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Diseño de la estructura de pavimento del tramo comprendido entre el K+000 al K0+100 de la carrera 11 Bis sur entre calle 20 carrera 1 del barrio Ricaurte del municipio de Ibagué

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Academic year: 2020

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(1)1 Diseño de la Estructura de Pavimento del Tramo Comprendido Entre el K+000 al K0+100 de la Carrera 11 Bis Sur Entre Calles 20 Carrera 1 del Barrio Ricaurte del Municipio de Ibagué. Stephanie Carolina Lara Hernández Dayan Carolina Villanueva Muñoz. Trabajo de grado para opta al título de Especialista en Diseño y Construcción de Pavimentos. Director Fabio Alexander Muñoz Magister en Ingeniería Civil Alexánder Alvarez Rosario PhD. Ingeniería Mecánica. Universidad Cooperativa de Colombia Facultad de Ingenierías Especialización en Diseño y Construcción de Pavimentos Ibagué - Tolima 2019 Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(2) 2 NOTA DE ACEPTACIÓN. _____________________________. _____________________________. _____________________________. Director del Proyecto. _____________________________. _____________________________. _____________________________ Jurado. Ibagué, septiembre de 2019. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(3) 3 Agradecimientos. Gracias a las personas más importantes en nuestras vidas, nuestros padres, que siempre nos han brindado su apoyo, compañía, comprensión y amor para lograr cada una de las metas que nos hemos propuesto en la vida. A nuestros abuelos que son parte incondicional en nuestras vidas. A Esteban Lara que constantemente está presente para ayudarnos, apoyarnos y molestarnos. A Dios por iluminar nuestro camino, por ser nuestra luz, nuestra esperanza y nuestro guía. Y gracias a todos aquellos que no están aquí, pero que de una u otra manera nos apoyaron a que este gran esfuerzo se volviera realidad. A todas las personas que contribuyeron para hacer posible la realización de este trabajo con sus valiosos aportes y apoyo, al calificado grupo de docentes y al director de la especialización y en general a la UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA.. Stephanie Lara Carolina Villanueva. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(4) 4 Contenido. Introducción .................................................................................................................................. 15 1. Generalidades............................................................................................................................ 16 1.1 Planteamiento del Problema ................................................................................................ 16 1.2 Justificación......................................................................................................................... 18 1.3 Objetivos ............................................................................................................................. 21 1.3.1 Objetivo General........................................................................................................... 21 1.3.2 Objetivos Específicos. .................................................................................................. 22 2. Marco de Referencias ............................................................................................................... 23 2.1 Marco Conceptual ............................................................................................................... 23 2.1.1 Generalidades. .............................................................................................................. 23 2.1.2 Pavimento. .................................................................................................................... 23 2.1.2.1 Características de un Pavimento ........................................................................... 24 2.1.2.2 Clases de Pavimento ............................................................................................. 24 2.1.2.3 Pavimento Flexible. .............................................................................................. 26 2.2 Marco Teórico ..................................................................................................................... 28 2.2.1 Método AASHTO para diseño de pavimento rígido. ................................................... 28 2.2.1.1 Propiedades de los materiales ............................................................................... 29 2.2.2 Criterios de Comportamiento. ...................................................................................... 30 2.2.3. Características estructurales de pavimento rígido ....................................................... 30 3. Localización .............................................................................................................................. 32 3.1 Ubicación de la vía .............................................................................................................. 32. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(5) 5 4. Inventario Vial .......................................................................................................................... 35 4.1 Determinación del índice de condición del pavimento (PCI) ............................................. 35 4.2 Tipos de daños presentados en la vía .................................................................................. 36 4.2.1 Fisuras Longitudinales y Transversales (FL, FT). ........................................................ 36 4.2.2 Fisura En Juntas De Construcción (FCL, FCT). .......................................................... 36 4.2.3 Fisuras En Bloque (FB). ............................................................................................... 37 4.2.4 Piel de Cocodrilo (PC).................................................................................................. 37 4.2.5 Hundimiento. ................................................................................................................ 38 4.2.6 Descascaramiento (DC). ............................................................................................... 39 4.2.7 Baches (BCH). .............................................................................................................. 39 4.2.8 Parches: (PCH). ............................................................................................................ 40 4.2.9 Perdida de Agregado (PA). ........................................................................................... 41 5. Estudio Ambiental .................................................................................................................... 42 5.1 Efectos Indirectos a Gran Escala ......................................................................................... 42 5.1.1 Deterioro del paisaje y consumo de suelo. ................................................................... 42 5.1.2 Erosión del suelo y modificación de la estructura. ....................................................... 42 5.2 Los Efectos Secundarios ..................................................................................................... 43 5.2.1 Ruidos de construcción................................................................................................. 43 5.2.2 Daños por terremotos.................................................................................................... 43 5.3 Impactos Ambientales Causados por la Construcción de Proyectos Viales ....................... 43 5.3.1 Impacto sobre el medio atmosférico ............................................................................. 43 5.3.2 Impacto sobre el clima .................................................................................................. 43 5.3.3 Impacto sobre la geología y la geomorfología. ............................................................ 44. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(6) 6 5.3.4 Impacto sobre el paisaje ............................................................................................... 44 5.3.5 Impacto sobre los componentes socioculturales ........................................................... 44 5.4 Matriz de Leopold ............................................................................................................... 45 5.5. Metodología y Criterios de Calificación en la Evaluación del Impacto Ambiental ....... 54. 5.1.1 Manual de evaluación de impacto ambiental de proyectos, obras o actividades de Arboleda ................................................................................................................................ 