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RESUMEN DE RESULTADOS OE ENSAYOS DE LABORATORIO OE LA EXPLORACION GEOTECNICA •••InINSTITUTO DE DE"'''''LLO U" •••O •Alcaldfa Mayor ••Bogot6. D.C.SECTOR IV PAR VIAL OCCIDENTAL Y SUR KO+135 - KO+880 CUADROIV-2 T~fAL~--

PERFORACION

MUESTRA GRANULOMETRIA PLASTICIDAD CLASIFICACION

ABSCISANo. PROFUND. (m)

% PASA TAMIZ1---,----,,---,---,----1 lJ.% lP% 'P%1" No. No10 No40 No200

sucs ASSHTO

CONT.NATERIA

ORG.Gs

eeee u.Humedo

g/cm'Wn% s:e::,~~Jf_-s'-n-s_¡um-.-rg::.'-' _t--l_En_'_nm-,c,_s,_ón_-!1 %

CSR 2,54 CBR 5,08 CeR 2.54 CBR 5,08 Exp. Prof(m) CSR

COMPRESiÓN INCONFlNAOA

0.468

eSR INALTERADOPDC

BN-4

SPT-1 0,30-0,75 100.0 85.1 67.1 46.5 29.5 NLL NlP NP SM A-2-4 10.3

SC-18 ~JS~PT~~lt==!4.¡25~_~4~.7l0==~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~==~==t=======t====l==~~~='~9~.0~~~~=±=====l======t=====~=====±==:t======t=====t===~~==~==~~==~KO+240 SPT-3 5,70-6,15 100.0 100.0 96.1 87.3 70.1 28 16 12 el A-6 2.090 16.8 1.789 1.741 0871SPT-S 7,30 - 7,75 6.0SPT-6 9.30 - 9,75 NLL NLP NP SM 7.6SPT-7 11,20-11,65 5.7SPT-8 1310 - 13 55 100.0 82.8 65.9 42.6 13.4 Nll NLP NP SM A-1-b 6.1

~S~PT~-2~==~0.~80~-~0~.OO~=+=;;;~;;,;t;;~=;;;+=~~~~~~~~~~==~~~=+=======t~~+==;~~=='~0~.0~~~~=t====~======t=====+======t===+======t=====t=========i=========~KO+200 I-SPT-2 0.90-1.25 16.1SPT-3 1,30 -1,75 100.0 100.0 100.0 81.8 13.8 31 16 15 Cl A-.6 2.629 1.860 18.5 1.570SPT~ 1,75-2,20 18.1

SH-1 1,20 - 1,80 100 100 98.1 932 84 36 15 21 Cl A-6 1.7 2.669 1.829 18.1SPT-1 2,80 - 3,25 18.4

SPM-4A

M-1 0,18 - 0,48 100.0 69.6 55.9 33.7 24.3 24 16 SC A-2~ 9.4

~iC~BR~-~1t==!0.;OO~-~0~.OO;==t~1~OO~.0~~'!OO~.0~~~~.!8~!~~3~=!~~.8~~~~~1!9~~1!3~~C~l==~=A~~!==t==~~~~~±==1~.9~7~3~=='~6~.3~~~,.~6*~=±==7~.8~~~8_~2==t=~3~.2~~~3~.6==~0~.3~8~0.~60~_~,~.6~0±=~7~.2~t===~~==~==~~==~SH-1 0,80-1,60 1000 100.0 983 95.2 84.1 34 20 14 Cl A...f3 2.5 2.618 1.998 179 1.695 1.973 0.981

KO+326 ~:~:~ ~:::~:~ 100.0 100.0 99.1 97.5 83.6 31 19 12 Cl A-6 ~:.~

SPT-3 3,20 - 3,65 184

1.540

1.784SH-2 3,80-4,60 100.0 99.2 98.5 97.3 80.8 31 18 13 Cl A-6 2.682 2.086 17.4SPT~ 4,60 - 5,05 17.8

M-1 0,13-0,48 100.0 81.7 70.6 55.2 47.1 27 16 11 SC A-6 13.6ceR-1 0,70 - 0,90 100.0 100.0 100.0 99.7 95.6 36 20 18 Cl A-6 2.013 17.5

3.866

0.892

SPT-1 1,40 - 1,85 15.8

1.777

0.24 0,48 - 1,00 9.3

1.833

3.9SPM-5 ~SP~T~-2~==2~.OO~-~2~..~5==t1'~OO~.Ottj'00~'°=t~~t··t1=9~5B·5tt~..~2~~N2U~~N1ltPi=iNP~==~SMt=i=~A~~t==t======i=~~+=~~=+~'~2~.4~==~~=t=====+======~====+======t===t======t=====~==~~==+===JJ~==~KO+460 ~SPT-3 2,85-3,30 100.0 998 97.4 932 80.5 31 18 13 Cl A-8 2.848 2.057 14.9 1.791 3.747 1.874

SPT~ 3,30 -3,75 14.8SPT-5 3,75 - 4,20 15.2

1.714 9.3 10.0 3.7

SPT.e 4,20 - 4,65 14.3SPT-7 4,65-5,10 100.0 100.0 95.3 90.8 77.2 29 17 12 Cl A-6 2.668 2.098 14.5 1.933

SPM-6

SPM-7

M-lM-2 0,16 - 0,560,56 - 0,90

100.0 85.6 70.1 46.1 31.6 27 17 10

Cl

A-2~

2.069

1.790

0,56 -1,562.169

KO+610SH-lSPT-1SPT-2

1,20-1,801,80 - 2,252.25-2.70

100.0 ~.9 98.6 *.9 83.3 29 16SC 6.8

1.085

SPT-3SH-2SH-3

2,70-3,153,40 - 4,204,40 - 5,20

100.0 ~.9 ~.O 13.7 31 1813 ci,

11.613.4

18.819.618.2

1.741

13 17.417.62.037 1.732

2.092 16.9

M-l 0,10 - 0,40 100.0 79.0 64,9 41.3 288 27 18 SC A-2-4 7.3

BN-1

M-1 0,22 - 0,50 100.0 58.2 44,7 35.3 21.0 Nll NlP NP GM A-1-b 8.6SPT-1 0,50 - 0,95 100.0 58.8 44.0 32.2 20.8 21 16 5 GM GC A-2~ 9.3

KO+880 SPT-2 1,05 -1,50 100.0 100.0 99.6 968 64,1 25 13 12 Cl A~ 1.983 14.9SPT-3 1,50 -1,60 15.4

1.726

~¡M~.~2~==0~.4~0~-~0~.810==~'!OO~.0~~7~9~.0~!76!.3~~7'~.1~=!43~.0~~19~~12~~~~SM~-~S~C~~A~~;==t======~====t=~~=t=='~0~.3~==~~~~~=t==~==~~~±=~~~~=t~~~t=~~t=========±==========lceR-1 0,80 -1,00 100.0 96.9 98.9 1i15,2 680 24 14 10 Cl A-4 2.036 13,5 1.793 7.2 8.8 3.9 4.1 OA 0.80 _ 1,30 10.1SPT-1 1,40 -1,85 148

