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ESTUDIO DE SUELOS Y PAVIMENTOS
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CONTRATO IDU 297-2003
Pgina
de
NLISIS DE TRNSITO P R DISEO DE P VIMENTOS
7 GENER LID DES
Para la obtencin del trnsito para diseo del pavimento en trminos de ejes equivalentes, se
emplearon las metodologas de AASHTO y RSV-2002, las cuales recomiendan coeficientes de
dao para cada tipo de vehculo y para cada clase de pavimento.
La informacin bsica fue tomada del estudio de trnsito efectuado para el proyecto, la cual fue
analizada y llevada a los respetivos formatos de clculo de ejes equivalentes para cada grupo
vial de las zonas del proyecto.
Adems del presente captulo, se generaron formatos de evaluacin de trnsito para cada
grupo vial, tablas resumen de resultados, y tablas de categoras de trnsito. La informacin
resumida se presenta en numerales subsiguientes, mientras que las tablas de clculo detallado
del nmero de ejes equivalentes se presentan en el Anexo 7.
72 MTODO DE L ULO SHTO
El factor de carga de eje equivalente Equivalent Axle Load Factor, EALF define el dao por
pasada inducido a un pavimento por un eje en cuestin en relacin con el dao que generara
un eje simple estndar de 80 kN. En el presente proyecto se trata el EALF como factor de dao
para cada vehculo.
El diseo se basa en el nmero de pasadas totales de cargas de eje estndar durante el
periodo de diseo, definido como la carga de eje simple equivalente Equivalent Single Axle
Load, ESAL.
El EALF depende del tipo de pavimento, el espesor, la capacidad estructural y las condiciones
finales a las que el pavimento se considera que ha fallado. A continuacin se describe la
metodologa de anlisis para cada tipo de pavimento.
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7.2.1
PAVIMENTOS FLEXIBLES
Las siguientes son las expresiones para determinar el EALF.
10gW t; c )=4 .7910g18 + I )-4 .79L x+ L J+ 4.33l 0gL 2+ - G
18
/ 3 x / 3 1 8
G
=
lo 4.2- p )
g 4.2-1.5
0.081 L
x
L
2
) 2 3
=0.40+
1 9
x
SN
1
L 2 3
Donde:
Wt; c
nmero de cargas aplicadas al final del perodo t.
= nmero de pasadas de ejes equivalentes.
= Carga en kip de un eje simple, un eje tndem o un eje tridem.
L
Cdigo del eje, 1 para eje simple, 2 para eje tndem, 3 para eje tridem.
SN
=
Nmero estructural.
P = Serviciabilidad final.
G
=
funcin de
P
/318
es el valor de
/3 x
cuando
L ,
es igual a 18
L
2
es igual a 1.
7.2.2
PAVIMENTOS RGIDOS
Las ecuaciones par el clculo de los factores de dao en el mtodo AASHTO para este tipo de
pavimentos son las siguientes:
10gW
cx
) =4.62log 18+ I ) -4 .62 L
x
+L J+ 3.28 l ogL
2
+ _ G
18
/ 3 x / 3 1 8
=
lo 4.5 - P I
g 4.5-1.5
3.6 3 L
x
+ L
2
2 0
/3 =1.00+-----
D )846 L 5 2
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Donde:
W
a
W g , t ;
L
2
Y /318 tienen la misma definicin que para pavimentos flexibles.
D Espesor de la losa en pulgadas.
7.2.3 CONSIDERACIONES VARIAS SOBRE LOS PARMETROS DE DISEO
En pavimentos flexibles, el factor de dao EALF) no es muy sensible al espesor de la
estructura, y puede adoptarse un SN de 5.0 en la mayora de los casos.
Para pavimentos rgidos, pueden asumirse espesores de losa de concreto de 9.0 pulgadas para
entrar a determinar el factor de dao de los diferentes vehculos.
7.3 EJEMPLO DE CLCULO: TRACTO - CAMiN C3-S2 Pavimento Rgido
Esquema del vehculo:
r-J3l
Eje delantero
Carga y tipo de eje delantero: 6 toneladas en eje simple 13.23 kip)
2
3.63 L
x
+
L
2
)20 3.63(18 + 1)2
/318 = 1.00 + ( )8.46 3 -2 = 1.00+ . )8.46 3 2 = 1.056
D
+ 1
L
9 m + 1 1.
.5
\520 5 2
3.63 L x + L
2
3.63 13.23 + 1 .
