AUSCULTACINYANLISISDELDETERIORODELPAVIMENTODELAAv. CENTENARIO(CALLE13),ENTRELAAv.CARACASHASTALACARRERA 46, COSTADO NORTE CALZADA MIXTA EN LA CIUDAD DE BOGOT, PARA DETERMINARLASIMPLICACIONESDELACORRELACINDELCBR-MDULO RESILIENTE EN SU DURABILIDAD HERBERTH HAMID TORRES GIRALDO JEFFER ARLEY SANDOVAL SANDOVAL HECTOR FABIO ZAMBRANO RODRIGUEZ UNIVERSIDAD DE LA SALLEFACULTAD INGENIERIA CIVIL BOGOT D.C. 2008 AUSCULTACINYANLISISDELDETERIORODELPAVIMENTODELAAv. CENTENARIO(CALLE13),ENTRELAAv.CARACASHASTALACARRERA 46, COSTADO NORTE CALZADA MIXTA EN LA CIUDAD DE BOGOT, PARA DETERMINARLASIMPLICACIONESDELACORRELACINDELCBR-MDULO RESILIENTE EN SU DURABILIDAD HERBERTH HAMID TORRES GIRALDO JEFFER ARLEY SANDOVAL SANDOVAL HECTOR FABIO ZAMBRANO RODRIGUEZ Trabajo de grado presentado como requisito parcial para optar al ttulo de Ingeniero Civil. Director temtico Ing. Ana Sofa Figueroa Infante Asesora metodolgica Mag. Rosa Amparo Ruiz Saray UNIVERSIDAD DE LA SALLEFACULTAD INGENIERIA CIVIL BOGOT D.C. 2008 Nota de aceptacin: _____________________________ _____________________________ _____________________________ _____________________________ _____________________________ _____________________________ _____________________________ Firma del presidente del jurado _____________________________ Firma del jurado _____________________________ Firma del jurado Bogot D.C., Mayode 2008 AGRADECIMIENTOS Los autores expresan su reconocimiento: A la Ingeniera ANA SOFA FIGUEROA INFANTE, directora temtica del proyecto, quien nos acompao durantetodo el proceso del desarrollo del trabajo de grado. A la MagisterROSA AMPARO RUIZ SARAY, quien nos ayud durante el proceso delarealizacin,paralapresentacindeesteproyecto,porsuamistad incondicional y los concejos en los momentos ms difciles, cuando se necesit. A VICTOR MANUEL CARRANZA PERDOMO, quien nos ayud en las actividades de auscultacin y diseos, con su experiencia.

A J AIRO EDMUNDO YEPES, por la colaboracin formativa de la carrera. AlINSTITUTODEDESARROLLOURBANO(IDU),porlacolaboracindela informacin aportada a este proyecto y toda su ayuda en los permisos requeridos. Al abogado ERNESTO RAMREZ SNCHEZ, por su constante apoyo, concejos y sabidura en los momentos difciles. DEDICATORIA EsteproyectodegradolodedicoaDios,porestaramiladosiemprey acompaarmeenelprocesodemivida,amispadresHerberthTorresyNeiffy GiraldoRocha,porsuesmero,confianza,apoyoincondicional,enlalucha incansable por salir adelante. A mis hermanos: Mildred y Elkin, por su constante aliente y su motivacin para salir adelante. A mi ta Mara Betty Torres quien fue el soporte,suconfianzaydedicacinenalgunasocasionesyfuelapersonams importanteenlavida;atodaslaspersonasyfamiliasquehicieronpartedemi proceso de superacin personal. HERBERTH HAMID TORRES GIRALDO DEDICATORIA Este proyecto de grado quiero dedicrselo a Dios queha sido el ser que siempre a estado conmigo en todo momento acompandome en los sucesos de mi vida, a mispadresDigenesAlfonsoZambranoErazoyNohoradeJ essRodriguez Mesa por brindarme ese apoyo incondicional, en el proceso formativo de mi vida y msquetodopordarmetodoeseamorsinesperarnadaacambio,amis hermanos Alfonso J avier, Leonardo, Mara del Pilar, Luis Fernando y Rosa Liliana porcorregirmiserroresysiempredarmeunanimoenlosmomentosmalos, aunquealgunosdeellosnoestnpresentesyosequedesdeelcielosiempre estarnamiladoacompandomeyprotegindome,amissobrinosJ uan Fernando,AndrsCamiloyMaraAlejandrapordarmeesecarioysiempre escucharme, a mi familia por estar siempre presente y ser tan uniday por ltimo lededicoestetriunfoamismejoresamigosquehanestadoencasitodoel proceso de mi vida apoyando todos mis logros, alegras y desgracias. HECTOR FABIO ZAMBRANO RODRIGUEZ DEDICATORIA Este proyecto de grado se lo dedico en primer lugar a Dios quien fue el que me dio la vida, y en segundo lugar a mis padres Ana Luz Mila Sandoval y Luis Antonio Sandoval por que lo han dado todo por mi,tambin por su incondicional apoyo en todo momento a pesar de los percances que se han presentado a lo largo de todo estetiempo,amihijaSammyMarianaSandovalquiensehaconvertidoenel motordemivida,amitaCelmiraporestarahapoyndomemoraly econmicamenteyfinalmenteamihermanaAdrianaMayerlyquienhaestado siempre con migo en las buenas y malas brindndome apoyo incondicional para nunca decaer en las situaciones crticas de mi vida personal y profesional. JEFFER ARLEY SANDOVAL SANDOVAL CONTENIDO Pg.INTRODUCCIN 21 1.0EL PROBLEMA 231.1LNEA 231.2TTULO 231.3DESCRIPCIN DEL PROBLEMA 231.4FORMULACIN DEL PROBLEMA 281.5JUSTIFICACIN 281.6OBJETIVOS 291.6.1Objetivo general 291.6.2Objetivos especficos 30 2.0MARCO REFERENCIAL 312.1MARCO TERICO 312.1.1Esfuerzo y deformaciones en pavimento rgido 312.1.2Caracterizacindelasubrasanteparapavimento rgido382.1.3Auscultacin 382.1.3.1Inspeccin visual 382.1.3.1.1Inspeccin visual inicial 382.1.3.1.2Inspeccin visual detallada 392.1.3.2Fallas que se generan en el pavimento rgido 402.1.4Diseo para pavimento rgido 422.2MARCO CONCEPTUAL 44Lmites de Atterberg 44Lmite lquido 44Lmite plstico 44Sistema unificado de clasificacin de los suelos 45California Bearing Ratio 45Mdulo Resiliente 46Ensayo de placa con carga esttica no repetida46Pavimento rgido y sus ventajas472.3MARCO CONTEXTUAL 482.4MARCO NORMATIVO 48 3.0METODOLOGA493.1 DISEO DE LA INVESTIGACIN 493.1.1Fases de la investigacin493.2Flujograma metodolgico del proyecto 513.3Objeto estudio 523.4Instrumentos 523.5Variables 523.6Hiptesis 52 4.0TRABAJO INGENIERIL 534.1Recopilacin de informacin 534.1.1Comparacin de estudios y diseos troncal avenida centenariocalle13estudiosdesuelos13estudios desuelosresultadosdeensayosdecampoy laboratoriopor el IDU, empresa constructora544.1.2Estudiosdesuelosylaboratoriosdelatroncal avenidaCentenarioCalle13realizadaporla empresa constructora 574.1.2.1Diseodelaslosasrealizadoporlaempresa constructoraporelmtodoPCA-84paralalosade concreto sector 1 y 2 584.2Auscultacin 604.2.1Anlisisdelaauscultacindelacalle13yclculo del ndice de deterioro realizada634.2.2Deflectometra644.3Anlisis de la subrasante del pavimento rgido654.3.1Anlisisderesultadosdelosestudiosdesuelos troncalavenidacentenario-calle13,realizadospor el grupo investigador 684.3.1.1Determinacindellmitelquidoyplsticodelos suelos 694.3.1.2Determinacin del CBR de diseo764.3.1.3Determinacin del Mdulo Resiliente 784.3.1.4Ensayo de placa con carga esttica no repetida824.4Diseo del pavimento rgido en estudio854.4.1Correlacin AASHTO (CBR Vs. Mdulo resiliente)85 4.4.2Mtodo PCA-84 874.4.2.1Anlisis del trnsito por el mtodo PCA-84 sector 1 874.4.2.1.1Diseo del pavimento por el mtodo PCA-84 sector 1 884.4.1.3Anlisis del trnsito por el mtodo PCA-84 sector 2 934.4.1.4Diseo del pavimentopor el mtodo PCA-84 sector 2 944.4.2Mtodo AASHTO 984.4.2.1Anlisis del trnsito mtodo AASHTO sector 1 1064.4.2.2DiseodelpavimentoporelmtodoAASHTO sector 1 994.4.2.3AnlisisdeltrnsitoporelmtodoAASHTOsector 2 1034.4.2.4DiseodelpavimentoporelmtodoAASHTO sector 2 1044.4.3Mtodo Racional1074.4.3.1AnlisisdeltransitoporelmtodoRacionalsector 1 1074.4.3.2Diseo de la losa por el mtodo Racional sector 11084.4.3.3Anlisis de trnsito por el mtodo Racional sector 2 1154.4.3.4DiseodelpavimentoporelmtodoRacional sector 2 1154.4.4Resumen de las estructuras1224.5Comparacin de los esfuerzos y deformaciones por unsistemamulticapadelaestructuraactualcalle 13 desde la Av. Caracas hasta la carrera 46 con los obtenidos en el ensayo de placa. 1234.5.1Clculodelosesfuerzosydeformacionesporun sistemamulticapaparaelsector1porelprograma DEPAV 1244.5.1.1Calculodelosesfuerzosydeformacionesporun sistemamulticapaparaelsector2porelprograma DEPAV 1264.5.2Esquematizacindelaestructuraactualporun sistema multicapa por el mtodo Alize III 1274.6Anlisis de resultados132 5.0COSTOS TOTALES DE LA INVESTIGACIN1365.1Recursos materiales1365.2Recursos institucionales1365.3Recursos tecnolgicos1365.4Recursos humanos1375.5Otros recursos1385.6Recursos financieros138 6CONCLUSIONES1397RECOMENDACIONES143BIBLIOGRAFA144ANEXOS148 LISTA DE TABLAS Pg.Tabla 1. Estado del arte25Tabla 2. Tipos de fallas del pavimento rgido 40 Tabla 3.Ventajas y desventajas del pavimento rgido 47Tabla 4. Marco Normativo48Tabla 5.Variables de la investigacin 52Tabla 6. Zonas tpicas para el IDU55Tabla 7.Resultadosdelosestudiosdelossuelosobtenidos por el IDU 56Tabla 8.Resultadosdelosestudiosdelossuelosobtenidos por la empresa constructora 58Tabla 9.Espesorde las losas de concreto para el sector 1 y 2 por CONALVIAS S.A. 59Tabla 10. Niveles de gravedad de deterioro61Tabla 11. Determinacindelndicededeterioroporelmtodo LCPC Vizir 63Tabla 12. Porcentaje de fisuracin64Tabla 13.Zonas tpicas para el grupo investigador68Tabla 14.Resultadosdeladeterminacinenellaboratoriodel contenido de agua (humedad) 70Tabla 15.Determinacin del lmite plstico de los suelos 71Tabla 16.Datos de entrada73Tabla 17.Clculo de la expansin73Tabla 18.Clculo de CBR antes de sumergir74Tabla 19.Humedad y peso seco75Tabla 20. Clculo de CBR despus de sumergir 75Tabla 21.Humedad y peso seco76Tabla 22.Determinacindelmduloresiliente.Carrera19con calle 13 79Tabla 23.Resultados del ensayo de placa sector 183 Tabla 24.Resultados del ensayo de placa sector 283 Tabla 25.Resumen de los ensayos de laboratorio84 Tabla 26.Datos deentrada para la correlacin CBR vs mdulo resiliente85 Tabla 27.Distribucin de los camiones sector 1 87 Tabla 28. Clculo del nmero de ejes equivalentes a80 KN del88 sector 1 por la constructora Tabla 29.Mtododeracescbicassector1paraPCA-84para el clculo de K 88Tabla 30.Datos de entrada89Tabla 31. Clculo para el diseo PCA-84 sector 1 90Tabla 32. Distribucin de los camiones del sector 2 93Tabla 33.Clculo del nmero de ejes equivalentes a 80 KN del sector 2 por la empresa constructora 93Tabla 34. Datos de entrada94Tabla 35.Mtododeracescbicassector1paraPCA-84para el clculo de K 94Tabla 36.Clculo del diseo PCA-84 sector 295Tabla 37.Distribucin de los camiones del sector 198Tabla 38.Clculo del nmero de ejes equivalentes a 80 KN del sector 1 por la empresa constructora 98Tabla 39.ParmetrosdeentradaparaelprogramaAASHTO sector 1 99Tabla 40.Mtododeracescbicassector1 para AASHTO para el clculo de K 99Tabla 41.Distribucin de los camiones del sector 2103Tabla 42.Clculo del nmero de ejes equivalentes a 80 KN del sector 2 por la empresa constructora 104Tabla 43. Datos de entrada 104Tabla 44.Clculo de NE y CAM107Tabla 45. Caractersticas de los materiales de concreto 108Tabla 46. Clculo de NE y CAM 115Tabla 47. Caractersticas de los materiales de concreto 115Tabla 48.Resumen de las estructuras por los diseos PCA-84, ASSHTO y Racional 122Tabla 49.Resultadosdelosesfuerzosydeformacionesporel ensayo de placa y el programa DEPAV 127Tabla 50. Caractersticas de los materiales y del trnsito 128Tabla 51.Valores de z*106128Tabla 52.Valores de K de la ley normal129Tabla 53.Resultadosdelosesfuerzosydeformacionesporel ensayo de placa, el programa DEPAV y mtodo Alize III 131Tabla 54. Presupuesto de recursos materiales 136Tabla 55.Presupuesto de recursos tecnolgicos137Tabla 56. Presupuesto de recursos humanos 137Tabla 57.Presupuesto de transporte138Tabla 58.Presupuesto de recursos financieros138Tabla59.Resumen de las estructuras del pavimento rgido por el grupo investigador 141 LISTA DE GRFICAS Pg. Grfica1.Porcentaje de fisuramiento vs. tipo de fallas 64Grfica2.Determinacin del lmite lquido a los 25 golpes 70Grfica3.Esfuerzo (lb. /plg2) vs Penetracin (plg) 74Grfica4.Esfuerzo (lb. /plg2)vs Penetracin (plg) 76Grfica5.CBR de diseo zona tpica 1 77Grfica6.CBR de diseo zona tpica 2 78Grfica7.GrficadeterminacindelMduloResilientey Esfuerzo DesviadorCarrera 19 con Calle 13 80Grfica8. Determinacin del Mdulo Resiliente. Carrera 19 con Calle 13 81Grfica9.DeterminacindelMduloResilienteyEsfuerzo Desviador carrera 19 con calle 13 muestra No 1 82Grfica 10. Curva de fatiga 129 LISTA DE FIGURASPg.Figura1. Alabeo de una losa debido al gradiente trmico33Figura2. Gradiente de temperatura en una losa de concreto35Figura3.Losa de dimensiones finitas37Figura4. Estructuradelpavimentorealizadaporlaempresa constructora sector 1 59Figura5. Estructuradelpavimentorealizadaporlaempresa constructora sector 2 60Figura6. Correlacin CBR Vs. Mdulo resiliente por AASHTO 86Figura7. GrficaparaobtenerelKcporelmanualdela AASHTOpara diseo PCA-84 sector 1 89Figura8. ProgramaPCA-86diseodegrupoinvestigadorsector 1 91Figura9. ProgramaPCA-86diseodegrupoinvestigador sector 1 ejes sencillos 91Figura10. ProgramaPCA-86diseodegrupoinvestigador sector 1 ejes tndem 92Figura11. Estructura del pavimento por PCA-84 sector 192Figura12. ProgramaPCA-86diseodegrupoinvestigador sector 2 96Figura13. ProgramaPCA-86diseodegrupoinvestigador sector 2 ejes sencillos 96Figura14. ProgramaPCA-86diseodegrupoinvestigador sector 2 ejes tndem 97Figura15. Estructura del pavimento por PCA-84 sector 297Figura16. Grfica para obtener el Kc por la grfica del manual de la AASHTO 100Figura17. Carta para diseos de losas de pavimentos rgidos101Figura18. Continuacincartaparadiseosdelosasde pavimentos rgidos 102Figura19. Estructura del pavimento por AASHTO sector 1103Figura20. Carta para diseos de losas de pavimentos rgidos 105Figura21. Continuacincartaparadiseosdelosasde pavimentos rgidos 106Figura22. Estructura del pavimento por AASHTO sector 2107Figura23. DatosdeentradaprogramaDEPAVpara pavimentos rgidos ligados sector 1 111Figura24. Programa DEPAV resultados de las admisibilidades y deformaciones ligadas del sector 1 112Figura25. Programa DEPAV resultados de las admisibilidades y deformaciones ligadas del sector 1 112Figura26. DatosdeentradaprogramaDEPAVpara pavimentos rgidos no ligados sector 1 113Figura27. Programa DEPAV resultados de las admisibilidades y deformaciones no ligadas del sector 1 113Figura28. Continuacindelosresultadosdelprograma DEPAVresultadosdelasadmisibilidadesy deformaciones no ligadas del sector 1 114Figura29. Estructuradelpavimentopormtodoracional sector 1 114Figura30. DatosdeentradaalprogramaDEPAVpara pavimentos rgidos ligada sector 2 119Figura31. Programa DEPAV resultados de las admisibilidades y deformaciones ligadas del sector 2 119Figura32. Programa DEPAV resultados de las admisibilidades y deformaciones ligadas del sector 2 120Figura33. DatosdeentradaalprogramaDEPAVpara pavimentos rgidos no ligados sector 2 120Figura34.Programa DEPAV resultados de las admisibilidades y deformaciones no ligadas del sector 2 121Figura35.Programa racional resultados de las admisibilidades y deformaciones noligadas del sector 2 121Figura36. Estructuradelpavimentopormtodoracional sector 2 122Figura37. Esquema de la aplicacin del ensayo de placa124Figura38. Datos de entrada para el clculo de los esfuerzos y deformaciones de la estructura actual sector 1 124Figura39.Resultadosdelosesfuerzosydeformacionesdela estructura actual sector 1 125Figura40.Resultadosdelosesfuerzosydeformacionesdela estructura actual sector 1 125Figura41.Datos de entrada para el clculo de los esfuerzos y deformaciones de la estructura actual sector 2 126Figura42.Resultadosdelosesfuerzosydeformacionesdela estructura actual sector 2 126Figura43.Resultadosdelosesfuerzosydeformacionesdela estructura actual sector 2 127Figura44. Deformacin en las capas ligadas (multicapa)130Figura45.Esfuerzos en las capas ligadas (Multicapa)130 LISTA DE FOTOGRAFAS Pg.Foto1.Localizacin del proyecto53Foto2.Medicin de una fisura tipo desportillamiento 61Foto3.Medicin de una fisura tipo transversal61Foto4.Tipo de fisuras Desportillamiento y falla transversal 61Foto5.Tipo de fisura Desportillamiento61Foto6.Extraccin de muestrade CBR67Foto7.Extraccin de muestra por tubo Shelby67Foto8.Colocacin del molde de CBR68Foto9.PerforacinparamuestrasdeCBRy caracterizacindel suelo 70Foto10.Ensayo de lmite lquido y plstico71Foto11.Preparacin del molde de CBR para la extraccin de la muestra 72Foto12.Muestradearcillaantesdesersometidaalensayo de Mdulo Resiliente 82Foto13.Ensayo de placa con carga no repetida sector 184Foto14.Aplicacin de la carga84 LISTA DE ANEXOS Pg. ANEXO ADeflectometra 151ANEXO BPerfiles de apiques 197ANEXO CEnsayo de lmites de Atterberg 209ANEXO DEnsayo de CBR 219ANEXO EEnsayo de carga esttica no repartida 244ANEXO MAGNTICO AFormatos de laboratorios 248ANEXO MAGNTICO BEnsayo de lmites de Atterberg249ANEXO MAGNTICO CEnsayo de CBR257ANEXO MAGNTICO DEnsayo de modulo resiliente295ANEXO MAGNTICO EClculos de deterioro306ANEXO MAGNTICO FPlanos de auscultacin307ANEXO MAGNTICO GFotografas308 INTRODUCCIN Los desarrollos tecnolgicos para el diseo de una estructura de pavimento, tienen en cuenta factores como: el trnsito, el clima, la topografa, la geotecnia, el periodo de diseo, la caracterizacin de los suelos, etc.; con stos, se espera disear el pavimento para que sea el ms adecuado, para cumplir con su vida til. Es importante hablar de la subrasante, ya que sta es la capa principal del terreno de fundacin de los pavimentos que se constituye por el suelo natural del corte o de la parte superior de un relleno compactado; adems desempea una parte de la funcin de la durabilidad y el deterioro, depende tambin, del uso adecuado de la misma. EsteestudiosebasaenlaverificacindelCBR(CaliforniaBearingratio)yel MduloResilienteempleadosenlaestructuradepavimentosyelanlisisdela incidencia de la correlacin, por el carril de diseo de la calzada norte, carril mixto ysuutilizacinenlosdiseossobrelosestudiosexistentesparadeterminarel deterioro del pavimento. Larecoleccindeinformacinydatosdeesteestudiosehizograciasala colaboracin de las entidades estatales encargadas de ejecutar la malla vial de la ciudaddeBogot,laaplicacindediferentesvariablesylacontribucindelos conocimientos adquiridos para logro del objetivo propuesto en este proyecto.El captulo uno presenta los elementos bsicos para dar a entender al lector las causasprincipalesdelainvestigacin,surespectivottulo,lalneaalaque pertenece la investigacin, el problema primario y la descripcin del mismo, con los objetivos que se deben alcanzar demostrados a travs de los resultados. Elcaptulodosmuestralainformacinpertinenteaconceptosbsicosquese deben tener en cuenta para la rehabilitacin y el diseo de un pavimento con la respectiva normatividad que se debe regir para este caso. El captulo tres presenta la parte metodolgicaque se utiliz para la recoleccin de la informacin necesaria y el desarrollo de las diferentes actividades a realizar, elordendecmoseobtienelainformacinycmosevaallevaracaboel desarrollo experimental. El captulo cuarto, establece el trabajo ingenieril en el cualse especifica cmo fue el desarrollo in-situ de la toma de muestras para de los ensayos para determinar parmetros de diseo tales comolas variables secundarias y principales (CBR Y mduloresiliente)quesonlabaseprimordialdeesteproyectodegradoyla obtencin de las estructuras para los diseos. En el quinto captulo estn todos los recursosqueseutilizaronenelproyecto,ascmolafasedesistematizaciny anlisis de datos, resultados, conclusiones y bibliografa. 22 1.EL PROBLEMA 1.1 LNEA LainvestigacinpertenecealgrupodedesarrollotecnolgicoINDETECyala lnea de nuevos materiales para carreteras.