KO+808 ~SP~T~-2~==~2.~00~-~2~.4~5==~1~OO~.0~~'0~0~'0=t~9~3.~,+=~OO~.7~~69~4~~28~~16~~12~==~C~L~~~A~~~=t=======t====+======+=='~4~.6~=======t=====t======~====+======t===t======t=====~========i=========~}-SPT-3 2,65-3,10 15.9SPT~ 3,45 - 3,90 100.0 99.3 91.1 87.5 668 27 15 12 Cl A-6 15.1SPT-5 4,20 - 4,65 14,8SPT-6 4,80 - 5,25 14.2

SPT-3 1,60·1,95 100.0 100.0 96.3 888 75.3 34 15 19 Cl A-6 2.689 1.890 15.8

P'ginII1 de1

1.632

1.5311.731

08660866

RESUMEN DE RESULTADOS DE ENSAYOS DE LABORATORIO DE LA EXPLORACION GEOTECNICA •••[I'N,,"'",O .E DESARROLLO U"'NO •A1caldta Mayor ••Eogotti. D.C.SECTOR IV PAR VIAL ORIENTAL K2+870 • K3+530 CUADRO IV·1 TECNOCoNSULTALTDA

Ing•••ierusecutSuttoAs

COMPRESiÓN INCONFINADAGRANULOMETRIA PLASTICIDADMUESTRA CLASIFICACION CBR INALTERADOPDCPeso U.

Humedo

9/cm3

CONT.PesoU. Sin Sumergir En Inmersión

Secog/cm3 0/0CBR 2,54 CBR 5,08 CBR 2,54 CBR 5,08 Exp.

0/0PASA TAMIZPERFORACION Wn"loABSCISA NATERIA Gsr----.---,,---,----,----1LL% LP% IP% sucs ASSHTONo. PROFUND. (m) ORG.No4 No10 No40 No 200'" Prof(m) CBR

SPT-, 0,40 - 0,75 26.7 18 16100.0 39.3 31.8 13.5 GM 8.7

K2+880 r;:;~'":~'":2ic-'t----;c~:"'~~;--:--;~'"':;;;~--ISPT-3 1,60 - 2,05

9.0BN·3 100.0 55.4 45.6

100.0 100.0 gRO

38.5

88.1

NLL NLP

27 16

A-,-b

A-622.0

64.1

NP

11

GM

CL9.417.3 1.6432.663 1.927

0,40 - 0,80M-1 9.480.0CBR-1 0,80 -1,00 100.0 100.0 99.2 54.1 34 18 CL A-6 1.742 22.5 1.422 3.' 0.38 0,80 - 1,4016 2.9 1.2 1.4 2.6

SH-1 1,60-2,10 1.823 21.6 1.499 0.4660.932SPM-10 K3+070SH-2 2,50 3,30 100.0 100.0 99.9 96.4 46.3 NLL NLP A-4 2.170 1.953NP SM 11.1SPT-1 3,50 - 3,95 12.4

SPT-2 4,20 - 4,65 16.9

M-1 0,28 - 0,43 7.4100.0 31.5 25.6 19.1 8.7 NLP NLL NP GP GM A-l-a

SPT-1 0,43 - 0,73 8.3K3+150 r;:;'~:~~'""':;<-+---?~:;';~~;--:":;~"':~:;-~---\

SPT-2 1,37 - 1,55

8.1100.0 48.2 37.9 30.6 21.2 20 10 10 GC A-2-4BN·2 8.7

18.1SH-1 1,65 - 1,90SH-l 1,90 - 2,25

100.0 95.8 93.8 90.0 60.8 17 14 Ml A-4 2.670 1.910 16.515.9

1.639 0.8591.717

M-l 0,05 - 0.40 9.8

I-c;;'S:"'~;--~~<-+---;c~:;;;:~'--:..:;~';;:~•.~--t----+----!----+----t--:c'9"0,--l-,34.--+""20n1--:-'4.--+--"C"L--'!---A'-6;;--+--""O;2co.8:-+----+---;';-;.96"'8,;--t-..:;~;;-~ ''':~-t--.,.o.62''4--!--'''9;-;.2;--t--';;;0'"'.2,-1--;3;-;.5~+---:-4."''2--1-;;-0.-;;:26010,42 - 0,96 9.0SH-l 1,20-2,00 2.039 22.8 1.661 1.856 0.928SPM·9 K3+270SH-2 2,20-2,80 100.0 99.7 96.2 85.4 71.2 31 18 13 el A...f3 2.116 19.4 1.773 1.4222.843SPT-2 3,00 - 3,45 17.6SPT-3 3,80-4,25 17.1SPT-4 4,55-5.00 100.0 100.0 96.2 91.5 41.3 NLL NLP NP SM A-4 10.9

4.4

SH-l 1,20-1,80 100.0 100.0 99.9 98.9 75.5 25 14 11 el A...f3 2.104 15.1 1.828 0.8911.782SPT-1 2,00-2,45 2.132 14.6 1.861 1.0072.013SPM·8 K3+400SPT·2 2,85 - 3,30 14.2SPT-3 3,50 - 3,95 100.0 100.0 99.9 96.6 61.9 27 14 13 el A...f3 13.8SPT-4 4,10-4,55 13.7SPT-5 4,65-5,10 13.8

Página 1 de 1

de CBR con el Penetrómetro Dinámico de Cono para las dos calzadas delpar vial, incluyendo la evaluación del CBR representativo de la subrasante,el cual se seleccionó empleando el Método del Instituto del Asfalto para elpercentil del 87.5% de los datos.

Cuadro N° IV-3EVALUACION DEL CBR REPRESENTATIVO DE LA SUBRASANTE

2.3.1 Par Vial Oriental

SONDEO PASA TAMIZ ClASCBRINAlTERADO

EXPANSiÓN CBR % P.D.PROF (m) ll% lP% IP% 1 wn% 1d SIN SUMERGIR SUMERGIDO

No. 200 % USCS gr/cm3 gr/cm:;)2,5 5 2,5 5

LINEAL % PROF (m)CBR%

SPM·8 0,70·0,90 84,3 31 20 11 el 1,708 20,3 1,420 3,3 3,9 1,6 1,8 0,14 0,20·1,70 4,4

SPM·9 0,85·1,05 >90 34 20 14 el 1,968 21,2 1624 9,2 10,2 3,5 4,2 0,26 0,42·0,96 9,0SPM·l0 0,80·1,00 54,1 34 18 16 el 1,742 22,5 1,422 2,9 3,1 1,2 1,4 0,38 0,80·1,40 2,6

A. CBR MUESTRA INALTERADA (? 5mm)

a). Sin sumergir

Procedimiento del Instituto del Asfalto. PercentiI87,5%

N°de % de

CBR% Valores ValoresIguales o Iguales omayores May~res

2,9 3 10033 2 679,2 1 33

CBR%= 2,90%

bl. Sumergido

Procedimiento del Instituto del Asfalto. PercentiI87,5%

N°de % de

CBR%Valores ValoresIguales o Iguales omayores Mayores

1,2 3 1001,6 2 6735 1 33

CBR%- 1,35%

--- ------ .. ----------- •..-----------,-----------.,----------- ..-----------,-----------,I " "... '::~~'f"""""'f"" 00.00. ·1· 00.00. 00. '1" 00 ••••••• j ; j

