Maestría en Ingeniería Estructural

CARGAS DE TRÁNSITO

Prof. Adj. Leonardo Behak

Cargas de Tránsito

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Número de Repeticiones de Carga (N)

Magnitud y Configuración de Carga

Aspectos a Considerar

Cargas de Tránsito

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Tránsito FijoVehículo Fijo

Tránsito y Vehículo Variable

Métodos de Consideración de Efectos de Vehículos y Tránsito

Cargas de Tránsito Fijo

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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)

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AASHTO Guide for Design of Pavement Structures 1993

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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

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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

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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