3
x
=1.00+ ( )846 - =1.00+( )846 =1.0125
D + 1 . L ; 9 + 1 . 1.0
352
G =10 (4.5-2.5)=_0.176
1 g 4.5-1.5
lOg( W
x
= 4.6210g(18 + 1)- 4.62 L
x
+ LJ+ 3.2 810gL
2
+
_Si.
18 3x 3 8
(-0.173) (-0.173)
log
::
4.6210g 18+ 1)- 4.62(13.23 + 1)+ 3.2810g(1)+ -
18 1.0125 1.056
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10g[
= 0.573
18
W
= 0.267
Eje intermedio
Carga y tipo de eje delantero: 22 toneladas en eje tndem 48.5 kip
L
2
= 2
3.63 L
x
+ L
2
2 3.6318 + 1y 2
/318 = 1.00 + 846 - = 1.00 + 846 = 1.056
+ 1 .
L )2
9
i n
+ 1 .
1.0
352
3.63 L
x
+ L
2
)20 3.63 48 .5+2 y2
x
=1.00+ 846 - =1.00+ 846 _ =1.790
D
1 .
L )2
9
i n
1 . 2.0
3
2
G =10 4.5-2.5=_0.176
g 4.5 -1.5
10g
W
u
= 4.6210g 18+
1)-4.62L
x
+
LJ+ 3.2810gL
2
:
18 x
log = 4.6210g 18 + 1 - 4.62 48.5 + 2 + 3.2810g 2+ - 0.173 _ - 0.173
18
1.790 1.056
10g
W
= -0.906
18
18 = 8.048
Eje trasero
Carga y tipo de eje delantero: 24 toneladas en eje tridem 52.9 kip
L
2
=3
3.63 L
x
+ L
2
)20 3.63 18 + 1y2
/318 = 1.00 + 846 = 1.00 + 846 _ = 1.056
D +
L 52
9
i n
+ 1 .
1.0
3
.2
3.63 L
x
+ L
2
)20 3.6348.5+ 3y2
= 1.00 + = 1.00 + = 1.322
x
D + 1y46L 52 9i n + l y46 *3.0
352
G = lo 4.5 - 2.5 = -0.176
g 4.5 -1.5
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lOg
W
l X
4.621og 18+ 1 -4.62 L
x
+ L
2
+ 3.281ogL
2
-
18
3x 3 8
log
W
lX
= 4.621og 18 + 1)- 4.6248.5 + 2)+ 3.281og 2)+ - 0.176) _ - 0.176)
18 1.322 1.056
lOg W
lX
= -0.567
18
1 8 =3.691
Factor de dao del vehculo
= 0.267 + 8.048 + 3.691 = 12.006
7 CALCULO TRANSITO METODOLOGIA AASHTO
De acuerdo con los requerimientos para el diseo de pavimentos flexibles y rgidos es
necesario el clculo del nmero de ejes equivalentes de 820 toneladas que transitarn por la
va durante el periodo de diseo. Para el clculo del nmero de ejes equivalentes en el periodo
de diseo de cada uno de los grupos viales no se tienen en cuenta las rutas alimentadoras;
estas se incluyen en el clculo del trnsito para el carril de diseo el cual se desarrolla en
numerales posteriores. De acuerdo a lo establecido en el estudio de trnsito para el clculo del
nmero de ejes equivalentes de 82 toneladas para rutas alimentadoras se utiliza un TPD de
172 vehculos.
7.4.1 PAVIMENTO FLEXIBLE
De acuerdo con los requerimientos para el diseo de pavimentos flexibles es necesario calcular
el nmero de ejes equivalentes en periodos de diseo de 75 aos 10 aos y 20 aos. El TPD
utilizado para el clculo es el suministrado por el estudio de trnsito para el ao 2006. Del
clculo del nmero de ejes equivalentes de 82 toneladas para cada uno de los grupos de las
diferentes zonas del proyecto
Anexo No. 7
se obtienen los siguientes resultados:
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Tabla No. 7.1 Resumen Resultados de Trnsito Pavimento Flexible mediante Metodologa
AASHTO para ejes de 8 2 toneladas .
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7.4.2 PAVIMENTO RGIDO
Para cada uno de los grupos de las diferentes zonas que componen el proyecto y rutas
alimentadoras, se calcul el nmero de ejes equivalentes de 8,2 toneladas de acuerdo a la
metodologa expuesta anteriormente. Al igual que en el clculo del trnsito para pavimentos
flexibles por la metodologa AASHTO, el TPD utilizado es el suministrado por el Estudio de
Trnsito para el ao 2006. Del clculo del nmero de ejes equivalentes de 8,2 toneladas para
cada uno de los grupos de las diferentes zonas del proyecto Anexo No. 7 se obtienen los
siguientes resultados:
Tabla No. 7,2 Resumen Resultados de Trnsito Pavimento Rgido mediante Metodologa AASHTO
para ejes de 8 toneladas .
