Análisis de Tránsito Para Diseño de Pavimentos

12/04/2016

ANÁLISIS DE TRÁNSITO PARA DISEÑO DE PAVIMENTOS Ing.Ana Sofía Figueroa Infante. Infante. MS.c. Ph.D.

3. Evaluación del tránsito Se dee e!"resar la cantidad de da#o "roducida "or cada carga en t$r%inos de la cantidad e&uivalente de da#o ocasionado "or una carga de referencia' &ue en (olo%ia se ado"ta "or el I)*IAS una carga de e+e si%"le con llanta dole de ,-) FACTOR DE EQUIVALENCIA DE CARGA )E/PS0 )1%ero de e+es de referencia & ue "roducen cierta "$rdida de serviciailidad )EIPS0 )1%ero de e+es de %agnitud  configuración +' &ue "roducen igual "$rdida de serviciailidad 

FECE =

NERPS NEJIPS

Ing.Ana So Sofía Figueroa I. MS.c. Ph.D.

2

3. Evaluación del tránsito EEMP450 (onsiderar dos "avi%entos id$nticos so%etidos a la acción de dos e+es cua carga es de diferente %agnitud. En el "ri%ero la acción de 6--.--- a"licaciones de un e+e si%"le de ,-) "rodu+o una caída del índice de servicio "resente de 7.2 a 2.8' %ientras &ue el segundo so"ortó 6-.--- a"licaciones de un e+e si%"le de 672) antes de sufrir la %is%a "$rdida en el índice de servicio. Entonces0 FE(E96--.---966-.--Significado0 una "asada de un e+e si%"le de 672) "roduce en el "avi%ento la %is%a cantidad de da#o &ue 6- "asadas de un e+e si%"le de ,- ). Es decir &ue FE(E9:Pi;Pr
3

1

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3. Evaluación del tránsito

Factor camión0 corres"onde el n1%ero de e+es si%"les e&uivalentes de referencia &ue "roducen el %is%o da#o &ue la "asada de un vehículo Ing.Ana Sofía Figueroa I. MS.c. Ph.D.

7

EJEMPLON!" PARA EL CÁLCULO DEL CAM Deter%inar el (AM "ara una tracto%ula  hallar el da#o "or AAS=>5' "ara co%"arar. (3?S3. Pavi%ento fle!ile. α

 Po   k n  P  * ij  ref 

AASHTO = 

6->

6->

6->

2->

,.2>

 10    6.5 

AASHTO = 

3->

,.2>

,.2>

,.2>

,.2>

,.2> ,.2>

,.2>

4 +

Pref 0@'8',.2'68'23 >

 20     15 

,.2>

Ing.Ana Sofía Figueroa I. MS.c. Ph.D.

4

4

+

,.2>

 30    9!!#$  23 

-.-B,.2>

8



@

2

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

3. Evaluación del tránsito El factor ca%ión "ro%edio se otiene dividiendo el n1%ero de a"licaciones de la carga e&uivalente "or el n1%ero de ca%iones &ue se "esaron. E+e%"lo0 Se "esaron 22- ca%iones en una sección del "avi%ento.