LaaplicacindelavariacindelCBRyelMduloResiliente,paramejorarlas condicionesdelaestructurayprolongarlavidatilenlava;basndoseenlos lineamientos de diseo que exige un buen complemento de funcionamiento entre el diseo del pavimento y el tipo de terreno en el que se esta trabajando. 1.2 TTULOAuscultacin y anlisis del deterioro del pavimento de la Av. centenario (calle 13), entre la Av. caracas hasta la carrera 46, costado norte calzada mixta en la ciudad deBogot,paradeterminarlasimplicacionesdelacorrelacindelCBR-Mdulo Resiliente en su durabilidad 1.3 DESCRIPCIN DEL PROBLEMA Actualmente, las vas urbanas de trfico alto, el clima y los materiales, etc de la ciudad de Bogot (Colombia), presentan un deterioro en la capa de rodadura del pavimento, que afectan la durabilidad, el periodo de diseo y el nivel de servicio de 23 sufuncionamiento;factoresquesebasanenlascaractersticasdelsueloydel flujo vehicular, que son el eje para el al diseo estructural de un pavimento. Cuandolosmaterialesqueconformanlaestructuradeunpavimento,seven sometidos a un gran nmero de aplicaciones de carga, afectados por esfuerzos de fatiga,stosempiezanaacumulardeformacionesquedependendesurigidez inicial, siendo una de las causas que provoca el deterioro en la superficie de los pavimentos y de su vida til. LossuelosblandosdeBogotencontradosenlainvestigacinsonaltamente plsticos,loscualessonsusceptiblesalasdeformacionesprovocadasporlas diferentescargasvehiculares,quecausanlostiposdefallasquesepueden presentarenunsuelo,queasuvez,inducendaosentodalaestructuradel pavimento. Actualmente los mtodos ms utilizados para el diseo de pavimentos rgidos en Colombia,son:elmtodoAASHTO,mtodoPCA-84yelmtodoracional,que utilizan la variacin del CBR y el Mdulo de Resiliencia quecon la caracterizacin de los materiales, constituyen un buen diseo definitivo, que al aplicarlos exigen un riguroso proceso de acuerdo a los parmetros de los diseos. 24 Tabla 1. Estado del arte TTULOAUTORNACIONALIDAD Y AO INSTITUCINCOMENTARIO Estudio de la obtencin del Mdulo Resiliente de la subrasante en pavimentos flexibles a partir de la medicin de deflexiones. CORTES Medina Sal Colombia2005 Pontificia Universidad J averiana En esta tesis de grado encontramos las diferentes deformaciones que se tienen para diferentes mezclas asflticas. (Post grado). Ensayo de compactacin y CBR miniatura. TOBON Londoo Mario Colombiano 1996 Pontificia Universidad J averiana En esta tesis encontramos los tipos de ensayos que se hacen de compactacin para el CBR. (Post grado). Control de los materiales de construccin para la carretera de prueba de la AASHTO. ROSASCO Mario Colombiano 1962 Pontificia Universidad J averiana En el proyecto de grado se analiza los controles que se hacen a los materiales para carreteras por pruebas AASHTO (Pregrado). Correlacin entre los ensayos de consolidacin lenta y rpida. DELGADOQ. Emilio Colombiano 1962 Pontificia Universidad J averiana En el presente proyecto de grado se mirar los ensayos de consolidacin y su anlisis de resultados (Pregrado). Anlisis comparativo de resultados de ensayos de Mdulo Resiliente y deformacin permanente de mezclas asflticas compactadas con martillo Marshall y con compactador giratorio. GUZMANLarrateJ ess Ernesto Colombiano 2004 Pontificia Universidad J averiana El proyecto de grado trae una comparacin de Mdulo Resiliente y las deformaciones que se tienen en mezclas asflticas (Pregrado). 25 Investigacin de CBR de campo TORRES Cifuentes J orge Eduardo Colombiano 1976 Universidad de los andes En esta tesis de grado encontramos todo acerca del CBR en relacin a estudios de campo (Post grado). Correlacin entre mdulo de elasticidad dinmica obtenido mediante el Fallingweight deflectometer (FWD), la relacin de soporte de California (CBR) y el penetrometro de cono dinmico (DCP) en suelos finos de Bogot D.C. BARRERO RojasJ orge Enrique Colombiano 2001 Pontificia Universidad J averiana En la tesis de grado encuentra la correlacin de Mdulo de elasticidad y el CBR por el penetrometro de cono dinmico en los suelos finos de Bogota (Post grado). Caracterizacin mecnica de una arcilla de Bogot. RODRIGUEZ J orge Alberto Colombiano 1998 Pontificia Universidad J averiana En esta tesis presentan las caractersticas de las arcillas en Bogot (Pregrado). Correlaciones para suelos arcillosos blandos de alta comprensibilidad de Santa F de Bogot por medio de pruebas del penetrometro de bolsillo, corte directo, CBR sobre muestras inalteradas, veleta de laboratorio. CAMACHODasIvn Leonardo, BATEMAN Duran J aime Colombianos 1998 Pontificia Universidad J averiana En este proyecto de grado encontramos una correlacin entre suelos arcillosos de alta comprensibilidad por medio de pruebas (Pregrado). Prediccin del CBR (California Bearing Ratio). RICAUTE LivanoSantiago Colombiano 1972 Universidad de los Andes En esta tesis de grado esta la definicin del CBR cmo se realiza el ensayo su normatizacion 26 (Post grado). Correlacin entre Mdulos dinmicos y Mdulo Resiliente. ERASO Calero Carlos Fernando, SALDERRIAGA Prez Andrs Felipe Colombiano 1998 Universidad de los Andes En esta tesis de grado se determina una diferencia entre el Mdulo Resiliente y el Mdulo Dinmico tomando como referencia el Mdulo Resiliente (Post grado). Estudio tcnico del deterioro de una va. AHUMADA Manjarrsngela Patricia Colombiano 1998 Universidad de los Andes En el proyecto de grado se realiza un anlisis tcnico del deterioro y las fatigas de un pavimento ya sean flexibles o rgidos (Pregrado). Determinacin del mdulos de resilencia de recebos en Santa Fe de Bogot

