Calculo Del IMD y Pavimento

CALCULO ESPESORES PAVIMENTOS ASFÁLTICOS método

AASHTO-93 Para el dimensionamiento de los espesores de las capas de pavimentos se adoptó como representativa la siguiente ecuación del método AASHTO‐93, que relaciona el valor soporte del suelo (CBR) y la carga actuante sobre el terreno de fundación

La formula utilizada para este método es:

Log10W 18  Z r S o  9.36 Log 10 ( SN  1)  0.20 

 PSI   4.2  1.5   2.32 Log 10 M r  8.07 0.40  1094 5.19 ( SN  1)

Log 

Donde:

W18= Zr= So= ΔPSI= Mr= SN=

Numero de cargas de ejes simples equivalentes de 18 Kips (80 kN) calculadas calculadas conforme el transito vehicular. Es el valor de Z (área bajo la curva de distribución) correspondiente a la curva estandarizada para una confiabilidad R Desviación Desviación estándar estándar de todas las variables variables Perdida Perdida de servicibilida servicibilidad d Modulo de resilencia resilencia de la subrazante subrazante Numero Numero estruct estructura urall

1.‐ Clasificación de carreteras y tipos de obra, Las presentes especificaciones se aplican para el diseño de carreteras con superficie de rodadura de material granular, según correspondan a la clasificación que se establece en el Manual de Diseño Geométrico DG‐2001 del MTC del Perú, como sigue: Clasificación por su función a) Carreteras de la Red Vial Nacional. b) Carreteras de la Red Vial Departamental o Regional. c) Carreteras de la Red Vial Vecinal o Rural. Cuadro 1: Caracteríscas básicas para la superﬁcie de rodadurade las Carreteras No Pavimentadas de Bajo Volumen de Tránsito Carretera de Bvt

Imd Proyectado

Ancho de Calzada (M)

Estructuras y Superficie de Rodadura Alternativas (**)

T3

101‐200

2 carriles 5.50‐6.00

Afirma Afirmado do (mater (material ial granul granular, ar, grava grava de tamaño tamaño máximo máximo 5 cm homoge homogeniz nizado ado por zarand zarandead eado o o por chanca chancado) do) con superf superfici iciee de rodadu rodadura ra adicio adicional nal (min. (min. 15 cm), estabilizada con finos ligantes u otros; perfilado y compactado

T2

51‐100

2 carriles 5.50‐6.00

Afirmado (material granular natural, grava, seleccionada por zarandeo o por chancado (tamaño máximo 5 cm); perfilado y compactado, min. 15 cm.

T1

16‐50

1 carril(*) o 2 carriles 3.50‐6.00

Afirmado (material granular natural, grava, seleccionada por zarandeo o por chancado (tamaño máximo 5 cm); perfilado y compactado, min. 15 cm.

T0

<15

1 carril(*) 3.50‐4.50

Trocha carrozable

IMD Indefinido

1 sendero(*)

Afirmado (tierra) En lo posible mejorada con grava seleccionada por zarandeo, perfilado y compactado, min. 15 cm Suelo natural (tierra) en lo posible mejorado con grava natural seleccionada; perfilado y compactado.

(*) Con plazoletas de cruce, adelantamiento o volteo cada 500 – 1000 m; mediante regulación de horas o días, por sentido de uso. (**) En caso de no disponer gravas en distancia cercana las carreteras puede ser estabilizado mediante técnicas de estabilización suelo‐cemento o cal o productos químicos u otros. 2.‐ Metodología para el estudio de la demanda de tránsito

2.1. Índice Medio Diario Anual de Tránsito (IMDA) En los estudios del tránsito se puede tratar de dos situaciones: el caso de los estudios para carreteras existentes, y el caso para carreteras nuevas, es decir que no existen actualmente En el primer caso, el tránsito existente podrá proyectarse mediante los sistemas convencionales que se indican a continuación. El segundo caso requiere de un estudio de desarrollo económico zonal o regional que lo justifique La carretera se diseña para un volumen de tránsito que se determina por la demanda diaria que cubrirá, calculado como el número de vehículos promedio que utilizan la vía por día actualmente y que se incrementa con una tasa de crecimiento anual, normalmente determinada por el MTC para las diversas zonas del país 2.1.‐ Cálculo de tasas de crecimiento y la proyección Se puede calcular el crecimiento de tránsito utilizando una fórmula simple: Tn = To (1+i) n‐1 En la que: Tn = Tránsito proyectado al año “n” en veh/día. To = Tránsito actual (año base o en veh/día). n = Años del período de diseño. i = Tasa anual de crecimiento del tránsito que se define en correlación con la dinámica de crecimiento socio‐económico1(*) normalmente entre 2% y 6% a criterio del equipo del estudio.

La proyección puede también dividirse en dos partes. Una proyección para vehículos de pasajeros que crecerá aproximadamente al ritmo de la tasa de crecimiento de la población. Y una proyección de vehículos de carga que crecerá aproximadamente con la tasa de crecimiento de la economía. Ambos datos sobre índices de crecimiento normalmente obran en poder de la región.