,

cantcontaday pésada BUSES

675

AUTOS

2880

C2P

4950

C2

4943

c3!4 C5

2280 1518

"C5

5760

4151

#&$o d& &,&s s&nc%--os

Co#'%nac%on&s

2&,&s

ca$+a po$&,& ton&-adas

c a# %o n& s

c3!c4 ca#%on&s y

' (s &s

c5

t%po y n(#&$o tota- d&

#ayo$ a c5

ca#%on&s

'(s&s

&,&s s(#ad& ca#%on&s

'(s&s

1 3

5760 4950

0 0

6

4943

675

5618

9

4950

0

4950

11

4943

675

5618

5760 4950 2280

1518

4151

2280 TOTA*

c a$ +a p o $ & ,& t oc a# % on & s

' (s & s

22

0

2280

3036

&(%a-&nc%

ca#%on y

a d& ca$+a

'(s&s

277)97 238)88

'(s&s

5760 4950 13567

4950

4950

238)88

231)34

1)451

346)647568 335)712058

7223

7898

348)57

369)12

3)238

1128)75913 1 195)30731

456)86

442)45

4)627

2114)00687

194)00

1)186

237)495118 230)002983

634)06

0)001 0)043

1000 ca#%on y

5760 4950

622)14

269)20 231)34

82T 1000 ca#%on&s

12892

35775 4151

9467

TOTA* 24

ca#%on&s

E(%a-&nc%a &n &,&s d& acto$d&

po$ 1000

0)683

0)14649239 0)14187107 10)1972439 9)87555675 424)930483 433)072092

37125

c a# % on & s y ' (s &s 0

c a$ +a p o $ & ,& t oc a# % on & s

ca#%on&s y

T%po y n#&$o d& &,&s

1000

' (s & s

9467

9467 9467

2047)3174

456)86

c a# % on & s y ' (s &s 0

0

4151 TOTA*

4151

4151

200)32

4151

4151

200)32

2 07 22

2 13 97

TOTA* CA./OES PESAOS

12773

675

2280

1518

4151

4262)18291 4251)42927 acto$ Ca#%n


4)25

C

3

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DETERMINACION DEL FACTOR CAMION Carretera E st ac io nd e pe sa je Fechas de pesaje Elaborado por CARGA POR EJE EN TON

TRANSITO PROMEDIO cantidad V EHI CU LO S L IV IA NO S BUSES CAMIONES TOTAL VEHICULOS DIARIOS

% 252 132 511 895

28% 15% 57% 100%

NUMERO DE EJES factor UNI DADES SI MPLES COMBINACIONES TIPO Y NUMERO TI PO Y NUMERO equiv Equivalenci a en 2EJES 3EJES 3EJES 4EJES 5EJES T OT AL DE EJES T OT AL DE EJES ca rga e je s de 8, 2 ton . camion buses bus y cam camion camion camion camion camiones camio n ybuses 1000camion 1000buses 1 2 3=1+2 4 5 6 7 8=1+4+5+6+7 9=8+2 10 11 12 13=10*114=11*12

EJ.SIMPLES < 3,99 3593 1145 4 738 46 4 - 4,99 372 241 613 13 5 - 5,99 313 226 539 15 6 - 6,99 279 213 492 13 7 - 7,99 244 14 258 4 8 - 8,99 231 9 240 1 9 - 9,99 3 30 4 334 10 - 10,99 391 391 11 - 11,99 321 321 12 - 12,99 343 343 13 - 13,99 236 236 14 - 14,99 66 66 15 - 15,99 20 20 16 - 16,99 5 5 > 17 6 6 #total eje.simples pesados 675 0 1 852 8 602 92 EJES TANDEM <6,99 *los buses fueron unica16 7 - 9,99 mente contados y para su 4 10 - 11,99 distribucion en ejes se u3 12 - 13,99 saron los siguientes por4 14 - 14,99 centajes. 0 15 - 15,99 (para no molest ar al usuario) 6 16 - 16,99 4 17 - 17,99 ton % 5 18 - 18,99 3,99 61,86 13 19 - 19,99 4-4,99 13,00 9 20 - 20,99 5-5,99 12,18 3 21 - 21,99 6-6,99 11,52 8 22 - 22,99 7-7,99 0,78 2 23 - 23,99 8-8,99 0,46 2 24 - 24,99 9-9,99 0,20 8 >25 100,00 5 #totalejestand.pes 92 # tot.cami y bus.pes. 3375 # tot.cami y bus.cont. 926 4301

30 5 1 9 4 6 6 7 4 2 2 2 2 1

49 36 11 5 2 6 14 15 13 4 1 1 1

2 5 1

3720 431 341 306 254 244 350 413 338 349 239 69 23 6 6

4865 672 567 519 268 253 354 413 338 349 239 69 23 6 6

81

1 58

8

17 4 0 0 4 3 4 2 5 5 9 8 6 0 2 10 79

7 089/ 2= 354 4

8941 /2 =447 0

3 2 1 1 1 0 0 2 0 0 1 2 1 0 0 2 16

36 10 4 5 5 9 8 9 18 14 13 18 9 2 10 17 187 187/5=(373581)

36 10 4 5 5 9 8 9 18 14 13 18 9 2 10 17 187/5=37

S IM P LE D IR EC CI ON AL SIMPLE NO DIR ECCIO NAL TANDEM TRIDEM EJES CALCULADOS CAMIONES PESADOS FACTOR CAMIÓN

PESO ( Tn) NÚMERO DE EJES 6 ,0 0 11,0 0 22,00 24,00

1079,43 149,10 125,80 115,15 59,46 56,13 78,54 91,64 74,99 7 7,44 5 3,03 15,31 5,10 1,33 1,33

