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Maestría en Ingeniería Estructural
CARGAS DE TRÁNSITO
Prof. Adj. Leonardo Behak
Cargas de Tránsito
Prof. Adj. Leonardo Behak 2
Número de Repeticiones de Carga (N)
Magnitud y Configuración de Carga
Aspectos a Considerar
Cargas de Tránsito
Prof. Adj. Leonardo Behak 3
Tránsito FijoVehículo Fijo
Tránsito y Vehículo Variable
Métodos de Consideración de Efectos de Vehículos y Tránsito
Cargas de Tránsito Fijo
Prof. Adj. Leonardo Behak 4
Espesor de pavimento está gobernado por una carga de rueda simple y el número de
repeticiones no es considerado
Pavimento sometido a cargas múltiples
Carga de Rueda Simple Equivalente
Carga de rueda más pesada prevista es usada para diseño
Carga de Rueda Simple
(ESWL)
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Carga de Tránsito Fijo
Carga de Rueda Simple Equivalente (ESWL)
Cálculos Teóricos
Medidas Experimentales
Tensión VerticalDeformación de Tracción
Deflexión Vertical
DesempeñoPistas Experimentales
Tramos a Escala Real
Cargas de Vehículo Fijo
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Espesor de pavimento gobernado por el número de repeticiones de una carga de eje o vehículo estándar
Cargas de Ejes Diferentes
Factor de Carga de Eje Equivalente
Carga de Eje Simple
18 kip = 80 kN
≠18 kip
18 kip
(EALF)
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Factor de Carga de Eje Equivalente (EALF)
Pavimentos Flexibles
18t
tx
W
WEALF =
Factores de Equivalencia AASHTO (AASHTO Road Test)
Wtx: Nº de aplicaciones de carga de eje x en tiempo tWt18: Nº de cargas de eje simple de 18 kip en tiempo t
( ) ( ) ( )18
22 log33,4log79,4118log79,4logββt
x
tx
GGLLLEALF −+⋅++⋅−+⋅=
Lx (kip): Carga sobre un eje simple o un juego de ejes tandem o tridemL2: Código eje (1: eje simple; 2: ejes tandem; 3: ejes tridem)β18: Valor de βx cuando Lx = 18 kip y L2 = 1
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EALF AASHTO
pt: Servicio Terminal (número indicador de condición de pavimento a considerarse como falla)SN: Número Estructural (función de rigidez y módulo de cada capa y condiciones de drenaje de base y sub-base)
−
−=
5,12,4
2,4log t
t
pG
( )( ) 23,3
219,5
23,32
1
081,040,0
LSN
LLxx
⋅+
++=β
Dificultad del Método
EALF depende de SN y SN depende del espesor de capa (a diseñar) → Solución por método de iteración
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EALF AASHTO
AASHTO Guide for Design of Pavement Structures 1993(AASHTO 1993)
Prof. Adj. Leonardo Behak 10
AASHTO Guide for Design of Pavement Structures 1993
Prof. Adj. Leonardo Behak 11
Análisis Teórico de Determinación del EALF
4
1818
==
ε
ε x
t
tx
W
WEALF
Criterio de Falla por Fisura de Fatiga (Deacon, 1969)
εi: Deformación de tracción en fondo de capa asfáltica debida a carga de eje de i kip
Lx (kip): Carga de eje simple, tándem o tridemLs (kip): Carga de eje estándar con igual número de ejes que Lx
Eje Simple4
18
= xLEALF
Igual número de ejes4
=
s
x
L
LEALF
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Análisis Teórico de Determinación del EALF
4
1818
==
ε
ε x
t
tx
W
WEALF
Criterio de Falla por Control de Deformación Permanente
εi: Deformación de compresión en tope de subrasante debida a carga de eje de i kip
Eje Simple4
18
= xLEALF
Igual número de ejes4
=
s
x
L
LEALF
EALFfatiga ≠ EALFdeformación para Ls de eje simple y Lx de eje múltiple
Prof. Adj. Leonardo Behak
Factor de Carga de Eje Equivalente (EALF)
Pavimentos Rígidos
18t
tx
W
WEALF =
Factores de Equivalencia AASHTO
( ) ( ) ( )18
22 log28,3log62,4118log62,4logββt
x
tx
GGLLLEALF −+⋅++⋅−+⋅=
D (inch): Espesor de losa de hormigón
−
−=
5,15,4
5,4log t
t
pG
( )( ) 52,3
246,8
20,52
1
63,31
LD
LLxx
⋅+
++=β
13
Prof. Adj. Leonardo Behak
AASHTO Guide for Design of Pavement Structures 1993
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Carga de Eje Simple Equivalente (ESAL)
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m: Nº de grupos de carga de ejeni: Nº de repeticiones de carga del grupo de carga i en período de diseño
∑=
⋅=m
i
ii nEALFESAL1
pi: Porcentaje de repeticiones del grupoADTo: Tránsito Promedio Diario inicialT: Porcentaje de Camiones en ADTA: Nº promedio de ejes por camiónG: Factor de CrecimientoD: Factor de Distribución DireccionalL: Factor de Distribución de CarrilY: Período de Diseño (años)
( ) ( )( )( )( )( )( )( )YLDGATADTpEALFESAL o
n
i
ii 3651
⋅= ∑
=
( )AnEALFTn
i
iif
⋅= ∑
=1
Factor de Camión
Cargas de Tránsito y Vehículo Variable
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Cada tránsito y vehículo es considerado por separadoNo son necesarios factores de equivalencia para cada carga
de eje
Cargas se dividen en grupos
Tensiones, deformaciones y deflexiones de cada grupo se determina por separado en el diseño
Volumen de Tránsito
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Tránsito Promedio Diario Anual (TPDA)
Volumen de vehículos promedio del tránsito diario a lo largo del año
Contabilidad de Tránsito Diario en:• Días de semana hábiles y fin de semana• Sesiones (Temporales y Productivas)
Clasificación de AutopistasAlto Volumen de Tránsito
Bajo Volumen de Tránsito
Caminos de Bajo Volumen de Tránsito (CBV)TPDA < 500 ESAL (Behrens, 1999)
Interacción Rueda-Pavimento
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Análisis de tensiones y deformaciones en pavimentos requiere conocer Presión de Contacto (p)
Van Vuuren (1974)Investigación de laboratorio con ensayos de compresión de 6 tipos
de neumáticos
( ) 14566,0 += pkPaq
q: Presión de Contacto de Ruedap: Presión de Inflado de Neumático
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