Transito de Diseño

 

DISEÑO DE PAVIMENTOS

VIVIANA MORALES L. Laboratorio Nacional de Vialidad

INTRODUCCION

 

PAVIMENTO Conjunto de capas superpuestas de diferentes materiales se apoyan sobredella tránsito subrasante, que deben que soportar las cargas por las un  período determinado de tiempo, bajo las variadas condiciones climáticas, sin deterioros que afecten la seguridad, la comodidad y la propia integridad del  pavimento.

FUNCIONES DEL PAVIMENTO •

Prop Pr opor orci cion onar ar un unaa cap capaa de de rod rodad adur uraa cóm cómod odaa y segura

•

Resist Resi stir ir la lass car carga gass de de trá tráns nsit itoo y tr tran ansm smit itir irla lass a la la subrasante subra sante sin sobrepa sobrepasar sar la resiste resistencia ncia de ésta ésta ni la resistencia interna del pavimento

•

Impedi Impe dirr la la pen penet etra raci ción ón de ag agua ua y pro prote tege gerr con contr traa efectos de heladas y deshielo

 

CLASIFICACION DE PAVIMENTOS 

RÍGIDOS



FLEXIBLES



SEMIRÍGIDOS

PAVIMENTOS RIGIDOS

Losa de Hormigón SubBase Base Gra Granul nular ar Sub Subrasante

 

PAVIMENTOS FLEXIBLES

Carpeta Asfáltica Capa Asfáltica Intermedia Base asfáltica Base Granular SubBas Sub Basee Gra Granul nular ar Subrasante

PAVIMENTOS SEMIRIGIDOS

Carpeta de Rodadura Asfáltica Grava-Cemento o similar Base Granular SubBase Sub Base Granul Granular ar Subrasante

 

METODOS DE DISEÑO Se entiende por DISEÑO el DE PAVIMENTOS  proceso mediante el cual se determinan los espesores y materiales que componen la estructura del  pavimento, al menor costo posible y de forma tal que la estructura diseñada sea capaz de prestar servicio durante un período de tiempo determinado.

METODOS DE DISEÑO • Em Emppíricos • Me Meca cani nisi sist stas as o Teó Teóri rico coss • Te Teóóri rico co - Em Empí píri rico coss

 

METODO AASHTO Método adoptado por la Dirección de Vialidad para el diseño de pavimentos flexibles y rígidos. AASHTO = American Association of  State Hig ighw hway ay an andd Transportation Official

AASHO AAS HO Roa Roadd Tes Testt

AASHO AAS HO Roa Roadd Tes Testt

Realizado ado en Ott Ottawa awa,, Illin Illinois ois,, USA, USA, ent entre re 195 19588 y 196 19600 • Realiz • Pr Prec ecip ipit itac ació iónn med media ia an anua ual: l: 76 7622 mm mm • Te Temp mper erat atur uraa med media ia en ve vera rano no:: 24º 24ºC C • Te Temp mper erat atur uraa medi mediaa en inv invie iern rno: o: -3º -3ºC C • Sue Suelo lo de fun fundac dación ión:: Fino Fino ti tipo po A-6 pob pobrem rement entee dren drenado ado con CBR entre 2% y 4% • Presión Presión de inf inflad ladoo de los neu neumát mático icoss de los cam camion iones es de prueba: 85 lb/in2

 

AASHO AAS HO Roa Roadd Tes Testt Intr trod oduc ucee co conc ncep epto to de SE SERV RVICI ICIAB ABILI ILIDA DAD D • In • En 198 19866 se int intro rodu duce ce con conce cept ptoo esta estadí díst stic icoo de CONFIABILIDA CONFIA BILIDAD D de las variables variables aleatorias aleatorias

AASHO AAS HO Road Road Test Test

Tránsito con carga vehicular única

Camino Real

Tránsito Mixto con distintos tipos de ejes y cargas

Método AASHTO: Eje patrón Eje Simple de Rodado Doble (ESRD) de 80 KN (8.16 ton o 18 kips kips )

Factor de de Ejes Equivalente Equivalentess

 

FACTOR DE EQUIVALENCIA

Cuociente entre el número de ejes de una confi co nfigu gura raci ción ón y peso, peso, ne nece cesa sari rios os pa para ra or orig igin inar ar un unaa determ det ermina inada da pér pérdid didaa de ser servic viciab iabili ilidad dad,, resp respect ectoo del número de ejes patrón requeridos para produci pro ducirr la mis misma ma pér pérdid didaa de serv servici iciabi abilid lidad. ad. Este es Este es el cri crite teri rioo de EJES EQUIVALENTES que emplea emp lea AAS AASHTO HTO..