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100

90

Ltí 80o::o>- 70-c,.o 60(f)w-' 50«:oQ 40(f)wo:: 30o-'< 20>

'" 10

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3,5 5,5 6,5C8R%

7,52,5 4,5 8,5 9,5

100

W90

'" 80~<:70"o

(f) 60~ 50:::lQ

40:rl'" 30o~ 20

'" 10

- - - - - - - -- - -- - -,- - - - -- - - - - - - -- - - ••- -- - - - - - -- - -- - -- T - - -- - - - - - - - - - - - - ~ - - - - - - - -- - - - - - --,

~75% : : : :- - - - - - - -. - - - - --l- -~ - -- - - - - - - -- - - 1- - - - - - - - -- - -- - -- t - - - - - - - - - - - - - - - - r - - - - -- - - - - - - - - --l---------- -- --:-----------------¡---------------.!----------------r--------·-------¡---------- -----l- ------·------1----------------t----------------¡----------o-M-Mol

::::::::::::::::':::::::::::::::F::·:::::::::f::::::::::::::t::::::'::::::::::: : : y = 28,604x2 -163,42x + 254,92

::::::':': ::::r:::::::::'::'T::::::::::::::¡:::::::'::~~::T::'::":::'::':¡1,51,0 2,0 2,5 3,0 3,5

C8R%

TC -1853 -107Estudios y Diseños de la Troncal Caracas desde la EstaciónMolinos hasta el Patio Portal de Usme, Localidad de Usme en Bogotá. D.C.Análisis de Geotecnia y Pavimentos

IV-3

B CBRPDC

Procedimiento del Instituto del Asfalto. PercentiI87.5%

N' de % de

CBR% Valores ValoresIguales o Iguales omavores Mayores

2.6 3 1004.4 2 679.0 1 33

CBR %= 3,25%

2.3.2 Par Vial Occidental y Sur

100

i:ú 90

"~ 80

;¡; 70o(f) 60~ 50"~ 40iD" 30o$ 20

'" 10

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SONDEO PASA TAMIZ CLAS CBR INALTERADO EXPANSiÓN CBR% P.D.PROF (mI LL% LP% IP% Y wn% Yd SIN SUMERGIR SUMERGIDONo. 200 % USCS gr/cm'3 gr/cm3

2,5 5 2,5 5LINEAL % PROF (mI CBR%

SPM-4 A 0.60-0.80 82.8 32 19 13 el 1.973 16.3 1.696 7.8 8.2 3.2 3.6 0.38 0.6-1.60 7.2SPM-5 0,70-0.90 95.6 36 20 16 Cl 2.013 17.5 1,713 9.3 10 3,7 3.9 0.24 0,46-1.00 9.3SPM-6 0.56-1.56 6.8SPM-7 0.80-1.00 68 24 14 10 Cl 2.036 13.5 1,794 7.2 8.8 3.9 4.1 0,4 0.80-1.30 10.1

A CBR MUESTRA INALTERADA f2.5mml

a). Sin sumergir

Procedimiento del Instituto del Asfalto. Percentil 87.5%

N° de % de

CBR% Valores ValoresIguales o Iguales omayores Mayores

72 3 1007.8 2 679.3 1 33

CBR%= 7,40%

b). Sumergido

Procedimiento del Instituto del Asfalto. Percentil87 .5%

N°de % de


3.2 3 1003,7 2 673.9 1 33

CBR%= 3,52%

2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0C8R%

100

90

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C8R%

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: : : : y=-14i2.86x'+91~.05x-137~.1 .

:::::::T::-:-:r::-:::F::-:--¡- ::::::F::~:T:::::::¡-::::::T:-::::3.2 3.3 3.5 3.7 3.83.1 3.4 3.6 3.9

C8R%

TC -1853 -107Estudios y Diseños de la Troncal Caracas desde la EstaciónMolinos hasta el Patio Portal de Usme, Localidad de Usme en Bogotá, D.C.Análisis de Geotecnia y Pavimentos

IV-4

4.0

Procedimiento del Instituto del Asfallo. Percentil87,5%

CSR%

NO de % de


6.8 4 1007,2 3 7593 2 50101 1 25

100 ••• +- •. , •.•••••••••••••••••••.••.••••• , •.•••••••. , ••••.••••, ••.••••.• -.------- .-,

~ 90 At ~ --------- ----------)----------1--------_·)----------1---·------}----------j~ : ::::::::::: ::~...:: ::·-·::::L:::::::1::::::::::::::::::::1::::::::::C::::::Jo : ::::::(1) 60 ----.-.--~- ------.- •••---0_--... ------;----------:----------;----------r-------··.:

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7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 9,5 10,0 10,56,5

CBR % - 7,10%

En los sondeos SPM-8 a SPM-10 efectuados en el sector para la nuevacalzada de Tránsito Mixto en el par vial oriental se encuentra que en lossitios de los sondeos SPM-8 y SPM-10 los valores de CBR en condiciónnatural de los suelos de subrasante tienen un valor promedio de 3% y encondición de inmersión de 1,6% Y 1,2%; en el sitio de SPM-9 el CBR encondición natural de suelos de subrasante indicó un valor de 9,23% y encondición de inmersión de 3,5%. En el sector mencionado el terrenocorresponde a un área donde los suelos han sido alterados, siendo ésta lacausa que ha generado las diferencias en los valores de CBR Si seobserva el cuadro de las propiedades geomecánicas (numeral 2.3.1), lascaracterísticas físicas de la arcilla son similares en los 3 sitios explorados,mientras que la densidad húmeda presenta valores diferentes en lasmuestras recuperadas en los sitios de los sondeos SPM-8 y SPM-10 conrespecto a la muestra recuperada en el sitio del sondeo SPM-9.

Teniendo en cuenta el análisis realizado, se seleccionó como CBRrepresentativo de la subrasante los siguientes valores:

SECTOR CBR%Par Vial Oriental 2

Par Vial Occidental 5

El módulo resiliente de la subrasante se calculó con la siguiente expresiónpropuesta por la SHELL:

Esr = 100 CBR (%), Kg/cm2

De esta manera el módulo resiliente de diseño de la subrasante para elsector IV es:

SECTOR Esr (Kg/cm') Esr (MPa)Par Vial Oriental 200 20

Par Vial Occidental 500 50


IV-5

2.4 Inventario de Daños en los Pavimentos existentes.

2.3.1 Par Vial Oriental (flujo vehicular sur-norte).

2.3.1.1 Tramo en pavimento rígido K2+870 - K3+250.

Las losas de concreto presentan daños superficiales representados enpulimento (PU), con niveles de severidad medio especialmente en el carrilexterno y desportillamiento (DE) en las juntas con niveles de severidadmedio y alto; como daños estructurales se identificaron de manera muyaislada fisuras transversales (FT), con nivel de severidad bajo. Las losastienen dimensiones aproximadas de: largo = 4,50 m; ancho = 3,50 m.

En los sondeos BN-3 y BN-2 localizados en este tramo se identificaron lossiguientes espesores y tipos de los materiales del pavimento:

Losa de EPESondeo Abscisa concreto (e- Material granular golpes/pie

cm)USCS e-cm

BN-3 K2+880 25 GM 135 41/21BN-2 K3+150 28 GP- 82/27 16/19

GM/GC

Los valores del ensayo de penetración estándar (EPE) indican que losgranulares se encuentran en condición densa a medianamente compacta.

