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Acondicionamiento y refuerzo de firme de la CV-575 desde la CV-610 a Llocnou d´en Fenollet y Acondicionamiento de la travesía de Llocnou d´en Fenollet en la CV-600

Anejo nº 4: Estudio del tráfico y cálculo del firme

2006-019

Acondicionamiento y refuerzo de firme de la CV-575 desde la CV-610 a Llocnou d´en Fenollet y Acondicionamiento de la travesía de Llocnou d´en Fenollet en la CV-600

2.2.2.-

1.- INTRODUCCIÓN

Carretera: CV-600 (VP-1036)-“De Xátiva a Simat de la Valldigna”

En el presente anejo se analiza y justifica la previsión de evolución de la intensidad media de

Tramo Barxeta a VV-1033:

tráfico hasta el año en puesta en servicio de las obras proyectadas y su

clasificación de acuerdo con las categorías de tráfico establecidas en la vigente Norma 6.1 I.C sobre secciones de firme, así como la caracterización y dimensionamiento de las secciones de firme, según lo prescrito por la normativa citada.

2.- ESTUDIO DE LA EVOLUCIÓN DEL TRÁFICO 2.1.-

Datos en la CV-600

PARÁMETROS BÁSICOS UTILIZADOS Se deben resolver dos problemas a la hora de determinar el tráfico en el año de

puesta en servicio de las obras proyectadas: a) Determinación correcta del tráfico inicial de la carretera. b) Previsión de la evolución de este tráfico en el futuro.

IMD 1

ABRIL 86

1223

IMD 2

OCTUBRE 87

1329

IMD 3

SEPTIEMBRE 94

1729

IMD 4

DICIEMBRE 96

1892

IMD 5

MARZO 97

2072

IMD 6

ABRIL 98

2253

IMD 7

FABRERO 01

2178

IMD 8

MARZO 03

1613

Se parte de unos aforos y se debe determinar el número de vehículos que pasan (IMD) y desagregarlos, ver los porcentajes de cada tipo de vehículo. En realidad solo

Tramo Llocnou d’en Fenollet (VV-1033) a VV-1032:

interesa el porcentaje de vehículos pesados, pues son los que ejercen esfuerzos de fatiga, los vehículos ligeros solo afectan al desgaste superficial.

IMD 1

ABRIL 86

813

2.2.-

IMD 2

OCTUBRE 87

1019

IMD 3

SEPTIEMBRE 94

3032

IMD 4

MARZO 97

3012

IMD 5

ABRIL 98

3198

IMD 6

ENERO 01

3178

IMD 7

MARZO 03

3450

DATOS DE PROYECTO Los datos de aforo han sido facilitados por los servicios técnicos del Área de

Carreteras de la Diputación de Valencia. Los valores de I.M.D. obtenidos son los siguientes: 2.2.1.-

Datos en la CV-575 Carretera: CV-575 (VV-1084)-“De Manuel a Genovés” Tramo CV-610 a Llocnou d’en Fenollet: IMD 1

JUNIO 86

1054

IMD 2

NOVIEMBRE 87

1240

intensidad media diaria que soportarán los distintos tramos de carretera a acondicionar.

IMD 3

JULIO 92

1423

2.3.-

IMD 4

MARZO 98

1124

IMD 5

FEBRERO 04

917

2006-019-Anejo nº 04 - Estudio del tráfico y cálculo del firme.doc

El problema planteado es estimar, en función de las intensidades consideradas, la

MÉTODO DE CÁLCULO De acuerdo con las indicaciones incluidas en la Norma 6.1 I.C sobre secciones de

firme, de la Instrucción de Carreteras, aprobada por orden FOM/3460/2003 de 28 de Noviembre, se procede al estudio y clasificación de las intensidades medias diarias del

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Acondicionamiento y refuerzo de firme de la CV-575 desde la CV-610 a Llocnou d´en Fenollet y Acondicionamiento de la travesía de Llocnou d´en Fenollet en la CV-600

tráfico pesado esperado para el año de puesta en servicio de la obra, de acuerdo con la siguiente clasificación: CATEGORÍAS DE TRÁFICO PESADO

