Unidad 5 Transitos 2017

EL TRANSITO AUTOMOTOR

Néstor A. Calvo Guzmán-Magister en Ingenieria de Vias Terrestres

22/04/2017

1





NO SE DARA INICIO A ESTA CLASE HASTA TANTO NO SE VER VERIFIQUE QUE QUE TODOS LOS CELULARES SE ENCUENTREN ENCUEN TREN AP APAGADO AGADOSS.

SE HA SORP SORPRE REN NDIDO DIDO ESTU ESTUDI DIAN ANTE TESS ENVIANDO MENSAJES Y CONT CONTES EST TANDO ANDO CELU CELULA LAR R…NO SE HA MADURA MADURADO.. DO..!!!! !!!!!! 

A PARTIR DE LA FECHA..SI QUIERES PARTICIPAR DE MI CATEDRA…TENDRAS QUE

MOSTRAR EL CELULAR APAGADO.



CADA CADA ESTU ESTUDI DIAN ANTE TE LE REVISA A EL QUE ESTA A SU DERECHA..SI SUENA O SE SORP SORPRE REND NDEE LA INFR INFRAC ACCI CION ON…SE SALEN DE LA CLASE ASE EL RE REVI VISO SOR R Y EL RE REVI VISA SADO DO..


22/04/2017

2

VARIABLE TRANSITO 

Tipo de vehículo



Peso del vehículo



Clase de ejes



Cargas por eje



Presión y área de contacto de las llantas



Velocidad de aplicación de la carga



Numero de aplicaciones de carga


3

EFECTOS DE LA VARIABLE TRANSITO SOBRE EL PAVIMENTO

RESPUESTAS DE LA ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO

4

REPRESENTACION ESQUEMATICA DE LOS EFECTOS DE LA VARIABLE TRANSITO SOBRE EL PAVIMENTO

Néstor A. Calvo Guzmán-Magister en Ingeniería de Vías Terrestres

22/04/2017

5

TIPOS DE VEHICULOS


22/04/2017

6

TIPOS DE VEHICULOS


22/04/2017

7

TIPOS DE VEHICULOS


22/04/2017

8

TIPOS DE VEHICULOS


22/04/2017

9

TRANSMILENIO

Número de vagones : 3 Capacidad pasajeros : 260 ( 100 mas) Peso : 40 Toneladas Longitud : 27 metros Ancho : 2.60 metros El tamaño extra les permitirá transportar 191 pasajeros de pie y 69 sentados, 14 de ellos en sillas preferenciales. (Fuente : Transmilenio)

( FuenteEl Espectador:Agosto 3 de 2009)

(Fuente: El Espectador)

(Fuente : Transmilenio)


10

CLASIFICACION DE LOS VEHICULOS EN COLOMBIA

SRD Néstor A. Calvo Guzmán-Magister en Ingenieria de Vias Terrestres

CLASIFICACION DE VEHICULOS EN PERU


12

CLASIFICACION DE LOS VEHICULOS EN COLOMBIA

El Instituto Nacional de Vías ha designado la siguiente terminología para los vehículos que circulan en el país: A = vehículos livianos

C = Camiones

B = Buses

TPD (VEHICULOS)

AUTOS(%)

BUSES(%)

CAMIONES (%)

2534

70

8

22

    0.08 ∗ 2534  202

    0.22∗ 2534  557

C2P

C3-S1

C3

C3-S2

C2G C2-S1 C4

C2-S2 C3-S3

NUEVE (9) TIPOS DE CAMIONES

INVESTIGAR : LOS PESOS AUTORIZADOS POR EL MINISTERIO DE TRANSPORTE-RESOLUCION VIGENTE

TIPOS DE EJES


14

OTRA CONFIGURACIONES DE EJES….????

EJE SIMPLE-RUEDA SIMPLE

EJE ……..?


22/04/2017

15

CONFIGURACION USUALES DE LOS EJES Y DE LAS RUEDAS DE LOS VEHICULOS LAS CARGAS DE LOS VEHICULOS SE TRANSMITEN AL PAVIMENTO A TRAVÉS DE LLANTAS,DISPUESTAS EN GRUPOS DE LINEAS DE ROTACION LLAMADOS EJES, LOS CUALES SE CLASIFICAN :

SRS

SRD


16

OPERATIVO-PESO DE VEHICULOS

CUAL ES SU OBJETIVO ? 17 Néstor A. Calvo Guzmán-Magister en Ingenieria de Vias Terrestres

OPERATIVO-PESO DE VEHICULOS

CUANTO PESA EL EJE DELANTERO DE ESTE VEHICULO ? CUANTO PESA EL EJE TRASERO DE ESTE VEHICULO ? Néstor A. Calvo Guzmán-Magister en Ingenieria de Vias Terrestres

VER VIDEO 18

DIFERENTES MAGNITUDES DE CARGA POR EJE QUE CLASE DE VEHICULO ES ?

EJE 1 PESO ?

EJE 2

EJES 3 Y 4

PESO ?

PESOS ?

PLANILLA OPERATIVO DE PESAJE

SRS SRD NORMAL

NORMAL

ESTABLECIDA MEDIANTE RESOLUCION DEL MINISTERIO


22/04/2017

21

MAXIMO PESOS BRUTO VEHICULAR AUTORIZADO-RESOLUCION MINISTERIO DE TRANSPORTE VEHICULO BUS C2 C3 C2-S1 C2-S2 C3-S2 C3-S3

PESOS DE EJES DE LOS VEHICULOS-Ton EJE 1 EJE 2 EJE 3

W total-Ton.

Wvacio-Ton

2.0

5.0

7.0

Wcarg.-Ton

3.0

7.0

10.0

Wvacio-Ton

1.5

2.7

4.2

Wcarg.-Ton

4.1

10.9

15.0

Wvacio-Ton

1.7

5.2

6.96

Wcarg.-Ton

6.0

22.0

28.0

Wvacio-Ton

2.5

3.6

3.0

9.1

Wcarg.-Ton

5.0

11.0

11.0

27.0

Wvacio-Ton

3.5

4.0

3.8

11.3

Wcarg.-Ton

5.3

11.0

15.7

32.0

Wvacio-Ton

3.5

5.4

5.0

13.9

Wcarg.-Ton

6.2

20.9

20.9

48.0

Wvacio-Ton

4.3

6.7

6.2

17.2

Wcarg.-Ton

6.5

21.5

24.0

52.0


22

PESO DE CAMIONES SEGÚN CONFIGURACION

TIPOS DE VEHÍCULO

OBSERVA LA DESIGNACION..2…ES C2

1 TONELADA = 9.81 kN Néstor A. Calvo Guzmán-Magister en Ingenieria de Vias Terrestres

23

CARGAS LEGALES PERMITIDAS EN PERU-COMPARAR


24

AREA DE CONTACTO Y PRESION DE INFLADO

Las presiones de inflado se miden en kilopascales (kpa) o en libras por pulgada cuadrada (psi) Néstor A. Calvo Guzmán-Magister en Ingenieria de Vias Terrestres

25

AREA DE CONTACTO Y PRESION DE INFLADO SUPUESTO 1: La presión de contacto se distribuye de manera uniforme en toda el área de contacto SUPUESTO 2: La presión de contacto es igual a la presión de los neumáticos (presión de inflado).

