Cartilla Estandarización

FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL

Estandarización de las Mediciones en Campo

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TABLA DE CONTENIDO

1. INFORMACIÓN GENERAL....................................................................... 6

1.1. FIRMA CONTRATISTA..........................................................................6 1.2. OBJETO DEL CONTRATO – FIRMA CONTRATISTA.....................................6 1.3. FIRMA INTERVENTORA ........................................................................6 1.4. FIRMA CONSULTORA ...........................................................................6 1.5. OBJETO DEL CONTRATO – FIRMA CONSULTORA ......................................6

2. ESTANDARIZACIÓN DE LAS MEDICIONES EN CAMPO .............................. 7

3. PARÁMETROS FUNCIONALES................................................................. 8

3.1. ESTABLECIMIENTO DE LA CONDICIÓN DEL PAVIMENTO............................8 3.1.1. Metodología VIZIR ..........................................................................8 3.1.2. Descripción de los deterioros contemplados en la metodología VIZIR........13

3.1.2.1. Deterioros Tipo A ....................................................................13 3.1.2.2. Deterioros Tipo B ....................................................................17

3.1.3. Criterio de medición.......................................................................23 3.1.4. Formatos de estandarización...........................................................24

3.2. DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE REGULARIDAD SUPERFICIAL.................................32 3.2.1. Equipos utilizados para medir el Índice de Regularidad Superficial (IRI)......33 3.2.2. Criterio de medición.......................................................................33 3.2.3. Formatos de estandarización...........................................................35

4. PARÁMETROS ESTRUCTURALES ........................................................... 38

4.1. MEDICIÓN DE LAS DEFLEXIONES .................................................................38 4.1.1. Equipos utilizados para la medición de deflexiones ................................39 4.1.2. Factores incidentes en la medición de deflexiones ................................40

4.1.2.1. Factores asociados a la configuración del pavimento .......................41 4.1.2.2. Factores asociados a los equipos................................................41 4.1.2.3. Factores ambientales................................ ...............................41

4.1.3. Criterio de medición.......................................................................42 4.1.4. Formatos de estandarización...........................................................43

4.2. DETERMINACIÓN DE LOS ESPESORES DE LA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO ..................44 4.2.1. Equipos utilizados para la determinación de los espesores de las estructuras de pavimento ..........................................................................................45 4.2.2. Criterio de medición.......................................................................47 4.2.3. Formatos de estandarización...........................................................47

4.3. DETERMINACIÓN DEL NÚMERO ESTRUCTURAL EFECTIVO......................................47 4.3.1. Metodologías de retrocálculo para la obtención del SNE..........................48 4.3.2. Criterio de medición.......................................................................48 4.3.3. Formatos de estandarización...........................................................49



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5. PARÁMETROS GEOMÉTRICOS............................................................... 51

5.1. RADIOS DE CURVATURA................................ ................................ .....51 5.1.1. Planta ........................................................................................51 5.1.2. Perfil ..........................................................................................53

5.2. VELOCIDADES DE DISEÑO Y OPERACIÓN........................................................55 5.2.1. Velocidad de diseño.......................................................................55 5.2.2. Velocidad de operación...................................................................55

5.3. VISIBILIDADES DE FRENADO Y ADELANTAMIENTO .............................................56 5.3.1. Distancia de visibilidad de parada......................................................56 5.3.2. Distancia de visibilidad de adelantamiento...........................................56

5.4. SECCIÓN TRANSVERSAL...........................................................................56 5.4.1. Elementos...................................................................................57 5.4.2. Bombeo .....................................................................................58 5.4.3. Peralte .......................................................................................58

5.5. CRITERIO DE MEDICIÓN...........................................................................58 5.6. FORMATO DE ESTANDARIZACIÓN................................................................58

6. PARÁMETROS GEOTÉCNICOS............................................................... 60

6.1. SITIOS POTENCIALES DE INESTABILIDAD GEOLÓGICA ............................60 6.2. FORMACIONES GEOLÓGICAS PRESENTES ....................................................61

6.2.1. Tipos de estructuras ................................ ................................ .....62 6.2.1.1. Estructuras primarias ................................ ...............................62 6.2.1.2. Estructuras secundarias............................................................62

6.3. FENÓMENOS DE REMOCIÓN EN MASA ....................................................63 6.3.1. Clasificación .................................................................................63 6.3.2. Caracterización del movimiento ........................................................66

6.4. ESTRUCTURAS TIPO COLUVIÓN.............................................................67 6.5. T IPO Y CARACTERÍSTICAS DE LOS SUELOS Y ROCAS PRESENTES.............................69

6.5.1. Rocas ........................................................................................69 6.5.1.1. Rocas ígneas .........................................................................70 6.5.1.2. Rocas sedimentarias................................................................72 6.5.1.3. Rocas metamórficas................................................................74

6.5.2. Suelos ........................................................................................75 6.5.2.1. Suelos residuales................................ ................................ .....75 6.5.2.2. Suelos transportados ..............................................................79

6.6. ESTABILIDAD DE TALUDES........................................................................80 6.7. CRITERIO DE MEDICIÓN...........................................................................81 6.8. FORMATO DE ESTANDARIZACIÓN................................................................82

7. BIBLIOGRAFÍA .................................................................................... 86



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LISTA DE FIGURAS FIGURA NO. 1. PARÁMETROS FUNCIONALES................................................................8 FIGURA NO. 2. CÁLCULO DEL ÍNDICE DE DETERIORO SUPERFICIAL, IS. ...............................12 FIGURA NO. 3. AHUELLAMIENTO...........................................................................13 FIGURA NO. 4. PIEL DE COCODRILO.......................................................................14 FIGURA NO. 5. BACHEOS Y PARCHEOS....................................................................16 FIGURA NO. 6. GRIETAS TRANSVERSALES................................. ...............................17 FIGURA NO. 7. PÉRDIDA DE AGREGADOS. ................................................................19 FIGURA NO. 8. EXUDACIÓN.................................................................................21 FIGURA NO. 9. CONCEPTO DEL IRI. ......................................................................33 FIGURA NO. 10. PARÁMETROS ESTRUCTURALES. ........................................................38 FIGURA NO. 11. CUENCO DE DEFLEXIÓN. ................................................................38 FIGURA NO. 12. CUENCO DE DEFLEXIÓN PARA ESTRUCTURAS DE PAVIMENTO CON DIFERENTE

RIGIDEZ RELATIVA. .....................................................................................39 FIGURA NO. 13. FACTORES INCIDENTES EN LA MEDICIÓN DE DEFLEXIONES. ........................40 FIGURA NO. 14. ESTRUCTURA T ÍPICA DE UN PAVIMENTO FLEXIBLE. ..................................44 FIGURA NO. 15. GEORRADAR. .............................................................................46 FIGURA NO. 16. CONCEPTO DE LA TÉCNICA DE RETROCÁLCULO PARA LA DETERMINACIÓN DEL

NÚMERO ESTRUCTURAL EFECTIVO.....................................................................48 FIGURA NO. 7. PARÁMETROS GEOMÉTRICOS. ............................................................51 FIGURA NO. 8. CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS EN PLANTA..........................................53 FIGURA NO. 9. CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS EN PERFIL . ..........................................55 FIGURA NO. 8. PARÁMETROS GEOTÉCNICOS. ............................................................60 FIGURA NO. 9. CICLO DE LAS ROCAS. ....................................................................70 FIGURA NO. 10. ROCAS ÍGNEAS. ..........................................................................70 FIGURA NO. 11. ROCAS METAMÓRFICAS. ................................................................74



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LISTA DE TABLAS TABLA NO. 1. NIVELES DE GRAVEDAD DE LOS DETERIOROS DEL T IPO A. ...........................10 NIVELES DE GRAVEDAD DE LOS DETERIOROS DEL TIPO A....................................10 TABLA NO. 2. NIVELES DE GRAVEDAD DE LOS DETERIOROS DEL T IPO B. ...........................11 TABLA NO. 3. CODIFICACIÓN DE DETERIOROS TIPO A. ................................................17 TABLA NO. 4. CODIFICACIÓN DE DETERIOROS TIPO B..................................................22 TABLA NO. 5. RELACIÓN DE IS CON LA CONDICIÓN GLOBAL DEL PAVIMENTO .......................24 TABLA NO. 6. CATEGORIZACIÓN DEL IRI ................................................................34



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LISTA DE ANEXOS VOLUMEN II - ANEXO 1 Condición Global del Pavimento. VOLUMEN II - ANEXO 2 Índice de Regularidad Superficial. VOLUMEN II - ANEXO 3 Deflexiones de la Estructura de Pavimento. VOLUMEN II - ANEXO 4 Número Estructural Efectivo. VOLUMEN II - ANEXO 5 Parámetros Geométricos. VOLUMEN II - ANEXO 6 Parámetros Geotécnicos.



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1. INFORMACIÓN GENERAL 1.1. FIRMA CONTRATISTA 1.2. OBJETO DEL CONTRATO – FIRMA CONTRATISTA

Mejoramiento y mantenimiento integral de la ruta Ibagué – Mariquita y Manizales – Fresno - Honda del corredor vial del Centro, ruta 43 tramo 4305 y ruta 50 tramo 5005, 5006 y 5007.

1.3. FIRMA INTERVENTORA 1.4. FIRMA CONSULTORA

Pontificia Universidad Javeriana - Facultad de Ingeniería - Departamento de Ingeniería Civil.

1.5. OBJETO DEL CONTRATO – FIRMA CONSULTORA

Estudio para la preparación técnica de información sobre tránsito y seguridad vial en la fase pre-operativa de los contratos de mejoramiento y mantenimiento integral.



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2. ESTANDARIZACIÓN DE LAS MEDICIONES EN CAMPO Este documento se confeccionó con el propósito de garantizarle al Instituto Nacional de Vías que la toma, procesamiento, reporte y análisis de los datos que deberá levantar el Contratista durante la etapa pre-opertiva de los contratos de mejoramiento y mantenimiento integral, cumpla con los requerimientos establecidos por la entidad, y adicionalmente que a futuro se pueda consolidar una base de datos con la información que se registre. Al evaluar la condición de un pavimento se busca calificar y cuantificar la habilidad del pavimento para continuar proporcionando un buen servicio a los usuarios, con las tasas de tránsito presentes y proyectadas. Los principales objetivos que persigue la evaluación de desempeño de un pavimento son: ?? Establecer prioridades de mantenimiento. ?? Determinación de estrategias de mantenimiento y rehabilitación. ?? Predicción del desempeño del pavimento. Para tales fines se debe contar con información segura y consistente que permita desarrollar criterios de decisión, otorgar alternativas realistas y contribuir a la eficiencia en la toma de las decisiones, para así conseguir un programa de acción económicamente óptimo y en el cual se provea una retroalimentación de las consecuencias de las decisiones tomadas como medio de asegurar su efectividad. Por lo tanto, el presente documento tiene como objetivo establecer los lineamientos para la recopilación y consolidación de la información primaria a medir durante la fase pre – operativa en el desarrollo de los contratos de mantenimiento integral relacionada con: ?? Parámetros funcionales. ?? Parámetros estructurales. ?? Parámetros geométricos. ?? Parámetros geotécnicos.



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3. PARÁMETROS FUNCIONALES

Figura No. 1. Parámetros Funcionales.

3.1. ESTABLECIMIENTO DE LA CONDICIÓN DEL PAVIMENTO El inventario de los daños visibles es, generalmente, el primero de un conjunto de pasos necesarios para evaluar la condición global de un pavimento. En los contratos de mantenimiento integral se especifica que la metodología para el establecimiento de la condición global del pavimento es la metodología VIZIR contenida en la “Guía Metodológica para el Diseño de Obras de Rehabilitación de Pavimentos Asfálticos de Carreteras - INVIAS”, la cual se describe a continuación: 3.1.1. Metodología VIZIR1 Define la condición del pavimento mediante el Índice de Deterioro Superficial (Is), el cual es un valor adimensional que se calcula a partir del porcentaje de longitud afectada con respecto a la longitud total del segmento vial estudiado. Dentro de la metodología VIZIR se deben identificar los siguientes aspectos: ??Tipo de deterioro. La metodología considera fundamentalmente dos categorías de

daños: ??Degradaciones del tipo A, las cuales caracterizan una condición estructural del

pavimento.

1 Fuente: “Guía Metodológica par el Diseño de Obras de Rehabilitación de Pavimentos Asfálticos de Carreteras”. Numeral 3.1.

PARÁMETROS FUNCIONALES

Establecimiento de la condición del pavimento – Metodología VIZIR: ?? Clasificación y cuantificación de los

deterioros del pavimento. ?? Determinación del Índice de Deterioro

Superficial - Is

Determinación del Índice de Regularidad Superficial - IRI



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??Degradaciones del tipo B, en su mayoría de tipo funcional. La metodología VIZIR no tiene en cuenta los deterioros tipo B para el cálculo del Índice de Deterioro Superficial (Is). Sin embargo, se deben evaluar durante la auscultación de la vía.

??Gravedad. Representa la criticidad del deterioro en términos de su progresión. ??Extensión. Se refiere al área o longitud del tramo evaluado, que es afectada por un

determinado tipo de deterioro. Una vez determinada la naturaleza de las fallas presentes en el pavimento, se calcula el Índice de Fisuración (If) el cual depende de la gravedad y la extensión del las fisuras y grietas de tipo estructural en cada zona evaluada, y el Índice de Deformación (Id) el cual depende de la gravedad y extensión de las deformaciones de origen estructural. Finalmente, la combinación de los índices If e Id entrega un primer índice de calificación de la calzada, el cual debe ser corregido en función a la extensión y calidad de los trabajos de bacheo realizados en el pavimento evaluado. Efectuada la corrección, cuando corresponda, se obtiene el “Índice de Deterioro Superficial” (Is), el cual califica el segmento vial en la longitud escogida para el cálculo. A continuación se presentan las tablas de Niveles de Gravedad de los deterioros Tipo A y Tipo B, tomadas de la “Guía Metodológica para el Diseño de Obras de Rehabilitación de Pavimentos Asfálticos de Carreteras del Ministerio de Transporte – INVIAS”, al igual que los cuadros de clasificación para la determinación de cada uno de los índices necesarios en el cálculo de Índice de Deterioro Superficial (Is).



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Tabla No. 1. Niveles de Gravedad de los Deterioros del Tipo A2.

NIVELES DE GRAVEDAD DE LOS DETERIOROS DEL TIPO A 1 2 3

DETERIORO

Ahuellamiento y otras deformaciones estructurales

Sensible al usuario, pero poco importante Flecha < 20 mm

Deformaciones importantes. Hundimientos localizados o ahuellamientos 20 mm = Flecha = 40 mm

Deformaciones que afectan de manera importante la comodidad y la seguridad de los usuarios Flecha > 40 mm

Grietas longitudinales por fatiga

Fisuras finas en la banda de rodamiento

Fisuras abiertas y a menudo ramificadas

Fisuras muy ramificadas y/o muy abiertas (grietas). Bordes de fisuras ocasionalmente degradados

Piel de cocodrilo Piel de cocodrilo formada por mallas grandes (> 500 mm) con fisuración fina, sin pérdida de materiales

Mallas más densas (< 500 mm), con pérdidas ocasionales de materiales, desprendimientos y ojos de pescado en formación

Mallas con grietas muy abiertas y con fragmentos separados. Las mallas son muy densas (< 200 mm), con pérdida ocasional o generalizada de materiales

Intervenciones ligadas a deterioros Tipo A Bacheos y parcheos Intervención de superficie ligada a deterioros del Tipo B

Comportamiento satisfactorio de la reparación

Ocurrencia de fallas en las zonas reparadas




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Tabla No. 2. Niveles de Gravedad de los Deterioros del Tipo B.

NIVELES DE GRAVEDAD DE LOS DETERIOROS DEL TIPO B 1 2 3

DETERIORO

Grieta longitudinal de junta de construcción

Fina y única Ancha (10 mm o más) sin desprendimiento, ó Fina ramificada

Ancha con desprendimientos o ramificada

Grietas de contracción térmica Fisuras finas Anchas sin desprendimientos, o finas con desprendimientos o fisuras ramificadas

Anchas con desprendimientos

Grietas parabólicas Fisuras finas Anchas sin desprendimientos


Grietas de borde Fisuras finas Anchas sin desprendimientos,


Abultamientos F < 20 mm 20 mm ? F ? 40 mm F > 40 mm Cantidad < 5 5 a 10 < 5 > 10 5 a 10 Ojos de pescado*

(por cada 100 metros)

Diámetro (mm)

? 300 ? 300 ? 1000 ? 300 ? 1000

Desprendimientos: Pérdida de película de ligante Pérdida de agregados

Pérdidas aisladas Pérdidas continuas Pérdidas generalizadas y muy marcadas

Prof.(mm) ? 25 ? 25 > 25 > 25 Descascaramiento Área (m2) ? 0.8 > 0.8 ? 0.8 > 0.8

Pulimento agregados No se definen niveles de gravedad Exudación Puntual Continua sobre la

banda de rodamiento Continua y muy marcada

Afloramientos: De mortero De agua

Localizados y apenas perceptibles

Intensos Muy intensos

Desintegración de los bordes del pavimento

Inicio de la desintegración

La calzada ha sido afectada en un ancho de 500 mm o más

Erosión extrema que conduce a la desaparición del revestimiento asfáltico

Escalonamiento entre calzada y berma

Desnivel de 10 a 50 mm

Desnivel entre 50 y 100 mm

Desnivel superior a 100 mm

Erosión de las bermas Erosión incipiente Erosión pronunciada La erosión pone en peligro la estabilidad de la calzada y la seguridad de los usuarios



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Ninguna fisuración ni deformación 0

Extensión Gravedad

0 a 10 %

10 a 50 %

> 50 %

1 1 2 3

2 2 3 4

(1) Índice de

Fisuración If

3 3 4 5

Extensión Gravedad

0 a 10 %

10 a 50 %

> 50 %

1 1 2 3

2 2 3 4

Índice de Deformación

Id

3 3 4 5

If Id

0 1-2 3 4-5

0 1 2 3 4

1-2 3 3 4 5

3 4 5 5 6

Prim

era

Calif

icac

ión

del

Índi

ce d

e D

eter

ioro

, Is

4-5 5 6 7 7

Extensión

Gravedad

0 a 10 %

10 a 50 %

> 50 %

1 0 0 0

2 0 0 +1

3 0 +1 +1

Corrección por reparación

Índice de Deterioro Superficial, Is Nota de 1 a 7

Figura No. 2. Cálculo del Índice de Deterioro Superficial, Is3.