2.3.1.2 Tramo en pavimento flexible K3+250 - K3+530.

En la inspección efectuada la rodadura asfáltica presenta solamente lapérdida del ligante (PL). El pavimento se observó en buen estado decomportamiento estructural.

La estructura del pavimento diseñada para éste tramo fue la siguiente:

Capa Espesor- cm

Concreto asfáltico 10Base granular 30

Mejoramiento: material con CBR ~ 25% 60Total 100

2.3.2 Par Vial Occidental (flujo vehicular sur-norte) y Sur (flujo vehicularoriente-occidente y viceversa).

2.3.2.1 Tramo en pavimento rígido KO+135 - KO+170.

Desde la esquina de acceso a patios de Transmilenio existen hacia el sur 7losas en 4 carriles, con dimensiones aproximadas de: largo = 4,55 m;ancho = 3 m, finalizando en una losa de 1 m de largo en los 4 carriles.


IV-6

Cuatro (4) losas del carril exterior presentan fisuras transversales (FT), connivel de severidad medio a alto. Como daño superficial se observó elpulimento (PU) con severidad baja.

El sondeo BN-4 ubicado en la abscisa KO+200 determinó la siguienteestructura de pavimento: Losa de concreto de 23 cm de espesor; concretoasfáltico de 5 cm de espesor y capa granular de arena limosa con grava(SM) de 62 cm de espesor; en el ensayo de penetración estándar se obtuvoun valor (N) = 19 golpes/pie indicando que el material se encuentra enestado semi-compacto.

2.3.2.2 Tramo en pavimento flexible KO+170 - KO+850.

El pavimento se encuentra fatigado con alto índice de daños estructuralesrepresentados en deformaciones (D), hundimientos (HU), piel de cocodrilo(PC), fisuras longitudinales y transversales (FL-FT), fisuras en bloque (FB),baches destapados (BA), y pérdida de ligante (PL), con exposición de losagregados.

Al inicio del tramo en el borde oriental de la cazada se observaron áreascon aposamiento de agua y depositación de lodo contra la zona verde. Noexiste drenaje.

2.3.2.3 Tramo en pavimento rígido KO+850 - KO+880.

En el empalme del par vial sur con la vía a Usme se encuentran 7 losas deconcreto en 3 carriles, de dimensiones aproximadas de: largo = 4,50 m;ancho = 3,50 m. Presentan daños estructurales representados en fisurastransversales (FT), con nivel de severidad bajo a medio, localizadas en elcarril interno. En las dos últimas filas de las losas las fisuras aparecen enlos 3 carriles. Como daño superficial se observó el pulimento (PU) conseveridad baja.

El sondeo BN-1 localizado en el KO+880 indicó la siguiente estructura delpavimento: losa de concreto de 22 cm de espesor, apoyada en materialgranular identificada como una grava limo-arcillosa (GM-GC), de 75 cm deespesor. En el ensayo de penetración estándar se obtuvo un valor de 28golpes/pie, indicando que el material se encuentra en condición semi-compacta.

La identificación y localización de los daños en las losas y en el pavimentoasfáltico pueden ser consultados en el Anexo V.4.1 para el par vial orientalyen el Anexo V.4.2 para el par vial occidental y sur, en el Tomo 11.


IV-7

3. Investigacion Deflectometrica y de Rugosidad Calzadas Existentes

Con el objeto de establecer el módulo de reacción (K) bajo la losa en eltramo pavimentado en concreto rígido del par vial oriental y calcular elmódulo resiliente de la subrasante (Mr), el módulo equivalente delpavimento (Ep) y el número estructural efectivo (SNe) en los tramos enpavimento asfáltico de las calzadas del par vial oriental y del par vialoccidental, se efectuó la investigación deflectométrica con el deflectómetrode impacto FWD KUAB, realizando lecturas en cada uno de los carriles conseparación aproximada de 50 m.

Adicionalmente se evaluó la rugosidad en los dos tipos de pavimentoutilizando el equipo ROMDAS. Con este sistema se obtiene básicamenteuna lectura continua de la superficie del pavimento representada en valoresIRI (Internacional Roughness Index), establecidos a intervalos dedistancias predeterminadas en unidades de metros acumulados(desplazamientos verticales) por kilómetro recorrido (m/Km)

Los resultados de estas investigaciones se relacionan a continuación:

3.1 Par Vial Oriental (flujo Vehicular Sur-Norte)

3.1.1 Tramo en Pavimento Rígido K2+870-K3+250

3.1.1.1 Módulo de Reacción Bajo la Losa (K).

K (MPa/mTABSCISA Carril Carril

Interno ExternoK2+863 62.8K2+864 112.9K2+915 92.3K2+917 68.6K2+965 65.3 98.9K3+014 122.6K3+017 102.3K3+062 48.7 80.0K3+116 126.9 101.8K3+162 120.0K3+165 137.2K3+215 120.8K3+216 96.1K3+265 99.2 96.5

Depurando la serie de datos se calculó para cada carril el móduloequivalente representativo para el percentil del 90% de los datos. Elresumen de este análisis se relaciona a continuación:


IV-8

Abscisa Carril K Dinámico K estático (a)(MPa/m) (MPa/m)

K2+864-K3+265 Externo 96 48K2+863-K2+965 Interno 64 32K3+017-K3+565 Interno 102 51.. ..(a) K estático = K Dinárnico/Z (GUIaAASHTO-1993)

Los valores de K estático se consideran bajos, por lo cual en el análisis delpavimento rígido se hará referencia al K Dinámico.

La información deflectométrica y los cálculos del módulo de reacción Kpueden ser consultados en el Anexo VI, Tomo 11.

3.1.1.2 Rugosidad

Los datos del índice Internacional de Rugosidad, calificación y descripciónse encuentran en el Anexo VI, Tomo 11.

Carril ExternoABSCISA IRI (m/Km) Califa- DescripciónCación

K2+830-K3+269 5-8 2.57-1,39 Regular a malo

3.1.2 Tramo en Pavimento Flexible K3+250-K3+530

3.1.2.1 Variables Estructurales

VARIABLES ESTRUCTURALESABSCISA Mr (Kg/cm2

)Ep (a) SNe (a)

(Kg/cm2)

K3+550 894 8.495 7,79K3+600 688 4.025 6,07K3+650 1.490 4.104 6.11K3+700 745 4.712 6,40K3+750 715 6.455 7,11K3+800 662 5.624 6,79K3+839 639 7.660 7.52(a): Calculados con espesor de la estructura del pavimento (D = 0.60 m)

Se calcularon las variables estructurales representativas de la subrasante yde la estructura del pavimento con la metodología del Instituto del Asfaltopara el percentil del 90% de los datos. El resultado de este cálculo serelaciona a continuación.