GUI GARZN RICARDO FERNANDO Colombiano 1995 UniversidadNacional En esta tesis de grado como se puede determinar Mdulos de Resiliencia en la ciudad de Bogot (Pregrado). Sensibilidad del CBR con la distribucin granulomtrica BOTERO CASTROALBERTO Colombiano 1996 Universidad Nacional En el proyecto de grado se analiza el CBR dependiendo del tipo de granulometra a diferentes tipos de suelos (Pregrado). Estudio sobre las causas del deterioro prematuro de la estructura de pavimento en tramos crtico la floresta, municipio de Patios y Norte de Santander GONZLEZ MORANTES LUIS ALFREDO Colombiano 1996 Universidad Nacional En el proyecto de grado se observara las causas de deterioros que se producen en una estructura de pavimento (Pregrado). Correlacin del cono dinmico de penetracin con el Ruiz Lpez Oriol Colombiano 1996 Universidad Nacional En el proyecto de grado se determina la 27 CBR de campo y los ndices composicionales reflexivos por viga Benkelman. correlacin que existe entre el cono dinmico y las deflexiones por la viga Benkelman (Pregrado). Caracterizacin de estructuras de pavimento para la rehabilitacin de vas en Bogot TorresParada Omar Leonardo Colombiano 2000 Universidad Nacional En el trabajo e grado se observara las caracterizaciones de la estructura de un pavimento (Pregrado). 1.4 FORMULACIN DEL PROBLEMACmoseafectalacondicinsuperficialdelpavimentodeacuerdoconla correlacin CBR-MDULO RESILIENTE, escogido en el diseo estructural? 1.5 JUSTIFICACIN Laauscultacinesunafasediagnsticaquepermitelaidentificacindelas causalesdeldeterioroyelestadodeunavavehicular,queconsurespectivo anlisis,posibilitanlaverificacindeparmetroscomoelCBRyelmduloderesiliencia, los cuales indican el comportamiento del suelo y el anlisis del diseo del pavimento, con el fin de mejorar la durabilidad y garantizar la vida til de ste. Porconsiguiente,sehacenecesariolaaplicacindetresmtodos:elmtodo AASHTO, mtodo PCA-84 y el mtodo racional que permiten verificar el espesor delaestructuradelpavimento;asmismo,losensayosdelaboratoriodelCBR comoparmetrodecapacidadportantedelsueloylaaplicacindelMdulo 28 Resilientecmomedidadelosesfuerzosydeformacionesquegarantizanel espesor de la carpeta de rodadura. Lo anterior, lleva a comparar la estructura existente con la del grupo investigador, comprobandolaincidenciadelacorrelacindelaAASHTO,conlosvaloresde Mdulo de Resiliencia y del CBR, con los que se obtuvieron en esta investigacin, y determinar las implicaciones en el deterioro del pavimento. As mismo, CBR es un ensayo de laboratorio que mide la capacidad portante de un suelo en condiciones hmedas y en densidades controladas. El Mdulo Resiliente es otro factor bsico que se aplica para la correlacin; este sebasaenelesfuerzoyladeformacinenlosmaterialesdebidoacargas aplicadasyalosesfuerzosdefatigaparaaquellosmaterialesqueempiezana fracturarse o acumular deformaciones dependiendo de su rigidez inicial. 1.6 OBJETIVOS 1.6.1 Objetivo GeneralDeterminar el deterioro del pavimento por el carril de diseo para la calzada norte carril mixto y analizar la incidencia de la correlacin utilizada en los diseos sobre los estudios existentes. 29 30 1.6.2 Objetivos especficos.Evaluarlosresultadosdelaauscultacinvisualparaverificareltipode deterioro que se presenta en el pavimento. Determinarlosparmetrosqueseutilizaronparaeldiseoenlos materiales existentes. Comprobarlaestructuraobtenidaconlaexistente,apartirdeldiseo respectivo. 2. MARCO REFERENCIAL 2.1 MARCO TERICO 2.1.1 Esfuerzo y deformaciones en pavimento rgido.Pavimento. Estructura conformada por diferentes capas de material seleccionado, que tienen la capacidad de recibir de forma directa las cargas del trnsito que se transmiten a los estratos inferiores de manera disipada. Capa de rodadura. Capa superior que debe proporcionar una superficie estable y uniformeconunaresistenciaptimaparasoportarlascargasdeltrnsitoyel desgaste que ste produce. Basegranular.Capaquerecibeyresistecargas,producidasporeltrnsitoa travs de la capa que se instituye como rodadura. Esta capa puede ser construida por materiales relativamente seleccionados y su compactacin debe ser adecuada paratransmitirfuerzasverticalesydistribuirlasalasterciarios;staasuvezse utiliza para impedir la humedad que asciende por capilaridad. Subrasante.Estacompuestaporelsuelonatural,sobreestaseconstruyela estructura del pavimento. Nota: para una estructura de pavimento rgido, se puede adherir entre la capa de rodadura y la base granular otra capa que no sea erodable, puede ser en concreto asfltico o en concreto pobre. Enlospavimentosrgidosseencuentranalgunosesfuerzosquesepresentan graciasalascaractersticasdelconcretoyporlareaccindelaguaconel cemento,loscualessonconocidoscomoesfuerzosderetraccinporsecado. Otros tambin son consecuencia de cargas que se presentan durante la vida til o tambin por cambios trmicos y humedad en las losas. Esfuerzo de tensin y comprensin. Producidos por cambios en la temperatura y humedad a lo largo de la seccin transversal. Esfuerzo de tensin. Se presentan agrietamientos causados por la resistencia a friccin. Esfuerzo combinados del trnsito. Causados por temperatura estimados en los anlisis por fatiga. Contraccionesporcambiodetemperatura:Endondeseobtieneprdidade volumen de la mezcla producto de la disminucin de agua. 32 Esfuerzo por cargas actuantes en el trfico. Esfuerzoporfriccin.Cuandolalosasesometeaunareduccinde temperatura, esta tiende a desplazarse a las orillas y hacia el centro por simetra, apesardeestolacapaqueestapoyadaalalosaimpedirelmovimiento, produciendo as este tipo de esfuerzo. Esfuerzosdebidoalalabeo.Cuandolatemperaturaeneldaesmayorenla parte superior de la losa que en la inferior de la misma, la parte superiortiende a expandirse con respecto al eje neutro, en cambio la parte inferior se contrae, por lo tantoelpesodelalosatiendearestringirse,tantolaexpansincomola contraccin, causando esfuerzos de compresin en la parte externa y de traccin en la parte inferior. Enlanocheseproducenesfuerzosdetraccinenlapartesuperioryde comprensin en la parte inferior debido a las bajas temperaturas. Los esfuerzos alabeo se representa en la figura 1. Figura 1. Alabeo de una losa debido al gradiente trmico1 1HUANG Young H. Pavement analysis and desing. University of Kentuky, Englewood Eliflos. New J ersey 07632. 1993.p. 168. 33 En donde se representa una placa sobre una fundacin winkler (placa en donde se encuentra pegados una serie de resortes). Flexin en una placa infinitaLos esfuerzos en las placas actan en dos direcciones y se representa con la ley deHooke.DondeEeselmduloelstico,x esladeformacinenelejeX producida por esfuerzos generados en la direccin x (ecuacin 1). Ecuacin 1. Ley de Hooke. En esta ecuacin se indican los esfuerzos generados en la direccin Y (ecuacin 2). Ecuacin 2. Esfuerzos generados en una direccin. En el caso que la placa se flexione en la direccin X-y dara como resultado cero con respecto al movimiento, ya que este es muy restringido a lo largo del borde y nosepresentandeformaciones,porlotantoaligualarlaecuacin2acerotendramos que. (ecuacin 3). Ecuacin 3. Igualacin de la ecuacin 2 a 0. 34 Sustituyendolaecuacin3enla1obtendramosla(Ecuacin4)quesirvepara calcularlosesfuerzosdebidosalaflexinenladireccinX,la(Ecuacin3) determina esfuerzos perpendiculares a la direccin de la flexin. Ecuacin 4. Esfuerzo debido a la flexin. Cuandoexisteflexinenambasdireccionescausadosportemperatura,los esfuerzos se suman y se obtiene el esfuerzo total. El mximo esfuerzo en una losa de dimensiones infinitas causadas por el alabeo se puede obtener una losa que se encuentra en el plano XY; y si la temperatura en la parte superior es mayor que en laparteinferiordelalosalamagnituddeestasera(tt/2)porlotantoel resultado de la parte inferior, sera de igual magnitud pero en sentido contrario con el fin de neutralizar el movimiento de la losa tal como se demuestra en la figura 2. Figura 2. Gradiente de temperatura en una losa de concreto2 2 Ibid. p, 170. 35 Alestarlalosalimitada,paramovimientos,seaplicandeformacionespor compresin en la parte superior y una traccin con valor de: (ecuacin 5) Ecuacin 5. Aplicacin de cargas por compresin y a traccin a la losa. ElesfuerzoenladireccinXdebidoalaflexinenesamismadireccines: (ecuacin 6) Ecuacin 6. Esfuerzo debido a la flexin en la direccin x. Teniendo en cuenta la ecuacin 3, el esfuerzo en la direccin X debido a la flexin en la direccin Y es: (ecuacin 7) Ecuacin 7. Esfuerzo debido a la flexin en la direccin Y. Sumando las ecuaciones 6 y 7 (ecuacin 8) Ecuacin 8. Ecuacin para placas infinitas. 36 Esfuerzo de alabeo en losas finitasFigura 3. Losa de dimensiones finitas3 El esfuerzo total en la direccin X: (ecuacin 9) Ecuacin 9. Esfuerzo total en la direccin X. Cx y Cy: Factores de correccin para losas finitas.LaprimeraexpresineselesfuerzodebidoalaflexinenladireccinXY,el segundohacereferenciaalesfuerzogeneradoenladireccinY.Demanera similar el esfuerzo en la direccin y es (ecuacin 10) Ecuacin 10. .Esfuerzo aplicado a losas infinitas con los factores de correccin para losas infinitas. 3 Ibid. p, 171 37 2.1.2 Caracterizacin de la subrasante para pavimento rgido. Eslaparterelacionadaconelestudiodelsuelo,esdondeserealizaelanlisis para la caracterizacin de la subrasante.

Paraestacaracterizacinsedebenespecificarquetipodeensayossedeben realizaralossuelosconelfindeencontrareldiseomsadecuadoparaun pavimento, los cuales son: Lmites de Atterberg Lmite lquido Lmite plstico Mdulo resiliente CBR Ensayo de placa con carga no repetida Auscultacin

2.1.3 Auscultacin2.1.3.1InspeccinVisual.Revisindeformavisual,paraobservarlostiposde fallas,determinarelndicededeteriorodelpavimentoauscultadoylaposible solucin. La inspeccin visual se realiza generalmente en dos etapas: 2.1.3.1.1Inspeccinvisualinicial.Enestaetapaseobtieneunainspeccin generaldelproyectoysedefinenlaszonasenlasquesetienentiposyniveles 38 similaresdedeterioroparaposteriormenterealizarlainspeccinvisualdetallada. Estemtodoutilizaunvehculoconducidoabajavelocidad(20Km/h) comprendiendo toda la extensin de la va. 2.1.3.1.2 Inspeccin visual detallada. En esta fase se debe recorrer la va aluz deldayelsoltienequeestaralaespaldadelauscultor,tomandotodaslas medidasdeseguridadnecesarias.Paraelanlisisdelasseccionesigualesolos tramosparcializadossetomanotadetalladadelasfallasencontradasenla superficie y las observaciones al respecto. Los diferentes tipos de falla que se presentan en la auscultacin son determinados por medio de ciertas medidas los cuales son: Localizacin La severidad Frecuencia Igualmente,ayudanalahoradeejecutarunarehabilitacindelava.Modosy tiposdefallasedescribenenfuncindesuseveridad,frecuenciaylocalizacin, de esta forma se tendr una herramienta importante a la hora de fijar la estrategia de rehabilitacin. 39 2.1.3.2 Fallas que se generan en el pavimento rgido. TABLA 2. Tipos de fallas del pavimento Rgido. TIPOS DE FALLA CARACTERSTICAS Peladuras Desintegracinprogresivadelpavimentocausado porprdidadelmaterialfino,elcualgenerauna textura rugosa. Pulimento de la superficie Losa Dividida Enestetipodefallalasuperficiedelpavimentose torna lisa Descascaramiento- fisuras capilares Es la rotura de la superficie de losa la cual tiene una profundidadquevade6a13mm,provocadopor desprendimiento de pequeos trozos de concreto.