(1) Cálculo efectuado separadamente de la

fisuración longitudinal y la fatiga. Se adopta el

mayor de los dos valores calculados.



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3.1.2. Descripción de los deterioros contemplados en la metodología VIZIR A continuación se hace una descripción de los deterioros Tipo A y Tipo B que son tenidos en cuenta dentro de la metodología de evaluación de la condición global del pavimento VIZIR. 3.1.2.1. Deterioros Tipo A4 ??Ahuellamiento.

??Descripción:

Depresión en la banda de rodamiento, la cual puede generar levantamientos en las zonas adyacentes. Se produce como resultado de la deformación permanente de cualquiera de las capas del pavimento o la subrasante a causa de la consolidación o movimiento lateral de los materiales, debido a cargas del tránsito.

Figura No. 3. Ahuellamiento. ??Causas probables:

El ahuellamiento puede ser producido por deformación plástica de la mezcla asfáltica a alta temperatura, por deficiente compactación durante la construcción en las capas granulares o por solicitaciones excesivas a la subrasante.

??Depresiones longitudinales o hundimientos.

??Descripción:

Áreas significativas del pavimento cuya elevación es menor que la de la superficie circundante.




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??Causas probables:

Pueden ser motivadas por asentamientos del suelo de fundación o pueden ser generadas durante la construcción por deficiente compactación o el uso de materiales inadecuados.

??Depresiones transversales o asentamientos transversales. ??Descripción:

Depresiones localizadas del pavimento perpendicularmente al eje de la vía. ??Causas probables:

Deficiencias de compactación en terraplenes de acceso a obras de arte, en transiciones corte-terraplén en zanjas excavadas por compañías de servicios. Deficiencias de compactación de alguna capa del pavimento en una franja determinada. Saturación de la subrasante.

??Grietas por fatiga (longitudinales y de piel de cocodrilo) ??Descripción:

La piel de cocodrilo es un conjunto de grietas interconectadas, las cuales se producen por la falla por fatiga de las capas asfálticas a causa de la acción repetida de las cargas del tránsito.

Figura No. 4. Piel de Cocodrilo. El agrietamiento se inicia en la parte inferior de dichas capas donde los esfuerzos de tensión y las deformaciones a causa de las cargas del tránsito alcanzan su mayor magnitud. Inicialmente, aparecen como grietas longitudinales individuales o series de grietas paralelas en la banda de rodamiento. Luego, bajo la acción de las cargas repetidas, se van interconectando formando un patrón reticular semejante a la piel de cocodrilo.



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??Causas probables: ??Cumplimiento de la vida útil del pavimento. ??Pavimento estable sobre subrasantes elásticas. ??Tránsito muy pesado para el espesor del pavimento existente. ??Asfalto muy duro o en calidad deficiente.

??Bacheos y parcheos.

??Descripción:

Áreas donde el pavimento original ha sido removido y reemplazado con materiales similares o diferentes. Las capas involucradas en la reparación pueden ser solo las asfálticas (parcheo) o tanto las asfálticas como las inferiores del pavimento (bacheo). Estas reparaciones se usan como paliativos provisionales o definitivos a ciertos defectos del pavimento.

Figura No. 5. Bacheos y Parcheos. ??Causas probables: ??Drenaje subterráneo deficiente. ??Contaminación y/o heterogeneidad de las capas del pavimento. ??Densidad local insuficiente.

Finalmente, y con el objeto de establecer una terminología uniforme para identificar determinado tipo de deterioro, en la siguiente tabla se consigna cada uno de los deterioros Tipo A junto con un código para su identificación y la unidad de medida en campo para la determinación de su extensión.



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Tabla No. 3. Codificación de Deterioros Tipo A.

Código Nombre Unidad AH Ahuellamiento m2, mm

DPL Depresiones Longitudinales o Hundimientos m2

DPT Depresiones Transversales o Hundimientos

Asentamientos Transversales m2

FLF Fisuras Longitudinales por Fatiga m2

PC Piel de Cocodrilo m2

B Bacheos y Parcheos m2, No. baches 3.1.2.2. Deterioros Tipo B5 ??Grietas longitudinales de junta de construcción.

??Descripción:

Grietas en sentido longitudinal con la junta de construcción por defectos en la elaboración de ésta.

??Otras grietas longitudinales, transversales, en bloque o en media luna. ??Descripción:

Las grietas longitudinales son aproximadamente paralelas al eje de la calzada, las transversales son más o menos normales al mismo; y las grietas en bloque dividen el pavimento en trozos de aproximadamente 0.1 m2 a 2.5 m2. Las grietas en media luna se deben a problemas de estabilidad en los taludes.

Figura No. 6. Grietas Transversales. 5 Fuente: “Guía Metodológica par el Diseño de Obras de Rehabilitación de Pavimentos Asfálticos de Carreteras”. Numeral 3.1.



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??Causas probables:

Las grietas son motivadas por contracción de las capas asfálticas a bajas temperaturas, endurecimiento del asfalto o reflejo de grietas de capas inferiores.

??Grietas parabólicas. ??Descripción:

Grietas en forma de parábola, cuyos extremos apuntan en la dirección el tránsito. ??Causas probables:

Son ocasionadas por el frenado, giro o circulación a muy baja velocidad de ruedas pesadas que hacen deslizar y deformar la capa superior del pavimento. Ocurren generalmente donde existen mezclas asfálticas de baja estabilidad o hay pobreza de liga entre la capa de rodadura y la subyacente.

??Grietas de borde.

??Descripción:

Grietas continuas, aproximadamente longitudinales, que se presentan cerca del borde de la calzada o en las bermas.

??Causas probables: ??Abertura de una junta de ampliación de la calzada por asentamiento de la zona

ampliada. ??Indicios de inestabilidad del talud. ??Cambios volumétricos de los suelos de subrasante por modificaciones

estacionales de humedad. ??Carril muy angosto que obliga al tránsito a circular muy cerca del borde de la

capa de rodadura. ??Deficiencias de drenaje.

??Abultamientos o deformaciones en media luna.

??Descripción:

Ondulaciones transversales sucesivas de la superficie del pavimento. ??Causas probables:

Deficiencias de estabilidad de la mezcla asfáltica, aunque también pueden ocurrir por falta de liga entre la capa superior y la subyacente o por excesiva humedad en la subrasante.



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El deterioro también puede ocurrir en áreas donde el tránsito somete al pavimento a elevados esfuerzos tangenciales: tramos de alta pendiente longitudinal, zonas de frenado y arranque, etc.

??Ojos de pescado.

??Descripción:

Cavidades de tamaño diverso, de forma aproximadamente redondeada, que resultan del desprendimiento ocasionado por el tránsito de trozos de carpeta afectados por agrietamientos del tipo piel de cocodrilo, por depresiones o desintegración localizada de la mezcla asfáltica. Cuando su número es considerable, su reparación se debe acometer bajo los conceptos de la reparación de los deterioros del tipo A.

??Causas probables: ??Debilidad local del pavimento por escasez y/o endurecimiento del asfalto, o por

ser muy delgada la capa asfáltica. ??Exceso o defecto de finos en la mezcla. ??Si la base es débil el fenómeno va progresando con la profundidad y se traduce

en desintegración. ??Desprendimientos.

??Descripción:

La pérdida de película de ligante ocurre cuando los agregados pétreos pierden la envoltura asfáltica en presencia de humedad a causa de su hidrofilia. La pérdida de agregados es el desplazamiento de partículas de agregado pétreo de la superficie del pavimento, fenómeno que ocurre casi exclusivamente en los tratamientos superficiales.

Figura No. 7. Pérdida de Agregados.



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??Descascaramiento. ??Descripción:

Pérdida de fragmentos de la capa superficial asfáltica sin afectar las capas inferiores.

??Causas probables:

Ocurre por deficiencias de liga con la capa subyacente o por insuficiente espesor o inestabilidad de la capas de rodadura.

??Pulimento de agregados.

??Descripción:

Aspecto muy liso de la superficie del pavimento. ??Causas probables:

Empleo de agregados muy pulimentables en la elaboración de la capa de rodadura. ??Exudación.

??Descripción:

Presencia de una película de asfalto libre en la superficie del pavimento, la cual da lugar a un aspecto oscuro y brillante, que a veces se hace muy pegajoso y que bajo condiciones de superfic ie húmeda produce enormes pérdidas de fricción.

Figura No. 8. Exudación. ??Causas probables:

La exudación se debe a defectos en la manufactura de la mezcla a causa de una excesiva cantidad de asfalto o un contenido muy bajo de vacíos con aire.



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??Afloramientos. ??Descripción:

El afloramiento de mortero es la salida de agua infiltrada, junto con materiales finos de la capa de base, por las grietas cuando circulan sobre ellas las cargas del tránsito. La presencia de manchas o de material acumulado en la superficie en el borde de las grietas indica la existencia del fenómeno. El afloramiento de agua se manifiesta por la presencia del líquido en la superficie del pavimento en instantes en los cuales no hay lluvia, a causa de la existencia de un gradiente por deficiencia en el sistema de drenaje subterráneo.

??Deterioros relacionados con las bermas.

??Descripción:

Desintegración de los bordes del pavimento. Se presenta cuando las bermas no son revestidas y los vehículos se estacionan frecuentemente en ellas o circulan muy cerca del borde de la calzada. Escalonamiento entre calzada y berma. Asentamiento de las bermas debido a la consolidación de las capas que la constituyen. Ocurre también por arrastre de material por parte de vehículos que circulan sobre bermas no revestidas. Erosión de las bermas. Destrucción de bermas no revestidas a causa de un inadecuado sistema de drenaje superficial.

?? Surcos longitudinales. ??Descripción:

Depresiones longitudinales por fuera de la banda de rodamiento. Finalmente, y con el objeto de establecer una terminología uniforme para identificar determinado tipo de deterioro, en la siguiente tabla se consigna cada uno de los deterioros Tipo B junto con un código para su identificación y la unidad de medida en campo para la determinación de su extensión.

Tabla No. 4. Codificación de deterioros Tipo B.

Código Nombre Unidad GLJ Grieta Longitudinal de Junta de Construcción m2 GL Grieta Longitudinal m2

GT Grieta transversal m2 GBL Grietas en bloque m2



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Código Nombre Unidad GML Grietas en Media Luna m2 GP Grietas Parabólicas m2 GB Grietas de Borde m2 BU Abultamientos o Deformaciones en Media Luna m2 O Ojos de Pescado m2 PL Pérdida de Película de Ligante m2 PA Pérdida de Agregados m2 (O) Descascaramiento m2 PU Pulimento de Agregados m2 EX Exudación m2 AM Afloramiento de Mortero m2 AA Afloramiento de Agua m2 DB Desintegración de los Bordes del Pavimento m2 ECB Escalonamiento entre Calzada y Berma m2 ER Erosión de las Bermas m2 SL Surcos Longitudinales m2

3.1.3. Criterio de medición Para los contratos de mantenimiento integral se deben efectuar las siguientes actividades con el fin de establecer la condición global del pavimento: ?? El registro de campo de los deterioros Tipo A y Tipo B deberá realizarse para cada

100 metros consecutivos de pavimento comenzando la medición en el PR inicial de los corredores. En el caso que un corredor tenga inicio en un PR que no sea múltiplo de 100, la primera medición de los deterioros irá hasta el próximo PR que cumpla con esta condición, es decir, si suponemos que un corredor tiene inicio en el PR 0+0560 la primera medición arrancará en este PR e irá hasta el PR 0+0600. A partir de este punto se continuará con la medición de los deterioros cada 100 metros.

?? Con el objeto de establecer de una manera adecuada el Is, el corredor vial se debe

segmentar de forma consecutiva en tramos de 500 metros comenzando la tramificación en el PR inicial de los corredores. En el caso que un corredor tenga inicio en un PR que no sea múltiplo de 500, la tramificación comenzará en el PR inicial del corredor e irá hasta el próximo PR que cumpla con esta condición, es decir, si retomamos el ejemplo anterior en el que un corredor tiene inicio en el PR 0+0560, el primer tramo tendrá inicio en este PR e irá hasta el PR 1+0000. A partir de este punto se continuará con la tramificación cada 500 metros.



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?? Una vez definida la tramificación cada 500 metros, a cada uno de estos tramos se le debe asignar un valor de Is característico el cual se obtiene a partir del tipo, extensión y gravedad de las fallas Tipo A presentes en dicho tramo. Este procedimiento se debe llevar a cabo de acuerdo con las consideraciones contenidas en la “Guía Metodológica para el Diseño de Obras de Rehabilitación de Pavimentos Asfálticos de Carreteras”.

?? Adicionalmente, el Contratista deberá calcular los Is parciales para los subtramos de

100 metros que conforman cada uno de los tramos de 500 metros, sumando para tal fin los deterioros Tipo A correspondientes para cada subtramo.

?? Una vez obtenidos los Is parciales para los tramos de 100 m y los Is característicos

para los tramos de 500 m, el Contratista deberá transformar estos valores de Is en una variable cualitativa que permita calificar la condición global del pavimento en términos de Alta, Media o Baja. A continuación se consignan lo valores que permiten relacionar el valor de Is con su respectiva categoría:

Tabla No. 5. Relación de Is con la Condición Global del Pavimento6

Is Categoría

1, 2 Alta 3, 4, 5 Media 6, 7 Baja

?? En el evento que en uno o varios de los subtramos de 100 metros el valor del Is

parcial presente una categoría menor a la del Is característico del tramo de 500 metros que le corresponde, y que ésta sección no se encuentre comprendida dentro de una zona de inestabilidad geológica o geotécnica debidamente reportada (ver numeral 6 del presente documento), el Contratista deberá identificar estas casos como secciones especiales y deberá ejecutar sobre estas secciones intervenciones diferentes a las del tramo en su totalidad siguiendo en todo momento las consideraciones contenidas en la matriz de categorización vial y en la matriz de intervenciones.

3.1.4. Formatos de estandarización Para la unificación de criterios y con miras a facilitar en una etapa posterior la consolidación de la información, a continuación se hace referencia a una serie de formatos para la captura y procesamiento de los datos medidos en campo. Los formatos se consignan en

6 Fuente: Pliego de Condiciones Proyecto Mejoramiento y Mantenimiento de Corredores Viales Integrales - Anexo Técnico – Tabla 1.



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medio impreso en el Anexo 1 del presente documento. También se hace entrega de los mismos en medio magnético. ??Formato No. 1. Registro de campo de degradaciones del Tipo A.

En el campo PR de este formato se debe ir segmentando el corredor vial en tramos de 100 metros a partir de su PR inicial. El Contratista deberá tener en cuenta las consideraciones que se hacen en el numeral 3.1.3. del presente documento referentes al registro en campo de los deterioros. En los campos posteriores, se debe consignar el nivel de gravedad (0, 1, 2 ó 3) que presenta el deterioro según la metodología VIZIR y la extensión del mismo en m2 dentro del tramo de 100 metros. De otra parte, con el fin de contar con información completa para la utilización de la matriz de intervenciones y del programa HDM-4, se deben registrar datos adicionales a la medida en m2 tanto para el ahuellamiento como para los bacheos y parcheos, siendo estos la profundidad en mm y el número de bacheosy/o parcheos en el tramo respectivamente. La división de los tipos de deterioro que se encuentra consignada en los formatos es la siguiente: ??Grietas longitudinales por fatiga. ??FLF: Fisuras Longitudinales por Fatiga

?? Piel de cocodrilo. ??PC: Piel de Cocodrilo

??Ahuellamiento y otras deformaciones estructurales. ??AH: Ahuellamiento ??DPL: Depresiones Longitudinales o Hundimientos ??DPT: Depresiones Transversales o Asentamientos Transversales

??Bacheos y parcheos. ??B: Bacheos y Parcheos

En la parte inferior del formato se relacionan cada uno de los códigos con el nombre completo del deterioro para su fácil reconocimiento.

??Formato No. 2. Resumen de degradaciones del Tipo A para subtramos de

100 metros.

En el campo PR el corredor vial se debe segmentar conservando la misma tramificación de 100 metros mediante la cual se hizo el levantamiento en campo de los



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deterioros y que se consignó en el Formato No. 1. - Registro de campo de degradaciones del Tipo A. En el campo Longitud del Subtramo se debe consignar la longitud en metros correspondiente al subtramo de análisis. En el campo Ancho de Calzada se debe consignar el ancho promedio de la calzada en metros para el subtramo de 100 m en análisis. La longitud del subtramo y el ancho de calzada respectivos se multiplican para obtener el cuarto campo Área de la Calzada en m2. En los siguientes campos, divididos según el tipo de deterioro, se debe discriminar la cantidad en m2 de cada uno de los deterioros Tipo A en la longitud del subtramo de 100 m, la cual es obtenida directamente del Formato No. 1. - Registro de campo de degradaciones del Tipo A. El campo denominado Área Dañada (m2), es la suma de los deterioros que componen cada tipo de deterioro para cada uno de los subtramos de 100 m. El campo % Daños representa el porcentaje de área afectada por cada tipo de deterioro en cada subtramo de 100 m. Su obtención es la siguiente: se divide el Área Dañada (m2) entre el Área de la Calzada (m2) y se multiplica por 100. En el campo Gravedad se debe consignar la gravedad (0, 1, 2 ó 3) que manifiesta cada tipo de deterioro en cada subtramo de 100 m. En la parte inferior del formato se relacionan cada uno de los códigos con el nombre completo del deterioro para su fácil reconocimiento.

