~A.C.l.~ PROYECT?f
• 8. ESPECIFICACIONES
Las diferentes capas que conformarán la estructura del pavimento, deberán
cumplir con los siguientes requerimientos:
8.1 Concreto hidráulico
Las losas de concreto hidráulico tendrán un módulo de rotura de 4.5 MPa.
Los materiales por emplear, como. son cemento, agua, agregado fino y
agregado grueso, deberán cumplir con los requerimientos establecidos en el
artículo 500 de las Especifipaciones Generales de Construcción de
Carreteras del Instituto Nacional de \Vías.• 8.2 Capa granular tipo Subbase granular y base granular
La capa granular tipo base deberá cumplir con los requerimientos
establecidos en el artículo 330 de las Especificaciones Generales de
Construcción de Carreteras del Instituto Nacional de Vías. Se podrá emplear
un material que no cumpla con el requerimiento de equivalente de arena,
siempre y cuando éste no se •.mel"l~r..••a 20% y en el ensayo de azul de
metileno se obtenga un valor inferior a 1.0
La capa granular tipo subbase deberá cumplir con los requerimientos
establecidos en el artículo 320 C/~ 'las Especificaciones Generales de. ¡
Construcción de Carreteras del Instituto Nacional de Vías. Se podrá emplearI
un material que no cumpla con el r~querimiento de equivalente de arena,
siempre y cuando. éste no se· menor a 18% y en el ensayo de azul de
metileno se obtenga un valor inferior a1.0• ESTUDIO GEOTECNICO pARA E~ DISEÑO DEL PAVIMENTOAUTOPISTA AL LLANO
45
~A.C.l.MPROYECT?f
• 8.3 Capa de base estabilizada con cemento
La construcción de la base estabilizada con cemento deberá realizarse
cumpliendo con las Normas de construcción del INV - 1996, artículo 341,
incluyendo la actualización de dichas normas realizadas en el año 2002
8.4 Capa de concreto asfáltico
Los materiales por emplear en la construcción de las capas de base asfáltica
(MDC-1) y rodadura (MDC-2) deberán cumplir con las Normas de
construcción del INV - 1996,artículo 450, incluyendo la actualización de
dichas normas realizadas en el año 2002
8.5 Rajón
• Descripción:
Este trabajo consiste en la colocación de rajón para mejoramiento de
subrasantes, de consistencia blanda, que permita la ejecución de los
trabajos de extensión y compactación de estructuras de andenes y
pavimentos
Materiales:
Los materiales por emplear en la construcción del rajón pueden proceder de
la excavación de la explanación o de fuentes aprobadas y provendrán de
cantos rodados o rocas sanas, compactas, resistentes y durables.
Deberán, además, cumplir los siguientes requisitos:
Granulometría:
• ESTUDIO GEOTECNICO PARA EL DISENO DEL PAVIMENTOAUTOPISTA AL LLANO
46
~A.C.l.~PROYECT~~
• ./ El tamaño máximo no deberá ser superior a los dos tercios (2/3) del
espesor de la capa compactada.
./ El porcentaje en peso de partículas menores al tamiz de 25.0 mm
(1"), será inferior al treinta por ciento (30%).
./ El porcentaje en peso de partículas que pasen el tamiz de 75 urn
(No.200), será inferior al diez por ciento (10%).
Resistencia a la abrasión:
Al ser sometido al ensayo de Los Ángeles, gradación E, según norma de
ensayo INV-E-219, el material por utilizar en la construcción de la capa de
rajón no podrá presentar un desgaste mayor de cincuenta por ciento (60%).
• El sello del rajón deberá cumplir con las normas IDU para un material tipo
8200.
Ejecución de los trabajos:
Los trabajos de construcción de la capa de rajón deberán efectuarse según
procedimientos puestos a consideración del Interventor y aprobados por
éste. Su avance físico deberá ajustarse al programa de trabajo.