26

q = presión contacto = Pi (presión de inflado) HUELLA CIRCULAR O REDONDEADA Área contacto = πa^2

a : Radio de carga de la rueda

q = P (CARGA)/Ac = Presión de inflado (SUPUESTO 2)

      

P: Carga aplicada por la Llanta


27

PRESIONES DE INFLADO DE NEUMATICOS CAMIONES

S= CONFIGURACION DE EJE CON 2 LLANTAS

D= CONFIGURACION DE EJE CON284 LLANTAS

Néstor A. Calvo Guzmán-Magister en Ingenieria de Vias Terrestres 29


30

EJEMPLO DE APLICACION Un EJE SENCILLO de RUEDA DOBLE (SRD) tiene una carga de 8.2 toneladas. Calcule el radio de carga de cada llanta para una presión de inflado de 80 psi. b) Si el EJE es de RUEDA SENCILLA (SRS) determine el Área de contacto y el radio de carga. Total Llantas en el Eje (SRD) : 4 Carga por Rueda:

8200 Kg /4 = 2.050 Kg.

 =      ./ Área contacto = 366.07 cm2 Ac = πa^2 entonces a = 10.8 cm b) EJE SIMPLE DE RUEDA SENCILLA …(SRS) ???? Total Llantas en el Eje (SRS) :….2 Néstor A. Calvo Guzmán-Magister en Ingenieria de Vias Terrestres

31

EL TRANSITO

Como puedes observar, es la MEZCLA de varios tipos de vehículos, con pesos y configuraciones diversas que circulan sobre una vía.

22/04/2017

32

DEFINICIONES 

Transito promedio diario (TPD) : Es el numero de vehículos (Automóviles, Buses y Camiones) que circulan por una vía en un día. Se calcula dividiendo el numero de vehículos (A+B+C) que pasan por una vía entre el número de días de conteo. Si el conteo se realiza en un día, una semana, un mes o un año, el TPD adquiere la nomenclaturas de TPDD, TPDS, TPDM y TPDA.



Transito existente : Es aquel que presenta la vía antes de ser intervenida.



Transito atraído: Es el volumen de transito que sin cambiar ni su origen ni su destino, puede ocupar la futura vía pavimentada como ruta alterna.



Transito generado : Es el volumen de transito que resulta como consecuencia del desarrollo económico y social de la nueva zona de influencia.



Transito inducido : Es la suma del transito atraído y generado


33

ESCENARIOS PARA CARACTERIZAR EL TRANSITO CARRETERAS SIN INFORMACION SOBRE TRANSITO    

REALIZAR AFORO DURANTE 7 DIAS CONSECUTIVO EFECTUAR CONTEO DURANTE LAS 24 HORAS DEL DIA OPCION 2 DIAS DE 24 HORAS-UNO LABORAL Y OTRO FIN DE SEMANA. LOS OTROS 5 DIAS SE PUEDEN REDUCIR A 16 HORAS Y SE EXTRAPOLA INFORMACION (24h/16h) NO REALIZAR AFORO DIAS DE FIESTAS PUBLICAS-FESTIVALES, ETC.

CARRETERAS DE TRAZADO NUEVO I. II.

CONECTAR DOS ZONAS ACTUALMENTE DESARROLLADAS COMO ALTERNATIVAS A EXISTENTES i. TRANSITO EXISTENTE+ATRAIDO+GENERADO CONECTAR DOS ZONAS AISLADAS ii. TRANSITO A PARTIR DE HIPOTESIS PRODUCTIVAS, ENCUESTAS,ETC

CARRETERAS CON INFORMACION HISTORICA DE TRANSITO 

SECTORES VIALES INCLUIDOS EN LAS CARTILLAS DE VOLUMES DE TRANSITO-INVIAS ANALISIS DE LA INFORMACION VEHICULAR POR MODELOS DE REGRESION     

MODELO EXPONENCIAL MODELO LINEAL MODELO POTENCIAL MODELO POLINOMICO

34

Dentro del procesamientos de los datos relacionados con el transito, es necesario distinguir los siguientes aspectos: Transito

promedio diario (TPDA) Clasificación de vehículos Factores de equivalencia de carga para cada tipo de vehículo Distribución direccional de los vehículos pesados Distribución por carril Proyección de las variables en la vida de diseño El TPDA es una de las variables fundamentales para la determinación del numero de ejes equivalentes que solicitará el pavimento. Ahora como podemos obtener el TPDA ? Néstor A. Calvo Guzmán-Magister en Ingenieria de Vias Terrestres

35

CARRETERAS EXISTENTES SIN INFORMACION DE TRANSITO 

DETERMINACION DEL TRANSITO EXISTENTE DE UNA VIA- TPDA

EL TPDA es el transito total circulante por una vía durante un año en ambas direcciones dividido por 365 días.

Se obtiene a partir de aforos vehiculares específicos, realizados normalmente durante las 24 horas y en un periodo de 7 días consecutivos. (TPDS)

       ±   (   1) Zc: valor correspondiente al Nivel de Confianza deseado n: tamaño de la muestra (en este caso 7 días) N: tamaño de la población (número de días del año) s: desviación estándar de la muestra

  ( )  1

PLANILLA DE AFOROS DE TRANSITO-TPDS-INVIAS


22/04/2017

37

EJEMPLO DE CALCULO DEL TPDA A PARTIR DEL TPDS Sector: Riohacha-Maicao

Vía: 2 carriles

Días de la semana 1 2 3 4 5 6 7

*Transito *Transito diario (TD) 13 2 0 14 4 5 15 0 0 15 3 2 13 5 8 12 6 0 12 6 7

* Transito obtenido de ambos sentidos =  ++++++ +=1383 vehículos   =  +++++  Ahora se debe calcular la desviación estándar de la muestra, s Néstor A. Calvo Guzmán-Magister en Ingenieria de Vias Terrestres

22/04/2017

38

  ( (    ) )  1

    1383 1383 ℎ ℎ

D ía

TD

(TDi-TPDS)

( (  ) )

1

1 32 0

- 63

396 9

2

1 44 5

62

384 4

3

1 50 0

117

13.689

4

1 53 2

149

22.201

5

1 35 8

- 25

62 5

6

1 26 0

- 12 3

15.129

7

1 26 7

- 11 6

13.456

  72.913 7  1  110

 72  72.91 .9133 Para un Nivel de Confianza del 90% …..Zc= 1.64

    13 1383 ± 1.64 ∗ 1107 3657 1383 83±± 68 68 ℎℎ  3651  13 LO QUE SIGNIFICA QUE PARA 90% DE CONFIANZA, EL TPDA SE ENCUENTRA ENTRE 1315 y 1451 vehículos 39

CARRETERAS CON INFORMACION DE TRANSITO Las cartillas de VOLUMENES DE TRANSITO del INVIAS, presentan inf informa rmació ción sobre bre el tr tran anssit itoo pr proome medi dioo di diaari rioo se sema mana nall (TPD PDSS) pro producto ucto de más de 800 estaciones de conteos distribuidos en la red vial nacional

En las estaciones de peaje se puede obtener información de TPDA y TPDM Néstor A. Calvo Guzmán-Magister en Ingenieria de Vias Terrestres

