TRAFICO VARIABLE DE PAVIMENTOS

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ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL
EL TRÁFICO COMO VARIABLE DEL DISEÑO DE PAVIMENTOS
FACULTAD DE INGENIERÍA EN CIENCIAS DE LA TIERRA 
Profesora: 
Ing. Carola Gordillo
DISEÑO DE PAVIMENTOS
CIVG1007
TRÁFICO
AASHTO GUIDE FOR DESIGN OF PAVEMENT STRUCTURES – 1993:
PART I – CHAPTER 1- SECTION 1.4
PART II – CHAPTER 1 AND CHAPTER 2
APPENDIX D
CAPITULO 3 DEL DOCUMENTO IBCH "DISEÑO DE PAVIMENTOS AASHTO-93“
CAPITULO 2 LIBRO MONTEJO
TRAFICO 
Algunas figuras mostradas en esta presentación corresponden al material del curso “Análisis Mecanicista de Pavimentos” dictado por el Dr. Paúl Garnica.
RECONOCIMIENTO
Modelación de la sección estructural de un pavimento
Distribución de esfuerzos en el pavimento
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Configuración de los ejes de carga
Configuración de los ejes de carga
Configuración de los ejes de carga
TABLA DE PESOS Y DIMENSIONES
TABLA DE PESOS Y DIMENSIONES
Vehículos de carga
Vehículos de carga
Vehículos de carga
QUÉ ES LO PRIMERO QUE NECESITO DETERMINAR RELACIONADO A LA VARIABLE DE TRÁFICO?
CANTIDAD DE VEHICULOS:
TPDA Y TRAFICO PROYECTADO
CONTEO CLASIFICADO DE VEHICULAR
COMPOSICION DEL TRAFICO
Fuente: informe realizada para la elaboración del diseño de la rehabilitación del pavimento del tramo Guaranda – El Arenal de 30 km. de longitud, dentro del proyecto Ambato-Guaranda y pasos Laterales de Guaranda y Ambato. 
TPDA = TF + TG + TD
Dónde:
TF=Tráfico futuro.
TG = Tráfico generado.
TD = Tráfico desarrollado.
CÁLCULO DEL TPDA
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El pronóstico del volumen y composición del tráfico se basa en el tráfico actual. Los diseños se basan en una predicción del tráfico a 15 o 20 años y el crecimiento normal del tráfico.
TF = Ta * (1+i) n
Dónde:
Ta =Tráfico actual. Siendo el número de vehículos que circulan sobre una carretera antes de ser mejorada o es aquel volumen que circularía, al presente, en una carretera nueva si ésta estuviera al servicio de los usuarios.
i = Tasa de crecimiento de Tráfico. (En caso de no contar con datos, utilizar la tasa de crecimiento poblacional o de combustibles).
n = Número de años de proyección.
TRÁFICO FUTURO
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TASAS DE CRECIMIENTO DE TRÁFICO
Usar tasas de crecimiento publicadas por la unidad de factibilidad de la entidad vial correspondiente
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Está constituido por aquel número de viajes que se efectuarían sólo si las mejoras propuestas ocurren. En el país aún no se dispone de estudios respecto al comportamiento de tráfico generado, pero es conveniente disponer de un valor que relacione el grado de mejoramiento con el volumen de tráfico.
En consecuencia, se ha establecido que el volumen de tráfico generado que provoca la terminación del proyecto, será igual a un porcentaje de tráfico normal que se espera en el primer año de vida del proyecto. Este porcentaje se estima equivalente a la mitad del ahorro en los costos a los usuarios expresado también como porcentaje.
Se establece como límite máximo de incremento por tráfico generado el correspondiente a un 20 por ciento del tráfico normal para el primer año de operación del proyecto.
TRÁFICO GENERADO 
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Es aquel atraído desde otras carreteras o medios de transporte, una vez que entre en servicio de vía mejorada, además se producen por incorporación de nuevas áreas a la explotación o por incremento de la producción de las tierras localizadas dentro del área de influencia de la carretera, en razón de ahorro de tiempo y distancia.
En cada proyecto, y en base a los datos que proporcionan los contajes de Tráfico, así como las investigaciones de origen y destino se determinará cual será el factor de expansión del tráfico por desarrollo que debe emplearse para obtener el TPDA correspondiente.
TRÁFICO DESARROLLADO
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EJERCICIO
CÁLCULO DE TPDA
QUÉ NECESITO CALCULAR RELACIONADO A LA VARIABLE DE TRÁFICO PARA DISEÑO DE PAVIMENTOS?
EJES EQUIVALENTES (ESALs)
CARGA DE EJE EQUIVALENTE - ESAL
FACTORES
FACTORES EQUIVALENTES DE CARGA
FACTOR CAMION
FACTOR DE CRECIMIENTO
FACTOR DE DIRECCIONALIDAD
FACTOR DE DISTRIBUCION POR CARRIL
CONVERSION DE TRANSITO EN ESALs
PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO
PROCEDIMIENTO CALCULO RIGUROSO
ANALISIS DE TRANSITO
VOLUMENES DE TRANSITO
VOLUMENES DE CAMIONES
PESO DE CAMIONES
FACTORES QUE AFECTAN EXACTITUD DE ESALs
CONCEPTOS IMPORTANTES
Diferentes cargas actuantes sobre un pavimento producen diferentes tensiones y deformaciones en el mismo. 
Diferentes espesores de pavimentos y diferentes materiales responden de diferente manera a una misma carga. 
Debido a esta diferente respuesta en el pavimento, las fallas serán distintas según la intensidad de la carga y las características del pavimento. 
