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DISEÑO DE LA VÍA TIMANÁ – COSANZA EN PAVIMENTO FLEXIBLE

JOSÉ ANTONIO SALAMANCA ORDÓÑEZ OSCAR JAVIER GODOY BAUTISTA

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL ESPECIALIZACIÓN EN INGENIERÍA DE PAVIMENTOS

BOGOTÁ D.C. 2013

DISEÑO DE LA VÍA TIMANÁ – COSANZA EN PAVIMENTO FLEXIBLE

JOSÉ ANTONIO SALAMANCA ORDÓÑEZ OSCAR JAVIER GODOY BAUTISTA

Trabajo de grado para optar al título de Especialista en Ingeniería de Pavimentos

Director de Proyecto ALFONSO MONTEJO FONSECA

Ingeniero Civil

Dra. STELLA VALBUENA Revisora Metodológica

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL ESPECIALIZACIÓN EN INGENIERÍA DE PAVIMENTOS

BOGOTÁ D.C. 2013

Nota de aceptación ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ Presidente del Jurado ______________________________________ Jurado ______________________________________ Jurado Bogotá D.C., mayo de 2013

A nuestras familias que han aportado su apoyo

incondicional para un mejor futuro de nuestras nuevas

generaciones.

José Antonio y Oscar Javier

AGRADECIMIENTOS

Los autores de este proyecto expresan sus agradecimientos a: El éxito de este proyecto se debe en gran parte a ese Ser Supremo quien nos orienta, nos da sabiduría y nos permite crecer tanto en lo personal como en lo intelectual. Por otra parte, a la Universidad Católica de Colombia donde a través del programa de postgrado, brindó el espacio en el cual continuamos nuestra formación intelectual como Especialistas en Ingeniería de pavimentos. A los profesores que con responsabilidad han dedicado gran parte de su tiempo a la formación de nuevos profesionales. También presentamos los más sinceros agradecimientos a Alfonso Montejo Fonseca, director del programa y asesor del proyecto, por toda la responsabilidad que ha tenido para mantener firme este espacio de formación y por su profesionalismo y apoyo en las orientaciones.

CONTENIDO

pág. INTRODUCCIÓN 15 1. UBICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO 18 1.1 TIPO Y DISEÑO METODOLÓGICO 18 1.1.1 Metodología 18 1.1.2 Tipo de estudio 18 1.1.3 Diseño del estudio 18 1.2 UNIDAD DE ANÁLISIS 18 1.2.1 Diagnóstico de la población 18 1.2.2 Caracterización 28 1.2.3 Climatología del municipio 28 1.2.4 Vías rurales 31 1.2.5 Vía de Timaná a Cosanza 32 1.2.6 Temperatura del municipio de Timaná 33 341.2.7 Precipitaciones del municipio de Timaná 2. FUNDAMENTOS LEGALES 35 2.1 LEYES, REGULACIONES, CÓDIGOS Y ESTÁNDARES 35 2.2 FUNDAMENTOS DE DISEÑO DE VÍAS 35 3. MÉTODO A SEGUIR 36 3.1 ESTUDIOS Y ANÁLISIS PRELIMINARES 36 3.1.1 Estratificación suelos 36 3.1.2 Volúmenes de tráfico vehicular 38 3.1.3 Determinación del tránsito promedio diario 39 3.1.4 Estimación del tránsito promedio diario normal 39 3.1.5 Determinación tasa de crecimiento 40 3.1.6 Tránsito promedio normal 40 3.1.7 Determinación del número de ejes equivalentes en el carril de

diseño 40 3.1.8 Determinación del factor de equivalencia (factor daño) 40 3.1.9 Determinación de ejes equivalentes 40 3.1.10 Diseño de la estructura del pavimento 44 3.1.11 Diseño de los espesores INVÍAS medios y altos volúmenes 45 3.1.12 Método AASHTO 48 3.1.12.1 Variable de diseño en la Metodología Aashto 48 3.1.12.2 Criterios de comportamiento 49 3.1.12.3 Propiedades de los materiales 49 3.1.12.4 Coeficientes de drenaje de la zona del proyecto 50 3.1.12.5 Módulo resiliente de la subrasante 50

pág. 3.2 APLICACIÓN MÉTODO AASHTO 52 3.2.1 Perfil estructura método AASHTO 55 3.3 METODOLOGÍA INSTITUTO DEL ASFALTO 55 3.3.1 Perfil estructura Instituto del Asfalto 56 3.4 VERIFICACIÓN DE LA RESISTENCIA DE LA CAPA PARA

TRÁNSITO DE 10 AÑOS DE DISEÑO 57 3.5 VERIFICACIÓN DE LOS DISEÑOS POR MÉTODO RACIONAL

DE LA ESTRUCTURA OBTENIDA 58 3.6 DETERMINACIÓN DE LAS DEFORMACIONES ADMISIBLES 60 3.7 ALTERNATIVA SELECCIONADA 61 3.8 PRESUPUESTO 62 4. CONCLUSIONES 64 BIBLIOGRAFÍA 65 ANEXOS 66

LISTA DE TABLAS

pág. Tabla 1. Ubicación geográfica del municipio de Timaná 20 Tabla 2. Crecimiento de la población años 1951 – 1997 24 Tabla 3. Superficie de las divisiones territoriales 26 Tabla 4. Descripción de los suelos 30 Tabla 5. Composición vehicular % 40 Tabla 6. Factor de equivalencia de carga por tipo de vehículos INVÍAS 40 Tabla 7. Tráfico en proyección estimado 41 Tabla 8. Tránsito normal – atraído – y generado 42 Tabla 9. Tránsito normal 42 Tabla 10. Tránsito atraído 43 Tabla 11. Tránsito generado 43 Tabla 12. Coeficientes Ecuaciones de Regresión 44 Tabla 13. Periodo de análisis (P.A) Años 46 Tabla 14. Parámetros de diseño 47 Tabla 15. Cartas de diseño 48 Tabla 16. Módulos y coeficientes estructurales 50 Tabla 17. Valores de mis recomendados 50 Tabla 18. Método AASHTO 52 Tabla 19. Método instituto del Asfalto 55 Tabla 20. Cálculo de la ecuación Aashto 1993 SN 01 57 Tabla 21. Cálculo de la ecuación Aashto 1993 SN 02 57 Tabla 22. Cálculo de la ecuación Aashto 1993 SN 03 58 Tabla 23. Verificación Deformaciones por medio programa Depav 59 Tabla 24. Deformaciones 01 Depav 59 Tabla 25. Deformaciones 02 Depav 60 Tabla 26. Deformaciones 03 Depav 60 Tabla 27. Control de Fatiga 61 Tabla 28. Control de Ahuellamiento 61 Tabla 29. Diseño de estructura INVÍAS 61 Tabla 30. Alternativa de presupuesto - Alternativa económica No. 01 62 Tabla 31. Alternativa de presupuesto - Alternativa económica No. 02 62 Tabla 32. Alternativa de presupuesto - Alternativa económica No 03 63

LISTA DE FIGURAS

pág. Figura 1. Mapa Departamento del Huila 19 Figura 2. Mapa del sur del Huila 20 Figura 3. Panorámica relieve Sector Tobo 20 Figura 4. Mapa zona urbana municipio de Timaná 24 Figura 5. Mapa división política de Timaná- Huila 25 Figura 6. Mapa división climatológica municipio de Timaná 29 Figura 7. Mapa de vías terciarias municipio de Timaná 31 Figura 8. Ubicación vía localización proyecto Timaná – Cosanza 32 Figura 9. Graficas climatología municipio de Timaná IDEAM. 33 Figura 10. Graficas precipitaciones municipio de Timaná IDEAM 34 Figura 11. Estratificación del suelo vía Cosanza – Timaná 36 Figura 12. Tránsito Timaná-Cosanza 41 Figura 13. Curvas regresiones exponencial tráfico 44 Figura 14. Perfil estructura método Aashto 55 Figura 15. Perfil Estructura Instituto del Asfalto 56

LISTA DE ANEXOS

pág. Anexo A. Figura 1 Panorámica Relieve Sector Tobo 66 Anexo B. Figura 2 Sector la Torre 67 Anexo C. Figura 3 Puente Aguas Claras 68 Anexo D. Figura 4 Sector Plan Lourdes 69 Anexo E. Figura 5 Sector Santafé 01 70 Anexo F. Figura 6 Sector Santafé 02 72 Anexo G. Sector Lourdes 02 72 Anexo H. Costos totales 73

RESUMEN El presente estudio tiene un significado cognitivo y valorativo como reto, por cuanto, en el diseño se está aplicando la funcionalidad de los distintos métodos adquiridos, conocimientos y enseñanzas transmitidas durante cada asignatura que conlleva la especialización en ingeniería de pavimentos. Con el diseño se pretende dar alcance a las soluciones que atañen principalmente al tramo de vía que desde el Municipio de Timaná conduce al centro poblado de la vereda de Cosanza, para una población aproximada circundante en el sector de 1.600 habitantes de 28.000 con que cuenta el municipio. La propuesta brinda la solución a las necesidades más sentidas que presentan municipios pequeños cuando no se cuentan con los recursos económicos suficientes, técnicos y necesarios. Para permitir su cumplimiento, se ha dado alcance a los diferentes métodos estudiados para diseños de pavimentos que brindan modelos matemáticos y que proporcionan diseños ajustados a las características propias de cada región. Su recolección de información proporciona elementos de juicio en los insumos que con su aplicación arrojan resultados acordes y permiten minimizar los errores. PALABRAS CLAVE: INGENIERÍA DE PAVIMENTOS-TRABAJOS DE GRADO; VÍAS EN AFIRMADO; IDENTIFICACIÓN DE DAÑOS; CARRETERAS-DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN; INSPECCIÓN VISUAL; DETERIORO DE VÍAS EN AFIRMADO; MANTENIMIENTO.

GLOSARIO AHUELLAMIENTO: es una depresión longitudinal de la superficie en correspondencia con la zona transitada por las ruedas. En algunos casos puede ocurrir un levantamiento del asfalto a ambos lados de la huella. Los ahuellamientos poco severos se notan durante una lluvia donde estas hendiduras son ocupadas por el agua. En estados más avanzados de desarrollo estas fallas afectan la base, subbase y eventualmente la subrasante, debido a la consolidación o al movimiento lateral de los materiales por las cargas de tránsito. CALZADA: se denomina calzada a la parte de la carretera destinada a la circulación de los vehículos. Se compone de un cierto número de carriles y su zona exterior (donde no se debe circular) son los andenes. CARPETA ASFÁLTICA: es la parte superior del pavimento flexible que proporciona la superficie de rodamiento, es elaborada con material pétreo seleccionado y un producto asfáltico dependiendo del tipo de camino que se va a construir. DEPAV: programa elaborado por la Universidad del Cauca, adaptación del conocido ALIZE III francés. El proceso de modelación ha consistido en un cálculo iterativo, mediante el cual se buscan combinar los espesores medidos de las capas del pavimento con unos módulos, que den lugar a una deflexión máxima y a un radio de curvatura iguales a los determinados a través de la técnica de la doble viga Benkelman, según el procedimiento propuesto por Celestino Ruiz hace unos treinta años. DISEÑO: se define como el proceso previo de configuración mental, "pre-figuración", en la búsqueda de una solución en cualquier campo. Utilizado habitualmente en el contexto de la industria, ingeniería, arquitectura, comunicación y otras disciplinas creativas. DRENAJE: es un término que proviene del francés drenaje y que hace referencia a la acción y efecto de drenar. Este verbo, también significa asegurar la salida de líquidos o de la excesiva humedad por medio de cañerías, tubos o zanjas. Para la ingeniería y el urbanismo, el drenaje es el sistema de tuberías interconectadas que permite el desalojo de los líquidos pluviales o de otro tipo. ESTRATIFICACIÓN: disposición de las rocas sedimentarias en capas de variable espesor, separadas por superficies o planos de espesor, que marcan una variación de su tamaño o composición. GEOPOLÍTICA: la geopolítica es la ciencia que, a través de la geografía política, los estudios regionales y la historia, estudia la causalidad espacial de los sucesos políticos y sus futuros efectos.