10,05 2,79 1,12 1,40 1,40 2,51 2,23 2,51 5,03 3,91 3,63 5,03 2,51 0,56 2,79 4,75

7,99 2,22 0,89 1,11 1,11 2,00 1,78 2,00 3,99 3,11 2,88 3,99 2,00 0,44 2,22 3,77


FLEXIBLE AASHTO TIP O DE EJE

1038,82 120,36 95,22 85,45 70,93 68,14 97,74 115,33 94,39 97,46 66,74 19,27 6,42 1,68 1,68

2 00 ,0 0 350,00 50,00 36,00

FACTOR CAMIÓN

0,726 3,238 4,627 1,186

0 0 0,09 10, 92 0,20 19,27 0,39 33,74 0,70 49,64 1,15 78,67 1,80 176,08 2,69 310,06 3,87 365,13 5,40 526,27 7,35 490,31 9,78 188,39 12,77 82,00 16,39 27,47 28,82 48,30 po/14,5 el ev. 4 240 6, 2 0 0,10 0 ,33 0 ,55 1,00 1 ,31 1,68 2,12 2,65 3,27 4,00 4,83 5,80 6,90 8,15 10,34

0 13,52 25,46 45,47 41,61 64,81 141,50 246,36 290,11 418,14 389,57 149,68 65,15 21,82 38,37 195 1, 59

0 0 0,29 0,23 0,37 0,29 0,77 0,61 1,40 1,11 3,28 2,61 3,75 2,98 5,33 4,24 13,32 10,58 12,79 10,16 14,50 11,52 24,30 19,30 14,57 11,58 3,85 3,06 22,76 18,08 49,08 38,99 170,35 135,3513158 2576,6 2086,94 2086,94/1000 2,086

n= 15 N°DE EJES FACTOR DE camio TASA DE EQUIVALENTES nes CRECIMIENTO CRECIMIENTO DE 8,2Ton 1 45,20 100 5,00 22,11 1133,40 5,5 4,00 20,42 231,36 11 3 ,00 18,88 42,68 8 2,00 17,47 1552,65 302 302 5,1

6-

FEC 0,726 3,238 4,627 1,186


66

Con%&r'ión (&) tr*n'ito mi+to &n a,)icacion&' (& car-a (&) &.& (& r&/&r&ncia


62

4

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Di'tri01ción Dir&cciona)

Si no ha infor%ación segura al res"ecto el I)*IAS to%a -'88BB Ing.Ana Sofía Figueroa I. MS.c. Ph.D.

63

Di'tri01ción ,or carri)2 DC



67

68

5

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EVOLUCI3N DEL TRÁNSITO AUTOMOTOR


6@



6



6,

6

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6C


2-



26

7

12/04/2016



22

P&'o' %&4ic1)ar&'


23

Ta'a (& cr&cimi&nto E!"onencial

4ineal


27

8

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CÁLCULO DE PSI25n(ic& (& '&r%icia0i)i(a( ,r&'&nt&

4a ecuación de illes"ie se reco%ienda "ara valores de I/I hasta -.7-%;% Ecuación de Paterson

Ecuación de illes"ie Ing.Ana Sofía Figueroa I. MS.c. Ph.D.

28

(orrelación del PSI  el valor de I/I?seg1n Peterson  illes"ie


2@


2

9

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D&t&rminación (&) D&t&rioro '1,&r/icia)

I'


2,

*alor de fricción a cual&uier velocidad IFI0 ndice de fricción internacional

F:@-<0@-%;h S"0 te!tura' es un n1%ero "ositivo


2C

ANÁLISIS DE TRÁNSITO POR M6TODOS MECANICISTAS

10

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SIGNIFICADO DE LAS VARIA9LES UTILI:ADAS

E!7E8 4as relaciones %odulares deen ser %aores a @-- "ero de 6--- hacia arria es %u alta. TRÁNSITO TRÁFICO EQUIVALENTE TRÁNSITO N NE;No N;=>?6 -.8!6-@ ?6.8!6-@ >2 C;@!Bi n2! 6.8!6-@ ? 7!6-@ >3 i 7!6-@ ? 6-!6-@ >7 C/actor (& ro&cción @ ? @





>8

6-!6-

2-!6-


36

COEFICIENTE DE AGRESIVIDAD CAMH El coeficiente de agresividad (AM es un indicador del da#o relativo de cada carga res"ecto al e+e de dise#o 63 >on  considera cada gru"o de e+es0 si%"les' tande%  tride%. CAM

=

1  

  Po   P  ref  Po   Pref 

   

α

   

α

i

j =1

 Po k j n ij   Pref 

agresivida

=

     

NPL0n1%ero de vehículos "esados  .0factor "ara ti"o de "avi%ento  configuración de los e+es. Ni.0n1%ero de e+es ele%entales &ue confor%an el E+.si%"le'tande% o tride%.

