Transito en Pavimentos Prof Johannes Briceo El transito

Transito en Pavimentos Prof. Johannes Briceño

El transito es la variable mas importante en el diseño de pavimentos, sin embargo es la variable menos estudiada y a la que se le da menos importancia. Para el dimensionamiento de un pavimento es necesario determinar los efectos que las cargas de estos vehículos causa sobre el pavimento, por lo cual debemos conocer el número y tipo de vehículo que circulan por la vía, así como la intensidad de la carga y la configuración del eje que la aplica. Transito: Efecto que produce las cargas de vehículos sobre el pavimento. Trafico: Número de vehículos o de otros tipos.

La norma COVENIN 614 recomendaciones 1) 6000 Kg 2) 13000 Kg establece de en carga eje en las eje simple siguientes máxima: 2 4 cauchos. 3) 20000 Kg en 2 ejes simples consecutivos de 4 cauchos c/u. 4) 27000 Kg en 3 ejes simples consecutivos de 4 cauchos c/u. En nuestro país no existe un control de cargas eficiente y estas restricciones son violadas constantemente, trayendo como consecuencia el deterioro prematuro de las vías pavimentadas.

Información del transito para diseño de pavimentos: • Volumen de Transito. • Composición del Transito. • Intensidad de la carga. • Configuración de los ejes que transmiten la carga al pavimento. • El canal de circulación que servirá como patrón de diseño. 1) Volumen del transito: Número de vehículos que circulan por la vía, determinado en función de las estadísticas, estudios de transito o mediciones reales. Debe conocerse tanto para el año inicial de diseño, como la tasa de crecimiento inter anual para el periodo de diseño. Volumen de Transito Actual: Volumen de trafico que circula en el momento en que se ponga el pavimento en servicio, lo determina el Ministerio correspondiente. Tasa de crecimiento del trafico o rata: 3, 4, 10%.

2) Composición del Transito: Número de vehículos de pasajeros, número y tipo de vehículos pesados, obtenido de mediciones. 600 Autobuses 60% 200 Pick-Up 20% 150 Buses 15% 50 Camiones 5% 1000 veh/dia 20% Camiones 3) Intensidad de la Carga: El peso total del vehículo, tanto vacío como cargado, el cual se obtiene de estaciones de peaje, tanto para el peso bruto del vehículo como el peso por eje. 4) Configuración de los ejes que transmiten carga al pavimento: Una de las piezas de información mas importantes en cuanto al trafico, es la manera como se aplicará la carga sobre el pavimento, es decir, cuantos ejes y de que tipo son los ejes (# de ruedas por eje, # de ejes y presión de inflado).

*Ejes bajo una misma suspensión: • Eje sencillo rueda sencilla. • Eje sencillo rueda doble. • Eje Tandem, es el conjunto de 2 ejes sencillos de 4 ruedas separadas entre 1. 20 --- 1. 60 m. • Eje Tridem, es el conjunto de 3 ejes sencillos de 4 ruedas separadas entre 1. 20 --- 1. 40 m.

- Presión de Inflado: A medida que el neumático tiene menor presión de inflado, el área de contacto es mayor. Pc=Presión de contacto ≈Presión de inflado. Pc=P/Ac P Ac= Área de contacto. Pc 5) Canal de circulación que servirá como patrón de diseño: Se debe conocer como se distribuirá el transito en ambos sentidos de la vía. Transito Balanceado: Condiciones similares en ambos sentidos.

Canal de Diseño: Canal de la vía que estará sometido a condiciones más severas de carga. 1 2 Canal de Diseño: 1 y 2 1 2 3 4 Canal de Diseño: 1 y 4 1 2 3 4 5 Canal de Diseño: 1 y 6 6

- Efectos de las cargas transmitidas por diferentes ejes sobre el pavimento: El efecto de las cargas es el factor que presenta mas variabilidad, ejemplo, un mismo camión puede circular cargado o vacío, y puede ir cargado de cemento, livianos u otros, o diferentes tipos de camiones. En consecuencia, es necesario transformar toda esa gama de formas e intensidades de cargas a un valor de carga estándar o normalizada. Así se define el eje patrón, en Venezuela como en la gran mayoría de países occidentales se utiliza el eje sencillo rueda doble de 18000 lb. Carga Equivalente = 18000 Lb=8. 2 ton Eje Equivalente=Eje sencillo de rueda doble 9000 Lb 4. 1 ton