INVÍAS: corresponde a la sigla del Instituto Nacional de Vías. METODOLOGÍA ASSHTO: procedimiento que busca determinar el Número Estructural (SN) necesario para soportar el tráfico previsto y calcular el Número Estructural efectivo del firme existente. RESILIENCIA DE LA SUBRASANTE: es el estudio de capacidad que se le hace a los materiales que conforman la sección estructural de un pavimento, se ven sometidos a un gran número de aplicaciones de carga, es decir son afectados por esfuerzos de fatiga, debido a repetidas solicitaciones, estos materiales empiezan a fracturarse o bien a acumular deformaciones dependiendo de su rigidez inicial, y esta es la principal causa del deterioro observado en la superficie de los pavimentos. SERVICIABILIDAD: satisfacción de los usuarios que se manifiesta, fundamentalmente, por la calidad en que se encuentran los pavimentos o capas de rodadura y los elementos que constituyen la seguridad vial. TRAMO: cada uno de los trechos o partes en que está dividida una superficie, camino, andamio, en fin. PAVIMENTO ASFÁLTICO: la estructura de un pavimento asfáltico consiste de todas las capas ó carpetas que se colocan arriba de la sub-base preparada ó fundación. La carpeta superior es la de rodamiento, esta puede tener un espesor desde menos de 25 mm a más de 75 mm dependiendo de una gran variedad de factores y circunstancias, construcción y mantenimiento.

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INTRODUCCIÓN La constancia y firmeza de los campesinos de la región (vereda Cosanza) en el ejercicio de sus labores y emprendimiento de buenas prácticas para cultivar sus productos de manera orgánica y la comercialización de los mismos como medida de desarrollo económico, le ha brindado al lugar que sus cultivos y formas de trabajo, sean reconocidos, y sus productos se posicionen en el mercado local e internacional con buena aceptación, como es el caso del café tipo exportación, cero químicos. A ello se le suma el manejo de la ganadería por sus diversas variedades de pastos que se dan en la región. Teniendo en cuenta las anteriores características propias de la zona se han abierto mayores posibilidades en la comercialización de sus productos y el incremento del tráfico, lo que compromete a todos sus habitantes a ser más eficaces y competitivos. Para dar cumplimiento a estos retos, se requiere que las vías tengan unas mejores características a las actuales con el fin de dar respuesta a las exigencias de un mundo agitado y globalizado que se vive hoy en día y que se hace cada vez más exigente. Las malas condiciones en las que se encuentran las vías de comunicación, actualmente, en el Municipio de Timaná y en especial el sector de la Vereda Cosanza, no permiten transitar fácilmente los vehículos, por los daños en los diferentes tramos de la vía que desde el Municipio de Timaná conduce a la vereda de Cosanza y veredas circundantes, se suma a ello, factores climáticos como la lluvia en la región y fenómenos naturales como movimiento de masas, influyen en el deterioro y hace que la vía permanezca continuamente en mal estado. La vía Timaná - Cosanza tiene la problemática del deterioro por encontrarse sobre afirmado para el tránsito vehicular en la actualidad, es necesario darle una solución definitiva para que transiten los vehículos que a diario sacan los productos agrícolas de la región y a si ayudaran a que la región tenga un desarrollo en corto plazo. El objetivo primordial que se propone es el diseño de la estructura del pavimento flexible para el tramo de la vía que del Municipio de Timaná conduce al centro poblado de la vereda de Cosanza, para optar al título de especialistas. A nivel nacional el Instituto Nacional de Vías, INVÍAS, realiza constantemente diseños en vías secundarias para realizar proyectos de este tipo ya que es una de las entidades gubernamentales que se encarga de realizar proyectos de infraestructura vial.

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Con frecuencia, los municipios a nivel local realizan estudios para el diseño de vías los cuales tienen unos costos elevados y que son pagados por la entidad gubernamental, en estos casos el Departamento, y de acuerdo al sector donde se realice, el municipio interesado cubre este rubro. Teniendo en cuenta lo anterior, las universidades locales y Nacionales apoyan este tipo de proyectos en cuanto al diseño ya que en la actualidad hay muchos municipios que no cuentan con los recursos suficientes para realizar un estudio de esta magnitud. La universidad Católica de Colombia, actualmente, motiva a los estudiantes de posgrado, y pregrado para que realicen sus tesis o trabajos de grado con el fin de beneficiar a comunidades de escasos recursos. Y que sus proyectos sean presentados a las entidades correspondientes y, estas a su vez, canalicen los recursos para su ejecución acortando los tiempos para la realización de proyectos de infraestructura vial. Por todo lo anterior, el presente proyecto para dar cumplimiento al gran objetivo general se ha propuesto presentar los estudios técnicos para mejorar las condiciones de la vía actual tanto en (diseño, estructura, control de drenajes, mejoramiento en ancho calzada, serviciabilidad, duración). Ello lleva a los autores a plantear ante las autoridades municipales la posibilidad de construir una vía con estructura mejorada en pavimento flexible que ofrezca a la comunidad tranquilidad en su transitar, permitiendo la movilidad de los vehículos en forma segura. Ello conduce a brindar a la comunidad de la región la posibilidad de transportar los productos agrícolas de una manera, ágil, segura y económica. Para no hacer el estudio ambiguo, los autores se centran en los estudios de población, longitudes y áreas a cubrir; la composición de los suelos en cuanto a su material para determinar características propias de ellos tales como: resistencia del material del suelo en el sector, evaluación de los sistemas de agua que pueden afectar la vía a futuro y que difieren en los espesores de diseños óptimos. Con el diseño se pretende dar alcance a las soluciones del problema que atañen principalmente al tramo de vía que desde el Municipio de Timaná conduce al centro poblado de la vereda de Cosanza, para una población aproximada circundante del sector de 1.600 habitantes de un total aproximado de 28.000 que existen en el Municipio de Timaná. Y con ello permitir mejoras a las necesidades sentidas que presentan municipios pequeños cuando no se cuenta con los recursos económicos y técnicos necesarios y suficientes, se brinda de esta manera una solución integral para mejorar la calidad de vida enfocada hacia el desarrollo social y económico.

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Para permitir su cumplimiento, se dará alcance a los diferentes métodos existentes para diseños de pavimentos, que brindan modelos matemáticos y proporcionan diseños ajustados a las características propias de cada región. Su recolección de información da elementos de juicio en los insumos, que con su aplicación brindan resultados de mayor alcance y con la posibilidad de disminuir errores.

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1. UBICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO 1.1 TIPO Y DISEÑO METODOLÓGICO 1.1.1 Metodología. La metodología que se utiliza para este proyecto consiste en el levantamiento de información histórica a través de medios virtuales, documentos físicos que reposan en la biblioteca municipal, toma de muestras físicas en terreno, análisis en laboratorios especializados y aplicación de los conocimientos para obtener un producto final optimo en cuanto a materiales y costos, que beneficie tanto a la comunidad como al Estado. 1.1.2 Tipo de estudio. Este es un estudio de tipo teórico-práctico con análisis y resultados donde se combinan actividades de espacio y tiempo, para obtener un producto que integrado con el conocimiento de la ingeniería de pavimentos, que contiene especificaciones propias en la aplicación de sus métodos, y aplicadas a un producto, que finalmente beneficia socio-económicamente a las comunidades asentadas en el área, donde se desarrolla la construcción de la vía para que genere desarrollo. 1.1.3 Diseño del estudio. Toma de información histórica, datos de campo como topografía planimétrica - altimétrica, inventario de obras de arte y por generar, ubicación de escorrentías, conocer las características pluviométricas de la región, humedad, temperatura de la región, toma de muestras de suelo en sitio realizando calicatas para conocer las características y propiedades mecánicas del terreno factor determinante en los diseños, cálculos en oficina, conclusiones y recomendaciones para el proyecto. 1.2 UNIDAD DE ANÁLISIS Vía vehicular en 3.500 mts. 1.2.1 Diagnóstico de la población. Dentro del diagnóstico de la población, se retomó inicialmente la reseña histórica del municipio de Timaná, del Departamento del Huila. Según los cronistas Castellanos, Herrera y Fray Pedro Simón, el origen del municipio de Timaná corresponde a la existencia en esta zona, de la tribu de los indios Timanaes, Yalcones y Apiramas, bajo el mando de los Caciques Inando, Pionza, Añolongo, Meco y posteriormente la Cacica Gaitana quien entra a ejercer un total dominio sobre todas estas tribus. La Gaitana, quien luego de ver a su hijo Timanco quemado vivo por el conquistador Pedro de Añasco, lo sometió y lo aniquiló lentamente, en presencia de sus bravos guerreros. La fundación se amerita al español Pedro de Añasco en el sitio de Guacacayo o Gaula el 18 de diciembre de 1538.

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Esta población en 1558 fue trasladada al sitio que actualmente ocupa a orillas del río Timaná, con el nombre de villa de San Calixto de Timaná. La antiquísima historia está colmada de heroicas disputas entre sus habitantes originales y los colonizadores españoles, a quienes opusieron feroz resistencia, protagonizando hechos tan crueles como la venganza de la Cacica. No se sabe cómo desapareció la gran cacica Gaitana, pero sus hazañas son un permanente mensaje de libertad, independencia y patriotismo para los pueblos de América. Teniendo como referencia lo anterior, en la actualidad, el municipio se encuentra delimitado de la siguiente manera: Figura 1. Mapa Departamento del Huila.

Fuente: ALCALDÍA DE TIMANÁ. Plan de Ordenamiento Territorial Timaná: Alcaldía, 2008. p. 14.

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Tabla 1. Ubicación geográfica del municipio de Timaná. Norte Altamira Sur Pitalito Oriente Acevedo y Suaza Occidente Mesa de Elías

Fuente: ALCALDÍA DE TIMANÁ. Plan de Ordenamiento Territorial Timaná: Alcaldía, 2008. p. 16. La descripción de los límites del Municipio de Timaná se realiza de acuerdo a la verificación de campo efectuada por el equipo de Ordenamiento Territorial y con base en las planchas del IGAC, teniendo en cuenta que en la asamblea Departamental no reposa la ordenanza de los límites municipales; su aparte ha sido destruido y solo se aprecia el Número de la ordenanza, más no su contenido, así: Figura 2. Mapa del Sur del Huila.

