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SEGUIMIENTO AL PROYECTO DE MEJORAMIENTO Y PAVIMENTACIÓN
DE LA VÍA SAN FELIPE – FÁLAN EN EL DEPARTAMENTO DEL TOLIMA
ERIKA ANDREA BONILLA CASTAÑO
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL Y AMBIENTAL
BOGOTÁ
2014
II
SEGUIMIENTO AL PROYECTO DE MEJORAMIENTO Y PAVIMENTACIÓN
DE LA VÍA SAN FELIPE – FÁLAN EN EL DEPARTAMENTO DEL TOLIMA.
Presentado por:
ERIKA ANDREA BONILLA CASTAÑO
TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR AL TITULO DE
INGENIERO CIVIL
Asesor:
SILVIA CARO SPINEL
Magíster en Ingeniería Civil
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL Y AMBIENTAL
BOGOTÁ
2014
III
Dedicatoria
Con todo mi amor quiero compartir este triunfo y dar mis agradecimientos especiales a mis
padres y a mi hermanito por su inmenso amor, guía y apoyo incondicional en todo momento
sin los cuales no hubiese sido posible este logro tan importante en mi vida.
Mi Gratitud a Dios ante todo, a la Universidad de los Andes que me formó como ingeniera
civil, a Silvia Caro Spinel por ser mi asesora en este proyecto y maestra en el área de
pavimentos, al excelente grupo de docentes de las Universidades de Ibagué y de los Andes
que me guiaron por cada una de las disciplinas estudiadas para mi formación profesional,
a toda mi familia que me ha brindado su cariño y acompañamiento en todo momento, a
todos mis amigos y compañeros que compartieron esta gran experiencia y que lo seguirán
siendo por siempre.
Hoy culmino una etapa importante en mi formación profesional y pronto estaré iniciando
nuevos retos y estudios de especialización y/o maestría donde Dios quiera, para seguir
aprendiendo cada día más del fascinante mundo de la ingeniería civil en las áreas de la
consultoría, interventoría y construcción, con el fin de poder participar en grandes proyectos
de ingeniería para mi desarrollo profesional, laboral y personal para aportar así, beneficios
al desarrollo del país y mi familia.
Erika Andrea Bonilla Castaño
IV
Tabla de contenido
Dedicatoria ....................................................................................................................... III
Índice de Figuras .............................................................................................................. VI
Índice de Tablas ............................................................................................................. VIII
1. Introducción ................................................................................................................ 9
2. Objetivos................................................................................................................... 10
2.1. Objetivo General ................................................................................................... 10
2.2. Objetivos Específicos ............................................................................................ 10
3. Marco de referencia .................................................................................................. 11
3.1. Marco legal o normativo..................................................................................... 11
3.1.1. Elaboración de estudios y diseños .............................................................. 12
3.1.2. Formulación y elaboración del proyecto ...................................................... 13
3.1.3. Legislación Contractual .............................................................................. 14
3.2 Marco Contextual ................................................................................................... 15
3.2 Marco Teórico ........................................................................................................ 16
3.2.1 Cemento asfáltico ............................................................................................... 16
3.2.2 Agregados pétreos .............................................................................................. 18
3.2.3 Mezcla asfáltica .................................................................................................. 18
3.2.4 Método Marshall (INV E-748-07). ........................................................................ 20
4. Metodología del proyecto .......................................................................................... 25
5. Generalidades del proyecto ...................................................................................... 28
6. Seguimiento de la etapa de construcción.................................................................. 30
6.1. Obras Preliminares ............................................................................................ 30
6.1.1. Localización y replanteo. ................................................................................ 30
6.1.2 Rocería y limpieza de alcantarillas ................................................................. 30
6.1.3 Excavaciones de material común y en roca. .................................................. 31
6.1.4 Demolición de estructuras en concreto .......................................................... 31
6.2 Estructuras y obras de drenaje .......................................................................... 32
6.2.1 Construcción de filtro dren francés ................................................................. 32
6.2.2 Construcción de alcantarilla ........................................................................... 33
6.2.3 Reconstrucción de alcantarillas ...................................................................... 34
6.2.3 Construcción de cunetas ................................................................................ 35
V
6.2.4 Construcción de muros de contención ........................................................... 36
6.3 Estructura del pavimento ................................................................................... 38
6.3.3 Subbase Granular .......................................................................................... 39
6.3.4 Base granular ................................................................................................. 41
6.3.5 Pavimento asfáltico ........................................................................................ 43
6.3.3.1 Imprimación ...................................................................................................... 43
6.3.3.2 Capa de rodadura............................................................................................. 45
6.4 Señalización vial ................................................................................................ 49
7 Análisis de resultados ............................................................................................... 50
7.1 Mezcla asfáltica ..................................................................................................... 50
7.2 Base Granular ....................................................................................................... 52
7.3 Resistencia de concretos ...................................................................................... 52
8 Conclusiones y recomendaciones ............................................................................ 53
Bibliografía ....................................................................................................................... 54
VI
Índice de Figuras
FIGURA 1. ETAPAS DE UN PROYECTO (BLANCO 2009)…………………………………12
FIGURA 2. LOCALIZACIÓN PROYECTO. TOMADO DE GOOGLE EARTH 2014………16
FIGURA 3. FUENTE DE MATERIALES PLANTA MINCIVIL SA A 23 KM DEL PROYECTO. K2 VÍA MARIQUITA – FRESNO………………………………………………..27
FIGURA 4. MINA SAN PEDRO EN ARMERO GUAYABAL VÍA SAN PEDRO A 35 KM DEL PROYECTO…………………………………………………………………………………27
FIGURA 5. PLANTA DE MATERIALES Y TRITURADOS LA CAIMA EN EL MUNICIPIO DE ALVARADO A 75 KM DEL PROYECTO…………………………………………………..27
FIGURA 6. PLANTA DE MEZCLAS ASFÁLTICAS DE MINCIVIL SA. K2 VÍA MARIQUITA – FRESNO, A 23 KM DEL PROYECTO………………………………………………………..28
FIGURA 7. REPLANTEO TOPOGRÁFICO Y TOMA DE NIVELES………………………...31
FIGURA 8. EXCAVACIONES MECÁNICAS Y A MANO……………………………………..32
FIGURA 9. DEMOLICIÓN DE CUNETAS Y DEMOLICIÓN DE CAJAS……………………33
FIGURA 10. CONSTRUCCIÓN DE FILTROS: EXCAVACIÓN, GEOTEXTIL NT 3000 Y PIEDRA FILTRO………………………………………………………………………………….33
FIGURA 11. TERMINACIÓN FILTRO………………………………………………………….34
FIGURA 12. SOLDADO EN CONCRETO Y COLOCACIÓN DE TUBERÍA DE 36”………34
FIGURA 13. COLOCACIÓN DE TUBERÍAS DE 36”…………………………………………35
FIGURA 14. ENCOLE Y DESCOLE DE ALCANTARILLA EN CONCRETO CICLÓPEO..35
FIGURA 15. ENCOLE Y DESCOLE DE ALCANTARILLA EN CONCRETO CICLÓPEO..36
FIGURA 16. CUNETAS EN CONCRETO DE 3000 PSI……………………………………..36
FIGURA 17. CUNETAS EN CONCRETO DE 3000 PSI……………………………………..37
FIGURA 18. EXCAVACIONES, SOLADO Y ACERO DE REFUERZO…………………….37
FIGURA 19. MUROS EN CONCRETO CICLÓPEO………………………………………….38
FIGURA 20. CONSTRUCCIÓN DE GAVIONES………………………………………………38
FIGURA 21. TOMA DE CILINDROS DE CONCRETO……………………………………….38
FIGURA 22. ENSAYO DE ROTURA EN LABORATORIO (U. COOPERATIVA)………….39
VII
FIGURA 23. DISEÑO DE LA ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO…………………………..39
FIGURA 24. RETIRO DE PAVIMENTO DETERIORADO……………………………………40
FIGURA 25. AMPLIACIÓN DE CALZADA DESDE NIVEL DE SUB-RASANTE…………..41
FIGURA 26. CONFORMACIÓN DE CALZADA CON LA SUBBASE GRANULAR………..41
FIGURA 27. EXTENDIDA, CONFORMACIÓN Y COMPACTACIÓN DE SUBBASE……..41
FIGURA 28. SUMINISTRO Y EXTENDIDA DE BASE GRANULAR CON MOTONIVELADORA MITSUBISHI MG 300…………………………………………………..42
FIGURA 29. COMPACTACIÓN DE BASE GRANULAR COMPACTADOR DINAPAC MODELO CC224 HF Y CONTROL DE NIVELES…………………………………………….43
FIGURA 30. CARRO TANQUE PARA RIEGO Y ESTADO FINAL DE LA BASE GRANULAR……………………………………………………………………………………….43
FIGURA 31. MEDICIÓN DE DENSIDADES CON EL ENSAYO DE CONO DE ARENA…44
FIGURA 32. ACTIVIDADES DE IMPRIMACIÓN DE LA CAPA DE BASE GRANULAR EN EL PRIMER CARRIL……………………………………………………………………………..45
FIGURA 33. ACTIVIDADES DE IMPRIMACIÓN DE LA CAPA DE BASE GRANULAR EN EL SEGUNDO CARRIL…………………………………………………………………………..45
FIGURA 34. DEMARCACIÓN LÍNEAS DE BORDE PARA GUÍA DEL OPERADOR DE LA FINISHER………………………………………………………………………………………….45
FIGURA 35. SUMINISTRO Y APLICACIÓN DE MDC-2 CON LA FINISHER F161-6W….46
FIGURA 36. CONTROL DE ESPESOR SUELTO DE 12,5 CM……………………………..46
FIGURA 37. CONTROLES DE ESPESOR Y TEMPERATURA DE LA MEZCLA ASFÁLTICA………………………………………………………………………………………..47
FIGURA 38. COMPACTACIÓN CON RODILLO DINAPAC CC224HF Y COMPACTADOR DE LLANTA DINAPAC CP142………………………………………………………………….47
FIGURA 39. PREPARACIÓN DE JUNTA LONGITUDINAL Y SUMINISTRO DE MDC-2..48
FIGURA 40. LA COMPACTACIÓN CON CILINDRO SE INICIA DESDE EL BORDE DE LA JUNTA LONGITUDINAL…………………………………………………………………………48
FIGURA 41. ASPECTO FINAL DE LA CALZADA CON LOS DOS CARRILES…………...48
FIGURA 42. BRIQUETAS DE MDC-2 PARA ENSAYOS DE CONTROL DE CALIDAD....49
FIGURA 43. ENSAYO MARSHALL SOBRE LA MDC-2……………………………………..49
FIGURA 44. EXTRACCIÓN DE NÚCLEOS Y VERIFICACIÓN DE ESPESOR DEL PAVIMENTO DE 10 CM COMPACTO…………………………………………………………50
VIII
Índice de Tablas
TABLA 1. RESULTADOS DEL DISEÑO……………………………………………………….50
TABLA 2. RESULTADOS DE LABORATORIO DE LA PLANTA DE PRODUCCIÓN –
MINCIVIL SA………………………………………………………………………………………51
TABLA 3. RESULTADOS LABORATORIO U. COOPERATIVA – IBAGUÉ…………………51
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1. Introducción
El Instituto Nacional de Vías INVIAS en el año 2009 contrató los diseños para el mejoramiento
y pavimentación de la vía San Felipe – Fálan del K00+00 al K10+00, los cuales entregó en el
año 2010 a la Gobernación del Tolima para la realización del proyecto.
