Diseño de Pavimento via Oriental

7/24/2019 Diseño de Pavimento via Oriental

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DISEÑO DE PAVIMENTO VIA ORIENTAL (BARRANQUILLA – CALAMAR)

Presentado por

María Juliana Dávila Cabrales

Carla María Moré Rocha

Stephany Paola Salcedo Solano

Bayron David Santoya Reales

Presentado a

Ing Mario !ro"co #inoco

#ecnología del as$alto

%acultad de Ingenierías

&niversidad de la costa 'C&C(

Barran)uilla * Colo+bia

,- octubre de ./,0

1



Tabla de contenidoIntroducción 3

Objetivos……………………………………………………………………………………………

………………………………………… 5

Objetivo General 5

Objetivos Específcos 5

Marco Teórico 6

Generalidades de la Vía 10

Tipo de Mecla 1!

Tipo de "e#ento $s%altico 16

Granulo#etría 1&

"alidad de los $'re'ados (1

"onclusión (3

$ne)os (5

*iblio'ra%ía (+

2



!" INTRODUCCION

1 lo largo del desarrollo de la civili"aci2n3 la necesidad de interconectarnos era cada ve"

+ás notoria4 gracias a los diversos avances y descubri+ientos co+o $ueron el as$alto3 la

rueda3 el auto+2vil entre otros3 dicha brecha se $ue reduciendo 1sí pues co+o todo

descubri+iento las vías surgieron co+o respuesta a una necesidad

Data la historia )ue los +esopotá+icos $ueron uno de los pri+eros constructores de vias

hacia el a5o -0// aC 6e siguieron los chinos3 los cuales desarrollaron un siste+a de

carreteras en torno al siglo 7I aC3 y construyeron la Ruta de la Seda 'la +ás larga del+undo( durante ./// a5os4 6os incas de Suda+érica construyeron una avan"ada red de

ca+inos )ue no se consideran estricta+ente carreteras3 ya )ue la rueda no era conocida

por los incas 8stas lla+adas carreteras recorrían todos los 1ndes e incluían galerías

cortadas en rocas s2lidas 8n el siglo I3 el ge2gra$o griego 8strab2n registr2 un siste+a de

carreteras )ue partían de la antigua Babilonia4 los escritos de 9er2doto3 historiador griego

del siglo : aC3 +encionan las vías construidas en 8gipto para transportar los +ateriales

con los )ue construyeron las pirá+ides y otras estructuras +onu+entales levantadas por

los $araones

1hora bien3 en la actualidad el dise5o de pavi+entos as$alticos es cada ve" +ás

i+portante y riguroso3 ya )ue la vía debe garanti"ar condiciones de con$ort3 accesibilidad

y +ane;o para los usuarios Para deter+inar el 2pti+o nivel al )ue se verá so+etida la vía

se i+ple+enta el uso del 8S16 '8)uivalent Single * 1<ial 6oad( el cual se basa en los

estudios de tránsito para deter+inar los e;es e)uivalentes a =/ >n3 para así $inal+ente

deter+inar una +agnitud la cual está restringida en tres intervalos? @ a 0///// se

clasi$ica co+o nivel de transito ,3 entre 0///// y 0////// se clasi$ica co+o nivel de

transito .3 y $inal+ente A0////// se clasi$ica co+o nivel de transito -

3



#odo este procedi+iento se reali"a con el $in de identi$icar el +e;or tipo de +e"cla a

utili"ar3 la granulo+etría adecuada y los procesos constructivos +ás e$ectivos en la

i+ple+entaci2n del pavi+ento a lo largo de la vía4 ya )ue gracias a estos pará+etros la

vía será de +ayor o +enor utilidad3 resistencia3 calidad y con$ort

#" OB$ETIVOS

#"!" OB$ETIVO %ENERAL

8scoger el ligante as$altico y el agregado +ineral para reali"ar la +e"cla as$áltica de la vía