VARIABLES ESTRUCTURALES

ABSCISA REPRESENTATIVASMr (Kg/cm¿) Ep

(Kg/cm2)

SNe

K3+250-K3+530 650 4.110 6.10


IV-9

3.2 Par Vial Occidental

3.2.1 Tramo en Pavimento Flexible KO+205-KO+860

3.2.1.1 Variables Estructurales

VARIABLES ESTRUCTURALESABSCISA Mr (Kg/cmL

) Ep SNe(KQ/cm2)

KO+200 1.052 4.566 3,4KO+250 662 5.508 3,6KO+300 715 3.971 3,3KO+350 511 12.187 4,7KO+400 617 1.689 2,5KO+450 1376 4.873 3,6KO+500 1.277 7.371 4,3KO+550 397 7.011 4,4KO+600 894 3.001 3,4KO+650 1.788 2.948 3,3KO+700 894 2.417 2,9KO+750 1.118 3.210 2,9KO+800 1.052 1.314 2,0

Se calcularon las variables estructurales representativas de la subrasante yde la estructura del pavimento con la metodología del Instituto del Asfaltopara el percentil del 90% de los datos. El resultado de este cálculo serelaciona a continuación.

VARIABLES ESTRUCTURALES

ABSCISA REPRESENTATIVASMr Ep

(KQ/cm2) (KQ/cm2

)SNe

KO+205- 510 2.949 3,0KO+860

Los datos de las variables estructurales de la subrasante y de la estructuradel pavimento se encuentran en el Anexo VI, Tomo 11.

3.2.1.2 Rugosidad

Los datos del índice Internacional de Rugosidad, calificación y descripciónse encuentran en el Anexo VI, Tomo 11

IRI (m/Km) CalificaciónK2+800-K3+448 7,18 . 1,66-0,0


IV-10

4. Tránsito

Del estudio de tránsito se extractó el TPD2oo6 del par vial oriental yoccidental del tramo en estudio.

4.1 Cálculo del Númerode Ejes Simples Equivalentesde 8.2Ton (Ns.2) enel Carril de Diseño

4.1.1 PavimentoFlexible

El número de ejes simples equivalentes de 8.2 Ton se calculó utilizando losfactores de daño individual de cada tipo de vehículo comercial propuestospor la Universidad del Cauca en 1.996. El factor daño de los busesalimentadores se estableció de acuerdo con el informe preliminar:Determinación del Peso por Eje de los Buses de Transmilenio y BusesAlimentadores de la Universidad de los Andes de Diciembre de 2.004.

4.1.2 PavimentoRígido

El número de ejes simples equivalentes de 8.2 Ton se calculó utilizando losfactores de equivalencia de cada tipo de vehículo comercial contenidos enla guía para diseño de estructuras de pavimentos de la AASHTO-1.993,para un índice de servicio final de (Pt) = 2.5.

4.2 Número de Repeticiones Esperadasde Carga por Eje en el Carril deDiseño (NRE)

Con el tipo de composición de vehículos comerciales se calculó el númerode repeticiones esperadas de carga por eje en el carril de diseño, para elanálisis del pavimento rígido por el método de la PCA-84.

4.3 Número de Ejes Simples Equivalentes de 8.2 Ton en el Carril deDiseño (Ns.2).

La fórmula empleada para el cálculo del número de ejes simplesequivalentes de 8.2 Toneladas es la siguiente:

NS.2 = 365 X TPD2oo9 x (A/100) x (B/100) x F x FC

Siendo:

TPD2oo9 = Tránsito promedio diario de vehículos en el año inicial deservicio de la vía (2009)

A/100 =B/100 =F =FC =

Vehículos comerciales (buses + camiones)Factor de direccionalidad. = 0.9Factor de proyección del tránsito = {[(1+rt-1]/ln (1+r)}Factor de daño ponderado de los vehículos comerciales


IV-11

n = Período de diseño. Los cálculos se hicieron para un periodode diseño de 20 años (2009-2028)

4.3.1 Pavimento Flexible

En el Cuadro N° IV.4 se presentan los valores del número de ejesequivalentes de 8.2 Ton en el carril de diseño para las calzadas de tránsitomixto.

CUADRO N° IV-4CALCULO DE EJES SIMPLES EQUIVALENTES DE 8.2 TON

EN EL CARRIL DE DISEÑO.

SECTOR IVPARAMETRO PAR VIAL ORIENTAL PAR VIAL

OCCIDENTALTRAFICO

FDAUTOS 4994 6.413

COLECTIVO 470 924BUS 1.00 2041 2.859

ALIMENTADOR 2.89 1614 5C2P 1.14 752 593C2G 3.44 64 539C3C4 5.25 267 220C5> C5 4.56 91 117

TPD (2006) 10243 11.670r 0.04 0,02

TPD (2009) 11581 12,386TPD (2028) 25369 18.402

PARTICIPACION %AUTOS 48.51 54.95

COLECTIVO 4.57 7.92BUS 19.83 24.50

ALIMENTADOR 15.68 0.04C2P 7.31 5.08C2G 0.62 4.62C3 1.30 0.94C4 1.30 0.94C5 0.44 0.50> C5 0.45 0.51A/100 46.92 37.13FC 1.99 1,64

Ancho Calzada (m) 6,50 6,508/100 0,9 0,9

n 20 20F 30,37 25,77

N (2009-2028) 107'879.098 60'800.872

En el caso del número de ejes simples equivalentes para el Carril Exclusivode Transmilenio.

N2028 = 2115; r = 2.96% F = 27.16

N8.2 = 365 x 1180 x 0.9 x 27.16 x 16.02 = 168'659.053


IV-12

El flujo de buses en las troncales de 1180 es el número de buses/díasentido establecidos por el IDU en la comunicación del 11 de mayo de2.005, dirigida a la Doctora Mónica García Gerente del ProyectoTransmilenio-IDU E por el Doctor Raúl H. Roa Buitrago Director dePlaneación de Transporte. Esta comunicación fue recibida de laInterventoría el día 9 de febrero de 2.006.

El factor de daño de los buses articulados corresponde al factor deequivalencia al eje de 8.2 Ton de cada uno de los ejes de los buses,(13.24), multiplicado por el factor de ajuste de 1.21 debido a la presión deinflado de las llantas (p= 8.05 Kg/cm2 = 115 psi).

La tasa anual de incremento de los buses articulados, se seleccionó deacuerdo con el Estudio de Tránsito.

4.3.2 Pavimento Rígido

En el Cuadro N° IV.5 se presentan los valores del número de ejesequivalentes de 8.2 Ton en el carril de diseño para las calzadas de tránsitomixto.

CUADRO W IV-SEJES SIMPLES EQUIVALENTES DE 8.2 TON EN EL CARRIL DE DISEÑO

PAVIMENTO RIGIDO

SECTOR IVPARAMETRO PAR VIAL PAR VIAL

ORIENTAL OCCIDENTALTRAFICO

FDAUTOS 4994 6.413

COLECTIVO 470 924BUS 3.79 2041 2.859

ALIMENTADOR 3.79 1614 5C2P 3.63 752 593C2G 3.79 64 539C3 C4 8.55 267 220C5>C5 12.00 91 117

TPD (2006) 10243 11.670r 0.04 0,02

TPD (2009) 11581 12,386TPD (2028) 25369 18.402

PARTICIPACION %AUTOS 48.51 54.95

COLECTIVO 4.57 7.92BUS 19.83 24.50

ALIMENTADOR 15.68 0.04C2P 7.31 5.08C2G 0.62 4.62C3 1.30 0.94C4 1.30 0.94C5 0.44 0.50> C5 0.45 0.51A/100. 46.92 37.13FC 4.33 4.40

Ancho Calzada (m) 6,50 6,508/100 0,9 0,9

n 20 20F 30.37 25,77

N (2009·2028) 234'731. 907 163.'124,290

TC - 1853 -107Estudios y Diseños de la Troncal Caracas desde la EstaciónMolinos hasta el Patio Portal de Usme, Localidad de Usme en Bogotá, D.C.Análisis de Geotecnia y Pavimentos

IV-J3

En el caso del número de ejes simples equivalentes para el carril exclusivode Transmilenio.