Fuente: ALCALDÍA DE TIMANÁ. Plan de Ordenamiento Territorial Timaná: Alcaldía, 2008. p. 14. La divisoria de aguas por el norte, la frontera municipal inicia en el Zanjón del Diablo hasta la coordenada 716.000 norte entre 1.136.800 este y 1.137.800 este sube quebrada Azufral. Por la divisoria de aguas pasando la carretera que de la vereda El Palmo conduce al municipio de Altamira, buscando el zanjón hacia la quebrada los Guayabos, terminando el límite, en este punto, con el municipio de Altamira. Por el oriente, por la quebrada los Guayabos arriba, hasta su nacimiento y buscando la quebrada los Chochos hasta la zanja Honda. Aguas arriba hasta el

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nacimiento de la zanja la Honda, siguiendo la divisoria de aguas por la cuchilla Paramillo, hasta el nacimiento de la quebrada el Macal y el río Timaná. Desde este punto, su dirección sur la toma de la divisoria de aguas hacia el cerro Tres Tulpas, donde lindara con Suaza, comenzando los linderos con Acevedo, determinados por la divisoria de Aguas que pasa por Alto letras, Alto el Olivo, lindero con Acevedo y Pitalito. El lindero sur, empieza en la divisoria de aguas hasta el nacimiento de la quebrada El Oso, sigue aguas abajo hasta la quebrada Cajuche, siguiendo esta aguas arriba hasta el primer zanjón, en dirección contraria en el sentido norte, aguas arriba por divisoria de aguas hasta encontrar la quebrada Quecheme. Por la quebrada Quecheme aguas arriba, hasta el nacimiento por la divisoria de aguas hasta el nacimiento de la quebrada Olicual. Por el occidente, empezando con linderos por Elías, se encuentra la quebrada Olicual, que sigue aguas abajo limitando los municipios hasta la desembocadura de esta en el río Timaná, siguiendo este hasta la desembocadura en el río Magdalena, en donde empiezan los límites con Tarqui hasta la desembocadura del Zanjón del Diablo. La geografía del Municipio de Timaná es variada y sus características de geomorfología y climatología permiten que el área que corresponde al municipio cuente con una extensa orografía alimentada por las grandes pendientes y extensas llanuras. Se puede ver que por la quebrada Quecheme aguas arriba, hasta el nacimiento por la divisoria de aguas hasta el nacimiento de la quebrada Olicual. Por el occidente, empezando con linderos por Elías, se encuentra la quebrada Olicual, que sigue aguas abajo limitando los municipios hasta la desembocadura de esta en el río Timaná, siguiendo este hasta la desembocadura en el río Magdalena, en donde empiezan los límites con Tarqui hasta la desembocadura del Zanjón del Diablo.

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Figura 3. Panorámica relieve Sector Tobo.

Fuente: ALCALDÍA DE TIMANÁ. Plan de Ordenamiento Territorial Timaná: Alcaldía, 2008. p. 22. Hacia el Occidente se extiende igualmente de sur a norte otro ramal que se desprende del anterior, sobre el cual se levanta la mesa de Elías. En conclusión la orografía del municipio se reduce a las estribaciones de la Cordillera de la Ceja, Montaña de las Delicias, y al este la Serranía de San Isidro. Todo el área del municipio presenta erosión antrópica con intensidad moderada, muy fuerte como resultado de la tala de los pocos relictos de bosques y de mal manejo de las tierras pues se trata de terrenos muy pendientes, si a esto se agrega que el clima se caracteriza por precipitaciones abundantes durante el período invernal, lógicamente se producen movimientos de masa (deslizamientos) y arrastre de la capa vegetal de los suelos. Con respecto a la hidrografía, aunque por antonomasia el eje fluvial es el río Magdalena, por la formación de relieve, el sistema hidrográfico fundamental del área estudiada es el río Timaná, que baña el Municipio del Mismo nombre y el de Elías, este río tiene sus fuentes de origen en la serranía de San Isidro (al este del valle de Timaná) al sur de la cabecera Municipal, siendo la dirección de su curso sudeste – Noreste y desemboca en el río Magdalena en el sitio conocido como Pericongo, latitud hasta la que se prolonga la serranía de la Ceja.

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Sus afluentes principales por su margen derecha (serranía de San Isidro) son las quebradas El Bosque (La Vega), El Hueco (Palmichala), Los Cauchos, Camenzo, La Turbia y Sicana. Por su margen izquierda (serranía de la Ceja) las quebradas de La Colorada, Tobo, Mansito, Raspacanillas y Olicual. Existen otras como son: Quebrada Seca, La Guinea, Tierra Blanca, Santa Barbara, Sicana, Las Vueltas, la Piragua, Guayamba, la Turbia, El Rincón, la Mesa, Las Caimitas, Palma y Cascajal. Algunas de las anteriores, fueron fuentes permanentes pero debido al abuso de la tala de bosques, sus cuencas han desaparecido, desafortunadamente las pocas que existen se encuentran contaminadas, porque a ellas caen aguas servidas, basuras y residuos del café y detergentes. La conformación geológica de la región, en general presenta las siguientes características: los suelos del valle del río Timaná son derivados de rocas sedimentarias. Con relación a lo anterior, el Geólogo Carlos Buitrago dice que afloran arcillas que por su posición estratigráfica parecen del terciario inferior. Afloran en posición horizontal calizas de color claro y grano grueso, las calizas se extienden al oeste hasta el río Timaná en donde se puede observar que infrayacente a la caliza se encuentra una arenisca cuarzática de grano fino y cemento calcáreo. Las calizas y mármoles del área de Timaná están asociadas a rocas sedimentarias de edad cretácea del valle del Magdalena. Estas rocas están representadas por calizas líditas, sales y areniscas. Los suelos de la serranía de la Ceja en su vertiente del este se caracterizan por ser desarrolladas a partir de rocas ígneas: geológicamente andesitas, basaltos y sus tobas de edad cenozoica. En varios sectores, especialmente a lo largo del río Magdalena, se encuentran terrazas a diferentes alturas sobre el nivel del Río. Según Kroonenberg, los niveles más bajos tienen un carácter netamente fluvial y luego realzan que esas terrazas son depósitos jóvenes correspondientes al Cuaternario. Estratigraficamente la Ignimbritas del alto Magdalena, se les ha denominado formación Guacallo, aunque en épocas anteriores algunos investigadores como Kroonenberg, les dieron otras denominaciones. Según los datos arrojados en el diagnóstico de Vivienda y Poblacional realizado paralelamente a la etapa de recolección de datos del Plan de Ordenamiento Territorial para el municipio de Timaná, geopolíticamente, se establece que en el área urbana hay 8.217 personas, y en el área rural 14.985, se puede ver que la mayor parte de la población está concentrada en el área rural que sumados con la

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población de la zona urbana da un total de 23.202 habitantes que conforman el 100% de la población. Figura 4. Mapa zona urbana municipio de Timaná

Fuente: ALCALDÍA DE TIMANÁ. Plan de Ordenamiento Territorial Timaná: Alcaldía, 2008. p. 25. Según la certificación de población de fecha 27 de mayo de 1998, emanada del Departamento Administrativo Nacional de Estadística – DANE, derivada del Censo de 1.993, la población proyectada a Junio de 1997 es de 23.262 y la población proyectada a Junio de 1.998 es de 23.580 habitantes, para el municipio de Timaná. Teniendo en cuenta lo anterior, el Crecimiento de la Población ha sido: Tabla 2. Crecimiento de la población años 1951 – 1997.

AÑO TOTAL URBANO RURAL TASA DE

CRECIMIENTO PROMEDIO

ANUAL 1.951 6.602 2.439 4.163 1.964 8.608 2.999 5.609 0.02062 1.973 13.732 3.956 9.776 0.05326 1.985 16.179 5.082 11.097 0.013759 1.993 22.348 6.152 16.196 0.041204 1.995 23.253 6.540 16.713 0.020047 1.996 23.918 6.793 17.125 0.028598 1.997 24.470 7.013 17.457 0.02308

Fuente: DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTADÍSTICAS. Censo de población y vivienda de Colombia. Año 1997. Bogotá: DANE, 2005. p.15.

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Esta tasa de crecimiento (0.028) mantiene una proporción adecuada con el crecimiento actual nacional que fue de 0.044 %, y para el departamento del Huila muestra un crecimiento de 0.02 entre los años 1985 y 1993. La división política de Timaná está conformada por el sector urbano y la delimitación del perímetro urbano y rural, el cual esta integrado por dos (2) inspección de Cosanza y Naranjal y por 37 veredas que se presentan con su respectiva extensión en la Figura 5. Figura 5. Mapa división política de Timaná- Huila.

Fuente: ALCALDÍA DE TIMANÁ. Plan de Ordenamiento Territorial Timaná: Alcaldía, 2008. p. 29. En la zona rural, se puede ver que, la vereda el Pedregal cuenta con un 0.4% de la población y éste conforma con las demás veredas el 99.0% de 182.5 kilómetros cuadrados con los que cuenta el municipio de Timaná, 181.6 son ocupados por el área rural, y de éstos, como se observa en la Figura, la Inspección de Naranjal es

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la que ocupa mayor extensión dentro del municipio, con un 8.5 % del área rural, seguido por la vereda El Alto con un 6.4%; la vereda con menor extensión del área rural del municipio es el 5%,a esto se le suma el 0.5 del área urbana para un total de 182.5 Kilómetros cuadrados que equivalen al 100% del municipio de Timaná. Ver tabla No 3. Tabla 3. Superficie de las divisiones territoriales

VEREDA O INSPECCIÓN

KILÓMETRO CUADRADO

PORCENTAJE %

Inspección de Cosanza

3.4 1.8

Inspección de Naranjal

15.5 8.5

1. Aguas Claras 3.1 1.7 2. Alto Santa Bárbara

6.7 3.7

3. Bajo Santa Bárbara

6 3.3

4. Alto Naranjal 11.6 6.4 5. Buenos Aires 5.2 2.8 6. Camenzo 3.8 2.1 7. Cascajal 10.5 5.8 8. Criollo 1.8 1.0 9. El Diviso 1.5 0.8 10. El Pedregal 0.7 0.4 11. El Tejar 1.2 0.7 12. Juan Martín 7.7 4.2 13. La Esperanza 3.6 2.0 14. La Falda 1.8 0.9 15. La Florida 2.8 1.5 16. La Minchala 3.9 2.2 17. La Pencua 2.2 1.2 18. Las Mercedes 4.8 2.7 19. Limo – Santa Clara

5.5 3.0

20. Loma Larga 5.5 3.0 21. Mantagua 3.6 2.0 22. Mateo Rico 1.7 1.0 23. Montañita 5.1 2.8 24. Palmito 8.5 4.7 25. Pantanos 10.8 5.9

27

VEREDA O INSPECCIÓN

KILÓMETRO CUADRADO

PORCENTAJE %

26. Paquies 1.5 0.8 27. Piragua 2.9 1.6 28.Sabaneta 2.2 1.2 29. San Antonio 4.7 2.6 30. San Calixto 1.5 0.8 31. San Isidro 2 1.1 32. San Marcos 7.8 4.3 33. Santa Fé 4.2 2.3 34. Sicandé 5.6 3.0 35. Tobo 4.9 2.7 36. Quinche 1.5 0.8 37. Palmo 4.3 2.4 SUBTOTAL 181.6 99.5 Casco Urbano 0.9 0.5 TOTAL 182.5 100

Fuente: ALCALDÍA DE TIMANÁ. Plan de Ordenamiento Territorial Timaná: Alcaldía, 2008. p. 32. Los corregimientos de Timaná certificados por el honorable Concejo Municipal, en su Acuerdo No. 006 de Agosto 29 de 1990, los organizó en siete (7) corregimientos así:

CORREGIMIENTO No. 1: "Monseñor ESTEBAN ROJAS TOVAR". Compuesto por el centro de la inspección departamental de policía de Naranjal y las veredas: La Falda, El Alto, El Palmo, El Limo, Santa Clara, Sicana, Juan Martín y La Loma.