α

d _ de _ la _ c arg a

: Simple

 Po 2*  Pref 

   

α

 Po  Pref 

   

α

3*

3

∑ ∑

I

TIPO DE ESTRUCUTRA : Tandem Pavimento Flexibles Pavimento Semi-rígido Pavimento en Concreto : Tridem Placas Concreto armado

E.S im ple

E. Ta nd em

5 8-12

1

0.75

E.T ri de m 1.1

1

12

1.1

>12 >12

1 1

12 -

113 -


32

COEFICIENTE DE AGRESIVIDAD CAMH Variación (& H El valor de α "ara %eGclas H638- varía entre 3.,  7.28 en tanto &ue "ara MD(?6  MD(?2 es %u cercano a 8. >o

Po

>6

EJE SIMPLE0  es el efecto de la carga "or e+e en el suelo' la defor%ación &ue se genera  la recu"eración del %is%o.

Po

J

>o

>6

J6 J2 J3

EJE TANDEMcuando "asa la 6 rueda se genera una defor%ación' al llegar la 2 a1n no se ha recu"erado el suelo' de la 6 J'  genera una J2 %ás alta. Ing.Ana Sofía Figueroa I. MS.c. Ph.D.

33

11

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COEFICIENTE DE AGRESIVIDAD CAMH Variación (& H >o

>3

J6 J2 J3

Kn valor de 96 indica un a recu"eración in%ediata del suelo al so"ortar la carga en tanto &ue -'8 indica un tie%"o de recu"eración %enor.

J7


37

EJEMPLON!" PARA EL CÁLCULO DEL CAM Deter%inar el (AM "ara una tracto%ula  hallar el da#o "or AAS=>5' "ara co%"arar. (3?S3. Pavi%ento fle!ile. α

 Po   k n  P  * ij  ref 

AASHTO = 

6->

6->

6->

2->

,.2> 5

 10    6.5 

AASHTO = 

3->

,.2>

,.2> 5

,.2>

,.2>

,.2> ,.2>

,.2>

4 +

Pref 0@'8',.2'68'23 >

 20     15 

,.2>

4

4

+

 30    9!!#$  23 

,.2>

-.-B,.2>

63>

-.8@B63>

5

 10   10   10   *1*1 +   * 0.75 * 2 +   *1,1* 3 9!"?>  13   13   13 

CAM = 

/elación de da#o:63;,'2<96- es decir &ue 6'8@B6-968'@ e+es de , '2 > Ing.Ana Sofía Figueroa I. MS.c. Ph.D.

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EJEMPLON8" PARA EL CÁLCULO DEL CAM Se realiGaron conteos durante 8 días' el total de vehículos a"ro!i%ado &ue "asó es de K? LSt de "eso. De estos 6,87 Si%"les' 73@ >ande%:es decir &ue real%ente "asaron la %itad 26, "or&ue cada tande% son dos si%"les<'  6@, >ride%:es decir 8@<. En la %etodología con (AM todo se convierte a e+ es ele%entales. SI)IFI(AD5 DE 4AS *A/IAH4ES KE SE K>I4INA)0 A0(entro de clase o carga:Po ;Pref <α Α=(8,5/130)12∗1=2.75 (tande%962O tride%9663< ver tala de   α. CAM (& tran'mi)&nio;8"= (& r1ta (&) car0ón!#?82!#K (& 9it1mino'o' "K (& Gra%a'  '10ra'ant&' !" (& S&mi2r-i(o'  r-i(o' !#= Ing.Ana Sofía Figueroa I. MS.c. Ph.D.

3@

12

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PA* SEMI/ID5

CÁLCULO DE AGRESIVIDAD DEL TRÁFICO EJES SIMPLES EJES TANDEM EJES TRIDEM Clases de Centro de Agresividad Agresividad Agresividad carga clase centro de N1 A*N1 centro de N1 A*N1 centro de N1 A*N1 KN KN clase clase clase 10-30 30-40 40-50 50-60 60-70 70-80 80-90 90-100 100-110 110-120 120-130 130-140 140-150 150-160 160-170 170-180 180-190 190-200 200-210