FACTOR DE EQUIVALENCIA

Número Núme ro de ejes ejes x peso peso (KN) (KN) que ca caus usan an un unaa de dete term rmin inad adaa pérdida pérdi da de serviciabilid serviciabilidad ad

Factor Fac tor EE EExx = Número Núme ro de ej ejes es de 80 KN qu quee ca caus usan an la mi mism smaa pé pérd rdid idaa de serviciabilidad

 

FÓRMULA APROXIMADA DE CÁLCULO DE FACTORES DE EJES EQUIVALENTES En que: α 

 F  c

 P  =       Po

   

Fc = Factor de Equivalencia P = Peso del eje (Ton) Po y par paráme ámetro tross que ado adopta ptan n los siguiente siguientess valore valores: s:

Dispositivo de Carga

Pavimento Rígido Po  

Pavimento Flexible Po  

Eje simple rueda doble Eje simple rueda simple Eje doble rueda doble Eje triple rueda doble

8,165 6,50 13,20 17,80

8,16 5,70 15,20 22,00

Tabla 3.603.302.A1 MC-V3

4,25 4,25 4,25 4,25

4,3 4,3 4,3 4,3

FACTORES DE EQUIVALENCIA EJES SIMPLES - RUEDA DOBLE

RANGOS KN < 30 30 - 40 40 - 50 50 - 60 60 - 70 70 - 80 80 - 90 90 - 100 100 - 110 110 - 120 120 - 130 130 - 140 140 - 150 150 - 160 160 - 170 170 - 180

FLEXIBLES pf=2,0 pf=2,5 0,007 0,008 0,028 0,032 0,083 0,092 0,20 0,21 0,41 0,43 0,76 0,77 1,29 1,27 2,07 1,95 3,17 2,85 4,7 4 6,6 5,5 9,2 7,2 12,4 9,5 16,5 12,3 21,6 15,6 27,9 19,7

RIGIDOS pf=2,0 pf=2,5 0,008 0,008 0,03 0,03 0,085 0,086 0,198 0,2 0,406 0,409 0,753 0,756 1,3 1,29 2,1 2,07 3,23 3,14 4,8 4,6 6,8 6,4 9,4 8,7 12,8 11,5 17 15 22,2 19,3 28,6 24,6

Factores para pavimentos flexibles son para NE=120 mm (5”) y los rígidos para H=230 mm (9”)

 

FACTORES DE EQUIVALENCIA EJES DOBLES - RUEDA DOBLE

Tabla 3.603.302.A2 MC-V3

RANGOS KN < 50 50 - 60 60 - 70 70 - 80 80 - 90 90 - 100 100 - 110 1 11 20 0 -- 1 12 30 0 130 - 140 140 - 150 150 - 160 160 - 170 170 - 180 180 - 190 190 - 200 200 - 210 210 - 220 220 - 230 230 - 240 240 - 250 250 - 260 260 - 270 270 - 280 280 - 290

FLEXIBLES pf= 2,0 pf= 2,5 0, 004 0,004 0, 014 0,016 0, 03 0,03 0, 05 0,06 0, 09 0,1 0, 14 0,16 0, 22 0,24 0 0,, 3 43 7 0, 66 0, 89 1,2 1,6 2 2,6 3,2 3,9 4,8 5,8 7 8,4 9,9 11, 7 13, 6 15, 9

RIGIDOS pf=2, 0 pf= 2,5 0, 008 0,008 0, 029 0,029 0, 06 0,06 0,1 0,1 0, 17 0,17 0, 27 0,27 0, 41 0,41

