3 Trafico

 

FACULTAD DE INGENIERÍA Escuela Profesional de Ingeniería Civil

TRAFICO, FACTOR DE DAÑO Y CALCULO DE ESAL MSc. Ing. Juan Carlos Peña Anccasi.

Universidad Nacional de Huancavelica

18/05/2020

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TRAFICO El trafic fico es uno de los fa fact cto ores ma mass relevan ante tess en el diseñ eño o del pavim imen ento to.. Su corre rrect ctaa determina inación depende de muchos fa facctores que pueden conducir a una estimación inadec inad ecua uada da del del mi mism smo o. Los Los mé méto todo doss actu actual ales es se basa basan n en tr tran ansf sfor orma marr los los difer diferen ente tess ti tipo poss de veh ehíc ícul ulos os en un ej eje e es está tánd ndar ar equi equiva vale lent nte e para para,, po post steri erior orme ment nte e, calc calcul ular ar el num umer ero o de repet peticion ones es de eje jess equivale lent nte es en el pe peri rio odo de diseñ eño o del pa pavvime ment nto o (ESAL). Esta sta for forma de calculo conlle levva a una seri rie e de err rror ores es en la esti stimación del daño ño,, en especial cu cuan ando do se trat trataa de ej ejes es si simp mple less y ej ejes es no co con nvenci encion onal ales es..

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Sin embargo, el método de diseño del MEPDG de AASHTO 2015ª AASHTO 2015b considera el tra trafi ficco a tr traavés del espe spectr tro o de cargas por cada tipo ipo de vehículos os.. Es de deci cirr toma en cuenta el hecho de que cada tipo de vehiculo tiene un rango de cargas en los dif ifer eren ente tess ejes ejes qu que e de depe pend nden en de la conf config igur uraación ción de dell mi mism smo o, la cant cantid idad ad de ca carrgas qu que e tras tr asla lada dan n y las las cond condic icio ione ness de dell veh ehic icu ulo lo;; de esta esta form formaa los los cá cálc lcul ulos os ya no son son efec efectu tuad ados os bajo el conce cep pto de ESAL sino direct ctaamente co con n la distrib ribución de cargas por tipo de  vehiculo.. Se incluy  vehiculo incluye e asi mismo la geometría de las cargas cargas,, la presión de inflado y el efecto de zigzageo zigzageo..

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TIPOS DE VEHICULOS Referidos al reglamento de transito (MTC, 2003)

FACTORES PARA EL CALCULOS DEL TRAFICO •

Lo Loss prin princi cipa pale less da dato toss rel elac acio iona nado doss co con n el tr traf afic ico o qu que e su suel elen en se serr req equ uer erid idos os par para el diseño depenen en gran medida de la magn gniitud del proyecto. to. Cuando se trata de proyectos de redes nacionales, se requiere mayor detalle posible de la cant cantid idad deos. ve vehí culo loss y la lass ca cara racte cterí rísti stica cass de los lo s ad mi mism smos .hícu En caso de pavimentos de bajo volumen de transito el numero de vehiculos por tipo e incluso solam lamen ente te el tr traafi ficco diari rio o total puede ser suficiente para la esti estima maci ción ón de dell trafi trafico co de di dise seño ño..

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Perio de diseñ diseño o Inidice Inidi ce medi medio o diario (trans (transito ito para el año inicial) Tasa de crecimiento Factores de crecimiento, crecimi ento, distribución por carril, car ril, distribución direccional y distribución camión. Pr Presion esion inflad inflado o de neumá neumáticos. ticos. Factores de ejes equivalentes Configura Config uracion cion y magnit magnitud ud de las cargas. Canali Can alizac zacion ion del delll trafi trafico co (zigzagueo) Espectro de carga.