FACTOR DE CRECIMIENTO p

FC = 0.5[1+(1+r) ] Donde: r = Tasa de crecimiento anual en decimales P = Periodo de diseño en años La AASHTO recomienda calcular el factor de crecimiento para el tráfico de todo el periodo de diseño p FC = FC = ((1+r) ‐1)/r tasa de crecimiento para vehiculos de pasajeros = tasa de crecimiento para vehiculos de carga =

2 % 10.95 4 % 12.01

Cuadro 2: Factor de Crecimiento

Período de diseño, años (n) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

Tasa de crecimiento anual, g en porcentaje 2

3

4

5

6

7

8

9

10

1.00 2.02 3.06 4.12 5.20 6.31 7.43 8.58 9.75 10.95 12.17 13.41 14.68 15.97 17.29 18.64 20.01 21.41 22.54 24.30 25.85 27.39 28.94 30.48 32.03 33.74 35.44 37.15 38.85 40.56 42.45 44.33 46.22 48.10 49.99

1.00 2.03 3.09 4.19 5.31 6.47 7.67 8.90 10.17 11.48 12.83 14.22 15.66 17.13 18.66 20.23 21.86 23.53 25.11 27.04 29.00 30.96 32.92 34.88 36.84 39.14 41.43 43.73 46.02 48.32 51.02 53.72 56.42 59.12 61.82

1.00 2.04 3.12 4.25 5.42 6.63 7.90 9.21 10.58 12.01 13.49 15.03 16.63 18.29 20.02 21.82 23.70 25.65 27.67 29.78 32.15 34.53 36.90 39.28 41.65 44.54 47.42 50.31 53.19 56.08 59.59 63.11 66.62 70.14 73.65

1.00 2.05 3.15 4.31 5.53 6.80 8.14 9.55 11.03 12.58 14.21 15.92 17.71 19.16 21.58 23.66 25.84 28.13 30.54 33.06 35.99 38.93 41.86 44.80 47.73 51.47 55.21 58.96 62.70 66.44 71.22 75.99 80.77 85.54 90.32

1.00 2.06 3.18 4.37 5.54 6.98 8.39 9.90 11.49 13.18 14.97 16.87 18.88 21.01 23.28 25.67 28.21 30.91 33.76 36.79 40.40 44.02 47.63 51.25 54.86 59.70 64.54 69.38 74.22 79.06 85.53 92.01 98.48 104.96 111.43

1.00 2.07 3.21 4.44 5.75 7.15 8.65 10.28 11.98 13.82 15.78 17.89 20.14 22.55 25.13 27.89 30.84 34.00 37.38 41.00 45.45 49.90 54.35 58.80 63.25 69.49 75.73 81.98 88.22 94.46 103.22 111.97 120.73 129.48 138.24

1.00 2.08 3.25 4.51 5.87 7.34 8.92 10.64 12.49 14.49 16.65 18.98 21.50 24.21 27.15 30.32 33.75 37.45 41.45 45.78 51.25 56.71 62.18 67.64 73.11 81.14 89.18 97.21 105.25 113.28 125.09 136.90 148.70 160.51 172.32

1.00 2.09 3.28 4.58 5.99 7.53 9.21 11.04 13.04 15.22 17.59 20.18 23.01 26.09 29.46 33.14 37.15 41.53 46.31 51.53 58.37 65.21 72.05 78.89 85.73 96.36 106.99 117.62 128.25 138.89 155.44 172.00 188.56 205.11 221.67

1.00 2.10 3.31 4.64 6.11 7.72 9.49 11.44 13.58 15.94 18.53 21.38 24.52 27.97 31.77 35.95 40.55 45.60 51.16 57.28 65.49 73.71 81.92 90.14 98.35 111.58 124.81 138.03 151.26 164.49 185.80 207.10 228.41 249.71 271.02

Fuente: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures 1993

2.2.‐ Distribución direccional Es el factor del total del flujo vehicular censado, en la mayoría de los casos este valor es de 0.5; ya que la mitad de los vehículos va en una dirección y la otra mitad en la otra dirección. Puede darse el caso de ser mayor en una dirección que en la otra, lo cual puede deducirse del conteo de tránsito efectuado. Lo más importante de esto, será la diferencia de peso entre los vehículos que van en una y en otra dirección; como puede suceder por la cercanía de una fábrica, puerto, etc. Ver tabla A menos que existan consideraciones especiales, se considera una distribución del 50% del tránsito para cada dirección. En algunos casos puede variar de 0,3 a 0,7 dependiendo de la dirección que acumula mayor porcentaje de vehículos cargados. Cuadro 4: Factor De Distribución Por Dirección 10

No. carriles en ambas direcciones

LD

2 4 6 ó más

50 45 40

Fuente: guia para el diseño de estructuras de pavimento, AASHTO 1993 Número de carriles Fd

2.3.‐ Factor de distribución por carril

= =

2 0.5

En una carretera de dos carriles, uno en cada dirección, el carril de diseño es uno de ellos, por lo tanto el factor de distribución por carril es 100%. Para autopistas multicarriles el carril de diseño es el carril exterior y el factor de distribución depende del número de carriles en cada dirección que tenga la autopista. En la tabla siguiente se muestran los valores utilizados por la AASHTO: Cuadro 3: Factor De Distribución Por Carril.