00,,356 0,69 0,92 1,21 1,5 2 2,4 3 3,6 4,3 5,1 6 7 8,1 9,3 10,7 12,3

,66 00, 8 1,2 1, 63 2, 16 2,8 3,6 4,6 5,7 7,1 8,6 10,5 12,6 15 17,8 21 24,6 28,7

0,,8 66 1 0 1,19 1,61 2,13 2,7 3,5 4,4 5,4 6,6 7,9 9,5 11,3 13,3 15,6 18,2 21,1 24,5

Factores para pavimentos flexibles son para NE=120 mm (5”) y los rígidos para H=230 mm (9”)

FACTORES DE EQUIVALENCIA EJES TRIPLES - RUEDA DOBLE

Tabla 3.603.302.A3 MC-V3

RANGOS KN < 60 60 - 70 70 - 80 80 - 90 90 - 100 100 - 110 110 - 120 120 - 130 130 - 140 140 - 150 150 - 160 160 - 170 170 - 180 180 - 190 190 - 200 200 - 210 210 - 220 220 - 230 230 - 240 240 - 250 250 - 260 260 - 270 270 - 280 280 - 290 290 - 300 300 - 310 310 - 320 320 - 330

FLEXIBLES pf= 2,0 pf= 2,5 0,002 0,002 0,007 0,008 0,012 0, 13 0,02 0, 022 0,031 0,035 0,047 0,053 0,069 0,078 0,1 0,11 0,14 0, 15 0,19 0, 21 0,25 0, 27 0,33 0, 36 0,42 0, 46 0,54 0, 57 0,68 0, 71 0,84 0, 88 1,03 1, 06 1,25 1, 28 1,51 1, 52 1,8 1,8 2,1 2,1 2,5 2,4 3 2,8 3,4 3,2 4 3,7 4,6 4,2 5,3 4,7 6 5,5

RIGIDOS pf=2, 0 pf= 2,5 0,007 0,007 0,019 0, 02 0, 034 0,034 0,055 0,056 0,087 0,087 0,13 0,131 0,189 0,191 0,27 0, 27 0,37 0, 37 0, 5 0,5 0,66 0, 66 0,86 0, 86 1, 1 1,1 1,39 1, 38 1,74 1, 72 2,15 2, 11 2,63 2, 56 3,19 3, 08 3,83 3, 67 4, 6 4,3 5, 4 5,1 6, 3 5,9 7, 4 6,8 8, 6 7,9 9, 9 9 11,4 10,2 13,1 11,6 14,9 13,2

Factores para pavimentos flexibles son para NE=120 mm (5”) y los rígidos para H=230 mm (9”)

 

ESTUDIO DE TRANSITO

TRANSITO •

Mide una de las so sollicitac aciiones más prepon ond deran ante tess paraa la estruct par estructura ura

•

Condic Con dicion ionaa el diseño diseño est estruc ructur tural al de la platafo plataforma rma

•

Propor Prop orci cion onaa an ante tece ced den ente tess par araa re real aliz izar ar es estu tudi dios os de factibi fact ibilid lidad ad eco económ nómica ica del pro proyec yecto to y su su ren rentab tabili ilidad dad

 

ESTIMACIONES DE TRANSITO Caminos Nuevos •

Tránsi Trá nsito to act actual ual en vías vías exi existe stente ntess

•

Tránsi Trá nsito to en zon zonas as geo geográ gráfic ficas as sim simila ilares res

•

Product Prod uctoo geo geográ gráfic ficoo bru bruto to de la zon zonaa de inf influe luenci nciaa

•

Expect Exp ectativ ativas as de crecim crecimien iento to eco económ nómico ico en la región región

•

Crecimien Crecim iento to his históri tórico co del tran transpor sporte te ter terres restre tre en la la zona

•

Atracción Atracc ión turísti turística ca

•

Crecimiento Creci miento de la población población

ESTIMACION DE TRANSITO Caminos Existentes •

Medici Med icione oness dir direct ectas as de tránsito tránsito

•

Todoo lo mencion Tod mencionado ado ante anterio riorme rmente nte

 

CLASIFICACION DE LOS COMPONENTES DE LA DEMANDA •

•

Tránsi Trá nsito to Nor Normal mal

Tránsito que existe sobre la vía sin que se ejecute el proyecto

Tránsi Trá nsito to Des Desvia viado do

Tránsito que existía en otras vías y que como consecuencia del proyecto se des desvia viará rá utiliz utilizand andoo la nueva vía, pero manteniendo el origen y el destino de la vía primitiva.