CORREGIMIENTO No. 2: "RODRIGO LARA BONILLA". Compuesto por la inspección de policía de Cosanza y las veredas: Santafé, San Antonio, San Isidro y Lourdes.

CORREGIMIENTO No. 3: "ISMAEL JOVEN". Constituida por las veredas: Montañita, Camenzo, Aguas Claras, Quinche, Buenos Aires y Sabaneta.

CORREGIMIENTO No. 4: "Pro. PABLO EMILIO RAMÍREZ". Constituido por las veredas: Pantanos, Santa Bárbara Alta, Santa Bárbara Baja, El Diviso y Palmito.

CORREGIMIENTO No. 5: "ANTONIO CÁRDENAS". Formado por las veredas: Cascajal, Paquies, La Esperanza y La Piragua.

CORREGIMIENTO No. 6: "MANUEL SALVADOR MOLINA". Constituido por las veredas: San Marcos, Loma Larga, Tobo y La Florida.

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CORREGIMIENTO No. 7: "MATEO VARGAS" Constituido por las veredas: El Tejar, La Pencua, Mantagua, Meteórico, Sicandé y Criollo. 1.2.2. Caracterización. El municipio de Timaná se encuentra ubicado a una distancia de 446 km de la capital de Colombia, en el valle del Magdalena, al sur del departamentos del Huila, a 166 km de la ciudad de Neiva, la Cordillera Oriental en la serranía de Buenos Aires se bifurca generando el valle de Laboyos, Timaná y Suaza, en el sitio denominado Pericongo y el otro continúa hacia el norte del departamento conformando la serranía de Miraflores. Cuenta con una extensión de 182.5 km2, a una altura de 1.100 msnm. 1.2.3. Climatología del municipio. Teniendo en cuenta la ubicación geográfica del municipio con respecto a su localización en el sur de Colombia y del departamento del Huila, y por encontrarse con respecto a su altitud en la parte más baja, donde se encuentra el macizo colombiano, lo hace merecedor de unas condiciones climatológicas como son: temperatura Mínima de 12°C y máxima de 26°C, una humedad promedio de 67%, unas condiciones de viento 8 km/h, visibilidad de 9 km, precipitaciones: 0.9 mm y sensación térmica de 23°C.

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Figura 6. Mapa división climatológica municipio de Timaná.


30

Tabla 4. Descripción de los suelos.


31

1.2.4 Vías rurales. Figura 7. Mapa de vías terciarias municipio de Timaná.

Fuente: ALCALDÍA DE TIMANÁ. Plan de Ordenamiento Territorial Timaná: Alcaldía, 2008. p. 41. El Municipio de Timaná-Huila, por su ubicación geográfica y pendientes moderadas que presenta con respecto a su geografía, de todo el territorio, permite una buena distribución y cubrimiento de las vías carreteables en la zona rural, presenta sitios de dificultosa complejidad en sectores como Sicande, Sabaneta, la Minchala, Aguas Claras y San Calixto, sus suelos contienen gran cantidad de arcilla, esto dificulta su mantenimiento y a ello se le suma la presencia de movimientos de masas. Esta situación dificulta la estabilidad de las vías en los sectores y generando al Municipio mayores gastos por los mantenimientos rutinarios.

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El sector donde se desarrolla el presente proyecto no cuenta con presencia de grandes cantidades de materiales arcillosos, se presencia una buena estabilidad por contener materiales firmes y rocosos. 1.2.5 Vía de Timaná a Cosanza. Figura 8. Ubicación vía localización proyecto Timaná – Cosanza

Fuente: ALCALDÍA DE TIMANÁ. Plan de Ordenamiento Territorial Timaná: Alcaldía, 2008. p. 48. Timaná pertenece a la subregión sur del Departamento del Huila, localizado al sur de Colombia y en el corredor vial Quito – Bogotá – Caracas, que dentro de los nodos se coloca en el tramo de la carretera 45 de orden nacional, uniendo los municipios entre otros de Mocoa, Pitalito, Timaná, Garzón, Gigante, Neiva, Bogotá. Se localiza bajo la jurisdicción de la regional 14 Huila del Instituto Nacional de Vías. En el contexto regional la troncal del Magdalena representa el eje que dinamiza la economía y las relaciones del departamento y la región. Dicha troncal enlaza el territorio del sur del país (Putumayo), a través del sistema vial, como son las vías Neiva – Balsillas – San Vicente (en construcción); Neiva – Colombia – La Uribe (en proyecto); Altamira – Suaza – Florencia; Laberinto – la Plata – Belén – Popayán e Isnos – Paletará – Popayán. Teniendo en cuenta que las vías que comunican con la ciudad de Florencia articularán en un futuro próximo al departamento y sus subregiones central y sur, con la denominada Marginal de la Selva, que facilita la interconexión con Venezuela y Ecuador. Teniendo en cuenta lo anterior, la visión urbano-regional desde el punto de vista del sistema vial interregional con respecto a Timaná y a la subregión sur, es ampliamente favorable y excepcional con relación al desarrollo futuro cuando este sistema se consolide.

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1.2.6 Temperatura del municipio de Timaná. Figura 9. Gráficas climatología municipio de Timaná IDEAM.

Fuente: IDEAM. Climatología municipio de Timaná: 2008. [En línea]. Disponible en Internet: < http://www.cambioclimatico.gov.co/jsp/1269>. [Citado: agosto 15, 2012].

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1.2.7 Precipitaciones del municipio de Timaná. Figura 10. Gráficas precipitaciones municipio de Timaná IDEAM.

Fuente: IDEAM. Precipitaciones del municipio de Timaná. [En línea]. Disponible en Internet: <http://institucional.ideam.gov.co/jsp/1002>. [Citado: agosto 15, 2012].

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2. FUNDAMENTOS LEGALES 2.1 LEYES, REGULACIONES, CÓDIGOS Y ESTÁNDARES La Ley 80 de 1993, establece que las entidades estatales deben hacer la revisión periódica de las obras contratadas para verificar las condiciones de la calidad ofrecidas por los contratistas. El Instituto Nacional de Vías - Invías para sus controles cuenta con unas normas estándares de calidad como parámetro constructivo donde se reglamenta el control del sistema vial nacional en construcción y mantenimiento. Teniendo en cuenta el diseño de la estructura vial, se consultó la normatividad IDU-2007, esta norma se ha considerado importante porque sus aplicaciones han sido funcionales en vías de alto nivel de tráfico como es el caso de Bogotá. La documentación suministrada durante el desarrollo de la especialización para la Ingeniería de Pavimentos en la universidad Católica de Colombia se convirtió en la base de la propuesta para el diseño de la estructura del pavimento flexible, donde cada catedrático aportó y desarrolló temas en diseño, construcción y mantenimiento vial de acuerdo a sus conocimientos y experiencias obtenidos a nivel nacional e internacional. Siendo esta especialización certificada por el Icfes donde tiene aprobado todo un programa para el sistema vial. 2.2 FUNDAMENTOS DE DISEÑO DE VÍAS El diseño vial está basado en evaluar los alcances sociales, técnicos y económicos mitigando los impactos que este pueda generar a una sociedad, tomando información histórica de acuerdo a su cultura, información atmosférica, información geológica, desarrollando y aprovechando nuevas tecnologías para dar a la sociedad un resultado óptimo, minimizando esfuerzos laborales del personal, de maquinaria con el fin de aprovechar los recursos de materiales existentes en la zona minimizando la relación de costo - beneficio en el proyecto. Por información histórica, en nuestro país se ha podido establecer que un buen diseño vial agiliza la viabilidad de este tipo de proyectos ya que ayudan al desarrollo de las regiones.

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3. MÉTODO A SEGUIR 3.1 ESTUDIOS Y ANÁLISIS PRELIMINARES 3.1.1 Estratificación suelos. Figura 11. Estratificación del suelo vía Cosanza – Timaná.

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Fuente: Autores. Los cuadros anteriores muestran la estratificación correspondiente de la vía que desde el Municipio de Timaná conduce al centro poblado de la Vereda Cosanza y hasta el kilómetro 3.5 distancia correspondiente a la vereda de Santafé, la cual corresponde al distanciamiento del diseño de la estructura del pavimento flexible en el presente proyecto.

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El tramo de K4+200 derecho: presenta un perfil estratigráfico de 0.00 m a 0.10 m, con características de suelo areno-limo- arcilloso con presencia de gravas SM-SC, y de 0.20 m a 1.50 m de profundidad corresponde a suelo con características arcillas inorgánicas color café verde amarilla CL.ML.

Tramo de k4+700 izquierdo: presenta un perfil estratigráfico de 0.00 m a 0.08 m, con características de suelo arena limo – arcilloso con presencia de gravas SM-SC, y de 0.08 m a 1.50 m de profundidad corresponde suelo con características arcillas inorgánicas de color café claro CL-ML.

Tramo de k5+200 Derecho: presenta un perfil estratigráfico de 0.00m a 0.20 m, con características de suelo arena limo-arcillosa con presencia de gravas SM-SC, y de 0.20 m a 1.50 m corresponde a un suelo arcilloso inorgánico de color café CL.

Tramo de k5+700 izquierdo: presenta un perfil estratigráfico de 0.00 m a 0.30 m, con características de suelo arena limo - arcilloso con presencia de gravas SM-SC, y de 0.30 m a 1.50 m, corresponde a un suelo de arcillas inorgánicas de color café verdes rojizas CL.

Tramo de k6+200 Derecho: presenta un perfil estratigráfico de 0.00 m a 0.15 m, con características de suelo arena limo –arcilloso con presencia de gravas SM-SC, y de 0.15 m a 1.50 m, corresponde a un suelo de arcillas limo inorgánicas de color rojizo verde amarilla CL-ML.

Tramo de k6+700 Derecho: presenta un perfil estratigráfico de 0.00 m a 0.10 m, con características de suelo grava limo –arcilloso de color café GM-GC, y de 0.10 m a 1.50 m, corresponde a un suelo de arcillas limo inorgánicas de color rojizo verde Habana CL-ML.

Tramo de k7+200 Derecho: presenta un perfil estratigráfico de 0.00 m a 0.10 m, con características de suelo grava limo –arcilloso de color café GW-GC, y de 0.10 m a 1.50 m, corresponde a un suelo de arcillas inorgánicas de color amarillo verde rojizo CL.

