Estudio de Tráfico para el diseño de Pavimentos.pdf

7/25/2019 Estudio de Trfico para el diseo de Pavimentos.pdf

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Estudio de Trfico para el diseo

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TRANSITO VEHICULAR

Como el trnsito es el factor ms importante para el diseo delpavimentos, su estudio debera incluir tanto LA

CONFIGURACIN, MAGNITUD DE CARGA y NMERO DEREPETICIONES DE CARGA.

Por consiguiente para el anlisis del volumen y carga del trnsitoexisten 3 procedimientos para considerar los efectos, losvehculos y el trfico en el diseo de pavimentos.

1.- Trfico fijo.2.- Vehculo fijo.

3.- Trfico y vehculo variable.


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1.- TRAFICO FIJO.-

En el trfico fijo, el espesor del pavimento es gobernadopor una carga de rueda simple, y el nmero derepeticiones no es considerado como una variable. Si elpavimento est sujeto a mltiples ruedas, ellos debenser convertidos a una carga de rueda simple

equivalente, por lo tanto el mtodo de diseo basado enuna rueda simple puede ser aplicado. Este mtodo ha sido usado ms frecuentemente para

pavimentos de aeropuertos o pavimentos de autopistascon cargas de ruedas pesadas pero con volumen de

trfico ligero. Usualmente la carga de rueda ms pesada es usada para

el propsito de diseo. Aunque este mtodo esraramente utilizado en la actualidad para el diseo depavimentos, el concepto de convertir cargas de ruedasmltiples a carga de rueda simple es importante.


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2.- VEHICULO FIJO.-

En el procedimiento de vehculo fijo el espesor delpavimento es gobernado por el nmero de repeticionesde un vehculo estndar o carga de eje estndar,usualmente de 18000 lbs. (8.2 Tn) de carga de ejesimple. Si la carga de eje no es de 8.2 Tn. O consiste en

eje tndem o tridem , debe ser convertido a una cargade eje simple de 8.2 Tn. mediante un FACTOR DECARGA DE EJE EQUIVALENTE.

El nmero de repeticiones debajo de cada eje de cargasimple o mltiple, debe ser multiplicado por dichoFACTOR, para obtener el efecto equivalente basado en8.2 Tn. de carga de eje simple.

Debido a la gran variedad de cargas de eje y volmenesde trnsito y sus efectos problemticos sobre elcomportamiento del pavimento, la gran mayora demtodos de diseo en uso en la actualidad estn

basados sobre el concepto de vehculo fijo.


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3.- VEHICULO Y TRAFICO VARIABLE En el procedimiento de vehculo y trfico variable,

el trfico y el vehculo son consideradosindividualmente, por lo tanto no hay necesidadpara asignar un factor equivalente para cada carga

de eje. Este procedimiento es ms conveniente para los

mtodos mecnicos de diseo donde la respuestadel pavimento debajo de diferentes cargas puede

ser evaluado utilizando un computador.


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de Pavimentos Definiciones:


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de Pavimentos Definiciones:


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Volumen de trnsitoSe define como el nmero de vehculos que pasanpor un punto o un carril durante una unidad detiempo. Sus unidades son vehculos/da;

vehculos/hora, etc. ndice Medio Diario, IMD

Es el promedio del nmero de vehculos que pasanpor un punto durante un perodo de tiempo. Segn

el perodo de anlisis para medir el volumen, podrser ndice medio diario anual, IMDA, ndice mediodiario mensual (IMDM) o ndice medio diario semanal(IMDS).


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Por ejemplo, de un aforo realizado durante unasemana se obtuvieron los siguientes resultados:


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Reglamento Nacional de Vehculos

El D.S.N034-2001-MTC titulado Reglamento Nacional deVehculos, reglamenta entre otras cosas los pesos ydimensiones mximas de los vehculos para transporte

terrestre. Peso Vehicular

El peso mximo por eje independiente o grupos de ejespermitidos a los vehculos para su circulacin por las vas de

nuestro pas, es el siguiente:


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Perodo de diseoEl pavimento puede ser diseado para soportar el efectoacumulativo del trnsito durante cualquier perodo de tiempo. Elperodo seleccionado en aos, para el cual se disea elpavimento, se denomina perodo de diseo. Al final de esteperodo puede esperarse que el pavimento requiera trabajos de

rehabilitacin, para devolverle a la va un adecuado nivel detransitabilidad. Carril de diseo

Para calles y carreteras de dos carriles, el carril de diseo puedeser cualquiera de los dos, mientras que para calles y carreteras de

carriles mltiples, generalmente es el carril externo. Bajo ciertascondiciones, es probable que haya mayor trnsito de camionesen un sentido que en otro. En muchos sitios los camiones circulancargados en un sentido y vacos en otro. Las recomendacionesdel Instituto del Asfalto y la American Association of StateHighway and Transportation Officials (AASHTO), son:


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Crecimiento de TransitoEl crecimiento del transito puede estimarse mediante elfactor de crecimiento:


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Crecimiento de TransitoOtra alternativa es utilizar la tasa de crecimientotomando en cuenta factores econmicos de la regin:


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Estimacin del ESALEl trnsito proveniente del conteo vehicular debe ser divididopara el carril de diseo. El volumen de trnsito del carril dediseo, se convierte a un determinado nmero de ESAL, que esequivalent single axle load, que es el parmetro usado en el diseode la estructura del pavimento. El ESAL es un eje estndarcompuesto por un eje sencillo con dos ruedas en los extremos.

El ESAL pesa 18,000 lb 8.2 tn 80 kN, y se considera que ejerceun efecto daino sobre el pavimento como 1.