??Formato No. 3. Cálculo del Is parcial para subtramos de 100 m.

Como consideraciones generales se tiene que: ?? El Índice de Deterioro Superficial (Is) solo tiene en cuenta los deterioros Tipo A y

presenta valores de 1, 2, 3, 4, 5, 6 ó 7. ?? Las gravedades que se consignen en el formato deben presentar valores de 0

(en caso de ninguna fisuración o deformación), 1, 2 ó 3. ?? Para el cálculo del Is mediante la utilización de este formato, el Contratista sólo

debe llenar los campos que se refieren a las extensiones (expresadas en porcentaje) y a las gravedades de cada uno de los deterioros.



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La descripción del formato es la siguiente: En el campo PR se debe conservar la tramificación cada 100 metros establecida en los Formatos No. 1 y No. 2 del presente documento. En el campo Grietas Longitudinales por Fatiga, el Contratista deberá consignar los valores de extensión (en porcentaje) y de gravedad para este tipo de deterioro de acuerdo con los valores reportados en los campos % Daños y Gravedad del Formato No. 2. - Resumen de degradaciones del Tipo A para subtramos de 100 metros. El valor del Índice de Fisuración que se obtiene por la presencia de grietas longitudinales por fatiga en el subtramo de 100 metros se reporta de forma automática en el campo If1. En el campo Piel de Cocodrilo, el Contratista deberá consignar los valores de extensión (en porcentaje) y de gravedad para este tipo de deterioro de acuerdo con los valores reportados en los campos % Daños y Gravedad del Formato No. 2. - Resumen de degradaciones del Tipo A para subtramos de 100 metros. El valor del Índice de Fisuración que se obtiene por la presencia de piel de cocodrilo en el subtramo de 100 metros se reporta de forma automática en el campo If2. Teniendo en cuenta que se ha efectuado separadamente el cálculo del índice de fisuración por grietas longitudinales (If1) y por piel de cocodrilo (If2), en el campo Índice de Fisuración (If) se adopta el mayor de los dos valores calculados. En el campo Ahuellamiento y otras Deformaciones Estructurales, el Contratista deberá consignar los valores de extensión (en porcentaje) y de gravedad para este tipo de deterioro de acuerdo con los valores reportados en los campos % Daños y Gravedad del Formato No. 2. - Resumen de degradaciones del Tipo A para subtramos de 100 metros. En el campo Id, la hoja de cálculo reporta de forma automática el valor del Índice de Deformación para el subtramo de 100 metros. Con base en el Índice de Fisuración (If) y en el Índice de Deformación (Id), en el campo Is Parcial Inicial se realiza el cálculo de la primera calificación del Índice de Deterioro Superficial para el subtramo de 100 metros. En el campo Bacheos y Parcheos, el Contratista deberá consignar los valores de extensión (en porcentaje) y de gravedad para este tipo de deterioro de acuerdo con los valores reportados en los campos % Daños y Gravedad del Formato No. 2. - Resumen de degradaciones del Tipo A para subtramos de 100 metros. En el campo Corrección, la hoja de cálculo reporta el número cero (0) en caso tal que el Is parcial inicial no requiera corrección por bacheo y parcheo, o el número uno (1) en caso que si lo requiera .



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En el campo Is Parcial Final se revisa si el Is parcial inicial requiere una corrección por reparación o no para el subtramo de 100 m. En caso de requerirla, se le sumará el valor obtenido en el campo corrección por reparación, de lo contrario el Is parcial final será el mismo Is parcial inicial. De igual forma se verifica que el Is no sea superior a 7. Finalmente, en el campo Categoría se le asigna al Is parcial final la calificación cualitativa de Alto, Medio o Bajo de acuerdo con la Tabla No. 5 del presente documento, la cual relaciona el Is con la condición global del pavimento.

??Formato No. 4. Resumen de degradaciones del Tipo A para tramos de 500

metros.

En el campo PR de este formato se debe ir dividiendo el corredor vial en tramos consecutivos de 500 metros a partir de su PR inicial. El Contratista deberá tener en cuenta las consideraciones que se hacen en el numeral 3.1.3. del presente documento referentes a la tramificación del corredor. En el campo Longitud del Tramo se debe consignar la longitud en metros correspondiente al tramo de análisis. En el campo Ancho de Calzada se debe consignar el ancho promedio de la calzada en metros para el tramo de 500 m en análisis, el cual deberá coincidir con el ancho de calzada que fue asignado para cada uno de los subtramos que conforman el tramo de 500 metros. La longitud del tramo y el ancho de calzada respectivos se multiplican para obtener el cuarto campo Área de la Calzada en m2. En los siguientes campos, divididos según el tipo de deterioro, se debe discriminar la cantidad en m2 de cada uno de los deterioros Tipo A en la longitud del tramo de 500 m, es decir, se deben sumar las extensiones de cada uno de los deterioros reportados en el Formato No. 1. - Registro de campo de degradaciones del Tipo A, para cada 500 m consecutivos. El campo denominado Área Dañada (m2), es la suma de los deterioros que componen cada tipo de deterioro para cada uno de los tramos de 500 m. El campo % Daños representa el porcentaje de área afectada por cada tipo de deterioro en cada tramo de 500 m. Su obtención es la siguiente: se divide el Área Dañada (m2) entre el Área de la Calzada (m2) y se multiplica por 100. En el campo Gravedad se debe consignar la gravedad (0, 1, 2 ó 3) que manifiesta cada tipo de deterioro en cada tramo de 500 m.



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??Formato No. 5. Cálculo del Is característico para tramos de 500 m.

Como consideraciones generales se tiene que: ?? El Índice de Deterioro Superficial (Is) solo tiene en cuenta los deterioros Tipo A y

presenta valores de 1, 2, 3, 4, 5, 6 ó 7. ?? Las gravedades que se consignen en el formato deben presentar valores de 0

(en caso de ninguna fisuración o deformación), 1, 2 ó 3. ?? Para el cálculo del Is mediante la utilización de este formato, el Contratista sólo

debe llenar los campos que se refieren a las extensiones expresadas en porcentaje y a las gravedades de cada uno de los deterioros.

La descripción del formato es la siguiente: En el campo PR se debe conservar la tramificación cada 500 metros establecida en el Formato No. 4 - Formato resumen de degradaciones del Tipo A para Tramos de 500 metros. En el campo Grietas Longitudinales por Fatiga, el Contratista deberá consignar los valores de extensión (en porcentaje) y de gravedad para este tipo de deterioro de acuerdo con los valores reportados en los campos % Daños y Gravedad del Formato No. 4 - Formato resumen de degradaciones del Tipo A para Tramos de 500 metros. El valor del Índice de Fisuración que se obtiene por la presencia de grietas longitudinales por fatiga en el tramo de 500 metros se reporta de forma automática en el campo If1. En el campo Piel de Cocodrilo, el Contratista deberá consignar los valores de extensión (en porcentaje) y de gravedad para este tipo de deterioro de acuerdo con los valores reportados en los campos % Daños y Gravedad del Formato No. 4 - Formato resumen de degradaciones del Tipo A para Tramos de 500 metros. El valor del Índice de Fisuración que se obtiene por la presencia de piel de cocodrilo en el tramo de 500 metros se reporta de forma automática en el campo If2. Teniendo en cuenta que se ha efectuado separadamente el cálculo del índice de fisuración por grietas longitudinales (If1) y por piel de cocodrilo (If2), en el campo Índice de Fisuración (If) se adopta el mayor de los dos valores calculados.



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En el campo Ahuellamiento y otras Deformaciones Estructurales, el Contratista deberá consignar los valores de extensión (en porcentaje) y de gravedad para este tipo de deterioro de acuerdo con los valores reportados en los campos % Daños y Gravedad del Formato No. 4 - Formato resumen de degradaciones del Tipo A para Tramos de 500 metros. En el campo Id, la hoja de cálculo reporta de forma automática el valor del Índice de Deformación para el tramo de 500 metros. Con base en el Índice de Fisuración (If) y en el Índice de Deformación (Id), en el campo Is Característico inicial se realiza el cálculo de la primera calificación del Índice de Deterioro Superficial para el tramo de 500 metros. En el campo Bacheos y Parcheos, el Contratista deberá consignar los valores de extensión (en porcentaje) y de gravedad para este tipo de deterioro de acuerdo con los valores reportados en los campos % Daños y Gravedad del Formato No. 4 - Formato resumen de degradaciones del Tipo A para Tramos de 500 metros. En el campo Corrección, la hoja de cálculo reporta el número cero (0) en caso tal que el Is característico inicial no requiera corrección por bacheo y parcheo, o el número uno (1) en caso que si lo requiera . En el campo Is Característico Final se revisa si el Is característico inicial requiere una corrección por reparación o no para el tramo de 500 metros. En caso de requerirla, se le sumará el valor obtenido en el campo corrección por reparación, de lo contrario el Is característico final será el mismo Is característico inicial. De igual forma se verifica que el Is no sea superior a 7. Finalmente, en el campo Categoría se le asigna al Is característico final la calificación cualitativa de Alto, Medio o Bajo de acuerdo con la Tabla No. 5 del presente documento, la cual relaciona el Is con la condición global del pavimento.

??Formato No. 6. Registro de campo de degradaciones del Tipo B.

En el campo PR de este formato se debe identificar el PR inicial y el PR final entre los cuales se presenta el deterioro Tipo B identificado. Se deben seleccionar las abscisas de los PR de tal forma que estas coincidan con las utilizadas en el Formato No. 1. - Registro de campo de degradaciones del Tipo A. En los campos posteriores, se debe consignar el nivel de gravedad (0, 1, 2 ó 3) que presenta el deterioro según la metodología VIZIR y la extensión del mismo en m2. La división de los tipos de deterioro que se encuentra consignada en los formatos es la siguiente: ??Grietas. ??GLJ: Grieta Longitudinal de Junta de Construcción ??GL: Grietas Longitudinales



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??GT: Grietas Transversales ??GBL: Grietas en Bloque ??GML: Grieta en Media Luna ??GP: Grietas Parabólicas ??GB: Grietas de Borde

??Deformaciones. ??BU: Abultamientos

??Desprendimientos. ??O: Ojos de Pescado ??PL: Pérdida de Película de Ligante ??PA: Pérdida de Agregados ??(O): Descascaramiento

??Afloramientos. ??PU: Pulimento de Agregados ??EX: Exudación ??AM: Afloramiento de Mortero ??AA: Afloramiento de Agua

??Otros daños. ??DB: Desintegración de los Bordes de Pavimento ??ECB: Escalonamiento entre Calzada y Berma ??ER: Erosión de las Bermas ??SL: Surcos Longitudinales


??Formato No. 7. Resumen de degradaciones del Tipo B para tramos de 500

metros.

Al igual que para el Formato No. 4. - Resumen de degradaciones del Tipo A para tramos de 500 metros, en el campo PR se debe ir dividiendo el corredor en tramos consecutivos de 500 m lineales a partir del PR inicial. En el campo Longitud del Tramo se debe consignar la longitud en metros correspondiente al tramo de análisis. En el campo Ancho de Calzada se debe consignar el ancho promedio de la calzada en metros para el tramo de 500 m. Es importante tener en cuenta que los valores de estas dos columnas (PR y Ancho de Calzada) deben coincidir con los valores



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empleados en el Formato No. 4. - Resumen de degradaciones del Tipo A para tramos de 500 metros. La longitud del tramo y el ancho de calzada respectivos se multiplican para obtener el cuarto campo Área de la Calzada en m2. En los siguientes campos, divididos según el tipo de deterioro, se debe discriminar la cantidad en m2 de cada uno de los deterioros Tipo B en la longitud del tramo de 500 m, es decir, se deben sumar las extensiones de cada uno de los deterioros reportados en el Formato No. 6. Registro de campo de degradaciones del Tipo B, para cada 500 m consecutivos. El campo denominado Área Dañada (m2), es la suma de los deterioros que componen cada tipo de deterioro para cada uno de los tramos de 500 m. El campo % Daños representa el porcentaje de área afectada por cada tipo de deterioro en cada tramo de 500 m. Su obtención es la siguiente: se divide el Área Dañada (m2) entre el Área de la Calzada (m2) y se multiplica por 100. En el campo Gravedad se debe consignar la gravedad (0, 1, 2 ó 3) que manifiesta cada tipo de deterioro en cada tramo de 500 m. En la parte inferior del formato se relacionan cada uno de los códigos con el nombre completo del deterioro para su fácil reconocimiento.

3.2. DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE REGULARIDAD SUPERFICIAL7 La calidad de la rodadura es, sin duda, el factor más importante para el usuario de la carretera. No sólo influye en la comodidad del mismo sino en el costo de operación del vehículo. Además del estado estructural de la calzada, ésta característica es determinante para juzgar la necesidad de acometer inspecciones visuales detalladas en ciertos puntos.

7 Fuente: Montejo, Alfonso. “Evaluación del Estado de la Regularidad Superficial en Carreteras Pavimentadas”



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Figura No. 9. Concepto del IRI.

El índice internacional de regularidad de superficie, conocido como IRI (International Roughness Index), es una medida de la influencia del perfil longitudinal de la carretera en la calidad de la rodadura, se expresa en metros por kilómetro y representa la media de los desplazamientos por unidad de distancia. 3.2.1. Equipos utilizados para medir el Índice de Regularidad Superficial (IRI) Para la medida del Índice de Regularidad Superficial (IRI) se han desarrollado diferentes equipos, algunos de ellos autopropulsados (de alto rendimiento) utilizados para la medida del índice en grandes distancias y otros de bajo rendimiento para medidas puntuales en sitios de difícil acceso. La FHWA clasifica los equipos de alto rendimiento en dos clases a saber: ??Clase II. Incluye perfilógrafos de medición directa. Los perfilógrafos se utilizan hace

muchos años y existen en una amplia variedad de formas, configuraciones y marcas. La mayor diferencia entre los diferentes tipos, se encuentra en la configuración de sus ruedas y los procedimientos de operación y medida. Dentro de esta clase se encuentra el perfilógrafo láser y el perfilógrafo de California.

??Clase III. Equipo de correlación y de respuesta. Los sistemas de este tipo miden la

respuesta de un dispositivo dinámico que circula por la superficie de la vía a una velocidad constante. Estos dispositivos usan transductores de desplazamiento de eje/cuerpo y acelerómetros montados en ejes y/o cuerpos. En esta clase están el ROMDAS y el APL (Analizador de Perfil Longitudinal).

3.2.2. Criterio de medición Para los contratos de mantenimiento integral se deben efectuar las siguientes actividades con el fin de reportar el Índice de Regularidad Superficial (IRI) del pavimento:



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?? El Contratista debe establecer el Índice de Regularidad Superficial (IRI) de acuerdo con

las consideraciones contenidas en la “Guía Metodológica para el Diseño de Obras de Rehabilitación de Pavimentos Asfálticos de Carreteras”, empleando para tal fin equipos de alto rendimiento que permitan medir rugosidad de Clase II o Clase III según la clasificación de la FHWA.

?? Antes de iniciar cualquier jornada de medición del IRI se debe comprobar la adecuada

calibración y el correcto funcionamiento del equipo. ?? La medición del IRI se debe comenzar en el PR inicial de los corredores viales,

midiendo de forma continua la irregularidad del pavimento en el carril más deteriorado sobre las huellas de circulación de los vehículos.

?? El Contratista deberá reportar el registro continuo de la medición del IRI, la velocidad

promedio de marcha del equipo y el carril (izquierdo o derecho) sobre el cual se realizó la medición; en el caso de presentarse discontinuidad en las mediciones, se deberán reportar los comentarios que permitan identificar los motivos de dichas variaciones.

?? Con base en las mediciones continuas del IRI, el Contratista deberá asignar un valor

de IRI característico a cada uno de los tramos de tramos de 500 metros que fueron establecidos para el cálculo del Índice de Deterioro Superficial (Is).

La determinación del IRI característico se efectuará mediante la determinación del percentil 85 sobre la población de datos de IRI comprendida en el tramo de 500 metros, en donde el percentil 85 representa el valor sobre la escala de medida debajo del cual se encuentra el 85% de los datos en la distribución.

?? Finalmente, el Contratista deberá transformar estos valores de IRI característicos para

cada tramo de 500 metros en una variable cualitativa que los permita categorizar como Alto, Medio o Bajo. A continuación se consignan lo valores que permiten relacionar el valor de IRI con su respectiva categoría:

Tabla No. 6. Categorización del IRI8

IRI Categoría

= 5 Alto

3 = IRI < 5 Medio

< 3 Bajo

8 Fuente: Pliego de Condiciones Proyecto Mejoramiento y Mantenimiento de Corredores Viales Integrales - Anexo Técnico – Tabla 1.



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3.2.3. Formatos de estandarización Para la unificación de criterios y con miras a facilitar en una etapa posterior la consolidación de la información, se han establecido dos formatos para el reporte de los valores del Índice de Regularidad Superficial (IRI). Los formatos se consignan en medio impreso en el Anexo 2 del presente documento. También se hace entrega de los mismos en medio magnético. La descripción de los formatos es la siguiente:



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??Formato No. 8. Reporte de medición del IRI. En el campo PR se debe consignar las abscisas de medición del IRI. En el campo Índice de Regularidad Superficial (IRI), el Contratista deberá consignar el valor del IRI obtenido por el equipo empleado. En los posteriores campos el Contratista deberá reportar la siguiente información: ??Velocidad del Equipo: Velocidad promedio de marcha del equipo en kilómetros

por hora. ??Carril de Medición: Carril sobre el cual se efectuó la medición del IRI, se deberá

señalar si corresponde al carril izquierdo o al carril derecho de la sección transversal tomando como punto de partida el PR inicial del corredor.