54 6. Estudio de Transito .................................................................................................................. 61 6.1 Transito Promedio Diario Semanal (TPDS)........................................................................ 62 6.2 Factor Camión (FC) ............................................................................................................ 62 6.3 Factor direccional (FD) ....................................................................................................... 64 6.4 Tasa de crecimiento del tránsito (r) ..................................................................................... 65 6.5 Vehículos Comerciales (VC) .............................................................................................. 65 6.6 Cálculo de Numero de Ejes Equivalentes a 8.2 Ton (N) .................................................... 65 7. Estudio de Suelos ...................................................................................................................... 67 7.1 Sistema Físico Natural ........................................................................................................ 68 7.1.1 Geología, Geomorfología y Suelos. ............................................................................. 68 7.1.2 Geología........................................................................................................................ 69 8. Diseño de Pavimentos Método 1 .............................................................................................. 73 8.1 Método Aashto Para Pavimento Flexible ............................................................................ 73 8.2 Variables de Diseño ............................................................................................................ 73 8.2.1 Transito. ........................................................................................................................ 73 8.2.2 Niveles Recomendados de Confiabilidad (R) .............................................................. 73 8.2.3 Valores de ZR en la curva normal para ciertos grados de confiabilidad. ..................... 74. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(7) 7 8.2.4 Desviación Estándar (So) ............................................................................................. 74 8.2.5 Índice de Serviciabilidad (ΔPSI) .................................................................................. 75 8.2.6 Coeficiente de drenaje (m). .......................................................................................... 76 8.2.7 Determinación de los coeficientes estructurales. .......................................................... 76 8.2.7.1 Coeficiente estructural de la carpeta asfáltica (a1). .............................................. 77 8.2.7.2 Coeficiente estructural de la capa base (a2).......................................................... 78 8.2.7.3 Coeficiente estructural de la capa sub-base (a3). .................................................. 79 8.2.8 Número estructural indicativo del espesor total requerido de pavimento (SN). .......... 80 8.2.9 Espesores de la estructura de pavimento. ..................................................................... 81 9. Diseño de Pavimentos Método 2 .............................................................................................. 84 9.1 Metodo Aashto Para Pavimento Rigido .............................................................................. 84 9.2 Variables de Diseño ............................................................................................................ 84 9.2.1 Confiabilidad (R) .......................................................................................................... 84 9.2.2 Desviación Estándar (So) ............................................................................................. 85 9.2.3 Índice de Serviciabilidad (ΔPSI). ................................................................................. 87 9.2.4 Coeficiente de Drenaje (Cd). ........................................................................................ 87 9.2.5 Periodo de Diseño......................................................................................................... 89 9.2.6 Coeficiente de Transferencia de Cargas (J). ................................................................. 90 9.2.7 Calidad del Concreto (F’c). .......................................................................................... 90 9.2.8 Módulo de Rotura (S’c). ............................................................................................... 91 9.2.9 Módulo de Elasticidad (E). ........................................................................................... 92 9.2.10 Módulo De Reacción Dado En Mpa/M En La Que Se Apoya El Pavimento De Concreto (K). ......................................................................................................................... 92. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(8) 8 9.2.10.1 Datos de la Subbase. ........................................................................................... 92 9.2.10.2 Datos de la Subrasante. ....................................................................................... 92 9.2.10.3 Módulo de Reacción Compuesto de la Subrasante (K). ..................................... 93 9.2.11 Calculo de Espesores de Pavimento Rígido por Método AASHTO 93 ..................... 93 10. Conclusiones ........................................................................................................................... 96 Recomendaciones ......................................................................................................................... 97 Referencias.................................................................................................................................... 98. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(9) 9 Lista de Figuras. Figura 1. Estado de la red primaria pavimentada Julio – diciembre 2017.................................... 17 Figura 2. Estado de la Red Vial de Ibagué 2017........................................................................... 17 Figura 3. Pirámide de jerarquía de la movilidad urbana ............................................................... 19 Figura 4. Crecimiento Automotor. ................................................................................................ 20 Figura 5. Esquema representativo de una estructura de concreto. ................................................ 29 Figura 6. Localización de Ibagué en Tolima. ............................................................................. 32 Figura 7. Localización del barrio El Ricaurte en Ibagué. ............................................................. 33 Figura 8. Localización de la carrera 11 bis sur entre calle 20 y carrera 11 en Ibagué. ................. 34 Figura 9. Fisura longitudinal y transversal (FL, FT). ................................................................... 36 Figura 10. Fisura en juntas de construcción (FCL, FCT). ............................................................ 37 Figura 11. Fisuras en bloque (FB) y Piel de cocodrilo (PC). ...................................................... 38 Figura 12. Hundimiento. Fuente:. ................................................................................................. 38 Figura 13. Descascaramiento (DC).. ............................................................................................. 39 Figura 14. Baches (BCH).. ............................................................................................................ 40 Figura 15. Parches (PCH). ............................................................................................................ 40 Figura 16. Perdida de Agregado (PA)........................................................................................... 41 Figura 17. Esquema de Clasificación de Vehículos. Fuente: Catilla de volúmenes vehiculares INVIAS 2011. ............................................................................................................................... 61 Figura 18. Carta para estimar el coeficiente estructural a1 de la carpeta asfáltica (mezcla de granulometría densa) a partir del módulo elástico (resilencia). .................................................... 78 Figura 19. Nomograma para estimar el coeficiente estructural a2 para una capa base granular. . 79. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(10) 10 Figura 20. Nomograma para estimar el coeficiente estructural a3 parauna capa subbase granular. ....................................................................................................................................................... 80 Figura 21. Espesores de la estructura de pavimento flexible ........................................................ 82 Figura 22. Propuesta de diseño de pavimento flexible ................................................................. 83 Figura 23. Propuesta de diseño de pavimento rígido .................................................................... 95. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(11) 11 Lista de Tablas. Tabla 1. Impacto del cambio climático en las carreteras .............................................................. 28 Tabla 2. Rango de clasificación del PCI.. ..................................................................................... 35 Tabla 3. Matriz de leopold identificación de impactos ambientales ............................................. 47 Tabla 4. Rangos de calificación ambientales de acuerdo con los resultados obtenidos. .............. 56 Tabla 5. Matriz de Evaluación de Impactos Ambientales ............................................................ 57 Tabla 6. Conteo de los aforos según su clasificación. .................................................................. 62 Tabla 7. Factor daño por tipo de vehículo. ................................................................................... 63 Tabla 8. Factor Camion (FC). ....................................................................................................... 63 Tabla 9. Tránsito por adoptar para el diseño según el ancho de la calzada Factor Direccional (Fd) ....................................................................................................................................................... 64 Tabla 10. Tasas promedio de crecimiento del tránsito. ................................................................ 65 Tabla 11. Nivel de tránsito. ........................................................................................................... 66 Tabla 12. Zonificación Geotécnica Zona Montañosa de Ibagué. ................................................. 70 Tabla 13. Nivel de confiabilidad (R) ............................................................................................ 73 Tabla 14. Desviación estándar normal, valores que corresponden ............................................... 74 Tabla 15. Valores recomendados para la desviación estándar (So) .............................................. 75 Tabla 16. Índice de serviciabilidad inicial y final. ........................................................................ 75 Tabla 17. Coeficiente de drenaje m, recomendado ....................................................................... 76 Tabla 18. Número estructural SN del espesor requerido de pavimento ....................................... 81 Tabla 19. Espesores de la estructura de pavimento flexible en pulgadas ..................................... 82 Tabla 20.Espesores mínimos según la norma ............................................................................... 83. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(12) 12 Tabla 21. Nivel de confiabilidad R ............................................................................................... 84 Tabla 22. Desviación estándar normal, valores que corresponden a los niveles seleccionados de confiabilidad. ................................................................................................................................ 85 Tabla 23. Desviación estándar So ................................................................................................. 86 Tabla 24. Índice de serviciabilidad inicial y final. ........................................................................ 87 Tabla 25. Coeficiente de drenaje m, recomendado ....................................................................... 88 Tabla 26. Tiempo que tarda el agua en ser evacuada ................................................................... 88 Tabla 27. Calidad del drenaje ....................................................................................................... 89 Tabla 28.Valores del coeficiente de transmisión de cargas (j) ..................................................... 90 Tabla 29. Variables de diseño para determinar el espesor de la losa ............................................ 94. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(13) 13 Fe de Errata. En el presente trabajo publicado se deslizó un error gramatical en el título:. DICE: DISEÑO DE LA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO DEL TRAMO COMPRENDIDO ENTRE EL K+000 AL K0+100 DE LA CARRERA 11 BIS SUR ENTRE CALLES 20 CARRERA 1 DEL BARRIO RICAURTE DEL MUNICIPIO DE IBAGUÉ. DEBE DECIR: DIAGNÓSTICO DE LA VÍA EXISTENTE Y PROPUESTA DE DISEÑO DE PAVIMENTO DEL TRAMO COMPRENDIDO ENTRE EL K0+000 HASTA EL K0+100 DE LA CARRERA 11 BIS SUR ENTRE CALLE 20 Y CARRERA 11 DEL BARRIO RICAURTE – IBAGUÉ, DEPARTAMENTO DEL TOLIMA. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(14) 14 Resumen. El diseño de las estructuras de Pavimentos Rígidos y Flexibles son un tema de estudio e investigación, como consecuencia a los resultados obtenidos en la construcción y principalmente en la recuperación de las estructuras de las vías pavimentadas. Este trabajo realiza la respectiva evaluación de los métodos empleados para el diseño de la estructura del pavimento con el fin de establecer las diferentes alternativas estructurales para la vía elegida. De manera adicional en el presente trabajo, se realiza un diagnostico vial para el tramo de la vía existente, pretendiendo así conocer las condiciones actuales de la estructura y la superficie de rodadura de la misma.. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(15) 15 Introducción. En el mundo se ve la necesidad de encontrar estructuras de pavimentos más resistentes, duraderos y que requieran poco mantenimiento vial. En Colombia, la infraestructura vial viene en ascenso como desarrollo y enfoque a las regiones, en las cabeceras municipales y ciudades que conforman la malla vial, las cuales constituyen una de las bases más importantes en el desarrollo socio-económico de las regiones del país, con el fin de mejorar la calidad de vida de los usuarios y personas que habitan en su entorno. Los pavimentos son estructuras formadas por una serie de capas superpuestas, diseñadas para disminuir los esfuerzos generados por la carga impuesta debido al tránsito. Dichas capas están compuestas con material seleccionado con características específicas y un correcto compactado. El presente informe tiene como objetivo mostrar las diferentes alternativas de diseño de los pavimentos (rígido y flexible), de acuerdo a las condiciones reales, según el resultado de los análisis topográficos, suelos, tránsito, etc., con su respectivo periodo de diseño que permitan mejor las condiciones del pavimento en la carrera 11 bis sur entre calle 20 y carrera 11, ubicada en el barrio Ricaurte, en la ciudad de Ibagué y de esta manera garantizar el adecuado flujo vehicular en el sector. Adicionalmente, busca realizar un diagnóstico o inventario, de la vía que actualmente está en operación. Por tal motivo se incluirá, la elaboración de un método para la evaluación de daños. Con el fin de obtener información de las condiciones reales en las que se encuentra la estructura y de esta manera poder definir un diseño de mejoramiento vial.. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(16) 16 1. Generalidades. 1.1 Planteamiento del Problema Según el diagnóstico de transporte vial – modo carretero realizado en el 2016 por el Ministerio de Transporte, Colombia cuenta con una red de carreteras aproximadamente de 206.500 km, de los cuales 19.079 km son primarias; de estas, 10.155 están concesionada por la Agencia Nacional de Infraestructura (ANI), y los 8.924 restantes no concesionadas se encuentran a cargo del Instituto Nacional de Vías (INVIAS). Por otro lado, 45.137 km son secundarias pertenecientes a los Departamentos y 142.284 km son terciarias; de estas: . 13.959 km están a cargo de los Departamentos.. . 100.748 km están a cargo de los Municipios.. . 27.577 km están a cargo del INVIAS. El INVIAS, actualiza permanentemente el estado de la Red Vial Nacional que tiene a. cargo, clasificándolas en pavimentadas y no pavimentadas, indicando el estado en el que se encuentran. De acuerdo con el último estudio realizado en el segundo semestre del año 2017, se indica que de los 8.924 km que están a cargo de INVIAS, el 74,93% se encuentran pavimentadas y el 24,87% sin pavimentar. Como se muestra en la Figura 1, de la red pavimentada el 15,97% se encuentra entre malo y muy malo, el 31,91% en un estado regular y el 52,12% entre bueno y muy bueno estado.. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(17) 17. ESTADO DE LA RED VIAL PAVIMENTADA II SEMESTRE 2017 37,65%. 40,00%. 31,91% 30,00%. Muy Bueno Bueno. 20,00%. Regular. 15,03%. 14,47%. Malo 10,00%. Muy Malo 0,94%. 0,00% Estado Vias Pavimentadas. Figura 1. Estado de la red primaria pavimentada Julio – diciembre 2017 Fuente: INVIAS, 2017. En la ciudad de Ibagué, conforme con el anuario estadístico Municipal 2016-2017 realizado por la secretaria de infraestructura, la malla vial en el año 2014 alcanzó los 541,22 km, de los cuales el 40% se encuentra en buen estado, el 19% en un estado regular y el 40% en mal estado, como se muestra en la figura 2. ESTADO RED VIAL IBAGUE 2017 50 40.00%. 40.00%. 40 30 20. Bueno 19.00%. Regular malo. 10 0 Estado Red Vial Ibagué. Figura 2. Estado de la Red Vial de Ibagué 2017. Fuente: Secretaria de Infraestructura, 2017. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(18) 18 En los países subdesarrollados, como es el caso de Colombia, la vida útil de la infraestructura vial se ve afectada por la falta de un adecuado mantenimiento, exceso de carga sobre los pavimentos, sistema de drenaje inadecuado y deficiencias constructivas, esto se debe a la escasez de recursos económicos y a la falta de planeación y planificación entre entes gubernamentales. (Revista construir, 2010).. 1.2 Justificación En el marco del Plan de Desarrollo del Municipio de Ibagué se establecen como objetivos el desarrollo de infraestructura competitiva y fortalezca su conectividad y accesibilidad territorial acorde con las necesidades y realidades de la región. Igualmente se espera incrementar el uso del transporte público y los modos no motorizados. Igualmente, las políticas del sector reflejan la prioridad definida por la pirámide de jerarquía de la movilidad urbana. (Ver Figura 1.) En términos de los modos más deseables en el siguiente orden: peatones, ciclistas, transporte público, logística y transporte de carga y por último el vehículo particular. Con lo cual se pretende disminuir los niveles de accidentalidad y estimular el uso de medios más sostenibles, compatibles con el medio ambiente y contribuyentes a mejorar problemáticas asociadas a la movilidad, como lo son caminar y desplazarse en bicicleta.. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(19) 19. Figura 3. Pirámide de jerarquía de la movilidad urbana. Fuente. Secretaría de Tránsito, Transporte y Movilidad, (2013) La situación actual de las vías de la Ciudad de Ibagué presenta un deterioro cerca del 60% de su infraestructura de transporte y movilidad urbano, producto de la falta de mantenimiento preventivo de las vías urbanas y rurales, el olvido completo de la infraestructura peatonal. Buena parte de la Plan de Desarrollo 2016 – 2019, 170 infraestructura vial ha cumplido su vida útil, por la presencia de tráfico pesado sobre vías que no están diseñadas para tales cargas, y por improvisación en las obras de instalación de redes por parte de los operadores de servicios públicos; generando así afectaciones a la movilidad y aumento de la accidentalidad. Se estima que la zona urbana de la ciudad cuenta con 175 km de vías, compuesta por 72 km de red vial principal y 103 km de red vial secundaria; sin embargo, el 96% son usados por transporte público. Así mismo el total de las vías que atraviesan el sector rural es de 668,7 km, de los cuales 83% hacen parte de la red terciaria o veredal y el 17,15% de las vías del orden Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(20) 20 departamental y nacional. Según la consolidación de la Secretaría de Tránsito, Transporte y de la Movilidad al 31 de diciembre de 2015, se encuentran registrados en Ibagué 166.544 vehículos en todas las clases. Las motocicletas son el tipo de vehículo más representativo, con un total de 92.640 unidades, lo cual equivale a un 55,62% del total. Automóviles, camionetas y camperos suman 65.094 unidades, lo que equivale al 39,08% del total.. Figura 4. Crecimiento Automotor. Fuente. Secretaría de Tránsito, Transporte y Movilidad, (2015). El resto se reparte entre diferentes tipos de buses, camiones, remolques y maquinaria. Lo anterior se compara con 83.414 unidades que conformaban el parque automotor a 31 de diciembre de 2008, de manera que ha ocurrido un crecimiento equivalente al 99%, es decir, en 7 años se duplicó el número de vehículos registrados en Ibagué. En ese tiempo han sido las motocicletas, las camionetas y los automóviles los que registran las mayores tasas de crecimiento. En consecuencia, la tasa de motorización de los ibaguereños ha crecido considerablemente también. Al cierre de 2015, el 91,47% de los automotores registrados eran de servicio particular. Teniendo en cuenta la población de la ciudad esto equivale a una tasa de aproximadamente un vehículo particular (incluyendo motos) por cada 3,6 habitantes.. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(21) 21 La secretaria de infraestructura en su programa de Infraestructura para la competitividad y el desarrollo sostenible cuenta con el indicador de “Mantenimiento, mejoramiento y/o rehabilitación de malla vial” En donde su línea base se encuentra en un 40% sin embargo la meta planteada dentro de su Plan de Desarrollo espera a 2019 terminar con un 80%, otro de los indicadores de este programa es la “Ampliación malla vial urbana (Km Nuevos) no se encontró datos para la línea base sin embargo la meta son 8 km nuevos. (Alcaldía de Ibagué, 2016). La vía correspondiente a estos diseños se encuentra localizada en la carrera 11 bis sur entre calle 20 y carrera 11, ubicada en el Barrio Ricaurte correspondiente a la comuna 12 del municipio de Ibagué, se pudo comprobar mediante la cartografía urbana que reposa en la secretaria de infraestructura del municipio que la esta vía está en funcionamiento pero no presenta un diseño de pavimentación o mejoramiento el cual ofrece un nivel de serviciabilidad adecuado para generar bienestar, confort y seguridad a los usuarios. De acuerdo con lo mencionado, se ve la necesidad de realizar diseños de pavimentos, Rígido o flexible que se acomoden a las condiciones de transitabilidad y economía para ser evaluados por la Alcaldía y se seleccione el diseño más funcional para la comunidad; ya que de acuerdo a su ubicación es una de las vías importantes del sector del sur de Ibagué por su comercio, instituciones educativas, polideportivos y hospitales del sector.. 1.3 Objetivos. 1.3.1 Objetivo General. Realizar el diseño de Pavimento rígido y flexible para la vía localizada en la carrera 11 bis sur entre calle 20 y carrera 11, ubicada en el Barrio Ricaurte.. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(22) 22 1.3.2 Objetivos Específicos . Determinar el estado estructural y condición operacional de la capa de rodadura de la vía existente.. . Diseñar las estructuras de pavimento (rígido, flexible) más favorables para la vía en estudio.. . Formular un estudio ambiental con los diferentes impactos causados por la construcción de la vía.. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(23) 23 2. Marco de Referencias. 2.1 Marco Conceptual 2.1.1 Generalidades El diseño de una estructura de pavimento se realiza bajo una serie de condiciones y solicitaciones, en este proceso intervienen diferentes elementos como lo son los materiales, espesores de las capas, procesos constructivos, mantenimiento, todos factores determinantes para que se presente una estructura funcional y óptima.. 2.1.2 Pavimento Un pavimento es una estructura que está constituido por un conjunto de capas superpuestas, relativamente horizontales, que se diseñan y construyen técnicamente con materiales apropiados y adecuadamente compactados. El conjunto de capas de material seleccionado que conforman el pavimento recibe en forma directa las cargas del tránsito y transmiten a los estratos inferiores de manera disipada, proporcionando una superficie de rodamiento, la cual debe funcionar eficientemente; igualmente la estructura debe presentar una resistencia adecuada a los esfuerzos destructivos del tránsito, la intemperie y del agua. Debido a “que los esfuerzos en un pavimento decrecen con la profundidad, se deberán colocar los materiales de, mayor capacidad de carga en las capas superiores”. (Pavimentos, s.f., p. 1). Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(24) 24 2.1.2.1 Características de un Pavimento Un pavimento debe reunir los siguientes requisitos: . Ser resistente a la acción de las cargas impuestas por el tránsito.. . Ser resistente ante los agentes de intemperismo.. . Presentar una textura superficial adaptada a las velocidades previstas de circulación de los vehículos, por cuanto ella tiene una decisiva influencia en la seguridad vial.. . Ser resistente al desgaste producido por el efecto abrasivo de las llantas de los vehículos.. . Presentar una regularidad superficial, tanto transversal como longitudinal, que permitan una adecuada comodidad a los usuarios en función de las longitudes de onda de las deformaciones y de la velocidad de circulación.. . Ser durable y económico.. . Presentar condiciones adecuadas respecto al drenaje.. . Debe minimizar al máximo el ruido de rodadura, en el interior de los vehículos que afectan al usuario, así como en el exterior.. . Debe poseer el color adecuado para evitar reflejos y deslumbramientos, ofreciendo una adecuada seguridad al tránsito. 2.1.2.2 Clases de Pavimento  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. Debido a la alta rigidez del concreto hidráulico, así como de su elevado coeficiente de elasticidad, la distribución de los esfuerzos se produce en una zona muy Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(25) 25 amplia. Además, como el concreto es capaz de resistir, en cierto grado, esfuerzos a la tensión, el comportamiento de un pavimento rígido es suficientemente satisfactorio aun cuando existan zonas débiles en la subrasante. La capacidad estructural de un pavimento rígido depende de la resistencia de las losas y, por lo tanto, el apoyo de las capas subyacentes ejerce poca influencia en el diseño del espesor del pavimento.  Funciones de las Capas de un Pavimento Rígido .       . La función más importante es impedir la acción del bombeo en las juntas, grietas y extremos del pavimento. Se entiende por bombeo a la fluencia de material fino con agua fuera de la estructura del pavimento, debido a la infiltración de agua por las juntas de las losas. El agua que penetra a través de las juntas licúa el suelo fino de la subrasante facilitando así su evacuación a la superficie bajo la presión ejercida por las cargas circulantes a través de las losas. Servir como capa de transición y suministrar un apoyo uniforme, estable y permanente del pavimento. Facilitar los trabajos de pavimentación. Mejorar el drenaje y reducir por tanto al mínimo la acumulación de agua bajo el pavimento. Ayudar a controlar los cambios volumétricos de la subrasante y disminuir al mínimo la acción superficial de tales cambios volumétricos sobre el pavimento. Mejorar en parte la capacidad de soporte del suelo de la subrasante. Las funciones de la losa en el pavimento rígido son las mismas de la carpeta en el flexible, más la función estructural de soportar y transmitir en nivel adecuado los esfuerzos que le apliquen. (Martínez, 2018, p. 5.  Clima Los cambios de temperatura en las losas de pavimentos rígidos ocasionan en éstas esfuerzos muy elevados, que en algunos casos pueden ser superiores a los generados por las cargas de los vehículos que circulan sobre ellas. Uno de los mayores problemas es la fuerte susceptibilidad a cambios climáticos que pueden llegar a producir rupturas debido a su fragilidad, especialmente por el fenómeno del alabeo. Debido a la rigidez del concreto hidráulico se requieren estructuras de menor espesor, lo que permite reducir el tiempo de construcción y puede mitigar los problemas asociados a las Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(26) 26 redes de servicios públicos presentes principalmente en vías urbanas. Además, por las propiedades reflectantes del concreto hidráulico, se solicita una menor cantidad de iluminación para garantizar condiciones de seguridad a los usuarios.. 2.1.2.3 Pavimento Flexible. Este tipo de pavimentos están formados por una capa de rodadura asfáltica apoyada generalmente sobre dos capas no rígidas, la base y la sub base, no obstante, puede prescindirse de cualquiera de estas capas dependiendo de las necesidades particulares de cada proyecto. Dependiendo del espesor de la capa de rodadura se clasifican en: . Tratamientos Superficiales Monocapas y bicapas.. . Lechadas asfálticas o slurries.. . Cape seals.. . Micropavimentos. La capa de más abajo en la estructura del pavimento, recibe menos carga. Con el fin de. aprovechar al máximo esta propiedad, las capas son generalmente dispuestas en orden descendente de capacidad de carga, por lo tanto, la capa superior será la que posee la mayor capacidad de carga de material (y la más cara) y la de más baja capacidad de carga de material (y más barata) ira en la parte inferior.  Funciones de las Capas de un Pavimento Flexible. Subbase Granular . Función Económica: Una de las principales funciones de esta capa es netamente económica; en efecto, el espesor total que se requiere para que el nivel de esfuerzos en la subrasante sea igual o menor que su propia resistencia, puede ser construido con materiales de alta calidad; sin embargo., es preferible distribuir las capas más calificadas en la parte superior y colocar en la parte inferior del pavimento la capa de menor calidad la cual es frecuentemente la Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(27) 27. . .  . más barata. Esta solución puede traer consigo un aumento en el espesor total del pavimento y, no obstante, resultar más económica. Capa de transición: La subbase bien diseñada impide la penetración de los materiales que constituyen la base con los de la subrasante y, por otra parte, actúa como filtro de la base impidiendo que los finos de la subrasante la contaminen menoscabando su calidad. Disminución de las deformaciones: Algunos cambios volumétricos de la capa subrasante, generalmente asociados a cambios en su contenido de agua (expansiones), o a cambios extremos de temperatura (heladas), pueden absorberse con la capa subbase, impidiendo que dichas deformaciones se reflejen en la superficie de rodamiento. Resistencia: Debe soportar los esfuerzos transmitidos por las cargas de Los vehículos a través de las capas superiores y transmitidas a un nivel adecuado a la sub-rasante. Drenaje: En muchos casos la sub-base debe drenar el agua, que se introduzca a través de la carpeta o por las bermas, así como impedir la ascensión capilar. (Notas de Pavimentos, s.f., p. 1). Base Granular .   . . Resistencia: La función fundamental de la base granular de un pavimento consiste en proporcionar un elemento resistente que transmita a la subbase y a la subrasante los esfuerzos producidos por el tránsito en una intensidad apropiada. Función económica: Respecto a la carpeta asfáltica, la base tiene una función económica análoga a la que tiene la subbase respecto a la base. Superficie de rodamiento. La carpeta debe proporcionar una superficie uniforme y estable al tránsito, de textura y color conveniente y resistir los efectos abrasivos del tránsito. Impermeabilidad: Hasta donde sea posible, debe impedir el paso del agua al interior del pavimento. (Notas de Pavimentos, s.f., p. 1). Clima: En los últimos años se han realizado varios trabajos en relación a la identificación de los impactos potenciales del cambio climático en la infraestructura carretera, es común asociarlos a los principales efectos del calentamiento global, tal y como se muestra en la siguiente tabla:. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(28) 28 Tabla 1. Impacto del cambio climático en las carreteras Efecto del Cambio Climático Cambios en la temperatura. Efecto en las carreteras  Rápido deterioro del pavimento asfaltico debido a un calentamiento prolongado.  Incremento de los costos de mantenimiento y de construcción.. Cambios en la precipitación.  Incremento de inundaciones en el camino  Incremento de la erosión del suelo  Incremento de la erosión en las alcantarillas  Saturación de alcantarillas y obras de drenaje por precipitaciones excesivas.. Fuente. USAID, (2012). “El cambio climático no genera nuevos impactos en los pavimentos, sin embargo, si acelera su deterioro y aumenta la probabilidad de ocurrencia de los efectos bajo la presencia de fenómenos climáticos extremos”. (Mendoza & Marcos, 2017, p. 4). 2.2 Marco Teórico 2.2.1 Método AASHTO para diseño de pavimento rígido. El método de diseño AASHTO, fue desarrollado en los Estados Unidos en la década de los 60, basándose en un ensayo a escala real realizado durante dos (2) años en el estado de Illinois, con el fin de desarrollar tablas, gráficos y fórmulas que representen las relaciones deterioro-solicitación de las distintas secciones ensayadas; el método AASHTO 93 comenzó a introducir conceptos mecanicistas para adecuar algunos parámetros a condiciones diferentes a los Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(29) 29 que imperaron en el lugar del ensayo original; este método a diferencia de otros métodos introduce el concepto de serviciabilidad en el diseño de pavimentos como una medida de su capacidad para brindar una superficie lisa y suave al usuario.. Figura 5. Esquema representativo de una estructura de concreto. Fuente. Instituto Nacional de Vías INVIAS, (2007). 