No. carriles en cada dirección 1 2 3 4 ó más

Porcentaje de ejes simples equivalentes de 18 kips en el carril de diseño ( Fc ) 100 80 – 100 60 – 80 50 – 75

Fuente: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures 1993 Número de carriles Fc

= =

2 0.9

3.‐ Volumen y composición o clasificación de los vehículos i) Se definen tramos del proyecto en los que se estima una demanda homogénea en cada uno de ellos. ii) Se establece una estación de estudio o conteo en un punto central del tramo, en un lugar que se considere seguro y con suficiente seguridad social. iii) Se toma nota en una cartilla del número y tipo de vehículos que circulan en una y en la otra dirección, señalándose la hora aproximada en que pasó el vehículo por la estación

Modelo de plantilla para la obtencion de los datos 4.‐ Tipos de superficie de rodadura Se ha considerado que básicamente se utilizarán los siguientes materiales y tipos de pavimentos • Carreteras de tierra y carreteras de grava. • Carreteras afirmadas con material granular y/o estabilizados. 4.1.‐ Tráfico Desde el punto de vista del diseño de la capa de rodadura sólo tienen interés los vehículos pesados (buses y camiones), onsiderando como tales aquellos cuyo peso bruto excede de 2.5 tn. El resto de los vehículos que puedan circular con un peso inferior (motocicletas, automóviles y camionetas) provocan un efecto mínimo sobre la capa de rodadura, por lo que no se tienen en cuenta en su cálculo. El tráfico proyectado al año horizonte, se clasificará según lo siguiente:

CLASE

T0

T1

T2

T3

IMDA (Total vehículos ambos sentidos)

<15

16 ‐ 50

51 ‐ 100

101 ‐ 200

Vehículos pesados (carril de diseño)

<6

6 ‐ 15

16 ‐ 28

N° Rep. EE (carril de diseño)

< 2.5 x 10

4

4

4

2.6x10 –7.8x10

4

7.9x10 ‐ 1.5x10

29 ‐ 56 5

5

5

1.6x10 ‐3.1x10

Con los datos obtenidos se determinará el número de vehículos (IMDA) y la cantidad de pesados (buses+camiones) para el carril de diseño, suficientes para definir la clase tipo de tráfico. No obstante, será necesario obtener el número de repeticiones de Ejes Equivalentes (EE) para el período de diseño. El concepto de EE corresponde a la unidad normalizada por la AASHTO que representa el deterioro que causa en la capa de rodadura un eje simple cargado con 8,16 toneladas. Para el cálculo de los factores destructivos por eje equivalente calculados, se toma en cuenta el criterio simplificado de la metodología AASHTO, aplicando las siguientes relaciones: 4.4.‐ Factores de Equivalencia de Carga Con el objeto de evaluar el efecto, en un pavimento, el factor de equivalencia de carga por tipo de vehículo comercial representa el mayor o menor daño que un tipo de vehículo causa a un pavimento. El factor representa el número de veces que pasa el eje normalizado de 8.2 toneladas por cada pasada del tipo de vehículo considerado. Fórmulas Simplificadas tipo de eje Eje simples de rueda simples Eje simple de rueda doble Eje tandem de rueda doble Eje tridem de rueda doble P = peso por eje en toneladas Ton kN lb 0.4466 4.450 1000 0.8932 8.900 2000 1.7864 17.800 4000 2.6796 26.700 6000 3.5729 35.600 8000 4.4661 44.500 10000 5.3593 53.400 12000 6.2525 62.300 14000 7.1457 71.200 16000 8.0289 80.000 18000 8.9321 89.000 20000 9.8254 97.900 22000 10.7186 106.800 24000 11.6017 115.600 26000 12.4950 124.500 28000 13.3882 133.400 30000 14.2814 142.300 32000 15.1746 151.200 34000 16.0678 160.100 36000 16.9610 169.000 38000 17.8643 178.000 40000 18.7675 187.000 42000 19.6407 195.700 44000 20.5239 204.500 46000 21.4271 213.500 48000 22.3203 222.400 50000 23.2135 231.300 52000 24.1067 240.200 54000 24.9899 249.000 56000 25.8932 258.000 58000 26.7964 267.000 60000 27.6796 275.800 62000 28.5527 284.500 64000 29.4560 293.500 66000 30.3592 302.500 68000 31.2625 311.500 70000 32.1156 320.000 72000 33.0188 329.000 74000 33.9221 338.000 76000 34.8253 347.000 78000 35.7286 356.000 80000 36.6017 364.700 82000 37.4949 373.600 84000 38.3881 382.500 86000 39.2813 391.400 88000 40.1746 400.300 90000 Fuente: guia para el diseño de estructuras de pavimento, AASHTO 1993

Eje equivalente EE 8.2tn [P/6.6]4 [P/8.16]4 4 [P/15.1] 4 [P/22.9]

kips 1.0004 2.0008 4.0016 6.0024 8.0032 10.0040 12.0048 14.0056 16.0064 17.9847 20.0080 22.0088 24.0096 25.9879 27.9887 29.9895 31.9903 33.9911 35.9919 37.9927 40.0160 42.0393 43.9951 45.9734 47.9967 49.9975 51.9983 53.9991 55.9774 58.0007 60.0240 62.0023 63.9581 65.9814 68.0047 70.0280 71.9389 73.9621 75.9854 78.0087 80.0320 81.9878 83.9886 85.9894 87.9902 89.9910

Ejes Simples 0.00002 0.00018 0.00209 0.01043 0.0343 0.0877 0.189 0.36 0.623 1 1.51 2.18 3.03 4.09 5.39 6.97 8.88 11.18 13.93 17.2 21.08 25.64 31 37.24 44.5 52.88

Ejes Tanden

Ejes Tridem

0.0003 0.001 0.003 0.007 0.014 0.027 0.047 0.077 0.121 0.18 0.26 0.364 0.495 0.658 0.857 1.095 1.38 1.7 2.08 2.51 3 3.55 4.17 4.86 5.63 6.47 7.41 8.45 9.59 10.84 12.22 13.73 15.38 17.19 19.16 21.32 23.66 26.22 29 32 35.3 38.8 42.6 46.8