22/04/2017

40

CARTILLAS QUE CONTIENEN RESULTADOS DE AFOROS EN ESTACIONES ESTABLECIDAS POR EL INVIAS EN LA RED VIAL NACIONAL

CARTILLA DE VOLUMENES DE TRANSITO ESTACIONES RED VIAL DPTO CORDOBA


REPRESENTACION DE UNA ESTACION DE AFORO

22/04/2017

42

REPORTE DEL TPDS POR CADA ESTACION-CARTILLA DEL 2012-2013

EN ESTA CARTILLA NO SE PRESENTA LA DISTRIBUCION DE CAMIONES SEGÚN SU TIPO 43

REPORTE DEL AFORO TOTAL EN LA SEMANA DE LOS DISTINTOS TIPOS DE CAMIONES

TPDS-EST 486-año 2006: 3286 vehículos

A:45% B:9% C:46%

44

EJEMPLO DE LA DISCRIMINACION DEL TPDS POR TIPO DE VEHICULO A PARTIR DE LA INFORMACION DE AFORO DE LA CARTILLA DE VOLUMEN DE TRANSITO. TIPO DE VEHICULO

% QUE REPRESENTA CADA TIPO DE VEHICULO

TPDS POR TIPO DE VEHICULO

AUTO

45

3286 x 0.45= 1479

BUS

9

3286 x 0.09= 296

CAMION 2P

46 x 0.1145= 5.3

3286 x 0.053= 174

CAMION 2G

46 x 0.3681= 16.9

3286 x 0.169= 555

CAMIONES TIPO 3 Y 4

46 x 0.0934= 4.3

3286 x 0.043= 141

CAMION TIPO 5

46 x 0.1390= 6.4

3286 x 0.064= 210

CAMION > 5

46 x 0.2849= 13.1

3286 x 0.131= 431

TOTAL

100

3286

FUENTE: AFORO AÑO 2006-ESTACION 486-LA APARTADA-PLANETA RICA


45

PROYECCION DEL TRANSITO 

A PARTIR DE AFOROS





FACTOR DE PROYECCION EXPONENCIAL



FACTOR DE PROYECCION GEOMETRICA

A PARTIR DE MODELOS DE REGRESION


46



FACTOR DE PROYECCION EXPONENCIAL

    ∗ (1  )        (   )

n = periodo de proyección (número de años)

Ejemplo. Calcular el TPD futuro de una vía que mediante un aforo realizado en el año 2016 arroja un TPD de 3200 vehículos. Suponer una tasa de crecimiento del transito del 3% y un periodo de proyección de 10 años.

  3200 ∗ (1 0.03)   3200∗ (1.345)   4300 ℎ Néstor A. Calvo Guzmán-Magister en Ingenieria de Vias Terrestres

47



FACTOR DE PROYECCION GEOMETRICA

 1 (1)     ∗ (1) Ejemplo. Calcular el TPD futuro de una vía que mediante un aforo realizado en el año 2016 arroja un TPD de 3200 vehículos. Suponer una tasa de crecimiento del transito del 3% y un periodo de proyección de 10 años.

1 (10.03)   3200 ∗ (10.03)   3200 ∗ (1.1634)   3723 ℎ COMPARAR LOS DOS RESULTADOS Néstor A. Calvo Guzmán-Magister en Ingenieria de Vias Terrestres

48



PROYECCION DEL TRANSITO-A PARTIR DE MODELOS DE REGRESION REQUISITOS FUNDAMENTALES:   

SERIES HISTORICAS DE LOS VOLUMENES DE TRANSITO-CARTILLAS DEL INVIAS ECUACION DE MINIMOS CUADRADOS (Ec-1) COEFICIENTE DE CORRELACION ESTADISTICO (Ec-2)

      (  1) 

 ()( ) (Ec-2)

RECUERDA LOS MODELOS DE REGRESIÓN MAS COHERENTES PARA LA PROYECCION DEL TRANSITO SON: EL EXPONENCIAL Y EL LINEAL. 49



PROCEDIMIENTO DE ANALISIS PARA MODELO EXPONENCIAL

      ∗      ( ∗  )         (1) LA ECUACION (1) SE PUEDE ESCRIBIR EN FORMA DE LINEA RECTA :

∗     

∗      ()   ()

TRANSFORMAMOS LOS DATOS DE MANERA QUE:

  ∗  

    

ECUACION DE MINIMOS CUADRADOS

    

COEFICIENTE DE CORRELACION

  (  )(  )

        (1  ) Néstor A. Calvo Guzmán-Magister en Ingenieria de Vias Terrestres

22/04/2017

50

ESTACION 608-FONSECA-BARRANCAS AÑO

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

TPDS

4256

4277

4442

4567

4911

5152

6258

6863

6840

6743

SE ELABORA LA SIGUIENTE TABLA DE CALCULO PARA MAYOR COMPRENSION: AÑO

X

Y

N-9

0

4256

N-8

1

4277

N-7

2

4442

N-6

3

4567

N-5

4

4911

N-4

5

5152

N-3

6

6258

N-2

7

6863

N-1

8

6840

actual

9

6743

Y*=log Y

x= X-Xpr

y=Y*-Y*pr

x^2

y^2

3.6290016

-4.5

-0.097733885 20.25

0.0095519 0.4398025

3.6311393

-3.5

-0.095596254 12.25

0.0091386 0.3345869

3.6475786

-2.5

-0.07915695

6.25

0.0062658 0.1978924

3.659631

-1.5

-0.067104493

2.25

0.004503

3.6911699

-0.5

-0.03556557

0.25

0.0012649 0.0177828

3.7119759

0.5

-0.01475965

0.25

0.0002178

3.7964356

1.5

0.069700055

2.25

0.0048581 0.1045501

3.836514

2.5

0.109778495

6.25

0.0120513 0.2744462

3.8350561

3.5

0.108320597 12.25

0.0117334 0.3791221

3.8288532

4.5

0.102117655 20.25

0.010428

xy

0.1006567

-0.00738

0.4595294

CONTINUACION CON LOS CALCULOS :

  4.5

   82.5

∗  3.7267355   0.0700129   2.3009893

ECUACION DE MINIMOS CUADRADOS :

 2.3009893       82.5   0.0278908   0.0278908 ∗  ∗  0.0278908( ) ∗  3.7267355  0.0278908( 4.5) ∗  3.601226967  0.0278908 Log (Y)=3.601226967+0.0278908X    3.601226967   3992 ()  0.0278908   1.066      ()   3992(1.066)     1   1.066  1           1.066 1  0.066  6.6%

RECUERDA LA ECUACION EC(1)

   

APLICANDO LA ECUACIÓN DE CORRELACIÓN SE OBTIENE LA BONDAD DEL MODELO EXPONENCIAL

  0.92

52



PROCEDIMIENTO DE ANALISIS PARA MODELO LINEAL

ó                ℎ/ñ ECUACION DE MINIMOS CUADRADO:

    

    

    

ECUACION DE CORRELACION DEL MODELO LINEAL



     (  ( ))( ( ))

EFECTUEMOS EL ANALISIS PARA LA MISMA ESTACION 608-FONSECA-BARRANCA Néstor A. Calvo Guzmán-Magister en Ingenieria de Vias Terrestres

ESTACION 608: ANALISIS-MODELO DE REGRESION LINEAL AÑO

X

Y

N-9

0

4256

N-8

1

4277

N-7

2

4442

N-6

3

4567

N-5

4

4911

N-4

5

5152

N-3

6

6258

N-2

7

6863

N-1

8

6840

actual

9

6743



45

54309

x=X-Xpr

y=Y-Ypr

xy







XY

-4.5

-1175

5287.5

20.25

0

18113536

0

-3.5

-1154

4039

12.25

1

18292729

4277

-2.5

-989

2472.5

6.25

4

19731364

8884

-1.5

-864

1296

2.25

9

20857489

13701

-0.5

-520

260

0.25

16

24117921

19644

0.5

-279

-139.5

0.25

25

26543104

25760

1.5

827

1240.5

2.25

36

39162564

37548

2.5

1432

3580

6.25

49

47100769

48041

3.5

1409

4931.5

12.25

64

46785600

54720

4.5

1312

5904

20.25

81

45468049

60687

28862

82.5

285

306173125

273262


54

APLICACIÓN DE ECUACION DE MINIMOS CUADRADOS

 REEMPLAZANDO       28862   350 82.5     350(   ) Y-5431=350(X-4.5) DESPEJANDO EN FUNCION DE Y :