El eje que más se repite en carga pesada es el eje sencillo de rueda doble, por lo que la carga que más se repite por eje es 18000 Lb (8, 2 Ton) A este eje equivalente se le asignó un factor de daño igual a 1. Por lo que se convierten los vehículos en ejes sencillos de rueda doble con carga 18000 Lb (8, 2 ton). Tipo de Camiones

E=Eje, S=Sencillo, R=Rueda, D=Doble Ejemplo: 2 S 1 = 2 ejes, S=semi remolque, 1 eje en el semi remolque O 3 E 2 RD ES RS ED RD ES RS ES RD 2 S 2 2 S 1 ES RS ES RD 3 S 2 ES RS ED RD ES RD ED 3 R 3 ED RD ES RS ED ES RD ED RD

Factores de Equivalencia de Carga (FE), convertir cualquier eje en eje equivalente: Son valores numéricos que definen el daño que causan al pavimento el paso de un vehículo, o eje determinado, relativos al daño que causa el paso del eje patrón. Transformar las repeticiones de un eje cualquiera a un número de repeticiones de eje patrón. FEES, RS=(Carga en el eje i/6. 6)4 FEES, RD=(Carga en el eje i/8. 2)4 FEEJE TANDEM=(0. 57. Carga en el eje i/8. 2)4 FEEJE TRIDEM=(Carga en el eje i/23)4. 22

Ejemplo: Determinar el número de ejes equivalentes de un vehículo 3 S 3 cargado con 48 Ton. ES: P 1=0. 13=13% 0. 13*48 t=6. 24 ton ETandem: (ED, RD) P 2= 0. 18=18% 0. 18*48= 8. 64 P 3=0. 18=18% 0. 18*48= 8. 64 17. 28 ton Etridem: P 4= 0. 17=17% 0. 17*48= 8. 16 P 5=0. 17=17% 0. 17*48= 8. 16 P 6=0. 17=17% 0. 17*48= 8. 16 24. 48 ton Total = 48 Ton Usar Fig. 4 3 S 3 48 ton P 1 P 2 P 3 P 4 P 5 P 6

FEES, RS=(6. 24/6. 6)4=0. 80 FEE. Tandem=(0. 57*17. 28/8. 2)4=2. 08 FEE. Tridem=(24. 48/23)4. 22=1. 28 Total= 0. 80+2. 08+1. 28=4. 16 e. e (daño), número de ejes equivalentes, es decir, causan 4. 16 veces el daño que un eje patrón. Si son 20 gandolas iguales a esta, entonces el daño sería: 4. 16 x 20=83. 2 e. e

Ejemplo: Determinar el número de ejes equivalentes de un vehículo 3 S 3 cargado con 96 Ton. ES: P 1=0. 13=13% 0. 13*96 t=12. 48 ton ETandem: (ED, RD) P 2 y P 3= 0. 36=36% 0. 36*96= 34. 57 ton Usar Fig. 4 P 1 Etridem: P 4, P 5 y P 6= 0. 51=51% 0. 51*96= 48. 96 ton 3 S 3 96 ton P 2 P 3 P 4 P 5 P 6 Total = 96 Ton FEES, RS=(12. 48/6. 6)4=12. 78 FEE. Tandem=(0. 57*34. 57/8. 2)4=33. 35 FEE. Tridem=(48. 96/23)4. 22=24. 25 Total= 70. 38 e. e (daño), número de ejes equivalentes, es decir, causan 70. 38 veces el daño que un eje patrón.

Ejemplo: Determinar el número de ejes equivalentes de un vehículo 3 S 2 cargado con 48 Ton. ES: P 1=0. 12=12% 0. 12*48 t=5. 76 ton ETandem: (ED, RD) P 2 y P 3= 0. 34=34% 0. 34*48= 16. 32 ton Usar Fig. 4 Etridem: P 4 y P 5 = 0. 54=54% 0. 54*48= 25. 92 ton P 1 3 S 2 48 ton P 2 P 3 P 4 P 5 Total = 48 Ton FEES, RS=(5. 76/6. 6)4=0. 58 FEE. Tandem=(0. 57*16. 32/8. 2)4=1. 66 FEE. Tridem=(0. 57*25. 92/8. 2)4=10. 54 Total= 12. 78 e. e (daño), número de ejes equivalentes, es decir, causan 12. 78 veces el daño que un eje patrón.