La Gobernación del Tolima radicó el proyecto en el Banco de Proyectos y Programas BPIN de
Planeación Nacional para ser financiado con recursos del SISTEMA GENERAL DE REGALÍAS
del Gobierno Nacional (Bonilla Hoyos, 2014). Ejecutó en el año 2012 una primera etapa del
K10+00 al K7+500; en diciembre del año 2013 inició el segundo tramo del K7+500 al K5+318
y en el mes de septiembre de 2014 se aprobó un ajuste al proyecto para ejecutar un tercer
tramo del K5+318 al K4+227 con un plazo de tres meses, el cual es el objetivo de este trabajo
de grado consistente en el seguimiento técnico al proyecto de “Mejoramiento y pavimentación
de la vía San Felipe – Fálan en el Departamento del Tolima” (K5+318 al K4+227), por lo tanto
quedará faltando por rehabilitar el tramo del K4+227 al K00+00 (Bonilla Hoyos, 2014). El
motivo de ejecutar por tramos este proyecto se debe a la falta de recursos económicos y/o
decisiones de tipo político que han impedido la realización de los 10 kilómetros de vía
diseñados.
Con el fin de realizar el proyecto de grado, se realizó acuerdo institucional de la Universidad
de los Andes con la Gobernación del Tolima para hacer el seguimiento al proyecto referenciado
con el objetivo de verificar el cumplimiento de las normas y especificaciones técnicas de
construcción de vías y poner en práctica todos los conocimientos aprendidos en los estudios
de Ingeniería Civil, especialmente lo relacionado con el área de infraestructura vial. Se
realizaron visitas periódicas al sitio de las obras, registro fotográfico de las actividades y
consultas a la interventoría, al constructor y supervisor del proyecto, con el fin de recopilar,
estudiar y analizar la información técnica del proyecto y obras ejecutadas en el presente año,
al igual que las normas y especificaciones técnicas de construcción de carreteras del INVIAS.
Con el seguimiento técnico a este proyecto de infraestructura vial se pretende poner en
práctica los conocimientos vistos en la Universidad y profundizar en los temas relacionados
con la formulación, evaluación y registro de los proyectos en el Banco de Programas y
Proyectos BPIN, etapa que genera la información base para la programación, ejecución y
seguimiento de los proyectos de inversión de proyectos susceptibles de ser financiados con
recursos del Presupuesto General de la Nación.
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2. Objetivos
2.1. Objetivo General
Hacer seguimiento técnico al proyecto denominado “Mejoramiento y Pavimentación de la Vía
San Felipe – Fálan en el Departamento del Tolima”, específicamente el tramo del K5+318 al
K4+227.
2.2. Objetivos Específicos
Estudiar y analizar la información general del proyecto de mejoramiento y
pavimentación de la Vía San Felipe – Fálan en el Departamento del Tolima desde el
K00+00 al K10+00 e información específica del sector K4+227 al K5+318.
Realizar seguimiento técnico a las obras de Mejoramiento y Pavimentación del K4+227
al K5+318 (1091 m) de la vía San Felipe – Fálan en el Departamento del Tolima.
Realizar seguimiento a las obras de construcción de cunetas del tramo K7+500 al
K5+318.
Recopilar y estudiar las normas técnicas para la construcción de la estructura del
pavimento (Sub-bases, bases y carpeta asfáltica) y de los ensayos para control de
calidad.
Analizar el cumplimiento de los estudios y diseños en el desarrollo de las obras.
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3. Marco de referencia
3.1. Marco legal o normativo
El alcance del trabajo no es profundizar en todas y cada una de las etapas de un proyecto de
inversión de infraestructura vial, solo mencionar los principales requisitos y trámites legales y
técnicos que se realizaron para la elección de las obras del proyecto objeto del seguimiento
de la práctica como estudiante de ingeniería.
En la figura 1 se identifican las etapas generales de un proyecto, a saber:
Figura 1. Etapas de un proyecto (Blanco 2009).
Para llevar a cabo cualquier proyecto de inversión pública con recursos de la Nación o
Presidencia y específicamente proyectos de infraestructura vial, debe estar inscrito en el
Banco Nacional de Programas y Proyectos (BPIN) a cargo del “DNP” Departamento Nacional
de Planeación, cumpliendo la “MGA” Metodología General Ajustada para la Formulación y
Evaluación de Proyectos de Inversión Pública y la ficha “EBI” Estadística Básica de Inversión.
El proyecto escogido para el seguimiento técnico del presente trabajo de grado cumplió con
las anteriores etapas mencionadas.
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3.1.1. Elaboración de estudios y diseños
Las entidades de la rama del poder ejecutivo (Alcaldías, Departamentos, Presidencia y demás
instituciones oficiales de este orden) deben realizar los estudios y diseños de los proyectos a
ejecutar.
Para el proyecto referenciado, el INSTITUTO NACIONAL DE VIAS – INVIAS contrató los
estudios y diseños (contrato #0169-2009 con la firma JOYCO LTDA), entre otros, de la vía San
Felipe – Fálan del K0+00 al K10+00. Este tramo incluye desde el cruce de la vía principal
llamada Vía Panamericana o Ruta 43 a la altura del K95+00 de la vía Ibagué – Honda, hasta
el inicio del Municipio de Fálan. Posteriormente, en convenio con la Gobernación del Tolima,
el INVIAS entregó los diseños definitivos en el año 2010. Para el año 2013, en razón de la
adjudicación del contrato de obra 0783-2013 e interventoría N°1083-2013, se actualizaron los
estudios y diseños a cargo del contratista en razón del cambio de las condiciones del estado
de la vía.
En resumen los estudios y diseños técnicos disponibles para el proyecto, son los siguientes
(Bonilla Hoyos, 2014):
1. Análisis geotécnico vía San Felipe- Fálan.
2. Sesiones de GPS – Levantamiento Topográfico.
3. Estudio de tránsito
4. Diagnóstico de señalización vial.
5. Diseño geométrico de la vía.
6. Estudios y diseños técnicos de pavimento flexible.
7. Diseño hidráulico de alcantarilla de 36”.
8. Diseño de muros de contención en concreto reforzado.
9. Planos de diseño y memorias de cálculo.
10. Plan de manejo de tráfico.
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3.1.2. Formulación y elaboración del proyecto
Con la expedición del Decreto 2844 de 2010, se institucionalizó el Sistema Unificado de
Inversión Pública, involucrando las fases de planeación: formulación y evaluación ex ante de
proyectos y su registro en el Banco Nacional de Programas y Proyectos (BPIN), programación,
ejecución, operación, seguimiento y evaluación posterior. (DNP (Departamento Nacional de
Planeación), 2011)
En el marco de este ciclo de inversión pública, el DNP expidió en el año 2011, el Manual de
Procedimientos del Banco Nacional de programas y proyectos BPIN, el cual presenta paso a
paso las fases de formulación, evaluación ex ante y registro de los proyectos en dicho Banco.
Esta etapa genera la información base para la programación, ejecución y seguimiento de los
proyectos de inversión en caso que puedan ser financiados con recursos del Presupuesto
General de la Nación.
El manual tuvo en cuenta las siguientes referencias normativas (DNP (Departamento Nacional
de Planeación), 2011)
Constitución Política de Colombia; Ley 38 de 1989; Ley 152 de 1994; Ley 179 de 1994; Ley
225 de 1995; Ley 819 de 2003; Decreto 111 de 1996; Decreto 4730 de 2005; Decreto 1957 de
2005; Decreto 3517 de 2009; Decreto 2844 de 2010; Resolución 806 de 2005
Los documentos asociados al proceso, son:
Manual del Sistema de Inversiones y Finanzas Públicas. 2011.
Metodología General Ajustada (MGA) para la identificación, preparación y evaluación
de proyectos de inversión pública. 2011.
Manual de Clasificación Presupuestal del Gasto de Inversión. 2011.
Guía Metodológica para la Formulación de Indicadores. 2009.
Manual de Programación Presupuestal. 2011.
Manual de la Inversión Pública Nacional: Modificaciones y autorizaciones al gasto de
inversión del Presupuesto General de la Nación (PGN). 2011.
El desarrollo de un proyecto de inversión pública está dividido en etapas que conforman “el
ciclo de los proyectos” (DNP 2011). Dicho ciclo inicia con la etapa de pre inversión, sigue la
etapa de inversión o ejecución, continua la etapa de operación y mantenimiento y termina en
la etapa de evaluación, es decir, cuando el proyecto cumple con los objetivos y metas
propuestas, cuando se haya realizado la evaluación ex post y cuando los análisis de
conveniencia de las entidades ejecutoras de los proyectos así lo establezcan.
El Sistema General de Regalías “SGR” fue creado por el Congreso en el año 2011 y la
conforma la Comisión Rectora, el Departamento Nacional de Planeación, los Ministerios de
Hacienda y Crédito Público y de Minas y Energía, así como sus entidades adscritas y
vinculadas que cumplan funciones en el ciclo de las regalías, el Departamento Administrativo
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de Ciencia Tecnología e Innovación - Colciencias y los órganos colegiados de administración
y decisión (OCAD). (Sistema General de Regalías, 2014).
Todos los recursos del SGR financiarán proyectos de inversión presentados por la entidades
territoriales a los Órganos Colegiados de Administración y Decisión - OCAD, quienes serán
los encargados de definirlos, evaluarlos, viabilizarlos, priorizarlos y aprobarlos.
También crearon el Sistema de Monitoreo, Seguimiento, Control y Evaluación - SMSCE,
administrado por el DNP con énfasis en acciones preventivas; El Banco de Programas y
Proyectos del SGR (SUIFP-SGR) como herramienta para consolidar la información para que
los delegados del OCAD y el Comité Consultivo puedan consultar los proyectos con el fin de
emitir su concepto. (Sistema General de Regalías, 2014).