I.M.Dp

T00

IMDp ≥ 4.000

T0

4.000 > IMDp ≥ 2.000

T1

2000 > IMDp ≥ 800

T2

800 > IMDp ≥ 200

T31

200 > IMDp ≥ 100

T32

100 > IMDp ≥ 50

T41

50 > IMDp ≥ 25

T42

IMDp < 25

-

IMD SEP-97

1124.00

IMD AGO-98

917.00

INTERVALO AÑOS INCREMENTO ANUAL(%)

6.00 -3.34

A la vista de los resultados obtenidos y a la evolución de las IMD a lo largo de los años, se puede observar que se han producido, cronológicamente en el tiempo, altibajos en el número de vehículos usuarios de la carretera, incluso, según los datos de los que se dispone, parece existir una tendencia a la baja en dicho número, si bien, ésta puede deberse, en parte, a un empeoramiento en la calidad de la carretera, que ha originado que un porcentaje de los usuarios busque itenerarios alternativos. Es por ello que se propone como tasa de crecimiento anual r = 1%, que supone una solución de compromiso entre el incremento positivo obtenido con los años aforados más antiguos y el valor negativo obtenido con los años aforados más recientes, partiendo del valor aforado más alto, correspondiente al año 1992, para obtener el tráfico

Para determinar la categoría de tráfico esperado en el año de puesta en servicio de

pesado esperado para el año de puesta en servicio de la obra.

la obra, se hacen las siguientes consideraciones: -

Por tratarse del acondicionamiento de un vial existente, y que por lo tanto no

-

fecha de puesta en servicio de la obra será el año 2.008, a partir del valor de

habilita nuevos destinos, se estima que no se producirá la existencia de un

I.M.D correspondiente al año 1992 se puede obtener mediante la expresión

tráfico inducido una vez realizada la obra.. -

Establecida la tasa de crecimiento anual del tráfico, y suponiendo que la

anterior el valor de la I.M.D esperado en el año de puesta en servicio de la obra, que será:

La tasa de crecimiento anual se estima a partir de los datos de aforos existentes, mediante la siguiente expresión:

IMD[ 2008 ] = IMD[ 1992 ] ⋅[1 + r] IMD[ i] = IMD[ i+1 ] ⋅[1 + r]

n

donde “r”, es el crecimiento anual previsible y “n” el número de años. -

n

Aplicando la expresión anterior a dos datos de diferentes años para los mismos meses, correspondientes a los aforos en cada uno de los tramos

IMD[ 2008 ] = 1668veh / día -

Se considera que sobre carril incide el 50 % del tráfico y que el porcentaje de tráfico de pesados es del 6 %, por lo tanto el valor de intensidad media diaria de vehículos pesados en el año 2.008 será:

anteriores se obtienen los resultados siguientes:

1668 ⋅ 0,06 ⋅ 0,5 = 49 veh. pesados / día / carril

a) Para la carretera CV-575 IMD AÑO JUN-86

1054.00

IMD AÑO JUL-92

1423.00

INTERVALO AÑOS INCREMENTO ANUAL(%)

6.00

2006-019-Anejo nº 04 - Estudio del tráfico y cálculo del firme.doc

5.13

De acuerdo con la clasificación indicada anteriormente, el tráfico esperado en el año de puesta en servicio de la obra para la carretera CV-575, corresponderá con la categoría T41. Esta categoría será tenida en cuenta en el dimensionamiento del paquete de firme de este tramo del proyecto.

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b) Para la carretera CV-600

5.205,66 ⋅ 0,06 ⋅ 0,5 = 156 veh. pesados / día / carril

- Tramo Barxeta a VV-1033:

De acuerdo con la clasificación indicada anteriormente, el tráfico esperado en el año de

-

IMD AÑO OCT-87

1329.00

IMD AÑO SEP-94

1729.00

INTERVALO AÑOS INCREMENTO ANUAL(%)

7.00

puesta en servicio de la obra, corresponderá para este tramo con la categoría T31. - Tramo Lloc Nou d’en Fenollet (VV-1033) a VV-1032:

3.83

IMD ABR-86

1223.00

IMD ABR-98

2253.00

INTERVALO AÑOS INCREMENTO ANUAL(%)