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Factor de Eje Equivalente de Carga EALFCon el objeto de evaluar el efecto daino, en un pavimentoflexible o rgido, de las cargas diferentes a un eje estndar, se hanconsiderado factores de equivalencia de carga por eje, EALF.Estos valores se obtuvieron a partir de los resultadosexperimentales de la AASHO Road Test. Los resultados obtenidoshan permitido determinar que la equivalencia entre cargasdiferentes transmitidas al pavimento por el mismo sistema deruedas y ejes.

El EALF depende del tipo de pavimento, capacidad estructural oespesor , y las condiciones terminales en las que el pavimento seconsiderar que ha fallado


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EALF para pavimentos flexibles

Wtx = numero de aplicaciones de carga del eje x al final del tiempo t

Wt18 = numero de aplicaciones de carga del eje simple de 18-kip en el tiempo t

Lx = es la carga en kip de un eje simple , un grupo de ejes tandem o un grupo deejes tridem.

L2 = cdigo de eje (1 para ejes simples, 2 para ejes tandem y 3 para ejes tridem)

SN = numero estructural del pavimento.

Pt = es el ndice de servicio final del pavimento.


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EALF para pavimentos flexibles, SN = 5 y pt = 2.5


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EALF para pavimentos rgidos

Wtx = numero de aplicaciones de carga del eje x al final del tiempo t

Wt18 = numero de aplicaciones de carga del eje simple de 18-kip en el tiempo t

Lx = es la carga en kip de un eje simple , un grupo de ejes tandem o un grupo deejes tridem.

L2 = cdigo de eje (1 para ejes simples, 2 para ejes tandem y 3 para ejes tridem)

D = espesor de la losa.

Pt = es el ndice de servicio final del pavimento.


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Factor Camin, FCSe entiende por factor camin al nmero de aplicaciones de ejesestndar de 18 kip, correspondiente al paso de un vehculo. Elfactor camin se puede obtener por pesaje. El peso es un mtodocostoso para proyectos pequeos; por lo tanto, cuando se deba

efectuar el diseo para un tramo de va en la cual no se tengandatos sobre el pesaje quedan dos alternativas:

a) asumir el F.C. conocido de una va cuyas caractersticas seansimilares.

b) Estimar el F.C. por algn mtodo emprico.Se puede emplear el D.S. N034-2001-MTC del 25 de julio del2001, pgina 207449 de El Peruano. En el captulo VIII de lamencionada norma se publican las dimensiones y pesos por ejede vehculos pesados.


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de Pavimentos Ejemplo 1:

Determinar el F.C. de un camin C2. considerando un SN de 5 y un pt de 2.5

Solucin:

El camin C2 tiene un eje delantero simple con rueda simple de 7 tn y un ejeposterior simple con ruedas dobles de 11 tn. Para calcular el dao producido por

cada eje, debemos convertir el peso en toneladas a kN lb. Aproximadamente 7y 11 tn equivalen a 68 y 107 kN. Con estos valores se ingresa a la tabla 6.1 y secalculan los factores equivalentes de carga para cada eje. De la interpolacin seobtuvo que los FEC son 0.53 y 3.03 respectivamente.


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Determinar el F.C. de un camin T2S3. considerando un SN de 5 y un pt de 2.5

Solucin:

Este trailer con semi remolque tiene un eje tridem en el eje posterior (en el semiremolque) y dos ejes simples en la parte del motor, el eje central tiene ruedas

duales y el delantero ruedas simples, los pesos son los que se muestran en lafigura. 25 toneladas equivale a aproximadamente 244 KN, El EALF de este ejetridem es 1.77. El EALF del eje simple 3.03 (problema 1), con estos valores elfactor camion para un T2S3 es de 5.33.


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Determinacin del Nmero de Ejes Equivalentes en el Carrilde Diseo para el Perodo de Diseo.

Una vez determinado el nmero acumulado de vehculos quetransitarn en el carril de diseo y durante el perodo de diseo,es posible convertir sta cantidad de vehculos a ejes simples

equivalentes de 8.2 tn. mediante el factor camin. El ESAL es elsiguiente:

ESAL = (N vehiculosFCvehiculo )

Ejemplo 1:

Para el diseo de una calle se realiz el conteo vehicular,obtenindose que el ndice Medio Diario, IMD, es de 40 veh/da,de los cuales el 10% son volquetes de 2 ejes tipo C2. determinar elESAL de diseo para 20 aos, si el diseo geomtrico considera 2carriles en cada sentido. Tasa de crecimiento de 3.5%.


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Solucin:Segn el Instituto del Asfalto el carril de diseo transportar el45% del promedio de vehculos diarios. Esto es 45%(40veh/da)=18 veh/da. Segn AASHTO consideraremos que en cadasentido circula el 50% del IMD, esto es 20 veh/da. En el carril de

diseo se trasladar el 80% del total de vehculos que van en unadireccin, esto es 80%(20 veh/da)=16 veh/da. Como se observaambos resultados son similares. Para este ejemplo asumiremos18 veh/da como el trnsito en el carril de diseo. De los cuales el10% son camiones C2; por lo tanto, 1.8 son C2 y 16.2 sonvehculos ligeros. A continuacin se muestra una tabla en la quese resumen los clculos para determinar el ESAL de diseo.


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El ESAL de 66,161.38 corresponde al ESAL en el carril de diseo para unperiodo de 20 aos. La formula empleada para el calculo del factor decrecimiento es la recomendada por el instituto del asfalto, sin embargo,se puede utilizar una que represente de mejor manera el crecimientovehicular. Para fines prcticos se ha considerado que la tasa decrecimiento vehicular es de 3.5%, pero como es sabido las diferentesunidades que componen el parque automotor no tienen la misma tasade crecimiento, este valor deber ser estimado individualmente.

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