La Gobernación del Tolima, en desarrollo de sus programas y proyectos está ejecutando el
proyecto de obra con código BPIN 2012004730028 que tiene por objeto “Contratar las Obras
de Mejoramiento y Pavimentación de la vía San Felipe – Fálan en el Departamento del Tolima”
aprobado en el OCAD Departamental en el 2010 para el tramo K10+00 al K7+500; en el 2012
para el sector del K7+500 al K5+318 y finalmente mediante acuerdo N°026 del 09 de
septiembre de 2014 se aprobó el sector del K5+318 al K4+227.
De acuerdo a lo anterior se observa que la Gobernación del Tolima ha ejecutado tres etapas
para tres contratos de obra, debido a decisiones de tipo político y presupuestal para lograr los
recursos del SNR, a cambio de hacer un solo proyecto.
3.1.3. Legislación Contractual
La Ley 80 de 1993 y Ley 1150 de 2007 representan el marco del Estatuto General de
Contratación de la Administración Pública en Colombia, reglamentado por más de 28 decretos
hasta el año 2012 y que finalmente por Decreto 1510 de 2013 y Decreto 791 del 22 de abril de
2014 a través del DNP, se reglamenta el sistema de compras y contratación pública, delegando
a la Agencia Nacional de Contratación Pública - Colombia Compra Eficiente, (Sistema
Electrónico de Contratación Pública, 2014) como el Ente rector de la contratación pública y
tienen como misión impulsar políticas públicas y herramientas orientadas a asegurar que el
sistema de compras y contratación pública obtenga resultados óptimos en términos de la
valoración del dinero público a través de procesos transparentes.
La Gobernación del Tolima, el 9 de mayo de 2013 realizó la apertura al proceso licitatorio N°04-
2013 para la contratación de las obras de Mejoramiento y Pavimentación de la vía San Felipe-
Fálan. Como resultado a este proceso, se presentaron 29 ofertas y mediante resolución 013
del 8 de agosto de 2013, el proyecto fue adjudicado al CONSORCIO INTERVIAS 2013 y el 22
de agosto se firma el contrato de obra #0783-2013 y el acta de iniciación de obras del 6 de
diciembre de 2013. (Sistema Electrónico de Contratación Pública, 2014).
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Así mismo, el 7 de octubre de 2013 se realizó la apertura del concurso de méritos abierto N°
011-2013 para contratar la interventoría, técnica, administrativa, financiera y ambiental al
seguimiento al mismo contrato de obra. A este proceso se presentaron 4 ofertas y mediante la
resolución #0154 del 18 de noviembre de 2013, el contrato de interventoría fue adjudicado al
CONSORCIO SANTA LUCIA. El día 27 de noviembre se firmó contrato de interventoría 1068-
2013 y el acta de iniciación del día 6 de diciembre de 2013. (Sistema Electrónico de
Contratación Pública, 2014)
3.2 Marco Contextual
El trabajo de grado se enmarca en el contexto institucional como documento académico de la
Universidad de Los Andes, en el contexto regional en el Departamento del Tolima y contexto
municipal en el Municipio de Fálan, ya que las obras objeto del seguimiento se encuentran
localizadas entre el Corregimiento de San Felipe y el casco urbano del municipio de Fálan en
el sentido oriente a occidente, en el flanco oriental de la cordillera central como puede
observarse en la figura 2.
Figura 2. Localización proyecto. Tomado de Google Earth 2014.
El proyecto corresponde a contratos de rehabilitación, mantenimiento y pavimentación de vías
secundarias a cargo de la Gobernación del Tolima con apoyo económico del SNR Sistema
Nacional de Regalías y contrapartida de Recursos propios de la Gobernación del Tolima.
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La vía que conduce desde el cruce del Corregimiento de San Felipe hasta la cabecera del
Municipio de Fálan, es catalogada como de tercer orden, siendo la única vía de gran
importancia que conecta estos sectores y que une a municipios tales como Palocabildo y
Casabianca, la vía sale de San Felipe con la cota 386.7 m, y llega a una cota de 1275 m, en
la población de Fálan, con pendiente longitudinal promedio de 6.79%. (JOYCO, 2010)
En el sector afloran rocas del Precámbrico y el Paleozoico; las primeras corresponden a un
complejo ígneo-metamórfico constituido por gneises y anfibolitas, limitadas tectónicamente
hacia el occidente por una serie de rocas metamórficas de bajo grado conocidas como el
Grupo Cajamarca. Discordantemente se encuentra la Formación Mesa con un buzamiento
regional hacia el oriente, lo cual ha sido enrodada en la mayor parte del sector pero quedan
algunos remanentes. Más recientemente se ha depositado materiales aluviales del
Cuaternario que hacen parte de la planicie de San Felipe, la cual a su vez continúa entre
Gualanday y Mariquita; también existen depósitos de coluviones que aparecen
esporádicamente en las laderas especialmente en la zona de los esquistos. (JOYCO, 2010)
Esta red vial como agente de cambio cuando se termine su mejoramiento y pavimentación
agilizaría la capacidad de movilización actual; aumentando y dinamizando las actividades
socioeconómicas propias de la zona, como agricultura, comercio y turismo; disminuyendo el
costo de operación de los vehículos y por ende el precio de los productos en los centros de
mercadeo y mejorar la interacción de la región con el resto del departamento del Tolima y
Cundinamarca.
3.2 Marco Teórico
Los principales conceptos a tener en cuenta en el marco teórico del presente trabajo están
relacionados con los materiales más representativos de la obra, como son el cemento asfaltico,
los agregados pétreos, las mezclas asfálticas y el método utilizado de diseño para la MDC-2.
3.2.1 Cemento asfáltico
El cemento asfáltico es un producto bituminoso semi-sólido a temperatura ambiente,
preparado a partir de hidrocarburos naturales mediante un proceso de destilación, el cual
contiene una proporción muy baja de productos volátiles, posee propiedades aglomerantes y
es esencialmente soluble en tricloroetileno. La designación del cemento asfáltico (CA) será
por grados de penetración, en décimas de milímetro (0.1 mm). (Arenas Lozano, 2000. 520 p.)
Para la obra se utilizó CA 60-70.
También se define, como sustancia pegajosa de color negro que sirve para la elaboración de
carpetas, mezclas, morteros, riegos y estabilizaciones ya sea como aglutinante o aglomerante
del material pétreo utilizado; o para ligar las diferentes capas del pavimento o para estabilizar
bases y sub-bases. Los tipos de asfaltos más utilizados en la construcción y mantenimiento
de estructuras son: (Arenas Lozano, 2000. 520 p.)
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• Los cementos asfálticos o asfaltos de penetración.
• Los asfaltos líquidos o asfaltos rebajados.
• Las emulsiones asfálticas.
• Los asfaltos naturales
Los cementos asfálticos o asfaltos de penetración son los más utilizados en mezclas asfálticas
en caliente ya que se necesitan altas temperaturas para disminuir su consistencia de tal
manera que permita la adherencia a las partículas, provienen de la refinación del petróleo o
de la mezcla de un asfalto refinado con aceite fluidificante. Se pueden sub-clasificar bajo tres
sistemas diferentes, viscosidad antes y después del envejecimiento y penetración.
Posee propiedades aglutinantes e impermeabilizantes además de poseer características de
flexibilidad, durabilidad y alta resistencia a la acción de la mayoría de ácidos, sales y alcoholes.
Los asfaltos líquidos o cut back se componen de cemento asfáltico y un fluidificante volátil que
puede ser bencina, kerosene o aceite pesado. El fluidificante se adiciona al cemento asfáltico
con el propósito de proporcionarle la manejabilidad necesaria para poderlo mezclar y trabajar
con los agregados a bajas temperaturas.
De acuerdo con la rapidez con la que se evapore el solvente se clasifican en:
• SC: Asfaltos rebajados de curado lento.
• MC: Asfaltos rebajados de curado medio.
• RC: Asfaltos rebajados de curado rápido.
Las emulsiones asfálticas hacen parte de los asfaltos líquidos. Posee dos fases que no se
pueden mezclar: el agua y el asfalto. Por lo anterior, es necesario incorporarle un tercer
componente denominado agente emulsificante que puede ser arcilla coloidal, silicatos solubles
o insolubles, jabón o aceites vegetales sulfatados. Se utilizan en tratamientos superficiales,
estabilización de suelos y lechadas asfálticas. (Asociación de productores y pavimentadores
asfálticos de Colombia (ASOPAC), 2004. 52 p.)
Dicho emulsificante aporta carga eléctrica y los mantiene en dispersión, de este modo el agua
es la fase continua, mientras que los glóbulos de cemento asfáltico es la discontinua.
Cuando la emulsión se coloca en contacto con los agregados se produce un desequilibrio
eléctrico que la rompe llevando a las partículas de asfalto a unirse a la superficie del agregado,
el agua fluye o se evapora separándose de las partículas pétreas recubiertas por el asfalto.
Los tipos de emulsiones asfálticas de acuerdo con la velocidad de rotura son:
• RR O RS: Emulsiones asfálticas de rompimiento Rápido.
• RM: Emulsiones asfálticas de rompimiento Medio
• RL O SS: Emulsiones asfálticas de rompimiento Lento
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Las emulsiones aniónicas son de carga negativa afines a los agregados de origen calizo. Las
emulsiones catiónicas tienen carga positiva afines a agregados de origen silíceo o cuarzoso.
Los Asfaltos naturales se refieren a la formación de depósitos naturales de asfalto en que los
asfaltos se presentan dentro de la estructura de una roca porosa, se conoce como asfaltos de
roca o rocas asfálticas. Dichos asfaltos naturales se presentan en diversas formas dentro de
las que se destacan manantiales, lagos, exudaciones, impregnando rocas y filones.
3.2.2 Agregados pétreos
Material mineral duro e inerte, usado en forma de partículas gradadas o fragmentos. Los
agregados se usan tanto en la sub-base granular, base granular como en la elaboración de la
mezcla asfáltica y concretos hidráulicos, pueden ser naturales o procesados.
La factibilidad técnica de utilizar un determinado agregado pétreo, dependerá de la evaluación
de las siguientes propiedades: (Arenas Lozano, 2000. 520 p.)
• Gradación y tamaño: se requiere que esté de cierto margen de tamaño y que cada
tamaño esté presente en cierta proporción.
• Textura de la superficial: determina la trabajabilidad, la resistencia final de la mezcla y
las características de resistencia al deslizamiento en la superficie del pavimento. Según la
textura pueden ser lisos o rugosos.
• Grado de absorción: capacidad de un agregado de absorber agua o asfalto y depende
de la porosidad del material.
• Durabilidad: capacidad de resistir la abrasión y degradación durante la producción,
colocación y compactación de la mezcla y las exigencias durante la vida de servicio útil.