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TASA DE CRECIMIENTO

Este fac factor tor se suele est stiimar mar de dos fo form rmaas: co con n inform formaaci ció ón históri tóricca del crecimien iento del trafic fico en la via materi riaa de estud udiio o media iant nte e idicadore ores eco con nómico coss. Cuando no existe ste infor informa maci ción ón estad estadíst ístic icaa o regist egistro ro hi histó stóric rico o de dell tr trafi afico co,, se opt optaa po porr el seg segund undo o proce procedi dimie miento nto.. En di dich chos os caso casoss se em empl plea ean n la lass pr pro oyecci eccion ones es de crec crecim imie ient nto o po pob bla laci cion onal al y econ económ ómic ico o en el área de influencia del tramo de carretera que se refle flejaran en el incremento del trafico y ta tamb mbié ién n en la mo modi difi fica caci ción ón del del ti tipo po de vehíc ehícul ulo o que que cir circu cula lan n po porr el tram tramo o. Ta Tasa sa de creci crecimie miento nto:: Cálc Cá lcul ulo o de ta tasa sass de cr crec ecim imiiento ento y la pobla oblaci ción ón Se pue uede de ca calc lcu ula larr el crec crecim imie ient nto o de trán tránsi sito to utiliz uti lizand ando o una fór fórmul mulaa simple simple:: Tn = T To o (1+i)^(n-1) (1+i)^(n-1)

donde: Tn = Tr Trán ánsi sito to pro proyecta ectado do al año año “n” en veh/d veh/día. ía. To = Tr Trán ánsi sito to actu actual al (año (año base base o) en veh/d eh/día ía.. n = Añ Años os del perío eríod do de di disseño eño. i = Tasa asa anua anuall de cr crec ecim imie ient nto o del del tr trán ánsi sito to.. Defi De fini nida da en co corr rrel elac ació ión n con con la di diná námi mica ca de cr crec ecim imie ient nto o soci socioo-ec econ onóm ómic ico( o(*) *) norm normal alme ment nte e entr en tre e 2% y 6% a cr crit iter erio io del eq equi uip po del estud studio io.. Universidad Nacional de Huancavelica

 

TASA DE CRECIMIENTO

 Vehiculos  Vehiculos de carga: rvc=rPBI Evc Camionetas Camio netas:: r cta=rPBI Ecta Omnibus: Omnib us: ro= ro= rPBI Eo  Vehiculos  Vehiculos Liger Ligeros: os: rVL=(1 + rPob rPob)(1 )(1 + rper capita EVL)-1 Donde: rv rvcc = tasa d de e crecimiento aan nual de vve ehícu cullos d de e carga. rPBI =tasa del crecimiento de del PBI Evcc Ev =e =ela last stci cid dad de llaa dema deman nda del tr traf afiico de vveh ehíc ícu ulos los d de e ca carrga rcta =tasa de creci cim miento anual de ca cam mionetas Ecta Ec ta = ela elassti tici cida dad d de de la la d de emand mandaa del del tr traafico fico de ccaami mion onet etaas Ro = tasa de crecimiento anual de ómnibus Eo = elasticidad de la demanda de del trafico fico de los ómnibus rvL =tas =tasaa de cr crec ecim imie ient nto o anu anual al de vehíc ehícul ulos os lig ligeros eros,, ca cami mion onet etaa rur rural al y micr microb obus uses es.. rPob rPob = ta tassa de cr crec ecim imie ient nto o anual pobla oblaci cion onal al.. Rper capita= tasa de cr crecimiento ecimiento anual del PBI per capita Ev EvL L =e ela last stic icid idad ad de la de dema mand ndaa del del tr traf afico ico de veh ehíc ícul ulos os lig ligeros eros,, ca cami mion onet etaa ru rura rall y microbús. Universidad Nacional de Huancavelica

 

La eslaticida eslaticidad d esPBI la rea realcion de cr crecimiento ecimiento del par parque que respecto respectomanera: al crecimiento crecimien to del de lcion determinado departamento y seautomotor calcula decon la siguiente