Tramo de k7+700 Derecho: presenta un perfil estratigráfico de 0.00 m a 0.15 m, con características de suelo arcilla limo-arcilloso con presencia de gravas SM-SC, y de 0.15 m a 1.50 m, corresponde a un suelo de arcillas inorgánicas de color amarillo verde rojizo CL. 3.1.2 Volúmenes de tráfico vehicular. Se utilizaron datos de conteos de tráfico realizados en el año 2006 por el municipio en un lapso de siete días durante las 24 horas con secuencias de cada hora, y realizados con la selección de vehículos de la nomenclatura INVÍAS. El conteo se realizó en la salida de la vía que desde el municipio de Timaná conduce al centro poblado de la vereda Cosanza, en el

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k0+000 del proyecto, los conteos se realizaron en formatos que se implementaron para la labor en donde se consignó la información recopilada. 3.1.3 Determinación del tránsito promedio diario. El tránsito se clasifica con relación al número de ejes equivalentes de 80 KN previstos durante el periodo de diseño, en el carril de diseño. Teniendo como referencia que la región basa su economía en la agricultura, producción de ganado vacuno y equino, y en consecuencia si el tramo de vía se pavimenta, el tránsito atraído, generado y desarrollado, se estima en un cinco por ciento (5%), del tráfico normal en los primeros diez años del proyecto. 3.1.4 Estimación del tránsito promedio diario normal. TPD año 2011 451 TPD atraído + generado + desarrollado 27 TPD Total 478 Factor Direccional 75% TPD en carril de diseño año base 359

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3.1.5 Determinación tasa de crecimiento. Con respecto a la tabla 3.9 del manual de diseño de pavimentos asfálticos en vías con medios y altos volúmenes de tránsito, se toma una tasa de crecimiento del 3.00%. 3.1.6 Tránsito promedio normal. En la siguiente tabla, traída de los conteos realizados, se muestra la composición del tránsito por tipo de vehículo. Tabla 5 Composición vehicular %

COMPOSICIÓN VEHICULAR 12%

73% 15% 8,56% 2,08% 1,36% 0,00% 0,00% A B C-2P C-2G C-3-4 C-5 > C-5 329 68 38 10 6 0 0 Fuente: MONTEJO FONSECA. Alfonso. Ingeniería de pavimentos. 3 ed. Bogotá: Universidad Católica de Colombia, v. 1, p. 156. 3.1.7 Determinación del número de ejes equivalentes en el carril de diseño. Determinamos el número de ejes equivalentes en el carril de diseño por el carril con mayor tránsito y en doble sentido. 3.1.8 Determinación del factor de equivalencia (factor daño). En la realización del proyecto utilizamos los factores que se proponen en la tabla 3.5 del manual de diseño de pavimentos asfálticos en vías con medios y altos volúmenes de tránsito. Tabla 6. Factor de equivalencia de carga por tipo de vehículos INVÍAS.

TABLA 3,5 FACTOR DE EQUIVALENCIA DE CARGA POR TIPO DE VEHÍCULO INVÍAS

TIPO DE VEHICULO FACTOR DE EQUIVALENCIA BUS 0,4 C-2P 1,14 C-2G 3,44 C-3-C-4 6,73 C-5 4,4 > C-5 4,7 Fuente: MONTEJO FONSECA. Alfonso. Ingeniería de pavimentos. 3 ed. Bogotá: Universidad Católica de Colombia, v. 1, p. 163. 3.1.9. Determinación de ejes equivalentes. Distribución por carril 0.75 Transito atraído + generado + desarrollado 5.0% Tasa de crecimiento 3.0%

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Tabla 7. Tráfico en proyección estimado.

73% 15% 70,58% 17,64% 11,78% 0 0

AÑO TPD A B C‐2P C‐2G C‐3‐4 C‐5 >C‐5

2011 451 329 68 38 10 6 0 0

2012 461 337 69 39 10 7 0 0

2013 472 344 71 40 10 7 0 0

2014 483 352 72 41 10 7 0 0

2015 494 360 74 42 10 7 0 0

2016 505 368 76 43 11 7 0 0

2017 516 377 77 44 11 7 0 0

2018 528 385 79 45 11 7 0 0

2019 540 394 81 46 11 8 0 0

2020 552 403 83 47 12 8 0 0

TOTAL 5002 3651 750 424 106 71 0 0

TRAFICO EN PROYECCION ESTIMADO

12%

TRAFICO

Fuente: MONTEJO FONSECA. Alfonso. Ingeniería de pavimentos. 3 ed. Bogotá: Universidad Católica de Colombia, v. 1, p. 172. Figura 12. Tránsito Timaná-Cosanza.

Fuente: MONTEJO FONSECA. Alfonso. Ingeniería de pavimentos. 3 ed. Bogotá: Universidad Católica de Colombia, v. 1, p. 179.

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Tabla 8. Tránsito normal – atraído – y generado.

Fuente: INVÍAS. Programa para medios y bajos volúmenes de tránsito, 2008. Tabla 9. Tránsito normal.

Fuente: INVÍAS. Programa para medios y bajos volúmenes de tránsito, 2008.

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Tabla 10. Tránsito atraído.

Fuente: INVÍAS. Programa para medios y bajos volúmenes de tránsito, 2008. Tabla 11. Tránsito generado.

Fuente: INVÍAS. Programa para medios y bajos volúmenes de tránsito, 2008.

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Tabla 12. Coeficientes Ecuaciones de Regresión.

Fuente: INVÍAS. Programa para medios y bajos volúmenes de tránsito, 2008. Figura 13. Curvas regresiones exponencial tráfico.

Fuente: INVÍAS. Programa para medios y bajos volúmenes de tránsito, 2008. 3.1.10 Diseño de la estructura del pavimento. Teniendo en cuenta las generalidades y haciendo uso del estudio de tránsito tratado en el capítulo anterior, y referenciando los datos obtenidos como resultados de ejes equivalente que son mayores a quinientos mil, permite tomar la decisión en la utilización del método de diseños de pavimentos asfálticos de altos y medios volúmenes de tránsito, y se logra hacer un comparativo con los lineamientos de la metodología ASSHTO 1993 y se verifican los resultados finales con métodos mecanicistas racional, y se hace la verificación de los esfuerzos de tracción en las capas

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inferiores de la carpeta, e igualmente su deformación a nivel de la subrasante, y para ello hacemos uso del programa DEPAV de la Universidad del Cauca. Es de suma importancia hacer relevancia de las metodologías a seguir y su proceso y selección del periodo de diseño y las alternativas que se requieren proponer y la determinación de la tipología de la estructura a utilizar. Las características de selección de los insumos como el CBR para los diseños, se requirió tener en cuenta lo siguiente:

Los apiques que se realizaron en los diferentes puntos de los tramos de vía y sus resultados de CBR de los diferentes estratos, una vez analizados y por su ubicación, permite observar que sus resultados están contemplando una cercana similitud lo que nos permite decir que se realice un promedio y obtener un resultado para de esta manera utilizar este promedio en lo diseños del calculo de la estructura y haciendo uso del manual de INVÍAS en el método de altos y medios volúmenes de tránsito para pavimentos flexibles.

Seguidamente conociendo los CBR correspondientes asignamos los MR correspondientes. 3.1.11 Diseño de los espesores INVÍAS medios y altos volúmenes. Para la determinación de los espesores se recomienda hacer un tanteo de aproximación dando seguimiento a la metodología de INVÍAS para el diseño de pavimentos asfálticos con medios y altos volúmenes de tráfico, lo que basa su funcionamiento en una combinación en los métodos existentes y sumado a ello la experticia y la aplicación de la teoría fundamental de los materiales. El método proporciona los parámetros necesarios y suficientes que permiten determinar la estructura que soporte las cargas que va a generar el tránsito y las solicitaciones impuestas requeridas por las características ambientales como (la pluviosidad y temperatura). En la metodología se requiere tener consideraciones como es el periodo de análisis y de diseño estructural, que bien propuesto en la metodología, y por las recomendaciones de la tabla 2.2 para vías de categoría III se encuentra en un rango de 10 – 30 años para una geometría fija de 30 años como periodo recomendado y con condiciones inciertas de 20 años, lo que nos permite determinar para las condiciones de la vía de Timaná Cosanza por su geometría y por sus condiciones de crecimiento, el adoptar 10 años como rango de criterio para los diseños.

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Tabla 13. Periodo de análisis (P.A) años. Periodo de análisis ( P.A. ) años

Periodo recomendado Categoría de la vía Rango Geometría fija Condiciones

inciertas I 20-40 30 - II 15-30 30 25 III 10-30 30 20 Especial 10-30 30 20-25

Fuente: MONTEJO FONSECA. Alfonso. Ingeniería de pavimentos. 3 ed. Bogotá: Universidad Católica de Colombia, v. 1, p. 193. Las consideraciones de tránsito de diseño se realizan por la cuantificación de los ejes simples equivalentes de 8.2 toneladas (N) que transitan por el carril de diseño a lo largo del periodo de diseño, lo que se consideró en el capitulo anterior como de diez años (10 años). N = 1.14 x 106 ejes equivalentes de 8.2 toneladas en el carril de diseño (10 años) Los factores ambientales y climáticos que se consideran requieren conocer la temperatura media anual ponderada del sitio de estudio, así mismo como la precipitación media anual en mm/año. Las temperaturas para el municipio de Timaná reflejan el clima cálido seco y cálido semi-húmedo con temperaturas que están entre los 20 a 30 °C para alturas que se encuentren menores a 2000 msnm. TMAP = 24 °C Precipitación = 1573 mm /año El módulo resiliente de diseño se seleccionó para cada una de las zonas del diseño, con respecto a la siguiente fórmula. MR = 10.3 CBR MR = 10.3 X 4.77 Kg/Cm2 MR = 49.13 MPa MR = 10.2 X MPa = 499.80 kg /cm2 Para las arcillas de la región el módulo de Poisson se puede considerar que se encuentra en un rango de 0.0 A 0.5, con respecto al nivel de confinamiento y las características de las observaciones que se tuvieron en terreno, por sus grandes cambios de resistencia con respecto a la humedad, lo que se asume un valor de 0.5. Continuando con la metodología de diseño del manual de INVÍAS para

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pavimentos asfálticos con medios y altos volúmenes de tránsito y teniendo en cuenta las características de terreno de CBR que es 4.77 Kg/cm2, Módulos Resiliente de 490Mpa esta entre 300 a 500 Kg/Cm2, número estructural de ejes equivalentes es de 1.14 x 10e6 ejes equivalentes. Tabla 14. Parámetros de diseño.

PARAMETROS DE DISEÑO

VALOR CATEGORIA ENEL MANUAL

Tmap 24°C <30°cPrecipitacion 1573 mm/año <2000mm/año

PARAMETROS DE DISEÑO

Módulo Resiliente Promedio

400 Kg/Cm2 S2

Transito Equivalente de diseño

1,14 X 10 E6 T2

Fuente: MONTEJO FONSECA. Alfonso. Ingeniería de pavimentos. 3 ed. Bogotá: Universidad Católica de Colombia, v. 1, p. 206. A continuación se muestran los cortes de diseño de la metodología INVÍAS para medios y altos volúmenes de pavimentos flexibles, de la carta 2, se obtienen dos alternativas.

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Tabla 15. Cartas de diseño.

CARTAS DE DISEÑO 2

ALTERNATIVA 1

m

MDC‐2

BG‐2

SBG‐1

0,10

0,20

0,40

CARTAS DE DISEÑO 2

BEE‐2

SBG‐1

0,10

0,10

0,40

BEE‐2

ALTERNATIVA 2

MDC‐2 0,08

m

Fuente: Autores. 3.1.12 Método AASHTO. La utilización del método Aashto de 1993 nos permite emplear dos alternativas de diseño con material de bases granulares y Sub-bases granulares, por cuanto en el sector contamos con una cantera de material de buena calidad. Seguidamente se relacionan los insumos necesarios para la utilización de la metodología Aashto de 1993 y que son requeridos en los resultados de la proyección de la estructura a determinar. 3.1.12.1 Variable de diseño en la Metodología Aashto.