0.0003 0.001 0.002 0.003 0.006 0.011 0.017 0.027 0.04 0.057 0.08 0.109 0.145 0.191 0.246 0.313 0.393 0.487 0.597 0.723 0.868 1.033 1.22 1.43 1.66 1.91 2.2 2.51 2.85 3.22 3.62 4.05 4.52 5.03 5.57 6.15 6.78 7.45 8.2 8.9 9.8 10.6 11.6

FACTORES EQUIVALENTES DE CARGA (LEF)



 18       LEF∆ =   °°            TIPO DE VEHÍCULO

Carga por eje (Ton)

Carga por eje (kN)

Carga por eje (Kips)

Tipo de Eje

7.000 11.000 7.000 16.000 7.000 11.000 7.000 18.000 7.000 11.000 26.000 7.000 18.000 18.000 7.000 18.000 25.000 7.000 11.000 11.000 11.000 7.000 18.000 11.000 18.000 7.000 18.000 11.000 18.000

69.748 109.604 69.748 159.424 69.748 109.604 69.748 179.352 69.748 109.604 259.064 69.748 179.352 179.352 69.748 179.352 249.100 69.748 109.604 109.604 109.604 69.748 179.352 109.604 179.352 69.748 179.352 109.604 179.352

15.432 24.251 15.432 35.274 15.432 24.251 15.432 39.683 15.432 24.251 57.320 15.432 39.683 39.683 15.432 39.683 55.116 15.432 24.251 24.251 24.251 15.432 39.683 24.251 39.683 15.432 39.683 24.251 39.683

Simple Simple Simple Doble Simple Simple Simple Doble Simple Simple Triple Simple Doble Doble Simple Doble Triple Simple Doble Simple Doble Simple Doble Simple Simple Simple Doble Simple Doble

B2 OBNIBUS B3‐1 C2 CAMIÓN C3 T2S3

SEMI TRAYLER

T3S2

T3S3

C2R2

TRAYLER

C3R2

C3R3 TOTALES

Factor de Volumen de Equivalencia de Tráfico Diario Carga

15 16

31

0.5801 3.3678 0.5801 1.3584 0.5801 3.3678 0.5801 2.1446 0.5801 3.3678 2.2367 0.5801 2.1446 2.1446 0.5801 2.1446 1.9132 0.5801 0.2931 3.3678 0.2931 0.5801 2.1446 3.3678 21.7652 0.5801 2.1446 3.3678 2.1446 Nº de E SALs =

Nº de ESALs

LEFs 3.9479 1.9385 3.9479

59.2181

2.7247

43.5953

6.1845

4.8693

4.6379

4.5342

27.8576

8.2371

1.03E+02

FACTOR DE CAMIÓN

′   ° °  

Factor Camion = TF =

3.32

NÚMERO TOTAL DE EJES SIMPLES EQUIVALENTES (ESAL’s) Se calcula para el carril de diseño utilizando la siguiente ecuación:



   ∗  ∗  ∗  ∗  ∗  ∗  ∗ 365 

donde: pi Fi P TPD FC Fd Fc

= = = = = = =

TIPO DE VEHÍCULO

B2 OBNIBUS B3‐1 C2 CAMIÓN C3 SEMI TRAYLER

T2S3

Porcentaje del total de repeticiones para el mismo grupo de vehículos o cargas. Factor de equivalencia de carga por eje, del mismo grupo de eje de carga Promedio de ejes por camión pesado. Tránsito promedio diario. Factor de crecimiento para un período de diseño en años. Factor direccional. 0.50 Factor de di 0.90

Carga por eje (Kips)

Tipo de Eje

15.432 24.251 15.432 35.274 15.432 24.251 15.432 39.683 15.432 24.251 57.320

Simple Simple Simple Doble Simple Simple Simple Doble Simple Simple Triple

TOTALES ESAL diseño

1.01E+05

Nºveh/día (2 sent.) 1

Nºveh/día (1 sent.) 2=50%(1)

N° veh/año 3=2x365

LEFs 4

ESLAL en el Factor de carril de Diseño Crecimiento 6 5=3x4

15

8

2737.50

3.9479

10807.300

12.01

129795.68

16

8

2920.00

2.7247

7956.140

12.01

95553.25

31

16

5658

6.6726

18763.441

24.02

ESAL diseño 7=5x6

2.25E+05

VOLUMEN DE TRAFICO PROMEDIO DIARIO

Día 1 Lunes

Proyecto: CONSTRUCCIÓN DEL PUENTE VEHICULAR SOBRE EL RIO CUMBAZA CRUCE DE LAS LOCALIDADES DE SAN PEDRO DE CUMBAZA Y SAN AMTONIO DE CUMBAZA, DISTRITO DE SAN ANTONIO, PROVINCIA DE SAN MARTIN - SAN MARTIN Lugar de toma de Muestra: Jr. Manco Capac

HORA

06:00 a.m. 07:00 a.m. 08:00 a.m. 09:00 a.m. 10:00 a.m. 11:00 a.m. 12:00 p.m. 01:00 p.m. 02:00 p.m. 03:00 p.m. 04:00 p.m. 05:00 p.m. 06:00 p.m. 07:00 p.m. 08:00 p.m. 09:00 p.m. 10:00 p.m. 11:00 p.m. 12:00 a.m.