12.00

IMD AÑO OCT-87

1019.00

IMD AÑO SEP-94

3032.00

INTERVALO AÑOS INCREMENTO ANUAL(%)

7.00 16.86

5.22

IMD MAR-97

2072.00

IMD ABR-98

2253.00

INTERVALO AÑOS INCREMENTO ANUAL(%)

1.00

IMD ABR-86

813.00

IMD ABR-98

3198.00

INTERVALO AÑOS INCREMENTO ANUAL(%)

12.00

IMD MAR-97

3012.00

IMD MAR-03

3450.00

INTERVALO AÑOS INCREMENTO ANUAL(%)

6.00

12.09

8.74

A la vista de los resultados obtenidos y a la evolución de las IMD a lo largo de los años, se puede observar una tendencia creciente en el número de usuarios, salvo en los valores de los dos últimos años de los que se dispone

2.29

de datos, en los que se aprecia una disminución que puede deberse a lo ya comentado para el tramo anterior. Así pues, consideraremos como tasa de

-

-

crecimiento anual más representativa la que corresponde a los meses de

los

Marzo a Abril (r = 8,74 %).

representativa la que corresponde al mes de Abril (r = 12,09 %).

Establecida la tasa de crecimiento anual del tráfico, y suponiendo que la

-

años,

consideraremos

como

tasa

de

crecimiento

anual

más

Establecida la tasa de crecimiento anual del tráfico, y suponiendo que la

fecha de puesta en servicio de la obra será el año 2.008, a partir del valor de

fecha de puesta en servicio de la obra será el año 2.008, a partir del valor de

I.M.D correspondiente al año 1992 se puede obtener mediante la expresión

I.M.D correspondiente al año 1992 se puede obtener mediante la expresión

anterior el valor de la I.M.D esperado en el año de puesta en servicio de la

anterior el valor de la I.M.D esperado en el año de puesta en servicio de la

obra, que será:

obra, que será:

IMD[ 2008 ] = IMD[ 1998 ] ⋅[1 + r]

IMD[ 2008 ] = IMD[ 1998 ] ⋅[1 + r]

n

IMD[ 2008 ] = 5.205,66veh / día -

A la vista de los resultados obtenidos y a la evolución de las IMD a lo largo de

Se considera que sobre carril incide el 50 % del tráfico y que el porcentaje de

n

IMD[ 2008 ] = 10.012,33veh / día -

Se considera que sobre carril incide el 50 % del tráfico y que el porcentaje de

tráfico de pesados es del 12 %, por lo tanto el valor de intensidad media

tráfico de pesados es del 12 %, por lo tanto el valor de intensidad media

diaria de vehículos pesados en el año 2.008 será:

diaria de vehículos pesados en el año 2.008 será:

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una capa de igual espesor en caso de desmonte, con dicho material, para obtiener así una

10.012,33 ⋅ 0,06 ⋅ 0,5 = 300 veh. pesados / día / carril

explanada E2 como base del firme proyectado, proporcionando una superficie homogénea a todo el trazado. Previamente, se eliminaría la capa de tierra vegetal hasta un espesor

De acuerdo con la clasificación indicada anteriormente, el tráfico esperado en el

mínimo de 50 cm.

año de puesta en servicio de la obra, corresponderá con la categoría T2.

En la actualidad, con la Instrucción vigente del Ministerio de Fomento, para obtener

Finalmente, consideraremos para el diseño de los tramos de carretera

una explanada E2 es necesario extender una capa de suelo seleccionado en los setenta y

correspondientes a la CV-600 una categoría de tráfico T2 que es la más desfavorable de las

cinco (75) cm. superiores de la explanada. No obstante, justificaremos en el apartado

dos obtenidas en los dos aforos de este eje. Esta categoría será, pues, la tenida en cuenta

siguiente, correspondiente al dimensionado de firme, que con el paquete de firmes que se

en el dimensionamiento del paquete de firme de este tramo de carretera.

proyectó se puede mantener el espesor de 50 cm de suelo seleccionado ya que el espesor

En resumen, el paquete de firmes correspondiente al tramo de la CV-575 se dimensionará para una categoría de tráfico T41 y para los tramos correspondientes de la

total que se obtendría (capa de suelo seleccionado más capas de firme) sería equivalente, incluso superior, al que resultaría con la nueva Instrucción. b) Para la carretera CV-600

CV-600 se dimensionará para una categoría de tráfico T2.