Periodo de Diseño (n) = 10 Años.

Tránsito: Corresponde al número de ejes equivalentes de 18 Kips en el carril de diseño, (W18) = 1.14 x 10 E6 ejes equivalentes con proyección a diez años.

Confiabilidad: (R) 90 % recomendado por la Aashto para vías rurales, tomado de la metodología Aashto de 1993.

Desviación estándar total: So = 0.45 correlacionando las variables de confiabilidad R, y Zr en la metodología para diferentes carreteras.

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Subrasante: Módulo Resiliente de la subrasante: el módulo resiliente con énfasis a cada uno de los estratos de la subrasante encontrados en los tramos de la sectorización. 3.1.12.2 Criterios de comportamiento. Serviciabilidad definida como la capacidad de un pavimento para prestar un buen servicio al tránsito que lo va a utilizar y valores de índice presente que va a utilizar (PSI) y que varían entre 0.0 y 5.0, y la relación de un índice final (Pt) el cual basa el menor índice que puede tener antes de ser necesario un refuerzo o rehabilitación, y estos valores están sugeridos por la Aashto de 2.0 para vías y demás carreteras, y que para las condiciones del proyecto y su trascendencia se adoptan los l siguientes datos:

Índice de Serviciabilidad Inicial Po = 4.0 Índice de Servicio Final Pt = 2.0 Perdida de servicio para diseño: Δpsi = Po - Pt

Δpsi = 2.0 3.1.12.3 Propiedades de los materiales.

Módulo de Resiliencia de la Subrasante: La propiedad del suelo de la subrasante y de las bases granulares que usa el método para el diseño del pavimento, es el módulo resiliente (Mr), el cual se determina con las correlaciones entre el CBR y sus correspondientes variables contenidas en la guía AASHTO 1993, para bases granulares y subbase-granular. Con referencia a la base, podrá ser granular o estabilizada y sus requisitos de calidad deben ser, lógicamente, superiores a los de la sub-base.

Concretos Asfálticos: en cuanto a la capa de rodadura, consistirá en una mezcla de agregados pétreos y un producto bituminoso, la mezcla se deberá diseñar y construir de modo que solo preste una función estructural. El coeficiente estructura y el módulo dinámico del concreto asfáltico, se selecciona para las condiciones climatológicas de la zona como son temperatura de la zona de proyecto y utilizando la gráfica para concretos asfálticos de la guía AASHTO 1993, de lo que los valores asumidos están influenciados por la misma calidad de los agregados de la región donde se determina el proyecto.

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Tabla 16. Módulos y coeficientes estructurales. CAPA MR ai Psi Kg/cm2 Concreto asfáltico rodadura y Base 350000 25000 0.38 Base Granular (CBR = 80%) 28000 1950 0.113 Sub-base material proveniente de la estructura existente seleccionado (CBR=35%)

19600 1400 0.125

Subrasante 7195 510 0.125 Fuente: MONTEJO FONSECA. Alfonso. Ingeniería de pavimentos. 3 ed. Bogotá: Universidad Católica de Colombia, v. 1, p. 211. 3.1.12.4 Coeficientes de drenaje de la zona del proyecto. Teniendo en cuenta la precipitación media anual de la zona del proyecto y referenciándola con el manual de diseños de pavimentos asfálticos en vías con medios y altos volúmenes de tráfico de INVÍAS 1998, y con las tablas del manual de la AASHTO 1993, Se determina que la retención del agua por las condiciones del terreno estarían dadas para una semana lo que lo define como Aceptable, y se considera que la estructura del pavimento estaría expuesto a niveles de humedad próxima a la saturación entre valores del 5 a 25 %. Valores que se determinan y reflejan en la tabla 16.0, con referencia a la tabla de valores de ai recomendados para modificar los coeficientes de capas de base y sub-base granulares. Tabla 17. Valores de mis recomendados.

SUB‐BASE GRANULAR 0,87

VALORES DE mi RECOMENDADOSCAPAS mi

BASE GRANULAR 0,92

Fuente: MONTEJO FONSECA. Alfonso. Ingeniería de pavimentos. 3 ed. Bogotá: Universidad Católica de Colombia, v. 1, p. 213. Las características constructivas para la estructura de la vía y con referencia que tramos de la vía presenta diferencia de espesores en los afirmados existentes, se recomienda la ejecución en una capa de concreto asfáltico, seguido de una capa de material granular tipo base y continuando con una capa de material de características similares como sub-base. 3.1.12.5 Módulo resiliente de la subrasante. Haciendo seguimiento a los planteamientos de la metodología, el módulo resiliente se determina como la expresión de 1500 x CBR de la tabla 5.19 del libro de Alfonso Montejo, expresión

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que para suelos areno limosos en regiones cálidas húmedas se recomienda que se encuentre en el rango de 1000 a 1500 CBR, mantenemos la expresión inicial de 1500 CBR, para trabajar las condiciones de calidad en los materiales de la capas granulares propuestas. Seleccionamos los espesores de las capas, y procedemos al dimensionamiento de los espesores de las diferentes capas que conforman la estructura del pavimento, y que se determinaron con referencia a la fórmula de la AASHTO 1993, Conociendo con antelación el número estructural SN y en función de los coeficientes estructurales y los coeficientes de drenajes para cada capa. SN = ai DI + = a 2 m 2 D 2 + a 3 m3 D 3 + ….. Donde:

SN = Número Estructural D1 D2 D3 = espesores de las capas estructurales de concreto asfáltico, bases y

sub-bases granulares, capa de mejoramiento. a1 a2 a3 = coeficientes estructurales m 2 m3 = coeficientes de drenaje

Con los insumos anteriores se procede a la modelación de la estructura para cumplir con los requisitos de tránsito, iteramos hasta obtener los espesores mínimos recomendados por la guía AASHTO 93, con lo que obtenemos los espesores siguientes en las diferentes zonas definidas por la sectorización y con más de una alternativa en el proyecto.

52

3.2 APLICACIÓN MÉTODO AASTHO Tabla 18. Método AASTHO.

MÈTODO ASSHTO

TRANSITO LOS DE LA SERIE HISTORICA DE LA VIA RUTA 397 CL CL‐MLTRAMO 1 :60%

TRAMO 2 :40%

CBR % CBR %

5,3 4,5

5,2 3,6

4,5 5,2

3,8 5,3

MR = 1500*CBR; CBR< 7,5 5,3 4,4

MR = 4326*Ln (CBR) +241; CBR> 7,5 4,4 5,6

SUMATORIA 28,5 28,6PROMEDIO CBR 4,75 4,77 %MR 7125 7150 PSI

W18 = TPDI (Vc) * 0,5* 365 * ((1 + r ) �r) ‐ 1) /(ln (1 + r )) * FC 5,05E+05

TIPO DE SUELOS

53

So = error estándar convinado de la prediccion del trans i to y del prediccon del comportamient

Inicial (B+C); en %esperado inicial 2 carriles

TPDi 451 0,27 122 61

r 0,03 tasa de crecimiento anualt 10 AÑOS Periodo de diseñoFC 2,14

(1+r) 1,03(1+r) �t 1,3439 ^ln(1+r) 0,0296

W18 552.439,31 5,52E+05 ejes equivalentes

CBR 4,75 KG/CMS2MR 1500*CBR 7125 PSI

∆ PSI = DIFERENCIA ENTRE EL INDICE DE SERVICIO INICIAL Pi Y EL FINAL PtPi 4,0 Pag 265 Libro MontejoPt 2,0 Pag 265 Libro Montejo

∆ PSI 2,0

R 90 CONFIABILIDAD

SD 0,45 DESVIACON ESTANDAR CONVINADA tabla

Zr 1,282 DESVIACON ESTANDAR TABLA

54

CARACTRISTICAS DEL TERRENO EN DISEÑOTRAMO 1CBR 4,75 KG/CM2MR 7125 PSISN 3,4 SN de la estructura por tabla 5‐33 pag 276 del libro montejo

CONCRETO ASFALTICOCBR BASE GRANULAR 88 Kg/cm2 PAG 266 LIBRO DE MONTEJOMR=4326*Ln CBR+241MR 350.000 PSISN1 2,3 SN1 de la Carpeta Asfaltica 5‐33 pag 276 del libro montejo

€C 25000 Kg/cm2 350000 psi Concreto asfaltico paraa1 0,38 figura 5‐28 de la pag 268 libro montejoD1=SN1/a1 6,05 pulg 7 PulgSN1 RECALCULADO =D1*a1 2,66 Pulg

BASECBR 80% 612 KG/CM2

MR =4326*Ln cbr+241 28.000 Psi figura 5‐28 de la pag 268 libro monteSN2 2,3 GRAFICA 5‐33 PAG 276 DE LIBRO DE MONTEJOm2 0,92 tabla condiciones de drenajea2 0,135 FIG 532 PAG 272D2=(SN2‐SN1 RECALCULADO)/(a2*m2) ‐2,90 pulD2 4 Pulg minimaSN2=D2*a2*m2 0,50 pul se asume espesor minimo = 4"

SUBBASEMR =4326*Ln cbr+241 19.610 psi 1.373 kg/cm2CBR 35% 88 KG/CM2m3 0,83 tabla condiciones de drenajea3 0,11 FIG 529 LIBRO MONTEJOSN3= SN ‐ SN1‐SN2SN3 0,24 D3=SN3/(a3*m3)D3 2,66 4 Pulg

Fuente: MONTEJO FONSECA. Alfonso. Ingeniería de pavimentos. 3 ed. Bogotá: Universidad Católica de Colombia, v. 1, p. 219.

55

3.2.1 Perfil estructura método AASHTO. Figura 14. Perfil estructura método Aashto.

PERFIL ESTRUCTURA AASHTO

SR, CBR = 4.75

m2

m3

7" a1C.A. SN1

BASE GRANULAR CBR= 88 SN2

4" a3SUBBASE GRANULAR CBR= 90 SN3

4" a2

Fuente: MONTEJO FONSECA. Alfonso. Ingeniería de pavimentos. 3 ed. Bogotá: Universidad Católica de Colombia, v. 1, p. 222. 3.3 METODOLOGÍA INSTITUTO DEL ASFALTO Tabla 19. Método Instituto del Asfalto.

METODO INSTITUTO DEL ASFALTO

TRAMO 1

R 10 AÑOS PERIODO DE DISEÑO

TPDi 451,0 CL CL‐ML

r 0,03 rata de crecimiento t/toTRAMO 1 :60%

TRAMO 2 :40%

FC 2,14 CBR % CBR %

N 533.268,21 5,33E+05 # ejes equiva lentes 5,3 4,5

CBR 4,77 KG/CM2 ASUMIDO 5,2 3,6

T 24 Temperatura anual promedio 4,5 5,2

Mr=10,3*CBR 49 Mpa dato 3,8 5,3

5,4 4,4

4,4 5,6 S1

SUBTOTAL 28,6 28,6

PROMEDIOC 4,77 4,77 %

MR 7150 7150 PSI

e CA 24 cms Chart A‐13 ALT 1 ESPESOR PLENO DE CONCRETO ASFALTICO

e CA 26 cms Chart A‐14 ALT 2 MEZCLA DE EMULSION ASFALTICA TIPO I

e CA 29 cms Chart A‐15 ALT3 MEZCAL DE EMULSION ASFALTICA TIPO I I e minimo 10.0 cms tabla 5‐43 l ibro e diseño 19.0 cms

e CA 36 cms Chart A‐16 ALT 4 MEZCLADE EMULSION ASFALTICA TIPO I I I e minimo 10.0 cms tabla 5‐43 l ibro e diseño 26 cms

e CA 18 cms Chart A‐17 ALT 5 CON CAPAS GRANULARES DE 15 CMS

e CA 11 cms Chart A‐18 ALT 6 CON CAPAS GRANULARES DE 30 CMS

TIPO DE SUELOS

MATERIALES DE LA

ZONA

Fuente: Autores.