Baches Desintegracin total Son cavidades que se encuentran enla superficie de laslosasdeconcreto,estaslaspodemosobservar cuando el concreto se fractura o se desprende.Los baches se miden con la ayuda de un decmetro y su unidad de medida es el m2

Hundimiento Produceunaconcavidadenlasuperficiede pavimentoenunrealocalizada,endondese causanfisuramientosporelasentamientodiferencial del mismo Dislocamiento Enestetipodefallalaprdidadeuniformidades causadadebidoaloscambiospresentadosenel nivel original de las losas de pavimento.Losdislocamientossemidenconlaayudadeun decmetro. Fisuras longitudinales Songrietasqueseencuentranenlasplacasde formalongitudinal,launidaddemedidaesmetro lineal. Fisuras transversales Estasseencuentranpresentesenelejedela calzada de forma perpendicular. En el pavimento se producen agrietamientos causados por la fatiga, estos a su vez causan daos en la estructura provocando deformaciones causadas por la utilidad vehicularcomoporejemploelpasoconstantedeunmismoejelapresinque 40 ejercenlasllantasoeldiseodeficientedelava.Lafatigamasquetodoes producidoporeldesgastedelosmaterialesalaplicarsolicitacionescuyas amplitudes no superan la resistencia de la ruptura instantnea. Igualmenteesconsideradocomounensayoqueefectadeformaciones constantesysucurvadefatigaeslinealyesunafuncinlinealalnmerode ciclos. La compilacin de daos visibles es, generalmente, el primer paso requerido para valorarlacondicingeneraldeunpavimento.Dichainformacineslaque determinalaubicacinyextensindelasinvestigacionesposteriores,conla necesidad de construir un anlisis apropiado sobre la condicin del pavimento que es centro de una buena investigacin. Ladegradacinenlosmaterialesproducidaporlafatigayporlarepeticinde cargas vehiculares que generan fisuras y facilita la infiltracin del agua acelerando el desgaste evolucionndolo hasta lograr la destruccin total del pavimento. Paradeterminarlosdaosanteriormentemencionadosexisteelmtododela auscultacin,lacualsepuededesarrollardeformavisual,encontrandodaos presentados en la va. 41 2.1.4Diseo de pavimento rgido. Para la determinacin de las capas estructurales de un pavimento se debe tener en cuenta las siguientes variables: El trnsito Geotecnia Confiabilidad Materiales Eltrnsitoestcompuestoporautomviles,buses,busetasycamiones.La composicindeloscamionesdependedelnmerodeejesquecontienecada camin, descrito en la resolucin N 002888 de 2001 del INVIAS. Lavariabledeltrnsitodependedelnmeroderepeticionesporao(N),lacual dicecuntosvehculospesadosde8.2toneladasporejepasanporunava;su valor depende de: factor camin, al trnsito promedio diario obtenido en un estudio detrnsito,latasadecrecimientoenaos,porcentajeestimadodevehculos pesados (buses y camiones) y al porcentaje de vehculos que emplean el carril de diseo. Lageotecnia.Enestaserealizalaexploracindelsuelo,ypermiteobtenerlas caractersticasprincipalesdelsuelonaturalysucomportamientobajocargas aplicadas a la superficie. 42 Elniveldeconfiabilidad.Esunprocesoqueponeapruebaundiseoyque determinaquetanconfiablees,luegodeseraplicadobajolascondicionesdel trnsitoyelclima.Sicumplesatisfactoriamenteelperiododediseose demuestra en el proceso un nivel de confiabilidad permisible. Losmateriales.Desempeanunfactorimportanteeneldiseodelaestructura. Paradisponerdeellossedebedecontarconunabuenacantidadparapoderlos seleccionaryhomognisarlosenelmomentodesuutilizacin,sedebeteneren cuentasitiosdeexplotacincercanosparareducircostosduranteelproceso constructivo. Losparmetrosdescritosanteriormentehanidodesarrollandodiferentes metodologas para el dimensionamiento de pavimentos. Estostiposdediseodepavimentoshandesarrolladotcnicasdebidoalas causasdelasdiferentescargasvehiculares,estosdiseossellevanacabo despusderealizarestudiosconcaractersticasimportantes;conestudiosde suelosendondesepretendaconstruirunaestructuradepavimento.Algoque tambin se debe tener en cuenta son los recursos y presupuesto que se maneje y la prosperidad de la zona donde se vaya a construir dicha estructura. Teniendo en cuentatodosestosfactoresimportantes,finalmenteseeligeconelcriterio profesionaldeuningeniero,laalternativaprecisayduraderadeunpavimento donde se opta por un diseo favorable. 43 2.2 MARCO CONCEPTUAL LmitesdeAtterberg.Clasificacindeunsuelo,enlacualpuede presentarseenvariosestadossegnelcontenidodehumedad.Sepuede caracterizarelsueloenloscambiosdeestadosdesemislido,plstico, semilquido y lquido. Los ensayos que se hacen al suelo son: Lmite lquido Lmite plstico El contenido de agua con que se produce el cambio de estado vara de un suelo a otroyenmecnicadesuelosinteresafundamentalmenteconocerelrangode humedades44. Lmitelquido.(Ll)Lmiteconvencionalentrelosestadossemislidoy plstico, expresado en porcentaje. Lmiteplstico.(Lp)Lahumedadexpresadacomoporcentajedelamasa de suelo seco en elhorno, de un suelo remoldeado en el lmite entre los estados plsticosysemislido.Esteensayoestanormatizdoporlasnormasdeensayo para carreteras. Suelos tomo I, Norma INVE 125. 4UniversidadnacionaldeColombia.Lmitesdecontraccin[enlnea] . [Citado en 2007 01 16] 44 Esteensayoestanormatizdoporlasnormasdeensayoparacarreteras.Suelos tomo I, Norma INVE 126. Sistema unificado de clasificacin de los suelos. Mtodo de clasificacinderivado de un sistema, el cual fue desarrollado por A. Casagrande y consiste en identificar y agrupar los suelos de una forma rpida. CaliforniaBearingRatio(CBR).EstemtodofuedesarrolladoporO.J. PORTER, en el ao de 1929, en donde se utiliz una tcnica basada en estudios sobre fallas en los pavimentos que existen en el estado de California. Igualmente seconsideraunensayodelaboratorioparalosuelos,quemidelaresistenciaal corte de un suelo, bajo condiciones de humedades controladas. El CBR, es un ndice semienpirico que refleja las caractersticas de resistencia de unsueloparaclasificarsufuncionamientocomomaterialestructuraldeun pavimento flexible5.3 Asuvez,laASTMdefineesteensayocomounaanalogadesoporteyla normaliza con el nmero ASTM D 1883-73. La pruebadel CBRse determina en lasubrasanteyesnecesarioquelosmaterialesdesustitucindeaportetengan 5 RICAURTE, Livano Santiago. Prediccin del CBR con base de datos de compactacin y clasificacin. Proyecto de grado. Universidad de los Andes, Departamento de Ingeniera Civil. Facultad de Ingeniera Civil. Bogot D. E..Noviembre de 1972; p.10, 82. 45 CBRmayoresal10%paralacirculacin,cuandoelsuelonaturalpresenteuna insuficiencia portante. Mduloresiliente.Factorqueenlossuelosfinosdelasubrasante presentaunarelacinentreelesfuerzoyladeformacinenlosmaterialesoun parmetro en el anlisis estructural del sistema estratificado, conformados as por una seccin organizada de un pavimento que se ve sometido a un gran nmero de aplicacionesdecarga,esdecir,sonafectadosporesfuerzodefatigadebidoa repetidasexigenciasdelosmateriales,queempiezanafracturarseoacumular deformacionesdependiendodesurigidezinicial,siendolaprincipalcausadel deterioro. Esteseconsideracomounensayo,quecompruebalacalidadrelativadelos materialesypermiteobtenerunaevaluacinyunanlisisalpavimento; determinando un efecto de temperatura y una de aplicacin de carga entre otros. El CBR y el mdulo resiliente miden la resistencia por medio de cargas vehiculares quesegeneranhaciaunaestructuradeunpavimento,endondeseencuentranlascapas necesarias para la estructura. Ensayo de placa con cargas esttica no repetida. Este ensayo se hace alasubrasanteycomponentesestructuralesdelpavimentobienseaen condiciones compactas o en estado natural y est destinado a proporcionar datos 46 paraemplearenlaevaluacinydiseodelospavimentos,delostiposrgidos para carreteras y aeropistas 64. 2.2.1Pavimento rgido y sus ventajas.El pavimento ofrece un servicio de comunicacin facilita una comunicacin por va terrestreaunpasoreginparasumovilidadydesarrollo.Ladurabilidad depende de las variables y del buen mantenimiento que se le est manejando. Pavimentorgido.Pavimentoconstituidoporlosasdeconcretohidrulico, nocontienenabollamientosnideformacionesplsticas;sonmuybuenosparael calor,unaventajaeslaseguridadvial,damsiluminacinalava,porsu texturizacinensentidolongitudinalytransversaldisminuyeladistanciade frenado,tieneunesfuerzoacompresinbuenoydalaposibilidaddeser construido a mano o con maquinaria. TABLA 3. Ventajas y desventajas del pavimento rgido. PAVIMENTO RGIDO VENTAJAS Menor costo total, incluyendo construccin y mantenimiento. Vida til (entre 20 y 30 aos). Menor costo de iluminacin. Uso de materia prima nacional. Menores costos de operacin de la carretera, alargan la vida til de los vehculos. El hormign no se deforma en las zonas de frenado y arranque de los vehculos. Mejor drenaje superficial, no se deforma ni encharca. Seguridad: menor posibilidad de deslizamiento de vehculos en superficies mojadas. La superficie del pavimento es muy plana y fcil de limpiar. El pavimento rgido no contamina a diferencia del pavimento asfltico. Elpavimentorgidoesmsfcildereparar:usodeaditivosbajocualquiercondicin climtica con rapidez y eficiencia. 6 INSTITUO NACIONAL DE VAS I.N.V.E. Manual de rehabilitacin de vas, 1998. 47 48 2.3 MARCO CONTEXTUAL Elsitiodondeserealizlainvestigacinylasmuestrasquesetomaronest ubicado en la calle 13 desdela avenida Caracas hasta la carrera 46 en la ciudad de Bogot. 2.4 MARCONORMATIVO Tabla 4. Marco Normativo. NORMATEMADESCRIPCIN I.N.V.E 125 Lmite lquido.Determinacin del lmite lquido. I.N.V.E 126 Lmite plstico. Determinacin del lmite plastico. I.N.V.E 148 CBR. Determinacin del CBR. I.N.V.E 156 Modulo resiliente. Determinacindelmdulo resiliente. I.N.V.E 168 Ensayodeplacaconcarga estticanorepetidaparaemplear enlaevaluacindediseosy diseo de pavimento. Determinacin del valor de K. Manual de pavimentos IDU Diseodepavimentoporel mtodo racional Determinacindelcoeficientede agresividad (CAM). Manual de diagnostico de falla y mantenimiento de vas.Convenioidu.un-061de2000 universidad nacional. Descripcinycaractersticasde lostiposdefallaspresentadosen loselementosdelosdiferentes sistemas. Levantamientosdefallasenel pavimento rgido. Guidefordesingofpavement structures 1993. Diseo de pavimentos DiseoAASHTO.