3.- CÁLCULO DEL FIRME 3.1.-

INTRODUCCIÓN.

En el Estudio geológico y geotécnico realizado para este eje se establece que los materiales existentes una vez eliminada la tierra vegetal pueden clasificarse, según lo establecido en el Pliego General PG – 3/75, como suelo tolerable en los terrenos donde se ubicará los tramos correspondientes de la carretera CV-600.

Siguiendo las especificaciones establecidas en la Norma 6.1 I.C sobre secciones de firme, de la Instrucción de Carreteras, aprobada por orden FOM/3460/2003 de 28 de Noviembre, se procede al dimensionamiento del firme en función, por una parte de las intensidades medias diarias del tráfico pesado esperado para el año de puesta en servicio de la obra, y por otra parte de las características exigibles a la explanada sobre la que se ubicará el citado firme. 3.2.-

CLASIFICACIÓN DEL TRÁFICO.

Para la ejecución de las obras incluidas en el presente proyecto, se exigirá que la explanada sobre la que se colocará el firme corresponda con una categoría tipo E2 según la clasificación incluida en la Norma 6.1 I.C sobre secciones de firme, de la Instrucción de Carreteras, aprobada por orden FOM/3460/2003 de 28 de Noviembre, por lo que será necesario extender una capa de suelo seleccionado tipo 2 (CBR ≥ 10) en los setenta y cinco (75) cm. superiores de la explanada. 3.4.-

Según lo expuesto en el apartado anterior, Estudio del tráfico, se adopta, por una parte, para el eje principal, el eje comarcal, las intersecciones 1, 2 y 3 correspondientes a la CV-575, una categoría de tráfico tipo T41. Por otra parte, para el eje principal, las rotondas y los ramales, correspondientes a la CV-600, se adopta una categoría de tráfico tipo T2. 3.3.-

CATEGORÍA DE EXPLANADA. a) Para la carretera CV-575

DIMENSIONAMIENTO DEL FIRME Una vez caracterizado el tráfico y la explanada, se procede al dimensionamiento

del paquete de firme para cada una de las secciones tipo proyectadas, de acuerdo con las indicaciones de la Norma 6.1 I.C. “Secciones de firme”. 3.4.1.-

Tipología y sección de los firmes Se dimensiona en este apartado el paquete de firme en los distintos tramos

proyectados. Se adopta, en todos los casos, una sección estructural de firme flexible,

En el año 2002 se llevó a cabo el proyecto de construcción correspondiente a este

descartándose una sección de firme rígido debido a su mayor complicación constructiva y

eje cuya actualización también es objeto del presente proyecto. En dicho proyecto se

a que actualmente, todas las carreteras adyacentes poseen calzadas con firmes flexibles,

dimensionó el firme con la anterior Instrucción vigente en aquel año del Ministerio de

por lo que se considera razonable mantener la misma tipología.

Fomento que es de obligado cumplimiento para las carreteras cuya titularidad corresponde al Estado. Aplicando dicha Instrucción con los datos obtenidos de los materiales del correspondiente Estudio Geotécnico que se realizó, se obtuvo que era necesario colocar en los últimos 50 cm, en coronación del terraplén, una capa de suelo seleccionado, y sustituir 2006-019-Anejo nº 04 - Estudio del tráfico y cálculo del firme.doc

Asimismo se adopta, también en todos los casos, una sección de firme flexible con base granular, excluyéndose las secciones con capas de base de suelo - cemento o de grava - cemento, debido a que este tipo de bases requieren una ejecución muy controlada Página 4

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y pequeñas variaciones de la dosificación en peso del cemento producen comportamientos

3.4.1.2.-

estructurales no deseados, con fisuraciones y fallos localizados durante la fase de

Firme en eje principal, intersecciones y ramales en la CV-600 Según los datos establecidos en los puntos anteriores, en estos tramos se tiene:

funcionamiento, además de la necesidad de disponer de más medios para su correcta ejecución. 3.4.1.1.-

Firme en eje comarcal, eje principal, intersecciones y ramales en la CV-575 Según hemos comentado anteriormente, justificaremos a continuación la

equivalencia de la sección del firme que se diseñó en el proyecto realizado en el año 2002 para este eje utilizando la anterior Instrucción, con el que correspondería aplicando la actual Instrucción de carreteras del Ministerio de Fomento.