Antes de proceder a la colocación y compactación de los materiales de la
capa de rajón, se deberán realizar, el desmonte y la limpieza y la excavación
de la capa vegetal y material inadecuado, si ello está previsto en el proyecto,
así como la demolición y remoción de estructuras y obstáculos existentes
El Interventor sólo autorizará la colocación de materiales de rajón cuando la
superficie de apoyo esté adecuadamente preparada, según se indica en el
numeral anterior.• ESTUDIO GEOTECNICO PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTOAUTOPISTA AL LLANO
47
~A.C.l.M PROYECTP.f
El material de rajón se colocará en capas sensiblemente paralelas a la
superficie de la explanación, de espesor uniforme y lo suficientemente
reducido, para que, con los medios disponibles, los vacíos entre los
fragmentos más grandes se llenen con las partículas más pequeñas del
mismo material, de modo que se obtenga el nivel de densificación deseado.
Su adecuación deberá realizarse en forma manual
La construcción de capas de rajón no se llevará a cabo en instantes de lluvia
o cuando existan fundados temores de que ella ocurra.
Una vez colocada la capa de rajón se colocará una capa de sello de recebo
tipo 8200, el cual servirá de generar una superficie homogénea para el
apoyo de la estructura del pavimento
Condiciones para el recibo de los trabajos:
Controles:
Durante la ejecución de los trabajos, el Interventor adelantará los siguientes
controles principales:
,¡' Verificar el estado y funcionamiento del equipo utilizado por el
Constructor.
,¡' Supervisar la correcta aplicación de los métodos de trabajo
aceptados.
,¡' Vigilar el cumplimiento de los programas de trabajo
,¡' Comprobar que los materiales que se empleen en la construcción de
la capa de rajón y sello cumplan con los requisitos de calidad
mencionados
ESTUDIO GEOTECNICO PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTOAUTOPISTA AL LLANO
48
~A.C.I.~PROYECT~f
• ./ Controlar los espesores de la capa de rajón y su sello
Condiciones específicas para el recibo y tolerancias
Calidad de los materiales:
De cada procedencia de los materiales empleados para la construcción de
capas de rajón y sello y para cualquier volumen previsto, se tomarán cuatro
(4) muestras y de cada fracción de ellas se determinarán:
./ La granulometría, según la norma de ensayo INV E-123
./ El desgaste Los Ángeles, de acuerdo con la norma de ensayo INV E-
219.
cuyos resultados deberán satisfacer las exigencias indicadas• Durante la etapa de producción, el Interventor examinará las diferentes
descargas de los materiales y ordenará el retiro de aquellos que, a simple
vista, contengan tierra vegetal, materia orgánica o tamaños superiores al
máximo especificado.
El Interventor podrá autorizar el empleo de partículas con tamaño superior a
los dos tercios (2/3) del espesor de la capa compactada si considera que
ellas quedan suficientemente separadas y que todos los vacíos son
ocupados por material más fino, de modo de formar una masa densa y
compacta.
Calidad del producto terminado:
El Interventor exigirá que:
• ESTUDIO GEOTECNICO PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTOAUTOPISTA AL LLANO
49
~A.C.I.~ PROYECTP.f
./ La cota de terminación de la capa de rajón, conformado y compactado
con su sello, no varíe en más de veinte milímetros (20 mm) de la
proyectada.
./ Todas las irregularidades que excedan las tolerancias de la presente
especificación deberán ser corregidas por el Constructor, a su costa,
de acuerdo con las instrucciones del Interventor y a plena satisfacción
de éste.
Medida:
La unidad de medida para el rajón será el metro cúbico (m3) de material
compacto aproximados al metro cúbico completo incluyendo la capa de sello
Forma de pago:
El trabajo de colocación de rajón se pagará al precio unitario del contrato,
por toda obra ejecutada satisfactoriamente de acuerdo con la presente
especificación y aceptada por el Interventor. El precio unitario deberá cubrir
los costos inherentes a los trabajos d~ preparación de la superficie de apoyo
de la capa de rajón, la colocación, conformación y compactación de los
materiales utilizados en la construcción, colocación y conformación de la
capa de sello y, en general, todo costo relacionado con su correcta
construcción, de acuerdo con esta especificación, los planos del proyecto y
las instrucciones del Interventor.
Item de pago:
Capa de rajón incluyendo sello de 100 mm en 8200
Metro cúbico (m3)
ESTUDIO GEOTECNICO PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTOAUTOPISTA AL LLANO
50
~A.C.l.MPROYECT~f
• 8.6 ESPECIFICACiÓN DEL SUBDREN
Estará conformado por un geotextil no tejido con un elemento sintético
conocido como geored, encargados de retener el suelo permitiendo el paso
del agua, captándola y conduciéndola a un tubo de drenaje encargado de
evacuar los fluidos captados.
