Calculo de Las Cargas de Transito

Prof.: Ing. Ing. Analissa  Analissa Icaza

Cargas de Tránsito 

Las características del tránsito se determinan en función de la cantidad de repeticiones de una carga de 18000 lb aplicadas en pavimentos en dos juegos dos juegos de doble neumático. 

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 Carga equivalente por  equivalente por eje eje – ESAL (equivalent single‐axle load )

La preservación de la estructura del pavimento consiste principalmente en controlar la carga en los  vehículos

Tipos de camiones según ejes de carga 

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C‐2: Es un camión o autobús. Consiste en un motor con eje simple (eje direccional) y un eje de rueda doble (eje de tracción). C‐ 3: Es un camión o autobús. Consiste en un automotor con eje simple (eje direccional) y un eje de rueda doble (tándem, eje de tracción). C‐4: Es un camión o autobús. Consiste en un automotor con eje simple (eje direccional) y un eje triple (eje de tracción). T‐2: Es un tractor o cabezal, consistente en un automotor con eje simple (eje direccional) y un eje simple de rueda doble (eje de tracción).

Tipos de camiones según ejes de carga 

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T‐ 3: Es un tractor o cabezal, consistente en un automotor con eje simple (eje direccional) y un eje doble o tándem (eje de tracción). S‐1: Es un semirremolque con un eje trasero simple de rueda doble. S‐2: Es un semirremolque con un eje trasero doble (tándem). S‐ 3: Es un semirremolque con un eje trasero triple(tridem) S‐4: Es un semirremolque con un eje trasero múltiple(4)

Tipos de camiones según ejes de carga  Pueden haber combinaciones

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T2‐S2: Tractor con dos ejes simples y un semirremolque con eje tándem. T3‐S2: Tractor con un eje simple y uno tándem, y un semirremolque con eje tándem. T3‐S3: Tractor con un eje simple y uno tándem, y un semirremolque con eje tridem. T3‐S4: Tractor con un eje simple y uno tándem, y un semirremolque con ejes múltiple.

Ejemplos de tipos de camiones

Ejemplo Ejes

Factores de equivalencia de carga por eje 

Un factor de equivalencia de carga por eje (EALF, equivalent axle load factor) define el daño del pavimento por pasar un eje en relación con el daño que causa el pasar un eje simple con una carga estándar, usualmente de 18 kip.

Factores de equivalencia de carga por eje 

El EALF depende de: 

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 tipo de pavimento del espesor o de la capacidad estructural del mismo de las condiciones terminales a las cuales consideraremos que el pavimento fallará

EALF para pavimentos flexibles

Donde:  W tx = número de aplicaciones de carga de ejes‐x al final de un periodo  W t18 = número de aplicaciones de carga de ejes simples de 18 kip al final de un periodo. Lx es la carga en kip sobre un eje simple, un grupo de ejes tándem o un grupo de ejes triple. L2 = 1, para eje simple, 2 para eje doble y 3 para eje triple SN = número estructural que es función del espesor y módulo de resiliencia y  condiciones de drenaje de la sub‐base (después se analizará el tema) Pt = serviciabilidad terminal. Indica la condición del pavimento que es considerada falla.

EALF para pavimentos flexibles

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 Bajo condiciones de tráfico pesado con EALF mucho mayores que la unidad, EALF incrementa a medida que pt o SN decrece

EALF para pavimentos rígidos

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 Donde D es el espesor del pavimento

Carga de diseño en un periodo de tiempo 

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El diseño se basa en el número total de pasadas de un eje estándar durante el periodo de diseño, definido como la carga de un eje simple equivalente (ESAL)

 Donde   

m = es el número de grupos de ejes de carga Fi = EALF para cada grupo de eje de carga n = el número de pasadas del cada grupo de ejes de carga durante el periodo de diseño.

Carga de diseño en un periodo de tiempo 

La cantidad de pasada de ejes totales (ejes de 18 kip) durante un periodo de diseño es la multiplicación del factor que relaciona un eje de x peso con un eje de 18 kips (EALF) por la cantidad de ejes de x peso durante el periodo de diseño.

Factor de crecimiento 

La cantidad de ejes de x peso que habrán pasado durante el periodo de diseño es el acumulado de los ejes de x peso que pasan cada año durante la vía. Como el número de vehículos que pasan por año no es constante se tendrá que asumir que cada año el número de vehículos crece a una tasa (r) con respecto al año anterior .

Factor de crecimiento 

Si V o es el número de vehículos el primer año, entonces, 

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El número de vehículos el siguiente año es V 1 = V o(1+r) El número de vehículos el segundo año es V 2 =  V 1(1+r)=V o(1+r)(1+r)=V o(1+r)2 y así sucesivamente hasta un periodo n

Factor de crecimiento

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 Generalmente la cantidad de vehículos en el primer año está dada por aforos. De manera que con ésta data se puede hacer una distribución direccional y por carril para diseñar el carril crítico. Hay que tomar en cuenta que con el aforo podremos calcular un promedio de vehículos diarios (por cada tipo de  vehículo) y se tendrá que multiplicar por el total de días del año (365).

Ejemplo #1  Calcule el factor de ejes equivalentes para un camión con la configuración de cargas (ton) sobre ejes que se muestran a continuación. Este cálculo será necesario para diseñar un pavimento flexible.  Asuma SN = 5 y pt = 2.5 

Ejemplo #1

Ejemplo #2 

Un pavimento flexible (SN = 5) está sujeto a una carga de eje simple de 12 kip y una carga de un eje tándem de 40 kip. Basado en un pt 2.5, ¿Cuál es la carga de eje simple y tándem, para un pavimento de concreto de D = 9 in, que son equivalentes (en daño) a las cargas mostradas para pavimento flexible.

Ejemplo #2

Ejemplo #2

Ejemplo #2 Igualando los factores de carga del pavimento flexible con los del pavimento rígido tenemos:

Se iguala esta ecuación a 0.723

 Y se obtiene que: Lx1R  = 12.19 Kips

Ejemplo #2 Se iguala esta ecuación a ‐0.318

 Y se obtiene que: Lx1R  = 34.70 Kips

Ejemplo #3 

 Para una carretera de cuatro carriles, con un promedio de vehículos diarios (TPDA) de 3000 vehículos, con una distribución direccional de 60/40 y una distribución por carril de 80/20, un periodo de diseño de 25 años y una tasa de crecimiento anual de 3.5%. Determine ESAL para el camión C‐2 (15% del total de  vehículos) al cual se le calculó previamente un promedio (del total de vehículos C‐2) de EALF  = 0.35