tabla 24: Tabla 24 Valores de resistencia a la flexo tracción del concreto (Módulo de rotura). Fuente: (INSTITUTO NACIONAL DE VIAS, 2008) Tabla 3-4.. Denominación Descripción D Dovelas B Bermas No D No Dovelas No b No Bermas Tabla 25: Denominación del sistema de transferencia de cargas y confinamiento lateral Fuente: (INSTITUTO NACIONAL DE VIAS, 2008) Tabla 3-5.. Tabla 26: Espesores de losa de concreto (cm) de acuerdo a la combinación de variables y T1 como factor principal Fuente: (INSTITUTO NACIONAL DE VIAS, 2008) Tabla 4-3..

(49) Espesor de la losa obtenido es de 20 cm.. Tabla 27:Recomendación para las barras de anclaje Fuente: (INSTITUTO NACIONAL DE VIAS, 2008) Tabla 6-1.. Tabla 28: Recomendaciones para la selección de los pasadores de carga Fuente: (INSTITUTO NACIONAL DE VIAS, 2008) Tabla 6-2..

(50) Ilustración 19: Esquema representativo de un pavimento de concreto Fuente: (INSTITUTO NACIONAL DE VIAS, 2008) Figura 4.1. Ilustración 20: Espesores pavimento rígido Fuente: Los Autores. Según el manual se tiene en cuenta tres tipos de soporte para el pavimento, el natural o subrasante, las bases sean granulares (Articulo INV330-07), y las estabilizadas con cemento (Articulo INV341-07), ambas bases de 150 mm de espesor. El efecto de las bases en el espesor de la estructura se tendrá en cuenta elevando el valor de la capacidad de soporte por la presencia de la base y su tipo. (INSTITUTO NACIONAL DE VIAS, 2008)..

(51) 7.5. Programa De Adaptación De La Guía De Manejo Ambiental (PAGA). El presente PAGA, se expone una seria de programas y acciones a realizar puesto que en el momento de ejecución de actividades de obra se presenta la posibilidad de presentar cambios sobre los componentes y elementos ambientales; por ello se proponen y formulan acciones puntuales a seguir para prevenir, corregir, mitigar y/o compensar los impactos o efectos que se generen a partir de la ejecución del proyecto y asi garantizar la sostenibilidad financiera, social, económica y ambiental del mismo. 7.5.1. RESUMEN PARA EL ESTABLECIMIENTO DE INDICADORES. ELEMENTO AMBIENTAL. Agua. Suelo. Aire. INDICADOR A ESTABLECER. Calidad de agua. Cambio de Uso del Suelo. AID Dentro del tramo a intervenir no se encuentran fuentes hídricas que atraviesan el corredor vial. Por ser un corredor vial preestablecido no se generaran cambios significativos. RESULTADO. No se requiere de ningún tipo de licencia para ocupación de cauce. No se generarán afectaciones sobre el uso actual del suelo. Toda intervención de predio. debe tener la autorización del incrementarán Niveles de Las principales fuentes Se propietario. generadoras son los mientras las Ruido actividades de vehículos. construcción, p e r o e s un impacto puntual y de baja afectación. Tabla 29: Indicadores para cada elemento ambiental..