-

Categoría de tráfico:

T2

-

Categoría de la explanada:

E2

-

Sección tipo de firme flexible con base granular.

se adopta de acuerdo con el catálogo de secciones de firme incluido en la Norma 6.1 I.C sobre secciones de firme, de la Instrucción de carreteras, aprobada por orden FOM/3460/2003 de 28 de Noviembre, la sección tipo 221 que queda definida como sigue:

La sección del firme que adoptaríamos aplicando la Instrucción de carreteras del

• 25 cm. de mezclas bituminosas en caliente distribuidas de la siguiente manera:

Ministerio de Fomento correspondiente a una categoría de tráfico T41 y una explanada tipo E2 sería la 4121 formada por:

-

Capa de rodadura: 6 cm. de S-20 con árido porfídico.

• 10 cm. de mezclas bituminosas en caliente.

-

Capa intermedia: 8 cm. de S-25 con árido calizo.

• 30 cm. de zahorra artificial.

-

Capa de base bituminosa: 11 cm. de G-25 con árido calizo.

que junto a los 75 cms de suelo seleccionado necesarios para obtener una explanada tipo E2 hacen un total de 115 cm. Por otro lado, la sección de firme proyectado inicialmente con la Instrucción, anterior está formada como sigue: • 15 cm. de mezclas bituminosas en caliente. • 25 cm. de zahorra artificial en capa de base. • 25 cm. de subbase granular. que junto con los 50 cm. de suelo seleccionado sobre la explanada hacen un total de 115 cms.

• 25 cm. de zahorra artificial de base. 3.4.2.3.4.2.1.-

Materiales de los firmes Tipos de mezclas bituminosas a) Mezclas bituminosas en eje comarcal, eje principal, intersecciones y ramales en la CV-575 Capa de rodadura Se dispondrá una capa de cinco (5) centímetros de espesor de mezcla bituminosa

en caliente tipo S-20 con árido porfídico. Capa intermedia

Se comprueba, pues, que el firme diseñado, cuya secuencia de capas es la anteriormente expuesta, es equivalente al firme que correspondería aplicando la actual Instrucción y que detallamos a continuación: • 15 cm. de mezclas bituminosas en caliente distribuidas de la siguiente manera: -

Capa de rodadura: 5 cm. de S-20

-

Capa intermedia: 10 cm. de G-25

• 25 cm. de zahorra artificial en capa de base.

Se dispondrá una capa de diez (10) centímetros de espesor de mezcla bituminosa en caliente tipo G-25 con árido calizo. b) Mezclas bituminosas en eje principal, intersecciones y ramales en la CV-600 Para categoría de tráfico tipo T2, la Norma 6.1 I.C., indica que se deberán usar mezclas bituminosas en caliente de los tipos denso (D), Semidenso (S), drenante (PA) o discontinuas (M ó F) para la capa de rodadura, de los tipos D o S para las capas intermedias, y de los tipos S o gruesos (G) en capas de base. Con este criterio y el aportado por la Diputación de Valencia se toman las siguientes mezclas:

• 25 cm. de sub-base granular.

2006-019-Anejo nº 04 - Estudio del tráfico y cálculo del firme.doc

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3.4.2.6.-

Capa de rodadura

Capas de base y subbase granular a) En eje comarcal, eje principal, intersecciones y ramales en la CV-575

Se dispondrá una capa de seis (6) centímetros de espesor de mezcla bituminosa en caliente tipo S-20 con árido porfídico.

Se dispondrán:

Capa intermedia

-

en capa de base.

Se dispondrá una capa de ocho (8) centímetros de espesor de mezcla bituminosa en caliente tipo S-25 con árido calizo.

-

Capa de base bituminosa

b) En eje principal, intersecciones y ramales en la CV-600

bituminosa en caliente tipo G-25 con árido calizo.