Barran)uilla Cala+ar a partir del cálculo del 8S16 'para obtener el nivel de tránsito(3 las

generalidades de la vía3 condiciones de operaci2n y el tipo de capa

#"#" OB$ETIVOS ESPECI&ICOS

Conocer la ubicaci2n3 longitud3 cli+a y condiciones de operaci2n de la vía

• Reali"ar el cálculo del 8S16 para conocer el nivel de transito de la vía

4



• Seleccionar el tipo de +e"cla a partir del espesor de las capas

• 8legir el tipo de ce+ento en base al cli+a de la "ona3 condiciones de operaci2n y tipo

de capa

• 1doptar una granulo+etría )ue $avore"ca la co+odidad de usuario de la vía y ade+ás

evite las de$or+aciones del pavi+ento as$áltico

'" MARCO TERICO

8l ce+ento as$altico es un producto bitu+inoso Se+isolido a te+peratura a+biente3

preparado a partir de hidrocarburos naturales +ediante un proceso de destilaci2n3 el cual

contiene una proporci2n +uy ba;a de productos volátiles3 posee propiedades aglo+erantes y

es esencial+ente soluble en tricloroetileno

6a designaci2n del ce+ento as$altico será por grados de penetraci2n3 en deci+as de

+ilí+etro '/,++( 8l +aterial por su+inistrar será de grado de penetraci2n // u =/,//3

de acuerdo con las características de la +e"cla y del proyecto3 )ue cu+pla los re)uisitos de

calidad establecidos en la siguiente tabla?

5



E en especial3 se debe cu+plir con las especi$icaciones consignadas en la #abla F0/ =

6



8n el caso de +e"clas recicladas por la técnica de as$alto espu+ado3 )ue re)uieran un

ce+ento as$altico de di$erente penetraci2n3 su su+inistro se reali"ara con$or+e lo estable"ca

la respectiva especi$icaci2n particular

'"! NIVELES DE TRANSITO

• G#,? Givel de tránsito uno Corresponde a vías en las )ue el tránsito de dise5o de

las obras por construir es in$erior a /0 < ,/ e;es e)uivalentes de =/ >G en el

carril de dise5o• G#.? Givel de tránsito dos Corresponde a vías en las )ue el tránsito de dise5o de

las obras por construir oscila entre /0<,/ y 0/<,/ e;es e)uivalentes de =/ >G

en el carril de dise5o

7



• G#-? Givel de tránsito tres Corresponde a vías en las )ue el tránsito de dise5o de

las obras por construir es superior a 0/<,/ e;es e)uivalentes de =/ >G en el

carril de dise5o

'"# ESTIMACION DE ESAL

&n ele+ento básico en el dise5o del pavi+ento es la esti+aci2n de los 8S16 un pavi+ento

especí$ico se encontrará durante su vida de dise5o 8sto ayuda a deter+inar el dise5o

estructural del pavi+ento 8sto se hace +ediante la previsi2n de trá$ico el pavi+ento será

so+etido a lo largo de su vida Htil &na esti+aci2n típica 8S16 se co+pone de?

Recuento de #rá$ico &n recuento de trá$ico se utili"a co+o punto de partida para la

esti+aci2n de 8S16 6a +ayoría de las "onas urbanas tienen una cierta cantidad de

registros hist2ricos de recuento de trá$ico 8n algunos casos3 los dise5adores pueden

tener )ue utili"ar esti+aciones apro<i+adas e<tre+ada+ente Si no hay datos de

recuento se pueden obtener

&n conteo o esti+aci2n del nH+ero de vehículos pesados 8sto nor+al+ente re)uiere

algHn tipo de clasi$icaci2n de vehículos dentro de la cuenta de trá$ico 6as

clasi$icaciones si+ples dividen vehículos en dos categorías? ',( ca+iones pesados y

'.( de los de+ás !tros es)ue+as +ás elaborados3 ta+bién se pueden utili"ar co+o la

clasi$icaci2n de vehículos de la %91

&n trá$ico esti+ado 'y de vehículos pesados( tasa de creci+iento durante la vida de

dise5o del pavi+ento Se re)uiere una esti+aci2n de la tasa de creci+iento para

convertir un solo conteo de trá$ico a5o en el trá$ico total e<peri+entado en la vida de

dise5o del pavi+ento #ípica+ente3 +ultiplicando el recuento original de trá$ico por