CLASIFICACION DE LOS COMPONENTES DE LA DEMANDA

•

Tránsito Tránsi to Transfe Transferido rido

Tránsito que cambia su ori origen gen – dest destin inoo ccom omoo resultado del nuevo proyecto. La accesibilidad a la nueva zona se ve favorecida por la nueva vía.

 

MEDICIONES DE TRANSITO

CENSOS

Tipos de Censos: Clasif Cla sifica icado do por Ejes

Su objetivo es determinar los diversos tipos de vehículos pesados y obtener una distribución porcentual de ellos según sus características. Las mediciones se realizan en las distintas plazas de pesaje existentes o en estaciones móviles

Origen y Destino

Encuesta a los conductores de cada vehículo,en la cual se consulta sobre el itinerario del viaje (origen y destino), motivo del viaje, frecuencia del viaje, estrato socio-económico del conductor, número de pasajeros, para los camiones capacidad de carga, tipo de carga y tonelaje transportado.

 

Clasificado icado Horar Horario io Clasif

Conteo clasificado de los vehículos que pasan por un punto determinado en el lapso de tiempo de una hora. • Med Medici icione oness los días Mié Miérco rcoles les • Medici Mediciones ones de 12 y 24 24 horas • En tre tress épo épocas cas del año: año: Ver Verano, ano, Invierno Invier no y Primavera Primavera

Mediciones Automáticas

Instrumentos automáticos que se instalan en los caminos y registran el volumen total diario en ambas direcciones

Censos Clasificados Horario

TMDA Indi Indica cado dorr que que defin definee el tota totall de ve vehí hícu culo loss que que ci circ rcul ulaa por por un ca cami mino no como como pr prom omed edio io diar diario io en un añ añoo dete determ rmin inad ado, o, en amb ambas as di dire recc ccio ione ness y en todas todas las pist pistas as

 

CLASIFICACIÓN DEL TMDA Automóviles Automó viles y Station Station Wagon Wagon Camionetas

Buses Rurales Interurbanos os Rurales e Interurban

Cami Ca mion ones es 2E Camion Cam iones es + 2E 2E

CALCULO DEL TMDA TMDA = Tránsito

( en 12 horas ) * CEH  * CCE 

 

CALCULO DEL TMDA •

Coef Co efic icie ient ntee de Exp Expans ansió ión n Hor Horar aria ia (C (CEH EH)) • Mín Mínimo imo 1,1 1,155 • Máx Máximo imo 2,0 2,000

•

Coef Co efic icie iente nte de Co Corr rrec ecci ción ón Es Esta taci cion onal al (C (CCE CE)) • Se calcu calcula la en base base a muest muestras ras del últi último mo año del punt puntoo del PNC PNC • No tiene límit límites, es, pero valor valores es dema demasiado siado altos queda quedan n a crite criterio rio del proyectista • Se cal calcul culaa par paraa cad cadaa tip tipoo de veh vehícu ículo lo

CCE = TMDA (t) / Tráns Tránsito ito de la Tempor Temporada ada TMDA(t TMD A(t): ): Tránsit Tránsitoo med medio io anu anual al del tipo tipo de vehícul vehículoo

PNC 2008 Estación

Nombre del Camino

Rol

Camino Tipo Asimilable 06-III-29-1

V

128

115

44

5

20

I-72

06-III-29-2

I

38.00

134.00

50.00

-----

1.00

10.00

3.00

06-III-29-3

P

177 34.54

212 46.42

27 12.18

9 1.20

2 0.30

7 2.21

8 3.12

053-02-1 CA CAMINO STA CRUZ PAREDONES B 2 DE DE/A TMDA

BUCALEMU

3 LUGAR BIF PAREDONES 331

Distr. Porcent.