TOTAL

N O I C C E R I D

D I D I D I D I D I D I D I D I D I D I D I D I D I D I D I D I D I D I D I

MOTOS Y AUTOMÓVIL MINIBAND CAMIONETA MOTOCARR

60 60 60 60

6 8 9 11

2 3 2 1

B2

OBNIBUS B3‐1

CAMIÓN C2

C3

T2S3

10 15 14 16

3 2 1 2

4

17 16 15 18

6 1 5

TRAILER C3R2

C3R3

TOTAL VEH. POR HORA

8

3

182 180

3

. 8

2

5 10 6

6

7

7

4

4

507

C2R2

173

3

9 8 9 10

T3S3

164

3 1

60 60 60 60 2

SEMI TRAILER T3S2

Fecha:

70

16

121

15

13

742


Día 2 Martes


HORA


TOTAL

N O I C C E R I D



60 60 60 60

6 8 9 11

2 3 2 1

OBNIBUS B2

CAMIÓN B3‐1

C2

C3

T2S3

10 15 14 16

3 2 1 2

TRAILER C3R2

C3R3

TOTAL POR HORA

4

17 16 15 18

6 4 5

6

185 180

3

. 10

2

9 12 12

12

3

3

4

4

515

C2R2

173

6

9 8 9 10

T3S3

164

3 1

60 60 60 60 6

SEMI TRAILER T3S2

Fecha:

70

16

121

15

15

752


Día 3 Miercoles


HORA


TOTAL

N O I C C E R I D



60 60 60 60

6 8 9 11

2 3 2 1

B2

OBNIBUS B3‐1

CAMIÓN C2

C3

T2S3

10 15 14 16

2

3 2 1 2

TRAILER C3R2

C3R3

TOTAL POR HORA

8

2 4

17 16 15 18

4

179 175

3

. 10

4 2 2

5 16 6

4

3

3

4

4

503

C2R2

173 4

3 1 9 8 9 10

T3S3

164

3 1

60 60 60 60 2

SEMI TRAILER T3S2

Fecha:

70

16

121

14

15

739


Día 4 Jueves


HORA


TOTAL

N O I C C E R I D



60 60 60 60

6 8 9 11

2 3 2 1

OBNIBUS B2

CAMIÓN B3‐1

C2

C3

T2S3

10 15 14 16

9 8 9 10

3 2 1 2

C2R2

TRAILER C3R2

C3R3

TOTAL POR HORA

173

3 1 2

17 16 15 18

5

8

2

182 178

3 3

6 4

2 1

. 10

2

5 15 10 3

3

8

8

511

T3S3

164

6

60 60 60 60 2

SEMI TRAILER T3S2

Fecha:

70

16

121

14

16

748


Día 5 Viernes


HORA


TOTAL

N O I C C E R I D



60 60 60 60

6 8 9 11

2 3 2 1

B2

OBNIBUS B3‐1

CAMIÓN C2

C3

T2S3

10 15 14 16

17 16 15 18

1

C3R3

TOTAL POR HORA

5 3 176 175

6

. 10

3

5 2

11 17 4

4

10

10

15

15

521

TRAILER C3R2

5

3 3 2 1 2

C2R2

173

5

9 8 9 10

T3S3

164

4 1

60 60 60 60 2

SEMI TRAILER T3S2

Fecha:

70

16

121

16

14

758


Día 6 Sabado


HORA


TOTAL

N O I C C E R I D



60 60 60 60

6 8 9 11

2 3 2 1

OBNIBUS B2

CAMIÓN B3‐1

C2

C3

T2S3

10 15 14 16

3 2 1 2

TRAILER C3R2

C3R3

TOTAL POR HORA

17 16 15 18

5 4

6 4 5

185 180

3

. 6

5 6 6

6 4 6

10 4

4

504

C2R2

173

3 1

9 8 9 10

T3S3

164

5

60 60 60 60 2

SEMI TRAILER T3S2

Fecha:

70

16

121

15

16

742


Día 7 Domingo


HORA


TOTAL

N O I C C E R I D



60 60 60 60

6 8 9 11

2 3 2 1

B2

OBNIBUS B3‐1

CAMIÓN C2

C3

T2S3

10 15 14 16

3 2 1 2

17 16 15 18

TRAILER C3R2

C3R3

TOTAL POR HORA

5

4 6 3

6

185 178

1

. 4

1

4

3 9 4

4

3

3

4

4

497

C2R2

173

6

9 8 9 10

T3S3

164

4 1

60 60 60 60 2

SEMI TRAILER T3S2

Fecha:

70

16

121

13

17

734

Proyecto

MEJORAMIENTO DE LA INFRAESTRUCTURA VIAL URBANA DE LA AV. VIRGEN DOLOROSA EN EL DISTRITO DE LA BANDA DE SHILCAYO, SAN MARTÍN - SAN MARTÍN

Departamento Fecha IMDS : INDICE MEDIO DIARIO SEMANAL

IMDS



X

TS 

K N n s S

7

donde IMDA : INDICE MEDIO DIARIO ANUAL:

IMDA  IMDS  K *  n

 S 

i

( Xi 

X

)2 

1

n 

S

N



= = = = =

1.96 Paraun nivel de confiabilidad al 95% 365 Número de días del año 7 Número de días de la semana DESVIACI N ESTANDARPOBLACIONA DESVIACI N ESTANDARMUESTRAL

n



n

1

N



1

PUNTO DE CONTROL (Jr./Av.) : TIPO DE VEHICULO VEHICULOS MENORES CATEGORIA " L" MOTO LINEAL MOTOKAR VEHIC. MAYORES CATEGORIA " M" AUTOMOVILES MINIBAND CAMIONETA PICK UP BUS (B2) BUS (B3-1) VEHICULOS PESADOS CATEGORIA " N" C=CAMION CAMION (C2) CAMION (C3) CATEGORIA " O" TS=TRACTO CAMIÓN + SEMIREMOLQUE T2S3 T3S2 T3S3 CR=CAMI N + REMOLQUE C2R2 C3R2 C3R3 TOTAL