3.METODOLOGA 3.1 DISEO DE LA INVESTIGACIN La investigacin de este proyecto se baso en la investigacin no experimental ya que segn TEVNI GRAJALES G.Cuandoseclasificanlasinvestigacionestomandocomocriterioelpapelqueejerceelinvestigador sobre los factores o caractersticas que son objeto de estudio, la investigacin puede ser clasificada como experimental o no-experimental. Cuando es experimental, el investigador no solo identifica las caractersticas que se estudian sino que las controla, las altera o manipula con el fin de observar los resultados al tiempo que procura evitar que otros factores intervengan en la observacin. Cuando el investigadorselimitaaobservarlosacontecimientossinintervenirenlosmismosentoncesse desarrolla una investigacin no experimental5 3.1.1Fases de la investigacin: FASE DE RECOLECCIN DE INFORMACIN. Analizar la informacin existente. FASE DE EVALUACIN SUPERFICIAL DE LA ESTRUCTURA. Realizacin de auscultacin visual del pavimento. FASE EXPERIMENTAL. Toma de muestras. Desarrollo de los laboratorios. 5TEVNIGrajalesG.tiposdeinvestigacin,experimentalyno-experimental.1992.[consultadoel23de octubre de 2006]. Citado de la pagina Web: . Lmites de Atterberg. Lmite lquido. Lmite plstico. CBR. Mdulo resiliente. Ensayo de placa con carga esttica no repetida. FASE DEDISEO. Diseodelaestructuradelpavimentoporelmtodoracional,mtodo AASHTO y mtodo PCA-84. FASE DE ANLISIS DE RESULTADOS OBTENIDOS. Comparacin de las estructuras con los datos obtenidos. ResultadosConclusiones 50 3.2 Flujograma metodolgico del proyecto FASE EXPERIMENTAL Toma de muestrasEnsayos de laboratorioAnlisis de muestras FASE DE DISEO Diseo de la estructura FASE DE ANLISIS DE RESULTADOS OBTENIDOS ComparacinResultadosConclusiones FASE DE RECOLECCIN DE INFORMACIN Analizar la informacin existente FASE DE EVALUACIN SUPERFICIAL DE LA ESTRUCTURA Auscultacin visual INICIO 51 52 3.3 Objeto estudio Elobjetoestudiodeesteproyectofuedeterminareldeterioroylasimplicaciones que tiene la relacin CBR-mdulo resilientedeunpavimentolocalizadoentrela calle 13 desde la Avenida Caracas hasta la carrera 46 en la ciudad de Bogot. 3.4 Instrumentos En el desarrollo de la investigacin se utilizaron formatos (ver anexo c), para llevar registrosdelaauscultacinyensayosdelaboratorio,unequipodeperforacin para suelos y un software para disear un pavimento. 3.5 Variables Tabla 5. Variables de la investigacin. CATEGORA DE ANLISIS VARIABLES INDICADORES Diseos Nivel de confiabilidad Trnsito Drenaje Caractersticas de los materiales Mdulos del suelo CBR Esfuerzos y deformaciones Desviacin Factor de seguridad ndice de deterioro Unidad N (numero de repeticiones por ao) Letras Unidades de presin Resistencia del suelo Unidades de esfuerzo y de longitud Porcentaje Unidad Porcentaje 3.6 Hiptesis Eldeteriorodelpavimentoestrelacionadoconlametodologaempleadapara encontrar el mdulo resiliente y su inclusin en el diseo del mismo. 4. TRABAJO INGENIERIL 4.1 Recopilacin de informacin Acontinuacinsepresentalainformacinrecolectadadelosestudiosdesuelos, estudiosydiseosdepavimentos,estudiodetrnsito,planos,perfilesde perforaciones,perfileslongitudinales,perfilestransversales,lasespecificaciones tcnicasdeconstruccin;queseobtuvieronenlacalle13,AvenidaCentenarioy los trabajos realizados en la va y en los anexos se encuentra otras partes. Foto 1. Localizacin del proyecto 4.1.1ComparacindeestudiosydiseostroncalAvenidaCentenario, estudios de suelos, resultados de ensayos de campo y laboratorio y trnsito. IDU Empresa constructora Anlisis de suelos presentados por el IDU. EsteestudiofuecontratadoporelIDUconlaempresaSPEAINGENIERA EUROPEA S.P.A. SUCURSAL COLOMBIA y los resultados fueron los siguientes: Los CBR no sumergidos corresponden a los valores obtenidos en campo y sobre muestrasinalteradas,realizadosenlaetapa1.Losvaloresderesistenciavaran paraelSectorIentre2%y8%.ParaelsectorII,elCBRsinsumergir,se incrementa con rangos que varan entre 3% y 14%. SELECCIN DEL CBR DE DISEO: Elcriteriomasdifundidoparaladeterminacindelvalorderesistenciadediseo espropuestoporelInstitutodelAsfalto.Debidoalaimportanciadeestavase decidi tomar un percentil de 75%, con el cual se procedi a determinar el valor de CBR de diseo para cada zona homognea, como se muestra continuacin en la tabla 6: 54ConeldichopercentilparaelCBRdediseo,lavasedividoen2zonas homogneasas: homogneas: Tabla 6. Zonas tpicas para el IDU ZONA TPICACARRERASABSCISADO LONGITUD, (Km) ICarrera 10-carrera 24K0+ 000- K1+ 5801.58 IICarrera 24- Puente ArandaK1+180 - K4+4002.82 Los valores obtenidos son muy bajos en todo el corredor, por lo que fue necesario complementar la sustitucin del material de subrasante natural por un material de CBRiguala4%,queeslacondicinmnimarequeridaparasubuen funcionamiento.

Seleccin del mdulo resiliente de diseo. Estemdulorepresentalarelacinentreelesfuerzoyladeformacinenlos materiales, es utilizado para el anlisis estructural de sistemas estratigrficos y por elloconstituyeunmedioparaevaluarlosmaterialesdeconstruccindel pavimento. (ver la tabla 7). 55Tabla 7. Resultados de los estudios de los suelos obtenidos por el IDU LOCALIZACION ZONA TIPICA APIQUE N Ll (%) Lp (%) IP (%) CBR DE DISEO MR (PSI) N CALLE 13 CON CARREA 15 1 APIQUE 87 M-4 40.223.716.5 2.2 5688 1.28E+07 CALLE 13 CON CARREA 15 Y 16 1 APIQUE 86M-3 33.921.612.3 CALLE 13 CON CARREA 17 1 APIQUE 83 M-5 34.123.710.4 CALLE 13 CON CARREA 17 Y 18 1 APIQUE 82 M-3 34.123.79.7 CALLE 13 CON CARREA 19 1 APIQUE 78 M-4 23.712.79.7 CALLE 13 CON CARREA 21 1 APIQUE 75 M-4 20.810.517.1 CALLE 13 CON CARRERA 21 1 APIQUE 75 M-4 31.320.810.6 CALLE 13 CON CARREA 21 1 APIQUE 74 M-2 33.117.615.5 CALLE 13 CON CARREA 24 1 APIQUE 71 M-4 46.428.817.7 CALLE 13 CON CARREA 15 2 APIQUE 71 - M-2 30.612.618.1 2.33.21E+07 CALLE 13 CON CARREA 25 2 APIQUE -70 M-2 41.022.718.3 CALLE 13 CON CARREA 25 2 APIQUE -70 M-1 19.313.06.4 CALLE 13 CON CARREA 27 2 APIQUE -67 M-4 25.717.88.0 CALLE 13 CON CARREA 27 2 APIQUE -67 M-2 31.420.610.8 CALLE 13 CON CARREA 27 2 APIQUE -66 M-4 41.026.514.5 CALLE 13 CON CARREA 27 2 APIQUE -66 M-2 28.017.310.7 CALLE 13 CON CARREA 27 2 APIQUE -66 M-1 23.315.08.3 CALLE 13 CON CARREA 29 2 APIQUE -63 M-4 40.621.519.1 CALLE 13 CON CARREA 30 2 APIQUE -62 M-1 22.011.510.5 CALLE 13 CON CARREA 31 2 APIQUE -59 M-3 45.921.724.1 CALLE 13 CON CARREA 31 2 APIQUE -58 M-2 42.820.622.2 CALLE 13 CON CARREA 31 2 APIQUE -58 M-1 26.213.312.9 CALLE 13 CON CARREA 33 2 APIQUE -55 M-5 43.320.622.7 CALLE 13 CON CARREA 33 2 APIQUE -54 M-2 23.314.39.1 CALLE 13 CON CARREA 35 2 APIQUE -51 M-5 40.622.817.8 CALLE 13 CON2APIQUE39.721.518.3 56CARREA 35-51 M-4 CALLE 13 CON CARREA 35 2 APIQUE -50 M-2 47.621.026.6 CALLE 13 CON CARREA 35 2 APIQUE -50 M-1 22.514.18.4 CALLE 13 CON CARREA 37 2 APIQUE -47 M-4 41.823.618.3 CALLE 13 CON CARREA 37 2 APIQUE -46 M-2 31.016.714.4 CALLE 13 CON CARREA 37 2 APIQUE -46 M-1 27.314.412.8 CALLE 13 CON CARREA 39 2 APIQUE -43 M-5 42.521.221.3 CALLE 13 CON CARREA 40 2 APIQUE -42 M-3 24.715.88.9 CALLE 13 CON CARREA 40 2 APIQUE -42 M-1 24.715.88.9 CALLE 13 CON CARREA 42 2 APIQUE -38 M-2 33.918.115.7 CALLE 13 CON CARREA 42 2 APIQUE -38 M-1 28.517.610.9 CALLE 13 CON CARREA 44 2 APIQUE -35 M-4 51.826.725.1 CALLE 13 CON CARREA 43 APIQUE -36 M-1 47.82324.8 CALLE 13 CON CARREA 44 2 APIQUE -34 M-2 25.717.48.3 CALLE 13 CON CARREA 44 2 APIQUE -34 M-1 34.124.49.7 CALLE 13 CON CARREA 32 APIQUE -32M-1 53.930.623.3 4.1.2EstudiosdesuelosylaboratoriosdelatroncalAvenidaCentenario,realizada por la empresa constructora Estosestudiosdefinitivosconloscualesestaconstruidoactualmentelacalle13 desde la Avenida Caracas hasta Puente Aranda y estos fueron los resultados: 57Tabla 8. Resultados obtenidos de los estudios de suelos por la empresa constructora SONDEOS MUESTRA N Ll (%) Lp (%) IP (%) CBR DE DISEO (%) MDULO RESILIENTE (PSI) K1 (K1+488) 4 11378.4 6.3 133.324.19.2 245.720.425.3 440.518.721.8 2 (K1+504) 411378.411 136.427.49.1 240.225.614.6 342.121.220.9 127.718.29.6 256.924.632.3 355.727.628.0 4.1.2.1Diseodelaslosasrealizadaporlaempresaconstructoraporel mtodo PCA 84 para las Losas de concreto sector 1 y 2. Los datos obtenidos para el diseo del pavimento del constructor se suministraron por la empresa TNM TECHNOLOGY AND MANAGEMENT LTDA., esta empresa lerealizlosdiseosdefinitivosdelpavimentolacualestactualmenteen servicio. La empresa anteriormente mencionada determin la estructura del pavimento por mediodelaPCA-86,peroestediseonotieneencuentalacapawhitetopping; ellostomaroncomoreferenciaalINSTITUTOCOLOMBIANODE 58PRODUCTORESDECEMENTOguindoseporlarevistanmero39serie4 publicacin 1641.Tabla 9. Espesorde las losas de concreto para el sector 1 y 2 por la empresa constructora TRAMOESPESOR (cm.) RADIO DE RIGIDEZ RELATIVA (cm) Km0+430-Km0+8302282.6 Km0+830-Km1+0.902266.9 Km1+0.90-Km2+0.302260.4 Km2+0.30-Km2+4302065.0 Km2+000-Km3+4002069.2 Km3+400-Km3+9002071.8 Figura 4. Estructura del pavimento realizada por la empresa constructora sector 1 59Figura 5. Estructura del pavimento realizada por la empresa constructora sector 2 4.2 Auscultacin Estaactividadfuerealizadaenlacalle13entrelaAvenidaCaracashastala carrera46,costadonorte,calzadamixta,conelfindedeterminarelndicede deterioro por el mtodo LCPC Vizir manejado por el IDU. Los tipos de fisuras ms frecuentesencontradasenelprocesorealizadofueron:desportillamientos,fallas transversales y longitudinales (ver anexo A y anexo E). 60Foto 2. Medicin de una fisura tipo desportillamiento Foto 3. Medicin de una fisura tipo transversal Foto 4. Tipo de fisuras DesportillamientoY falla transversal Foto 5. Tipo de fisura Desportillamiento