  3856 350      350      350 ℎ  ñ APLICANDO LA ECUACION DE CORRELACION DEL MODELO SE TIENE :

    ó  0.95     ó  0.90 Néstor A. Calvo Guzmán-Magister en Ingenieria de Vias Terrestres

55

DISTRIBUCION DIRECCIONAL DEL TRANSITO DE VEHICULOS PESADOS (DD)

LA DISTRIBUCIÓN DIRECCIONAL (DD) CORRESPONDE A LA PROPORCION DEL TRANSITO DE BUSES Y CAMIONES QUE CIRCULA EN UNA DIRECCION. SI NO SE DETERMINA ESA PROPORCION EN EL PROCESO DE LOS AFOROS. SE ASUME QUE LA MITAD DE ELLOS CIRCULA EN CADA DIRECCIÓN (DD = 0.50)


56

IDENTIFICACION Y OCUPACION DEL CARRIL DE DISEÑO (DC) CARRIL DE DISEÑO: CARRIL QUE SOPORTA EL MAYOR VOLUMEN DE VEHICULOS PESADOS No. DE CARRILES EN CADA DIRECCIÓN

FACTOR DE OCUPACION DEL C.D. POR VEHICULOS PESADOS

1

1.0

2

0.9

3

0.7

4

0.4


¿ CUANTOS CARRILES EN UNA DIRECCIÓN ?

CONCEPTO DE FACTORES DE EQUIVALENCIA DE CARGA POR TIPO DE VEHICULOS

LA HISTORIA DE LOS FECE SE REMONTA DESDE EL SIGLO IXX. EN 1822 MC ADAMS PROPUESO QUE LOS VEHICULOS PESADO DEBERÍAN PAGAR PEAJE EN FUNCIÓN DEL IMPORTE DEL DETERIORO CAUSADA A LA CARRETERA ENFOQUE RACIONAL: (ESWL): CARGA DE UN NEUMATICO QUE PRODUCIRÁ EL MISMO EFECTO DE UN PARAMETRO SELECCIONADO (ESFUERZO,DEFORMACIONES, DEFLEXIÓN O DAÑO) , EN UN DETERMINADO PUNTO DE LA ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO, AL QUE RESULTA DE UNA CARGA DE UN NEUMATICO DUAL EN EL MISMO LUGAR DEL PAVIMENTO (YODER,1975)

FACTORES DE EQUIVALENCIA DE CARGA-PRODUCTO ENSAYO ROAD TEST (1958)-ENFOQUE EMPIRICO

CRITICAS: 

MEDIO AMBIENTE (CICLOS DE CONGELAMIENTOS Y DESCONGELAMIENTOS)



MATERIALES UTILIZADOS PROPIA DE LA ZONA (AGREGADO PARA MEZCLA ASFALTICA-PIEDRA CALIZA)



NO CIRCULARÓN EJES TRIDEM EN EL ENSAYO



ASFALTO DE PENETRACIÓN 85-100



PRESIÓN DE INFLADO DE NEUMATICOS ENTRE 75 A 85 PSI

EJE PATRON O EQUIVALENTE Como se anotó la carga tomada como patrón es un EJE SENCILLO de RUEDA DOBLE (SRD) de 8.2 toneladas (18.000 libras), cuya elección a nivel internacional se hizo por dos motivos :

Porque

el valor de esta carga era similar a la de 8.0 toneladas propuesta en la convención de Génova en 1949. Porque

dicha carga por eje fue normalizada como carga para diseño de pavimentos flexibles, por muchos países y entidades.

LOS FACTORES DE EQUIVALENCIA DE CARGA POR EJE SON FUNCIÓN DE



TIPO DE PAVIMENTO



DE LA CAPACIDAD ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO



DEL SISTEMA DE EJES (SIMPLE, TANDEM, TRIDEM)



DE LA MAGNITUD DE CARGA POR EJE



DEL INDICE DE SERVICIO

Néstor A. Calvo Guzmán-Magister en Ingenieria de Vias Terrestres 62

:

FACTOR DE EQUIVALENCIA DE CARGA POR EJE ( FECE) LA BASE PARA LA CONVERSIÓN DE LAS CARGAS REALES DEL TRÁNSITO EN APLICACIONES EQUIVALENTES DE LA CARGA DE REFERENCIA EN CUANTO A SU EFECTO SOBRE EL PAVIMENTO SE DESARROLLO A PARTR DEL ENSAYO VIAL AASHO ROAD TEST

        é     úú             é  

100.000   80 (8.2)

10.000   142(14.5)

PRODUCEN LA MISMA PERDIDA DE SERVICIO EN LOS DOS PAVIMENTOS

  100.000 10.000  10

63

La Guía AASHTO desarrolló (EN BASE A LOS RESULTADOS DEL AASHO ROAD TEST) FACTORES DE EQUIVALENCIA DE CARGA POR EJE, denominados EALF ( Equivalent Axle Load Factors) EJES SIMPLES-PAVIMENTO FLEXIBLE


EJE TANDEM-PAVIMENTO FLEXIBLE

65

EJE TRIDEM-PAVIMENTOS FLEXIBLES


66

OBTENCION DEL FECE POR MEDIO DE GRAFICAS

PARA CADA CONDICION DE SN y Pt

FACTOR DE LA CUARTA POTENCIA- METODO SIMPLIFICADO DE LA AASHTO 93 n    

MODELO DE DEACON (1969)

        

EL EXPONENTE n (Factor exponencial de deterioro) NO ES CONSTANTE, Y DEPENDE FUNDAMENTALMENTE DE :    

TIPO DE ESTRUCTURA MECANISMO DE FALLA CONSIDERADO (AHUELLAMIENTO, AGRIETAMIENTO, PÉRDIDA DE ÍNDICE DE SERVICIO) CONFIGURACION Y NUMERO DE EJES PRESION DE CONTACTO

DE ACUERDO A INVESTIGACIONES DE LA AASHTO-TRL, EL EXPONENTE n SE PUEDE ASUMIR: CARACTERISTICAS DE LA ESTRUCTURA

EXPONENTE n

PAVIMENTO ASFALTICO

4.0

PAVIMENTO RIGIDO

4.4

PAV.ASF.CON CAPAS LIGADAS HIDRAULICAMENTE

8.0


68

CARGAS POR EJE DE REFERENCIA ADOPTADOS POR EL I.N.V.-PAVIMENTOS FLEXIBLES

TIPO DE EJE

CARGA DE REFERENCIA (Pr) KILO NEWTON

TONELADAS

SIMPLE DE RUEDA SIMPLE

65

6.6

SIMPLE DE RUEDA DOBLE

80

8.2

TÁNDEM DE RUEDA DOBLE

146

15.0

TRIDEM DE RUEDA DOBLE

225

23.0

FUENTE: INV. MANUAL DE DISEÑO DE PAVIMENTOS ASFALTICOS EN VIAS CON MEDIOS Y ALTOS VOLUMENES DE TRANSITO


69

OTRA FORMA DE OBTENERLO FACTORES DE EQUIVALENCIA DE CARGA POR EJE SEGÚN LA LEY DE F LEXIBLE LE LA CUARTA POTENCIA-PAVIMENTO FLEXIB