• Forma de la partícula: pueden ser irregulares, angulares, redondeadas, alargadas y la
forma afecta la trabajabilidad de la mezcla, la cantidad de fuerza para compactarla y la
resistencia de la estructura del pavimento.
• Grado de afinidad con el cemento asfáltico: es la tendencia del agregado a aceptar y
retener una capa de asfalto.
3.2.3 Mezcla asfáltica
Mezcla elaborada a partir de partículas de agregados, cubiertos con cemento asfáltico, asfalto
rebajado o emulsión asfáltica. Los principales tipos de mezclas son: (Rondón Quintana H. A.,
2012)
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Sello Arena – Asfalto (AA) (INV.432-07): Son mezclas de muy delgado espesor, colocadas
como sello superficial. Son mezclas frías, usan como ligante la emulsión asfáltica seguida por
una capa de arena compactada (neumáticos).
Tratamiento Superficial (simples y dobles) (INV.430-07; 431-07): Es una capa de pequeño
espesor constituida por una película de material asfáltico (generalmente CRR-1, CRR-2, RC
250) y agregados seleccionados. Conforma la superficie de rodadura del pavimento. Pueden
ser de una o varias capas, son económicos y fácil de construir.
Lechadas asfálticas, slurry and seal, (INV. 433-07): es la mezcla de emulsión asfáltica (CRL-1
y CRL-1h), agregado fino bien gradado y llenante mineral. Son técnicas modernas de
tratamiento superficiales para recubrimiento y protección del pavimento, tratamientos de
sellado, antideslizantes y estéticamente se pueden colorear. Su espesor típico es de 3 -14 mm
Mezcla abierta en frio (MAF) (INV. 441-07): Es la combinación de un ligante bituminoso
(generalmente CRM), con agregados minerales, predominantemente gruesos, de
granulometría uniforme, que puede manejarse, extenderse y compactarse a temperatura
ambiente. Se utiliza en bacheos, capas de base y capa de rodadura. Su diseño es empírico
basado en el ensayo de cubrimiento y desplazamiento del agua de las emulsiones asfálticas
(E-769).
Mezcla abierta en caliente (MAC) (INV. 451-07): Es la combinación de un ligante bituminoso
(generalmente CA 60-70) con agregados minerales (MAC-3), se debe extender y compactar
a altas temperaturas. El diseño es empírico y se emplea del 1.5% a 3% de CA.
Mezclas densas en frio (MDF) (INV.440-07): se diferencia de una mezcla abierta en que los
agregados minerales presentan granulometría con variedades de tamaño con algún porcentaje
de finos, que al compactarla se reducen los espacios vacíos con incrementos en su resistencia
mecánica y disminución de la permeabilidad. Puede ser utilizada como capa de rodadura en
un pavimento. Se utiliza como material bituminoso el tipo CRL-1 o CRL-1h.
Mezclas de concreto asfáltico (INV. 450-07): Son mezclas de alta calidad, usadas
habitualmente como carpeta de rodadura. Son la combinación de agregados gruesos
triturados, agregado fino y llenante natural, uniformemente mezclados en caliente con cemento
asfáltico. El diseño de la mezcla se hace por el ensayo Marshall. Los tipos son: MDC: Mezclas
densas en Caliente, MSC: Mezclas semidensas en Caliente, MGC: Mezcla Gruesa en
Caliente, MAM: Mezclas de alto modulo o alta rigidez. Para el proyecto se utilizó MDC-2.
Mezclas asfáltica drenante (MD)- (INV.453-07): Mezcla cuyo porcentaje de vacíos es lo
suficientemente alto (entre 20% - 25%) para permitir que a su través se filtre el agua de lluvia
con rapidez y pueda ser evacuada hasta las obras de drenaje de la vía. Se emplea CA
modificado con polímeros tipo I y II. El porcentaje de asfalto no debe ser inferior al 4.5% con
respecto al peso de los agregados.
Mezclas discontinuas en caliente (M), (INV. 452-07): son capas de rodadura de reducido
espesor las cuales buscan restaurar la resistencia al deslizamiento de un pavimento existente.
Se combinan las características de una lechada con las bondades de los asfaltos modificados.
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Mezclas asfálticas recicladas en frio (INV. 461-07): resultan de mejorar las propiedades de
mezclas obtenidas del frezado de capas asfálticas antiguas, ya sea mediante la adición de
agregado pétreo o de un ligante asfáltico nuevo. Se recomienda como ligante el CRL-1 y el
asfalto espumado fabricado a partir del CA 80-100, también se pueden hacer con emulsiones
asfálticas. Se conoce como RAP por sus siglas en inglés y se utiliza el ensayo inmersión –
compresión para su diseño (INV. E-738).
Mezclas tibias – WMA: son mezclas que se fabrican y compactan entre 90°C y 135°C, se
pueden aplicar en ambientes fríos, reducen el desgaste de las plantas, menor oxidación y
envejecimiento a corto plazo del ligante asfáltico, son más económicas, disminuye
contaminantes y menor uso de combustible en la planta, se pueden utilizar en la fabricación
de mezclas modificadas con caucho y con mezclas recicladas, son de reciente utilización y por
lo tanto hay pocas investigaciones, sus propiedades dependen del tipo de aditivo o del método
de fabricación.
En general las mezclas asfálticas deben tener las principales propiedades: (Rondón Quintana
H. A., 2012)
• Resistencia bajo carga monotónica a tracción (estabilidad).
• Resistencia a las deformaciones permanentes.
• Resistencia a fatiga.
• Resistencia al deslizamiento.
• Impermeabilidad.
• Resistencia al envejecimiento.
• Durabilidad.
• Resistencia a las condiciones ambientales.
• Trabajabilidad y economía.
3.2.4 Método Marshall (INV E-748-07).
El concepto del método Marshall para diseño de mezclas de pavimentación fue formulado por
Bruce Marshall, ingeniero de asfaltos del Departamento de Autopistas del estado de
Mississippi. El cuerpo de ingenieros de Estados Unidos, a través de una extensiva
investigación y estudios de correlación, mejoró y adicionó ciertos aspectos al procedimiento
de prueba Marshall y desarrollo un criterio de diseño de mezclas. (Garnica Anguas, 2004. 67
p.) Este ensayo está especificad en las “Normas de materiales para construcción de
carreteras” del año 2007, del INVIAS -E-748. (Instituto Nacional de Vías (INVIAS), 2007)
El método original de Marshall, sólo es aplicable a mezclas asfálticas en caliente para
pavimentación que contengan agregados con un tamaño máximo de 25 mm (1”) o menor. El
método modificado se desarrolló para tamaños máximo arriba de 38 mm (1.5”). Está pensado
para diseño en laboratorio y control de campo de mezclas asfálticas en caliente con graduación
densa. Debido a que la prueba de estabilidad es de naturaleza empírica, la importancia de los
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resultados en términos de estimar el comportamiento en campo se pierde cuando se realizan
modificaciones a los procedimientos estándar.
El método Marshall utiliza especímenes de prueba estándar de una altura de 64 mm (2 ½”) y
102 mm (4”) de diámetro. Se preparan mediante un procedimiento específico para calentar,
mezclar y compactar mezclas de asfalto-agregado. (ASTM D1559). Los dos aspectos
principales del método de diseño son, la densidad-análisis de vacíos y la prueba de estabilidad
y flujo de los especímenes compactados.
La estabilidad del espécimen de prueba es la máxima resistencia en N (lb) que un espécimen
estándar desarrollará a 60 ºC cuando es ensayado. El valor de flujo es el movimiento total o
deformación, en unidades de 0.25 mm (1/100”) que ocurre en el espécimen entre estar sin
carga y el punto máximo de carga durante la prueba de estabilidad.
Granulometría: La metodología Marshall utiliza una gráfica semilogarítmica para definir la
granulometría permitida, en la cual en la ordenada se encuentran el porcentaje de material que
pasa cierta malla, y en la abscisa las aberturas de las mallas en mm, graficadas en forma
logarítmica.
La selección de una curva granulométrica para el diseño de una mezcla asfáltica cerrada o
densa, está en función de dos parámetros: el tamaño máximo nominal del agregado y el de
las líneas de control (superior e inferior), las líneas de control son puntos de paso obligado
para la curva granulométrica. (Garnica Anguas, 2004. 67 p.)
Especificaciones de la metodología: La selección del contenido óptimo de asfalto depende de
muchos criterios. Un punto inicial para el diseño es escoger el porcentaje de asfalto para el
promedio de los límites de vacíos de aire, el cual es 3.5 % o 4%. Todas las propiedades
medidas y calculadas bajo este contenido de asfalto deberán ser evaluadas comparándolas
con los criterios para el diseño de mezclas.
Si todos los criterios se cumplen, entonces se tendrá el diseño preliminar de la mezcla asfáltica,
en caso de que un criterio no se cumpla, se necesitará hacer ajustes, o rediseñar la mezcla.
Evaluación y ajustes de una mezcla de diseño:
Cuando se desarrolla una mezcla de diseño, es frecuentemente necesario hacer varias
mezclas de prueba para encontrar una que cumpla con todos los criterios de diseño. Cada una
de las mezclas de prueba sirve como una guía para evaluar y ajustar las pruebas siguientes.
Para diseño de mezclas preliminares o exploratorias, es aconsejable comenzar con una
graduación de agregado que se acerque a la media de los límites establecidos. Las mezclas
de prueba iniciales sirven para establecer la fórmula de trabajo y verificar que la graduación
de agregado dentro de los límites especificados puede ser reproducida en una planta
mezcladora.
Cuando las mezclas de pruebas iniciales fallan con los criterios de diseño en cualquier
contenido de asfalto seleccionado, será necesario modificar o, en algunos casos, rediseñar la
mezcla. Para corregir una deficiencia, la manera más fácil de rediseñar una mezcla es cambiar
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la graduación de los agregados ajustando los porcentajes utilizados. Frecuentemente este
ajuste es suficiente para cumplir con las especificaciones. Si el ajuste de los porcentajes no es
suficiente, se deberán realizar serias consideraciones.
Existen lineamientos generales para ajustar las mezclas de prueba, aunque estas sugerencias
no funcionan en todos los casos: (Arenas Lozano, 2000. 520 p.)
Vacíos bajos y estabilidad baja:
Los vacíos pueden incrementarse en diferentes formas. Como un acercamiento general para
lograr vacíos altos en el agregado mineral (en consecuencia proveer de suficientes espacios,
para una adecuada cantidad de asfalto y vacíos de aire), la graduación del agregado debe
ajustarse mediante la adición de más agregado grueso o fino.