(52) ELEMENTO AMBIENTAL. INDICADOR A ESTABLECER. Calidad de Aire.. Vegetación. Afectación cobertura vegetal. Fauna Fauna. Socioecon ó mico. Afectada. AID. Al ser una vía destapada, se presentan contaminación por material particulado al paso de los vehículos. RESULTADO. La calidad de aire se verá afectada durante la etapa constructiva.. Con el desarrollo del proyecto, se podría afectar La cobertura arbórea la flora, una vez observada en el área identificadas claramente las aledaña a la vía, se especies a través del caracteriza por ser inventario es necesario especies de porte obtener el respectivo medio, alto y bajo. permiso para la tala. La afectación sobre este Ligada a la cobertura componente se presenta vegetal, se encuentra especialmente por el factor una fauna, a la cual el ruido y por el impacto que corredor biológico se ha puede causar el personal de afectado directamente la obra. por los cambios de uso del suelo.. El empleo actual esta dinamizado por la Se realizara contratación cercanía a de mano de obra del Área Generación de la ciudad de Empleo de Influencia directa del Ibagué, encontrándose como principales fuentes proyecto. de ingreso la agricultura, la ganadería y mano de obra no calificada. Se realiza reconocimiento de las áreas de Influencia de las La comunidad tiene un veredas que se intervienen esquema de Participación en la ejecución de l organización a través de comunitaria proyecto y se reconocen JAC veredales. líderes de las diferentes comunidades, las cuales cuentan con JAC. Tabla 30: Indicadores para cada elemento ambiental..

(53) ELEMENTO AMBIENTAL. INDICADOR A ESTABLEC ER. Socioeconó mico. Áreas Afectadas. Área de Influencia Directa. RESULTADO. (AID). Las áreas aledañas al proyecto que podrían verse afectadas son las viviendas, cultivos y/o predios aledaños a la vía.. Durante la ejecución del proyecto se verán afectados predios privados a los cuales se les realizara acta de vecindad respectivamente.. S. Tabla 31: Indicadores para cada elemento ambiental 7.5.2. Identificación Y Evaluación De Aspectos E Impactos Ambientales. 7.5.2.1. Evaluación De Impactos A continuación, se relacionan los impactos ambientales identificados previos a la ejecución de las obras.. ELEMENTO AMBIENTAL. IMPACTO. Agua. Calidad de agua. Suelo. Conflictos uso de suelo. Geomorfológico Atmosférico. Generación de procesos erosivos Niveles de Ruido. DESCRIPCION DEL IMPACTO No se encuentra ningún impacto sobre fuentes hídricas, en la ejecución del tramo vial. Dentro del tramo a intervenir, no se encuentra ningún problema ya que el uso del suelo está concebido como corredor vial. En el área aledaña a la vía, no presentan zonas de inestabilidad o erosión. Actualmente dentro del AID, los generadores de ruido son las fuentes móviles..

(54) Atmosférico. Calidad de Aire. Afectación cobertura vegetal Fauna. Biótico. Afectada. Por ser una vía destapada, se observan partículas en el aire en la movilidad del tránsito.. La c o b e r t u r a v e g e t a l e n t o d a l a zona ha sufrido procesos de intervención. La fauna presente en el área corresponde a especies de la zona, a las cuales se les ha fracturado su corredor de movilidad.. Tabla 32: Elemento ambiental, impacto y descripción. 7.5.2.2. Evaluación De Impacto Socioeconómico Y Cultural. ELEMENTO AMBIENTAL. IMPACTO Generación de Empleo. Socioeconómico y Cultural. Movilidad peatonal Movilidad vehicular Participación comunitaria. DESCRIPCION DEL IMPACTO El empleo actual esta dinamizado por las actividades agropecuarias y la venta de mano de obra no calificada. La comunidad transita por la vía. No existen pasos peatonales Se ve restringida especialmente en épocas de invierno Las veredas cuentan con juntas de acción comunal conformadas legalmente e inscritas en la personería comunal.. Tabla 33:EVALUACION DE IMPACTO SOCIOECONÓMICO Y CULTURAL.