Eo,vL o vc Eo,vL vc =

    1     1    

Donde: j= ultimo año con información del parque automotor, i= primer año con información del parque Puede resultar conveniente, primero, linealizar la automotor. rela elaci ción ón en entr tre e el PB PBI/ I/ha habi bita tant nte e co con n el parqu que e autom utomot otor or y, luego, con el parque automotor corregido con la e custaeció ci óonrmliennea eal cal cu a roem laestdici cid ño. Po ri rio tel,, tca omlcul arlaerl lp iodadde ptoadraoscalodsa aañño os. incluidos en el análisis, tal como se muestra en las siguientes sigui entes relacio elaciones. nes. Donde a= PBI= penda(ieparque nte de automotor) la recta qu+e bda el mejor ajuste dentre el PBI y el parque automotor, b= constante de la rec ecta ta de mejo mejorr aj ajus uste te.. Universidad Nacional de Huancavelica

 

Factor de crecimiento

Una manera simple de proyectar el factor de crecimiento es el de asumir una razón anual de cr cre ecimien ento to de trafi ficco y usar el trafic fico prom ome edio al inicio y fin fin del peri pe riod odo o de di dise seño ño,, co como mo el tr traf afic ico o de di dise seño ño.. =

1

  1  (1   )

2

Donde: r= razón anual de crecimiento de trafico.  Y= periodo de análisis. PCA considera como trafico de diseño el calculo a la mitad del periodo de diseño (Packard, 19884): .

 =  (1  )

El cuadro siguiente muestra los factores de crecimien ento to de peri rio odos de diseño eño de 20 y 40 año ñoss basa ba sado doss en la ecua ecuaci ción ón an ante terio riorr. Universidad Nacional de Huancavelica

 

Inst Instiituto tuto del Asfalt falto o (198 (19811ª) y guía de diseñ eño o AASH SHT TO (1986 986) recomi omiend endan el uso de trafico durante todo el periodo de diseño para determinar el factor total de creci crecimi mien ento to,, ta tall como como se in indi dica ca::

()() =

(1  ) 1 

Donde: G= Factor de crecimiento.  Y= Numero de años. r= Tasa de crecimiento por tipo de vehículo.

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Factor de distribución dist ribución direccional

Es Este te fact factor or to tom ma en cu cuen enta ta el vol olum umen en de tr traafi fico co en cada cada dir direc ecci ción ón,, este ste fact factor or se cons consid ider era, a, por lo general igual a 50%; es decir, en ambas direcciones el trafico es similar. En ciertas ci cirrcunstan tancias este valo lorr no adopt ptaa el valor de 50% tales les co com mo insta tallacio ciones industria riales, puert pu ertos os o ví vías as de acce acceso so res estri tring ngid ido o. Numero de direccines o sentidos 1 sentido x 1 calzada sentido x calzada 1 sentido x calzada 1 sentido x calzada 2 sentido x calzada 2 sentido x 2 calzada sentido x calzada 2 sentido x calzada

Numero de carriles Factor por direccion Direccional o (FD) sentido

Factor Carril (Fc)

Factor ponderado FDxFc para carril de Diseño.

1

1

1

1

2

1

0.8

0.8

3

1

0.6

0.6

4

1

0.5

0.5

1

0.5

1

0.5

2

0.5

0.8

0.4

3

0.5

0.6

0.3

4

0.5

0.5

0.25

Es una practica común para reportar el volumen de trafico de una carreter carreteraa e incluir los flujos de todos los carriles. carr iles. P Para ara determinar la carga de trafico en el car carril ril de diseño diseño,, ha hay y que dividir el trafico por dirección y distribuirlo por el carril de dirección. En el siguiente cuadro, se presenta los valores de distribución planteados por cada metodologia Universidad Nacional de Huancavelica

 

Factor Camión

El factor camión es el numero de repeticiones de ejes equivalentes ESAL que son aplicados por el paso de un camión. Se determina a partir de la distribución de las cargas por eje que pueda tener un determinado tipo de vehículos; luego se calcula el factor de daño o factor f actor equivalente de carga de cada uno de estos y, posteriormente, se calcula el valor promedio.

Factor de ejes equivalentes

El factor de eje equivalente equivalente (EALF) es la relación relación entre el daño ocacionado por un determinado eje cargado con respe respecto cto a un eje estándar de 18 kips (8.1t) de carga carga dual (4 neumáticos neumáticos)) con una presión de inflado de 85 psi. Este factor depende del tipo de pavimento, el espesor del mismo, capacidad estructural y la condición terminal a la cual se considera fallado el pavimento pavimento..