Si el contenido de asfalto es más alto de lo normal y el exceso no es necesario para remplazar
el absorbido por el agregado, entonces el contenido de asfalto deberá reducirse a fin de
incrementar el porcentaje de vacíos, proveyendo un adecuado VMA. Se deberá recordar que
disminuir el porcentaje de asfalto podrá tender a bajar la durabilidad del pavimento. Demasiada
reducción en el contenido de asfalto puede ocasionar fracturación, oxidación acelerada e
incremento de la permeabilidad. Si los ajustes anteriores no producen una mezcla estable, el
agregado tendrá que cambiarse.
Es también posible mejorar la estabilidad e incrementar el contenido de vacíos en el agregado
de la mezcla, mediante el incremento del agregado grueso o reducción de la cantidad de
material que pasa la malla No. 200. Con la incorporación de arena procesada, el contenido de
vacíos puede mejorarse sin sacrificar la estabilidad de la mezcla.
Vacíos bajos y estabilidad satisfactoria:
Bajos contenidos de vacíos pueden eventualmente resultar en inestabilidad debido a flujo
plástico o después de que el pavimento ha sido expuesto al tránsito por un periodo de tiempo
ante la reorientación de las partículas y compactación adicional.
Por su parte, insuficientes vacíos pueden ser producto de la cantidad requerida de asfalto para
obtener una durabilidad alta en mezclas finas; sin embargo, la estabilidad es inicialmente
satisfactoria por el tránsito específico. Una degradación de agregado pobre durante la
producción de la mezcla y/o bajo la acción de tránsito puede ocasionar subsecuentemente
inestabilidad y flujo si el contenido de vacíos de la mezcla no es suficiente. Por estas razones,
mezclas con vacíos bajos tendrán que ajustarse por uno de los métodos dados, en el inciso
anterior sin importar que la estabilidad inicial sea satisfactoria.
Vacíos satisfactorios y estabilidad baja:
La baja estabilidad cuando los vacíos y la graduación del agregado son satisfactorios, puede
indicar algunas deficiencias en el agregado. Se deberán tomar consideraciones para mejorar
la forma de la partícula de los agregados utilizando material producto de trituración o
incrementando el porcentaje de agregado grueso en la mezcla o posiblemente aumentando el
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tamaño máximo del agregado. Partículas de agregado con textura rugosa y superficies menos
redondeadas, presentan más estabilidad cuando se mantiene o incrementa el volumen de
vacíos.
Vacíos altos y estabilidad satisfactoria:
Altos contenidos de vacíos se asocian frecuentemente con mezclas con alta permeabilidad; al
permitir la circulación de aire y agua a través del pavimento pueden ocasionar endurecimiento
prematuro del asfalto, desprendimiento del agregado, o posible desprendimiento del asfalto en
el agregado. Aun cuando la estabilidad es satisfactoria, se deberán realizar ajustes para
reducir los vacíos.
Pequeñas reducciones se lograrán mediante la adición de polvo mineral a la mezcla. Podría
ser necesario seleccionar o combinar agregados para lograr una graduación, la cual deberá
estar cerca de la curva de máxima densidad.
Vacíos altos y estabilidad baja:
Se deberán tomar en cuenta dos pasos para este tipo de condiciones; el primero es ajustar el
volumen de vacíos mediante los métodos discutidos en los puntos anteriores; y en el segundo,
si los ajustes no mejoran la estabilidad, deberá hacer una consideración de la calidad de los
materiales.
Pruebas a las mezclas asfálticas compactadas:
En el método Marshall se llevan a cabo tres tipos de pruebas para conocer tanto sus
características volumétricas como mecánicas. (Garnica Anguas, 2004. 67 p.)
Determinación de la gravedad específica:
La prueba de gravedad específica puede desarrollarse tan pronto como el espécimen se haya
enfriado en un cuarto de temperatura. Esta prueba se desarrolla de acuerdo con la Norma
ASTM D1188, gravedad específica de mezclas asfálticas compactadas empleando parafina; o
ASTM D2726, gravedad específica de mezclas asfálticas compactadas utilizando superficies
saturadas de especímenes secos. Para determinar cuál norma se debe utilizar, se realizarán
pruebas de absorción a la mezcla asfáltica compactada; si la absorción es mayor al 2%, se
utiliza la Norma ASTM D1188, en caso contrario, se recurre a la Norma ASTM D2726.
Prueba de estabilidad y flujo:
Después de que la gravedad específica se ha determinado, se desarrolla la prueba de
estabilidad y flujo, que consiste en sumergir el espécimen en un baño María a 60 ºC ± 1 ºC
(140 ºF ± 1.8 ºF) de 30 a 40 minutos antes de la prueba.
Con el equipo de prueba listo, se removerá el espécimen de prueba del baño María y
cuidadosamente se secará la superficie. Colocándolo y centrándolo en la mordaza inferior, se
procederá a colocará la mordaza superior y se centrará completamente en el aparato de carga.
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Posteriormente se aplica la carga de prueba al espécimen a una deformación constante de
51mm (5”) por minuto, hasta que ocurra la falla. El punto de falla está definido por la lectura
de carga máxima obtenida. El número total de Newtons (lb) requeridos para que se produzca
la falla del espécimen deberá registrarse como el valor de estabilidad Marshall.
Mientras que la prueba de estabilidad está en proceso, si no se utiliza un equipo de registro
automático se deberá mantener el medidor de flujo sobre la barra guía y cuando la carga
empiece a disminuir habrá que tomar la lectura y registrarla como el valor de flujo final. La
diferencia entre el valor de flujo final e inicial expresado en unidades de 0.25 mm (1/100 “) será
el valor del flujo Marshall.
Análisis de densidad y vacíos:
Después de completar las pruebas de estabilidad y flujo, se realiza el análisis de densidad y
vacíos para cada serie de especímenes de prueba.
Resulta conveniente determinar la gravedad específica teórica máxima (ASTM D2041) para al
menos dos contenidos de asfalto, preferentemente aquellos que estén cerca del contenido
óptimo de asfalto. Un valor promedio de la gravedad específica efectiva del total del agregado
se calculará de estos valores.
Utilizando la gravedad específica y la gravedad específica efectiva del total del agregado; el
promedio de las gravedades específicas de las mezclas compactadas; la gravedad específica
del asfalto y la gravedad específica teórica máxima de la mezcla asfáltica, se calcula el
porcentaje de asfalto absorbido en peso del agregado seco, porcentaje de vacíos (Va);
porcentaje de vacíos llenados con asfalto (VFA) y el porcentaje de vacíos en el agregado
mineral (VMA).
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4. Metodología del proyecto
El presente trabajo de grado es de tipo Operativo en la línea de Ingeniería Civil aplicada a la
gestión del conocimiento en el área del estado del arte en ingeniería de Pavimentos y vías.
Trata un tema de vital importancia para el desarrollo del país en vía de desarrollo, se limita a
explorar, estudiar y analizar la documentación existente, los resultados de ensayos de
laboratorio a los materiales y verificar los cumplimientos de normas y especificaciones para la
construcción de carreteras en Colombia.
Su enfoque es cualitativo porque se apoya en la recolección de información disponible,
registros fotográficos y en los resultados de ensayos de laboratorio.
La metodología utilizada en el trabajo de grado fue la siguiente:
• Recopilación de la información técnica y contractual existente en la secretaria de
Infraestructura y Hábitat de la Gobernación del Tolima.
• Visitas al sitio de obra para hacer el seguimiento y registro fotográfico.
• Visitas a las fuentes de materiales y planta de producción de MDC-2
• Estudio de las especificaciones y normas técnicas del INVIAS.
• Análisis de los ensayos de laboratorio realizados en la ejecución del proyecto.
• Análisis de resultados.
• Elaboración del informe final.
La información del proyecto es muy amplia y está disponible en los archivos de la Gobernación
del Tolima, se complementa con las normas y especificaciones INVIAS para construcción de
carreteras en Colombia y con los portales institucionales del Gobierno Nacional relacionados
con la formulación y control de proyectos de inversión, así como el portal de contratación.
El informe final se limita a los principales aspectos técnicos y legales sin anexar ni incluir los
estudios y diseños, ensayos de laboratorio y limitar el registro fotográfico a lo más esencial
desde el punto de vista académico.
En el mes de septiembre de 2014 se realizaron las gestiones con la Gobernación del Tolima
para conseguir el permiso para el seguimiento al proyecto, recopilación de la información
documental y conocer todo el proceso de construcción; igualmente se iniciaron las visitas de
obra al sitio y a las tres fuentes de materiales disponibles para el proyecto, visita a la planta de
asfalto y realizar un reconocimiento del tramo de San Felipe – Fálan como se muestran en las
figuras 3, 4, 5, y 6. Así mismo, se realizó la recolección de información y revisión de las
actividades realizadas en el tramo del K5+318 al K7+500 a cargo de los mismos contratistas.
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Figura 3. Fuente de materiales Planta Mincivil SA a 23 Km del proyecto. K2 Vía Mariquita - Fresno.
Figura 4. Mina San Pedro en Armero Guayabal vía San Pedro a 35 Km del proyecto.
Figura 5. Planta de materiales y triturados la Caima en el Municipio de Alvarado a 75 km del proyecto.
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Figura 6. Planta de Mezclas Asfálticas de Mincivil SA. K2 Vía Mariquita – Fresno, a 23 Km del proyecto.
En el mes de octubre de 2014, ejecutaron obras preliminares, replanteo topográfico,
construcción de filtros, alcantarillas, muros, se continuaron las cunetas del tramo
pavimentado; en el sector se presentaron fuertes lluvias que ocasionaron derrumbes en varios
sectores de la vía y que atrasaron los rendimientos y programación de obra proyectados.
En el mes de noviembre de 2014 se realizó el retiro de la capa de pavimento existente con dos
retroexcavadoras y volquetas, corrigieron fallos con terraplén y con material reciclado y con
adición de material de base granular, se conformó la calzada de la vía con motoniveladora y
vibro compactador garantizando un espesor a nivel de subbase granular de 30 centímetros
pero utilizando parte de la estructura existente.
También se realizó el suministro, extendida y compactación de la base granular con espesor
de 20 cm con material de la Mina San Pedro. De este material se dispuso de la caracterización
del material certificado por un laboratorio de la ciudad de Ibagué, el ensayo Proctor modificado
y sobre la base granular se tomaron densidades por dos métodos, cono de arena y densímetro
nuclear dependiendo de la disponibilidad de los equipos. Por condiciones logísticas y
disponibilidad de producción también se utilizó base granular de las plantas de Mincivil y la
Caima. Todas cumplen con las especificaciones INVIAS.
Simultáneamente se realizaron construcción de cunetas, gaviones, un muro en concreto
reforzado en el K4+230 (parcialmente), recalces de cabezales de alcantarillas.
