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• Dianita Carolina Huertas

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TALLER 1 PRESENTADO POR DIANA CAROLINASOTELO HUERTAS d7303217 LUIS CARLOS CABEZA JABBA d7301834 PRESENTADO A ING. LUIS ANGEL MORENO ANSELMI PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL PAVIMENTOS CIUDAD DE PANAMÁ, PANAMÁ AGOSTO 03 DE 2015

VARIABLE DE TRANSITO DE UNA VÍA

Taller 1 - Pavimentos

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Contenido Introducción................................................................................................................................................ 3 Marco teórico ............................................................................................................................................... 4 Objetivo ...................................................................................................................................................... 8 Planteamiento del problema .......................................................................................................................... 9 Bibliografía ................................................................................................................................................ 11

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Introducción Se define como tránsito a la suma de todos los vehículos que pasan por una vía durante un tiempo determinado. Sin embargo esa definición tan simple encierra algunas implicaciones, la primera tiene que ver con el hecho de tener que predecir para períodos largos, cuantos vehículos pasarán por la vía objeto de la pavimentación, con qué características y especialmente cuanto pesan. El diseño de los pavimentos se debe hacer sabiendo cuanto van a pesar los ejes que van a pasar por la vía durante su vida útil, esto es imposible de realizar en la práctica. Por fortuna los métodos de diseño de pavimentos permiten que se hagan simplificaciones en la determinación del tránsito a través de proyecciones. La determinación de la variable tránsito se puede hacer con diferentes grados de aproximación. Las más precisas parten del análisis de registros históricos de conteos y pesajes sobre la vía que se va a pavimentar. Los conteos permiten que se haga una proyección con la idea de que el tránsito pasado permite predecir el que pasará. Por su parte los menos precisos se hacen teniendo en cuenta el ancho y el tipo de la vía que se tiene, o con base en algunas consideraciones acerca del servicio que va a prestar la vía.

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Marco teórico Clasificación vehicular Siguiendo los lineamientos regulativos de la clasificación del tipo de vehículos por peso y por ejes, la resolución 4100 de 2004, expedida por el Ministerio de Transporte, dictamina la siguiente clasificación: Tipo A En esta categoría se agrupan los automóviles, camperos, camionetas, y microbuses, según la clasificación del Instituto Nacional de Vías -INVIAS- este grupo se denomina con la letra A. Tipo B En esta categoría se agrupan las busetas y los buses, según el INVIAS, este grupo se denomina con la letra B. Tipo C Este grupo, que se designa con la letra C, según lo registrado en la resolución 4100 del 2004, en que los vehículos de carga se designan de acuerdo con la configuración de sus ejes de la siguiente manera: A. Con el primer dígito se designa el número de ejes del camión o del tracto camión (Cabezote) B. La letra S significa semirremolque y el dígito inmediato indica el número de sus ejes C. La letra R significa remolque y el dígito inmediato indica el número de sus ejes D. La letra B significa remolque balanceado y el dígito inmediato indica el número de sus ejes La diferencia entre el semirremolque y el remolque radica en que el primero le trasmite parte de la carga a la unidad tractora y el segundo transmite toda la carga al pavimento a través de sus propias llantas. La designación para los vehículos de transporte de carga en el territorio nacional, de acuerdo con la configuración de sus ejes .Los vehículos trasmiten al pavimento las cargas a través de las llantas, las cuales están dispuestas en líneas de rotación llamadas ejes, los cuales se clasifican en ejes simples, tándem o trídem, a su vez cada eje puede ser de llantas sencillas, dobles o mixtos. En la Figura 1 se ilustran los diferentes tipos de vehículos y su respectiva categoría.

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Figura 1 Determinación del efecto de las cargas transmitidas por los ejes sobre un pavimento flexible Uno de los factores de diseño que presenta mayor variabilidad es el correspondiente al efecto de las cargas que transmiten los vehículos a través de los distintos ejes, a la estructura del pavimento. Toda la gama de intensidades de carga es necesario transformarlas en un único valor que los represente y que sea fácil de obtener y manejable desde el punto de vista práctico. El factor de equivalencia de carga En los métodos utilizados para el diseño de los pavimentos flexibles, la variable tránsito se expresa en ejes patrón o ejes equivalentes de carga. Son valores numéricos que definen el daño que causa el paso de un eje determinado sobre una sección de pavimento en una manera relativa al daño que produce un eje patrón. Este eje produce un efecto en la carpeta asfáltica, losa, base, sub-base y subrasante equivalente al que producen los distintos ejes de los vehículos, o sea que el eje equivalente causa el mismo daño en la estructura de pavimento que el tránsito mixto. El deterioro producido por un eje dado se relaciona a través de este eje equivalente al que se le ha asignado un factor de equivalencia unitario. Este factor de equivalencia de carga varía con la estructura del pavimento, tal como se demostró en el ensayo vial AASHO. En dicho ensayo se