CONTEO SEMANAL LUNES

MARTES MIÉRCOLES JUEVES

VIERNES SÁBADO DOMINGO

TO TAL

515

503

511

521

504

497

507 207

515 207

503 207

511 207

521 207

504 207

497 207

3,558 1,449

508 207

8

70 16 121

70 16 121

70 16 121

70 16 121

70 16 121

70 16 121

70 16 121

30

29

30

30

31

30

70 16 121 0 0 30

0 0 0

28

490 112 847 0 0 208

15 13

15 15

14 15

14 16

16 14

15 16

13 17

102 106

15 15

1 1

0 0 0

0 0 0

0 0 0 5,215

0 0 0 745

752

739

748

758

742

734

IMDA

s

507

742

3,558

S

IMDS

508

DISTRIB.

514

68.32%

3

514 207

68.32% 27.50%

0 0 0

70 16 121

9.30% 2.13% 16.08%

31

4.17%

15 16

2.03% 2.14%

753

100.00%

0 1

Proyecto

MEJORAMIENTO DE LA INFRAESTRUCTURA VIAL URBANA DE LA AV. VIRGEN DOLOROSA EN EL DISTRITO DE LA BANDA DE SHILCAYO, SAN MARTÍN - SAN MARTÍN

Dpto. INDICE MEDIO DIARIO ANUAL EN LA SITUACIÓN SIN PROYECTO TIPO DE VEHICULO VEHICULOS MENORES CATEGORIA " L" MOTOKAR / MOTO LINEAL VEHIC. MAYORES CATEGORIA " M" AUTOMOVILES MINIBAND CAMIONETA PICK UP BUS (B3-1) BUS (B4-1) VEHICULOS PESADOS CATEGORIA " N" C=CAMION CAMION (C2) CAMION (C3) CATEGORIA " O" TS=TRACTO CAMIÓN + SEMIREMOLQUE T2S3 T3S2 T3S3 CR=CAMIÓN + REMOLQUE C2R2 C3R2 C3R3 TOTAL IMDA sin/Proyecto =

376

ESTACIÓN Nº 01 ESTACIÓN Nº 02 514 0 514 207

0

70 16 121

31

0

15 16

753

0

IMDA

DISTRIBUCION

257

68.32%

257 104

68.32% 27.50%

35 8 61

9.30% 2.13% 16.08%

16

4.17%

8 8

2.03% 2.14%

376

100.00%

Veh/día

INDICE MEDIO DIARIO ANUAL EN LA SITUACIÓN CON PROYECTO TIPO DE VEHICULO VEHICULOS MENORES CATEGORIA " L" MOTOKAR / MOTO LINEAL VEHIC. MAYORES CATEGORIA " M" AUTOMOVILES MINIBAND CAMIONETA PICK UP BUS (B2) BUS (B3-1) VEHICULOS PESADOS CATEGORIA " N" C=CAMION CAMION (C2) CAMION (C3) CATEGORIA " O" TS=TRACTO CAMIÓN + SEMIREMOLQUE T2S3 T3S2 T3S3 CR=CAMIÓN + REMOLQUE C2R2 C3R2 C3R3 TOTAL

NORMAL año "0" 257

TRAFICO GENERADO 28

257 104

11

35 8 61

16

28

0 0

285 115

68.29% 27.49%

4 1 7

0 0 0

39 9 67

9.30% 2.13% 16.07%

0

18

4.21%

0 0

9 9

2.05% 2.16%

2

8 8

376

0

DISTRIBUCION (%) 285 68.29%

1 1

41

IMDA Proyectado

DESVIADO 0%

0

418

100.00%

FUENTE: CONTEO DE TRAFICO EN LA ZONA Y ESTIMACIONES *El tráfico generado se considera el 10% del trafico en la situación sin proyecto (tráfico normal) *El tráfico desviado NO se considera IMDA con/Proyecto =

418

Veh/día GRAFICOS IMDA

80.00% 70.00%

Distribución del IMDA

% 2 3 . 8 6

60.00% 50.00%

% 8 0 . 6 1

40.00%

% 0 3 . 9

30.00% 20.00% 10.00% 0.00%

L A R E A N I K L O T O O T O M M

S E L I V O M O T U A

% 3 1 . 2 D N A B I N I M

K C I P A T P E U N O I M A C

% 0 0 . 0

% 0 0 . 0

% 3 0 . 2

% 2

% 0

% 0

% 0

% 0

% 0

% 0

) 2 B (

) 1 ‐ 3 B (

) 2 C (

) 3 C (

3 S 2 T

2 S 3 T

3 S 3 T

2 R 2 C

2 R 3 C

3 R 3 C

S U B

S U B

N O I M A C

N O I M A C

Indice Medio Diario Anual (IMDA) 600 500

4 1 5

400 300

1 2 1

200

0 7

100 0

L A R E A N I K L O T O O T O M M

S E L I V O M O T U A

6 1 D N A B I N I M

0 K C I P A T P E U N O I M A C

0

) 2 B (

) 1 ‐ 3 B (

S U B

S U B

0

5 1

6 1

0

0

0

0

) 2 C (

) 3 C (

3 S 2 T

2 S 3 T

3 S 3 T

2 R 2 C

N O I M A C

N O I M A C

0 2 R 3 C

3 R 3 C

Volumén de Tráfico Diario 8 5 7 2 5 7

2 4 7

8 4 7 2 4 7

9 3 7

4 3 7

S E N U L

S E T R A M

S E L O C R É I M

S E V E U J

S E N R E I V

O D A B Á S

O G N I M O D

Diseño de Espesores Pavimentos Asfálticos método AASHTO-93. La formula utilizada para este método es:

Log 10W 18  Z r S o  9.36 Log 10 ( SN  1)  0.20 

donde .