En el mes de diciembre se realizó la construcción de la capa de rodadura con MDC-2 desde
el K5+318 al K4+240 (faltaron 13 m) incluyendo las actividades de imprimación con emulsión
asfáltica de rompimiento rápido, suministro, extendida y compactación de mezcla asfáltica en
caliente tipo 2 INVIAS (MDC-2). Queda por ejecutar las actividades de señalización vial, la
construcción de la cunetas en este último tramo y terminación del muro en concreto reforzado
y algunos recalces de muros existentes, las cuales serán ejecutadas en el mes de enero del
año 2015.
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5. Generalidades del proyecto
A continuación se describen algunos de los aspectos más relevantes del proyecto vial. La
información presentada en esta sección se obtuvo de los informes de interventoría del
Consorcio Santa Lucia.
El proyecto está enmarcado dentro del Plan de Desarrollo “UNIDOS POR LA GRANDEZA
DEL TOLIMA 2012-2015” en el programa de MEJORAMIENTO DE LA RED VIAL
SECUNDARIA EN EL DEPARTAMENTO DEL TOLIMA.
Este proyecto se encuentra financiado por el SISTEMA NACIONAL DE REGALIAS mediante
el decreto 1503 del 14 de noviembre de 2012. El contrato de obra N° 0783 del 22 de agosto
de 2013 fue adjudicado mediante resolución #013 del día 08 de agosto de 2013 en desarrollo
de la Licitación Publica N°004 de 2013, cuyo objeto era: “CONTRATAR LAS OBRAS DE
MEJORAMIENTO Y PAVIMENTACION DE LA VÍA SAN FELIPE – FALAN DEL
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA”. De forma similar el contrato de Interventoría N° 1068 del 27
de noviembre de 2013, fue adjudicado mediante resolución N° 0154 del 18 de noviembre de
2013, en desarrollo del concurso de méritos abierto N° 011 de 2013, cuyo objeto es:
“CONTRATAR LA INTERVENTORÍA TÉCNICA, ADMINISTRATIVA, FINANCIERA Y
AMBIENTAL PARA REALIZAR SEGUIMIENTO AL CONTRATO DE OBRA CUYO OBJETO
ES EL MEJORAMIENTO Y PAVIMENTACION DE LA VÍA SAN FELIPE – FALAN”. Ambos
contratos fueron adicionados para la ejecución del tramo del K5+318 al K4+227.
La rehabilitación ejecutada sigue básicamente las especificaciones del diseño geométrico,
lineamientos, tangentes y curvas circulares existentes para aprovechar al máximo la
infraestructura y optimizar los recursos disponibles, se realizaron ampliaciones de la calzada
con cortes en el talud y en ocasiones con muros y rellenos para garantizar los sobre anchos,
peraltes y bombeos del diseño, sin realizar afectación predial, minimizando el movimiento de
tierras, evitando obras mayores de contención y mejorar la transitabilidad y seguridad vial; solo
en dos curvas se introdujeron mejoras en su lineamiento al construir muros para corregir
deslizamientos y perdida de la banca.
En el primer semestre del 2014 se realizó la pavimentación de 2.182 metros lineales con ancho
de calzada entre 6.1 y 6,70 m y de igual forma se realizó la pavimentación de 1.078 metros
adicionales para un total rehabilitado de 3.260 metros lineales de vía en el 2014.
El tráfico del sector es medio alto con circulación de todo tipo de vehículos pero
predominantemente de vehículos de carga pesada que llegan hasta las poblaciones de
Palocabildo y Casabianca, donde la mayor actividad comercial es la agricultura con la
producción de café, cacao y frutales.
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Los principales datos técnicos del diseño de la vía son los siguientes: (JOYCO, 2010)
Pendiente longitudinal máxima 7 %
Velocidad de diseño 30 km – Hora
TPD 295 Veh - Día
Automóviles 65 %
Buses 5 %
Camiones 30 %
Longitud de la vía intervenida en el 2012 2.5 Km
Longitud de la vía intervenida en el 2014 2.2 Km
Longitud de la vía en ejecución en el 2014 1.1 Km
Longitud de la vía pendiente por rehabilitar 4.2 Km
Capa de rodadura MDC-2 e= 10 cm
Ancho de la corona 7.9 m
Ancho mínimo de la calzada 6.1 m
Ancho mínimo del carril 3.05 m
Ancho de cunetas 0.90 m
La ejecución del trabajo comprende las siguientes actividades:
1. Rocería a ambos lados de la vía
2. Limpieza de alcantarillas
3. Limpieza de cunetas
4. Remoción, retiro y disposición de derrumbes
6. Excavación en material común para cunetas y construcción muro
7. Construcción de muros y alcantarilla.
8. Construcción de gaviones
9. Construcción de filtros
10. Construcción de cunetas en concreto de 3000 PSI
11. Rellenos en recebo
12. Conformación y ampliación de vía y subbase granular
13. Suministro colocación y compactación de base granular
14. Capa de rodadura en MDC-2
15. Señalización vial (horizontal y vertical).
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6. Seguimiento de la etapa de construcción
En el presente capitulo se hará una descripción general de las principales obras ejecutadas
durante el periodo de la pasantía sin incluir cantidades de obra, ya que no son objeto del
informe. Para facilitar su descripción se dividen en los siguientes ítems: Obras preliminares,
Estructuras y obras de drenaje; Estructura del Pavimento y señalización vial.
6.1. Obras Preliminares
6.1.1. Localización y replanteo.
Se inicia a partir de la abscisa K5+318 hasta la K4+227 para realizar la referenciación y la
demarcación del eje de la vía y limite lateral mediante estacas. La longitud del proyecto es de
1091 metros lineales para las actividades de pavimentación y obras complementarias de
cunetas y muros principalmente. Algunas de estas actividades se muestran en la figura 7.
Figura 7. Replanteo topográfico y toma de niveles.
6.1.2 Rocería y limpieza de alcantarillas
Las actividades de rocería y de limpieza de alcantarillas se realizaron en las dos márgenes de
la vía usando equipos como guadañas, machetes y herramienta menos con el personal de la
región. En todas las alcantarillas se retiraron el material de arrastre y vegetación para permitir
su uso óptimo, algunas se encontraron taponadas en más de un 60%.
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6.1.3 Excavaciones de material común y en roca.
Excavaciones para filtros: Son las excavaciones mecánicas hechas con
retroexcavadoras y volquetas para realizar la construcción de filtro dren tipo francés en
diferentes tramos con influencia de ladera o taludes (margen derecha). El ancho es de
60 cm y su profundidad promedio fue de 1,30 m; predominantemente fue material en
conglomerado y algunos sectores apareció roca y la línea de gas natural que ocasiono
demoras y bajos rendimientos para terminar esta actividad.
Excavaciones para muros y conformación de vía: se realizaron de forma manual y
mecanizada respectivamente, en material común, conglomerado y roca, las medidas
varían de acuerdo a la necesidad de las obras a ejecutar.
Excavaciones para alcantarillas. Se realizaron en la alcantarilla nueva de 36” que se
localiza en el K4+929.
Excavación manual para construcción de gaviones.
En las siguientes figuras se detallan las excavaciones.
Figura 8. Excavaciones mecánicas y a mano.
6.1.4 Demolición de estructuras en concreto
En el tramo K4+302,5/K4+420, en el margen derecho, se encontraron cunetas en concreto en
mal estado, por lo cual fue necesario su demolición y retiro (Figura 9).
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Igualmente se puede observar que también hubo demolición de cabezales y aletas de
alcantarillas en mal estado para permitir su reconstrucción y recalce.
Figura 9. Demolición de cunetas y demolición de cajas.
6.2 Estructuras y obras de drenaje
6.2.1 Construcción de filtro dren francés
Para el manejo de las filtraciones de las aguas sub-superficiales se realizaron drenes tipo
francés de 60x100 cm con geo textiles NT 3000, piedra filtro y tubería perforada de 4”
generalmente por el costado de laderas (norte).
A continuación en las figuras 10 y 11 se muestran las actividades de este trabajo.
Figura 10. Construcción de filtros: excavación, geotextil NT 3000 y piedra filtro.
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Figura 11. Terminación filtro.
6.2.2 Construcción de alcantarilla
Solo se construyó una alcantarilla nueva de 9 ml de tubería de concreto reforzado de 36”
(Figura 12 y 13) en el K4+929 y se verifico que cada 100 metros como máxima existiera una
alcantarilla construida de 36” como mínimo, a las cuales se le realizo limpieza y retiro de
material de arrastre que estaban obstruyendo su funcionamiento eficiente.
Las siguientes figuras muestran el proceso de instalación de dichas tuberías.
Figura 12. Soldado en concreto y colocación de tubería de 36".
Es importante mencionar que en cuanto al manejo de control de aguas no hay normas
específicas, sino un manual de drenaje para carreteras del año 2009, el cual sugiere
actividades de drenaje superficial (Cunetas y alcantarillas), drenaje sub-superficial (filtros) para
proteger las carreteras contra el efecto adverso de las aguas superficiales y subterráneas.
Como se puede observar en las secciones anteriores, un factor muy importante que se tuvo
en cuenta en el proyecto fue el manejo y control de las aguas, para evitar el debilitamiento de
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las capas del pavimento, la degradación de los materiales, pérdida de adherencia entre capas
y garantizar mayor durabilidad de la estructura del pavimento.
Figura 13. Colocación de tuberías de 36".
6.2.3 Reconstrucción de alcantarillas
Esta actividad consistió en evaluar todas y cada una de las alcantarillas para realizar la
reparación o reconstrucción de las mismas, siguiendo el mismo diseño existente, es decir,
recuperando sus encoles, descoles, cajas, aletas y cabezales en concreto ciclópeo; con el fin
de recibir las cunetas para el manejo de las aguas lluvias o superficiales.
En las siguientes figuras se observan algunas de las obras ejecutadas.
Figura 14. Encole y descole de alcantarilla en concreto ciclópeo.
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Figura 15. Encole y descole de alcantarilla en concreto ciclópeo.
6.2.3 Construcción de cunetas
Para el manejo de las aguas superficiales para proteger y alargar la vida útil del pavimento se
construyeron cunetas en concreto simple de 3000 PSI de 10 cm de espesor en forma de “L”
con una longitud de desarrollo de 1,25 m en ambos costados de la vía y a lo largo de todo el
trayecto rehabilitado. Esta actividad es muy importante para la durabilidad de la estructura y le
da a la obra una mejor imagen, junto con los muros y los recalces de los mismos.
En las figuras 16 y 17 se muestra el proceso constructivo de algunos sectores.
Figura 16. Cunetas en concreto de 3000 PSI.
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Figura 17. Cunetas en concreto de 3000 PSI.