Las especificaciones que deben cumplir estos elementos son las siguientes:
Transmisividad (Norma ASTM 0-4716)
i = 0.1 Presión 10 kPa: 1.7 * 10-4 (mínimo)
i = 0.1 Presión 100 kPa : 1.0 * 10-4 (mínimo)
• Resistencia a la delamación (Norma ASTM 0-413)
1.4lb/pulg (mínimo)
Capacidad de flujo de la tubería de drenaje (Norma ASTM 0-4716)
A 0.5% de pendiente: 2.7 * 10-3m3/s (mínimo)
A 1.0% de pendiente: 4.0 * 10-3m3/s (mínimo)
• ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTOAUTOPISTA AL LLANO 51
~A.C.l.MPROYECT~~
•9 ANÁLISIS TÉCNICO DE ALTERNATIVAS
Desde el punto de vista técnico las dos alternativas son viables y sus
ventajas y desventajas son las siguientes:
9.1 Losas apoyadas sobre una carpeta asfáltica y subbase
granular
•Las ventajas y desventajas que se tienen al implementar esta alternativa son
las siguientes:
• Requiere de una profundidad de excavación del orden de 0.66 m
• El material de apoyo no es fácilmente erosionable, lo cual es favorable
para evitar el fenómeno de bombeo en las losas
• En época de lluvias el rendimiento en el proceso constructivo se ve
diezmado
• Las labores para mantenimiento son mínimas y se requieren en un
lapso considerable de tiempo, aproximadamente cada 5 años
• El costo inicial de inversión es mucho mayor que en el caso de
pavimento flexible
• ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTOAUTOPISTA AL LLANO
52
~A.C.l.~PROYECT~~
• 9.3 Pavimentoflexible
Sus ventajas y desventajas son las siguientes:
• Requiere de excavaciones del orden de 0.80 m.
• En época de lluvia los rendimientos de construcción disminuyen
notablemente
• Su costo inicial es menor que la alternativa en pavimento rígido
• Su mantenimiento requiere de labores de parcheo y sello de fisuras
cada 3 años aproximadamente
• Con la alternativa de base estabilizada con cemento se presenta una
reducción en el espesor de la estructura del orden del 10%. No
obstante lo anterior, al implementar esta alternativa, se requiere de un
proceso constructivo•
• Si el mezclado del cemento para la base estabilizada se hace en vía,
se requiere del empleo de máquinas mezcladoras rotativas que
garanticen un buen mezclado con el cemento.
• Si se mezcla en planta, se facilita el proceso constructivo
• En época de lluvias el rendimiento en el proceso constructivo se ve
diezmado
9.4 Alternativa recomendada
Desde el punto de vista técnico, cualquiera de las alternativas presentadas
• podrá implementarse, sin embargo, teniendo en cuenta el tipo de pavimentoESTUDIO GEOTÉCNICO PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTO
AUTOPISTA AL LLANO53
~A.C.l.M PROYECT~1.
• que actualmente tiene la vía antes y después del proyecto, los costos
iniciales de inversión, la facilidad constructiva, la facilidad en la consecución
de los materiales para las capas de bases y subbases granulares, se
recomienda implementar la solución con pavimento flexible con base
granular.
•
• ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTOAUTOPISTA AL LLANO 54
~A.C.l.~PROYECT~~
•10 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
De los análisis y descripciones anteriores se deducen las siguientes
conclusiones y recomendaciones:
• La vía estudiada presenta actualmente como superficie de rodadura
un pavimento flexible de espesor variable entre 0.08 y 0.20 m, y su
deterioro es superficial es superior al 70%
• La subrasante natural encontrada corresponde a suelos arcillosos de
consistencia media• • Por las condiciones actuales de la vía, la ampliación requerida, y la
necesidad de efectuar cortes y rellenos se recomienda como solución
de rehabilitación la reconstrucción total de la estructura del pavimento,
que por las condiciones topográficas y los pavimentos existentes en la
zona, se recomienda que sea en concreto asfáltico.