W18= Zr= So= ∆PSI= Mr= SN=

 PSI   4.2  1.5   2.32 Log M  8.07 10 r 0.40  1094 5.19 ( SN  1)

Log 

Numero de cargas de ejes simples equivalentes de 18 Kips (80 kN) calculadas conforme el transito vehicular. Es el valor de Z (área bajo la curva de distribución) correspondiente a la curva estandarizada para una confiabilidad R Desviación estándar de todas la s variables Perdida de servicibilidad Modulo de resilencia de la subrazante Numero estructural

DATOS:

Tipo de pavimento Clasificación por su función Clase de Trafico Periodo de diseño: Tasa de crecimiento promedio anual: Numero de Carriles: Direcciones: Modulo de elasticidad de rotura del concreto asfalticEC: CBR - Capa de Base: CBR - Capa de Sub Base: CBR - terreno de Fundación: Coeficiente de drenaje m1=m2:

Pavimento flexible Carretera de la Red Vial Urbana T3 10 años n 1 Tn  To(1  i ) 3.6 % 2 2 400 PSI 85.70 52.70 12 1

Donde: Tn = Tránsito proyectado al año “n” en veh/día. To = Tránsito actual (año base o) en veh/día. n = Años del período de diseño. i = Tasa anual de crecimiento del tránsito que se define en correlación con la dinámica de crecimiento socio-económico(*) normalmente entre 2% y 6% a criterio del equipo del estudio.

ADT = tránsito promedio d iario anual (Average Dairy Traffic) en vpd, representa el promedio aritmético de los volúmenes diarios de tráns ito durante un año , previsibles o existentes en una sección dada de la vía. Se determina por razones prácticas en forma diferenciada para cada tipo de vehículo. Tipo de carretra Periodo de análisis (años), t Urbana con altos volumenes de transito 30 50 Interurbana o rural con altos volumenes d 20 50 Pavimentada con bajos volumen de transit 15 25 Tratada superficialmente de bajo volumen 10 20

10 años

NÚMERO TOTAL DE EJES SIMPLES EQUIVALENTES (ESAL’s) Se calcula para el carril de diseño utilizando la siguiente ecuación:

 



 ∗ ∗ ∗  ∗  ∗  ∗ ∗ 365 

donde: pi Fi P TPD FC Fd Fc

= = = = = = =

TIPO DE VEHICULO

Auto Camioneta PickUp Combi Microbus B2 B3-1 C2 C3 Σ ESAL = W18 =

Porcentaje del total de repeticiones para el mismo grupo de vehículos o cargas. Factor de equivalencia de carga por eje, del mismo grupo de eje de carga Promedio de ejes por camión pesado. Tránsito promedio diario. Factor de crecimiento para un período de diseño en años. Factor direccional. 0.50 Factor de distribucion carril 0.90

Nºveh/día (2 sent.) 1

Nºveh/día (1 sent.) 2=50%(1)

N° veh/año 3=2x365

LEFs 4

ESLAL en el carril de Diseño 5=3x4

15 16

7.5 8

2737.5 2920

3.947872 2.724706

10807.30 7956.14  P1    P0 

FEC  

4

Fc 

Factor de Crecimiento 6

ESAL diseño 7=5x6

12.01 12.01 1  r n  1

129795.68 95553.25

r

2.25E+05

ESAL = W18 = Equivalente Single Axle Load = Cantidad pronosticada de repeticiones del e je de carga equ ivalente de 18 kips (8,16 t = 80 kN) para el periodo analizado. W18= DdxD xW18 1.01E+05 l

Donde:

P0 es la carga estándar y P 1 es la carga cuya equivalencia de daño se desea calcular DD = Factor de distribución direccional crítica (a menos que existan consideraciones especiales, la distribución direccional asigna un 50% del tránsito a cada dirección),(de 0.3 a 0.7, generalmente 0.5) DL = Factor de distribución de carril Numero de carriles en una dirección Porcentaje del ESAL en el carril de dis eño, DL DD= 0.50 1 1.00 DL= 0.90 2 0.80 1.00 3 0.60 0.85 4 0.50 0.75 Niveles sugeridos de confiabilidad de acuerdo a la clasificación funcional del camino R

Clasificación funcional Interestatales y vías rápidas Arterias principales Colectoras Locales

Nivel de confiabilidad, R, recomen dado Urbana Rural 85 99.9 80 80 99 75 80 95 75 50 80 50

F R  10

 Z R S O

R= ZR= FR= W18=

95 % -1.645 5.50 5.58E+05

99.9 95 95 80

La confiabilidad en el diseño (R) puede ser definida como la p robabilidad de que la es tructura tenga un comportamiento real igual o mejor qu e el previsto durante la vida de dis Cada valor de R está asoc iado estadísticam ente a un valor del coeficiente de STUDENT (ZR). A su vez, ZR determina, en conjunto con el fac tor "So", un factor de confiabilidad. Resistencia del terreno de fundacion MR = módulo de Resilencia, en psi, del material de terracería (subrasante).