N2028= 2115; r = 2.96% F = 27.16

N8.2= 365 x 1180 x 0.9 x 27.16 x 17.21 = 181'187.410

La tasa anual de incremento de los buses articulados, se seleccionó deacuerdo con el Estudio de Tránsito.

4.4 Número de Repeticiones Esperadas por Eje en el Carril de Diseño(NRE)

La fórmula empleada para el cálculo del Número de RepeticionesEsperadas por eje en el Carril de Diseño es la siguiente:

NRE = 365 x n x F x NEO x (FSRC)Siendo:

n = 20 años (2009-2028)F = Factor de proyección de tránsito = [(1+r)20-1]/(20 r) = 1,21f = Factor de distribución por carril: 0.9NEO = Número de ejes diarios por sentido = TPDVC x fFSRC = Factor de Seguridad por Repeticiones de Carga = 1.1

En los Cuadros W IV.6, N° IV.7 y N° IV.8 se presentan las repeticionespara cada uno de los sectores de estudio.

CUADRO N° IV-6NÚMERO DE REPETICIONES DE CARGA ESPERADAS POR EJE EN EL CARRIL DE

DISEÑO. PAR VIAL ORIENTAL SENTIDO SUR-NORTENDE = 365 X 20 X F X NED X 1,1 = 12045 NED

R = 4% F = 1.5 NED=0,9 * TPDVC

TIPO VEHICULO TPOVCNEO EJES SENCILLOS - kN TANOEM TRIDEM-

2009 kN kN50 60 75 100 110 125 220 240

BusetasBuses 2.296 2.066 2.066 2.066Alimentadores 1.816 1.634 1.634 1.634Buses TransmilenioC2P 846 761 761 761C2G 72 65 65 65C3 150 135 135 135C4 151 134 134 134 134C5 51 46 46 92> C5 52 47 47 47 47Totales 761 4127 4661 408 47

TC - 1853 - 107Estudios y Diseños de la Troncal Caracas desde la EstaciónMolinos hasta el Patio Portal de Usme, Localidad de Usme en Bogotá, D.e.Análisis de Geotecnia y Pavimentos

IV-I4

TIPO DE EJE -kN NRESENCILLO

110 56.141.74560 49.713.32950 9.171.063

Tándem220 4.909.542

Tridem240 563.706

CUADRO N° IV-7NÚMERO DE REPETICIONES DE CARGA ESPERADAS POR EJE EN EL CARRIL DE

DISEÑO. PAR VIAL OCCIDENTAL SENTIDO NORTE- SUR.NDE = 365 X 20 X F X NED X 1,1 = 10439 NED

R = 3% F = 1.3 NED=0,9 * TPDVC

TIPO VEHICULO TPOVCNEO EJES SENCILLOS - kN

TANOEM TRIOEM-2009 kN kN

50 60 75 100 110 125 220 240Buses 3.034 2.731 2.731 2.731Alimentadores 5 5 5 5C2P 629 566 566 566C2G 572 515 515 515C3 117 105 105 105C4 117 105 105 105 105C5 62 56 56 112> C5 63 57 57 57 57Totales 566 3573 3921 379 57

TIPO DE EJE -kNNRE

SENCILLO110 40.934.45160 37.298.54750 5.909.518

Tándem220 3.955.337

Tridem240 591.891

CUADRO W IV.S.NÚMERO DE REPETICIONES DE CARGA ESPERADAS POR EJE EN EL CARRIL DE

DISEÑO. CALZADA TRANSMILENIO.

CALZADA TRANSMILENIOSENTIDO S-N Y S-N

-

TIPO VEHICULO TPOVC NEONEO' EJES SENCILLOS - kN

TANDEM TRIDEMFSRC kN kN

50 60 75 100 110 125 220 240Buses Transmilenio 1180 1062 1168 1168 2336

Totales O O 1168 O O 2336 O O

NEO-f' TPDVe

r = 2.96% F= 1.3


IV-15

TIPO DE EJE -kNNRE

SENCILLO125 22.168.64075 11.084.320

5. DISEÑODEPAVIMENTOS

Se analizaron alternativas de pavimento flexible y pavimento rígido para lascalzadas de transmilenio y de tránsito mixto.

En el pavimento flexible se utilizó el método de la ASSHTO-1993 y severificó la estructura así obtenida por el método racional con el programaBISAR 3.0 de la Shell. En el diseño del pavimento rígido se empleó elmétodo de la Pórtland Cement Association (PCA)-1984 y de la AASHTO-1.993.

Las calidades de los materiales que conforman las estructuras delpavimento del proyecto, se seleccionaron con base en la Sección 107-05de las Especificaciones Técnicas consignadas en el documento IDU-ET-2.005, así:

• Para las calzadas con tránsito vehicular, la categoría de tránsito esT5 que corresponde a un número acumulado de ejes equivalentes de80kN superior a 7.5 millones de ejes en el periodo de diseño.

• Para el espacio público y la ciclo-ruta, se seleccionó la categoría detránsito TO, la mínima que contempla el documento del IDU, con unnúmero acumulado de ejes equivalentes de 80kN inferior a 0.2millones de ejes en el periodo de diseño

5.1 PavimentoFlexible

5.1.1 Métodode DiseñoAASHTO-1993

Los datos de entrada adoptados para la aplicación del método AASHTO serelacionan a continuación:

A. Variables de diseño

• Periodo de diseño (n) = 20 años (2009 - 2028).

• Tránsito:

Número de ejes equivalentes de 18 kips en el carril de diseño:(W18).


IV-16

CALZADA SENTIDO W18

Tránsito Mixto TransmilenioPar Vial Oriental Sur-Norte 107'879.098

168'659.053Par vial Occidental Norte-Sur 60'800.872

• Confiabilidad: (R)

• Desviación estándar total: SO = 0,45.

• Subrasante:Módulo resiliente de la subrasante:

CALZADA Mr (MPa) MrJI!si)Par Vial Oriental 20 3000

Par vial Occidental 50 7500

B. Criterio de comportamiento

• Indice de servicio inicial: PO = 4,2

• Indice de servicio final: Pf = 2,5

•Pérdida de servicio para diseño: ¡lPSI = 1.7

Con los datos anteriormente descritos el número estructural requeridodel pavimento (SN),

CALZADA SENTIDO SNREQTránsito Mixto

Par Vial Oriental Sur-Norte 9.28Par Vial Occidental Norte-Sur 6.65Transmilenio Oriental Sur-Norte 9.78

C. Selección de los espesores de las capas.

SN = a1 01 + a2m2 D2 + a3m, D3+ a4m404SiendoSN = número estructural requerido.