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realizó un estudio específico con el fin de determinar los factores de equivalencia de carga en función del tipo de pavimento, de su capacidad estructural, del tipo de eje y su carga respectiva. El peso y la clase de eje seleccionado como patrón varía de un País a otro, en Colombia todos los factores de equivalencia se refieren a un eje simple de 8,2 toneladas (otros piases toman como referencia los ejes de 10 y 13 toneladas). En la guía de la AASHTO para el diseño de estructuras de pavimento, se encuentran tabulados los factores de equivalencia de carga para distintos tipos de estructuras de pavimento. Con el fin de hacer más fácil el manejo de estos factores, se ha encontrado que se ajustan a una expresión exponencial de la forma:

= Dónde: Fe: Factor de equivalencia de carga Pi : Carga considerada por eje Pp: Carga seleccionada por eje como patrón; 8.2, 14.5 y 23.0, para ejes sencillo, tandem y tridem respectivamente. n : Exponente que varía en función del tipo de pavimento y de la sección estructural, normalmente varía entre 4 y 4,25. Aunque el método anterior para determinar los factores de equivalencia de carga es aproximado, es el más utilizado en el estudio de la variable tránsito. Los factores de equivalencia de carga se pueden determinar utilizando métodos mas precisos como los del Instituto Norteamericano del Asfalto y el método de la AASHTO. El factor daño El cálculo del número de ejes equivalentes se hace con mucha frecuencia tomando como base los conteos vehiculares, para lo cual es necesario transformar el grupo vehicular en ejes equivalentes de 8,2 toneladas mediante un factor denominado Factor Daño. Este factor daño para un grupo vehicular dado se obtiene sumando los factores de equivalencia de cada uno de los ejes que lo componen. De allí se derivan los términos Factor Camión y Factor Bus, si se trata del factor daño de un camión o de un bus respectivamente.

Tabla 1

En la tabla 1 se muestran los factores daño utilizados en Colombia, obtenidos del estudio de la variable tránsito realizada durante el desarrollo de la I Fase de la Investigación Nacional de Pavimentos. Determinación del factor camión por los métodos Mopt-Ingeroute y la Universidad del Cauca.

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Los factores de equivalencia promedio utilizado más frecuentemente en Colombia son los obtenidos por el MOPT- INGEROUTE y la Universidad del Cauca, tales valores se presentan en la tabla 2. A partir de estos valores se pueden estimar el factor camión, para cualquier tramo de red nacional de carreteras, teniendo en cuenta que durante los conteos manuales que anualmente se realizan en INV, hace una discriminación de la manera como está compuesto el tránsito de camiones.

Tabla 2

Determinación del número de ejes equivalentes en 8.2 toneladas en el carril de diseño y durante el periodo de diseño (N) Una vez determinado el numero acumulado de vehículos que transitaran en el carril de díselo y durante el periodo de diseño, es posible convertir esta cantidad de vehículos comerciales en ejes simples equivalentes de 8.2 toneladas mediante el factor camión.

Dónde: TPD = Transito promedio diario inicial A = Porcentaje estimado de vehículos pesados(buses y camiones) B = Porcentaje de vehículos pesados que emplean el carril de diseño r = rata anual del crecimiento del transito n = periodo de diseño F = Factor camion

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Objetivo Determinar la variable tránsito para una caso particular y determinar el CBR de diseño

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Planteamiento del problema Determinar la variable tránsito para las siguientes condiciones. (Debe analizar los datos dados y escoger la manera correcta de calcularla):       

% de Automóviles 30% % de Camiones 60%. Vía de 4 carriles 2 c/d. Tasa de crecimiento anual (4 + 1)% 4+1=5% Período de diseño 20 años a partir del 2013 TPD 2006 500 Estudio de Tránsito. (Complete la tabla (las X) y determine el factor camión por dos procedimientos. Utilice el más crítico).

Ejes Simples Buses C4 8 50 9 X Ejes Tándem Carga por eje (Ton) Buses C4 15 16 X Ejes Tridem Carga por eje (Ton) Buses C4 19 20 60 NUMERO TOTAL DE 50 buses camiones BUSES Y CAMIONES C4 Porcentaje de acuerdo a los vehículos 10% 60% pesados Porcentaje de cada tipo de camión con 20% respectó a los camiones Carga por eje (Ton)

C2-S2 80 X

C3-S3 X 50

C2-S2 40 X

C3-S3 X

C2-S2 90 camiones C2-S2

C3-S3 50 X 150 camiones C3-S3

30%

50%

Con el variable tránsito calculada en el ejercicio anterior, determine el CBR de diseño Ensayo CBR

1 6

2 5

3 4

4 5

5 4

6 3

7 6

8 4

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Resultados

Fórmula para el cálculo de la variable de transito = = 500 ×

×

×

100

× 365 ×

×

(

= 500 × 0.7 × 0.6 × 365 ×

. ( . .

100 ) .

)

× 365 ×

(1 + ) − 1 × (1 + )

× 5.1507

× 5.1507

= 13 378 066.95 El número de ejes simples de 8.2 toneladas que va a pasar por esa vía es de 13 378 066.95

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C:B.R.

Numero de valores iguales o mayores

% de valores iguales o mayores

3 4 5 6

8 7 4 2

100% 88% 50% 25%

De acuerdo a el valor de la variable de transito calculada le corresponde el percentil de 87.5. Que corresponde a un C.B.R de 4.

Bibliografía MONTEJO, Alfonso “ Ingenieria de pavimentos para carreteras” Cap 2 y Cap 3, Bogota 2002