Se dispondrá una capa de veinticinco (25) cm. de espesor de zahorra artificial

Tipo de betún asfáltico

compactada en capa de base.

La población de Lloc Nou d’en Fenollet se encuentra en una zona térmica media, según el mapa de zonas térmicas estivales incluido en la Norma 6.1 I.C., por lo que el tipo de betún recomendable para la elaboración de las distintas mezclas bituminosas previstas será el B - 60/70, con las dotaciones establecidas en el Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares. 3.4.2.3.-

Una capa de veinticinco (25) cm. de espesor de zahorra artificial compactada en capa de subbase.

Se dispondrá una capa de base de once (11) centímetros de espesor de mezcla

3.4.2.2.-

Una capa de veinticinco (25) cm. de espesor de zahorra artificial compactada

3.4.3.3.4.3.1.-

Firme en zonas de refuerzo de la calzada existente Firme en zonas de refuerzo en eje comarcal, eje principal, intersecciones y ramales en la CV-575 Espesor del paquete de firme "e" por encima de la rasante actual:

Tipo de filler

- Si e < 5 cm.:

capa de rodadura entera.

El filler es el material que pasa por el tamiz 0,063 mm de la UNE – EN 933-2. Su función es de conglomerante junto al betún. En capa de rodadura el filler será de aportación.

-

En capas intermedia y de base el filler será 50 % de aportación.

3.4.2.4.-

3.4.2.5.-

- Si 5 < e < 12 cm.:

-

En capa de rodadura:

1,3.

-

En capas intermedia:

1,2.

-

En capas de base:

1,1.

Riegos: Se extenderá un riego de imprimación sobre la base de zahorra artificial

consistente en una emulsión bituminosa tipo E.C.I., con una dotación de 1,2 kg/m2.

Se pavimentará hasta la cota de rasante definitiva con mezcla bituminosa en caliente tipo S-20 con árido porfídico

- Si 12 < e < 25 cm.: Se regularizará con una capa de mezcla bituminosa caliente tipo G-25 con árido calizo, y se ejecutará sobre ella la capa

Relación mínima ponderada filler / betún -

Se fresará el pavimento existente de forma que se ejecute la

de rodadura completa. - Si 25 < e < 75 cm.: Se escarificará superficialmente el pavimento existente y se regularizará con una capa de zahorra artificial, sobre la cual se ejecutarán completas las capas intermedia y de rodadura, de acuerdo con la sección tipo prevista. - Si e > 75 cm.:

Se escarificará superficialmente el pavimento existente y se regularizará con una capa de terraplén sobre la cual se extenderá el paquete de firme completo definido en la sección tipo.

De igual forma, se extenderán riegos de adherencia entre las diferentes capas de mezcla bituminosa, a base de emulsión bituminosa tipo EAR-1, con una dotación de 0,6 kg/m2.

2006-019-Anejo nº 04 - Estudio del tráfico y cálculo del firme.doc

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3.4.3.2.-

Firme en zonas de refuerzo en eje principal, intersecciones y ramales en la CV-600 Espesor del paquete de firme "e" por encima de la rasante actual: - Si e < 6 cm.:

Se fresará el pavimento existente de forma que se ejecute la capa de rodadura entera.

- Si 6 < e < 10 cm.:

Se pavimentará hasta la cota de rasante definitiva con mezcla bituminosa en caliente tipo S-20 con árido porfídico

- Si 10 < e < 18 cm.: Se regularizará con una capa de mezcla bituminosa caliente tipo S-25 con árido calizo, y se ejecutará sobre ella la capa de rodadura completa. - Si 18 < e < 29 cm.: Se regularizará con una capa de mezcla bituminosa en caliente tipo G-25, y se ejecutarán completas la capa intermedia y la capa de rodadura. - Si 29 < e < 60 cm.: Se escarificará superficialmente el pavimento existente y se regularizará con una capa de zahorra artificial, sobre la cual se ejecutarán completas las capas de base bituminosa, capa intermedia y capa de rodadura, de acuerdo con la sección tipo prevista. - Si e > 60 cm.:

Se escarificará superficialmente el pavimento existente y se regularizará con una capa de terraplén sobre la cual se extenderá el paquete de firme completo definido en la sección tipo.

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