2.2.1.1 Propiedades de los materiales 1. Módulo de reacción de la Subrasante (K): Este factor da una idea de cuánto se asienta la subrasante cuando se le aplica un esfuerzo de compresión. Se halla mediante la carga dividido por la deflexión (Lib/pulg). 2. Módulo de Rotura del Concreto: Es un parámetro muy importante como variable de entrada para el diseño de pavimentos rígidos, ya que va a controlar el agrietamiento por fatiga del pavimento, originado por las cargas repetitivas de camiones. 3. Módulo de Elasticidad del Concreto: Es un parámetro que indica la rigidez y la capacidad de distribuir cargas que tiene una losa de pavimentos. Es la relación entre la tensión y la. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(30) 30 deformación. Las deflexiones, curvaturas y tensiones están directamente relacionadas con el módulo de elasticidad del concreto.. 2.2.2 Criterios de Comportamiento. La serviciabilidad se usa como una medida del comportamiento del pavimento, la misma que se relaciona con la seguridad y comodidad que puede brindar al usuario (Comportamiento Funcional) cuando este circula por la vialidad.. 2.2.3. Características estructurales de pavimento rígido 1. Drenaje: Es el proceso mediante el cual el agua de infiltración superficial o agua de filtración subterránea es removida de los suelos y rocas por medios naturales o artificiales. El drenaje es uno de los factores más importantes en el diseño de pavimentos. Para minimizar los efectos del agua sobre los pavimentos se debe: . Prevenir el ingreso del agua al pavimento (drenaje superficial).. . Proveer un drenaje para remover el afuera rápidamente (drenaje subterráneo).. . Construir un pavimento suficientemente fuerte para resistir el efecto combinado de carga y agua.. 2. Transferencia De Carga: Las cargas de transito debe ser transmitidas de una manera eficiente de una losa o la siguiente para minimizar las deflexiones en las juntas. Las deflexiones excesivas producen bombeo de la subbase y posteriormente rotura de la losa de concreto.. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(31) 31 3. Perdida De Soporte: Este Factor (LS) es incluido en el diseño de pavimentos rígidos para tomar en cuenta la perdida potencial de soporte proveniente de la erosión de la subbase y/o movimientos diferenciales verticales del suelo.. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(32) 32 3. Localización. El proyecto a realizar se encuentra situado en el municipio de Ibagué, este se encuentra sobre la Cordillera Central de los Andes entre el Cañón del Combeima y el Valle del Magdalena, en cercanías del Nevado del Tolima. Es la capital del departamento de Tolima. Se encuentra a una altitud de 1285 m.s.n.m; su área urbana se divide en 13 comunas y su zona rural en más de 17 corregimientos, 144 veredas y 14 inspecciones.. Figura 6. Localización de Ibagué en Tolima. Fuente: Enciclopedia Libre Wikipedia, (2019). 3.1 Ubicación de la vía El Ricaurte, está ubicado en el sector sur de la ciudad con barrios de estrato bajo, cuyas viviendas se encuentran en regular estado. Estos barrios se originaron en los años '50 y '60, entre ellos el barrio Kennedy, López de Galarza y La Gaitana, los Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(33) 33 cuales han ido mejorando su infraestructura física y de servicios públicos; la vía principal es la autopista hacia Armenia y las calles que acceden a estos barrios. (Alcaldía de Ibagué, 2019, p. 1). Figura 7. Localización del barrio El Ricaurte en Ibagué. Fuente: Alcaldía de Ibagué, (2019). El lugar donde se desarrolla el proyecto se encuentra ubicado en la carrera 11 bis sur entre calle 20 y carrera 11, es importante mencionar que esta vía comunica dos avenidas principales del barrio el Ricaurte, en las cuales se genera embotellamiento en la hora pico.. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(34) 34. Figura 8. Localización de la carrera 11 bis sur entre calle 20 y carrera 11 en Ibagué. Fuente: Secretaria de Planeación Municipal, (s.f.). Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(35) 35 4. Inventario Vial. 4.1 Determinación del índice de condición del pavimento (PCI) El PCI es un índice numérico que tiene un rango de cero (0), para un pavimento fallado o en mal estado, hasta cien (100), para un pavimento que se encuentre en perfecto estado. Este cálculo del PCI se basa en los resultados de una inspección visual de la condición del pavimento de la superficie de la rodadura, para este proyecto se establece el tipo, severidad y cantidad de daño.. Tabla 2. Rango de clasificación del PCI. RANGOS DE CLASIFICACIÓN DEL PCI RANGO. CLASIFICACIÓN. 100 - 85. Excelente. 85 - 70. Muy Bueno. 70 - 55. Bueno. 55 - 40. Regular. 40 - 25. Malo. 25 - 10. Muy Malo. 10 – 0. Fallado. Fuente: Instituto Nacional de Vías INVIAS, (2015). Para la vía a intervenir su clasificación del PCI se encuentra en el rango de Muy Malo (20) esto se debe a que tiene los siguientes daños:. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(36) 36 4.2 Tipos de daños presentados en la vía 4.2.1 Fisuras Longitudinales y Transversales (FL, FT). Corresponden a discontinuidades en la carpeta asfáltica, en la misma dirección del tránsito o transversales a él. Son indicio de la existencia de esfuerzos de tensión en alguna de las capas de la estructura, los cuales han superado la resistencia del material afectado. La localización de las fisuras dentro del carril puede ser un buen indicativo de la causa que las genero, ya que aquellas que se encuentran en zonas sujetas a carga puede están relacionadas con problemas de fatiga de toda la estructura o de alguna de sus partes. (Grupo Técnico – Convenio 587 de 2003, 2006, p. 7). Figura 9. Fisura longitudinal y transversal (FL, FT). Fuente. Elaboración Propia. 4.2.2 Fisura En Juntas De Construcción (FCL, FCT). Fisuras longitudinales o transversales generadas por la mala ejecución de las juntas de construcción de la carpeta asfáltica o de las juntas en zonas de ampliación. Se localizan generalmente en el eje de la vía, coincidiendo con el ancho de los carriles, zonas de ensanche y en zonas de unión entre dos etapas de colocación de pavimento asfaltico.. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(37) 37. Figura 10. Fisura en juntas de construcción (FCL, FCT). Fuente. Elaboración Propia. 4.2.3 Fisuras En Bloque (FB). Cuando se presenta este tipo de daño la superficie del asfalto es dividida en bloques que aparecen de forma aproximadamente rectangular. Este deterioro difiere de la piel de cocodrilo en que esta última aparece en áreas sometidas a carga, mientras que los bloques aparecen usualmente en áreas no cargadas, sin embargo, es usual encontrar fisuras en bloque que han evolucionado en piel de cocodrilo por acción del tránsito por otra parte, la piel de cocodrilo esta generalmente formada por bloques con más lados y ángulos agudos.. 4.2.4 Piel de Cocodrilo (PC). Comprende una serie de fisuras interconectadas con patrones irregulares, generalmente localizadas en zonas sujetas a repeticiones de carga. La fisuración tiende a iniciarse en el fondo Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(38) 38 de las capas asfálticas, donde los esfuerzos de tracción son mayores bajo la acción de cargas. Las fisuras se propagan a la superficie inicialmente como una o más fisuras longitudinales paralelas.. Figura 11. Fisuras en bloque (FB) y Piel de cocodrilo (PC). Fuente. Elaboración Propia. 4.2.5 Hundimiento. Corresponden a depresiones localizadas en el pavimento con respecto a la rasante.. Figura 12. Hundimiento. Fuente. Elaboración Propia Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(39) 39 4.2.6 Descascaramiento (DC). Corresponde al desprendimiento de parte de la capa asfáltica superficial, sin llegar a afectar las capas asfálticas subyacentes.. Figura 13. Descascaramiento (DC). Fuente. Elaboración Propia. 4.2.7 Baches (BCH). Desintegración total de la carpeta asfáltica que deja expuestos los materiales granulares lo cual lleva al aumento del área afectada y al aumento de la profundidad debido a la acción del tránsito. Dentro de este tipo de deterioro se encuentran los ojos de pescado que corresponden a baches de forma redondeada y profundidad variable, con bordes bien definidos que resultan de una deficiencia localizada en las capas estructurales. (Grupo Técnico – Convenio 587 de 2003, 2006, p. 14). Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(40) 40. Figura 14. Baches (BCH). Fuente. Elaboración Propia. 