70

EJEMPLO DE APLICACION 1. Determinar el factor de equivalencia de una carga de un eje tándem de 21 toneladas con relación a la carga de referencia de dich di choo eje. eje. TIPO DE EJE: EJE: TANDEM CARGA DEL EJE: 21 Toneladas (Obtenido de un Pesaje) CARGA DE REFERENCIA:15 Toneladas.-(Para ese tipo de Eje)) TIPO DE PAVIMENTO: FLEXIBLE…VALOR POTENCIA N=4 Factor de Equivalencia=(Carga Equivalencia=(Carga del eje (t)/15t)^4= 3.84 Es decir, que el paso de una carga de 21 toneladas pro produce uce en la estruc tructu tura ra del pa pavi vime ment ntoo un daño o el mismo efecto que el paso de 3.84 EJES tándem de 15 toneladas. Néstor A. Calvo Guzmán-Magister en Ingenieria de Vias Terrestres

71

FUENTE: CURSO DE ESPECIALIZACION EN INGENIERIA DE VIAS Y TRANSPORTE-UNIVERSIDAD DEL NORTE

FACTOR DE EQUIVALENCIA DE CARGA POR TIPO DE VEHICULO (FECV)

3.5

6.5

3.0 t

18 

24 

OPERATIVO DE PESAJE

4 4 3.5 3.0 (2)  6.6 + 6.6   0.122 Néstor A. Calvo Guzmán-Magister en Ingenieria de Vias Terrestres

6.5  18  24  33  6.6 15 23 FECV(C3S3) 4.199 4

73

4

4

CASO-NORMATIVA PERUANA

74

OTROS EJEMPLO DE APLICACIÓN-FACTOR DAÑO POR VEHICULO II. Calcular el factor de equivalencia de un vehículo C3 que soporta una carga en el eje simple direccional de 6 toneladas y en el eje tándem de 22 toneladas. Considere un pavimento flexible. C3: Configuración : EJE SENCILLO (SRS) + EJE TANDEM Factor de Equivalencia= (6t/6.6t)^4 + (22t/15t)^4 Factor de equivalencia= 0.69 + 4.62 = 5.31 Es decir, que el paso de un camión C3 de 28 toneladas (6t+22t) produce en la estructura del pavimento un daño o el mismo efecto que el paso de 5.31 EJES EQUIVALENTES de 8.2 toneladas 5.31

= 75

EJEMPLO DE APLICACION III. Calcular el factor de equivalencia de un vehículo C3S3 que soporta una carga en el eje simple direccional de 6 toneladas, en el eje tándem de 20 toneladas y en el eje tridem de 24 toneladas . Considere un pavimento flexible. Factor de Equivalencia= (6t/6.6t)^4 + (20t/15t)^4 + (24t/23t)^4 Factor de equivalencia= 0.68 + 3.16 + 1.19 = 5.03 Es decir, que el paso de un vehículo C3S3 de 50 toneladas produce en la estructura del pavimento un daño o el mismo efecto que el paso de 5.03 EJES EQUIVALENTES de 8.2 toneladas 5.03

= 76 Resolver los ejemplos II y III para el caso que la estructura de pavimento sea rígida.

FACTOR CAMION O FACTOR DAÑO POR VEHICULO 

Es el parámetro empírico que permite convertir el transito real o mezclado en aplicaciones equivalentes del eje de referencia o patrón para diseños de pavimentos asfalticos.



El FACTOR CAMION es el numero de ejes simples equivalentes de referencia (80 kN) que producirían en el pavimento un daño equivalente al de una pasada de un vehículo comercial

TOMANDO los datos de los Ejemplos anteriores : FACTOR CAMION = 5.31

FACTOR CAMION = 5.03 77

Como puedes observar LA SUMA DE LOS FACTORES DE EQUIVALENCIA de los ejes nf el hí lo ta el FACTOR CAMION FACTOR DE DAÑO

FECARGA(FECE) VS FACTOR CAMION O FACTOR DAÑO En términos coloquiales EL FACTOR DE EQUIVALENCIA es un FACTOR que TRANSFORMA la CARGA DEL EJE REAL a UNA CARGA STANDART O EQUIVALENTE.

FEC

La SUMA de los FECE de los EJES de un VEHICULO REPRESENTA EL FACTOR CAMION Néstor A. Calvo Guzmán-Magister en Ingenieria de Vias Terrestres

FCAMION

79

EQUIVALENCIA DE CARGA POR VEHICULO CONCEPTO DE LA EQUIVALENCIA DE CARGA

TRANSITO REAL FC

TRANSITO EQUIVALENTE El FACTOR CAMION se puede determinar de MANERA INDIVIDUAL PARA CADA TIPO DE VEHICULO COMERCIAL ( como se ha mostrado en los ejemplos anteriores) o como promedio de todo el flujo de transito pesado (Factor Camión Global).

DETERMINACION DEL FACTOR CAMION GLOBAL 

Se pesan los ejes de los vehículos comerciales que circulen por la vía durante cierto lapso. (recuerda el video de la estación de pesaje de una carretera de Bolivia)



Se tabulan por grupos los valores de carga por eje obtenidos para los diferentes sistemas de ejes ( esto se denomina espectro de carga)



Los valores tabulados son afectados por los factores de equivalencia de carga por eje (FECE), aplicando los factores de la AASHTO (EALF) o empleando la ley de la cuarta potencia (la que ya conoces en detalle).


22/04/2017

81

1000 VEHICULOS PESADOS


22/04/2017

FACTORES DE EQUIVALENCIA POR TIPO DE VEHICULOFACTOR CAMION TIPO DE VEHICULO

MOPT-INGEROUTE

UNIVERSIDAD DEL CAUCA -1996

C2 PEQUEÑO C2 GRANDE C3 C2-S1 C4 C3-S1 C2S2 C3S2 C3S3 BUS P-600 BUS P-900 BUSETA CONSULTA LOS DEL MOPT-INGEROUTE

1.14 3.44 3.76 3.37 6.73 2.22 3.42 4.40 4.72 0.40 1.00 0.05

ARTICULO REVISTA INGENIERIA UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA – PUBLICADO MARZO DEL 2013

Fuente: Investigación Universidad del Norte-Convenio 2011-Invias OJO: EL FC-1996-INVIAS ES DE 1.44 Y NO 3.44 (ERROR EN EL ARTICULO)

DE FACTORES CAMION DE LOS VEHICULOS COMERCIALES DE CARGA QUE CIRCULAN POR LA RED VIAL PRINCIPAL COLOMBIANA”. “EVALUACION

Consulta ese articulo…y aprenderás más sobre el tema 85

ASPECTOS QUE INFLUYEN SOBRE LA DETERMINACIÓN DEL FACTOR CAMION (F.C.) 