(55) 8. CONCLUSIONES . Es importante realizar visita técnica para verificación ocular de tramo vial a intervenir y de esta forma realizar el diagnostico actual de la vía.. . La implementación laboratorios de suelos certificados, son importantes a la hora establecer las características físicas y mecánicas del suelo de soporte de la estructura de pavimento y trabajar los diseños con parámetros que cumplan con las necesidades de dicho suelo.. . Es de gran importancia que durante la recolección de datos como lo es el aforo vehicular realizarlo de manera que cumpla con los horarios mínimos lo cual permita conocer a ciencia cierta la caracterización vehicular que transita por el tramo de vía a intervenir, principalmente los vehículos comerciales o pesados, que son los que más afectan nuestras capas de rodadura debido a una aplicación de carga lenta y mayor tonelaje, respecto a los vehículos livianos.. . El pavimento flexible al diseñarlo por el método INVIAS se obtiene como resultado un espesor de 7.5 cm de carpeta asfáltica, 20 cm de base granular y 35 cm de subbase granular , lo cual comparado con el diseño de pavimento rígido que es de 20 cm de espesor para la placa de concreto hidráulico y 15 cm de Base granular, nos permite concluir que el pavimento flexible según sus características, espesores y materiales en sus capas podría ser la opción más económica inicialmente , pero si se analiza la relación costo/beneficio sería más apto el pavimento rígido ya que duraría el doble de tiempo de funcionalidad o vida útil (20 años). . Cuando el CBR adopta valores inferiores al 5% es necesario mejorar la calidad de la subrasante para que así garantice un buen soporte de las capas superiores de mi pavimento.. 55.

(56) Bibliografía I, V. (2006). Planeación de la infraestructura vial. INSTITUTO NACIONAL DE VIAS. (2008). MANUAL DE DISEÑO DE PAVIMENTOS DE CONCRETO PARA VIAS DE BAJOS, MEDIOS Y ALTOS VOLUMENES DE TRANSITO. BOGOTÁ. Millan, F. (2 de marzo de 2006). Facebook. Obtenido de www.facebook.com Ovalle, G. O. (2016). El papel de las vías secundarias y los caminos vecinales en el Desarrollo de Colombia. Revista de Ingenieriea Edi. 44, 20-27. Pérez-Valbuena, G. J. (2005). La infraestructura del transporte vial y la movilización de carga en Colombia. Reyes Lizcano, F. A., & Rondón Quintana, H. A. (Diciembre de 2007). Metodologias de diseño de pavientos flexibles: tendencias, alcances y limitaciones. Ciencia e ingenieria Neogranadina, págs. 41-65. Reyes Lizcano, F., & Rondón Quintana, H. (2007). Metodologías de diseño de pavimentos flexibles: Tendencias, alcances y limitaciones. Ciencia e Ingeniería Neogranadina, 41-65. Suarez, J. (2010). Mecanica de suelos. Mexico DF. VASQUÉZ, B. M. (2014). “ANÁLISIS COMPARATIVO ENTRE UN PAVIMENTO RÍGIDO Y UN PAVIMENTO FLEXIBLE PARA LA RUTA S/R: SANTA ELVIRA – EL ARENAL, EN LA COMUNA DE VALDIVIA”. Valdivia - Chile. Vélez, I. (2006). Planeación de la infraestructura vial. Universidad de los Andes, págs. 1-11.. 56.

(57) Moreno Murillo, J. M., Perdomo, A. E., & Lozano, E. L. (s.f.). Petrogenesis y Geoquímica del cuerpo ígneo de Pajarito, Boyacá -Colombia. Obtenido de https://revistas.unal.edu.co/index.php/geocol/article/view/32031/32053.. Quesada Roman, A., & Barrantes, G. (5 de 5 de 2017). Modelo morfométrico para determinar áreas susceptibles. Obtenido de http://www.scielo.org.mx/pdf/igeo/n94/2448-7279-igeo-94-00004.pdf.. 57.

(58) 10. ANEXOS 10.1. Anexo 1 Resultados de Laboratorio Apiques.. Ilustración 21: Resultados de laboratorio; Estudio de Suelos. 58.

(59) Ilustración 22: Resultados de laboratorio; Estudio de Suelos. Ilustración 23: Resultados de laboratorio; Estudio de Suelos. 59.

(60) Ilustración 24: Resultados de laboratorio; Estudio de Suelos. 60.

(61) Ilustración 25: Resultados de laboratorio; Estudio de Suelos. Ilustración 26: Resultados de laboratorio; Estudio de Suelos.. 61.

(62)