Tabla10. Niveles de gravedad de deterioro 61 62 ndicedefisuracinIf:Dependedeltipodegravedadylalongituddegrietasy fisuras presentes en la zona evaluada, este valor se determina de 1 a 5 y depende del criterio del auscultor de la va. ndicededeformacinId:Escausadoporlagravedadyextensinde deformacionesquesondeorigenestructural,tambinsecalificande1acinco dependiendo del criterio del auscultor. 4.2.1 Anlisis de la auscultacin de la calle 13 y clculo delndice de deterioro. Tabla 11. Determinacin del ndice de deterioro por el mtodo LCPC Vizir 63Tabla 12. Porcentaje de fisuras de la va actual 0.31FISURA LONGITUDINAL 0,39DEPORTILLAMIENTO 0,017BACHE 3,69FISURA TRANSVERSAL 0,18FISURA DIAGONAL DE ESQUINA 0,0059DEFICIENCIA DE MAT. DE SELLO 95,39PORCENTAJE SIN DAOS Grfica 1. Porcentaje de fisuramiento vs tipo de fallas 4.2.2 Deflectometra. LadeflectometralarealizlainterventoraINGINGENIERAS.A.delacalle13 quienessonlosresponsablesdesupervisarycontrolarqueelcontratistaest realizando lo establecido en el contrato. 64Esteensayoserealizel16dejuliode2007porpartedeellos;quieneslo prestaronparaeldesarrollodelproyectodegradoyelensayosebasenla metodologaparatransferenciadecargaentrelosasdepavimentorgido.El mtodo busca el funcionamiento de las losas y las dovelas que deben transmitirse perfectamente a la carga de una losa a otra. En el anexo 4 muestra los clculos y el procedimiento que se utiliz para este ensayo. (ver anexo B). 4.3Anlisis de la subrasante del pavimento rgido Desarrollo Al inici de la investigacin, se busc informacin acerca de la calle 13; se tom el contrato 518-01 del Instituto de Desarrollo Urbano (IDU), todo lo relacionado a los estudios, ensayos y diseos de la va en cuestin. Lainformacinsuministradaserecopilyseanalizparahacercomparaciones con las actuales en la investigacin. Paralaejecucindelaexploracin,secontconpermisosporpartedelIDU, donde se pudo obtener la remisin al contratista que tiene ahora el mantenimiento delacalle13yquienasuvezfueelquerealizlaconstruccin(CONALVAS S.A.). Se comenz la realizacin de la auscultacin. Esta parte se ejecut con todas las normasdeseguridadqueelcontratistaexigayqueestnavaladasporla 65secretariademovilidaddeBogot;esteprocesoseefectuelda6dejuniode 2007. Se abciz por carril cada 10 m, desde la Avenida Caracas hasta la carrera 46, utilizando las normas de seguridad vial y la forma de auscultar fue de oriente a occidente; este procedimiento dur 8 das. El siguiente paso fue la extraccin de muestras. Para la realizacin de los ensayos de caracterizacin, CBR y mdulo resiliente, se realizaron 12 apiques, cada uno a una distancia promedio de 150 m a 300 m entre apiques. La extraccin se hizo el da 06 de agosto de 2007. Este procedimiento se ejecut manualmente (oyadora, pala, barra, extensiones, tubo Shelby, peso de 64Kg y dos trabajadores). Losapiquessehicieronaunaprofundidadpromediode1.30ma2.80m, extrayendo la muestra hasta llegar al inicio de la subrasante y luego se transport al laboratorio con todas las medidas requeridas por la norma INVIAS. La duracin fue de 1 da. Los ensayos realizados fueron: Lmites de Attemberg. CBR Mdulo Resiliente Ensayo de placa con carga no repetida 66ElensayodelmitesdeAtterbergyelCBRserealizaronenlaUniversidaddela SalleenellaboratoriodelafacultaddeIngenieraCivil,enagostode2007,el ensayo de mdulo resiliente se realiz en la Pontifice universidad Javeriana, en los laboratorios de la Facultad de Ingeniera Civil, en agosto de 2007.Toma de muestras Las muestras fueron tomadas in situ, en la calle 13 en la Avenida Caracas hasta la carrera46,calzadamixta;serealizunacomparacinconlasmuestrasy ensayos, realizados por el contrato 518-01 del (IDU). Sehizolaextraccindelasmuestrascon cilindros para CBR ytuboShelbypara ensayos de caracterizacin y mdulo resiliente. Las perforaciones se realizaron en promediode1.00ma2.80mdeprofundidad,losapiquesparalatomadelas muestrasfueronsuperficiales,laextraccinserealizhastaeliniciodela subrasante (ver anexo C). Foto 6.Extraccin de muestrade CBRFoto 7. Extraccin de muestra por tubo Shelby 67Foto 8. Colocacin del molde de CBR 4.3.1AnlisisderesultadosdelosestudiosdesuelostroncalAvenida Centenario, realizados por el grupo investigador. SELECCINDELCBRDEDISEO.ParaladeterminacindelCBRdediseo se hicieron ensayos antes y despus de sumergir las muestras inalteradas como se muestra a continuacin. Parala determinacin delCBR de diseo sumergido, la va se dividi en 2 sectoresdeigualmaneracomolohizoSPEAINGEGNERAEUROPEA S.P.A. SUCURSAL COLOMBIA. (ver anexo D). zonas homogneas: Tabla 13. Zonas tpicas para el grupo investigador SECTORCARRERASABSCISADOLONGITUD, Km I Avenida Caracas -carrera 24 K0+000 KI+580 1.58 II Carrera 24- Puente Aranda KI+180 K3+550 2.82 Los valores obtenidos de CBR sumergido por el percentil 75, oscilan entre el 2% y el 3% en todo el corredor estudiado. 4.3.1.1Determinacin del lmitelquido y plsticode los suelos El procedimiento y los clculos se efectuaron teniendo en cuenta la norma INVIAS (I.N.V.E.). I.N.V.E - 125 68Estanormadeterminalacantidaddehumedadencontradaenelsuelopromedio delporcentajeenelsueloysecadoenhorno,paraencontrarunlmiteentreel estado lquido y estado plstico. Paradeterminarellmitelquidopormediodeunagrficadeporcentajede humedad en el eje Yy en el eje Xel nmero de golpes colocando una lnea de interseccin a los veinticinco golpes que va desde el eje x y proyectada al eje Y. LMITE PLSTICO E NDICE DE PLASTICIDAD I.N.V.E 126 Este ensayo utiliza la misma frmula del lmite lquido con la diferencia que en este casoserealizancilindrosquealdesmoronarseaundimetrode3mm(1/8) presentan el lmite plstico. (ver anexo D). Para hallar el ndice de plasticidad restamos el lmite lquido con el lmite plstico. Ensayo nmero 1 Direccin: Colegio La SalleProfundidad de la muestra: 2.60mTipo de ensayo: lmite Lquido. 69Foto9. Perforacin para muestras de CBR y caracterizacin del suelo Tabla 14.Resultados de la determinacin en el laboratorio del contenido de agua (humedad) No MOLDE No GOLPES PESO DEL MOLDE (R) gr. PESO DEL MOLDE + MUJESTRA HUMEDA (Wh+R) gr PESO DEL MOLDE + MUESTRA SECA (Ws+h) gr. PORCETAJE DE HUMEDAD 313772217,8738 30336,418,214,7942 12236.522.2216.7154 92176,8223,6717,5457

Clculos Porcentaje de humedad Grfica 2. Determinacin del lmite lquido a los 25 golpes 70Lquido porgrfica 49,7% Lmite lquido por regresin lineal 43.1% Foto 10. Ensayo de lmite lquido y plstico Tabla 15. Determinacin del lmite plstico de los suelos No GOLPES PESO DEL MOLDE (R) gr PESO DEL MOLDE + MUJESTRA HUMEDA (Wh+R) gr PESO DEL MOLDE + MUESTRA SECA (Ws+h) gr PORCETAJE DE HUMEDAD 366,7717,8515,9720 106,4517,2115,3221 LIMITE PLASTICO 21 Clculos: Porcentaje de humedad W% Lmite plstico Lp 71 ndice de plasticidad IP LI Lp = 43.1-20.87= 22.23% Caracterizacin del material por medio de la Grfica de carta de plasticidad. Arcilla inorgnica de baja plasticidad (Cl). 4.3.1.2Determinacin del CBR de diseo. El procedimiento se tuvieron en cuenta la norma I.N.V.E -169 Esta norma determina la expansin en los suelos y la resistencia relativa en suelos yen algunos materiales de base en condiciones enque se encuentran antes del ensayo y a su vez evaladiseos en cualquier condicin. (ver anexo D). Ensayo No.1 Direccin: Colegio La Sall muestra No. 1Profundidad de la muestra: 2.60mTipo de ensayo: CBR Foto 11. Preparacin del molde de CBR para la extraccin de la muestra 72Tabla 16. Datos de entrada Dimetro (cm)15,1rea, Ao (cm2)179,08Altura, Lo (cm)15,48Volumen (cm3)2772,14 Expansin (pulg.) = 0.584-0.5882 = 0.00420. Expansin (%) = 0.00420 x 100 = 0.420000 04 . 2327 . 12 * 5 . 0) lg / (2= = pu lb efuerzo 13 . 6 100 *100030 . 61== CBR% 71 . 22 100 *) 29 258 () 258 310 (% == WPeso unitario hmedo 09 . 014 . 2772) 29 ) 310 (== iohumedo PesounitarPeso unitario seco (grs. /cm3) 07 . 014 . 2772) 29 ) 258 (== iohumedo PesounitarTabla 17. Clculo de la expansin

FechaTiempo Lectura Deformimetro (10-3 plg) Expansin (plg) Expansin (%) 08/08/200714:250,285 09/08/200714:000,2920,0070,70 10/08/200710:510,2920,00700,70 73Tabla 18. Clculo de CBR antes de sumergir Penetracin(plg) Esfuerzo Estndar (lb./plg) Lectura anillo de carga Esfuerzo (lb./plg2) CBR 0,005-----520,433333330,025------1249,040,050------35143,03333330,075------45183,90,10010005,823,702666672,370266667 0,150------70286,06666670,20015008,333,919333332,261288889 0,250------97396,40666670,3001900100408,66666670,4002300120490,40,4002600140572,1333333 Grfica 3. Esfuerzo (lb. /plg2) vs. Penetracin (plg) GRAFICA No.1 ESFUERZO (lb/plg^2) vs PENETRACIN (plg) ANTES DE SUMERGIR051015202530350.005 0.025 0.050 0.075 0.100 0.150 0.200 0.250 0.300 0.400 0.500PENETRACIN (PLG)ESFUERZO (lb/plg^2) 74Tabla 19. Humedad y peso seco Residuos Peso del recip. + muestra hmeda (grs.)270 Peso del recip. + muestra seca(grs.)207 Peso del recipiente (grs.)35 Humedad, w (%)36.63% Peso unitario hmedo (grs./cm3)0.08 Peso unitario seco (grs./cm3)0.06 Constante del anillo (Ka)12.27 Tabla 20. Clculo de CBR despus de sumergir Penetracin(plg)Esfuerzo Estndar (lb./plg) Lectura anillo de carga Esfuerzo (lb./plg2) CBR CBR CORREGIDO 0.000-----0.52.0433333 0.025------0.72.8606667 0.050------14.0866667 0.075------1.14.4953333 0.10010002.510.2166671.021673.37 0.150------2.811.442667 0.20015003.915.9381.062531.566666667 0.250------4.116.755333 0.30019004.920.024667 0.4002300624.52 0.50026007.530.65 75Grfica 4. Esfuerzo (lb. /plg2) vs. Penetracin (plg) ESFUERZO (PSI) VS PENETRACIN Pulg.)( Tabla 21. Humedad y peso seco Residuos Peso del recip. + muestra hmeda (grs.)270 Peso del recip. + muestra seca(grs.)207 Peso del recipiente (grs.)35 Humedad, w (%)36.63% Peso unitario hmedo (grs./cm3)0.08 Peso unitario seco (grs./cm3)0.06 Constante del anillo (Ka)12.27 PENETRACINulg.) (P0.500 0.4000.3000.250 0.200 0.150 0.100 0.075 0.0500.025 0.00005101520253035 ESFUERZO (PSI) 4.3.1.2. Clculo de CBR de diseo Enlagrfica5,CBRvsPorcentajedevaloresdeCBRigualomayor, considerandoaltrnsitodelavacomomediano(tomadodelarecopilacinde informacin),loqueequivaleatomarel75%delosdatosdeCBRmayoreso 76igualesal,sedeterminelvalordeCBResde2.84%,paralaprimerazona tpica que esta comprendida entre la Avenida Caracas hasta la carrera 24. Grfica 5.CBR de diseo zona tpica 1 GRAFICA N 1 C.B.R. CORREGIDO A 2". VS PORCENTAJE01020304050607080901001100 1 2 3 4 5C.B.R. CORREGIDO A 2"PERCENTIL Enlagrfica6,CBRvsPorcentajedevaloresdeCBRigualomayor, considerandoaltrnsitodelavacomomediano(tomadodelarecopilacinde informacin),loqueequivaleatomarel75%delosdatosdeCBRmayoreso igualesal,sedeterminelvalordeCBResdeesde2.01%,paralasegunda zona tpica que est comprendida desde la carrera 24 hasta la carrera 46. 77Grfica 6.CBR de diseo zona tpica 2.GRAFIA N 2 C.B.R. CORREGIDO A 2" VS %01020304050607080901001100 0,5 1 1,5 2 2,5 3C.B.R. CORREGIDO A 2"PERCENTIL 4.3.1.3 Determinacin del Mdulo resiliente I.N.V.E 156 Esteensayodeterminaelmduloelstico-dinmico(deresilencia)delossuelos parasuelosinalteradosconelfinderepresentarlascaractersticasfsicascomo los estados de esfuerzos de los materiales encontrados en la subrasante, para un pavimento sometido a cargas mviles de trnsito. (ver anexo D). Para hallar el mdulo resiliente se realiza una grfica en elcul encontramos en elejeXlavariabledelesfuerzodesviadoryenelejeYlavariabledemdulo resiliente,despusdetrazarlagrficaconlosdatosobtenidosenellaboratorio por medio de dos lneas tangenciales la curva y se lee donde ellas se intersectan y determinamos el mdulo resiliente. 78Tabla 22. Determinacin delmdulo resiliente. Carrera 19 con Calle 13 79Grfica 7. Grfica determinacin delmdulo resiliente y esfuerzo desviador Carrera 19 con Calle 13 80Grfica 8. Determinacin del mdulo resiliente. Carrera 19 con Calle 13. Segn los datos obtenidos en el laboratorio y la relacin entre mdulo resiliente y Esfuerzo Desviador podemos establecer que el mdulo resiliente ms ptimo para esta muestra es de 38Mpa (5511 PSI). 81Grfica 9. Determinacin del mdulo resiliente y esfuerzo desviador carrera 19 con calle 13 Foto 12. Muestra de arcilla antes de ser sometida al ensayo de mdulo resiliente 4.3.1.4 Ensayo de placa con carga esttica no repetida ParaesteensayosebasoelprocedimientoenlaNormadelINSTITUTO NACIONAL DE VIAS. I.N.V.E 168 Elprocedimientoylosclculosseefectuaronteniendoencuentalanorma INSTITUTO NACIONAL DE VIAS. 82El ensayo fue realizado por E.I.E ECHEVERRY INGENIERIA Y ENSAYOS LTDA, quienesproporcionarontodoslosrecursosparaeldesarrollodeeste.(veranexo D). Los resultados que se obtuvieron en este ensayo fueron: Sector 1Modelo de reaccin corregido por flexin. Tabla 23. Resultados del ensayo de placa sector 1 Ku = 3623,2Lb/pg2 100,3Kg/cm3 997,4MPa/m Sector 2 Tabla 24. Resultados del ensayo de placa sector 2 Ku = 3125Lb/pg2 88,5Kg/cm3 1764,6MPa/m 83Foto 13. Ensayo de placa con carga no repetida sector 1Foto 14. Aplicacin de la carga Tabla 25. Resumen de los ensayos de laboratorio LOCALIZACION ZONA TPICALMITE LQUIDO (%) LMITE PLSTICO (%) NDICE DE PLASTICIDAD (%) CBR CBR DE DISEO MDULO RESILIENTE (PSI) KColegio La Salle1 43.1 20.8722.231.56 2.84 5511 100.3 Colegio La Salle 135.8124.3911.421.66 Calle13 carrera 19 1 51.15 22,50 28.65 2.5 Calle 13 - Carrera 20 costado oriente 1 65.95 15,98 49.98 2.59 4351 Calle 13 - Carrera 20 costado occidente. 1 63.56 29,89 33.67 3.84 Carrera 21 - Calle 13A. 1 38.05 31,42 6.62 1.01 Parqueadero Milenio. 2 31.00 20,23 10.84 2.21 2.01 2756 86.5 Parqueadero milenio Muestra 2 31.40 23,42 7.97 1.23 2973 Carrera 39 - Calle 13. 2 59.48 36,81 22.67 0.49 84 Calle 13 Carrera 39A. 2 41.40 23.21 18.2861 1.57 Calle 13 Carrera 43. 2 31.22 20.21 11.114 1.98 Carrera 39 Calle 44. 2 33.42 16.50 17.011 1.88 4.4 Diseo de pavimento rgido en estudio por la correlacin AASHTO Teniendo en cuenta los valores de CBR y los mdulos resilientes tomados in situ porelgrupoinvestigador,setomarlagrficadelacorrelacindelaAASHTO para suelos finos, para compararlos con los tomados en la investigacin con los de la correlacin y determinar que implicaciones puede tener estas variaciones en los diseos que se determinaran ms adelante en esta investigacin. LacorrelacindelaAASHTOquesetomaeslagrficadelCBRVsMdulo resiliente de Kentucky ; para determinar en qu tendencia se encuentran los datosobtenidosdeCBRylosmdulosresilientestomadosyobservarculesla reciprocidad que se adapta a esta. Tabla 26. Datos de entrada para la correlacin CBR Vs. Mdulo resiliente CBR MDULO RESILIENTE (PSI) 2.5 4350 3.84 5511 2.21 2756 1.98 2973 85Figura 6. Correlacin CBR Vs. Mdulo resiliente por AASHTO De la figura 6 y la tabla 26, la tendencia que se aplica a la grfica de la correlacin de Kentucky: CBR MR* 1500 =