6.2.4 Construcción de muros de contención
Se construyeron muros en concreto reforzado, en concreto ciclópeo y gaviones que se pueden
observar en las figuras 18, 19, 20, 21 y 22.
Figura 18. Excavaciones, solado y acero de refuerzo.
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Figura 19. Muros en concreto ciclópeo.
Figura 20. Construcción de gaviones.
Figura 21. Toma de cilindros de concretos.
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Figura 22. Ensayo de rotura en laboratorio (U. Cooperativa).
6.3 Estructura del pavimento
El diseño de la estructura del pavimento, se detalla en la figura 23. Se realiza el
aprovechamiento de la estructura existente como subbase granular garantizando un espesor
mínimo de 30 centímetros, para lo cual realizan apiques en la vía, retiro del pavimento
existente y adición de material de subbase granular, sin embargo en el proyecto se utilizó
material de base granular tipo INVIAS. Así mismo se realiza para la ampliación de la calzada
a nivel se subbase de 6,9 m como mínimo en sectores rectos y en curvas se adiciona el sobre
ancho de la vía.
El espesor de la base granular tipo INVIAS BG-1 es de 20 cm compacto y la capa de rodadura
en MDC-2 es de 10 cm de espesor compacto.
Figura 23. Diseño de la estructura del pavimento.
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6.3.3 Subbase Granular
El diseño parte del aprovechamiento de la estructura de subbase y base existente con el fin
de realizar el retiro y reciclado parcial de la capa de rodadura y mezclarla con material de
subbase granular en una proporción del 10% de adición de material, para ser re-utilizada en
la nueva estructura como subbase granular de 30 cm de espesor.
Para esta actividad se utilizaron dos retroexcavadoras, una motoniveladora, un vibro
compactador, un carro tanque y varias volquetas. Se realizaron varios apiques durante el
levantamiento topográfico con el cual se definieron las cotas de diseño de las capas de la
estructura.
Existían reportes del CBR de la sub-rasante a lo largo de vía pero durante la ejecución de las
obras no se tomaron nuevos CBR, ni tampoco sobre el material reciclado o modificado para la
sub-base no realizaron el Proctor ni se tomaron densidades de campo antes de proceder con
la base granular. En términos generales, sobre esta se realizaron controles de niveles y
apiques para garantizar como mínimo los 30 cm del diseño, sin embargo se observó en
muchos sectores espesores superiores a 35 cm.
En las siguientes figuras se detallan las actividades mencionadas.
Figura 24. Retiro de pavimento deteriorado.
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Figura 25. Ampliación de calzada desde nivel de sub-rasante.
Figura 26. Conformación de calzada con la subbase granular.
Figura 27. Extendida, conformación y compactación de subbase.
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6.3.4 Base granular
En los estudios previos y la caracterización de los materiales disponibles en la zona, la
interventoría verifico y dispone de los resultados de laboratorios de la ciudad de Ibagué que
indican que los materiales producidos por la planta de Mincivil SA, la mina San Pedro y la
planta de triturados y materiales La Caima cumplen las especificaciones INVIAS para BG-1.
El contratista de obra tuvo la ventaja de poder evaluar económicamente las tres alternativas;
para el tramo del K7+500 al K5+318 se utilizó la base granular tipo INVIAS BG-1 de la planta
de Mincivil SA ubicada a 23 Km, también utilizo la base estabilizada con asfaltita de la mina
San Pedro. A manera experimental se realizó un tramo de 200 m mezclando los dos tipos de
base, obteniendo mejores resultados de comportamiento estructural que cada una por aparte.
Se contaba con el ensayo Proctor modificado para el control de las densidades máximas y
humedad óptima para el proceso constructivo. Revisando todos los resultados se puede
afirmar que se dio cumplimiento a la calidad exigida en las normas y especificaciones de la
base granular, la cual es de 20 centímetros compacto de espesor. Se observó que para lograr
los peraltes y bombeos el espesor de la base llego a aumentar hasta en 30 cm.
Para el sector del K5+318 al K4+227 se utilizó inicialmente la base granular de la Mina San
Pedro ubicada a 30 Km de la obra, la cual es comercializada como base granular estabilizada
con asfaltita, debido a que la planta de Mincivil SA tuvo cerrados los proceso de producción y
comercialización de materiales; sin embargo por falta de suministro oportuno de la mina San
Pedro se utilizó material de la planta Mincivil y de base de La Caima ubicada a 75 Km de la
obra y que resultó más costosa por el sobre costo del transporte, pero que fue necesario por
problemas de producción de las otras dos fuentes por inconvenientes de lluvia.
En las figuras siguientes se observan los procedimientos y actividades realizadas para este
ítem, suministro, extendida y compactación de base granular.
Figura 28. Suministro y extendida de base granular con motoniveladora Mitsubishi MG 300.
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Figura 29. Compactación de base granular Compactador Dinapac modelo CC224 HF y control de niveles.
Figura 30. Carro tanque para riego y estado final de la base granular.
Posteriormente, se hace el ceriado que consiste en corregir los niveles exactos del diseño de
la vía para lo que se utilizan motoniveladoras, vibro compactadores, un carro tanque y material
de base granular para llegar al nivel de la base debidamente compactadas y comprobando
densidades a través del cono de arena, de tal forma que dieran superior al 95% de compasión
con respecto al Proctor de la base granular.
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Figura 31. Medición de densidades con el ensayo de cono de arena.
Una vez verificado los resultados de laboratorio, se puede afirmar que se cumplieron los
parámetros de calidad de compactación de la base granular, lo cual es fundamental para
garantizar el buen comportamiento y durabilidad de la capa de rodadura.
6.3.5 Pavimento asfáltico
6.3.3.1 Imprimación
La imprimación de la base granular se inicia con la autorización de la interventoría una vez que
se verifique y cumplan con porcentaje de compactación del Proctor superior al 95% a través
de los ensayos del cono de arena y/o el densímetro nuclear (que supuestamente ya está
prohibido por el riesgo de radioactividad que produce); se ejecutó con emulsión asfáltica tipo
CRR-0, y tiene como propósito mejorar la adherencia de la base granular con la mezcla
asfáltica MDC-2 de rodadura que se aplica posteriormente. Esta actividad fue realizada con
carro irrigador; como se observa en las figuras 32, 33 y 34. Incluye barrido previo de la vía y
al final la demarcación de las líneas de borde del pavimento con pintura que son utilizadas por
el operador de la finisher para la extendida de la MDC-2.
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Figura 32. Actividades de imprimación de la capa de base granular en el primer carril.
Figura 33. Actividades de imprimación de la capa de base granular en el segundo carril.
Figura 34. Demarcación líneas de borde para guía del operador de la Finisher.
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6.3.3.2 Capa de rodadura
Esta actividad incluye el suministro, la extendida y compactación de la mezcla asfáltica tipo
INVIAS MDC-2.
El proveedor de la MDC-2 para el primer tramo (k7+500 al K5+318) fue la planta de Mincivil
SA ubicada a 23 Km de la obra, transportada en volquetas de 7 metros cúbicos por la limitante
del tránsito sobre el puente vehicular del K0+840. La planta despachaba a 145°C y al momento
de la extendida estaba a 130°C aproximadamente. Para el segundo sector del K5+318 al
K4+240 por cierre de la planta Mincivil, fue necesario hacer el suministro de la Planta de
Ingeniería de Vías ubicada en el Municipio de la Dorada Caldas vía a Guaranicito ubicada a
60 km del proyecto.
En las figuras 35, 36 y 37 se observan los equipos y procedimientos utilizados.
Figura 35. Suministro y aplicación de MDC-2 con la Finisher F161-6W.
Figura 36. Control de espesor suelto de 12,5 cm.
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Se extiende con una finisher marca DINAPAC referencia F161-6W modelo 2012 dejando un
espesor de 12.5 cm suelto controlado por el tornillo a una temperatura de 125°C a 140°C, el
trabajo eficiente del tornillero es fundamental para garantizar los espesores compactados de
10 cm de la capa de rodadura. Durante una jornada diaria que iniciaba desde las 5 am y
terminaba antes de las 4 pm, se extendía por un solo carril un promedio de 300 metros cúbicos
de MDC-2 sueltos, que representaban 700 m de carril pavimentado en el día. Al día siguiente
se realizaba la otra calzada dejando un traslapo superior a 10 metros para evitar las juntas
transversales.
En las siguientes figuras se observan controles de espesores y temperatura de la mezcla.
Figura 37. Controles de espesor y temperatura de la mezcla asfáltica.
Figura 38. Compactación con rodillo DINAPAC CC224HF y compactador de llanta Dinapac CP 142.
El proceso de compactación fue el siguiente: cuando la temperatura de la capa asfáltica llega
a 110°C se inicia la compactación con un vibro compactador de cilindro realizando varias
pasadas llevando la capa a 10 cm compacto. Posteriormente, se realiza el sellamiento con el
compactador de llanta (Hyster) hasta lograr el sello del asfalto para dar el servicio al tráfico.
Este es aplicado en un ancho promedio de 3.05 metros y un espesor de 0.10 m.
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Al día siguiente se extiende y compacta MDC-2 por el otro carril de la calzada. Las figuras 43,
muestran las diferentes etapas de esta actividad.
Figura 39. Preparación de junta longitudinal y suministro de MDC-2.
Figura 40. La compactación con cilindro se inicia desde el borde de la junta longitudinal.
Figura 41. Aspecto final de la calzada con los dos carriles.
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El control realizado sobre la mezcla asfáltica, fueron los siguientes; en la planta se tomaron
dos juegos de muestras para los ensayos de contenido de asfalto, flujo y estabilidad; unos
eran fallados por la planta de producción y otros estaban disponibles para el contratista o
interventoría. Algunos fueron fallados en el laboratorio de la Universidad Cooperativa por parte
de la interventoría y existen otros como testigos a la fecha, como se observan en las figuras
42 y 43.
Figura 42. Briquetas de MDC-2 para ensayos de control de calidad.
Figura 43. Ensayo Marshall sobre la MDC-2.
En obra se tomaron núcleos para verificar el espesor compacto, al igual que medir el contenido
de asfalto, flujo y estabilidad de la mezcla. Igualmente durante las jornadas de trabajo se
tomaban muestras de mezcla asfáltica suelta para los ensayos de laboratorio.
En la figura 44 se observa la extracción de núcleos tomados en el tramo del K7+500 al K5+318.
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Figura 44. Extracción de núcleos y verificación de espesor del pavimento de 10 cm compacto.
En cuanto a los resultados obtenidos, la planta del proveedor entrega el reporte de calidad de
asfalto de penetración por cada día de producción y despacho a la obra; entrega las resultados
de laboratorio del control de calidad de la fórmula de trabajo, que incluye granulometría,
contenido de asfalto, estabilidad, flujo, densidad Bulk, porcentajes de vacíos, entre otros. En
general no reporta ninguna inconsistencia o falla respecto al diseño de mezclas por el método
Marshall que fue realizado previamente a solicitud de la interventoría.