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7 CALCULO TRANSITO MTODOLOGA RSV-2002
Teniendo en cuenta las metodologas de diseo de pavimentos flexibles rgidos expuestas en
el captulo 10 del presente informe, se presenta el clculo del nmero de ejes equivalentes de
13 toneladas 130 kN que transitarn por cada uno de los grupos viales en el periodo de
diseo; al igual que en el clculo por el mtodo AASHTO no se tienen en cuenta las rutas
alimentadoras; estas se incluyen en el clculo del trnsito para el carril de diseo el cual se
desarrolla en subcaptulos posteriores. De acuerdo a lo establecido en el estudio de trnsito,
para el clculo del nmero de ejes equivalentes de 13 toneladas para rutas alimentadoras se
utiliza un TPD de 172 vehculos.
7.5.1
PAVIMENTO FLEXIBLE
Teniendo en cuenta las solicitaciones de trnsito para el diseo de pavimentos flexibles, se
calcula el nmero de ejes equivalentes en los mismos periodos de diseo utilizados para el
clculo por la metodologa AASHTO. El TPD utilizado para el clculo, es el suministrado por el
estudio de trnsito para el ao 2006. Del clculo del nmero de ejes equivalentes de 13
toneladas para cada uno de los grupos de las diferentes zonas del proyecto Anexo No. 7 se
obtienen los siguientes resultados:
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Tabla No 7 3 Resumen Resultados de Trnsito Pavimento Flexible mediante Metodologa RSV
2002 para ejes de 13 toneladas
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7.5.2 PAVIMENTO RGIDO
Para cada uno de los grupos de las diferentes zonas que componen el proyecto y rutas
alimentadoras, se calcul el nmero de ejes equivalentes de 13 toneladas de acuerdo a la
metodologa expuesta anteriormente. Al igual que en el clculo del trnsito para pavimentos
flexibles, el TPD utilizado es el suministrado por el estudio de trnsito para el ao 2006. Del
clculo del nmero de ejes equivalentes de 8,2 toneladas para cada uno de los grupos de las
diferentes zonas del proyecto Anexo No. 7 se obtienen los siguientes resultados:
Tabla No. 7.4 Resumen Resultados de Trnsito Pavimento Rgido mediante Metodologa RSV-
2002 para ejes de 13 toneladas .
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7.6 CALCULO TRANSITO EN EL CARRIL DE DISEO
Para el clculo del trnsito por el carril de diseo, se utilizaron los datos de TPD de entrada y
salida para cada uno de los grupos de las diferentes zonas que componen el proyecto. Se
calcularon el nmero de ejes equivalentes en un periodo de diseo de 10 aos para los TPD
mencionados anteriormente en el ao 2006 y se determina el porcentaje de ejes equivalentes
en los carriles de entrada y de salida.
En la tabla No. 7.5, se presentan los porcentajes establecidos para el carril de diseo de
acuerdo con las recomendaciones del estudio de trnsito. En caso que el porcentaje de ejes
equivalentes calculado para el carril de diseo, sea superior a la recomendacin del estudio, se
utiliza el porcentaje calculado.
Tabla No. 7.5: Porcentajes de ejes equivalentes en carril de diseo .
No. Minimo de Carriles
Porcentaje de ejes
No. Carriles No. Sentidos
Separador SIN)
por Sentido
equivalentes en el carril
de diseo.
N
60
N
90
N
60
4
N
54
4 S
45
En la Tabla No. 7.6 se presentan los porcentajes utilizados para el clculo del nmero de ejes
equivalentes en el carril de diseo .
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Tabla No. 7.6: Porcentajes de ejes equivalentes utilizados en carril de diseo .
En el anexo No. 7 se presentan los resultados del nmero de ejes equivalentes en el carril de
diseo para cada uno de los grupos viales que componen las diferentes zonas del proyecto.
Estos valores como se mencion anteriormente corresponden al valor presentado en los
numerales 7.4 y 7.5 ms el nmero de ejes equivalentes aportado por las rutas alimentadoras
multiplicado por el porcentaje del carril de diseo.
Los valores resultantes del clculo del trnsito para el grupo 7 de la zona 1 son bajos por lo
cual se adopta para el diseo los resultados del clculo para el grupo 8 y 9 de la misma zona .
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