estudio de tráfico y diseño pav

CONSTRUCCIN CARRETERA ANGUIA RODEOPAMPA AGUAS TERMALES OPA GUINEAMAYO

DEPARTAMENTO DE CAJAMARCA PROVINCIA CHOTA DISTRITO ANGUIA

REGIN CAJAMARCA GERENCIA SUB REGIONAL CHOTA

CONSULTOR: ING JULIO MIGUEL VARGAS FLORES ROLANDO TORRES OBANDO

4.0 ESTUDIO DE TRAFICO

El estudio de trfico vehicular tiene por finalidad cuantificar, clasificar y conocer el

volumen de los vehculos que se movilizan por la carretera, as como estimar el origen -

destino de los vehculos, elementos indispensables para la evaluacin econmica de la

carretera y la determinacin de las caractersticas de diseo cada tramo de la carretera.

El trfico se define como el desplazamiento de bienes y/o personas en los medios de

transporte; mientras que, el trnsito viene a ser el flujo de vehculos que circulan por la

carretera, pero usualmente se denomina trfico vehicular.

4.1. METODOLOGA

Cabe indicar que el desarrollo de la recopilacin se bas en las observaciones

realizadas en la zona de trabajo, durante el desarrollo de los trabajos de

ingeniera bsica, as se contemplaron tres etapas metodolgicas claramente

definidas:

Recopilacin de la informacin;

Conteo de trfico;

Tipo de trnsito; y,

Clculo del trfico medio diario.

Recopilacin de la Informacin

La informacin bsica para la elaboracin del estudio procede de dos tipos de

fuentes diferentes: referenciales y directas

La nica fuente referencial utilizada ha sido la informacin existente en las

diversas dependencias del Ministerio de Transportes y Comunicaciones.

Con el propsito de actualizar, verificar y complementar la informacin

recopilada de las fuentes referenciales la Consultora recurri a la utilizacin de

los mtodos de conteo de trfico y encuestas de origen - destino. Estas labores





exigieron una etapa previa de trabajo de gabinete y una etapa final de

reconocimiento de campo.

En esta primera etapa de recopilacin de informacin bsica para el estudio

mediante mtodos directos, el trabajo de gabinete consisti en el diseo de la

ficha para el conteo de trfico y en la ubicacin de las estaciones de control para

el trabajo de campo.

El formato para el conteo de trfico, incluye tambin la estacin de control y la

identificacin de la carretera en la que se llev a cabo; la hora, da y fecha del

conteo; la clasificacin de los vehculos, considerando un tem de trfico ligero

de autos, combis camionetas, y dos tems de trfico pesado (camiones de 2 y 3

ejes).

Para la ejecucin del conteo de trfico se ubic una estacin de control, la salida

de la ciudad de Tacabamba, exactamente en el desvo al Distrito de Anguia.

El conteo volumtrico se realiz durante cinco (07) das consecutivos.

Conteo de trfico y clasificacin vehicular diaria - Tramo Tocabamba

Angua.

Cabe indicar que el desarrollo de la recopilacin se bas en las observaciones

realizadas en la zona de trabajo durante el desarrollo de los trabajos de ingeniera

bsica, as como las encuestas desarrolladas a algunos pobladores encontrados a

lo largo de la va. El conteo y clasificacin de vehculos por sentido de trfico

segn su tipo, se iniciaron el da Martes 15 de Noviembre y concluyeron el 22 de

Noviembre del 2005.





Cuadro N 1

CLASIFICACIN DIARIA DEL TRFICO

DIA CLASIFICACIN VEHICULAR

AUTO

S

PICK

UP

COM

BI

MIC

RO

BUSE

S

CAMIONE

S

TOTA

L

2E 3E

Lunes Ambos 2 5 1 0 0 1 9

Martes Ambos 2 3 1 0 0 0 6

Mircol

es

Ambos 4 3 1 0 0 0 8

Jueves Ambos 4 6 1 0 0 1 12

Viernes Ambos 1 2 1 0 0 0 4

Sbado Ambos 1 2 2 0 0 0 5

Doming

o

Ambos 2 2 2 0 0 1 7

Los valores que se muestran consideran el trnsito contabilizado en ambos

sentidos, debido a que la va a proyectar es de un solo carril.

En el periodo de lluvias Diciembre Mayo motivos de las lluvias, el trnsito es

menor.

Tipo de trnsito

El tipo de trnsito observado est constituido bsicamente por vehculos ligeros,

como autos, camionetas pick up y camiones de 2 ejes, empleados bsicamente el

transporte de productos propios de las actividades desarrolladas en la regin. As





mismo se observa un marcado trnsito peatonal, empleo de acmilas para el

transporte de carga y arreo de ganado por la va.

Clculo de trfico Medio Diario

El volumen considerado es el ndice Medio Diario o simplemente IMD, el cual

es el volumen promedio de trnsito durante 24 horas de una muestra vehicular.

En el presente estudio el promedio del trfico vehicular de la semana de conteo

se ha calculado aplicando la siguiente frmula:

PROMEDIO DE LA SEMANA = suma del volumen diario / 7

Cuadro N 2

PROM AUTO PICK UP C2E

14 7 5 2

100% 50.00% 35.71% 14.29%

Los volmenes de trfico varan cada mes debido a las estaciones del ao, que

ocasionan pocas de cosechas, festividades, ferias, etc., por esto es necesario

afectar los valores calculados por un factor de correccin que lleve estos al

Promedio Diario Anual.