la vida de dise5o de pavi+ento 'en a5os( se subesti+e grosera+ente 8S16 totales

&na esti+aci2n 8S16 &na esti+aci2n 8S16 se puede hacer a partir de los pasos

anteriores Dependiendo de las circunstancias estas esti+aciones pueden variar

8



a+plia+ente 6a %igura , +uestra un e;e+plo de un pavi+ento )ue $ue construido

para una carga 8S16 esti+ado pero está e<peri+entando una carga +ucho +ayor

debido a un +arcado au+ento en el trá$ico de bus

9

Fig 1. Daños resultantes por un aumento de ESAL



" %ENERALIDADES DE LA VIALOCALI*ACIN DE LA VIA

10

Fig 2. Mapa de localización de la vía oriental



LON%ITUD DE LA V+A

1eropuerto * Mala+bo? 0 +

Mala+bo * Pal+ar? ,- +

Pal+ar * Ponedera? ,, +

Ponedera * Puerto Kiraldo? , +

Puerto Kiraldo * Cala+ar? -/ +

6ongitud total de la vía? 0 +

N,MERO DE PEA$ES BARRANQUILLA-CALAMAR

1 lo largo de la vía oriental 'Barran)uilla * Cala+ar( encontra+os un solo pea;e ubicado en

el +unicipio de Sabanagrande

11

Fig . Mapa de vol!menes de transito por territorial



TARI&A PEA$E SABANA%RANDE

ESTACI.N DE PEA$E DE SABANA%RANDECATE%OR+A DESCRIPCIN TARI&A

Categoría I 1uto+2viles3 ca+peros y ca+ionetas =//Categoría II Buses3 busetas3 +icrobuses con e;e trasero de

doble y ca+iones de dos '.( e;esF//

Categoría III Ca+iones de tres '-( y cuatro 'F( e;es ,0//Categoría I: Ca+iones de cinco '0( e;es .,//Categoría : Ca+iones de seis '( e;es .0///

8 R8M 8;e re+ol)ue L//8 KR&1 8;e grHa 0///8 1DIC 8;e adicional .//"a#la1. "ari$a de pea%e Sa#anagrande

1l ser un pea;e social se cuenta con una tari$a especial para los habitantes de

Sabanagrande3 Pal+ar y Santo #o+as

Cate/or0a Des1r2p123n Tar24a

Cate/or0a Iespe12a5

:ehículos de categoría I de servicio pHblico detransporte terrestre auto+otor de pasa;eros porcarretera y particulares

,F//

Cate/or0a IIespe12a5

:ehículos de categoría II de servicio pHblico detransporte terrestre auto+otor de pasa;eros porcarretera y particulares

,//

"a#la 2. "ari$a de categoría especial pea%e de Sa#anagrande

ESTADO DE LA RED VIAL

RUTA CODI%ODE TRAMO

TRAMO PR INICIA

L

PR &INAL

SECTOR

.0 .0, Cala+ar Barran)uilla

///// 0F////Cala+ar *

Pal+ar de :arela

12



RED PAVIMENTADA (6MS) RED NO PAVIMENTADA (6MS)M7897en

oB7eno Re/75a

rMa5o

M78:a5o

M7897eno B7en

oRe/75a

rMa5o

M78:a5o

,L3-F ,3LL L3// =3/,

Tota5pa;2:ento

Tota5a42r:ado

Red de2nter;en123

n

Lon/2t7dtota5

1a52421ada

Lon/2t7dtota5

2n;entar2o

%r7po ad:";2a5

0F3-F /3// 0F3-F 0F3-F ,"a#las . Estado de la red vial &'()'AS*

ANC<O DE CARRIL 8sta vía cuenta con carriles de -0/ +etros pero hay )ueresaltar )ue e<isten tra+os en los )ue la vía es doble cal"ada co+o en +ala+bo y el

tra+o )ue está entre pi+sa y el pea;e de Sabanagrande

VELOCIDAD PROMEDIO 1 lo largo de la vía encontra+os di$erentes

velocidades ya )ue esta atraviesa "onas residenciales y "onas rurales de los distintos

+unicipios a lo largo de esta3 por lo tanto la velocidad pro+edio de la vía oriental

oscila entre los /+Nh y los =/+Nh

=" TIPO DE ME*CLA

6os di$erentes tipos de +e"cla los +uestra la tabla F0/, )ue se encuentra en el artículo F0/

de las especi$icaciones generales de construcci2n de carreteras del instituto nacional de vías

IG:I1S se relacionan en $unci2n del tipo de granulo+etría

13



8l concreto as$altico está co+puesto por un ligante as$áltico ')uien aglutina las partículas de

+asa cohesiva e i+per+eabili"a la +e"cla( y un agregado +ineral 'actHa co+o es)ueleto

)ue aporta resistencia y rigide" al siste+a(

8l co+porta+iento de la +e"cla es a$ectado por las propiedades individuales de cada

co+ponente y la relaci2n entre ellos dentro del siste+a3 los tipos básicos de deterioro )ue se

deben evitar al dise5ar una +e"cla as$áltica son?