Autos Camiones Camiones Semi Loc. Station Camionetas de 2 e jes + de de 2 ejejes Remolque Remolque Colectiva 3

---

Para los autos: TMDA (autos) = 331*0.3454 = 114 CCE (autos) = 114 / 177 = 0.64 PNC 2008 Punto Control 53-02 VI región Primavera

TM D A

CCE

 Autos Camionetas Camiones 2 E Camiones + 2E Cam. Semiremolque Cam. Remolque

177 212 27 9 2 7

114 154 40 4 1 7

0.64 0.73 1.48 0.44 0.50 1.00

Buses - Taxibuses

8

10

1.25

Vehículos

 

EJEMPLO Vehículos

Total 12 hrs.

CEH

Total 24 hrs.

CEE (*)

TMDA Estimado

 Autos Camionetas Camiones 2 E Camiones + 2E Cam. Semiremolque Cam. Remolque Buses - Taxibuses

88 122 19 11 4 16 17

1.15 1.15 1.15 1.15 1.15 1.15 1.15

101 140 22 13 5 18 20

0.64 0.73 1.48 0.44 0.50 1.00 1.25

65 102 33 6 3 18 25

TOTAL

277

319

252

(*) Valores obtenidos de PNC 2008, Estación Censal Nº53-02 de VI Región, Camino Santa Cruz – Paredon Paredones es – Bucale Bucalemu, mu, DE/A: Bucalemu, Bucalemu, Lugar: Bifurcación Bifurcación Paredones, Paredones, Temporada Temporada Primavera

TRANSITO PARA DISEÑO DE PAVIMENTOS EL ANÁLISIS ANÁLISIS SE ORIEN ORIENTA TA SEGÚN TRES ASPECTOS: ASPECTOS: •

Compor Com portam tamien iento to his históri tórico co del camin caminoo en estudi estudio. o.

•

Tránsi Trá nsito to actu actual al

•

Proye Pro yeccción del tr trán ánssito actu tuaal: se debe estimar las las condiciones de tr tránsito para cada uno de lo los añ años del perí pe ríod odoo de la la vida vida út útil il..

 

PROYECCION DE TRANSITO Tasa Ta sa de Cre Creci cimi mien ento to i (%) (%) CRECIMIENTO FUTURO

para pa ra ca cada da tip tipoo de ve vehí hícu culo lo

• Anál Anális isis is de datos datos hi hist stór óric icos os po porr si simi mili litud tud co con n otros otros caminos • Cor Correl relaci acione oness con activi actividad dad eco económ nómica ica de la región región • Dat Datos os de Midepl Mideplan an

PROCEDIMIENTO PARA EL CÁLCULO DEL TRÁNSITO DE DISEÑO

 

Tránsito de diseño

(EJES EE) aEQUIVALENTES cumulados que circularán po porr la pista de diseño,, dura diseño durante nte el per períod íodoo de vida útil de diseño del pavimento.

TRANSITO ACTUAL

En el diseño se consideran sólo los TMDA de los vehículos pesados (C2E, C+2E, Buses y Taxibuses)

 

FACTOR DIRECCIONAL Se co cons nsid ider eraa qu quee la mi mita tad d de dell TM TMDA DA de ve vehí hícu culo loss pesa pe sados dos ci circ rcul ulaa en cada cada se sent ntid ido. o. Vale decir: 50% 50%

FACTOR DE PISTA DE DISEÑO CAMINOS BIDIRECCIONALES ( DE 2 PISTAS, UNA EN CADA SENTIDO)

100% 100%

TMDAD = 0.5 * TMDA

 

FACTOR DE PISTA DE DISEÑO CARRETERAS CON DOS O MÁS PISTAS EN UNA DIRECCIÓN

TMDA por sentido que se daráá apr dar aprox. ox. a la mitad de la vida de diseño del pavimento