56

3.3.1 Perfil estructura Instituto del Asfalto. Figura 15. Perfil estructura Instituto del Asfalto.

m

SR, CBR = 4.75

PERFIL ESTRUCTURA INSTITUTO DEL ASFALTO

0,11C.A.

0,3

BASE GRANULAR CBR= 88

0,3SUBBASE GRANULAR CBR= 90

Fuente: Autores.

57

3.4 VERIFICACIÓN DE LA RESISTENCIA DE LA CAPA PARA TRÁNSITO DE 10 AÑOS DE DISEÑO Tabla 20. Cálculo de la ecuación Aashto 1993 SN 01.

Fuente: AMERICAN ASSOCIATION OF STATE OF HIGHWAY AND TRANSPORTATION. Programa AASHTO, 1993. Tabla 21. Cálculo de la ecuación Aashto 1993 SN 02.

Fuente: AMERICAN ASSOCIATION OF STATE OF HIGHWAY AND TRANSPORTATION. Programa AASHTO, 1993.

58

Tabla 22. Cálculo de la ecuación Aashto 1993 SN 03.

Fuente: AMERICAN ASSOCIATION OF STATE OF HIGHWAY AND TRANSPORTATION. Programa AASHTO, 1993. Realizando la evaluación de los espesores de la metodología Aashto 93, nos damos cuenta que algunas capas no cumplen con los espesores mínimos, lo que nos permite allegarlos al mínimo de los espesores de las capa, y hacemos la comprobación de los SN por medio del programa Aashto, y que alimentado con los resultados de los Ejes equivalentes obtenidos, y al no cumplir y ajustarla a espesores mínimos, estos espesores se ven reflejados directamente en los costos haciéndola más onerosa, si tenemos en cuenta los métodos anteriores registrados para las condiciones de tráfico y materiales a utilizar. 3.5 VERIFICACIÓN DE LOS DISEÑOS POR MÉTODO RACIONAL DE LA ESTRUCTURA OBTENIDA Se estimó necesario realizar los estudios de las deformaciones de los métodos utilizados en el cálculo de la estructura del pavimento flexible, para lo cual analizamos los espesores que determina la metodología Aashto y el instituto del asfalto, sus capas son determinantes en valores económicos lo que pueden ser elevados, procedemos a analizar solamente la estructura obtenida por la metodología INVÍAS, que nos brinda dos alternativas viables económicamente y desde su planteamiento constructivo, para la zona de referencia, que es lo que se quiere determinar con el presente diseño.

59

Tabla 23. Verificación deformaciones por medio programa Depav.

Fuente: Autores con la ayuda del programa Depav. Tabla 24. Deformaciones 01 Depav.

Fuente: Autores con la ayuda del programa Depav.

60

Tabla 25. Deformaciones 02 Depav.

Fuente: Autores con la ayuda del programa Depav. Tabla 26. Deformaciones 03 Depav.

Fuente: Autores con la ayuda del programa Depav. 3.6 DETERMINACIÓN DE LAS DEFORMACIONES ADMISIBLES

Determinación de las deformaciones admisibles en la parte inferior de la capa asfáltica. Control de fatiga €t

€t = (0.856 x Vb + 1.08 ) x E-036 x (N/K) -0.2 Criterio de la Shell

€t = (3.48 x 10 -3. (N) -0.204 Criterio Notingham

61

Tabla 27. Control de fatiga. N SHELL 895000 0.00045986 1512000 0.00040050

Fuente: Autores.

Determinación Admisible por compresión en la superficie de la sub- Rasante (control de ahuellamiento) €z

€z = 1.8 x 10-2 x N -0.25 Criterio de la Shell €z = 2.16 x 10-2 x N -0.28 Criterio Notingham

Tabla 28. Control de ahuellamiento.

N SHELL 895000 0.00068091 1512000 0.00057760

Fuente: Autores. 3.7 ALTERNATIVA SELECCIONADA Con respecto a las alternativas trabajadas y una vez revisadas todas las variables y confrontando espesores por cada metodología aplicada y confrontándola con los presupuestos, nos es pertinente sugerir que la alternativa 1 es la más conveniente de realizar en la zona del proyecto según la metodología del INVÍAS (diseños de Pavimentos asfálticos en Vías con Medios y Altos Volúmenes de Transito). Tabla 29. Diseño de estructura INVÍAS.

CARTAS DE DISEÑO 2

ALTERNATIVA 1

m

MDC‐2

BG‐2

SBG‐1

0,10

0,20

0,40

Fuente: Autores.

62

3.8 PRESUPUESTO Tabla 30. Alternativa de presupuesto - ALTERNATIVA ECONÓMICA No. 01.

ADMINISTRACIÓN 20%IMPREVISTOS 5%UTILIDAD 5%

TOTAL AIU 30%

COSTOS DIRECTOS 3.246.041.657,18COSTOS INDIRECTOS 973.812.497,15

TOTAL ACTIVIDAD 4.219.854.154

$ 4.330.738.937,42

DISTRIBUCIÓN DEL AIU

TOTAL + OBRAS COMP+ IVA

Fuente: Autores. Tabla 31. Alternativa de presupuesto - ALTERNATIVA ECONÓMICA No. 02.


TOTAL AIU 30%

COSTOS DIRECTOS 3.380.887.799,39COSTOS INDIRECTOS 1.014.266.339,82


$ 4.510.645.265,99



Fuente: Autores.

63

Tabla 32. Alternativa de presupuesto - ALTERNATIVA ECONÓMICA No. 03.


TOTAL AIU 30%

COSTOS DIRECTOS 4.028.104.884,45COSTOS INDIRECTOS 1.208.431.465,34


$ 5.374.136.412,78



Fuente: Autores.

64

4. CONCLUSIONES De acuerdo a la información obtenida en el POT se observó la necesidad de elaborar diseño de la vía Timaná-Cosanza en el tramo inicial de 3.5 Km. Ya que por esta vía hay tránsito de productos agrícolas y es urgente la construcción para que el campesino saque los productos de la región. Se tuvieron en cuenta los materiales de la región para sacar el mayor provecho en cuanto a costo beneficio para optimizar el proyecto técnica y económicamente. A la vía se le atribuyó un diseño de métodos de Ingeniería de Pavimentos, como son los métodos de INVÍAS, Aashto, verificación de las deflexiones por método racional, programa Depav y parámetros de control de fatiga. Lo que nos permite satisfacción en el cumplimiento a las metodologías y aplicación de éstas en el diseño de la vía, en pro de las comunidades de escasos recursos. Obtenida las cartas de diseño se procedió a evaluar los costos en cada una de las alternativas mediante costos beneficio, lo que nos permite sugerir la alternativa 01 la cual tiene un costo a precios de 2012 por $ 4.330.738.937.

65

BIBLIOGRAFÍA ALCALDÍA DE TIMANÁ. Plan de Ordenamiento Territorial Timaná: Alcaldía, 2008. 214 p. AMERICAN ASSOCIATION OF STATE OF HIGHWAY AND TRANSPORTATION. Guide for design of pavement structures. Washington: AASHTO, 1993. 1.015p. BUNGE, Mario. La ciencia, su método y su filosofía. Buenos Aires: Ariel, 1970. 120 p. CONSTITUCIÓN POLÍTICA DE COLOMBIA. 23 ed. Bogotá: Leyer, 2012. 245 p. DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTADÍSTICAS. Censo de población y vivienda de Colombia. Año 1997. Bogotá: DANE, 2005. 156 p. DICCIONARIO DE LA LENGUA ESPAÑOLA. 22 ed. Madrid: Espasa-Calpe, 2003. 745 p. INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TÉCNICAS Y CERTIFICACIÓN. Normas ICONTEC para presentación de tesis, trabajos de grado y otros trabajos de investigación. Sexta actualización. Bogotá D.C.: ICONTEC, 2009. 48p. NTC 1486. INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES, IDEAM. Climatología municipio de Timaná: 2008. [En línea]. Disponible en Internet: < http://www.cambioclimatico.gov.co/jsp/1269>. [Citado: agosto 15, 2012]. ----------. Precipitaciones del municipio de Timaná. [En línea]. Disponible en Internet: <http://institucional.ideam.gov.co/jsp/1002>. [Citado: agosto 15, 2012]. INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. Manual de diseño de pavimentos asfálticos con medios y altos volúmenes de tránsito. Santafé de Bogotá: INVIAS, 1998. 346 p. MONTEJO FONSECA. Alfonso. Ingeniería de pavimentos. 3 ed. Bogotá: Universidad Católica de Colombia, 2006. 2v.

66

Anexo A. Figura 1 Panorámica Relieve Sector Tobo.

67

Anexo B. Figura 2 Sector la Torre

68

Anexo C. Figura 3 Puente Aguas Claras.

Fuente: José Antonio Salamanca Ordóñez - Oscar Javier Godoy Bautista

69

Anexo D. Figura 4 Sector Plan Lourdes.

70

Anexo E. Figura 5 Sector Santafé 01.

71

Anexo F. Figura 6 Sector Santafé 02.

72

Anexo G. Sector Lourdes 02

73

Anexo H. Costos totales

ALTERNATIVA 1 METODO INVIAS MEDIOS Y ALTOS VOLUMENES

LONGITUD (ml)

No. DESCRIPCIÓN UNID. CANT. EQUIPOS MATERIALES TRANSPORTE MANO DE OBRA AIU 30% * PRECIO

UNITARIO VALOR

EXPLANACIONES 96.119.344,47 0,00 87.880.156,19 0,00 55.199.850,20

1 Excavación en material común de la explanación, canales y prestamos m3 10.622,69 1.520,00 0,00 1.941,54 0,00 1.038,46 4.500 47.802.105,00

2 Terraplenes m3 10.407,03 6.538,33 0,00 0,00 0,00 1.961,50 8.500 88.457.928,623 Mejoramiento de la subrasante m2 3.485,00 3.422,75 0,00 0,00 0,00 1.026,83 4.450 15.506.783,75

4

Transporte de materiales provenientes de la excavación de la explanación, canales y prestamos para distancias mayores de mil metros (1000 m) m3-Km 72.849,21 0,00 0,00 923,22 0,00 276,97 1.200 87.432.533,49

SUBBASES Y BASES 166.212.310,06 323.858.152,03 386.610.404,23 0,00 263.004.259,905 Conformación de calzada existente m2 19.635,72 615,48 0,00 0,00 0,00 184,64 800 15.710.903,086 Subbase granular (CBR �= 35%) m3 5.510,00 15.000,00 6.799,48 28.200,38 0,00 14.999,96 65.000 358.149.004,927 Base granular m3 10.211,00 7.000,00 28.047,50 22.644,82 0,00 17.307,70 75.000 765.825.218,22