4.2.8 Parches: (PCH). Corresponden a áreas donde el pavimento original fue removido y reemplazado por un material similar o diferente, ya sea para reparar la estructura o para permitir la instalación o reparación de alguna red de servicios.. Figura 15. Parches (PCH). Fuente. Elaboración Propia Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(41) 41 4.2.9 Perdida de Agregado (PA). Conocida como desintegración, corresponde a la disgregación superficial de la capa de rodadura debido a una pérdida gradual de agregados, haciendo la superficie más rugosa y exponiendo de manera progresiva los materiales a la acción del tránsito y los agentes climáticos. (Grupo Técnico – Convenio 587 de 2003, 2006, p. 18). Figura 16. Perdida de Agregado (PA). Fuente. Elaboración Propia. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(42) 42 5. Estudio Ambiental. 5.1 Efectos Indirectos a Gran Escala 5.1.1 Deterioro del paisaje y consumo de suelo. La vía ocupa una franja de terreno más o menos ancha, limitada físicamente por el terraplén o el corte. Y justificada jurídicamente por la propiedad sobre el suelo implícita en la legislación pública. Además, en muchos países es habitual extraer el material necesario para la construcción del terraplén directamente de los caminos aledaños, utilizando excavadora o bulldozer para formar hondonadas planas. Este método facilita las tareas de transporte, pero aumenta considerablemente el consumo de terreno y deja tras de sí una serie de cortes longitudinales en el terreno que más tarde pueden generar erosión o retener aguas estancadas donde se produzcan fácilmente gérmenes patógenos.. 5.1.2 Erosión del suelo y modificación de la estructura El despeje inadecuado del terreno genera la desestabilización de los suelos debido a sus propiedades mecánicas dando lugar a un deterioro progresivo de la estructura de la vía y su entorno inmediato que en casos extremos llega a ocasionar su descomposición total y su intransitabilidad.. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(43) 43 5.2 Los Efectos Secundarios 5.2.1 Ruidos de construcción Dado el volumen limitado de las obras de construcción y la simplicidad de la técnica aplicadas, este factor desempeña un papel transitorio durante el desarrollo de la obra. El ruido lo genera particularmente la maquinaria en sitios puntuales y por un tiempo definido.. 5.2.2 Daños por terremotos Los caminos son obras arquitectónicas sencillas o poco numerosas, están menos expuestas a la influencia de movimientos sísmicos que las obras de ingeniería complejas. Las grietas y los deslizamientos de tierra también son más limitados por su dimensión reducida.. 5.3 Impactos Ambientales Causados por la Construcción de Proyectos Viales 5.3.1 Impacto sobre el medio atmosférico Tanto en la etapa de construcción como de operación, la incorporación de partículas, esto se debe al transporte de material, operación de plantas de trituración, concretos y maquinaria en general y explotación de canteras principalmente, que produce un incremento en la emisión de gases y partículas en suspensión y sedimentables. Durante la operación, el incremento en la emisión de gases provenientes de la circulación de vehículos, siendo los principales contaminantes el monóxido de carbono. Hidrocarburos no quemados, óxido de nitrógeno, plomo, dióxido de azufre y algunos metales pesados.. 5.3.2 Impacto sobre el clima Los impactos que produce la construcción y operación de vías sobre el clima son de dos tipos: cambios micro-climáticos en las proximidades del Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(44) 44 corredor vial debido a la distinta refractación del asfalto respecto a la superficie original y la destrucción de la vegetación; y modificaciones mesoclimáticas (superficies extensas) generadas por la creación de pasillos entre valles y el efecto barrera de ciertas infraestructuras que inducen modificaciones al régimen local de los vientos. Estos impactos son difíciles de predecir y cuantificar. (Vega, 2002, p. 53). 5.3.3 Impacto sobre la geología y la geomorfología. Los principales impactos están representados en el aumento de los riesgos de inestabilidad de las laderas, la generación o incremento de procesos erosivos, la destrucción de yacimientos paleontológicos o puntos de interés geológico, la perdida de nacimientos de agua y la modificación del paisaje. La actividad que genera estas alteraciones son los movimientos de tierra, la explotación de fuentes de materiales y la ocupación del espacio que supone la propia infraestructura. Estos impactos si no son controlados desde la misma etapa de construcción pueden prolongarse durante la operación y generar afectaciones a otros componentes del medio como el biótico y el social. (Vega, 2002, p. 54) 5.3.4 Impacto sobre el paisaje Las actividades del proyecto que causan mayores afectaciones al paisaje son la etapa de construcción y la presencia de la propia infraestructura, los movimientos de tierra y aquellas otras acciones que producen un cambio en la vegetación y morfología del lugar. (Vega, 2002, p. 55) 5.3.5 Impacto sobre los componentes socioculturales Se busca promover procesos de participación comunitaria y procesos de concertación que mejoren los diseños de las vías y ajusten el desarrollo que estas inducen, a las necesidades de la población y a los planes que tengan para mejorar sus condiciones de vida. Los mayores impactos de las vías comenzaron hace mucho tiempo, con la apertura de las trochas y de los caminos, que más tarde se convirtieron por causa de los diferentes conflictos, en la vía de acceso tanto de colonizadores como emigrantes. Desde esa época los pueblos indígenas fueron visionarios pues se imaginaron que la construcción del camino traería peligro para ellos, significaba la apertura del mundo occidental, que más tarde los desplazaría y causaría impactos en la vida social cultural y territorial de los aborígenes. (Vega Sanabria, 2015, p. 56).. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(45) 45 5.4 Matriz de Leopold La matriz de Leopold es un cuadro de doble entrada de relación causa-efecto empleado en la evaluación del impacto ambiental. Esta matriz sistematiza la relación entre las acciones a implementar en la ejecución de un proyecto y su posible efecto en factores ambientales. La matriz de Leopold es ampliamente utilizada como método de evaluación cualitativo y permite asignar un carácter al impacto (positivo o negativo). Este método matricial de evaluación fue propuesto en 1971 por Luna Leopold en colaboración con otros investigadores norteamericanos. Entre sus principales ventajas están ser un método sencillo de implementar, de bajo costo y aplicable a todo tipo de proyectos. Como desventaja principal exhibe la carga subjetiva en las decisiones del investigador al asignar los órdenes de magnitud e importancia. Por otro lado, este método solo considera impactos primarios de interacción lineal, no interacciones complejas entre acciones, factores ambientales o repercusiones secundarias. Desde su creación, se ha aplicado en numerosos estudios de impacto ambiental en diversos ámbitos como la minería, construcción, acuicultura y agricultura.  Ventajas Entre las ventajas de la aplicación de la matriz de Leopold destacan: . Incluye tanto el orden de magnitud del impacto como la importancia que se asigna al mismo.. . Se pueden comparar distintas matrices elaboradas para diferentes alternativas en el proyecto en consideración.. . Es una metodología de bajo costo de aplicación.. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(46) 46 . Es muy útil como método de aplicación inicial para una primera aproximación. A partir de sus resultados se pueden planificar estudios más complejos.. . Es aplicable a todo tipo de proyectos que impliquen afectación ambiental.. . Presenta de una manera esquemática las acciones de un proyecto y sus posibles efectos sobre factores ambientales, siendo fácil de comprender..  Desventajas Se han señalado las siguientes desventajas de esta metodología: . La subjetividad en la definición de los impactos, así como en la asignación de magnitud e importancia. Esta es la desventaja más importante, ya que el investigador hace las asignaciones según su criterio.. . Considera únicamente interacciones lineales (efectos primarios), no interacciones complejas entre acciones o entre factores ambientales o efectos secundarios.. . No se considera la dimensión temporal del impacto, por lo que no diferencia entre efectos a corto, mediano o largo plazo.. . La lista de acciones y de factores ambientales puede dejar por fuera elementos de proyectos específicos.. . No considera la probabilidad de que ocurra realmente el impacto, ya que supone 100% de probabilidad de ocurrencia.. . No permite destacar áreas críticas de interés específicas.. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional..