??Comentarios: En caso de presentarse discontinuidad en las mediciones del IRI, el Contratista deberá reportar los comentarios que permitan identificar los motivos de dichas variaciones.

En la parte inferior del formato, el Contratista deberá reportar el equipo que fue empleado en la medición del IRI.

??Formato No. 9. Asignación del IRI a tramos de 500m. En el campo PR se debe conservar la tramificación cada 500 metros establecida en el Formato No. 4. - Formato resumen de degradaciones del Tipo A para Tramos de 500 metros y en el Formato No. 5. - Cálculo del Is característico para tramos de 500 m. En el campo Índice de Regularidad Superficial (IRI), el Contratista deberá consignar el valor del IRI característico para el tramo de 500 metros, el cual, como se describió anteriormente, debe ser obtenido como el percentil 85 de la población de datos comprendida en el tramo correspondiente. En el campo Categoría, al Contratista le será reportada la categoría a la cual pertenece el IRI característico del tramo de 500 metros de acuerdo con la Tabla No. 6 del presente documento. En los posteriores campos el Contratista deberá reportar la siguiente información: ??Velocidad del Equipo: Velocidad promedio de marcha del equipo en kilómetros

por hora. ??Carril de Medición: Carril sobre el cual se efectuó la medición del IRI, se deberá

señalar si corresponde al carril izquierdo o al carril derecho de la sección transversal tomando como punto de partida el PR inicial del corredor.



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??Comentarios: En caso de presentarse discontinuidad en las mediciones del IRI, el Contratista deberá reportar los comentarios que permitan identificar los motivos de dichas variaciones.

En la parte inferior del formato, el Contratista deberá reportar el equipo que fue empleado en la medición del IRI.



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4. PARÁMETROS ESTRUCTURALES

Figura No. 10. Parámetros Estructurales. 4.1. MEDICIÓN DE LAS DEFLEXIONES Para determinar la capacidad estructural de un pavimento en un momento determinado, se hace necesario conocer la forma como la estructura está respondiendo a las solicitaciones de carga, problema para el cual existen dos caminos, calcular la capacidad de la estructura mediante ensayos destructivos o a través de ensayos no destructivos. Mediante los ensayos no destructivos se puede estimar una propiedad de la estructura denominada deflexión, la cual se define como la medida de deformación de un pavimento que representa una respuesta total del sistema, ante la aplicación de una carga externa normalizada. En una estructura de pavimento típica, los esfuerzos producidos por la carga son mayores en la superficie y se van disipando a través de cada una de las capas que la conforman. Debido a esto, las capas superiores (carpeta asfáltica) presentan un mayor valor de deflexión y las otras capas presentan valores de deflexión menores, formando el denominado cuenco de deflexión.

Figura No. 11. Cuenco de Deflexión.

PARÁMETROS ESTRUCTURALES

Deflexiones

Espesores de la Estructura

Número Estructural Efectivo



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La forma del cuenco de deflexión (área del cuenco) difiere de una estructura a otra y depende de la rigidez relativa de la estructura de pavimento, la cual a su vez depende del espesor y de las propiedades mecánicas de las capas que la conforman9. De otra parte, es importante mencionar que las cargas reales presentes en una estructura de pavimento son del tipo dinámico, característica que también influye en la forma del cuenco de deflexión y por lo tanto en el área del mismo.

Figura No. 12. Cuenco de Deflexión para Estructuras de Pavimento con

Diferente Rigidez Relativa.

4.1.1. Equipos utilizados para la medición de deflexiones Dentro del esquema de los contratos de mantenimiento integral, se exige que para las mediciones de las deflexiones de la estructura de pavimento, se utilicen equipos de alto rendimiento tales como un Deflectómetro tipo Dynatest, Kuab, Dynaflect o similar. Los deflectómetros de impacto son los equipos técnicamente más avanzados de los que se disponen actualmente para simular y medir la respuesta de los pavimentos, mediante la aplicación de cargas de impacto transitorias de hasta 250 KN. Estos equipos permiten determinar: ??Deformación bajo el punto de carga.

9 Fuente: Serrano Leal, Jorge. “Características superficiales y de auscultación. FWD”. Jornadas Chileno - Españolas del asfalto. 2001.



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??Deformación en una serie de 7 ó 9 puntos consecutivos ubicados sobre la superficie del pavimento, separados a ciertas distancias del punto central de ensayo. Con este sistema se obtiene el "Cuenco de Deflexión" o línea de influencia de la deformada constituida por las deformaciones máximas medidas en cada uno de los sensores10.

Los deflectómetros de impacto pueden tener características diferentes dependiendo del fabricante y las diferencias más importantes son las relacionadas con el sistema de generación de la onda de carga. 4.1.2. Factores incidentes en la medición de deflexiones11 Los factores que influyen en el valor de las deflexiones medidas en campo pueden ser agrupados de la siguiente forma: ??Factores asociados a la configuración del pavimento. ??Factores asociados a los equipos. ??Factores ambientales.

Figura No. 13. Factores Incidentes en la Medición de Deflexiones.

10 Fuente: Prieto. (1998). “Los Deflectómetros de Caída Libre (FWD): Su Metodología, Aportes y Limitaciones en la Evaluación Estructural de Pavimentos”. 11 Fuente: Martínez Rodríguez, Johana Isabel; Peña Guevara, Luis Guillermo. “ Estudio de la obtención del módulo resiliente de la subrasante en pavimentos flexibles a partir de la medición de deflexiones”. Pontificia Universidad Javeriana. 2003

Configuración y estado del pavimento

Espesores de capas Estado superficial de

la rodadura

Factores Ambientales

Temperatura

Humedad

Equipos

Magnitud y duración de la

carga

Precisión de los componentes de

medición

Distribución de la presión en el área

de contacto

Posición de las

mediciones



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4.1.2.1. Factores asociados a la configuración del pavimento ??Espesores de capas. Una diferencia del 10% en el espesor puede resultar en un

cambio de más del 20% en el valor del módulo resiliente obtenido mediante la aplicación de alguna técnica de retrocálculo.

??Estado superficial de la capa de rodadura. Debido a que la teoría elástica no

considera discontinuidades no es aconsejable realizar estos ensayos en zonas con fisuras y grietas; luego se aconseja que la carga aplicada y los sensores deben estar alejadas por lo menos 1.5 m de cualquier fisura.

4.1.2.2. Factores asociados a los equipos ??Magnitud y tiempo de duración de la carga. Como regla general, la carga del

ensayo no debe ser menor que la mitad de la carga de diseño. Aunque la magnitud de la carga aplicada en los diferentes dispositivos sea igual, la deflexión de una misma estructura de pavimento puede ser distinta debido a las diferencias inherentes en los pulsos de carga, que tienden a producir respuestas distintas del pavimento. La duración de la aplicación de la carga (pulso de carga) afecta las deflexiones en el sentido que, entre menor sea el pulso de carga, menor es la deflexión que sufre la estructura. Se dice que el deflectómetro de impacto FWD es el que mejor representa el efecto de un vehículo en movimiento.

??Precisión de los componentes de medición. En los deflectómetros de impacto la mayoría de los sensores que miden la deflexión tienen una precisión alrededor del 2%. Éste error se puede incrementar debido a las condiciones superficiales del pavimento, o por la forma como el sensor descansa sobre la superficie. La precisión de la celda de carga, ubicada en la placa de carga, es independiente de la establecida en los sensores.

??Distribución de la presión en el área de contacto. La reacción en la cara inferior

de la placa de carga es equivalente a la carga aplicada. Sin embargo la distribución de presión depende de varios factores, el más importante es la rigidez relativa entre la placa y el pavimento. Es importante utilizar una placa de carga cuyo diseño asegure una distribución uniforme de esfuerzos con el pavimento para todas las condiciones.

4.1.2.3. Factores ambientales ??Temperatura. Los cambios de temperatura sólo afectan aquellas capas del

pavimento cuya rigidez sea susceptible a variar por este motivo, tal es el caso de las capas asfálticas, que son materiales viscoelásticos cuyas propiedades son dependientes de la temperatura.



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Para lograr una corrección por temperatura es fundamental conocer la temperatura efectiva del asfalto en el instante del ensayo. La temperatura puede ser medida directamente por orificios realizados en el pavimento o por medio de estimaciones basadas en correlaciones con datos climatológicos (temperatura del aire, velocidad del viento, radiación solar, etc.).

??Humedad. La acción de las lluvias produce incrementos de humedad en las capas inferiores del pavimento y la subrasante, que se traducen en debilidad de las mismas y un aumento en los valores de deflexión.

El efecto de la humedad depende del tipo de suelo, en los suelos finos influye en la respuesta debido a que su comportamiento depende del grado de humedad que posean. Los principales factores que influyen en ellos son la presión de poros, los sistemas de cohesión electrolítica entre arcilla y agua, y el grado de saturación. En suelos granulares afectan principalmente el roce en la interfase entre las partículas que lo componen.

4.1.3. Criterio de medición Para los contratos de mantenimiento integral se deben efectuar las siguientes actividades con el fin de medir las deflexiones del pavimento: ?? Las deflexiones de la estructura de pavimento se deben medir de acuerdo con las

consideraciones contenidas en la “Guía Metodológica para el Diseño de Obras de Rehabilitación de Pavimentos Asfálticos de Carreteras”, empleando para tal fin un Deflectómetro tipo Dynatest, Kuab, Dynaflect o similar, de alto rendimiento.

?? Antes de iniciar cualquier jornada de medición de deflexiones se debe comprobar la

adecuada calibración y el correcto funcionamiento del equipo. ?? El Contratista deberá efectuar la medición de las deflexiones de la estructura de

pavimento cada 50 metros lineales de manera alterna en uno y otro carril. En el caso que un corredor tenga inicio en un PR que no sea múltiplo de 50, la medición de las deflexiones comenzará en el PR inicial del corredor y la siguiente medición se realizará en el próximo PR que cumpla con esta condición, es decir, si un corredor tiene inicio en el PR 0+0560, la primera medición de deflexiones se efectuará en este PR y la siguiente se realizará en el PR 0+0600. A partir de este punto se continuará con la medición cada 50 metros.

?? En el caso de carreteras de dos carriles, las medidas de deflexión se deben realizar en

tresbolillo y en correspondencia con la huella externa de circulación de los vehículos en cada uno de los carriles. En vías de doble calzada, las lecturas se realizarán solamente en los carriles exteriores, aunque es recomendable también la toma de



43

deflexiones en los carriles interiores, si se presenta una gran diferencia en los deterioros atribuibles a la acción de las cargas del tránsito entre los diversos carriles12.

?? El Contratista debe garantizar que la carga aplicada y los sensores estén alejadas por

lo menos 1,5 metros de cualquier fisura. ?? Con el fin de convertir a la temperatura de referencia, la temperatura de las capas

asfálticas debe ser medida en el instante de efectuar las pruebas. ?? Como producto final el Contratista debe reportar cada 50 metros: ??Carga de ejecución de ensayo. ??Curva completa de deflexión sin correcciones por temperatura, en milésimas de

milímetro. ??Temperatura de las capas asfálticas en el momento de la medición de la deflexión. ??Temperatura de normalización de las deflexiones. ??Curva completa de deflexión corregida por temperatura, en milésimas de

milímetro. 4.1.4. Formatos de estandarización Para la unificación de criterios y con miras a facilitar en una etapa posterior la consolidación de la información, se ha establecido un formato para el reporte de los valores de las deflexiones obtenidas cada 50 m. El formato se consigna en medio impreso en el Anexo 3 del presente documento, y se hace entrega del mismo en medio magnético. La descripción del formato es la siguiente: ??Formato No. 10. Reporte de deflexiones.

En el campo PR se debe ir dividiendo el corredor en tramos consecutivos de 50 m lineales tendiendo en cuenta las consideraciones descritas en el numeral 4.1.3. del presente documento. En los siguientes campos se debe consignar el valor de la carga de ensayo, la temperatura en el momento del ensayo, las deflexiones obtenidas sin ningún tipo de corrección, la temperatura de normalización y finalmente las deflexiones corregidas por temperatura. Las deflexiones se deben consignar en milésimas de milímetro (1/1000 mm).




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4.2. DETERMINACIÓN DE LOS ESPESORES DE LA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO

Los pavimentos son estructuras conformadas por un conjunto de capas (multicapa) destinadas a: ??Resistir y distribuir a la capa de fundación (subrasante) los esfuerzos verticales

producidos por el tráfico. ??Mejorar las condiciones de rodamiento en cuanto a comodidad y seguridad. ??Resistir los esfuerzos horizontales haciendo más durable la superficie de rodamiento. La estructura típica de los pavimento asfálticos está conformada por las siguientes capas: capas asfálticas, base granular y subbase granular; en donde cada una de ellas desempeñan funciones que contribuyen a cumplir con la finalidad de los pavimentos13.

Figura No. 14. Estructura Típica de un Pavimento Flexible. ??Carpeta

?? Superficie de rodamiento

La carpeta debe proporcionar una superficie uniforme y estable al tránsito, de textura y color conveniente y resistir los efectos abrasivos del tránsito.

?? Impermeabilidad Hasta donde sea posible, debe impedir el paso del agua al interior del pavimento.

??Resistencia Su resistencia a la tensión complementa la capacidad estructural del pavimento.

13 Fuente: Montejo, Alfonso. “Ingeniería de Pavimentos”.

Capas Asfálticas

Base Granular

Subrasante

Subbase Granular



45

??Base Granular ??Resistencia

La función fundamental de la base granular de un pavimento consiste en proporcionar un elemento resistente que transmita a la subbase y a la subrasante los esfuerzos producidos por el tránsito en una intensidad apropiada.

??Sub base Granular

?? Función económica

Una de las principales funciones de esta capa es netamente económica; en efecto, el espesor total que se requiere para que el nivel de esfuerzos en la subrasante sea igual o menor que su propia resistencia, puede ser construido con materiales de alta calidad; sin embargo, es preferible distribuir las capas más calificadas en la parte superior y colocar en la parte inferior del pavimento la capa de menor calidad la cual es frecuentemente la más barata.

??Capa de transición La subbase bien diseñada impide la penetración de los materiales que constituyen la base con los de la subrasante y por otra parte, actúa como filtro de la base impidiendo que los finos de la subrasante la contaminen menoscabando su calidad.

??Disminución de las deformaciones Algunos cambios volumétricos de la capa subrasante, generalmente asociados a cambios en su contenido de agua (expansiones), o a cambios extremos de temperatura (heladas), pueden absorberse con la capa subbase, impidiendo que dichas deformaciones se reflejen en la superficie de rodamiento.

??Resistencia La subbase debe soportar los esfuerzos transmitidos por las cargas de los vehículos a través de las capas superiores y transmitirlos a un nivel adecuado a la subrasante.

??Drenaje En muchos casos la subbase debe drenar el agua que se introduce a través de la carpeta o por las bermas, así como impedir la ascensión capilar.

4.2.1. Equipos utilizados para la determinación de los espesores de las

estructuras de pavimento

Dentro del esquema de los contratos de mantenimiento integral, se exige que para la determinación de los espesores de las estructuras de pavimento se utilicen métodos no destructivos, empleando para tal fin un georradar.



46

??Georradar14 El empleo del georradar es una técnica de múltiples aplicaciones que utiliza energía electromagnética para localizar objetos o interfaces dentro de un material. El equipo genera impulsos electromagnéticos que, al interceptar un objeto o superficie de discontinuidad, son reflejados a la superficie y detectados por una antena receptora que transmite la información a un circuito de muestreo, previamente a su procesamiento en un computador. A medida que la antena se mueve a lo largo de la superficie se va obteniendo una representación en tiempo real de la sección transversal del material que se está relevando. Los datos de los espesores de las capas de los firmes de carreteras, combinados con los datos de deflexión permiten estimar la capacidad de soporte, predecir el comportamiento estructural y desarrollar estrategias de conservación y rehabilitación de los firmes.

Figura No. 15. Georradar.

?? El equipo de georradar permite:

??Evaluar espesores de forma continuada sin contacto con el pavimento,

reduciendo la toma de testigos al mínimo. ??Obtener un rendimiento elevado en las medidas, ya que el equipo va montado

en un vehículo, realizándose la auscultación a velocidades medias o altas y sin interferencias con el tráfico.

??Detectar heterogeneidades y anomalías tales como cavidades bajo losas de hormigón y humedades que afectan al firme.

14 Fuente: Centro de estudios de experimentación de obras públicas de España. CEDEX. 1999



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??Aplicaciones: ??Medida y registro de espesores de capas firmes de carretera. ??Detección de heterogeneidades y anomalías en el interior del firme (cambios de

firme, humedades, etc.). ??Auscultación tanto de tramos concretos como del conjunto de la red (sistemas

de gestión de firmes).

4.2.2. Criterio de medición Para los contratos de mantenimiento integral se deben efectuar las siguientes actividades con el fin de determinar los espesores de la estructura de pavimento: ?? Se debe calcular el espesor promedio de las capas que conforman la estructura de

pavimento mediante métodos no destructivos de acuerdo con las consideraciones contenidas en la “Guía Metodológica para el Diseño de Obras de Rehabilitación de Pavimentos Asfálticos de Carreteras”, empleando para tal fin un Georradar.

??Debido a que los espesores de la estructura de pavimento serán utilizados para el

cálculo del SNE a partir del área del cuenco de deflexión, se requiere obtener los espesores de la estructura exactamente en los sitios donde se midieron las deflexiones cada 50 metros lineales con el Deflectómetro.

?? Como mínimo, el Contratista deberá establecer el espesor conjunto de las capas

asfálticas (en el evento de que exista más de una capa), el espesor de la base granular y de la subbase granular y deberá poder interpretar situaciones de carácter particular en las cuales se presenten capas conformadas por otros tipos de materiales como losas de concreto hidráulico.