EL FACTOR CAMION ES UN VALOR CUYA MAGNITUD CAMBIA CON EL TIEMPO EN UNA DETERMINADA CARRETERA DEBIDO A DIVERSOS FACTORES :  





DESARROLLO DE LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ (LINEA DE BUSES-CAMIONES) MODIFICACIONES DE LA CARGA MAXIMA LEGAL PERMITIDA INTEGRACION REGIONAL CON ACUERDOS DEL TLC

EL VALOR NUMÉRICO DEL FACTOR CAMION ESTÁ RELACIONADO DIRECTAMENTE CON LA INTENSIDAD DE LA SOBRECARGA VEHICULAR


22/04/2017

86

VALORES DE F.C. DE OTROS PAISES

TIPO DE VEHICULO

FACTOR CAMION

DESCRIPCION

LIVIANO

0.0001

2 EJES SIMPLES

BUS

0.65

1 EJE SIMPLE, 1 EJE DUAL

CL

0.1

2 EJES SIMPLES

C2

0.8

1 EJE SIMPLE, 1 EJE DUAL

C3

1.4

1 EJE SIMPLE, 1 EJE TANDEM

T3-C2

2.2

1 EJE SIMPLE, 2 EJE TANDEM

Fuente: Guía de diseño para pavimento de bajo volumen de transito en Costa Rica Néstor A. Calvo Guzmán-Magister en Ingenieria de Vias Terrestres 87

EFECTOS DE LA SOBRECARGA VEHICULAR


88



89



FORMAS DE CARACTERIZAR LA VARIABLE TRANSITO 



EMPLEAR CARGAS EQUIVALENTE POR EJE, CONVIRTIENDO LAS CARGAS REALES DEL TRANSITO ESPERADAS A UN NUMERO EQUIVALENTE DE APLICACIONES DE UN EJE NORMALIZADO, NORMALMENTE UN EJE SIMPLE DE DOBLE RUEDA DE 80 KN.

EMPLEAR EL ESPECTRO DE CARGA REAL DE EJES SIMPLES, TÁNDEM, TRIPLES Y CUADRUPLE. ESTE ESPECTRO INCLUYE EL NUMERO DE EJES EN UNA SERIE DE GRUPOS DE CARGA, DURANTE INTERVALOS DE TIEMPO PROLONGADOS. ESTE ES EL PROCEDIMIENTO CORRIENTE PARA EL DISEÑO DE PAVIMENTOS RIGIDOS.

CARRIL DE DISEÑO : CARRIL SELECCIONADO DE LA CALZADA POR LA CUAL SE ESPERA LA MAYOR CIRCULACION DEL TRANSITO PESADO

PERIODO DE DISEÑO : LAPSO DE TIEMPO (años) QUE TRANSCURRE DESDE QUE UN PAVIMENTO SE ENTREGA EN SERVICIO HASTA QUE ALCANZA SU INDICE DE SERVICIO TERMINAL EL INDICE DE SERVICIO SE ESTABLECE POR MEDIO DEL “INDICE DE RUGOSIDAD INTERNACIONAL (m/km)“ CORRELACION B.AL-OMARI

  5 −.∗ EQUIPO PARA MEDICION DE IRI-PERFILOMETRO LASER Néstor A. Calvo Guzmán-Magister en Ingenieria de Vias Terrestres

92


22/04/2017

93

PROYECCION DEL TRANSITO Y CALCULO DEL NUEMRO DE EJES EQUIVALENTES EN EL PERIODO DE DISEÑO (N) Nivel 1: Pronostica el numero de ejes equivalentes acumulados en el periodo de diseño como simple expansión del numero de ejes equivalentes en el año base. En este caso se necesita conocer el transito promedio diario (TPD), el porcentaje de vehículos comerciales y el factor de equivalencia de carga global (Factor Camión Global) para el año inicial de proyecto y la definición de la tasa de crecimiento.

N8.2toni



365*TPD *%Vc * Fcg * Fd * Fca * F p

Fp = Factor de proyección de transito, determinado asi:

F p



(1  r ) n



1

Vc = Vehículos Comerciales

Vc= Buses + Camiones Fcg=Factor Camión Global n = Periodo de diseño (años) Fd = Factor direccional 94 r = Tasa de crecimiento del transito (%) Fca = Factor carril ln(1  r )

¿ OTRA EXPRESION PARA OBTENER EL NUMERO DE EJES EQUIVALENTES DE 8.2 TONELADAS EN EL CARRIL DE DISEÑO?

TPD: TRANSITO PROMEDIO DIARIO ANUAL

A: % DE VEHICULOS COMERCIALES

B: % VEH. CARGADOS QUE CIRCULAN POR EL CARRIL DE DISEÑO ( FD) r : % TASA DE CRECIMIENTO TRANSITO

FCg : FACTOR CAMION

n : PERIODO DE DISEÑO

¿ QUE FACTOR HACE FALTA AQUÍ ?

FACTOR CARRIL

ASPECTOS A TENER ENCUENTA PARA LA PROYECCION DEL NUMERO DE EJES EQUIVALENTES DE 8.2 TONELADAS (80 KN)

FACTOR CARRIL

UTILIZACION DE LOS FACTORES DE EQUIVALENCIA-FACTOR CAMION TIPO DE VEHICULO

MOPT-INGEROUTE

UNIVERSIDAD DEL CAUCA -1996

C2 PEQUEÑO C2 GRANDE C3 C2-S1 C4 C3-S1 C2S2 C3S2 C3S3 BUS P-600 BUS P-900 BUSETA CONSULTA LOS DEL MOPT-INGEROUTE

1.14 3.44 3.76 3.37 6.73 2.22 3.42 4.40 4.72 0.40 1.00 0.05

EJEMPLO No.1- CALCULO DEL NUMERO ACUMULADOS DE EJES EQUIVALENTE DE 8.2 T EN UN AÑO i

OJO: AQUÍ SE ESTABLECE EL FACTOR CAMION GLOBAL

FACTOR DIRECCIONAL-FD FACTOR CARRIL-FC 98

EJEMPLO No.2-OTRA FORMA DE CALCULO UTILIZANDO FACTORES DE EQUIVALENCIA DE CARGA (F.E.C.E) TPDS = 775 vehículos/día Porcentaje de buses = 9% Porcentaje de camiones: C2P=10%; C2G=8%; C3=5%; C2-S2=7% Tasa de crecimiento = r= 2.5% n = 10 años Vías de cuatro carriles, dos en cada dirección. Estructura de pavimento flexible DESARROLLO DEL EJERCICIO :

Porcentaje de vehículos pesados: VC = %B+%C = 9%+10%+8%+5%+7% =39%  El numero de vehículos comerciales diarios que circulan por la vía: Buses=9%*TPDS=9*775/100=69.75 C2P =10%*TPDS=10*775/100=77.5 C2G=8%*TPDS = 8*775/100=62 C3 = 5%*TPDS = 5*775/100=38.75 C2-S2=7%*TPDS=7*775/100 = 54.25 Total numero de vehículos pesados comerciales que circulan por la vía: 69.75+77.5+62+38.75+54.25 =302.25 

 

Como la vía es de cuatro carriles, dos en cada dirección, B = 90% Como el estudio de transito se realizó con CONTEO y sin PESAJE, el Factor Camión se determina promediando los factores daño, que se mostraron en la diapositiva anterior, ASI:



FC = ( 69.75*1.0 + 77.5*1.14+62*3.44+38.75*3.73+54.25*3.42)/302.25



Factor Camión Global= 2.32

Factor Camión para C3

Numero de Vehículo Tipo C3 RECUERDA: AQUÍ SE HIZO USO DE LOS FACTORES CAMION DE LA UNIVERSIDAD DEL CAUCA-AÑO 1996

La variable transito N de eje de equivalencia de 8.2 toneladas es igual a: N = 775*(39/100)*(90/100)*365*(1+0.025)^10 -1/Ln(1+0.025)*2.32 = 2.612.833 ejes equivalente de 8.2 toneladas en el carril de diseño durante el periodo de diseño. Néstor A. Calvo Guzmán-Magister en Ingenieria de Vias Terrestres