TABLA 3.603.202.D DISTRIBUCIÓN PORCENTUAL DEL TRANSITO PESADO EN CARRETERAS UNIDIRECC UNIDIRECCIONALES IONALES DE DOS Y MÁ S PISTAS TMDA P or direc ción 2. 000 4. 000 6. 000 8. 000 10. 000 15. 000 20. 000 25. 000 30. 000 35. 000 40. 000 50. 000 60. 000 70. 000 80. 000 100.000

2 P IS TA S Int erna Ex t erna 6 94 12 88 15 85 18 82 19 81 23 77 25 75 27 73 28 72 30 70 31 69 33 67 34 66 -------

Interna 6 6 7 7 7 7 7 7 8 8 8 8 8 8 8 9

3 o MA S P IS TA S Central Ex t erna 12 82 18 76 21 72 23 70 25 68 28 65 30 63 32 61 33 59 34 58 35 57 37 55 39 53 40 52 41 51 42 49

POR LO TANTO,

66 a 94%

66 a 94%

TMDAD = (0.33 a 0.47) * TMDA 0.66 * 0.5 = 0.33 0.94 * 0.5 = 0.47

 

POR LO TANTO, 49 a 82%

49 a 82%

TMDAD = (0.245 a 0.41) * TMDA

PROYECCION DEL TMDA

( 1  + i) TMDAD m = TMDADo   En que: TMDADm = TMDA TMDA al año año m TMDAo = TMDA actual (inicial) i

= Tasa de crec crecimien imiento to

m = Per Períod íodoo de pro proyec yecció ción n (m años años))

m

 

VOLUMEN DE TRANSITO PROYECTADO  ( 1 + i  j )  N  − 1  T  j =   * 365 * tj i j  

t  j = TMDAD   * C  j En que: T j = Número Número total de vehícul vehículos os tipo j en los N años de diseño diseño i j = Tasa Tasa de cre crecim cimien iento to del ve vehíc hículo ulo tip tipoo j t j = Tránsi Tránsito to med medio io dia diario rio act actual ual del del vehíc vehículo ulo tip tipoo j en la pis pista ta de diseño N = Perío Período do de dise diseño ño C j = Fracció Fracción n del TMDA TMDA del del vehíc vehículo ulo tip tipoo j

EJES EQUIVALENTES

 EE = En que:

∑

T  j  *  EE j

EE = Núme Número ro To Total tal de Eje Ejess Eq Equi uival valen ente tess qu quee sol solic icit itan an en camin caminoo en el perí período odo de diseñ diseñoo T j

=N Núm úmer eroo tot total al de ve vehí hícu culo loss ti tipo po j en en los los N año añoss de diseño

EE j = Eje Ejess eq equi uiva vale lent ntes es po porr ve vehí hícu culo lo co corr rres espo pond ndie ient ntes es al vehí ve hícu culo lo ti tipo po j. Se ob obti tien enee de la es estr trat atig igra rafí fíaa de peso pe soss por ej ejee

 

ESTRATIGRAFIA DE PESOS POR EJE Es un unaa TA TABU BULA LACI CION ON en la qu quee se in indi dica can n el número de ejes controlados por rango de tone to nela laje je y po porr ti tipo po de ve vehí hícu culo lo qu quee ci circ rcul ulaan po porr el camino. caracter teríst ística ica de cada cada cam camino ino • Es carac • Habitu Habitualm alment entee se pre presen sentan tan en ran rangos gos dis discre cretos tos de 10 KN, donde se indica el número de vehículos vehíc ulos contro controlados lados.. • Deben pro procesarse separadamente para cada dirección direc ción de circu circulació lación. n.

ESTRATIGRAFIA DE PESOS POR EJE ¿ Có Cómo mo la ob obte teng ngo? o? • Pes Pesaje aje de Camion Camiones es • Est Estrat ratigr igrafí afías as tip tipoo

 

ESTRATIGRAFIA DE PESOS POR EJE Formul For mulari arioo (Ta (Tabla bla 3.60 3.603.20 3.202.B 2.B1) 1) EJES SIMPLES - RUEDA DOBLE

RANGOS

FACTOR

N EQUIV.