4.2.3. Formatos de estandarización Debido a la variabilidad que puede presentar la estructura del pavimento a lo largo del corredor en cuanto a su composición en número de capas, no es factible proporcionar al Contratista un formato de estandarización para el reporte de los espesores de la estructura de pavimento. Sin embargo, en el momento de reportar los espesores, el Contratista debe hacerlo siguiendo lo establecido en los formatos anteriores y respetando la tramificación de cada 50 m establecida en la toma de deflexiones. 4.3. DETERMINACIÓN DEL NÚMERO ESTRUCTURAL EFECTIVO El número estructural efectivo se define como la medida de la capacidad del paquete estructural del pavimento ante una determinada solicitación de cargas dinámicas. Tiene en cuenta el aporte de la subrasante.



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4.3.1. Metodologías de retrocálculo para la obtención del SNE La correcta evaluación de la capacidad estructural del pavimento existente, es uno de los aspectos críticos para la determinación de las estrategias de intervención en cada uno de los tramos que conforman los corredores viales. Esta actividad va acompañada de procedimientos que ya se han descrito a lo largo de este documento tales como la inspección visual y la ejecución de ensayos no destructivos que complementan el diagnóstico visual, entre ellos la medición de deflexiones y la determinación de los espesores de la estructura de pavimento. Estas últimas variables, las deflexiones y los espesores de la estructura, son los parámetros de entrada para la obtención del número estructural efectivo (SNE) mediante la técnica de retrocálculo.

Figura No. 16. Concepto de la Técnica de Retrocálculo para la Determinación del Número Estructural Efectivo.

El Contratista deberá reportar para la obtención del número estructural efectivo al menos una de las dos metodologías de retrocálculo que se relacionan a continuación y una adicional de comprobación la cual deberá estar debidamente documentada. ??Metodología de Gustav Rohde. ??Metodología de Paterson. 4.3.2. Criterio de medición Para los contratos de mantenimiento integral se deben efectuar las siguientes actividades con el fin de determinar el número estructural efectivo (SNE) a lo largo del corredor:

Número Estructural

Efectivo, SNE C.A.

B.G.

S.G.

Subrasante

Deflexiones

Espesores de la Estructura

Retrocálculo



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??Dado que el área del cuenco de deflexiones y los espesores de la estructura de pavimento se deben estimar cada 50 metros lineales, el número estructural efectivo SNE se debe calcular cada 50 metros lineales teniendo en cuenta las consideraciones descritas en el numera 4.3.2. del presente documento.

?? Finalmente se debe asignar un valor de número estructural efectivo (SNE) a los

mismos tramos de 500 metros de longitud establecidos para la asignación del Is y del IRI. Esta asignación se deberá realizar mediante la determinación del percentil 85 sobre la población de datos de SNE comprendida en el tramo, en donde el percentil 85 representa el valor sobre la escala de medida debajo del cual se encuentra el 85% de los datos en la distribución.

4.3.3. Formatos de estandarización Para la unificación de criterios y con miras a facilitar en una etapa posterior la consolidación de la información, se ha establecido una serie de formatos para el reporte de los valores del número estructural efectivo (SNE). Los formatos se consignan en medio impreso en el Anexo 4 del presente documento y en medio magnético. ??Formato No. 11. Reporte del número estructural efectivo cada 50 m.

En el campo PR se debe ir dividiendo el corredor en tramos consecutivos de 50 m lineales, conservando la misma división establecida en las medidas de las deflexiones y de los espesores de la estructura de pavimento. En el campo Número Estructural Efectivo (SNE) se debe consignar el valor del SNE obtenido cada 50 m mediante las técnicas de retrocálculo mencionadas en el numeral 4.3.2. del presente documento.

Deflexiones cada 50 m

Espesores de la Estructura cada 50 m

Cálculo del SNE cada 50 m

Índice de Deterioro Superficial cada

500m

Índice de Regularidad

Superficial cada 500 m

Asignación del SNE cada 500 m



50

Formato No. 12. Reporte del número estructural efectivo cada 500 m.

En el campo PR se debe ir dividiendo el corredor en tramos consecutivos de 500 m lineales, conservando la misma división establecida para la asignación del IRI y del Is. En el campo Número Estructural Efectivo (SNE) se debe consignar el valor del SNE característico para cada tramo de 500 m mediante la determinación del percentil 85 sobre la población de datos comprendida en el tramo.



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5. PARÁMETROS GEOMÉTRICOS

Figura No. 7. Parámetros Geométricos. A continuación se hace referencia a los parámetros geométricos que deben ser medidos por parte del Contratista durante el desarrollo de la fase pre-operativa. 5.1. RADIOS DE CURVATURA 5.1.1. Planta15 El Contratista deberá reportar la siguiente información: ??PR inicial (PRI). Se debe registrar el número del poste de referencia

inmediatamente anterior del punto de inflexión de la poligonal del trazado de la vía, seguido del símbolo “+” y de la distancia en metros. Para la distancia en metros se deben utilizar cuatro (4) caracteres (Ejemplo: PR 25+0000).

??PR final (PRF). Se debe registrar el número del poste de referencia

inmediatamente anterior del punto de inflexión consecutivo al inicial, seguido del símbolo “+” y de la distancia en metros. Para la distancia en metros se deben utilizar cuatro (4) caracteres (Ejemplo: PR 25+0500).

??Longitud. Se debe registrar la dimensión de la longitud en metros, que existe entre

el punto de inflexión inicial y el punto de inflexión final.

15 Fuente: Instructivo de las Fichas de Gestión de Mantenimiento – INVIAS.

PARÁMETROS GEOMÉTRICOS

Sección Transversal:

?? Elementos ?? Ancho ?? Bombeos ?? Peraltes

Pendiente Longitudinal

Radios de Curvatura Horizontales y

Verticales

Velocidades de Diseño y Operación

Distancias de Visibilidad de

Adelantamiento y Frenado



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??Azimut de Entrada (AE). Se debe reportar el ángulo en grados sexagesimales del azimut de la recta de entrada al punto de inflexión inicial de la poligonal del trazado de la vía (Ejemplo: 85,34º).

??Azimut de Salida (AS). Se debe reportar el ángulo en grados sexagesimales del

azimut de la recta de salida al punto de inflexión final de la poligonal del trazado de la vía (Ejemplo: 58,14º).

??Deflexión (CH). Se debe reportar el ángulo en grados que existe entre la

prolongación de la recta definida por los PRI y PRF, y la recta inmediatamente anterior. La deflexión se calcula mediante la siguiente expresión:

AEASCH ??

??Radio. Se debe reportar la dimensión del radio de la curva en metros. El radio se

calcula mediante la siguiente expresión:

? ?CH

PRIPRFR

**180

??

?

??Sentido. Se debe registrar si la curva corresponde a una curva con deflexión

izquierda o a una curva con deflexión derecha. ??Peralte. Se debe registrar en porcentaje en valor correspondiente a la máxima

inclinación transversal existente en la curva (Ejemplo: 3,58%). ??Observaciones. Se deben registrar los comentarios que caractericen la curva.



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Figura No. 8. Características Geométricas en Planta.

5.1.2. Perfil16 El Contratista deberá reportar la siguiente información: ??Punto 1 (PR1). Se debe registrar el número del poste de referencia inmediatamente

anterior de un punto contenido en un tramo de pendiente constante (denominado punto 1), seguido del símbolo “+” y de la distancia en metros. Para la distancia en metros se deben utilizar cuatro (4) caracteres (Ejemplo: PR 25+0000).

??Cota 1 (C1). Se debe registrar el valor de la cota en metros sobre el nivel del mar

correspondiente al punto 1 (Ejemplo: 1425,8 msnm). ??Punto 2 (PR2). Se debe registrar el número del poste de referencia inmediatamente

anterior de un punto contenido en el mismo tramo de la vía de pendiente constante

16 Fuente: Instructivo de las Fichas de Gestión de Mantenimiento – INVIAS.



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(denominado punto 2), seguido del símbolo “+” y de la distancia en metros. Para la distancia en metros se deben utilizar cuatro (4) caracteres (Ejemplo: PR 25+0500).

??Cota 2 (C2). Se debe registrar el valor de la cota en metros sobre el nivel del mar

correspondiente al punto 2 (Ejemplo: 1424,6 msnm). ??Pendiente (PE). Se debe registrar el valor de la pendiente longitudinal de la vía en

ese tramo en términos de porcentaje. El valor de la pendiente es negativo cuando la cota final es menor a la cota inicial. Este valor es calculado teniendo en cuenta la diferencia de cotas y distancia entre los puntos 1 y 2. Se calcula mediante las siguientes expresiones:

1212

PRPRCC

PEentrada ??

?

''

''

1212

PRPRCCPEsalida ?

??

entradasalida PEPETETA ??

??Curva vertical. Se debe registrar el valor del parámetro de curvatura, calculado

mediante la relación entre la longitud de la curva vertical, expresada en metros y la diferencia de las pendientes de las rectas involucradas.

??Cota vértice. Se debe registrar el valor de la cota en metros sobre el nivel del mar correspondiente al punto de inflexión vertical.

??PRI. Se debe registrar el número del poste de referencia inmediatamente anterior del

punto de inicio de la curva vertical, seguido del símbolo “+” y de la distancia en metros. Para la distancia en metros se deben utilizar cuatro (4) caracteres.

??PRF. Se debe registrar el número del poste de referencia inmediatamente anterior

del punto final del desarrollo de la curva vertical, seguido del símbolo “+” y de la distancia en metros. Para la distancia en metros se deben utilizar cuatro (4) caracteres.

??Cota inicial curva. Se debe registrar la cota inicia l de la curva vertical,

correspondiente al PRI en metros sobre el nivel del mar. ??Cota final curva. Se debe registrar la cota final de la curva vertical, correspondiente

al PRF en metros sobre el nivel del mar.



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Figura No. 9. Características Geométricas en Perfil.

5.2. VELOCIDADES DE DISEÑO Y OPERACIÓN17 5.2.1. Velocidad de diseño Se define como la máxima velocidad segura y cómoda que puede ser mantenida en una sección determinada de una vía, cuando las condiciones son tan favorables, que las características geométricas del diseño de la vía predominan. Todos aquellos elementos geométricos de los alineamientos horizontal, de perfil y transversal, tales como radios mínimos, pendientes máximas, distancias de visibilidad, peraltes, anchos de carriles y bermas, anchuras y alturas libres, etc., dependen de la velocidad de diseño y varían con un cambio de ella. 5.2.2. Velocidad de operación Se interpreta la velocidad de operación como la velocidad a la que se observa que los conductores operan sus vehículos. Normalmente se asimila la velocidad de operación al percentil 85 de la distribución de velocidades observadas en una localización determinada, es decir, se asume que hay un 15% de los vehículos que circulan a una velocidad superior a la de operación en el elemento. Para tener en cuenta el concepto, generalmente reconocido, sólo se consideran

17 Fuente: Manual de Diseño Geométrico para Carreteras. Instituto Nacional de Vías.



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en el análisis de las velocidades las correspondientes a los vehículos livianos que circulan con un intervalo amplio, para no estar así condicionados por una circulación en caravana. Para la determinación de las velocidades de operación deben tomarse datos de velocidades puntuales en la mitad de las curvas horizontales y de las rectas que tengan suficiente longitud. Así, se pueden obtener las sucesivas velocidades de operación o velocidades realmente prácticas como resultado o efecto operacional de la geometría de la vía. 5.3. VISIBILIDADES DE FRENADO Y ADELANTAMIENTO18 La distancia de visibilidad se define como la longitud continua de carretera que es visible hacia adelante por el conductor de un vehículo que circula por ella. Esta distancia de visibilidad debe ser de suficiente longitud, tal que le permita a los conductores desarrollar la velocidad de diseño y a su vez controlar la velocidad de operación de sus vehículos ante la realización de ciertas maniobras en la carretera. 5.3.1. Distancia de visibilidad de parada Se considera como distancia de visibilidad de parada de un determinado punto de una carretera, la distancia necesaria para que el conductor de un vehículo que circula aprox imadamente a la velocidad de diseño, pueda detenerlo antes de llegar a un obstáculo que aparezca en su trayectoria. 5.3.2. Distancia de visibilidad de adelantamiento Se dice que un tramo de carretera tiene distancia de visibilidad de adelantamiento, cuando la distancia de visibilidad en ese tramo es suficiente para que, en condiciones de seguridad, el conductor de un vehículo pueda adelantar a otro, que circula por el mismo carril a una velocidad menor, sin peligro de interferir con un tercer vehículo que venga en sentido contrario y se haga visible al iniciarse la maniobra de adelantamiento. La distancia de visibilidad de adelantamiento se considera únicamente para carreteras de dos carriles con tránsito en las dos direcciones, donde el adelantamiento se realiza en el carril del sentido opuesto. 5.4. SECCIÓN TRANSVERSAL19 La sección transversal de una carretera en un punto de ésta es un corte vertical normal al alineamiento horizontal, el cual permite definir la disposición y dimensiones de los

18 Fuente: Manual de Diseño Geométrico para Carreteras. Instituto Nacional de Vías. 19 Fuente: Manual de Diseño Geométrico para Carreteras. Instituto Nacional de Vías.



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elementos que forman la carretera en el punto correspondiente a cada sección y su relación con el terreno natural. El Contratista deberá contar con una comisión topográfica para el levantamiento de estos datos cada 500 metros o antes si se presenta un cambio brusco de sección. 5.4.1. Elementos Los elementos que integran y definen la sección transversal son: ancho de zona o derecho de vía, corona, calzada, bermas, carriles, cunetas, taludes y elementos complementarios ??Ancho de zona o derecho de vía. Es la faja de terreno destinada a la construcción,

mantenimiento, futuras ampliaciones de la vía si la demanda de tránsito así lo exige, servicios de seguridad, servicios auxiliares y desarrollo paisajístico.

??Corona. La corona es la superficie de la carretera terminada que queda comprendida

entre los bordes de las bermas de la carretera, o sea las aristas superiores de los taludes del terraplén y/o las interiores de las cunetas. Los elementos que definen la corona son: rasante, pendiente transversal, calzada y bermas.

??Calzada. La calzada es la parte de la corona destinada a la circulación de vehículos y

constituida por dos o más carriles, entendiéndose por carril a la faja de ancho suficiente para la circulación de una fila de vehículos.

??Bermas. Las bermas son las fajas contiguas a la calzada, comprendidas entre sus orillas y las líneas definidas por los hombros de la carretera.

??Cunetas. Son zanjas abiertas en el terreno, revestidas o no, que recogen y canalizan

longitudinalmente las aguas superficiales y de infiltración. ??Taludes. Los taludes son los planos laterales que limitan la explanación. Su inclinación

se mide por la tangente del ángulo que forman tales planos en la vertical, en cada sección de la vía.

??Carriles especiales. Constituyen ensanchamientos de la calzada, para fines

específicos. Entre otros, se tienen: ?? Carriles de cambio de velocidad. ?? Carriles de desaceleración. ?? Carriles de aceleración.

??Separadores. Los separadores son por lo general zonas verdes o zonas duras

colocadas paralelamente al eje de la carretera, para separar direcciones opuestas de



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tránsito (separador central o mediana) o para separar calzadas destinadas al mismo sentido del tránsito (calzadas laterales).

5.4.2. Bombeo20 El bombeo o pendiente transversal normal es la pendiente que se da a la corona en las tangentes del alineamiento horizontal hacia uno u otro lado de la rasante para evitar la acumulación del agua sobre la carretera y reducir, de esta manera, el fenómeno de hidroplaneo. Un bombeo apropiado es aquel que permita un drenaje correcto de la corona con la mínima pendiente, a fin de que el conductor no tenga sensaciones de incomodidad e inseguridad. 5.4.3. Peralte21 El peralte es la inclinación transversal, en relación con la horizontal, que se da a la calzada hacia el interior de la curva, para contrarrestar el efecto de la fuerza centrífuga de un vehículo que transita por un alineamiento en curva. Dicha acción está contrarrestada también por el rozamiento entre ruedas y pavimento. 5.5. CRITERIO DE MEDICIÓN ??Pendiente longitudinal, velocidad de diseño y de operación, visibilidades de

frenado y adelantamiento. Se deberán establecer para cada tramo de 500 m de longitud, conservando la división establecida para la asignación del IRI, del Is y del SNE.

??Sección transversal. Se deberá establecer para cada tramo de 500 m de longitud

o cada cambio brusco de sección transversal. ??Radios de curvatura horizontales y verticales. Se deberán reportar en la

presencia de curvas horizontales y verticales. 5.6. FORMATO DE ESTANDARIZACIÓN Para la unificación de criterios y con miras a facilitar en una etapa posterior la consolidación de la información, a continuación se relaciona una serie de formatos para el reporte de los datos geométricos, sin embargo, debido a la variabilidad de los parámetros objeto de medición a lo largo del corredor vial estos formatos podrán ser modificados o ajustados

20 Fuente: Manual de Diseño Geométrico para Carreteras. Instituto Nacional de Vías. 21 Fuente: Manual de Diseño Geométrico para Carreteras. Instituto Nacional de Vías.



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por el Contratista. Los formatos se consignan en medio impreso en el Anexo 5 del presente documento y en medio magnético. ??Formato No. 13. Características geométricas en planta.

Este formato se debe diligenciar de acuerdo con las consideraciones descritas en el numeral 5.1.1. del presente documento.

??Formato No. 14. Características geométricas en perfil.

Este formato se debe diligenciar de acuerdo con las consideraciones descritas en el numeral 5.1.2. del presente documento.

??Formato No. 15. Otros parámetros geométricos.

Este formato se debe diligenciar de acuerdo con las consideraciones descritas en los numerales 5.2., 5.3. y 5.4. del presente documento.



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6. PARÁMETROS GEOTÉCNICOS

Figura No. 8. Parámetros Geotécnicos. A partir de esta información el Contratista deberá presentar: 1) Un diagnóstico que permita identificar los sitios o tramos del corredor vial que requieren

una atención especial durante la etapa operativa del contrato. 2) Un programa de manejo preventivo que incluirá el diseño tipo y la cuantificación de los

costos de las alternativas de solución temporales o definitivas requeridas en los sitios o tramos identificados.