100

EJEMPLO No.3- OTRA FORMA DE APLICACION II. Determinar el FACTOR CAMION GLOBAL y el número de ejes equivalentes de 8.2 toneladas de una carretera con base en la siguiente información: Transito Promedio Diario (TPD) : 400 vehículos/día Composición vehicular A=55%, B=12% C=33% Distribución de los camiones, C2P=50%; C2G=25%;C3=10%;C4=10%; C5=4% y C6=1% (Aquí los % es referida al 100% de Camiones) FC=(%C2P*Fe+C2G*Fe+C3*Fe+C4*Fe+C5*Fe+C6*Fe)/(%C2P+%C2G+%C3+%C4+%C5+%C6)

FCcamiones=(50*1.14+25*3.44+10*3.76+10*6.73+4*4.40+1*4.72)/(50+25+10+10+4+1)=2.702 INCLUIDO LOS BUSES FCglobal=(%B*Febus+%C*FC)/(%B+%C) FCglobal=(12*1+33*2.852)/(12+33)=2.248 b) N8.2 ton diarios= TPD*%VC*FCg*Fd*Fca Fd = Factor de distribución por sentido = 0.5

Fca=Factor de distribución por carril = 1.0

N8.2 ton diarios = 400*0.45*2.248*0.5*1.0=202 ejes equiv.diarios de 8.2t en el carril de diseño

EJEMPLO No. 4-DE APLICACION III. El tránsito promedio de una vía es de 700 vehículos, de los cuales 15% son buses y el 25% son camiones. La tasa de crecimiento de tránsito es del 3% anual, el periodo de diseño es de 10 años, el factor de camión es de 1.80 y la vía tiene dos (2) carriles. Determinar el número de ejes equivalentes de 8.2 toneladas en el carril de diseño durante el periodo de diseño.

Factor Proyección=(1+0.03)^10-1/Ln(1+0.03)=11.635 N8.2 ton=700*(15+25)/100*50/100*365*11.635*1.80= =1.070.187 ejes equivalentes de 8.2 toneladas en el carril de diseño durante el periodo de diseño. N8.2 ton

RECUERDA: A = REPRESENTA % DE VEHICULOS COMERCIALES

B=Fd=% Distribución de los vehículos Pesados en el carril de diseño= 50% 102 Fca = Factor de distribución por carril = 1.0 ( tiene un sentido por carril )

AQUÍ LOS EJES EQUIVALENTES DE 8.2 TONELADAS DE DISEÑO SE HAN CALCULADO AÑO A AÑO-ESQUEMA DEL TALLER DE DISEÑO.

ESTE ES EL VALOR ACUMULADO FINAL QUE NECESITAMOS

NIVELES DE TRANSITO DE DISEÑO

ES IMPORTANTE EL CONOCIMIENTO DE LOS NIVELES DE TRANSITO DE DISEÑO PORQUE ESTO ES REQUERIDO PARA:    

Calculo del Percentil de diseño del CBR de la subrasante Tipos de Subbase a seleccionar según Articulo 320-Especificicaciones INV Tipos de Base Granular a seleccionar según Articulo 330-Especificaciones INV Requisito de Calidad de la Mezcla asfáltica en caliente-Articulo 450-INV Néstor A. Calvo Guzmán-Magister en Ingenieria de Vias Terrestres

104

CATEGORIA DE TRANSITO SEGÚN LOS MANUALES DE DISEÑOS DEL INVIAS

Fuente: Manual de diseño pavimentos asfalticos bajos volúmenes de transito

Fuente: Manual de diseño de pavimentos de concreto Néstor A. Calvo Guzmán-Magister en Ingenieria de Vias Terrestres

105

CATEGORIA DEL TRANSITO SEGÚN EL IDU


106

PROYECCION DEL TRANSITO Y CALCULO DEL NUMERO DE EJES EQUIVALENTES EN EL PERIODO DE DISEÑO

Hasta ahora la proyección del transito y el calculo del numero de ejes equivalentes de 8.2 toneladas en el periodo de diseño, se había OBTENIDO A PARTIR DE UN AFORO (TPD), conocimiento de la tasa de y otros factores…ESTA DETERMINACION ES LA QUE SE CONOCE COMO NIVEL 1.

NIVEL 2: Pronostica el numero acumulados de ejes equivalentes en el carril de diseño y en el periodo de diseño, a partir de la extrapolación de la serie histórica del número de ejes equivalentes que se presentaron en cada uno de los años que conforman dicha serie. Para realizar este procedimiento, se requiere el conocimiento de la serie histórica del transito promedio diario, de las composiciones y el factor de equivalencia por tipo de vehículo en el año de estudio o de base. Néstor A. Calvo Guzmán-Magister en Ingeniería de Vías Terrestres

107

MODELOS DE REGRESION MODELO LINEAL EXPONENCIAL POTENCIAL LOGARITMICO

TIPO DE ECUACION

            ∗  Y    ∗ ()

Y: VARIABLE DEPENDIENTE (REPRESENTA EL TPD) X: VARIABLE INDEPENDIENTE (REPRESENTA LOS AÑOS ) a y b: CONSTANTES DE REGRESION

RECUERDA LOS ANALISIS REALIZADOS PARA LOS MODELOS LINEAL Y EXPONENCIAL Néstor A. Calvo Guzmán-Magister en Ingenieria de Vias Terrestres

108

PASOS PARA PROYECCION NIVEL 2- SERIE HISTORICA-ESTACIONES DE CONTEO DEL INSTITUTO NACIONAL DE VIAS 1. Establecer la Serie Histórica de TPDS de los últimos 10 años. (Cartilla de Volúmenes del INVIAS que conociste en clase) 2. Asumir los Factores Camión o de daño para los vehículos comerciales (Ejemplo: Los establecidos por la Universidad Cauca-1996) 3. Convertir los TPDS observados en cada uno de los años de la Serie Histórica a EJES EQUIVALENTES ACUMULADOS DURANTE ESE AÑO, EN EL CARRIL DE DISEÑO 4. Con base en la información de TRANSITOS O EJES EQUIVALENTES, realizar un análisis estadísticos para establecer modelos de crecimiento factibles para las condiciones del estudio. Uno de estos tipos de modelos son los conocidos como MODELOS DE REGRESION 5. Definir el modelo de crecimiento del transito factible. La selección final de cualquier modelo de pronostico se realizará sobre la base de los resultados de los coeficientes estadísticos (R , de la capacidad de la vía y la coherencia entre el valor proyectado y los datos iniciales.

²,,,)

VEAMOS EL EJEMPLO 1…CON APOYO HERRAMIENTA EXCEL

109

PASOS PARA PROYECCION NIVEL 2- SERIE HISTORICA-ESTACIONES DE CONTEO DEL INSTITUTO NACIONAL DE VIAS 6. Estimar el transito futuro en cada uno de los años del periodo de diseño con base al modelo seleccionado. 7. Corregir el transito proyectado para garantizar una CONFIABILIDAD DEL 90% en la determinación del numero de ejes equivalentes. El procedimiento para introducir la confiabilidad al transito es el siguiente: a. Calculo del error estándar (σ) del modelo utilizado en la proyección del transito, determinado con base en los datos de la serie histórica utilizada para definir el modelo. (ver formula).

b. Calculo del error estándar en la predicción del tránsito (σpronostico) año por año, en el periodo de diseño. (ver formula) c. Determinación de los valores de corrección (Cj) para los Nj con base en el nivel de confianza deseado.