D1 D2 D3 04 = espesores de las capas estructurales de concretoasfáltico, base y sub-base granulares, capa demejoramiento.


IV-17

=

h~'-'• ~iJdjl[) (1, •.(". , .. fJ~"'.~l ~" ...,eni •.tt : ,.,' ".IU Ij'Ó'>n

.J~l L.'(/~ " ., {J)~O. '," 11 i 11"/,·, '

, 'delOn

coeficientes estructurales.

coeficiente de drenaje.=

D. Propiedades de los materiales.

Módulos resilientes del Concreto Asfáltico (Rodadura y Base), de lasCapas Granulares y de la Capa de Mejoramiento, CoeficientesEstructurales.

El Módulo Resiliente de las Capas Asfálticas de Rodadura y Base seseleccionó de acuerdo con resultados de mezclas asfálticas densasen caliente diseñadas y producidas localmente,

Los Módulos Resilientes de las Capas Granulares se seleccionaroncon las correlaciones entre el CBR y el módulo de cada tipo dematerial consignadas en la Guía de Diseño AASHTO-1993 y en lasEspecificaciones Técnicas IDU-ET 2005.

Determinados los módulos de las diferentes capas del pavimento seestablecieron los Coeficientes Estructurales de cada una de ellas enconcordancia también con la Guía de Diseño AASHTO-1993.

Calzadas de Tránsito Vehicular

CAPAMr

psi Kg/cm2 a¡Concreto Asfáltico rodadura 486,000 34.000 0,45MD12-M (a)Concreto Asfáltico Base MD20 430.000 30,000 0,42Base Granular (CBR= 100%) 30.000 2,100 0,14Subbase Granular (CBR ~ 60%) 18,000 1,260 0,13Capa de mejoramiento (CBR

11,000 800 0,08~10%)

, ,

(a) Modificada con pohmeros

Pavimento Espacio Público y Ciclo-ruta

CAPAMr

psi Kg/cm2 a¡Concreto Asfáltico rodadura 350,000 25,000 0,39MD12

Subbase Granular (CBR ~ 30%) 15.000 1,050 0,11Capa de mejoramiento (CBR

11,000 800 0,08~10%) ..

(a) Modificada con pohmeros

TC - 1853 - 107Estudios y Diseños de la Troncal Caracas desde la EstaciónMolinos hasta el Patio Portal de Usme, Localidad de Usme en Bogotá, D.C.Análisis de Geotecnia y Pavimentos

IV-18

Drenaje de la zona del proyecto: aceptable. Tiempo estimado deretención del agua es de una semana. Porcentaje de tiempo que laestructura del pavimento está expuesta a niveles de humedadpróximos a la saturación: 5-25%. Por tanto, se seleccionan lossiguientes coeficientes de drenaje:

CAPA miBase granular 1.00Sub-base granular 0,90Capa de mejoramiento 0,90

Las estructuras del pavimento flexible se relacionan en el siguientecuadro:

CUADRO N° IV.9.ESTRUCTURAS DE PAVIMENTO FLEXIBLE

MÉTODO AASTHO-1993

PAR VIAL PAR VIAL TRANSMILENIO

CAPAORIENTAL OCCIDENTAL ORIENTAL

S-N N-S S-N

e (mm) e (mm) e (mm)Concreto Asfáltico rodadura MD12-M la) Mr = 100 65 12534.000 Kg/cm2

Concreto Asfáltico base MD20 150 150 150Mr = 30.000 Kg/cm2

Base Granular (CBR= 100%) 350 300 350Subbase Granular (CBR ~ 60% compactada al95% del Próctor Modificado después de 4 días de 450 350 450inmersión)Capa de mejoramiento (CBR ~10%) 450 - 450

Geotextil NT resistencia a la tensión ~ 730 N (b) SI SI SITotal 1500 865 1525(a) modificado con polímeros(b) la función del geotextil es de separación


IV-19

State: Bogotá

Agency: IDUCompany: TECNOCONSULTA LTDA

Contractor: IDUEngineer: CELSO FORERO FORERO

Job Number: Sector IVPar Vial OrientalTransito mixto

Location: Av. Caracas Molinos-Portal Usme

Bogotá OC

========================== Flexible Analysis ========================Structural Number 9.28Design E 18'sReliabilityOverall DeviationResilient ModulusInitial ServiceabilityTerminal ServiceablityLayer

NumberLayer

Coefficienta (i)0.450.420.140.130.08

123456

State: Bogotá

Agency: IDUCompany: TECNOCONSULTA LTDA

107,879,09695.00 percent0.45

3,000.0 psi4.202.50

Drainage LayerCoefficient Thickness a(i)*Cd*t---- Cd --- --- t --- =========

1.00 3.94 1.151.00 5.90 2.481.00 13.78 1.650.90 15.75 1.840.90 17.71 1.28

Total SN =Job Number: Sector IVPar Vial Occidental

9.53

Contractor: IDUEngineer: CELSO FORERO FORERO

=========================== Flexible Analysis ========================

Location: Av. Caracas Molinos-Portal Usme

Bogota OC

Structural NumberDesign E 18'sReliabili tyOverall DeviationResilient ModulusInitial ServiceabilityTerminal ServiceablityLayer

NumberLayer

Coefficienta (i)0.450.420.140.13

123456

6.6560,800,872

95.00 percent0.45

7,500.0 psi4.202.50

DrainageCoefficient==== Cd ===

1.001.001. 000.90

LayerThickness=== t ===

2.565.90

11.8113.77

a(i)*Cd*t

1.152.481.101.15

Total SN 6.89

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IV-20

State: Bogotá Job Number: Sector IVPar Vial Oriental Transmilenio

Agency: IDUCompany: TECNOCONSULTA LTDA Location: Av. Caracas Molinos-

Portal UsmeBogotá OCContractor: IDU

Engineer: CELSO FORERO FORERO

========================== Flexible Analysis ========================Structural NumberDesign E 18'sReliabilityOverall DeviationResilient ModulusInitial ServiceabilityTerminal Serviceablity

9.78168,159,104

95.00 percent0.45

3,000.0 psi4.202.50

123456

LayerCoefficient

a (i)0.450.420.140.130.08

DrainageCoefficient==== Cd ===

1.001.001.000.900.90

LayerThickness=== t ===

4.925.90

13.7817.7117.71

a(i)*Cd*tLayer

Number

1.862.151. 651.841.28

Total SN 9.97

5.1.2 Revisión Método Racional Programa BISAR 3.0

Las estructuras de diseño del pavimento flexible del método AASHTO semodelaron con el programa BISAR 3.0 de la SHELL.

En la modelación de la estructura del pavimento se utilizaron los mismosmódulos resilientes de las diferentes capas estructurales determinados conla Guía de Diseño AASHTO-93. La relación de Poisson seleccionada sedescribe a continuación:

Capa Relación de Poisson (¡..tlConcreto asfáltico de rodadura (MD12-M) 0,30

Concreto asfáltico de base (MD20) 0,30Base granular 0,35

Sub-base _granular 0,35Material de mejoramiento 0,40

Subrasante 0,45

Con el programa se obtuvieron los siguientes valores de las solicitacionescríticas:

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IV-21

SOLICITACIONES CRíTICAS PAR VIAL PAR VIAL TRANSMILENIOORIENTAL OCCIDENTAL. ORIENTAL.