A continuación se describen los parámetros geotécnicos que deben ser medidos por parte del Contratista durante el desarrollo de la fase pre-operativa. 6.1. SITIOS POTENCIALES DE INESTABILIDAD GEOLÓGICA Algunos sitios resultan vulnerables a los deslizamientos debido a múltiples factores, relacionados frecuentemente con la geometría del sitio, las trayectorias de drenaje prevalecientes o las condiciones geológicas muy localizadas. Los parámetros usuales que se utilizan habitualmente en la clasificación de los macizos rocosos para evaluar su comportamiento frente a la estabilidad de las laderas son los siguientes: ??Litologías presentes. ??Estructura del macizo rocoso. ??Resistencia de la roca.

PARÁMETROS GEOTÉCNICOS

Fallas principales y secundarias y estructuras

tipo coluvión que atraviesan el corredor vial.

Tipo y características geomorfológicas y

geotécnicas de los suelos y rocas presentes

Formaciones geológicas presentes

Fenómenos de remoción en masa

presentes

Sitios potenciales de inestabilidad

geológica

Estabilidad de taludes



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??Presencia de planos de debilidad y sus características. ??Grado de meteorización y alteración del macizo rocoso. ??Características hidrogeológicas. Tras la evaluación de los anteriores parámetros y cuantificando la mayor o menor influencia de cada parámetro de cara al comportamiento geomecánico del macizo rocoso frente a los movimientos de ladera, finalmente se debe clasificar la susceptibilidad dentro de las siguientes 5 categorías22: ??Muy alta. Laderas con zonas de falla, masas de suelo altamente meteorizadas y

saturadas, y discontinuidades desfavorables donde han ocurrido deslizamientos o existe alta posibilidad de que ocurran.

??Alta. Laderas que tienen zonas de falla, meteorización alta a moderada y

discontinuidades desfavorables donde han ocurrido deslizamientos o existe la posibilidad de que ocurran.

??Media. Laderas con algunas zonas de falla, erosión intensa o materiales parcialmente

saturados donde no han ocurrido deslizamientos pero no existe completa seguridad de que no ocurran.

??Baja. Laderas que tienen algunas fisuras, materiales parcialmente erosionados no

saturados con discontinuidades favorables, donde no existen indicios que permitan predecir deslizamientos.

??Muy baja. Laderas no meteorizadas con discontinuidades favorables que no

presentan ningún síntoma de que puedan ocurrir deslizamientos. El Contratista deberá reportar los siguientes datos: PR inicial, PR final, lado de la vía en el donde se identifica el sitio potencial de inestabilidad geológica (izquierdo o derecho tomando como punto de partida el PR inicial del corredor), categoría de inestabilidad y una descripción en donde se registren los aspectos más relevantes que caracterizan el sitio critico. 6.2. FORMACIONES GEOLÓGICAS PRESENTES23 Las estructuras o formaciones geológicas están relacionadas con todos los accidentes tectónicos de la masa rocosa, y son formadas por movimientos epirogénicos (movimientos verticales) y movimientos orogénicos (movimientos horizontales).

22 Fuente: SUAREZ, Jaime. (1998). “Deslizamientos y Estabilidad de Taludes en Zonas Tropicales”. Ediciones UIS. Julio de 1998. 23 Fuente: CELIS, Armando. “Nociones Geológicas Básicas sobre Rocas para Ingenieros”. Publicaciones Universidad Nacional de Colombia.



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El Contratista deberá identificar las formaciones geológicas presentes a lo largo del corredor atendiendo a la siguiente clasificación: 6.2.1. Tipos de estructuras 6.2.1.1. Estructuras primarias Son aquellas estructuras que se formaron durante el depósito y consolidación de las rocas sedimentarias y las establecidas durante la solidificación de las rocas ígneas. ??De las rocas sedimentarias. ?? Estrato. Cuerpo cuya superficie es considerable y su espesor variable desde

algunos centímetros hasta varios metros y que está limitado por planos de estratificación o superficies divisorias.

??De las rocas ígneas. ??Diques. Masas ígneas en forma de muro o pared, con una posición vertical o

próxima a la vertical. Su espesor varía entre pocos centímetros y varios metros. La longitud también varía entre corta a varios miles de metros.

??Mantos tabulares. Masas ígneas con una posición horizontal. Son de poco espesor y longitud variable entre pocos y muchos metros. Las rocas que se presentan más frecuentemente en los mantos o sills son los basaltos, doleritas y garbos.

?? Lacolitos. Forma semejante a los mantos, pero en la parte superior su superficie es abovedada. Son de pequeño tamaño a varios kilómetros. Las rocas más difundidas en los lacolitos son las sienitas, dacitas, garbos y diabasas.

??Batolitos. Masas de rocas ígneas con dimensiones grandes (más de 100 km2 de área), no tienen forma definida. Suelen estar compuestos por granodioritas o granitos.

6.2.1.2. Estructuras secundarias Estructuras surgidas como resultado de deformaciones posteriores de las formas estructurales primarias. ??Plegamientos. Curvamientos u ondulaciones importantes debidas a empujes

horizontales o verticales. Si los estratos o capas están en forma arqueada con su convexidad hacia arriba se denomina plegamiento anticlinal. Si las capas están en pliegue cóncavo hacia arriba, el plegamiento se llama sinclinal.

??Diaclasas. Planos de superficie de rotura de las rocas en los que no existe

desplazamiento de los bloques paralelo a dicho plano.



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??Fallas. Planos de superficie de rotura de las rocas en los que si existe desplazamiento de los bloques paralelo a dicho plano. Esta estructura es de especial interés porque el área en la cual se encuentra, por lo general, tiene condiciones de inestabilidad. Se debe identificar si la falla es normal, invertida, de cabalgamiento, horizontal o de cizallamiento.

El Contratista deberá reportar como mínimo los siguientes datos: PR inicial, PR final, tipo de estructura o formación geológica presente y una descripción en donde se registren los aspectos más relevantes que caracterizan la formación geológica. 6.3. FENÓMENOS DE REMOCIÓN EN MASA El Contratista deberá identificar los fenómenos de remoción en masa presentes y la naturaleza de los mismos siguiendo los lineamientos establecidos en el Manual de Estabilidad de Taludes del Instituto Nacional de Vías y del Ministerio de Transporte. A continuación se hace una breve descripción de los fenómenos de remoción en masa contemplados dentro del manual y de las características que los determinan: 6.3.1. Clasificación24 ??Caídas. En los caídos una masa de cualquier tamaño se desprende de un talud de

pendiente fuerte, a lo largo de una superficie, en la cual ocurre ningún o muy poco desplazamiento de corte y desciende principalmente, a través del aire por caída libre, a saltos o rodando. El movimiento es muy rápido a extremadamente rápido y puede o no, ser precedido de movimientos menores que conduzcan a la separación progresiva o inclinación del bloque o masa de material. La observación muestra que los movimientos tienden a comportarse como caídos de caída libre cuando la pendiente superficial es de más de 75 grados. En taludes de ángulo menor generalmente, los materiales rebotan y en los taludes de menos de 45 grados los materiales tienden a rodar. Los “caídos de roca” corresponden a bloques de roca relativamente sana, los caídos de residuos o detritos están compuestos por fragmentos de materiales pétreos y los caídos de tierra corresponden a materiales compuestos de partículas pequeñas de suelo o masas blandas.

24 Fuente: “Manual de Estabilidad de Taludes - Geotecnia Vial”, Instituto Nacional de Vías y Ministerio de Transporte.



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??Volcamiento. Este tipo de movimiento consiste en una rotación hacia delante de una unidad o unidades de material térreo con centro de giro por debajo del centro de gravedad de la unidad y generalmente, ocurren en las formaciones rocosas. Las fuerzas que lo producen son generadas por las unidades adyacentes, el agua en las grietas o juntas, expansiones y los movimientos sísmicos.

??Deslizamientos. El movimiento consiste de deformación por corte y

desplazamiento, a lo largo de una o varias superficies que son visibles o pueden inferirse de forma razonable, o dentro de una zona más o menos estrecha. La rotura del talud no siempre es simultánea en todos los puntos de la superficie de falla, sino que puede propagarse desde una zona de falla local. La masa afectada puede deslizarse más allá de la superficie original de rotura sobre el terreno natural. Los deslizamientos pueden obedecer a procesos naturales o a desestabilización de masas de tierra por el efecto de cortes, rellenos, deforestación, etc. Se debe hacer distinción entre: ??Hundimientos o movimientos rotacionales. Son deslizamientos de masas de

suelo, a lo largo de una superficie cóncava bien definida. El movimiento es en esencia de rotación alrededor de un eje paralelo al talud, y es por lo general profundo en suelos homogéneos de gran espesor, como en muchos coluviones, capas arcillosas gruesas, rellenos, terraplenes y botaderos. Pueden ser superficiales en los mantos de suelo residual, pero de todas maneras tienen el carácter rotacional y dejan la concavidad típica en la corona.

??Deslizamientos traslacionales. Consisten en el movimiento de espesores

delgados de fragmentos de roca, mezclas de suelo y roca fracturada (detritos o escombros de la meteorización), coluvión, suelo, material orgánico y vegetación, a lo largo de superficies casi planas, bien definidas, conformadas con frecuencia por la pendiente estructural en estratos más resistentes, sobre los cuales descansan estratos de roca alterada, mantos de suelo residual o capas de depósitos.

??Propagación lateral. En los esparcimientos laterales el modo de movimiento

dominante es la extensión lateral acomodada por fracturas de corte y tensión. La rata de movimiento es por lo general extremadamente lenta. Pueden ocurrir en masas de roca sobre suelos plásticos y también se forman en suelos finos, tales como arcillas y limos sensitivos.

??Flujos. En un flujo existen movimientos relativos de las partículas o bloques pequeños dentro de una masa que se mueve o desliza sobre una superficie de falla.



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Los flujos pueden ser lentos o rápidos, así como secos o húmedos y los puede haber de roca, de residuos, o de suelo o tierra. La ocurrencia de flujos está generalmente, relacionada con la saturación de los materiales subsuperficiales. Algunos flujos pueden resultar de la alteración de suelos muy sensitivos tales como sedimentos no consolidados. ??Movimientos lentos, de reptación o creep. La reptación se manifiesta como

un desplazamiento muy lento de la parte superficial del terreno, aún en taludes de pendiente moderada u con cobertura vegetal. El fenómeno puede pasar inadvertido puesto que tiene velocidad promedio cercana a 1 cm/año. El movimiento puede llegar a evidenciarse por la deformación del terreno, la formación de pliegues en las formaciones rocosas o de arrugas y escalones en las masa de suelo, la inclinación de árboles, separación del suelo en el contacto con grandes rocas, la migración de éstas, el corrimiento de líneas férreas y carreteras, etc. Al contrario de los deslizamientos, en la reptación no hay una separación definida entre la masa en movimiento y la que permanece en su sitio, estática; es posible que abarque grandes extensiones en la laderas de una montaña.

?? Flujos de detritos y flujos de tierra. Por lo general son movimientos de

velocidad variables entre rápidos o muy rápidos para los de detritos y lentos, de carácter viscoso en los flujos de tierra. Se forman en materiales provenientes de meteorización de las rocas, que pierden su estabilidad estructural por efecto del agua, originando desplazamientos con formas alargadas, lobuladas en su extremo inferior; también se pueden desarrollar a partir del cuerpo de otros tipos de deslizamiento, para formar movimientos complejos.

?? Flujos de lodo. Es común que se formen cuando una masa de detritos se

ablanda por acción del agua hasta tener una consistencia blanda y fluida, poniéndose en movimiento u alcanzado velocidades altas, según la intensidad y duración de las lluvias y de la pendiente del terreno. Estos flujos tienen forma de lengüeta e inclinación que varía entre 5 y 15 grados en la superficie de lo cuerpos de acumulación. El movimiento de los flujos de lodo es debido por completo a la gravedad y su velocidad depende en alto grado de la pendiente del terreno sobre el cual se mueven y de la viscosidad del lodo.

??Avalanchas. Consiste en el movimiento muy rápido de masa de materiales

gruesos, tales como bloques de roca, cascajo y arena, con ciertas cantidades de suelos más finos como limo y arcilla junto con agua y aire atrapado.



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Para que se produzcan las avalanchas deben tenerse en cuenta las siguientes características: 1) Debe existir una provisión de materiales en posibilidad de deslizarse, cuyas características los lleven a que sufran alteraciones serias desde el momento en que comienzan a desplazarse; 2) Actúan las diferencias de nivel y las condiciones del relieve a lo largo de la trayectoria del movimiento, las cuales influyen en la energía y velocidad que puede adquirir; y 3) La acción del agua necesaria par que los materiales pierdan resistencia, se ablanden y fluyan, influye en que estos alcancen mayor capacidad de movimiento y mayor energía.

??Movimientos complejos. Con mucha frecuencia los movimientos de un talud

incluyen una combinación de dos o más de los principales tipos de desplazamientos descritos anteriormente. Se considera que los más frecuentes en regiones de Colombia son el hundimiento – flujo de tierras y la caída de rocas – avalancha de detritos. Los del primer tipo se presentan casi siempre en deslizamientos rotacionales que adquieren una componente traslacional, en los cuales la masa abarcada se deforma y disgrega bastante por el corrimiento; en presencia del agua los detritos se ablandan y dan lugar al flujo de tierras o, dado el caso, al de lodos. El segundo tipo se origina al desprenderse de laderas muy empinadas series o grupos de lajas y bloques de roca, cuya forma y tamaño están controlados por las discontinuidades de la masa rocosa (fracturas, diaclasas, fallas).

6.3.2. Caracterización del movimiento25 Adicional al tipo de movimiento es importante definir las características que posee en cuanto a: ??Tasa del movimiento. ?? Extremadamente rápido: > 3 m/s. ??Muy rápido: 0.3 m/min - 3 m/s. ??Rápido: 1.5 m/día > 3 m/min. ??Moderado: 1.5 m/mes - 1.5 m/día. ?? Lento: 1.5 m/año - 1.5 m/mes. ??Muy lento: 0.06 m/año – 1.5 m/año. ?? Extremadamente lento: < 0.06 m/año.

??Contenido de agua. ?? Seco. No contiene humedad “visible”. ??Húmedo. Contiene algo de agua pero no posee agua (corriente) libre y puede

comportarse como un sólido plástico pero no como un líquido.

25 Fuente: “Manual de Estabilidad de Taludes - Geotecnia Vial”, Instituto Nacional de Vías y Ministerio de Transporte.



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??Mojado. Contiene suficiente agua para comportarse en parte como un líquido y posee cantidades visibles de agua que pueden salir del material.

??Muy mojado. Contiene agua suficiente para fluir como líquido, aún en pendientes bajas.

??Tipo de material26. ??Roca. Se denomina roca a la roca dura y firme que estaba intacta en su lugar

antes de la iniciación del movimiento. ??Detritos. Suelo que contiene una proporción de material grueso (partículas de

más de 2 mm de diámetro) mayor del 50%. ?? Tierra. Material de un deslizamiento que contiene más del 80% de las partículas

menores de 2 mm. Para los fenómenos de remoción en masa el Contratista deberá reportar los siguientes datos: PR inicial, PR final, lado de la vía en el donde se presenta (izquierdo o derecho tomando como punto de partida el PR inicial del corredor), tipo y caracterización del movimiento y una descripción en donde se registren los aspectos más relevantes del fenómeno de remoción. 6.4. ESTRUCTURAS TIPO COLUVIÓN27 Se define un coluvión como una masa incoherente de materiales sueltos y heterogéneos, de suelo o fragmentos de roca depositados por lavado de la lluvia, reptación o deslizamiento, los cuales comúnmente se depositan en la base de las laderas. El coluvión típico es una mezcla de fragmentos angulares y materiales finos. Los coluviones, generalmente consistentes de mezclas heterogéneas de suelo y fragmentos de roca que van desde partículas de arcillas hasta rocas de varios metros de diámetro, se les encuentra a lo largo de las partes bajas de los valles o a mitad de talud, formando áreas de topografía ondulada, mucho más suave que la de las rocas que produjeron los materiales del coluvión. Es muy frecuenta que los coluviones generen deslizamiento en las vías al ser cortados por ellas, o que el alineamiento de la vía pase sobre un coluvión en movimiento. En los coluviones generalmente, se generan corrientes de agua sobre la interfase entre el coluvión y el material de base. El Contratista deberá distinguir entre coluviones secos y coluviones saturados, siendo por lo general, arcillosos los segundos y de comportamiento friccionante los primeros. 26 Fuente: “Manual de Estabilidad de Taludes - Geotecnia Vial”, Instituto Nacional de Vías y Ministerio de Transporte. 27 Fuente: SUAREZ, Jaime. (1998). “Deslizamienos y Estabilidad de Taludes en Zonas Tropicales”. Ediciones UIS. Julio de 1998. Pg 178 - 184



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Dentro de las características que afectan la estabilidad de los coluviones se tienen las siguientes: ??Tipo de material de suelo. El tipo, gradación y propiedades de los suelos afectan el

comportamiento de los suelos relacionado con sus características hidrológicas y mineralógicas, las cuales pueden controlar la resistencia al cortante.

??Contenido de arcilla humedad y límite líquido. Un factor muy importante es el

contenido de arcilla. Los coluviones arcillosos tienden a tener mayor cohesión y al mismo tiempo mayor espesor, tienden a fluir al aumentar su contenido de agua, especialmente cuando este se acerca al límite líquido. Por esta razón es importante analizar la humedad del coluvión en su estado saturado con el valor del límite líquido para poder determinar la posibilidad de ocurrencia de flujos de lodos.

??Permeabilidad. Los coluviones granulares aunque porosos tienden a ser mucho

más permeables y su drenaje, en el caso de lluvias, es mucho más fácil. Por esta razón, aunque se trate de suelos granulares, la ocurrencia de licuefacción es menos común y al ser más densos y tener menor relación de vacíos tienden a movilizarse más lentamente.