1. Determinar el número de e. e. de cada camión 3 S 3 4. 16 e. e 3 S 3 70. 38 e. e 3 S 2 12. 78 e. e (Datos ejercicios anteriores)

Ejercicio: Determinar el factor camión de un conteo de transito que se hizo a partir de una distribución de frecuencia por rango de carga, muestra 1000. Rango de carga (Ton) # Ejes sencillo, rueda doble F. E (ES, RD) N° e. e # Eje Tandem F. E (ES, RD) N° e. e # Eje Tridem F. E Eje Tridem N° e. e A B C D E F G H I J 3 -4 625 0. 029 18. 125 0 - - 4 -5 210 0. 085 17. 85 98 0. 007 0. 686 0 - - 5 -6 157 0. 197 30. 929 12 0. 015 0. 18 0 - - 6 -7 100 0. 395 39. 50 7 0. 030 0. 21 0 - - 9 -10 28 1. 801 50. 428 121 0. 146 17. 67 30 0. 024 0. 72 10 -11 59 2. 637 155. 583 232 0. 222 51. 50 25 0. 037 0. 925 11 -12 109 3. 710 404. 39 235 0. 325 76. 38 20 0. 054 1. 08 15 -17 0 12. 9 (+) - 109 1. 266 (+) 39. 99 15 0. 218 (+) 3. 27 20 -25 0 56. 69 (*) - 94 4. 775 (+) 448. 85 10 0. 936 (+) 9. 39 Σ 716. 805 Tabla 10 Bx. C Tabla 10 Σ 733. 47 Σ 15. 355 Ex. F Hx. I

Notas: 1) En este ejercicio se desprecia el eje sencillo, rueda sencilla, porque aporta muy poco. 2) (+) Se usa la media de carga 3) (*) En los casos que no aparezca en la tabla 10 se utiliza la ecuación, cae en la zona de (*) de la tabla 10. Carga 20 – 25 Usar la media 22. 5 FEES, RD=(carga eje i /8. 2)4= (22. 5/8. 2)4=56. 69

Transito en Pavimentos Ejes Equivalentes ESAL=N´t=PDT*%VP*FC*365*fuc*fds*A*Fp Vehículos Pesados Para llevar días a años Ø N´t= cargas totales equivalentes para el periodo de diseño. Ø PDT= Transito diario promedio, en ambos sentidos o al menos que se mida en un solo sentido. Ø %VP= Porcentaje de vehículos pesados. PDT y %VP se obtienen a través de conteos

Índice de Servicapacidad o Servisibilidad: Índice Luego de hacer Mantenimiento Po Po=Condición inicial del pavimento (nuevo) con mucho cuidado se logra 4. 2 --- 4. 5 Pt= Condición final del pavimento, en carreteras secundarias se puede llevar a 2. 0 y en carreteras importantes 2. 5 Pt 1°n 2°n 3°n n= Periodo de diseño. Vida Útil # años Nota: Cuando se habla de periodo de diseño, se refiere al primer periodo de diseño

Ø fus= Factor de utilización de canal, valores recomendados tabla 20. 2 canales 1 canal por sentido fuc=1 90% 10% 4 canales fuc=0. 9 90% 5% 15% 80% 6 canales fuc=0. 8 Ø A= Factor de ajuste por trafico desbalanceado. Es un factor de mayoración de cargas equivalentes para vehículos pesados. A f( de la carga), Ejemplo: Camiones cargados de ida y descargados de regreso. Tabla 13. Transito Balanceado A=1

365 días: 51 semanas al año, 7 días por semana, 5 días laborales por semana 51*5=255 Días Laborales 365 – 255 = 110 Días fines de semana 11 días fiesta nacional. Ejemplo: Si el PDT lo dan para menos días, ejemplo de Lunes a Viernes. 52 sem/año* 7 días 5 días L-V 2 días S-D 52 x 5=260 días Faltan 105 días 365 días/año

N´t=[PDTL-V*%VPL-V*FCL-V]*(260 +105. Fconv)fuc*fds*A*Fp e. e de L-V Fconv= Factor de conversión, depende del tipo de vía y del tipo de vehículos. Expresado como porcentajes de los valores correspondientes para días laborales. Fconv=0. 483

Ejemplo: N´t(2016 -2036)=5. 18 E 6 e. e. Pero en el año 2032 el pavimento falló ¿Qué pasó? Índice Po Pt 2032 Si falló el 2032 ya se acumularon todos los eje equivalentes , en vez de haber sido en el 2036. Lo que pudo pasar fue un imprevisto que afectó la tasa de crecimiento o el factor camión junto con el porcentaje de vehículos pesados. 2036 # años Asumir que fue la tasa de crecimiento que varió sin haber sido considerada una posible eventualidad. N´t(2032 -2036)=?

Tabla 12 Tabla 13 Tabla 20 Con PDT/2