CARGA DE EJE EQUIVALENTE SIMPLE: ESAL
Para tener en cuenta esta diferencia, el tránsito es reducido a un número equivalente de ejes de una determinada carga que producirán el mismo daño que toda la composición del tránsito. 
El tránsito está compuesto por vehículos de diferente peso y número de ejes, y a los efectos de cálculo, se los transforma en un número equivalente de ejes tipo de 80 KN o 18 kips. 
Se los denominará ESAL, que es la sigla en inglés de "Carga de Eje Equivalente Simple" -“Equivalent Single Axle Load”
CARGA DE EJE EQUIVALENTE SIMPLE: ESAL
CONCEPTO
La transformación del número equivalente de ejes de distinta naturaleza y peso en ESALs es una tarea compleja. 
Es necesario fijar adecuadamente el concepto de que el tipo de eje y su peso es más importante que el peso del vehículo en lo que respecta al comportamiento del pavimento.
CONVERSION DE TRANSITO 
EN ESALs
La conversión se hace a través de los factores equivalentes de carga, denominados LEF por sus siglas en inglés "Load Equivalent Factor“ o Factor Equivalente de Carga.
EL factor equivalente de carga o LEF es un valor numérico que expresa la relación entre la pérdida de serviciabilidad expresada como:
LEF= No. de ESALs de 80 KN que producen una pérdida de serviciabilidad
 No. de ejes de X KN que producen la misma pérdida de serviciabilidad
Factor de Carga Equivalente
pi = 4,5
Pt = 2,5
PSI = 2
100,000 ejes simples de 80KN
14,347 ejes simples de 133KN
LEF= No. de ESALs de 80 KN que producen una pérdida de serviciabilidad
 No. de ejes de X KN que producen la misma pérdida de serviciabilidad
LEF= 100,000 = 6,97
	 14,347
Factor de Carga Equivalente
Dado que cada tipo de pavimento responde de manera diferente a una carga, los LEFs cambian de acuerdo al tipo de pavimento. 
Pavimentos rígidos y flexibles tienen diferentes LEFs, los cuales cambian según el SN (pavimentos flexibles) y según el espesor de losa (pavimentos rígidos), y también cambian según el nivel de serviciabilidad adoptado.
Factor de Carga Equivalente
De dónde sacamos los factores de carga equivalente?
En tablas de apéndice D del manual AASHTO se indican LEFs para distintos tipos de ejes, distintos tipos de pavimentos y distintas serviciabilidades finales.
FACTOR DE CAMIÓN
El LEF da una manera de expresar los niveles equivalentes de daño entre ejes, pero también es conveniente expresar el daño en términos del deterioro producido por un vehículo en particular, es decir los daños producidos por cada eje de un vehículo son sumados para determinar el daño producido por el vehículo total. 
Así nace el concepto de Factor de Camión (FC) que se define como el número de ESALs por vehículo. 
Factor de Camión - FC
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Este factor de camión puede ser computado para cada clasificación general de camiones o para todos los vehículos comerciales como un promedio para una configuración de tránsito dada. 
Usualmente se usa un factor de camión promedio, pero es conveniente completar factores de camiones para cada tipo de camión para tener un cómputo más exacto.
Factor de Camión - FC
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VEHÍCULO
FACTOR
DE CAMIÓN
PORCENTAJE DE
VEHÍCULOS
AUTOS
-
25%
BUSES
1,00
64%
CAMIONES
-
C-2
3,639,4%
C-3
3,76
1,2%
C-4
6,73
0,0%
C-5
4,40
0,2%
C-6
4,72
0,2%
Cómo obtengo el factor de camión?
CALCULO FACTOR CAMION PONDERADO
FACTORES EQUIVALENCIA
EJEMPLO
TABLA DE PESOS Y DIMENSIONES
TABLA DE PESOS Y DIMENSIONES
FACTOR DE CRECIMIENTO
GF = factor de crecimiento (Growth Factor) 
Tiene en cuenta el crecimiento en volumen de camiones y
en factor de camiones. 
Se obtiene en base a una tasa de crecimiento compuesta.
 
GF = [(l+gtv) x (1+gtf)] -1 
donde:
gtv = crecimiento del volumen de tránsito 
gtf = crecimiento en el factor de camión
Factor de Crecimiento - GF
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FACTOR DE DIRECCIONALIDAD
FACTOR DE DISTRIBUCION POR CARRIL
PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO
DETERMINACION DE ESALs
Este procedimiento se llama “simplificado” porque usa un factor de camión promedio en lugar de factores de camión para cada tipo de vehículo. 
El resultado no es muy exacto y se debería usar sólo como una primera aproximación.
PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO
ESAL = TPDA x %CP x GF x DD x DL x FC x 365 
TPDA = Tránsito Promedio Diario Anual inicial.
%CP = Porcentaje de Camiones Pesados (clase 5 o más según FHWA)
GF = factor de crecimiento (qrowth factor) que tiene en cuenta el crecimiento en volumen de camiones y
en factor de camiones. 
DD = factor de distribución direccional para camiones
LO = factor de distribución por carril para camiones 
FC = factor de camiones (ESALs/camiones)
PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO
ESAL = TPDA x %CP x GF x DD x LO x FC x 365 
PROCEDIMIENTO SIMPLIFICADO
PROCEDIMIENTO DE CALCULO RIGUROSO
EJEMPLO DEL CAPITULO 3 DEL DOCUMENTO IBCH "DISEÑO DE PAVIMENTOS AASHTO-93“
FUENTE: APPENDIX D. 
AASHTO GUIDE FOR DESIGN OF PAVEMENT STRUCTURES – 1993 VERSION INCLUIDING 1998 SUPPLEMENT