PAVIMENTO FLEXIBLE 521.528.554,56 890.648.673,41 575.431.140,60 103.094.234,88 534.793.685,498 Imprimación m2 20.290,24 0,00 1.077,12 0,00 0,00 323,14 1.400 28.411.535,909 Mezcla densa en caliente tipo MDC-2 m3 1.965,00 87.820,00 694.000,00 96.896,64 17.360,00 268.822,99 1.164.900 2.289.027.767,90

OBRAS DE DRENAJE 16.929.909,38 217.548.513,48 27.764.692,08 95.469.979,52 107.313.928,3410 Excavaciones varias sin clasificar m3 594,50 1.363,13 0,00 940,80 14.234,26 4.961,46 21.500 12.781.539,2811 Relleno para estructuras m3 307,50 3.325,00 18.447,03 13.708,49 4.000,00 11.844,16 51.325 15.782.339,3912 Material filtrante m3 1.086,50 985,00 30.000,00 10.409,05 13.375,00 16.430,72 71.200 77.358.550,5513 Concreto clase D (210 Kg/cm2) m3 43,87 20.000,00 222.153,85 0,00 104.000,00 103.846,15 450.000 19.741.500,0014 Concreto clase F (140 Kg/cm2) m3 84,87 11.159,84 154.070,77 0,00 104.000,00 80.769,18 350.000 29.704.482,2215 Concreto G (ciclópeo - 140 Kg/cm2) m3 166,05 20.000,00 154.048,23 0,00 110.092,38 85.242,18 369.383 61.336.013,2216 Acero de refuerzo grado 60 Kg 1.291,50 22,00 2.632,25 0,00 384,00 911,47 3.950 5.101.066,3817 Tuberia de concreto reforzado (f 900 mm) ml 165,15 10.750,00 175.065,31 70.728,00 13.000,00 80.862,99 350.406 57.868.899,81

18 Cunetas revestidas en concreto (Berma-cuenta) m3 355,47 15.000,00 149.035,38 0,00 85.094,09 74.738,84 323.868 115.125.470,39

19 Geotextil m2 5.072,56 20,00 4.007,82 0,00 280,00 1.292,35 5.600 28.407.198,1220 Material de cobertura m3 205,00 7.000,00 50.384,41 0,00 8.000,00 19.615,32 85.000 17.424.945,3321 Gaviones m3 174,25 1.200,00 85.692,39 0,00 20.800,00 32.307,72 140.000 24.395.018,12

SEÑALIZACIÓN 140.835,00 43.414.852,42 0,00 1.446.890,00 13.500.773,2322 Lineas de demarcación ml 13.090,48 0,00 2.447,00 0,00 0,00 734,10 3.181 41.642.125,9323 Señales de transito grupo I Und 12 0,00 184.615,38 0,00 0,00 55.384,62 240.000 2.952.000,0024 Señales de transito grupo II Und 4 0,00 184.615,38 0,00 0,00 55.384,62 240.000 984.000,0025 Defensa metálica ml 82,00 1.600,00 90.092,08 0,00 16.000,00 32.307,62 140.000 11.479.975,5826 Terminales para defensa metálica Und 20,50 400,00 40.153,85 0,00 5.600,00 13.846,15 60.000 1.230.000,0027 Separadores Und 14 100,00 10.038,42 0,00 1.400,00 3.461,52 15.000 215.249,14

TOTAL ACTIVIDAD 800.930.953,47 1.475.470.191,34 1.077.686.393,11 200.011.104,40 973.812.497,15 4.219.854.154,34

4.219.854.154,3484.397.083,09

4.304.251.237,4226.487.700,00

$ 4.330.738.937,42

ADMINISTRACION 20%IMPREVISTOS 5%

DISTRUBUCION DEL AIU UTILIDAD 5%

TOTAL AIU 30%PRESUPUESTO

COSTOS DIRECTOS 3.246.041.657,18COSTOAS INDIRECTOS 973.812.497,15


TOTAL + OBRAS COMP+ IVA $ 4.330.738.937,42

IVAVALOR TOTAL

OBJETO: MEJORAMIENTO Y PAVIMENTACIÓN DE LA CARRETERA TIMANA COSANZA PR6+400 - PR8+000

3.273

SUBTOTAL INCLUIDO AIUOBRAS COMPLEMENTARIAS

VALOR BASICO

ALTERNATIVA 2 METODO INSTITUTO DEL ASFALTO

LONGITUD (ml)


UNITARIO VALOR

EXPLANACIONES 96.119.344,47 0,00 87.880.156,19 0,00 55.199.850,20



4








TOTAL ACTIVIDAD 815.279.953,47 1.418.470.204,82 1.080.448.577,72 200.011.104,40 1.014.266.339,82 4.395.154.139,21

4.395.154.139,2187.903.082,78

4.483.057.221,9927.588.044,00

$ 4.510.645.265,99




COSTOS DIRECTOS 3.380.887.799,39COSTOAS INDIRECTOS 1.014.266.339,82



IVAVALOR TOTAL


3.273


VALOR BASICO

ALTERNATIVA 3 METODO INSTITUTO DEL AASHTO

LONGITUD (ml)


UNITARIO VALOR

EXPLANACIONES 96.119.344,47 0,00 87.880.156,19 0,00 55.199.850,20



4








TOTAL ACTIVIDAD 703.849.953,47 1.241.970.255,97 822.917.608,47 200.011.104,40 1.208.431.465,34 5.236.536.349,79

5.236.536.349,79104.730.727,00

5.341.267.076,7832.869.336,00

$ 5.374.136.412,78




COSTOS DIRECTOS 4.028.104.884,45COSTOAS INDIRECTOS 1.208.431.465,34



IVAVALOR TOTAL


3.273


VALOR BASICO

LONGITUD (ml)

No. DESCRIPCIÓN UNID. CANT. AIU 30% * PRECIOUNITARIO VALOR

EXPLANACIONES 55.199.850,20

1 Excavación en material común de la explanación, canales y prestamos m3 10.622,69 1.038,46 4.500 47.802.105,00

2 Terraplenes m3 10.407,03 1.961,50 8.500 88.457.928,623 Mejoramiento de la subrasante m2 3.485,00 1.026,83 4.450 15.506.783,75

4

Transporte de materiales provenientes de la excavación de la explanación, canales y prestamos para distancias mayores de mil metros (1000 m) m3-Km 72.849,21 276,97 1.200 87.432.533,49

SUBBASES Y BASES 134.467.337,415 Conformación de calzada existente m2 19.635,72 184,64 800 15.710.903,086 Subbase granular (CBR �= 35%) m3 3.436,25 14.999,96 65.000 223.355.694,437 Base granular m3 4.581,67 17.307,70 75.000 343.625.197,91

PAVIMENTO FLEXIBLE 257.156.420,228 Imprimación m2 20.290,24 323,14 1.400 28.411.535,909 Mezcla densa en caliente tipo MDC-2 m3 2.434,83 102.922,99 446.000 1.085.932.951,73

OBRAS DE DRENAJE 107.313.928,3410 Excavaciones varias sin clasificar m3 594,50 4.961,46 21.500 12.781.539,2811 Relleno para estructuras m3 307,50 11.844,16 51.325 15.782.339,3912 Material filtrante m3 1.086,50 16.430,72 71.200 77.358.550,5513 Concreto clase D (210 Kg/cm2) m3 43,87 103.846,15 450.000 19.741.500,0014 Concreto clase F (140 Kg/cm2) m3 84,87 80.769,18 350.000 29.704.482,2215 Concreto G (ciclópeo - 140 Kg/cm2) m3 166,05 85.242,18 369.383 61.336.013,2216 Acero de refuerzo grado 60 Kg 1.291,50 911,47 3.950 5.101.066,3817 Tuberia de concreto reforzado (f 900 mm) ml 165,15 80.862,99 350.406 57.868.899,81

18 Cunetas revestidas en concreto (Berma-cuenta) m3 355,47 74.738,84 323.868 115.125.470,39

19 Geotextil m2 5.072,56 1.292,35 5.600 28.407.198,1220 Material de cobertura m3 205,00 19.615,32 85.000 17.424.945,3321 Gaviones m3 174,25 32.307,72 140.000 24.395.018,12


3.273

LONGITUD (ml)

No. DESCRIPCIÓN UNID. CANT. AIU 30% * PRECIOUNITARIO VALOR


3.273

SEÑALIZACIÓN 8.272.679,7322 Lineas de demarcación ml 13.090,48 334,72 1.450 18.987.054,1223 Señales de transito grupo I Und 12,30 55.384,62 240.000 2.952.000,0024 Señales de transito grupo II Und 4,10 55.384,62 240.000 984.000,0025 Defensa metálica ml 82,00 32.307,62 140.000 11.479.975,5826 Terminales para defensa metálica Und 20,50 13.846,15 60.000 1.230.000,0027 Separadores Und 14,35 3.461,52 15.000 215.249,14

TOTAL ACTIVIDAD 562.410.215,90 2.437.110.935,57

2.437.110.935,5748.742.218,71

2.485.853.154,2815.297.558,00

$ 2.501.150.712,28

ADMINT 20%DISTRUBUCION DEL AIU IMPREV 5%

UTILID 5%

AIU 30%PRESUPUESTO

COSTOS DIRECTOS 1.874.700.719,67COSTOAS INDIRECTOS 562.410.215,90



IVAVALOR TOTAL


VALOR BASICO

PROGRAMACION DE OBRA

ALTERNATIVA 1 METODO INVIAS MEDIOS Y ALTOS VOLUMENES

LONGITUD (ml)

No. DESCRIPCIÓN UNID. CANT.

I II III IVEXPLANACIONES

1 Excavación en material común de la explanación, canales y prestamos m3 10.622,69

2 Terraplenes m3 10.407,033 Mejoramiento de la subrasante m2 3.485,00

4

Transporte de materiales provenientes de la excavación de la explanación, canales y prestamos para distancias mayores de mil metros (1000 m) m3-Km 72.849,21

SUBBASES Y BASES5 Conformación de calzada existente m2 19.635,726 Subbase granular (CBR �= 35%) m3 5.510,007 Base granular m3 10.211,00

PAVIMENTO FLEXIBLE8 Imprimación m2 20.290,249 Mezcla densa en caliente tipo MDC-2 m3 1.965,00

OBRAS DE DRENAJE10 Excavaciones varias sin clasificar m3 594,5011 Relleno para estructuras m3 307,5012 Material filtrante m3 1.086,5013 Concreto clase D (210 Kg/cm2) m3 43,8714 Concreto clase F (140 Kg/cm2) m3 84,8715 Concreto G (ciclópeo - 140 Kg/cm2) m3 166,0516 Acero de refuerzo grado 60 Kg 1.291,5017 Tuberia de concreto reforzado (f 900 mm) ml 165,1518 Cunetas revestidas en concreto (Berma-

cuenta) m3 355,4719 Geotextil m2 5.072,5620 Material de cobertura m3 205,0021 Gaviones m3 174,25

SEÑALIZACIÓN22 Lineas de demarcación ml 13.090,4823 Señales de transito grupo I Und 1224 Señales de transito grupo II Und 425 Defensa metálica ml 82,0026 Terminales para defensa metálica Und 20,5027 Separadores Und 14

TOTAL ACTIVIDAD

MES

3.273,00

OBJETO: MEJORAMIENTO Y PAVIMENTACIÓN DE LA CARRETERA TIMANA - COSANZA PR6+400 - PR8+000

diseño-de la vía timaná-cosanza en pavimento...

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