PSI MCBRpsi MRR3760 84 . 3 * 150084 . 34351= === PSI MCBRpsi MRR3750 5 . 2 * 15005 . 25511= === 86PSI MCBRpsi MRR3315 21 . 2 * 150021 . 22756= === PSI MCBRpsi MRR2970 98 . 1 * 150098 . 12973= === 4.4.2Mtodo PCA-84Regirse por las normas del mtodo PCA-84 4.4.2.1 Anlisis del trnsito por el mtodo PCA-84 sector 1. Tabla 27. Distribucin de los camiones del sector 1 TIPOCANTIDADBUSES BUSES INTERMUNICIPALES873 COLECTIVOS INTERMUNICIPALES1445 CAMIONES C2 730C3 8C3S3 5 87Tabla 28. Clculo del nmero de ejes equivalentes a 80 KN del sector 1 por la constructora 4.4.2.1.1 Diseo del pavimento por el mtodo PCA-84 sector 1 Procedimiento del diseo PCA-84 sector 1. Clculo de espesor equivalente y Kc Tabla 29. Mtodo de races cbicas sector 1 para PCA-84 para el clculo de K 31321311* * * ) (EequivEeEequivEeEequivEe m ene equivalent+ + = 88Figura 7.Grfica para obtener el Kc por el manual de la AASHTO para diseo PCA-84 sector 1 Tabla 30. Datos de entrada ESPESOR DE TANTEO (mm)210 K COMBINADO(pci)500 K COMBINADO (MPa)135 MDULO DE ROTURAMpa4,5 FACTOR DE SEGURIDAD CARGA, FSC. 1,2 MDULO RESILIENTE (PSI)4350 T ACUMULADO 15944642TPD31929 TASA0,03 PROPORCION DE VEHICULOS COMERCIALES 0,35 CON PASADORES Y SIN BERMAS DE CONCRETO 89Tabla 31. Clculo para el diseo PCA-84 sector 1 CARGA EJE KN MULTIPLICADO POR EL FACTOR DE SEGURIDAD REPETICIONES ESPERADAS ANLISIS DE FATIGAANALISIS DE EROCIN REPETICIONES ADMISIBLES %DE FATIGA REPETICIONES ADMISIBLES % DE DAO1234567 8. ESFUERZO EQUIVALENTE 1,4 10. FACTOR DE EROCION 2,73 9. FACTOR DE RELACIN DE ESFUERZO0,337 EJE SIMPLE13316092481254147,371.721.0250,54 125150215253356686,412.513.4900,86 1151384416722589571,964.265.6001,04 10712894392620203770,156.913.2341,37 98118156736Inf013.052.7741,20 89107345520Inf028.808.8161,20 8096450277Inf0254606921.13 71,185619130Inf0 62,275860054Inf0 53,3642692253Inf0 11. ESFUERZO EQUIVALENTE1,113. FACTOR DE EROCION2,73 12. FACTOR DE RELACIN DE ESFUERZO0,2781EJE TANDEN 231277,231251Inf022340841,40213255,662822Inf037152181,69 195234191017Inf066709242,86 178213,6546423Inf0128727034,24 1601921298213Inf0310946884,18 142170,41363905Inf01128746061,21 1251502427253Inf019305693690,13 14. ESFUERZO EQUIVALENTE0,816. FACTOR DE EROCION2,866715. FACTOR DE RELACIN DE ESFUERZO0,2926 TOTAL 15,8922,42 90Diseo del pavimento por el programa PCA-84 sector 1. Figura 8. Programa PCA -86 diseo de grupo investigador sector 1 Figura 9. Programa PCA -86 diseo de grupo investigador sector 1 ejes sencillos 91Figura 10. Programa PCA -86 diseo de grupo investigador sector 1 ejes tndem Figura 11. Estructura del pavimento por PCA-84 sector 1 924.4.1.3Anlisis del trnsito por el mtodo PCA-84 sector 2. Anlisisdeltrnsitoporelmtododefactordeequivalenciasetomelpesopor ejedelosautomviles,busesycamionesdelINVIASdelao1996,comose demuestra en la Tabla 32. Tabla 32. Distribucin de los camiones del sector 2 TIPOCANTIDAD BUSES BUSES INTERMUNICIPALES 973 COLECTIVOS INTERMUNICIPALES 1670 CAMIONES C2 2760C3 172C4 140C5 227C3S3 93 Tabla 33. Clculo del nmero de ejes equivalentes a 80 KN del sector 2 por la empresa constructora 93Tabla 34. Datos de entrada ESPESOR DE TANTEO (mm)230 K COMBINADO(pci)420 K COMBINADO (MPa)114 MDULO DE ROTURAMpa4,5 FACTOR DE SEGURIDAD CRAGA, FSC. 1,2 MDULO RESILIENTE (PSI)2972 T ACUMULADO 22714753TPD49863 TASA0,03 PROPORCION DE VEHICULOS COMERCIALES 0,25 CON PASADORES Y SIN BERMAS DE CONCRETO 4.4.1.4 Diseo del pavimento por el mtodo PCA-84 sector 2 1.Clculo de espesor equivalente y Kc. Como la estructura del sector 2 es la misma que la del sector 1. Tabla 35. Mtodo de races cbicas sector 1 para PCA-84 para el clculo de K 94Tabla 36. Clculo para el diseo PCA-84 sector 2 CARGA EJE KN MULTIPLICADO POR EL FACTOR DE SEGURIDAD REPETICIONES ESPERADAS ANLISIS DE FATIGA ANALISIS DE EROCIN REPETICIONES ADMISIBLES% DE FATIGA REPETICIONES ADMISIBLEES % DE DAO 1234567 8. ESFUERZO EQUIVALENTE

1,2 10. FACTOR DE EROCION 2,6187 9. FACTOR DE RELACIN DE ESFUERZO0,2747 EJE SIMPLE 133160131752668264,9412627611,0 125150215259113002,3618297181,2 11513844167147713720,3030598871,4 10712894392Inf0.0048703741,9 98118156736Inf0,0089013431,8 89107345520Inf0,00185144101,9 8096450277Inf0,00485561390,9 71,185619130Inf0,00 62,275860054Inf0,00 53,3642692253Inf0,00 11. ESFUERZO EQUIVALENTE 113. FACTOR DE EROCION2,7217 12. FACTOR DE RELACIN DE ESFUERZO0,2313 EJE TANDEN 231277,244521 Inf01.397.8433,26 213255,689496 Inf02.281.9404,05 195234272123 Inf03.978.1977,2 178213,6778435 Inf07.325.6977,2 1601921849435 Inf016.110.52513,07 142170,41943020 Inf046.343.0955,34 1251503457867 Inf0239.714.9062,57 107128,42056139 Inf0 88,8106,562562451 Inf0 71,185,322832303 Inf0 14. ESFUERZO EQUIVALENTE 0,816. FACTOR DE EROCION2,809 15. FACTOR DE RELACIN DE ESFUERZO0,1728 TOTAL7,59 51,84 95Diseo del pavimento por el programa PCA-84 sector 2. Figura N 12. Programa PCA -86 diseo de grupo investigador sector 2 Figura N 13. Programa PCA -86 diseo de grupo investigador sector 2 ejes sencillos 96Figura N 14. Programa PCA -86 diseo de grupo investigador sector 2 ejes tndem Figura N 15. Estructura del pavimento por PCA-84 sector 2 974.4.2Mtodo AASHTO Para realizar este diseo guiarse por las normas de la AASHTO 1993 4.4.2.1 Anlisis del trnsito mtodo AASHTO sector 1. Anlisisdeltrnsitoporelmtododefactordeequivalenciasetomelpesopor ejedelosautomviles,busesycamionesdelINVIASdelao1996,comose demuestra en la tabla 3.Tabla 37. Distribucin de los camiones del sector 1 TIPOCANTIDADBUSES BUSES INTERMUNICIPALES873 COLECTIVOS INTERMUNICIPALES1445 CAMIONES C2 730C3 8C3S3 5 Tabla 38. Clculo del nmero de ejes equivalentes a 80 KN del sector 1 por la empresa constructora 98 4.4.2.2 Diseo del pavimento por el mtodo AASHTO sector 1 Tabla 39. Parmetros de entrada para el programa AASHTO sector 1 PARAMETROS DE ENTRADA Zr95% S0 0.30 Wt18 15944642 P0 4.5 Pt 2.0 EC 2774489 PSI2.0 Kc 170*J 3.2 CD1.0