• De acuerdo con las características de la subrasante y el tráfico
esperado en el tiempo de diseño, la alternativa para la estructura del
pavimento es la siguiente:
Para el Sector 1, K 0+000 - K2+540
Concreto asfáltico tipo MDC-2: 80 mm
Concreto Asfáltico tipo MDC-1: 140 mm
• ESTUDIO GEOTECNICO PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTOAUTOPISTA AL LLANO
55
•
•
•
~A.C.l.MPROYECT~f
Base granular: 300 mm
Subbase granular: 400 mm
Para el Sector 2, K 2+540 - K5+330
Concreto asfáltico tipo MDC-2: 80 mm
Concreto Asfáltico tipo MDC-1: 100 mm
Base granular: 300 mm
Subbase granular: 320 mm
• Por el tipo de subrasante, se recomienda la colocación de un geotextil
de separación tipo T 1400 o similar sobre la subrasante, tanto para la
calzada como para la ciclo-ruta
• Los diseños presentados tienen como premisa que la vía contará con
un adecuado sistema de drenaje superficial. Para el drenaje
subsuperficial, se deberán colocar, tal como lo muestra la figura 10,
filtros tipo geodrén o similar conectados a los sumideros o pozos de
aguas lluvias. Estos filtros se deberán colocar en el costado del talud
superior de la vía, es decir al lado izquierdo de la calzada. En las
figuras 11 y 12 se presenta una sección transversal típica de los
tramos 1 y 2 respectivamente
• De acuerdo con las características de la subrasante, se recomienda
para los ándenes la siguiente estructura
Loseta o adoquín
Mortero: 4.0 cm
56ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTOAUTOPISTA AL LLANO
~A.C.l.~ PROYECT~1.
• Subbase granular: 20.0 cm
• En los accesos vehiculares de vehículos livianos la estructura será:
Adoquín de concreto: 8.0 cm
Arena: 4.0 cm
Base granular: 20.0 cm }"tJDtU "e Ucltacióa
Subbase granular: 20.0 cm
• Si los accesos son de vehículos pesados:
Losa de concreto de MR 4.1 Mpa: 20.0 cm
• Subbase granular: 30.0 cm
La losa deberá ser reforzada con varillas de Y2" cada 25 cm en las dos
direcciones
• Para la ciclo - ruta la estructura será:
Concreto asfáltico tipo MDC-2: 40 mm
Base granular: 150 mm
Subbase granular: 150 mm
• Aunque los suelos de subrasante encontrados a lo largo del proyecto
presentan una buena consistencia, es posible que se presenten zonas
blandas de rellenos que requieran de un mejoramiento de la
subrsante. Para estos casos se recomienda el empleo de una capa de
• ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTOAUTOPISTA AL LLANO
57
~A.C.l.MPROYECT~~
• rajón de 400 mm de espesor incluyendo la capa de sello del mismo.
En el capítulo 8 se presenta la especificación particular del rajón
• Las conclusiones y recomendaciones presentadas en este informe,
están basadas en investigaciones puntuales realizadas a lo largo de la
vía, por lo cual es factible que durante la construcción se presenten
condiciones diferentes a las consideradas en el presente estudio. En
caso de que esto suceda, se deberá informar a la firma consultora
para recomendar las medidas del caso
•
• ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTOAUTOPISTA AL LLANO
58
~A.C.l.MPROYECT~l
•11 REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA
Para el desarrollo de los estudios se analizó la información incluida en los
siguientes libros:
1. ACI PROYECTOSS.A. "Ampliación, Rehabilitción y Mantenimiento de
la Autopista al Llano entre el CAl de Yomasa y el inicio de la
concesión Bogotá - Villavicencio, en bogotá D. C., Estudio de tránsito,
capacidad y Niveles de Servicio". Abril de 2005
• 2. HOLTZ, Robert, KOVACS, William. An Intoduction to Geotechnical
Enqeineerinq: 1981
3. HUANG, Yang. "Pavement Análisis and Design", 1993
4. AASHTO. "Guide for Design of pavement structures". 1993
5. ASPHALT INSTITUTE. "Thickness Design Asphalt pavments for
Highways & streets
6. MOPT. " Diseño racional de pavimentos, aplicación de nuevas
técnicas". 1993
7. IX Simposio Colombiano de pavimentos.1997
• ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTOAUTOPISTA AL LLANO 59