Las grietas en los coluviones tienden a canalizar el agua infiltrada hacia ciertas áreas seleccionadas, permitiendo la ocurrencia de deslizamientos relativos, de acuerdo con los patrones de agrietamiento.

??Geomorfología. Incluye sus características geológicas, tectónicas, pendiente y

forma de los coluviones. ??Horizontes estratigráficos. Los coluviones generalmente tienen horizontes

estratigráficos que representan cambios en las ratas de depositación. ??Superficies de cortante. Las lutitas y otras rocas blandas generalmente producen

coluviones de grano fino con proporciones altas de arcilla. El movimiento lento de reptación del coluvión produce un alineamiento de los granos de minerales y la creación de numerosas y microscópicas superficies de cortante. Estas superficies reducen en forma importante la resistencia al cortante de los materiales coluviales.

??Superficie de base. La superficie de base del coluvión puede ser una roca que

forma un plano de estratificación uniforme o puede ser una superficie irregular con canales internos. Estos canales en la base del coluvión afectan su estabilidad.

??Espesor. La velocidad de los movimientos en los coluviones depende de su espesor.

Los coluviones de gran espesor generalmente producen deslizamientos profundos



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relativamente lentos, mientras los coluviones de poco espesor producen deslizamientos someros de mayor velocidad.

??Hidrología. La lluvia intensa es uno de los más comunes mecanismos de activación

de deslizamiento en coluviones. Estas características varían de acuerdo al tipo de coluvión, especialmente la recarga de agua, su capacidad de acumulación y las ratas de evapotranspiración.

??Cobertura vegetal. Los coluviones son afectados en forma positiva por el refuerzo

de los sistemas de raíces y la pérdida de esta resistencia, cuando se deterioran las raíces debido a la deforestación, puede producir grandes deslizamientos.

??Sismicidad. La sismicidad es un factor importante en la activación de muchos tipos

de deslizamiento, especialmente en los coluviones. Los coluviones tienen un alto potencial de licuefacción, debido a su poca cohesión y a la falta de confinamiento por sus taludes de alta pendiente.

El Contratista deberá reportar como mínimo los siguientes datos: PR inicial, PR final, tipo de coluvión (seco o saturado) y una descripción en donde se registren los aspectos más relevantes que caracterizan la estructura tipo coluvión. 6.5. TIPO Y CARACTERÍSTICAS DE LOS SUELOS Y R OCAS PRESENTES El Contratista debe identificar a lo largo del corredor vial el tipo y las características geomorfológicas y geotécnicas de los suelos y rocas presentes. Para tal fin a continuación se hace una breve descripción de la clasificación y de las características de estos. 6.5.1. Rocas28 Las rocas son agregados naturales que se presentan en masas de grandes dimensiones. Están formadas por uno o más minerales o mineraloides. Las rocas están constantemente formándose, depositándose y hundiéndose hacia abajo y después volviéndose a formar una y otra vez, esto se conoce como el ciclo de la rocas. En la siguiente figura se presenta un diagrama con el ciclo de las rocas.

28 Fuente: CELIS, Armando. “Nociones Geológicas Básicas sobre Rocas para Ingenieros”. Publicaciones Universidad Nacional de Colombia.



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Figura No. 9. Ciclo de las Rocas.

Los diferentes tipos de rocas se pueden dividir, según su origen, en tres grandes grupos: 6.5.1.1. Rocas ígneas ??Intrusivas. Son el producto del enfriamiento del magma antes de aflorar a la

superficie. Generalmente son rocas muy duras y densas, y en su estado natural inalterado poseen una resistencia al cortante muy alta, sin embargo, al fracturarse y meteorizarse pueden ser blandas y débiles. El comportamiento de las rocas ígneas sanas o no meteorizadas en los taludes es controlado por su estructura, conformada por las juntas o diaclasas, fallas y zonas de corte, las cuales actúan como superficies de debilidad.

Figura No. 10. Rocas Ígneas.



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Las principales rocas ígneas intrusivas son:

??Granito. Roca de grano grueso compuesta principalmente por cuarzo, feldespatos y algo de mica con algunos otros componentes secundarios. Se forma por la cristalización lenta del magma debajo de las cadenas montañosas que se encuentran en proceso de elevación, ocasionado por los intensos movimientos de la corteza terrestre. El granito es muy importante como roca estructuralmente sana, dura y relativamente resistente a la descomposición.

??Diorita. Roca de grano grueso compuesta principalmente de feldespatos,

plagioclasa, así como hornblenda. Tiene un color que varía de blanco verdoso a verde.

??Gabro. Compuesto esencialmente por plagioclasas y piroxeno y puede tener

pequeñas cantidades de cuarzo, su color es un gris moteado. ??Dolerita. Roca con alto contenido de magnesio, calcio o sodio en su composición

química. Su color varía de verde grisáceo a verde oscuro. El color más oscuro indica un mayor contenido de hierro. Al meteorizarse produce hidróxidos de hierro y arcilla color café.

Son rocas muy resistentes. Los planos de las diaclasas son irregulares y es difícil de excavar en la roca porque se requieren generalmente, la utilización de explosivos.

??Extrusivas. Son producto de la cristalización de los materiales expulsados por los

volcanes. Las principales rocas volcánicas son la riolita, la andesita y el basalto y las tobas. La microestructura es muy variada de acuerdo a su proceso de formación.

??Riolita. Compuesta por grano fino. El color varía entre gris y rojo. La mayoría

presenta una estructura bandeada, es decir, capas alineadas que se formaron cuando el magma fluía.

?? Tobas. Son rocas formadas por material suelto arrojado por un volcán en

erupción. Son materiales muy porosos y ricos en vidrio. En ocasiones, las tobas presentan depósitos de materiales arcillosos, expansivos o arcillas inestables.

??Andesita. Roca de grano fino volcánica, que se le encuentra como flujo de lava

y ocasionalmente, como pequeñas inclusiones. Generalmente es de color marrón Los minerales constituyentes son esencialmente plagioclasa, hornblenda y biotita con muy poco cuarzo.



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??Basalto. Roca de grano fino formada por la erupción volcánica que se cristaliza en forma muy rápida. El tamaño de los cristales es menor de 0.05 mm. La composición mineral del basalto es aproximadamente mitad piroxeno y mitad plagioclasa, hasta con 5% de óxido de hierro.

El basalto en las zonas volcánicas forma grandes depósitos. Por general, el color es negruzco o verde oscuro pero en ocasiones puede ser rojizo o marrón, debido a la oxidación de los minerales que se convierten en óxidos de hierro. El basalto sano es duro y difícil de excavar y se requiere el uso de explosivos.

6.5.1.2. Rocas sedimentarias Están formadas por la sedimentación y cementación de partículas de arcilla, arena, grava o cantos. Sus características de estabilidad dependen generalmente, del tamaño de los granos, los planos de estratificación, las fracturas normales a la estratificación y el grado de cementación. Las rocas sedimentarias más comúnes son: ??Conglomerado y Brecha. Son dos variedades de roca sedimentarias de grano

grueso. Se compone de guijarros de materiales resistentes cementados por otros materiales más finos. El nombre depende de la forma de los guijarros, si son redondeados se les llama conglomerados y si son angulosos se les denomina brechas. En algunos casos contienen material tanto redondeado como anguloso. La porosidad de estas rocas es muy alta y pueden conformar acuíferos importantes.

Los conglomerados son bastante estables y permiten cortes relativamente pendientes debido a su cementación y a que los materiales gruesos tienen un efecto de refuerzo sobre la masa de roca.

??Areniscas. Las areniscas son una forma de arena endurecida por procesos

geológicos. El tamaño de los granos varía de 60 µm a varios mm y están cementados por otros minerales, con frecuencia por el cuarzo precipitado.

Se clasifican de acuerdo al tamaño de sus granos como fina, media o gruesa y de acuerdo a la naturaleza de los materiales cementantes. Las areniscas aunque tienden a ser resistentes, en ocasiones son relativamente débiles cuando su cementación ha sido pobre. El comportamiento de la arenisca meteorizada depende de la clase de cemento. Si es de calcita se disuelve con mayor facilidad que el de sílice. El cemento de óxido de hierro puede dar un color rojo a la roca y el dióxido de hierro un color marrón a amarillo.



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Algunas areniscas son de color verde grisáceo, debido a cambios ligeros en la composición química. Las areniscas compuestas casi de puro cuarzo se denominan Cuarcitas.

??Lutitas o Arcillolitas. Las rocas que contienen cantidades importantes de arcilla se

les denomina genéricamente como lutitas, y a ellas pertenecen las limolitas, arcillolitas y lodolitas.

Las lutitas son uno de los materiales más complejo desde el punto de vista de estabilidad de taludes. De acuerdo con el grado de solidificación las lutitas varían en su comportamiento. Las lutitas de grado bajo tienden a desintegrarse después de varios ciclos de secado y humedecimiento. Algunas lutitas son muy resistentes pero la mayoría presentan una resistencia al cortante, de mediana a baja. Las lutitas pueden ser arcillosas, limosas, arenosas o calcáreas de acuerdo a los tamaños y composición de las partículas. En ocasiones tienen una presencia de roca cementada y en otras el de un suelo con capas relativamente sueltas. Las arcillolitas son las lutitas con alto contenido de arcilla, lo cual las hace muy físiles y susceptibles a deslizamiento. Es muy común encontrar lodolitas negras con alto contenido de carbón de grano fino y sulfuro de hierro, las cuales son muy físiles y producen una gran cantidad de deslizamientos.

??Calizas y Dolomitas. La caliza es una roca sedimentaria con más del 50% de

carbonato de calcio. Esta roca es por lo general dura y compacta, pero se presentan problemas geotécnicos relacionados con la disolución del CaCO3. Las calizas generalmente, son de color gris azuloso pero las hay también blancas y de otras coloraciones. En las calizas se pueden formar grandes cavernas que actúan como conductos internos del agua subterránea, las cuales pueden conducir cantidades importantes de agua de un sitio a otro y facilitar la infiltración general. Las calizas en las cuales la calcita es reemplazada por dolomita, un producto con alto contenido de magnesio, se les llaman dolomitas.

??Evaporitas. Las evaporitas incluyen el yeso, la anhidrita y halita. Ellas, generalmente

están asociadas con las arcillolitas, las limolitas y las calizas, formando capas de evaporitas.



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6.5.1.3. Rocas metamórficas Son el resultado del metamorfismo o recristalización de rocas ígneas y sedimentarias. Las características de comportamiento de los taludes en rocas metamórficas sanas dependen de sus patrones de fracturación y bandeamiento. La foliación y la esquistosidad presente en algunas rocas metamórficas las hacen muy susceptibles a la meteorización.

Figura No. 11. Rocas Metamórficas.

Las rocas metamórficas más comunes son:

??Neiss. Roca bandeada o foliada, tiene los granos de los minerales que las componen

gruesos y dispuestos en bandas con una típica separación entre minerales claros y oscuros.

??Esquisto. Rocas que se componen de cristales planos de micas, clorita verde,

hornblenda y cuarzo. Los cristales son tubulares y se alinean, de tal manera que las rocas se rompen con facilidad en fragmentos planos. Esta roca es muy físil y se parte muy fácilmente. Los esquistos son materiales muy inestables en los taludes debido a su microestructura y a la facilidad con que se meteoriza.

??Pizarra. Roca dura formada bajo la influencia de esfuerzos muy altos sobre

sedimentos arcillosos. El proceso de cristalización forma minerales laminares tales como clorita y sericita y algunos granos de cuarzo. Algunas pizarras son derivadas de rocas volcánicas finas como las tobas. En ocasiones, la roca tiene muchos planos de clivaje, de tal manera que se forman láminas planas de roca que se utilizan como material de construcción. En ocasiones, estas capas o láminas son muy delgadas y físiles. La pizarra es una roca relativamente resistente a la meteorización pero se resquebraja muy fácilmente.



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??Filita. Roca similar a la pizarra pero posee cristales planos ovalados como hojas de árbol, que dan a los planos de clivaje una textura característica. Estos planos de clivaje están cruzados por fracturas que a menudo presentan un dibujo geométrico regular, ocasionando que la roca se rompa en forma rombohédricas o rectangulares.

??Chert. Precipitado orgánico e inorgánico de sílica. La sílica es principalmente cuarzo

criptocristalino. El chert puede presentarse en forma de precipitación o nodular.

6.5.2. Suelos Los suelos se pueden definir como el material no consolidado o semiconsolidado compuesto de la mezcla de partículas de diferentes tamaños, diferentes minerales y compuestos litológicos, y con diferentes cantidades y clases de materias orgánicas. La capa superficial de la tierra rica en material orgánico se designa con el nombre de capa vegetal. Los suelos derivan de las rocas que por procesos geológicos originan que la roca sea fracturada o plegada, luego, por los procesos de alteración originan los suelos. Esta mutación no alcanza un estado de equilibrio permanente pues continuamente intervienen agentes o factores de formación que van modificando o cambiando las características físicas y químicas del suelo. La roca madre, que se convierte en suelo puede ser de origen ígneo, sedimentario o metamórfico. ??Factores de formación de los suelos. ?? La materia de origen. ?? El agua. ?? La topografía del lugar. ?? El clima de la región.

?? La temperatura. ?? Los organismos existentes. ?? El ser humano y sus obras. ??Movimientos sísmicos.

??Formas de suelos.

Los suelos pueden quedar en el lugar, directamente de la roca de la cual derivan, dando así origen a los suelos llamados residuales o suelos no transportados. Pero estos productos pueden ser movidos del lugar de formación, por los mismos agentes geológicos y redepósitados sobre otros estratos sin relación directa con ellos, a estos suelos se los denomina suelos transportados.

6.5.2.1. Suelos residuales29

29 Fuente: SUAREZ, Jaime. (1998). “Deslizamientos y Estabilidad de Taludes en Zonas Tropicales”. Ediciones UIS. Julio de 1998.



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Los suelos residuales son el producto de la meteorización en el sitio de las formaciones rocosas. También en algunas formaciones de suelos aluviales, estos han sido meteorizados en tal forma que pueden asimilarse en su comportamiento a los suelos residuales. Adicionalmente, a los suelos residuales comúnmente se les encuentra acompañados por coluviones y un gran porcentaje de los movimientos de las laderas de suelos residuales están relacionados con la inestabilidad de los coluviones. El resultado es un perfil compuesto por materiales muy heterogéneos que van desde la roca sana pasando por rocas meteorizadas o “saprolitos”, hasta el "suelo" o material completamente meteorizado y a coluviones. Como características de los suelos residuales pueden mencionarse las siguientes: ??No pueden considerarse aislados del perfil de meteorización, del cual son solamente

una parte componente. Para definir su comportamiento y la posibilidad de ocurrencia de deslizamientos, pueden ser más importantes las características del perfil que las propiedades del material en sí.

??Son generalmente muy heterogéneos y difíciles de muestrear y ensayar. ??Comúnmente, se encuentran en estado húmedo no saturado, lo cual representa una

dificultad para evaluar su resistencia al corte. ??Generalmente, poseen zonas de alta permeabilidad, lo que los hace muy susceptibles

a cambios rápidos de humedad y saturación. La caracterización de un suelo residual debido a su heterogeneidad, requiere de un análisis integral que tenga en cuenta todos los factores que afectan su comportamiento, lo cual incluye el grado y proceso de meteorización, su mineralogía, microestructura, discontinuidades, estado de esfuerzos, propiedades mecánicas, clasificación y caracterización del perfil. En la Tabla No. 8 se muestra un resumen de los elementos, características y procedimientos de análisis para una caracterización integral.



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Tabla No. 8. Metodología para la Caracterización Integral de un Suelo Residual30

Elemento Factores a caracterizar Procedimiento

Medio ambiente externo

Topografía, régimen de lluvias, humedad ambiental, temperatura, vegetación, sísmica, factores antrópicos.

Mediciones topográficas, hidrológicas, caracterización de cobertura vegetal. Índice climático.

Litología Tipo de roca, minerales presentes, discontinuidades y microestructura de la roca original.

Caracterización geológica de los afloramientos de roca sana, secciones delgadas, micropetrografía.

Estado de meteorización

Proceso de desintegración física y descomposición química. Grado de meteorización.

Ensayo de arenosidad, Martillo de Schmidth, Índice micropetrográfico, ensayos de penetración.

Mineralogía Minerales resultantes del proceso de meteorización, tipos y porcentaje de arcilla.

Análisis termogravimétrico, escaniado con electromicroscopio, Microscopio óptico, Difracción de rayos X.

Microestructura

Textura, arreglo de partículas, ensamble, fábrica, matriz, tamaño de granos, terrones, sistema de soporte. Cementación entre partículas, alteración o remoldeo, anisotropía.

Análisis al microscopio y electromicroscopio.

Estructura

Discontinuidades heredadas, juntas, diaclasas, foliaciones, estratificación, separación, continuidad, relleno y propiedades de las discontinuidades.

Análisis visual de apiques, sondeos y afloramientos de suelo residual. Microscopio óptico.

Propiedades mecánicas

Resistencia al cortante, cohesión y ángulo de fricción de la masa de suelo y de las discontinuidades, envolventes de falla, relación de vacíos, permeabilidad, dispersividad. Factores que afectan estas propiedades.

Ensayos de campo y de laboratorio, resistencia al cortante, permeabilidad, peso unitario, relación de vacíos, porosidad, dispersividad.

Régimen de aguas subterráneas

Humedad, grado de saturación, succión, posibilidad de aumento rápido de humedad, avance del frente húmedo. Régimen interno de agua permanente y ocasional.

Ensayos de humedad, succión, velocidad de avance del frente húmedo. Redes de movimiento de agua permanente y por acción de lluvias.

Clasificación del suelo residual

Definición de la unidad de suelo, grupo y subgrupo, utilizando todos los elementos anteriores.