.

  σ *Zr

PASOS PARA PROYECCION NIVEL 2- SERIE HISTORICA-ESTACIONES DE CONTEO DEL INSTITUTO NACIONAL DE VIAS Continuación…..

  σ *Zr ´j = Nj+Cj

Nj: Ejes equivalentes estimados por el modelo en el año j Cj: Corrección en ejes equivalentes para el año j N´j: Ejes equivalentes corregidos en el año j Por ultimo : 8. Acumular los ejes equivalentes en el periodo de diseño, para lo cual se sumaran los tránsitos equivalentes corregidos desde el año inicial de proyección hasta el año final del periodo de diseño. 9. Calcular el valor del transito equivalente de diseño (N) teniendo en cuenta, además del transito normal, los volúmenes de tránsito correspondiente al tránsito generado y atraído debido a la construcción. Con ejemplo No.2 APOYADO EN LA HERRAMIENTA EXCEL

EJEMPLO DE SERIE HISTORICA - ESTACION 250- VIA RIOHACHA-MAICAO Tabla No.1 – Serie Histórica AÑO

TPDs

A%

B%

C%

DISTRIBUCION PORCENTUAL %

C2P

C2G

C3-C4

C5

C6

1997

275

62

9

29

35

35

6

9

15

1998

340

61

8

31

30

40

6

9

15

1999

470

62

7

31

32

38

6

9

15

2000

600

60

8

32

30

40

7

8

15

2001

705

59

9

32

30

40

6

6

18

2002

815

57

8

35

30

40

6

10

14

2003

920

60

7

33

25

45

6

9

15

2004

1020

59

7

34

20

50

6

9

15

2005

1120

60

8

32

30

40

6

11

13

2006

1210

58

8

34

30

40

5

10

15

2007

1300

58

8

34

30

40

6

6

18

DATOS TOMADOS DE LAS CARTILLAS-VOLUMENES DE TRANSITO DE LOS 112 AÑOS 1997; 1998; 1999; 2000; 2001; 2002; 2003; 2004; 2005; 2006 Y 2007 EDITADAS POR EL

LOS DEL AÑO 1996 CORRESPONDEN A LOS FACTORES DE EQUIVALENCIA OBTENIDOS POR LA UNIVERSIDAD DEL CAUCA, AJUSTANDO EL FACTOR EQUIVALENTE PARA BUSES A 1.00. FACTORES ESTOS CON LOS CUALES SE VIENEN TRABAJANDO HASTA TANTO NO SE EFECTUEN ESTUDIOS DE PESAJES ESPECIFICOS. Néstor A. Calvo Guzmán-Magister en Ingenieria de Vias Terrestres

113

1. Se calcula el TRANSITO EQUIVALENTE DIARIO EN CADA AÑO DE LA SERIE HISTORICA, para lo cual utilizamos el FACTOR DE EQUIVALENCIA DE CARGA para cada TIPO DE VEHICULOS, de la UNIVERSIDAD DEL CAUCA.(1996) EJ : AÑO 1997- TPD de 275 Vehículo

TPD*%VC

DD

DC

TPDi

F.Equiv. U.Cauca

# Ejes Equiv diarios

1

2

3

4

5

6

7

BUS

24.8

1.0

1.0

24.8

1.00

24.8

C2P

27.9

1.0

1.0

27.9

1.14

31.8

C2G

27.9

1.0

1.0

27.9

3.44

96.0

C3-C4

4.8

1.0

1.0

4.8

3.76

18.0

C5

7.2

1.0

1.0

7.2

4.4

31.6

C6

12.0

1.0

1.0

12.0

4.72

51.5

105 = 275*0.38

BUS 24.8 = 275*38/100= 275*0.38 C2P 27.9= 275*0.29*0.35

259

# ejes equiv diarios = 24.8* F.E.C=24.8*1.00 # ejes equiv. Diarios = 27.9*F.E.C = 27.9*1.14

Y así sucesivamente para cada tipo de vehículo, hasta obtener el # diario de ejes equivalentes de 80 kN para el TPD de 1997. SE HA CONVERTIDO ESE TRANSITO MIXTO EN UN TRANSITO DE EJES EQUIVALENTES DE 80 kN. PARA NUESTRO CASO LOS 105 VEHICULOS COMERCIALES ( TPD * % V.C) EQUIVALEN A 259 EJES EQUIVALENTES DE 8.2 Toneladas.

Lo anterior significa que el FACTOR CAMION GLOBAL = 259/105 = 2.475

PARA CADA AÑO DE LA SERIE HISTORICA ( 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006 Y 2007 SE DEBE REALIZAR EL MISMO PROCEDIMIENTO DE CALCULO MOSTRADO EN LA ANTERIOR DIAPOSITIVA Y AL FINAL VAMOS A REPRESENTAR LA INFORMACIÓN EN LA SIGUIENTE TABULACIÓN:


115

Tabla No.2 – Transito Equivalente Diario de 80 kN AÑO SERIE HISTORICA

TRANSITO EQUIVALENTE

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

259 348 470 632 753 934 1025 1208 1180 1353 1455

Con esta información se construyen modelos estadísticos de regresión para la obtención del NUMERO ACUMULADOS DE EJES EQUIVALENTES EN EL 116 CARRIL DE DISEÑO DURANTE EL PERIODO DE DISEÑO.

ECUACIONES DE TENDENCIA


117

COMO CONSTRUIMOS LAS GRAFICAS DE LOS MODELOS EN EXCEL 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

13.

Construimos la tabla con las columnas X (años) ; Y ( TPD equivalente). Vamos a INSERTAR-DISPERSION-Click Izquierdo. Seleccionamos DISPERION (Primer grafico)-Clic Izquierdo. Nos situamos dentro del Área de trazado (Cuadro abierto en el paso anterior)-ClicK derecho-Seleccionar datos-Clic Izquierdo. Aparece ventana “ Seleccionar origen de datos “ Ubicamos el cursor titilante (celda) en el primer DATO de la columna X y hacemos “tecla Shift y Tecla cursor derecha simultáneamente para SELECCIONAR EL ULTIMO DATO DE LA COLUMNA Y. A continuación nos aparece en la ventana, EL RANGO TOMADO DE LA HOJA del libro de Excel ( se verifica ejemplo: Hoja1$B3:$C13) En la ventana damos “ Aceptar” Aparece la Grafica con la información de datos Nos ubicamos dentro del Grafico y damos Clic Derecho Aparece un nuevo menú y seleccionamos “ Agregar línea de tendencia”, Clic Izquierdo Aparece las “ Opciones de línea de tendencia”; seleccionamos por ejemplo: LINEAL y en la parte de debajo de esa ventana, seleccionamos con un clic izquierdo la opción “ Presentar ecuación en el grafico”; y luego damos otro clic izquierdo, para Seleccionar la otra opción de “ Presentar el valor de R cuadrado en el grafico” Damos Cerrar….y VEMOS EL MODELO SELECCIONADO EN EL PASO 12, CON SU ECUACION Y SU COEFICIENTE DE CORRELACION…..


118

Unidad 5 Transitos 2017

Recommend Documents