MEMORIAS DE CALCULO DE PAVIMENTO RIGIDO VIA JERICO-CHITA

Universidad Industrial de Santander – UIS

CHITA, FEBRERO DEL 2014

INTRODUCCION

El presente diseño estructural del pavimento fue realizado por el Ing. Juan Carlos Orozco Casadiego, por requerimientos del proyecto “Rehabilitación de la Vía Alto de Sagra –Socota – Jerico – Cheva – Chita – La Uvita - Departamento de Boyacá. Rehabilitación Tramo Jerico – Chita – Departamento de Boyacá”.

La incidencia de factores de diverso origen, como las propiedades físico-mecánicas de la subrasante, y las condiciones impuestas por un Tránsito Mixto, por nombrar algunos, determinan las condiciones de diseño de la estructura de pavimento, que permitan prever y evitar las alteraciones de la superficie de rodamiento de los pavimentos, afectando la seguridad, comodidad y velocidad con que debe circular el transito presente y futuro.

Para el tramo en mención, se contemplaran todos los vehículos que circularan por la vía compuestos por vehículos livianos, pesados de pasajeros y pesados de carga, siendo estos últimos vehículos los que transportan carbón mineral desde los puntos de extracción hacia las plantas procesadoras o de acopio, los que aportan mayor número de repeticiones de ejes equivalentes de 8.2 Ton (N), en el carril de diseño durante el periodo de diseño.

Las presentes memorias de cálculo contienen, los estudios de tránsito del sitio, volumen y composición, los estudios de caracterización de la subrasante y el diseño de las estructuras de pavimento rígido.

Se recopiló información de campo mediante la realización de los ensayos de penetración dinámica con cono de la subrasante; sondeos para la medición y caracterización de los perfiles estratigráficos. Se tomaron muestras a la Subrasante para la realización de los ensayos de laboratorio como son: Limites de Consistencia, Peso Unitario del Suelo, Análisis Granulométrico y Permeabilidad. Adicionalmente, al material de afirmado se le realizó el Ensayo de Compactación de Proctor.

Tomando como referencia de abscisa inicial PR0+000, a la salida del Municipio de Jericó en dirección hacia el Municipio de Chita, se identificaron los siguientes sectores a pavimentar:

- PR0+654 - PR0+729

- PR2+837 - PR2+907

- PR3+208 - PR3+298

- PR5+700 - PR5+825

- PR7+172 - PR7+282

- PR19+070 - PR19+130

- PR19+340 - PR19+400

- PR19+470 - PR19+550

- PR19+940 - PR20+020

- PR20+260 - PR20+350

- PR20+432 - PR20+502

El análisis para el diseño de los pavimentos, se realizó mediante el Método AASHTO 93 para Pavimentos Rígidos.

1. ANALISIS ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO

Mediante el ensayo de penetración dinámica con cono sobre las subrasantes de cada uno de los tramos a pavimentar, se obtuvo una tasa de penetración dinámica en mm/golpe, que se correlacionaron mediante ecuaciones para obtener los CBR´s mínimos de los suelos de soporte.

También, se realizaron conteos de los vehículos que circulan por la vía mediante la ubicación de dos estaciones, para determinar su composición y volumen. La primera estación ubicada en el PR5+000, para caracterizar el tránsito en el tramo comprendido entre el Municipio de Jericó al Sector de Cheva y la segunda estación ubicada en el PR12+850 para determinar el tránsito comprendido entre el Municipio de Jericó al Municipio de Chita.

1.1 DESCRIPCION GENERAL DEL ESTUDIO

1.1.1 Información del Proyecto

Proyecto “Rehabilitación de la Vía Alto de Sagra –Socota – Jericó – Cheva – Chita – La Uvita - Departamento de Boyacá. Rehabilitación Tramo Jericó – Chita – Departamento de Boyacá.

1.1.2 Periodo de Diseño:

Se siguen las recomendaciones del Manual de Diseño de Pavimentos de Concreto del INVIAS, Numeral 3.1 y del Manual Centroamericano para Diseño de Pavimentos, Tabla 7-1, para carreteras troncales rurales, tomando un Periodo de Diseño de 20 años,

1.1.3 Tránsito. Volumen y Composición.

Como no se cuenta con la información general de la serie histórica del tránsito, y se

desconoce los TPD`s y su correspondientes porcentajes de distribución entre Autos,

Buses y Camiones, se realizó el conteo identificando los días de mayor flujo vehicular de

transporte de pasajeros y de carga entre los dos Municipios, siendo estos los días Jueves,

Viernes y Sábado. A continuación se presenta los cuadros entre las dos estaciones para

los días señalados.

Cuadro 1a y 1b

Cuadro 2a y 2b

Cuadro 3a y 3b

Cuadro 4a y 4b

Cuadro 5a y 5b

Cuadro 6a y 6b

1.1.4 Condiciones Atmosféricas.

La Temperatura y la Precipitación, son variables que influyen de manera significativa en la durabilidad de los materiales que conforman las capas de pavimento y se definieron de acuerdo a la información disponible en el IDEAM.

Temperatura media anual ponderada (w-MAAT oC) w-MAAT= 11oC

Precipitación media anual (mm) P(mm)= 1162

1.1.5 Características de la Subrasante.

De acuerdo a las condiciones actuales de la vía se debe determinar las características de la subrasante.

Tabla 1.1 Características de la subrasante Via Jericó-Chita

Los resultados de caracterización de la subrasante, la composición y volumen del tránsito, las condiciones topográficas, permitieron definir dos unidades de diseño que presentan condiciones similares, identificados en la Tabla 1.2.

Tabla 1.2 Unidades de Diseño

1.2 ANALISIS DEL TRANSITO

Se determina el numero de ejes equivalentes a 18 kilolibras (18 kips) que circularan por el carril de diseño y que se esperan durante el periodo de diseño de 20 años. Para ello se requiere el uso de los factores de camión para cada clase particular de vehículo, principalmente para camiones pesados.

1.2.1 Cálculo de factores de camión.

Tomando como guía los pesos límite de cada vehículo establecidos para Colombia según la Resolución No 001782 del 2009 del Ministerio de Transporte (Ver Tabla Anexa) para C2 y C3, y las cargas máximas que pueden soportar tanto el eje delantero como el eje trasero, según los catálogos de los fabricantes para cada tipo, marca y modelo de vehículo que circulan por la vía, se cálculan dichos factores.

VEHICULOS

DESIGNACION

MAXIMO

kg

PBV, TOLERANCIA POSITIVA DE MEDICION kg

Camiones

C2

17.000

425

C3

28.000

700

C4

31.000 (1)

775

C4

36.000 (2)

900

C4

32.000 (3)

800

Tracto-camión con semirremolque

2S1

27.000

675

2S2

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