(47) COMPONENTES AMBIENTALES DIMENSIÓN FÍSICA. Dimensión Componente. Geología Impacto. Meteorización. Erosión. Modificación Paisajística. Geomorfología Procesos de Remoción en Masa. Socavación. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional.. Construcción de capa del pavimento asfáltico. Construcción de las capas granulares de la estructura del pavimento de la vía. Construcción de obras hidráulicas y obras de arte. ACTIVIDADES GENERALES. Explanaciones: Excavaciones, mejoramiento de la subrasante y rellenos. Disposición de materiales de cortes y sobrantes (ZODMES). Captación de aguas para uso doméstico e industrial. Almacenamiento de materiales e insumos (Acopio). Transporte y almacenamiento de combustibles. Adecuación de vías de acceso. Desmonte y descapote. ACTIVIDADES PRELIMINARES. Movilización de materiales de construcción, insumos, maquinaria y equipos. Levantamiento topográfico. 47. Tabla 3. Matriz de leopold identificación de impactos ambientales MATRIZ DE LEOPOLD IDENTIFICACIÓN DE IMPACTOS AMBIENTALES. CONSTRUCCIÓN DE LA VIA.

(48) Suelo. Aire Estabilidad Geotécnica.. Cambio en las condiciones físico químicas del suelo. Cambio de uso. Deterioro de la calidad del aire. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional.. Construcción de capa del pavimento asfáltico. Construcción de las capas granulares de la estructura del pavimento de la vía. Construcción de obras hidráulicas y obras de arte. ACTIVIDADES GENERALES. Explanaciones: Excavaciones, mejoramiento de la subrasante y rellenos. Disposición de materiales de cortes y sobrantes (ZODMES). Captación de aguas para uso doméstico e industrial. Almacenamiento de materiales e insumos (Acopio). Transporte y almacenamiento de combustibles. Adecuación de vías de acceso. Desmonte y descapote. ACTIVIDADES PRELIMINARES. Movilización de materiales de construcción, insumos, maquinaria y equipos. Levantamiento topográfico. 48. MATRIZ DE LEOPOLD IDENTIFICACIÓN DE IMPACTOS AMBIENTALES. CONSTRUCCIÓN DE LA VIA.

(49) DIMENSIÓN SOCIOECONÓMICA Y CULTURAL Procesos Económicos Aumento en decibeles de ruido. Cambio en la dinámica de empleo. Cambio en los ingresos de la población. Cambio en las actividades económicas. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional.. Construcción de capa del pavimento asfáltico. Construcción de las capas granulares de la estructura del pavimento de la vía. Construcción de obras hidráulicas y obras de arte. ACTIVIDADES GENERALES. Explanaciones: Excavaciones, mejoramiento de la subrasante y rellenos. Disposición de materiales de cortes y sobrantes (ZODMES). Captación de aguas para uso doméstico e industrial. Almacenamiento de materiales e insumos (Acopio). Transporte y almacenamiento de combustibles. Adecuación de vías de acceso. Desmonte y descapote. ACTIVIDADES PRELIMINARES. Movilización de materiales de construcción, insumos, maquinaria y equipos. Levantamiento topográfico. 49. MATRIZ DE LEOPOLD IDENTIFICACIÓN DE IMPACTOS AMBIENTALES. CONSTRUCCIÓN DE LA VIA.

(50) Procesos Sociopolíticos Cambio económico por modificación uso del suelo. Generación de expectativas sociales. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional.. Construcción de capa del pavimento asfáltico. Construcción de las capas granulares de la estructura del pavimento de la vía. Construcción de obras hidráulicas y obras de arte. ACTIVIDADES GENERALES. Explanaciones: Excavaciones, mejoramiento de la subrasante y rellenos. Disposición de materiales de cortes y sobrantes (ZODMES). Captación de aguas para uso doméstico e industrial. Almacenamiento de materiales e insumos (Acopio). Transporte y almacenamiento de combustibles. Adecuación de vías de acceso. Desmonte y descapote. ACTIVIDADES PRELIMINARES. Movilización de materiales de construcción, insumos, maquinaria y equipos. Levantamiento topográfico. 50. MATRIZ DE LEOPOLD IDENTIFICACIÓN DE IMPACTOS AMBIENTALES. CONSTRUCCIÓN DE LA VIA.

(51) Cambio en la capacidad de gestión y participación de la comunidad. Cambios en la seguridad pública. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional.. Construcción de capa del pavimento asfáltico. Construcción de las capas granulares de la estructura del pavimento de la vía. Construcción de obras hidráulicas y obras de arte. ACTIVIDADES GENERALES. Explanaciones: Excavaciones, mejoramiento de la subrasante y rellenos. Disposición de materiales de cortes y sobrantes (ZODMES). Captación de aguas para uso doméstico e industrial. Almacenamiento de materiales e insumos (Acopio). Transporte y almacenamiento de combustibles. Adecuación de vías de acceso. Desmonte y descapote. ACTIVIDADES PRELIMINARES. Movilización de materiales de construcción, insumos, maquinaria y equipos. Levantamiento topográfico. 51. MATRIZ DE LEOPOLD IDENTIFICACIÓN DE IMPACTOS AMBIENTALES. CONSTRUCCIÓN DE LA VIA.

(52) Cambio en la prestación de servicios públicos y/o sociales. Dimensión Espacial Cambio en el acceso y movilidad. Afectación a la salud pública. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional.. Construcción de capa del pavimento asfáltico. Construcción de las capas granulares de la estructura del pavimento de la vía. Construcción de obras hidráulicas y obras de arte. ACTIVIDADES GENERALES. Explanaciones: Excavaciones, mejoramiento de la subrasante y rellenos. Disposición de materiales de cortes y sobrantes (ZODMES). Captación de aguas para uso doméstico e industrial. Almacenamiento de materiales e insumos (Acopio). Transporte y almacenamiento de combustibles. Adecuación de vías de acceso. Desmonte y descapote. ACTIVIDADES PRELIMINARES. Movilización de materiales de construcción, insumos, maquinaria y equipos. Levantamiento topográfico. 52. MATRIZ DE LEOPOLD IDENTIFICACIÓN DE IMPACTOS AMBIENTALES. CONSTRUCCIÓN DE LA VIA.

Figure

Figura 1. Estado de la red primaria pavimentada Julio – diciembre 2017 Fuente: INVIAS, 2017
Figura  3.  Pirámide  de  jerarquía  de  la  movilidad  urbana.  Fuente.  Secretaría  de  Tránsito,  Transporte y Movilidad, (2013)
Figura  4.  Crecimiento  Automotor.  Fuente.  Secretaría  de  Tránsito,  Transporte  y  Movilidad,  (2015)
Tabla 1. Impacto del cambio climático en las carreteras
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Referencias

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