Mr=

36000 psi

S0=

0.45

este modulo se puede obtener directamente o puede utilizar la siguiente correlación entre el CBR de la terracería y el módulo de resilencia: MR (psi) = B x CBR B= 10.5 para CBR <10% 1500.CBR Para CBR < ó = 7 Mr = 1,500 CBR (psi) (α) 3000.CBR Para 7 < CBR < ó = 20 Mr = 3,000 CBR ^ 0.65 (psi) (β) Para CBR > 20 Mr = 4326 ln CBR + 241 (psi) (γ) 4326.Ln(CBR)+241 Determinación de la desviación estándar total So Tabla Valores de la desviación estándar normal, Zr , correspondientes a los niveles de confiabilidad, R Confiabilidad, R, en porcentaje

50 60 70 75 80 85 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 99.9 99.99

Desviación estándar normal, Zr

0.000 -0.253 -0.524 -0.674 -0.841 -1.037 -1.282 -1.340 -1.405 -1.476 -1.555 -1.645 -1.751 -1.881 -2.054 -2.327 -3.090 -3.750

So= debe estar entre los siguientes rangos 0.4 0.5 Pavimentos flexibles

Calculo de la perdida de serviciabilidad ∆PSI = diferencia entre el índice de servicial dad inicial, por, y el índice de servicial dad terminal de diseño, pt ∆PSI = pi–pt.

Servicialidad

Es la condición de un pavimento para proveer un manejo seguro y confortable a los usuarios en un determinado momento. inicialmente se cuantificó la servicial dad de una carretera pidiendo la opinión de los conductores, estableciendo el índice de servicial dad p de acuerdo a la siguiente calificación: Pi= 4.5 Índice de Servicicialidad, p Clasificación Serviciabilidad inicial Pt= 2.5 ∆PSI= 0 1 Muy mala Para pavimentos flexibles 2 4.5 1 2 Mala 2 3 Regular Serviciabilidad final 3 4 Buena Para pavimentos flexibles 2.5 ó mas para caminos principales 4 5 Muy Buena

m1=m2=

Coeficiente de drenaje mi

Porcentaje del tiempo en que la estructura de pavimento esta expuesta a niveles de humedad cercanos a la saturación Menos de 1% 1 - 5% 5 - 25% Mas del 25% 1.4 1.35 1.35 1.3 1.3 1.2 1.2 1.35 1.25 1.25 1.15 1.15 1 1 1.25 1.15 1.15 1.05 1 0.8 0.8 1.15 1.05 1.05 0.8 0.8 0.6 0.6 1.05 0.95 0.95 0.75 0.75 0.4 0.4

Calidad del drenaje Excelente Buena Regular Pobre Deficiente

1.00

Calculo del SN Para pavimentos flexibles:

SN = Número estructural indicativo del espesor total requerido de pavimento Donde

a1 = coeficiente estructural de la capa 1 D1 = espesor, en pulgadas, de la capa 1 CALCULO DE SNREQUERIDO DATOS:

W18= MrBASE MrSUBASE MrSUBRAZANTE R= ZR= S0= PI= PT= ∆PSI=

SN  a1 D1  a 2 D2 m 2  a3 D3 m3

Calculos

Sub Razante

Sub Base

Base

5.58E+05 Mr 36000 131750 214250 214250 PSI log(Esal) 5.74632 5.74632 5.74632 131750 PSI Zr x So -0.740 -0.740 -0.740 36000 PSI log(Psi/(4.2-1.5)) -0.13033 -0.13033 -0.13033 95 % 2.32*log(Mr) 10.57062 11.87782 12.36774 -1.645 f(x) = 0.45 8.67E-08 5.11E-07 6.74E-07 4.5  PSI  2.5 Log   4.2  1.5   2.32 Log M  8.07 2 Log 10W 18  Z r S o  9.36 Log 10 ( SN  1)  0.20  10 r 0.40  1094 5.19 0 ( SN  1)

Numero Estructural SN

SNREQUERIDO

SN1

CARPETA ASFALTICA CAPA DE BASE CAPA DE SUB-BASE SUBRAZANTE

SN2 SN3

SN:

SN(i) = SNREQUERIDO=

Sub Base SN3 1.82

Base SN2 1.03

Superficie SN1 0.80

0

0

0

Cálculo del Número Estructural SN

3.65

Coeficiente de Capa

Pavimento Base Sub Base

D1 D2 D3

Coefiente de Drenaje

a2 = 0.249 (log10 Eb) - 0.977 a3 = 0.227 (log10 Esb) - 0.839

a1 : En funcion al Modulo Elastico del Concreto asfaltico a2 : En fun cion al CBR(base) v Mr(Base) a3 : En funcion al CBR(sub base) v Mr(Sub Base)

a1 = a2 = a3 =

0.440 0.350 0.298

Base Sub Base

m2=m3

m2= m3 =

1.00 1.00

Calculo de las Ecuaciones AASHTO 1993 con Software Calculo de SN de la Sub Razante

CALCULOS DE ESP ESORES DE CADA CAPA SN y Espesores

SN(Superficie) D1 = 8.30 pulg SN1*(corregido) 0.88

SN(Base)

-0.53

CARPETA ASFALTICA

D2 = -1.51 pulg SN(Base correg.) 2.10

SN(Sub Base)

CAPA DE BASE

-2.68

D3 = -9.01 pulg SN(Sub Base correg.) -2.98 Valores Asumidos (para efectos del aporte estructural) (Criterio del Consultor) Superficie 2.00 pulg Base 6.00 pulg SubBase 8.00 pulg

5 cm 5 cm 15 cm 15 cm 20 cm 40 cm

CAPA DE SUB-BASE

ESPESOR CONTROL DE CAPAS

D1 D2 D3 TOTAL

0.88 2.10 2.38 5.36

OK

20 cm

Calculo Del IMD y Pavimento

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