Procedimiento del diseo AASHTO sector 1.Tabla40. Mtodo de races cbicas sector 1 para AASHTO para el clculo de K 99Figura 16.Grfica para obtener el Kc por la Grfica del manual de la AASHTO 100Figura 17. Carta para diseos de losas de pavimentos rgidos 101Figura 18. Continuacin carta para diseos de losas de pavimentos rgidos 102 Figura 19. Estructura del pavimento por AASHTO sector 1 4.4.2.3 Anlisis del trnsito por el mtodo AASHTO sector 2. Anlisisdeltrnsitoporelmtododefactordeequivalenciasetomelpesopor ejedelosautomviles,busesycamionesdelINVIASdelao1996,comose demuestra en la tabla 43. Tabla 41. Distribucin de los camiones del sector 2 TIPOCANTIDAD BUSES BUSES INTERMUNICIPALES 973 COLECTIVOS INTERMUNICIPALES 1670 CAMIONES C2 2760C3 172C4 140C5 227C3S3 93 103 Tabla 42. Clculo del nmero de ejes equivalentes a 80 KN del sector 2 por la empresa constructora Tabla 43 datos de entradaESPESOR DE TANTEO (mm)230 K COMBINADO(pci)420 K COMBINADO (MPa)114 MDULO DE ROTURAMpa4,5 FACTOR DE SEGURIDAD CRAGA, FSC. 1,2 MDULO RESILIENTE (PSI)2972 T ACUMULADO 22714753TPD49863 TASA0,03 PROPORCION DE VEHICULOS COMERCIALES 0,25 CON PASADORES Y SIN BERMAS DE CONCRETO 4.4.2.4 Diseo del pavimento por el mtodo AASHTO sector 2 1.Clculo de espesor equivalente y Kc. Comolaestructuradelsector2eslamismaqueladelsector1,loque cambiar es la losa de concreto el mtodo de las races cbicas no cambia pero el k combinado si cambiara por el Mdulo Resiliente. 104Figura 20. Carta para diseos de losas de pavimentos rgidos 105Figura 21. Continuacin carta para diseos de losas de pavimentos rgidos 106 Figura N 22. Estructura del pavimento por AASHTO sector 2 4.4.3Mtodo racional.4.4.3.1 Anlisis del trnsito por el mtodo racional sector 1. LosvaloresdeCAMquesetomaronparaelanlisisdeltrnsitosonlosque obtenidos por el IDU (Ver Manual de diseo de pavimentos del IDU). Tabla 44. Calculo de NE y CAM SECTOR 1 AVENIDA CARACAS - CARRERA 24(K1+100 - K3+550) EMPRESA CONSTRUCTORA VIDA UTIL DE SERVICIO 20 AOS TIPO DE VEHICULO TPD% DISTRIBUCINTASA DE CRECIMIENTOCAM FACTOR DE CRECIMIENTO EJES EQUIVALENTES DE8,2T BUS23180,10,04 0.131,00846070 C2-P000,04 0.131,000 C2-G7300,980,04 0.131,00266450 C3 80,010,043.23 1,002920 C4000,04 3.361,000 C5000,04 6.471,000 >C550,010,04 4.231,001825 TOTAL DE EJES EQUIVALENTES POR EL GRUPO INVESTIGADOR 1117265 1074.4.3.2 Diseo de la losa por el mtodo racional sector 1. Paraestemtodoguiarseporellibrodediseoracionaldepavimentosde FREDDY REYES LIZCANO 1a edicin; y los datos obtenidos en la tabla 51 de la recopilacin de informacin. (ver tablas del libro 546 hasta la 553). Tabla45. Caractersticas de los materiales de concreto CAPA MDULO E en Mpa MDULOE en Kg/cm2 MDULOE en p.s.i. ShRIEZGO SN NE concreto hidrulico (MR=4,5MPa) 19.136191.3602.767.8630,251,00 50 1 1117265concreto asfltico(e1) 4.41544.150638.5930,350,251 Sub base (E2)1201.20012.7000,40 rajn capa 1 (E3)4949028.9280,40 rajn capa 2 (E3)494907.0870,40 subrasante CBR402002.8930,40 1.Condiciones de realizacinCapa de subbase ligada Capa de fundacin ligada 2.Datos de correccin; como va con hierros.kc= 1.5 3.Valores admisiblesConcretode la base (losa) 108Elvalorde t eselmillnderepeticionesporelmaterialdeconcretodel comportamientoen fatiga dato de la recopilacin de informacin (anexo D) por Deflectometria. d ss c r t ad tk k k k NE * * * * ) (, =13 . 2 ) 10 * 117 . 1 ( * 15 . 2 ) ()161(6= =NEt b urk*10=Riesgo r = 50% u= 0 b= -1/16 C=0,02 cm-1 ShbcSN *22+ = 99 . 0 1 *16102 . 0122=+ = 87 . 0 10) 99 . 0 *161= =rk 68 . 0 =dk MPad t11 . 2 68 . 0 * 5 . 1 * 97 . 0 * 13 . 2,a = = 109 Carpeta asfltica. s c r t ad tk k kNE* * *106,= 00011 . 054007200101117265* 10 * 100102 . 0666= = NEt b urk*10=Riesgo r = 50% u= -0 b= -1/16 C=0,02 cm-1 ShbcSN *22+ = 2368 . 0 1 *16102 . 025 . 022=+ = 99 . 0 102368 . 0 *161= = rk 1 =ck mad t0000105 . 0 1 . 1 * 1 * 93 . 0 * 00011 . 0,1 . 1 =sk = = 110La carpeta asfltica tiene un espesor de 8 cm. Admisibilidad en la subrasante Programa DEPAV sector 1 ligada y no ligada. FIGURA23. Datos de entrada programa DEPAV para pavimentos rgidos ligados sector 1 222 . 0* 012 . 0= Nz4 222 . 010 * 45 . 5 ) 1117265 ( * 012 . 0 = =z 111Figura24. Programa DEPAV resultados de las admisibilidades y deformaciones ligadas del sector 1 Figura25. Programa DEPAV resultados de las admisibilidades y deformaciones ligadas del sector 1 112Figura26. Datos de entrada programa DEPAV para pavimentos rgidos no ligados sector 1 Figura27. Programa DEPAV resultados de las admisibilidades y deformaciones no ligadas del sector 1 113Figura 28. Continuacin de los resultados del programa DEPAV resultados de las admisibilidades y deformaciones no ligadas del sector 1 Promediandolosresultadosdelosdiseosligadosynoligadoselespesordela estructura es de 22 cm. Figura 29. Estructura del pavimento por mtodo racional sector 1

1144.4.3.3Anlisis del trnsito por el mtodo racional sector 2 LosvaloresdeCAMquesetomaronparaelanlisisdeltrnsitosonlosque obtenidos por el IDU (ver manual de diseo de pavimentos del IDU). Tabla 46. Calculo de NE y CAM SECTOR 2 CARRERA 24 - CARRERA 46 (K1+100 - K3+550) EMPRESA CONSTRUCOTRA VIDA UTIL DE SERVICIO 20 AOS TIPO DE VEHICULO TPD% DISTRIBUCIN TASA DE CRECIMIENTOFACTOR CAMIONFACTOR DE CRECIMIENTO EJES EQUIVALENTES DE 8,2T BUS26430,060,04 0.131,00 964.695C2-P000,04 0.131,00 -C2-G27600,810,04 0.131,00

1.007.400C3 1720,050,043.23 1,00 62.780 C41400,040,04 3.361,00 51.100C52270,070,04 6.471,00 82.855>C5930,030,04 4.231,00 33.945TOTAL DE EJES EQUIVALENTES POR EL GRUPO INVESTIGADOR

2.202.775 4.4.3.4 Diseo del pavimento por el mtodo Racional sector 2 Tabla 47. Caractersticas de los materiales de concreto CAPA MDULO E en Mpa MDULOE en Kg/cm2 MDULOE en p.s.i. ShRIESGO SNNE concreto hidrulico (MR=4,5MPa)19.136191.3602.767.8630,251,00 50 1 443.974 concreto asfltico(e1) 4.41544.150638.5930,350,251 Sub base (E2) 1201.20012.7000,40 rajn capa 1 (E3) 4949028.9280,40 rajn capa 2 (E3) 494907.0870,40 subrasante CBR 402002.8930,40 115 1.Condiciones de realizacinCapa de subbase ligada Capa de fundacin ligada 2.Datos de correccin; como va con hierros.kc= 1.5 3.Valores admisiblesConcretode la base (losa) Elvalorde t eselmillnderepeticionesporelmaterialdeconcretodel comportamientoen fatiga dato de la recopilacin de informacin (anexo D) por Deflectometria. d ss c r t ad tk k k k NE * * * * ) (, =04 . 2 10 * 20 . 2 * 15 . 2 ) (1616= =NEt b urk*10=Riesgo r = 50% u= 0 b= -1/16 C=0,02 cm-1 ShbcSN *22+ = 116 99 . 0 1 *102 . 0122=+ = 16 87 . 0 10) 99 . 0 *161= =rk 68 . 0 =dk MPaad t01 . 2 68 . 0 * 5 . 1 * 97 . 0 * 8 . 1,= = Carpeta asfltica. s c r t ad tk k kNE* * *106,= 0000985 . 054007200102202775* 10 * 100102 . 0666= = NEt b urk*10=Riesgo r = 50% u= -0 b= -1/16 C=0,02 cm-1 ShbcSN *22+ = 1172368 . 0 1 *16102 . 025 . 022=+ = 99 . 0 102368 . 0 *161= = rk La carpeta asfltica tiene un espesor de 8 cm. Admisibilidad en la subrasante 1 =ck1 . 1 =sk mad t0000108 . 0 1 . 1 * 1 * 93 . 0 * 0000985 . 0,= = 222 . 0* 012 . 0= Nz4 222 . 010 * 69 . 4 ) 2205775 ( * 012 . 0 = =z 118Programa DEPAV sector 2 ligadas y no logada entos rgidos ligada sector 2 Figura30. Datos de entrada al programa DEPAV para pavim Figura 31. Programa DEPAV resultados de las admisibilidades y deformacionesligadas del sector 2

119Figura32. Programa DEPAV resultados de las admisibilidades y deformacionesligadas del sector 2 Figura33. Datos de entrada al programa DEPAV para pavimentos rgidos no ligados sector 2 120Figura 34.Programa DEPAV resultados de las adm ilidades y deformaciones noligadas del sector 2 isib isib Figura 35.Programa racional resultados de las adm ilidades y deformaciones noligadas del sector 2 121Promediandolosresultadosdelosdiseosligadosynoligadoselespesordela estructura es de 23 cm. Figura 36. Estructura del pavimento por mtodo racional sector 2 4.4.4Resumen de las estructuras. Tabla 48. Resumen de las estructuras por los diseos PCA-84, ASSHTO Y Racional RESUMEN DE ESTRUCTURAS PORRESUMENESTRUCTURA POR EL GRUPO INVESTIGADORLA EMPRESA CONSTRUCTORASECTOR 1 ESTRUCTURA DISEO PCA-84 MTODOMETODO DISEO PCA-84 AASHTORACIONALCALLE 13 CON RGIDO CARRERA 24concreto hidrulico E=19136MPa MR=4.5MPa 2 2126 20 22 capa concreto asfltico E=4415MPa 8888 2 0,1 252525 20 sub base granular E=120MPa 122rajn E= 49Mpa 0,05 2525 25 30 .842.84 4 CBR%

2,842MR(Mpa)

30303078 N

7.26 15944.64215944.642 111 515944.642 SECTOR 2 ESTRUCTURA DISEO PCA-84 MTODO AASHTO METODO RACIONAL DISEO PCA-84 CALLE 13 CON CARRERA 24 RGIDO concreto hidrulico E=19136MPa MR=4.5MPa 2327232 22 capa concreto asfltico E=4415MPa 2 888 8 sub base granular E=120MPa0,1 25 25 25 20 rajn E= 49MPa 252525 0,05 3 0CBR% 2.01 4 MR(Mpa)

20.578 N

2 276 8632767.863 767.8632202.7757. 4.5e unsistema multicapadelaestructuraactualAvenidaCentenariodesdelaAvenida s hasta la carrera 46 con los obtenidos en el ensayo de placa. os obtenidos en el ensayo de placa en est investigacin (ver anexo D) el prog ma DEPAV para calcular los esfuerzos y deformaciones de la a actuala calle , comparndolos por el mtodo ALIZE III en donde termin e do en qse enc tra la e ctura del pavimento. Comparacindelosesfuerzosyd formacionesporCaracaCon los daty usando raestructur l de13se de l esta ue uen stru 123Figura m ac yo de placa37. Esque a de la aplic in del ensa 4.5.1Clculodelosesfuerzosydeformacionesporunsistemamulticapa para el sector 1 por el programa DEPAV Enelensayodeplacadeestainvestigacinsetomaronlosmismosdatos(ver anexo D), en donde la carga mxima se tom de 5.587 Tn para la primera zona y la segunda zona tpica, y una presin de contacto de 17.4 Psi (247.43 kg/cm2). Datos de entrada para el clculo de los esfuerzos y deformaciones de la estru Figura 38.ctura actual sector 1 124Figura 39. Resultados de los esfuerzos y deformaciones de la estructura actual sector 1 Figura 40. Resultados de los esfuerzos y deformaciones de la estructura actual sector 1 1254.5.1.1Clculodelosesfuerzosydeformacionesporunsistemamulticapa Figura 41 ctor 2 para el sector 2 por el programa. Datos de entrada para el clculo de los esfuerzos y deformaciones de la estructura actual se Figura 42. Resultados de los esfuerzos y deformaciones de la estructura actual sector 2 126Figura 43. Resultados de los esfuerzos y deformaciones de la estructura actual sector 2 Tabla 49. Resultados de los esfuerzos y deformaciones por el ensayo de placa y el programa DEPAV ENSAYO DE PLACAPROGRAMA DEPAV ESFUERZO (Kg/cm2) DEFORMACIN (cm) ESFUERZO (Kg/cm2) DEFORMACIN (cm) SECTOR 1247.430.007874247.80.000603 SECTOR 2247.430.007874247.80.000667 4.5.2 Esquematizacin de la estructura actual por un sistema multicapa por el mtodo de Alize III. ParalarealizacindeldiseotenerencuentaellibrodeDiseoRacionalde Pavimento de Fredy Reyes Lizcano. 127Clculo de la estructura tradicional Datos de entrada: Los datos que se presentan a continuacin fueron obtenidos de la recopilacin de informacin en la parte de las caractersticas de los materiales. Tabla 50. Caractersticas de los materiales y del transito CAPA Mdulo E en Mpa Trnsitoa 130 KN MduloE en p.s.i. Deflexin RIEZGO (106 ciclos) 3490concreto hidrulico (MR=4,5MPa) 19.136 3490 2.767.863 0,2550100 concreto asfltico(e1) 4.415638.5930,35Sub base (E2)12012.7000,40rajn capa 1 (E3)4928.9280,40rajn capa 2 (E3)497.0870,40subrasante CBR2.8930,40 40 Tabla 51.Valores de z*10-6 hE2*zz*106 100,14116 150,08873 200,07663 250,0433 300,03428 350,02924 400,0216 450,01815 500,01513 128Grfica 10. Curva de fatiga

bla 52.Valoresla ormal Riesgoen% 50 30 25 20 12 10 5 2 de K de Taley N k 0 0,52 0,67 0,84 1,17 1,28 1,65 2,05 129Figura 44. Deformacin en las capas ligadas (multicapa) Figura 45. Esfuerzos en las capas ligadas (Multicapa) 130Tabla 53. Resultados de los esfuerzos y deformaciones por el ensayo de placa, el programa DEPAV y mtodo Alize III ENSAYO DE PLACAPROGRAMA DEPAVMTODO ALIZE III ESFUERZO (Kg/cm2) DEFORMACIN (cm) ESFUERZO (Kg/cm2) DEFORMACIN (cm) ESFUERZO (Kg/cm2) DEFORMACIN (cm) SECTOR 1 247.430.007874247.80.000603289.850.000049 SECTOR 2 247.430.007874247.80.000667289.850.000049 Teniendo en cuenta los esfuerzo resultantes del ensayo de placa y el mtodo Alize III,seobtuvounfactordeseguridadparaelprimersectorF.s=1.2yparael segundo sector F.s= 1.2. 1314.6Anlisis de Resultados eco ndeinn astanteextensa,po lgunntidad s que idi, n ron info n comlargo del tramo del proyecto como las fisurastransversales,longitudinalesy desportillamientosdecunetayfisurade esquina, pero solamente las fisuras se presentan donde se encuentra un pozo de inspeccin y/o alcantarilla y en algunos sectores donde el tipo de trafico es pesado, que al transferir las cargas por cada uno de los ejes, genera las fisuras transversales y longitudinales. Eldeterioroeneltramoengestinajededaobajo,la rehabilitacinquesedebe