Sistema FAO. Sistema de Wesley. Nombre especial del suelo.

Caracterización del perfil

Definición de las características del perfil. Profundidad del perfil.

Clasificación por el Método de Hong Kong (grados I a VI).

Superficies preferenciales de falla

Superficie de falla, tipo de falla. Análisis geotécnico incluyendo agua, sismo, etc.

A continuación en la Tabla No. 9 se muestra el sistema de clasificación de suelos residuales de Wesley.




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Tabla No. 9. Metodología para la Caracterización Integral de un Suelo Residual31

Grupo Subgrupo Ejemplo Identificación Comentarios

(a) Influencia fuerte de la macroestructura.

Suelos de rocas ígneas ácidas o intermedias y rocas sedimentarias muy meteorizadas.

Inspección visual. Este es un grupo muy grande de suelos, incluyendo los saprolitos, cuyo comportamiento en las laderas es dominado por la influencia de las discontinuidades, fisuras, etc.

(b) Influencia fuerte de la microestructura.

Suelos de rocas ígneas y sedimentarias completamente meteorizadas.

Inspección visual y evaluación de la sensitividad e índice de liquidez.

Son suelos esencialmente homogéneos. Es importante la identificación de la naturaleza y papel de las discontinuidades heredadas, tanto primarias como secundarias para poder entender el comportamiento.

(c) Poca influencia de la estructura.

Suelos derivados de rocas muy homogéneas.

Poca o ninguna sensitividad y apariencia uniforme.

Se comportan en forma similar a los suelos moderadamente sobreconsolidados.

A Suelos sin influencia mineralógica fuerte

(b) Otros minerales comunes.

Subgrupo relativamente pequeño.

(a) Grupo de la smectita y montmorillonita.

Suelos negros tropicales y suelos formados en condiciones pobremente drenadas.

Colores gris a negro y alta plasticidad.

Suelos problemáticos encontrados en zonas planas; son de baja resistencia, alta compresibilidad y características fuertes de expansión y contracción.

B Suelos fuertemente influenciados por minerales comunes

(b) Otros minerales comunes.

Subgrupo relativamente pequeño.




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Grupo Subgrupo Ejemplo Identificación Comentarios (a)

Grupo de los alófanos.

Suelos derivados de ceniza volcánica.

Contenidos de agua muy altos y cambios irreversibles al secarse.

Altos límites líquidos y plásticos. Las características de ingeniería son generalmente buenas, aunque en algunos casos la alta sensitividad hace difícil el manejo y la compactación.

(b) Grupo de la aloysita.

Suelos derivados de rocas volcánicas antiguas. Especialmente arcillas rojas tropicales.

Color rojo, topografía bien drenada.

Suelos finos de baja a media plasticidad, pero de baja actividad. Las propiedades de ingeniería son generalmente buenas. (Debe tenerse en cuenta que con frecuencia se traslapan los suelos alófanos y los aloysíticos).

C Suelos fuertemente Influenciados por minerales arcillosos propios solamente de los suelos residuales

( c) Grupo de los Sesquioxidos.

Suelos lateríticos o lateritas.

Apariencia granular o nodular.

Es un grupo muy amplio que van desde arcillas limosas hasta gravas y arenas gruesas. Su comportamiento varía desde la baja plasticidad hasta la grava no plástica.

6.5.2.2. Suelos transportados 32 Se formaron por meteorización de la roca en un lugar y posterior transporte a otro lugar por agentes externos que podrían ser: agua, glaciares, viento y gravedad. Los depósitos transportados por el viento, glaciares y agua están ampliamente repartidos, aunque en el estricto sentido de la palabra estos son depósitos transportados hace tanto tiempo, que el suelo endurecido está sometido a meteorización produciendo un material que es más residual que transportado. ??Suelos aluviales. Son suelos transportados por el agua. El tamaño de sus granos

es de fino a muy grueso, su forma es subredondeada a redondeada. Se pueden distinguir los siguientes depósitos:

32 Fuente: CELIS, Armando. “Nociones Geológicas Básicas sobre Rocas para Ingenieros”. Publicaciones Universidad Nacional de Colombia.



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??Aluviones. Localizados a lo largo de cursos de agua que se mueven en terrenos planos o de pendiente muy baja.

??Conos de deyección. Depósitos en aquellas áreas en las cuales se presentan

cambios bruscos de pendiente. Las excavaciones, por lo general, son inestables. ?? Terrazas. Los depósitos aluviales de terrazas se caracterizan por tener

granulometría heterogénea. Conforman terrenos planos comprendidos entre dos taludes verticales o próximos a la verticalidad. Son depósitos muy compactos. Las excavaciones se deben ejecutar con diseñó 1:10, para dejar un área mínima expuesta a la acción del agua de precipitación.

??Suelos orgánicos. Son aquellos que se formaron en condiciones de alta humedad y

descomposición de materia orgánica. No tienen capacidad portante. El espesor es variable desde pocos centímetros a varios metros.

Entre otros tipos de suelos transportados se tienen: ??Suelos lacustres. Son generalmente de grano fino a causa de la pequeña velocidad

con que las aguas fluyen en los lagos. Características: ??Granulometría fina y muy fina. ?? Tienen bajo grado de consolidación.

Los depósitos marinos (formados por el mar) suelen ser estratificados reflejando muchas veces las características de las costas que los mares bañan.

6.6. ESTABILIDAD DE TALUDES El Contratista deberá realizar un inventario de la totalidad de los taludes que se presentan a lo largo del corredor vial. En el inventario de los taludes el Contratista deberá reportar como mínimo los siguientes datos: ??PR inicial y PR final. ??Lado de la vía en el donde se sitúa el talud: Izquierdo o derecho tomando como punto

de partida el PR inicial del corredor. ??Tipo de talud: Media ladera o terraplén. ??Longitud total del talud. ??Altura del talud desde el pie hasta la corona. ??Pendiente del talud en tanto por uno, es decir, inclinación horizontal/vertical (Ejemplo:

1:1). ??Información sobre revestimiento del talud: Se debe reportar la presencia o no de

revestimiento por capa vegetal, los muros en la pata del talud, el cubrimiento del talud por mallas metálicas y la protección o no del talud por piedras o por gaviones.



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??Información sobre zanjas: Se debe reportar la presencia de zanjas de coronación y de zanjas en el pie del terraplén.

??Observaciones o descripciones: En donde se registren los comentarios pertinentes frente al riesgo que presenta el talud.

Adicionalmente, con el objeto de identificar los sitios o tramos del corredor via l que requieren una atención especial durante la etapa operativa del contrato y un programa de manejo preventivo que incluirá el diseño tipo y la cuantificación de los costos de las alternativas de solución temporales o definitivas requeridas en los sitios o tramos identificados, el Contratista deberá evaluar la estabilidad de todos los taludes presentes a lo largo del corredor vial, ya sean estos a media ladera o constitutivos de un terraplén,. Para dicho estudio, el Contratista tendrá en cuenta la información relevante respecto a los movimientos de remoción en masa solicitada en el estudio geológico y todas las demás variables que puedan incidir en la estabilidad de los taludes presentes. El análisis de estabilidad es un componente importante del diseño funcional de un talud o de la selección e implantación de medidas correctivas o preventivas cuando ya existe la falla o se quiere disminuir la probabilidad de que ésta ocurra. El análisis comprende la evaluación de las propiedades mecánicas de los materiales, estudia su comportamiento ante las condiciones de trabajo y permite, en el caso de un talud nuevo, llegar a una configuración acorde con los requisitos de comportamiento del talud. Para llevar a cabo un análisis correcto es necesario tener en cuenta lo siguiente: ??Desarrollar un cuidadoso programa de investigación de campo. ??Efectuar mediciones de la presión de poros (niveles freáticos y piezométricos). ??Ejecutar un programa adecuado de ensayos de laboratorio. ??Adoptar un modelo representativo del mecanismo de movimiento del talud. 6.7. CRITERIO DE MEDICIÓN Debido a la variabilidad en la presencia de estos parámetros no es factible establecer un criterio de medición. Sin embargo, el Contratista debe reportar todos y cada uno de los parámetros geotécnicos a los cuales se ha hecho referencia, siguiendo los lineamientos establecidos en el desarrollo del numeral 6 del presente documento.



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6.8. FORMATO DE ESTANDARIZACIÓN En el Anexo 6 se consigna una serie de formatos para el reporte de los parámetros geotécnicos, sin embargo, debido a la variabilidad en la presencia de estos parámetros a lo largo del corredor vial, estos están sujetos a modificaciones particulares por parte del Contratista: ??Formato No. 16. Reporte de sitios potenciales de inestabilidad geológica.

En el campo PR Inicial el Contratista deberá consignar el número del poste de referencia inmediatamente anterior al inicio del sito crítico existente en la vía, seguido del símbolo “+” y de la distancia en metros. Para la distancia en metros se deben utilizar cuatro (4) caracteres (Ejemplo: PR 25+0000). En el campo PR Final el Contratista deberá consignar el número del poste de referencia inmediatamente anterior al final del sito crítico existente en la vía, seguido del símbolo “+” y de la distancia en metros. Para la distancia en metros se deben utilizar cuatro (4) caracteres (Ejemplo: PR 25+0500). En el campo Lado se debe registrar si el sitio crítico se ubica al lado izquierdo o al lado derecho del corredor vial, el punto de partida para esta identificación se establece como el PR inicial del corredor. En el campo Categoría de Inestabilidad el Contratista deberá establecer si el sitio crítico presenta una inestabilidad Muy alta, Alta, Media, Baja ó Muy baja, de acuerdo con las consideraciones contenidas en el numeral 6.1. del presente documento. Finalmente en el campo Descripción, el Contratista deberá registrar los aspectos más relevantes que caractericen al sitio crítico.

??Formato No. 17. Reporte de formaciones geológicas presentes.

En el campo PR Inicial el Contratista deberá consignar el número del poste de referencia inmediatamente anterior al inicio de la estructura o formación geológica presente en la vía, seguido del símbolo “+” y de la distancia en metros. Para la distancia en metros se deben utilizar cuatro (4) caracteres (Ejemplo: PR 25+0000). En el campo PR Final el Contratista deberá consignar el número del poste de referencia inmediatamente anterior al final de la estructura o formación geológica presente en la vía, seguido del símbolo “+” y de la distancia en metros. Para la distancia en metros se deben utilizar cuatro (4) caracteres (Ejemplo: PR 25+0500).



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En el campo Tipo de Formación Geológica se debe establecer la estructura o formación geológica que se presenta en la vía de acuerdo con las consideraciones contenidas en el numeral 6.2. del presente documento.

Finalmente en el campo Descripción, el Contratista deberá registrar los aspectos más relevantes que caractericen la formación geológica establecida.

??Formato No. 18. Reporte de fenómenos de remoción en masa presentes.

En el campo PR Inicial el Contratista deberá consignar el número del poste de referencia inmediatamente anterior al movimiento en masa existente en la vía, seguido del símbolo “+” y de la distancia en metros. Para la distancia en metros se deben utilizar cuatro (4) caracteres (Ejemplo: PR 25+0000). En el campo PR Final el Contratista deberá consignar el número del poste de referencia inmediatamente anterior al final del movimiento en masa existente en la vía, seguido del símbolo “+” y de la distancia en metros. Para la distancia en metros se deben utilizar cuatro (4) caracteres (Ejemplo: PR 25+0500). En el campo Lado se debe registrar si el movimiento en masa se ubica al lado izquierdo o al lado derecho del corredor vial, el punto de partida para esta identificación se establece como el PR inicial del corredor. En el campo Tipo de Fenómeno de Remoción el Contratista deberá establecer el movimiento en masa que se presenta en la vía de acuerdo con las consideraciones contenidas en el numeral 6.3.1. del presente documento. En los campos Tasa del Movimiento y Contenido de Agua, el Contratista deberá definir las características del movimiento en masa de acuerdo con las consideraciones contenidas en el numeral 6.3.2. del presente documento. Finalmente en el campo Descripción, el Contratista deberá registrar los aspectos más relevantes que caractericen al fenómeno de remoción en masa presente.

??Formato No. 19. Reporte de estructuras tipo coluvión.

En el campo PR Inicial el Contratista deberá consignar el número del poste de referencia inmediatamente anterior al inicio de la estructura tipo coluvión presente en la vía, seguido del símbolo “+” y de la distancia en metros. Para la distancia en metros se deben utilizar cuatro (4) caracteres (Ejemplo: PR 25+0000). En el campo PR Final el Contratista deberá consignar el número del poste de referencia inmediatamente anterior al final de la estructura tipo coluvión presente en la



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vía, seguido del símbolo “+” y de la distancia en metros. Para la distancia en metros se deben utilizar cuatro (4) caracteres (Ejemplo: PR 25+0500). En el campo Tipo de Coluvión se debe distinguir entre coluviones secos o friccionantes y coluviones saturados o arcillosos. Finalmente en el campo Descripción, el Contratista deberá registrar los aspectos más relevantes que caractericen la estructura tipo coluvión.

??Formato No. 20. Reporte de suelos y rocas.

En el campo PR Inicial el Contratista deberá consignar el número del poste de referencia inmediatamente anterior al inicio de determinado grupo de rocas o a la identificación de un tipo de suelo existente en la vía, seguido del símbolo “+” y de la distancia en metros. Para la distancia en metros se deben utilizar cuatro (4) caracteres (Ejemplo: PR 25+0000). En el campo PR Final el Contratista deberá consignar el número del poste de referencia inmediatamente anterior al final de determinado grupo de rocas o a la identificación de un tipo de suelo existente en la vía, seguido del símbolo “+” y de la distancia en metros. Para la distancia en metros se deben utilizar cuatro (4) caracteres (Ejemplo: PR 25+0500). En el campo correspondiente a Información sobre Rocas, el Contratista debe reportar en Grupo la naturaleza de la roca, es decir, si la roca es ígnea, sedimentaria o metamórfica; en Tipo se debe especificar que cual roca es la que se presenta; y en Descripción se deben consignar comentarios relevantes que caractericen el grupo de rocas que se presenta.

En el campo correspondiente a Información sobre Suelos, el Contratista debe reportar en Grupo la naturaleza del suelo, es decir, si el suelo es residual o transportado; en Clasificación ó Tipo se debe especificar para suelos transportados el tipo de suelo y para suelos residuales la clasificación que éste presenta según Wesley; y en Descripción se deben consignar comentarios relevantes que caractericen el suelo que se presenta.

??Formato No. 21. Reporte de taludes.

En el campo PR Inicial el Contratista deberá consignar el número del poste de referencia inmediatamente anterior al inicio del talud existente en la vía, seguido del símbolo “+” y de la distancia en metros. Para la distancia en metros se deben utilizar cuatro (4) caracteres (Ejemplo: PR 25+0000).



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En el campo PR Final el Contratista deberá consignar el número del poste de referencia inmediatamente anterior al final del talud existente en la vía, seguido del símbolo “+” y de la distancia en metros. Para la distancia en metros se deben utilizar cuatro (4) caracteres (Ejemplo: PR 25+0500). En el campo Lado se debe registrar si el talud se ubica al lado izquierdo o al lado derecho del corredor vial, el punto de partida para esta identificación se establece como el PR inicial del corredor. En el campo Tipo el Contratista deberá establecer si el talud es de media ladera o en terraplén.

En el campo Longitud se debe registrar la dimensión en metros de la longitud total del sector del talud. En el campo Altura se debe registrar la dimensión en metros correspondientes a la altura del talud, desde su pie hasta su corona.

En el campo Pendiente se debe registrar el valor de la pendiente del talud en tanto por uno, mediante una relación horizontal/vertical (Ejemplo: 1:1) En el campo correspondiente a Información sobre Revestimiento del Talud, el Contratista debe reportar mediante un “Si” o un “No” el revestimiento del talud por capa vegetal, los muros en la pata del talud, el cubrimiento del talud por mallas metálicas y la protección del talud por piedras o por gaviones.

En el campo correspondiente a Información sobre Zanjas, el Contratista debe reportar mediante un “Si” o un “No” la presencia de zanjas de coronación y de zanjas en el pie del terraplén.

Finalmente en el campo Descripción, el Contratista deberá registrar los comentarios pertinentes frente al riesgo que presenta el talud.



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7. BIBLIOGRAFÍA ?? Pliego de Condiciones Proyecto “Mejoramiento y Mantenimiento de Corredores Viales

Integrales”, Anexo Técnico. ?? Instituto Nacional de Vías. Guía Metodológica para el Diseño de Obras de Rehabilitación

de Pavimentos Asfálticos de Carreteras. 2001 ?? ??De Solminihac, H. Gestión de Infraestructura Vial. Ediciones Universidad Católica de

Chile, Santiago de Chile, Segunda Edición, 2001. ?? SUAREZ, Jaime. (1998). “Deslizamientos y Estabilidad de Taludes en Zonas

Tropicales”. Ediciones UIS. Julio de 1998. ?? Serrano Leal, Jorge. “Características superficiales y de auscultación. FWD”. Jornadas

Chileno - Españolas del asfalto. 2001. ?? Prieto. (1998). “Los Deflectómetros de Caída Libre (FWD): Su Metodología, Aportes y

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?? Pontificia Universidad Javeriana. Proyecto de calibración de las curvas de deterioro de

pavimentos para Bogotá – Primera Fase. Instituto de Desarrollo Urbano IDU - Pontificia Universidad Javeriana. 2003



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VOLUMEN II - ANEXO 1 Condición Global del Pavimento



89

VOLUMEN II - ANEXO 2 Índice de Regularidad Superficial



90

VOLUMEN II - ANEXO 3 Deflexiones de la Estructura de Pavimento



91

VOLUMEN II - ANEXO 4 Número Estructural Efectivo



92

VOLUMEN II - ANEXO 5 Parámetros Geométricos



93

VOLUMEN II - ANEXO 6 Parámetros Geotécnicos

Documents

Cartilla Estandarización