• la de$or+aci2n per+anente? depende del tipo de ligante utili"ado3 co+posici2n de la

+e"cla3 $or+a3 ta+a5o y calidad de las partículas &na +anera de incre+entar la

resistencia al corte es utili"ar un ce+ento as$altico duro )ue se co+porte co+o un

s2lido elástico a altas te+peraturas del pavi+ento3 cuando se apli)ue la carga actuará

co+o una banda de go+a y volverá a su posici2n original !tra +anera es seleccionar

un agregado con alta $ricci2n interna3 de super$icie rugosa• la $isuraci2n por $atiga? causada por las cargas pesadas repetidas y +al drena;e las

+e"clas debe dise5arse para )ue se co+porte co+o un +aterial elástico cuando se

carga a tensi2n y se sobreponga al ro+pi+iento por $atiga

14



SegHn la nor+as IG:I1S en la tabla F0/ '#ipo de +e"cla por utili"ar en $unci2n del tipo y

espesor co+pacto de la capa( para una C1P1 D8 R!D1D&R1 de / ++ la +e"cla puede

ser? MDC.0O MDC,L O MSC,L y para una C1P1 IG#8RM8DI1 de / ++3 puede

ser? MDC.0 O MSC.0

1nali"ando los tipos de +e"cla MDC.0 E MDC,L se escoge para la capa de rodadura una

+e"cla as$áltica MDC,L debido a )ue este tipo de +e"cla densa en caliente tiene una +enor de$or+aci2n per+anente3 una de$or+aci2n plástica +edia y un +enor ahuella+iento3 ade+ás

su granulo+etría o$rece una super$icie de roda+iento uni$or+e )ue da co+odidad y

seguridad a sus usuarios3 resistente a la acci2n del tránsito y al inte+peris+o

Para la capa inter+edia se escoge una MDC.0 ya )ue esta representa un +enor costo a

co+paraci2n de la MSC.03 su granulo+etría da resistencia estructural para soportar las presiones trans+itidas por los vehículos

>" TIPO DE CEMENTO AS&ALTICO

8l tipo de ce+ento as$áltico debe ser seleccionado en $unci2n de?

15



• características cli+áticas en donde estará ubicada la vía• tipo de capa• condiciones de operaci2n de la vía

SegHn la tabla F0/= el tipo de ce+ento as$altico siendo una capa de rodadura y una capa

inter+edia con niveles de transito G#- y una te+peratura +ayor a .FC en la regi2n en )ue

se encuentra ubicada la vía es? C8M8G#! 1S%16#IC! F/0/3 // ! #IP! III3 pero en

este caso nuestra +e"cla no será +odi$icada con polí+eros por lo tanto el ce+ento as$áltico a

e+plear será F/0/ o //

8l ce+ento as$altico es escogido por sus caracteristicas es el de // ya )ue este tiene un

grado de penetracion +ayor )ue el F/0/ lo )ue lo hace ser un poco +ás elástico y +enos

propenso a la de$or+acion per+anente y al ahuella+iento

16



?" %RANULOMETRIA

17



SegHn la tabla F0/. )ue se encuentra en el artículo F0/ de las especi$icaciones

generales de construcci2n de carreteras del instituto nacional de vías IG:I1S las $ran;as

granulo+étricas con las )ue se traba;aran en las capas de rodadura e inter+edia en base al

tipo de +e"cla escogido serán?