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Pavimentos Flexibles Método AASHTO (1993)

El fact facto or de eje equivalen ente te es calculado media iant nte e la siguiente for formula, la cual debe ser resuelta por tanteo; es decir, se part rte e de un valor inicial de SN ( usualmente 5), luego, se cal calcula el ESAL y el SN reque ueri rid dos; con con esos valo lorres se ing ingresa nuevam amen ente te a la ecu cuac aciión hast hastaa qu que e SN co con nver erja ja,, lo cu cual al se lo logr graa rá rápi pida dame ment nte e en tres tres o cu cuat atrro inte interrac acci cion ones es.. 1

.79 log + −.79 log + +.+

   −  

 = 10

Donde: Fi= factor de eje equivalente Lx= carga por eje en kips L2= factor que depende del tipo de eje (adopta el valor de 1 para ejes simples; 2 ejes tándem y 3, ejes tridem). Pt= índice deestructural serviciabilidad serviciabil idad final SN= numero de diseño. Gt= 

β = 0.04 0.04 

0.081( 0.081(   2). (

 1).92.

 

  .− .−.

β18 = 0.04 0.04 

0.081(1 0.081(18 8  1) .

(  1).9

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Pavimentos Flexibles Método Instituto del Asfalto (Huang, 2004 )

El instituto del asfalto calcula los factores de eje equivalente en base a la ecuación  AASHTO para un numero numero estructural del 5 y una serviciabilidad final de 2.5, los resultado resulta do se muestran en el siguiente cuadro:  =

1 .79 log +

. . −.79 −.79 log + +. +. + + −  

10

Donde: Fi= factor de eje equivalente Lx= carga por eje en kips L2= factor que depende del tipo de eje (adopta el valor de 1 para ejes simples; 2 ejes tándem y 3, ejes tridem). Pt= índice de serviciabil serviciabilidad idad final SN= numero estructural de diseño diseño.. Gt= 0.2

β = 0.04 0.04 

0.081(  2). (5 1).9 2.

 

β18 = 0.04 0.04 

0.081(18 0.08 1(18 1). (5 1).9

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Pavimentos Rígidos Método AASHTO (1993)

Par araa el ca calc lcul ulo o de dell fact factor or de ej eje e equi equiva vale lent nte e de pa pavi vime ment ntos os rig rigid idos os,, AA AASH SHT TO co cons nsid ider eraa la siguiente nte expresión ión cuyas vari riaables son similares a la de los pavimen mentos fle flexibles les salvo lvo por el valor de D que represen esenta ta el espesor de la los losa en pulgadas y qu que e debe ser es esti tima mado do par para el ca calc lcul ulo o y lu lueg ego o ree eemp mpla laza zado do po porr el valor alor ob obte teni nido do en el dise diseño ño..  = 1 10

   . log + −. log + +.+ +  

Donde: 

 

= factor de eje equivalente

Lx= carga en kipsdel tipo de eje (adopta el valor de 1 para ejes L2= factor por que eje depende simples; 2 ejes tándem y 3, ejes tridem). Pt= índice de serviciabil serviciabilidad idad final Gt=    .− .−. SN= numero estructural de diseño. β = 1.00 

3.6( 3.6(   2). ( 

1). 2.

 

β18 = 1.00

0.081(1 0.081(18 8  1) . (  1).

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sí mismo aplicar en concordancia con los criterio rios de aforo utilizado, las reducciones neces ecesaari rias as para ara el valo lorr de tr traafi fico co a empl emplea ears rse e en el CAR ARRI RILL DE DISEÑ ISEÑO O. Se recom ecomie iend ndaa el uso de la sig igui uien ente te rel elac ació ión n pa parra el calc calcul ulo o de ca carrga equi equiva vale lent nte e po porr eje eje (1 (188 kip kips, 80 Kn, 8. 2 tn ): EE = Ejes equivalentes FP = Factor Factor de de crecimiento presión FC=

ESA SAL L= Veh. h.x x añ año o × EE × FP × FC

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