calculo de las cargas de transito
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7/23/2019 Calculo de Las Cargas de Transito
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Prof.:
Ing.
Analissa Icaza
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Cargas de Tránsito
Las características
del
tránsito
se
determinan
en
función de la cantidad de repeticiones de una carga de
18000 lb aplicadas en pavimentos en dos juegos de
doble neumático.
Carga equivalente por eje – ESAL
(equivalent single‐axle load )
La preservación
de
la
estructura
del
pavimento
consiste principalmente en controlar la carga en los vehículos
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Tipos
de
camiones
según
ejes
de
carga
C‐2: Es un camión o autobús. Consiste en un motor con
eje
simple
(eje
direccional)
y
un
eje
de
rueda
doble
(eje
de tracción).
C‐ 3: Es un camión o autobús. Consiste en un automotor con eje simple (eje direccional) y un eje de rueda doble
(tándem, eje
de
tracción).
C‐4: Es un camión o autobús. Consiste en un automotor con eje simple (eje direccional) y un eje triple (eje de
tracción).
T‐2: Es un tractor o cabezal, consistente en un
automotor con eje simple (eje direccional) y un eje
simple de rueda doble (eje de tracción).
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Tipos
de
camiones
según
ejes
de
carga
T‐ 3: Es un tractor o cabezal, consistente en un automotor
con eje
simple
(eje
direccional)
y
un
eje
doble
o tándem
(eje de tracción).
S‐1: Es un semirremolque con un eje trasero simple de
rueda
doble.
S‐2: Es un semirremolque con un eje trasero doble
(tándem).
S‐ 3: Es
un
semirremolque
con
un
eje
trasero
triple(tridem)
S‐4: Es un semirremolque con un eje trasero múltiple(4)
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Tipos de camiones según ejes de carga
Pueden haber combinaciones
T2‐S2: Tractor con
dos
ejes
simples
y
un
semirremolque
con eje tándem.
T3‐S2: Tractor con un eje simple y uno tándem, y un
semirremolque con eje tándem.
T3‐S3: Tractor con un eje simple y uno tándem, y un
semirremolque con eje tridem.
T3‐S4: Tractor con un eje simple y uno tándem, y un
semirremolque con
ejes
múltiple.
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Ejemplos de tipos de camiones
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Ejemplo Ejes
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Factores de equivalencia de carga por eje
Un
factor
de
equivalencia
de
carga
por
eje
(EALF,
equivalent axle load factor) define el daño del pavimento por pasar un eje en relación con el daño que
causa el pasar un eje simple con una carga estándar,
usualmente de
18
kip.
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Factores de equivalencia de carga por eje
El
EALF
depende
de: tipo de pavimento
del espesor o de la capacidad estructural del mismo
de
las
condiciones
terminales
a
las
cuales
consideraremos que el pavimento fallará
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EALF
para
pavimentos
flexibles
Donde: W tx = número de aplicaciones de carga de ejes‐x al final de un periodo
W t18 = número de aplicaciones de carga de ejes simples de 18 kip al final de un periodo. Lx es la carga en kip sobre un eje simple, un grupo de ejes tándem o un grupo de ejes
triple.
L2 = 1, para eje simple, 2 para eje doble y 3 para eje triple
SN = número estructural que es función del espesor y módulo de resiliencia y condiciones de drenaje de la sub‐base (después se analizará el tema) Pt = serviciabilidad terminal. Indica la condición del pavimento que es considerada
falla.
β18 = βx para Lx =
18
y
L2 =
1.
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EALF para pavimentos flexibles
Bajo condiciones de tráfico pesado con EALF mucho
mayores que la unidad, EALF incrementa a medida
que
pt o
SN
decrece
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EALF para pavimentos rígidos
Donde D es el espesor del pavimento
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Carga de diseño en un periodo de tiempo
El diseño se basa en el número total de pasadas de un eje
estándar durante
el
periodo
de
diseño,
definido
como
la
carga de un eje simple equivalente (ESAL)
Donde
m = es el número de grupos de ejes de carga
Fi = EALF
para
cada
grupo
de
eje
de
carga
n = el número de pasadas del cada grupo de ejes de carga
durante el periodo de diseño.
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Carga
de
diseño
en
un
periodo
de
tiempo
La
cantidad
de
pasada
de
ejes
totales
(ejes
de
18
kip)
durante un periodo de diseño es la multiplicación del factor que relaciona un eje de x peso con un eje de 18
kips (EALF) por la cantidad de ejes de x peso durante
el periodo
de
diseño.
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Factor de crecimiento
La
cantidad
de
ejes
de
x
peso
que
habrán
pasado
durante el periodo de diseño es el acumulado de los ejes de x peso que pasan cada año durante la vía. Como
el número de vehículos que pasan por año no es
constante se
tendrá
que
asumir
que
cada
año
el
número de vehículos crece a una tasa (r) con respecto
al año anterior .
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Factor de crecimiento
Si
V o es
el
número
de
vehículos
el
primer
año,
entonces,
El número de vehículos el siguiente año es V 1 = V o(1+r)
El número de vehículos el segundo año es V 2
=
V 1(1+r)=V o(1+r)(1+r)=V o(1+r)2
y así sucesivamente hasta un periodo n
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Factor de crecimiento
Generalmente la cantidad de vehículos en el primer año
está dada
por
aforos.
De
manera
que
con
ésta
data
se
puede
hacer una distribución direccional y por carril para diseñar el carril crítico.
Hay
que
tomar
en
cuenta
que
con
el
aforo
podremos
calcular un
promedio
de
vehículos
diarios
(por
cada
tipo
de
vehículo) y se tendrá que multiplicar por el total de días del año (365).
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Ejemplo #1
Calcule el factor de ejes equivalentes para un
camión con
la
configuración
de
cargas
(ton)
sobre
ejes que se muestran a continuación. Este cálculo
será necesario para diseñar un pavimento flexible.
Asuma
SN
=
5
y
pt =
2.5
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Ejemplo #1
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Ejemplo #2
Un
pavimento
flexible
(SN
=
5)
está
sujeto
a
una
carga
de eje simple de 12 kip y una carga de un eje tándem de
40 kip. Basado en un pt 2.5, ¿Cuál es la carga de eje
simple y tándem, para un pavimento de concreto de D
= 9 in,
que
son
equivalentes
(en
daño)
a las
cargas
mostradas para pavimento flexible.
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Ejemplo #2
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Ejemplo #2
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Ejemplo #2Igualando los factores de carga del pavimento flexible con los del pavimento rígido
tenemos:
Se iguala esta ecuación a 0.723
Y se obtiene que:Lx1R = 12.19 Kips
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Ejemplo #2
Se iguala
esta
ecuación
a ‐
0.318
Y se obtiene que:Lx1R = 34.70 Kips
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Ejemplo #3
Para
una
carretera
de
cuatro
carriles,
con
un
promedio
de vehículos diarios (TPDA) de 3000 vehículos, con
una distribución direccional de 60/40 y una
distribución por carril de 80/20, un periodo de diseño
de 25
años
y
una
tasa
de
crecimiento
anual
de
3.5%.
Determine ESAL para el camión C‐2 (15% del total de
vehículos) al cual se le calculó previamente un
promedio
(del
total
de
vehículos
C‐
2)
de
EALF
=
0.35