Los resultados de la Universidad Cooperativa reporta mayor contenido de asfalto, cumple con
la estabilidad pero no cumple con el flujo en las muestras y núcleos de la planta de Mincivil.
6.4 Señalización vial
Esta actividad se refiere a la señalización horizontal que consiste en la demarcación de las
líneas de borde de calzada y la línea central que divide los dos carriles y controla los sobre
pasos de los vehículos. Igualmente la demarcación del paso escolar y algunas señales
preventivas para el control de la velocidad de los vehículos.
La señalización vertical se refiere a la instalación de las señales metálicas normalizadas que
indican y previenen sobre las condiciones geométricas y de transitabilidad y seguridad vial.
Esta actividad no fue ejecutada al cierre del informe y será realizada al final del mes de enero
de 2015, antes de la entrega oficial de las obras por parte del contratista e interventoría a la
Gobernación del Tolima.
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7 Análisis de resultados
7.1 Mezcla asfáltica
Iniciaremos este análisis con el control de la mezcla asfáltica tipo 2 (MDC-2), por el ser el ítem
más representativo, realizado al primer tramo del proyecto.
El diseño Marshall estableció los siguientes parámetros para la fórmula de trabajo, en la
siguiente tabla se muestran los resultados del diseño:
Tabla 1. Resultados del diseño.
ITEM PARAMETRO VALOR
1 % de asfalto óptimo 5,5
2 % de vacíos en la mezcla total 4,5
3 % de VMA 15,35
4 % de VFT 71,25
5 Estabilidad en Kg 1439,7
6 Flujo en mm 3,14
7 Relación llenante ligante 1,08
8 Relación estabilidad/flujo 458,4
En la planta Mincivil SA como proveedor con la supervisión del interventor, se tomaban 2
juegos de briquetas para los ensayos de control de calidad, una para uso del proveedor y otra
a disposición del contratista o la interventoría.
Se dispone de cuatro resultados del reporte de calidad de asfalto de penetración, para el
asfalto 60/70 de la planta de Ecopetrol aditivado con 0.5% mejorador de adherencia, en los
cuales se indican varias propiedades, la norma de referencia INVIAS, las especificaciones y
resultados. Todos los reportes de calidad están dentro de la norma, es decir, estarían
cumpliendo con la calidad del asfalto suministrado por la planta de Barrancabermeja de
Ecopetrol.
Se dispone de 13 resultados de laboratorio de control diario de producción de mezcla asfáltica
norma INV E-748-732-736 realizado cada uno sobre 4 briquetas, para un total de 52 briquetas
falladas, los resultados de los principales parámetros de la resistencia de mezclas asfálticas
en caliente empleando el aparto Marshall, se tabulan en la tabla 2.
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Tabla 2. Resultados de laboratorio de la planta de producción - MINCIVIL SA.
Con base en los resultados, se concluye que el % de asfalto siempre estuvo por debajo del
diseño, al parecer es una práctica común de los proveedores para disminuir costos de
producción, se logra mantener los demás parámetros muy cerca al diseño y el seguimiento a
la calidad del pavimento construido se puede afirmar que no se ha reportado ningún tipo de
falla atribuible a la calidad de la MDC-2.
La interventoría a través del laboratorio de pavimentos de la Universidad Cooperativa de
Colombia - Sede Ibagué, extrajo 12 núcleos de pavimento para someterla al mismo ensayo y
verificar los resultados del proveedor.
El primer dato corroborado en el sitio, fue el espesor de la capa de rodadura de 10 cm, lo cual
se certifica ya que en la mayoría de núcleos los datos fueron un poco superiores, igualmente
con el control de la cantidad suministrada y las mediciones con la cuadrilla de topográfica se
verifico el cumplimiento exacto del espesor del pavimento.
Los demás parámetros se muestran en la siguiente tabla:
Tabla 3. Resultados laboratorio U. Cooperativa - Ibagué.
DISEÑO MARSHALL RESULTADOS LABORATORIO U. COOPERATIVA - IBAGUE
ITEM PARAMETRO DISEÑO 1 2 3 4 5 PROM
1 % de asfalto 5,5 7,3 7,03 6,47 6,5 6,32 6,724
2 Estabilidad en Kg 1440 787 820 535 1286 1251 935,8
3 Flujo en mm 3,14 2,96 2,5 2,8 3,4 3,1 2,952
4 Relación estabilidad/flujo
458,4 265,88 328,00 191,07 378,24 403,55 313,35
Aquí se muestran resultados diferentes al diseño y a los resultados del proveedor; el contenido
de asfalto es superior, la estabilidad y flujo son inferiores. Estos resultados están en discusión,
el proveedor y contratista no los aceptan y por el momento el pavimento y la estructura
continúan bajo responsabilidad y garantía del contratista y en observación por parte de la
interventoría y la entidad contratante hasta el momento de entrega final y proceso de
liquidación del contrato. Existe un tramo de 60 m en observación permanente por cuanto al
momento de la aplicación, se soltó una manguera del aceite hidráulico y contaminó la mezcla
produciendo cambios químicos, se ha llegado a plantear, la necesidad de cambiar dicho tramo.
ITEM PARAMETRO DISEÑO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 PROM
1 % de asfalto 5,5 5,11 5,16 4,94 4,92 4,91 4,82 4,78 5,11 4,96 5,19 4,88 4,78 4,86 4,96
2 % de VMT 4,5 4,86 3,68 4,84 4,61 4,96 4,98 4,28 4,64 4,97 4,68 4,96 4,28 4,47 4,63
3 % de VMA 15,35 18,5 15,5 16,1 15,9 16,2 16 15,2 16,3 16,2 16,5 16,1 15,2 15,6 16,10
4 % de VFA 71,25 70,5 76,3 70 70,9 69,3 68,9 71,9 71,5 69,4 71,6 69,1 71,9 71,3 70,97
5 Estabilidad en Kg 1439,7 1465 1469 1479 1519 1455 1320 1480 1420 1371 1494 1573 1480 1454 1460
6 Flujo en mm 3,14 3,3 3,16 3,08 3,15 2,97 2,82 3 2,99 2,92 3 3,3 3 2,98 3,05
7 Relación llenante /ligante 1,08 1,02 1,2 1,01 1,05 0,94 1,01 1,11 0,9 0,94 1,05 1,18 1,11 1,12 1,05
8 Relación estabilidad/flujo 458,4 443,9 464,9 480,2 482,2 489,9 468,1 493,3 474,9 469,5 498,0 476,7 493,3 487,9 478,7
RESULTADO DE LABORATORIO DE LA PLANTA DE PRODUCCION - MINCIVIL SADISEÑO MARSHALL
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En términos generales, se cumplieron las normas y especificaciones INVIAS para el diseño de
la MDC-2; para el proceso de imprimación y construcción de capa de rodadura; control de
calidad en la producción de la mezcla; control de calidad en los procesos constructivos; control
de calidad y ensayos con toma de núcleos sobre la capa de rodadura. Igualmente el
comportamiento del pavimento con el tráfico ha sido excelente y no se han reportado fallos y/o
reclamaciones al contratista.
7.2 Base Granular
Para la base granular se realizaron todos los ensayos para la caracterización y cumplimientos
de especificaciones INVIAS previos al suministro en obra; se realizó el ensayo Proctor
modificado y en obra se tomaron densidades con el cono de arena y algunas ocasiones con
el densímetro nuclear para verificar que el porcentaje de compactación fuera superior al 95%,
generalmente se llegaba al 99% del Proctor; con estos resultados la Interventoría autorizaba
la actividad de imprimación y colocación de MDC-2.
Por lo anterior se puede afirmar que se dio cumplimiento a las normas y especificaciones
INVIAS para la construcción de la Base granular.
En cuanto a la sub-base, siempre se utilizó el mismo material de base granular para su
conformación, los mismos equipos para su aplicación, pero no se observó que realizaran los
controles de calidad de compactación ni de CBR en el campo.
Los equipos utilizados y procedimientos constructivos cumplieron con las especificaciones.
7.3 Resistencia de concretos
Se utilizaron concretos de 3000 PSI para la construcción de cunetas y algunos muros de
contención en concreto reforzado; el control de interventoría sobre la calidad de los materiales,
dosificaciones en la producción, control en la aplicación y toma de cilindros para los ensayos
de resistencia a la compresión E-410 INVIAS-07 fue buena. Los resultados del laboratorio
generalmente cumplían con la resistencia mínima exigida.
Sobre los concretos de 2500 PSI y concretos ciclópeo no se observó la toma de cilindros ni
ensayos de laboratorio para verificar su resistencia. Se tienen en observación todas las obras
en concreto y en caso de ser requeridos se pueden tomar las resistencias sobre algunos
cilindros testigos que existen en el campamento y/o con prueba del martillo de rebote
(esclerómetro), prueba de resistencia a la penetración (pistola de windsor), prueba de pulso
ultrasónico, pruebas dinámicas o de vibración y prueba de extracción de corazones, esta última
algunos autores la consideran como prueba semidestructiva.
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8 Conclusiones y recomendaciones
A continuación se presentan las principales conclusiones y recomendaciones del seguimiento
que se realizó a la construcción vial objeto de este proyecto:
Se realizó un adecuado control de manejo de aguas sub-superficiales y superficiales
para garantizar mayor durabilidad y mejores niveles de servicio de la vía, a través de
los filtros tipo francés, alcantarillas, cunetas y el bombeo del pavimento.
En el mes de octubre se observaron varios deslizamientos en los taludes por saturación
del terreno por las intensas lluvias, los cuales fueron retirados oportunamente, pero se
pudo constatar que no existen obras contratadas para reforestación y/o protección de
taludes, por lo cual se recomienda sean incluidos en otros procesos de contratación y
en los programas de adaptación de la guía ambiental (PAGA).
Las condiciones geométricas de la vía mejoraron notoriamente con la ampliación de la
calzada, los sobre anchos en curvas y los peraltes construidos, lo cual mejora las
condiciones de transitabilidad y seguridad vial en la vía.
Las especificaciones técnicas y normas de ensayos del INVIAS, para el material de
base granular y MDC-2 se cumplieron satisfactoriamente según los procedimientos y
técnicas constructivas empleadas y los resultados de laboratorio de la toma de las
densidades máximas de acuerdo al Proctor, toma de núcleos del pavimentos y las
mediciones y controles topográficos.
La experiencia profesional en campo fue de gran valor académico y practico, ya que
se aprendió y aclaró muchos conceptos teóricos del estudio en clase.
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