?"! Datos para 1apa de rodad7ra

18



"$,$ -O.$./-$ M." (5

Ta#i

$bertura delTa#i

,orcentajeMa)

,orcentajesco'ido

,orcentajeMin

1 1/2 37!5

1 25 100 100 100

3/4 19 95 87 80

1/2 12!5 85 73 67

3/8 9!5 77 62 60

"o# 4 4!75 59 46 43

"o#10

2 45 37 29

"o#40

0!425 25 19 14

"o#80

0!18 17 12 8

"o#200 0!075 8 5 4

0#010#11101000

20

40

60

80

100

120

"/-V$ G-$2/3OM1T-I"$ ,$-$ "$,$ .1 -O.$./-$

$apa %o&a&'ra ()al# *a+#, $apa %o&a&'ra Esco-i&a

$apa %o&a&'ra ()al# *in#,

.bert'ra /el ai

3orcentaje 'e 3asa

?"# Datos para 1apa 2nter:ed2a

19

"a#la +. ,ranulometría escogida capa de rodadura

,ra$ica 1. ,ranulometría para capa de rodadura



"$,$ I2T-M.I$ M." 1+Ta#i

$bertura delTa#i

,orcentajeMa)

,orcentajesco'ido

,orcentajeMin

1 1/2 37!5

1 25

3/4 19 100 100 100

1/2 12!5 95 91 80

3/8 9!5 88 73 70

"o# 4 4!75 65 52 49

"o#10

2 45 34 29

"o#40

0!425 25 18 14

"o#80

0!18 17 11 8

"o#200 0!075 8 7 4

0#010#11101000

2040

60

80

100

120

"/-V$ G-$2/3OM1T-I"$ ,$-$ "$,$ I2T1-M1.I$

$apa ntere&ia ()al# *a+#, $apa ntere&ia Esco-i&a

$apa ntere&ia ()al# *in#,

.bert'ra el ai

orcentaje 'e asa

@" CALIDAD DE LOS A%RE%ADOS

6as características de los agregados para la +e"cla as$áltica en caliente de gradaci2n

continua se encuentran en la tabla F0/-

20

"a#la -. ,ranulometría escogida para capa intermedia

,ra ica 2. ,ranulometría ara ca a intermedia



@"! Propor123n nat7ra5 de arena

21



a proporcin +ia &e arena para el a-re-a&o cobina&o ser enor

o i-'al a 15 para el nivel &e trnsito "3#

@"# L5enante :2nera5

8l llenante +ineral podrá provenir de los procesos de trituraci2n y clasi$icaci2n de los

agregados pétreos3 separándose de ellos por +edio de los ciclones de la planta +e"cladora3 o

podrá ser de aporte co+o producto co+ercial3 general+ente cal hidratada o ce+ento

hidráulico

Para la capa de rodadura y la capa inter+edia el aporte del llenante +ineral en el nivel de

transito G#- será +ayor o igual a 0/

22



" CONCLUSION• 8l as$alto es de su+a i+portancia de acuerdo con todas las aplicaciones )ue tiene

ya )ue es di$ícil encontrarle un sustituto )ue pueda cu+plir con todos los

re)ueri+ientos )ue éste tiene• 6a vía Barran)uilla * Cala+ar3 dio co+o resultado un nivel de transito - valor

esperado teniendo en cuenta )ue es una vía nacional de alta de+anda vehicular• 8l dise5o y aplicaci2n de las capas as$álticas MDC * ,L y MDC * .03 depende del

presupuesto a e;ecutar del proyecto3 ade+ás de las características propias de la

regi2n3 todo esto para garanti"ar un alto nivel de con$ort en la vía• 8l tra+o )ue presento un +ayor 8S16 $ue el de Barran)uilla * Mala+bo3

obvia+ente se esperaba )ue $uese el de +ayor valor ya )ue es un tra+o

densa+ente poblado3 por lo cual se generan +ayores +atrices de via;es4 ade+ás

cuenta con un punto de alta con$luencia co+o lo es el aeropuerto 8rnesto

Corti""os3 ta+bién es una alta "ona industrial ya )ue e+botelladora de Postob2n

se encuentra en Mala+bo• Me"clas de agregados con altos porcenta;es de $inos redondeados no son

adecuados para la elaboraci2n de +e"clas as$álticas para pavi+entaci2n• &na granulo+etría adecuada su+ado a un buen tipo de ce+ento as$altico3 dará

sie+pre co+o resultado una +e"cla resistente y duradera4 dicha +e"cla será capa"

de evitar de$or+aciones per+anentes3 hidroplano a lo largo de su estructura3 $allas

entre otros #odo se dise5a con el $in de garanti"ar y salvaguardar la vida de las

personas )ue darán uso a la estructura

23



24



!!" BIBLIO%RA&IA

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