Deformación unitaria vertical de compresión de la 1.18 X 10-4 1.68 X 10-5 1.10 X 10-4subrasante (Ez m/m)Deformación unitaria de tracción en la fibra 1.03X 10-4 3.01X 10-5 9.07 X 10-5Inferior de la capa asfáltica (Et m/m)Esfuerzo de compresión en la subrasante 0.007 0.002 0.06(CJz - kg/cm2)

Los valores admisibles de las solicitaciones críticas para diseño seestablecieron a partir de las siguientes ecuaciones:

Deformación unitaria vertical de compresión en la subrasante (Shell):

ez = 0.021 x N-O.25 Confiabilidad = 85%

Deformación unitaria de tracción en la fibra inferior de la capa asfáltica(Shell).

el = 0.00264 x N-O,1626

Esfuerzo de compresión admisible en la subrasante (Kerhoven y Dormon):

c>z= 0_007ESR/(1+0.7 log N), kg/cm2

En el siguiente cuadro se resumen los valores de solicitaciones admisiblespara cada una de las alternativas en estudio:

Solicitaciones AdmisiblesPAR VIAL PAR VIAL TRANSMILENIOORIENTAL OCCIDENTAL ORIENTAL

Deformación unitaria vertical de 2.06 X 10-4 2.37 X 10-4 1.84 X 10-4compresión de la subrasante (Ez m/m)Deformación unitaria de tracción enla fibra Inferior de la capa asfáltica (Et 1.30X 10-4 1.43 X 10-4 1.21 X 10-4m/m)Esfuerzo de compresión en la 0.211 0.54 0.207subrasante (CJz - Kg/cm2) . . ..Las estructuras cumplen con las solicitaciones admisibles.

5.1 PavimentoRígido

5.2.1 Métodode DiseñopeA - 1984.

En el diseño del pavimento rígido se utilizó el método de la PortlandCement Association (PCA), que tiene en cuenta el tipo y la carga por eje delos vehículos que transitarán por la calzada.

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IV-22

El método considera los siguientes criterios y aspectos:

o Grado de transferencia de carga proporcionado en las juntastransversales.

o El efecto de usar sardineles para confinamiento lateral de las losas.

o El efecto de la sub-base granular o estabilizada con cemento.

o El módulo de rotura del concreto.

o Dos criterios de diseño:

Fatiga, para proteger el pavimento contra la acción de losesfuerzos producidos por la acción repetida de las cargas.

Erosión, para limitar los efectos de la deflexión del pavimento enlos bordes de las losas, juntas y esquinas, y controlar así laerosión de la fundación y de los materiales de las bermas.

Las variables de diseño utilizadas fueron las siguientes:

o El periodo de diseño es de 20 años (2009-2028).

o Las losas tendrán juntas con pasadores.

o Las losas de concreto se calcularán en las condiciones de berma ysin berma.

o Se analizan dos alternativas:

Losas apoyadas en una capa de sub-base granular de 300 mmde espesor.

Losas apoyadas en una capa de mezcla densa en caliente(MD20) de 50 mm de espesor. En esta alternativa la capa deconcreto es funcional y controla de mejor forma el criterio deerosión.

o El módulo de rotura del concreto (MR) es de 4,5 MPa para lascalzadas mixtas y 5.0 MPa para la calzada Exclusiva Transmilenio.

o El factor de Seguridad de Carga empleado es de 1.1 para la calzadamixta y 1.2 para la Calzada Exclusiva de Transmilenio.

o El factor de seguridad por repeticiones de carga (FSRC) = 1.1

o Capacidad de soporte y módulo de reacción de la subrasante.


lV-23

Debido a la baja capacidad de soporte de los suelos de subrasante en elsector IV, se calculó el módulo de la subrasante mejorada (E1-2), utilizandola siguiente expresión de Ivanov:

E2EJ-2 = 2 1 h¡

1- - (1--) arctan(n-)7r n3.5 2a

Siendo:

E2= Módulo Resiliente de la Subrasante, MPaE1 = Módulo Resiliente de la Capa de Mejoramiento, MPah1 = Espesor de Mejoramiento, cma = Radio de Carga = 15 cm

Fijando E1máx = 800 Kg/cm2 = 80 MPaUsando h1 = 60 cm para las calzadas en el par vial oriental y h1 = 20 cmpara la calzada en el par vial occidental, se obtiene E1-2 = 60 MPa

Utilizando la relación de la Shell entre el módulo resiliente y el CBR paramateriales granulares:

E1-2 = 100 x CBR

se obtuvo el valor de la capacidad de soporte de la subrasante mejorada(CBRcM) = 6%, con el cual el módulo de reacción, (KCM) = 43 MPa. Elmódulo de reacción combinado incluyendo la capa de sub-base granular de30 cm. de espesor es: (KCOMB) = 70 MPa/m.

En la alternativa de la utilización de la capa MD-20 se consideró como capafuncional el espesor mínimo de 50 mm, manteniendo el mismo módulo dereacción calculado con la alternativa en subbase granular, el cual es(KCOMB) = 70 MPa/m.

Con las variables de diseño anteriormente descritas se obtienen lasestructuras del pavimento rígido que se consignan en el Cuadro N° IV.1O

TC - 1853 - 107Estudios y Diseí'los de la Troncal Caracas desde la EstaciónMolinos hasta el Patio Portal de Usme, Localidad de Usme en Bogotá, D.e.Análisis de Geotecnia y Pavimentos

IV-24

ALTERNATIVA 1: LOSAS DE CONCRETO APOYADAS SOBRE MATERIALGRANULAR

CUADRO N° IV.1 OESTRUCTURAS DE PAVIMENTO EN CONCRETO RIGIDO

CON BERMA

PAR VIAL PAR VIAL TRANSMILENIOCAPA ORIENTAL OCCIDENTAL ORIENTALMIXTA MIXTA

Capa e (mm) e (mm) e (mm)Losa de concreto (MR = 4,5 MPa). 220 220 -Losa de concreto (MR = 5.0 MPa). - - 250Sub-base granular. (CBR = 60% compactada al95% del Próctor Modificado después de 4 días de 300 300 300inmersión).Capa de mejoramiento: material seleccionado(CBR ~ 10%-Tabla 320.1 Sección 320-051DU ET-

600 200 6002005) Compactación ~ 95% del PróctorModificado.Geotextil NT con resistencia a la tensión> 730 N. SI(a) SI(a) SI(a)TOTAL 1120 720 1150

" ..(a) La función del geotextll es de separacron .

Los consumos de fatiga y erosión del pavimento rígido son los siguientes:

PORCENTAJECRITERIO DE PAR VIAL PAR VIAL TRANSMILENIODISEÑO ORIENTAL OCCIDENTAL

MIXTO MIXTO ORIENTAL

Fatiqa o o oErosión 92.0 70.2 82.1


IY-25

t~fal~ compresiÓn inconflnaoa eeee u. s:e::,~~jf -s'-n-s ...€¦ · in resumen de resultados...

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