20 35 45 55 65 75 85 95 105 115 125 135 145 155 165 175 185 195 205

1. 8E -10 1.5E-07 3.0E-06 3.3E-05 0.0002 0.0014 0.0061 0.0232 0.0771 0.2296 0.62 1.57 3.71 8.25 17.48 35.41 68.98 129.75 236.44

total

210 160 100 290 2 80 216 210 180 68 50 40 25 9 7 5 2 1 1 0

1854

3. 69E-08 2.32E-05 0.000 0.010 0.07 0.29 1.28 4.17 5.24 11.48 24.98 39.32 33.37 57.78 87.39 70.82 68.98 129.75 0.00

535

2. E-09 2.E-06 4.E-05 4.E-04 0.0029 0.0163 0.0733 0.2783 0.9250 2.7557 7.4952 18.9 44.5 99.0

107 78 66 60 50 28 24 8 6 5 2 1 1 0

2E -07 1E-04 0.002 0.024 0.146 0.457 1.758 2.227 5.55 13.78 14.99 18.87 44.49 0

2. 0. E-08 1. 6.E-05 3.3.E-04 3.7.E-03 0.028 0.154 0.690 2.6 8.7

436 102

48 9. 54E -07 34 0. 0006 28 0.0094 22 0.0818 16 0.4414 14 2.2 4 2.8 2 5.2 0 0

168


11

3

EJEMPLON8" PARA EL CÁLCULO DEL CAM )696,87 )2973@ )396@, El efecto total del tráfico es9:8386-266<9@7, e+es de referencia de 63- Q) &ue res"onden a un coeficiente de agresividad de0 





(AM9>K ;K?

CAM;"K


3,

MECANICISTAS TIPO DE EJE

PESO ( Tn)

NÚMERO DE EJES

S IM P LE D IR EC CI ON AL SIM PLE NO DIR ECCIO NAL TANDEM TRIDEM EJES CALCULADOS CAMIONESPESADOS CAM

6 ,0 0 11,0 0 22,00 24,00

2 00 ,0 0 350,00 50,00 36,00

CAM 0,021 0,434 10,410 23,590

N°DE EJES camio TASA DE EQUIVALENTES nes CRECIMIENTO DE 13 Ton 4,19 100 5,00 1 51,82 5,5 4,00 520,51 11 3,00 849,25 8 2 ,00 1525,76 302 302 5,1

FACTOR DE CRECIMIENT O 22,11 20,42 18,88 17,47

CAM 0,021 0,434 10,410 23,590

N = 9 .2 36 .3 57


3C

13

12/04/2016

o t n e i % i c e 0 r e c c e i d d n $ a s " a A >

19 80 19 81 19 82 19 83 19 84 19 85 19 86 19 87 19 88 19 89 19 90 19 91 19 92 19 93 19 94 19 95 19 96 19 97 19 98 19 99 20 00 20 01 20 02 2003 20 04 20 05 20 06 20 07 20 08 2009 20 10 20 11 20 12 20 13 20 14 2015 2 01 6 2 01 7 20 18 2 01 9 20 20 2021 2022

2 32 2 2 32 7 2 36 8 2 47 2 2 68 2 2 78 9 2 89 6 3 00 3 3 11 0 3 21 7 3 32 4 3 43 1 3 53 8 3 64 5 3 75 2 3 85 9 3 96 6 4 07 3 4 18 0 4 28 7 4 39 4 4 50 1 4 60 8 4715 4 82 2 4 92 9 5 03 6 5 14 3 5 25 0 5357 5 46 4 5 57 1 5 67 8 5 78 5 5 89 2 5999 6 10 6 6 21 3 6 32 0 6 42 7 6 53 4 6641 Ing.Ana 6748

TRÁNSITO PROYECTADO 8000 7000 6000 5000 4000 3000

y = 107,45x -210518 R² = 0,9997

2000 1000 0 d 1970

1980

p t

1990

2000

2010

2020

2030

años

Tn= Ti*(1+r)^n para Colombia r: tasa de crecimiento Tf: tránsito en cualquier año n Ti: tránsito en el año cero (inicial) n: periodo de diseño Ejemplo: r: ? Tf: 6641 Ti: 4608 n: 20

6641= 4608*(1+ r)^20 1 ,4 41 18 92 36 = (1 +r )^2 0 0 ,1 58 72 10 1 = 20 *l og (1 +r ) 0 ,00 793 605 = log( 1+ r) 1 0^ (0 ,0 08 28 31 3) = 1+ r 1, 018 441 412 = 1+ r 0,018441412 =r Figueroa1,844 I. MS.c. =r(%)

Sofía Ph.D.

7-

14

Análisis de Tránsito Para Diseño de Pavimentos

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