En vista que en el presente caso se trata de un camino vecinal, en donde no

existe antecedente de estudios de trfico, no se puede determinar un factor

histrico de correccin. Sin embargo considerando las condiciones especiales de

la va, y por tratarse de una va alterna se ha credo por conveniente castigar los

volmenes de trfico por un factor conservador de 2.





El promedio de la semana multiplicado por el factor de correccin del mes de el

INDICE MEDIO DIARIO ANUAL.

Cuadro N 3

IMD AUTO PICK UP C2E

28 14 10 4

100% 50.00% 35.71% 14.29%

De los resultados anteriores se tiene:

- Vehculos ligeros .. 85.71%

- mnibus 0.00%

- Vehculos 2 ejes 14.29%

A. PROYECCIN DE TRNSITO A FUTURO

Para obtener las proyecciones del trfico vehicular se considera un periodo de

diseo de 5 aos contabilizados a partir del trmino de la construccin, adems

se prev que el proceso de revisin, licitacin y construccin del proyecto puede

durar meses, tiempo adicional a considerar en la proyeccin del trfico. Se

considera que la va entra en servicio para el ao 2006 2007, es decir que el

nmero de aos hasta llegar a la vida til del pavimento es de 6 aos. La tasa de

crecimiento se considera igual a 6% anual.

El trnsito proyectado se obtiene empleando la siguiente frmula:

Tp = IMD*(1+i)n

Luego de aplicar las frmulas indicadas, se obtiene el siguiente resultado del

trnsito proyectado.





Cuadro N 4

IMD AUTO PICK UP C2E

40 20 14 6

100% 50.00% 35.00% 15.00%

4.2. CLCULO DE EJES EQUIVALENTES

Se ha considerado las frmulas para los factores mostrados en las tablas

ASSTHO (1986)

Eje simple: (p/8200)4.5

Eje tandem: (p/15300)4.5

En vista que los vehculos que circulan por la va no se encuentran con carga

mxima, por no ser temporada de cosecha, se ha visto por conveniente emplear

las cargas mximas permitidas por la Norma de Pesos y Dimensiones de

Vehculos para circulacin en las Carreteras de la Red Vial Nacional

(Decreto Supremo N 001-96-MTC), que en su Captulo 4: Peso Vehicular en

Carretera indica que el peso mximo por eje independiente o grupos de ejes para

el tipo de vehculos que circulan por la presente carretera, los cuales deben tener

un peso mximo de 48000 kg.

Cuadro N 5

Ejes Neumticos Kg

Simples 02 6 000

Simples 02 11 000

Doble (Tandem) 06 15 000





A partir de los pesos mximos indicados, se ha procedido a calcular los factores

de carga que se muestran a continuacin:

Cuadro N 6

Tipo de

Vehculo

Eje

Delantero

Grupo 2 Grupo 3 Grupo 4

LIGEROS 0.2451 0.2451

C2E 0.2451 3.7506 3.9958

A partir del trfico proyectado y los factores de carga se procede a calcular el

nmero de ejes equivalente para el ltimo ao de diseo, obtenindose los

siguientes resultados.

Cuadro N 7

CLCULO DE EJES EQUIVALENTES AL AO 2009

Tipo de

Vehculo AUTO PICK UP C2E

Trnsito anual 7300 5110 2190

Factores de carga 0.2451 0.2451 3.7506

EAL 1789 1252 8214

Del cuadro anterior se puede obtener que EAL es igual a 11225





4.3. DISEO DE PAVIMENTOS

GENERALIDADES

Se puede definir como pavimento a la capa conformada por materiales

apropiados que se coloca sobre la subrasante, previamente preparada, y que tiene

la funcin de proporcionar una superficie uniforme, de color y textura

apropiados, resistentes a las acciones de transito, a la del intemperismo y de

otros agentes perjudiciales; as como transmitir adecuadamente al terreno de

fundacin, los esfuerzos producidos por las cargas impuestas por el trnsito.

Resumiendo podemos decir que el pavimento es la superestructura de la obra

vial, que hace posible el trnsito fluido de los vehculos con la comodidad,

seguridad, y economa previstos por el proyecto.

La actual tecnologa contempla una gama muy diversa de secciones

estructurales, las cuales son funciones de los distintos factores que intervienen

en la performance de una va: transito, tipo de suelo, importancia de la va,

condiciones de drenaje, recursos disponibles, etc. Debe elegirse la solucin mas

apropiada de acuerdo a las facilidades y experiencias locales y a las condiciones

especificas de cada caso, lo cual es una tarea que requiere de un balance tcnico

econmico de todas las alternativas Debido a su amplia difusin, a la experiencia

acumulada y a las connotaciones econmicas que implica su uso, los pavimentos

de capas granulares comprenden casi la generalidad de vas que forman la red

vecinal nacional. Para la estructuracin de pavimentos juegan papel importante,

en la mayora de los mtodos de diseo dos parmetros: la capacidad de soporte

del suelo de la subrasante y el volumen de trfico al que estar sujeto la va.





A. MTODOS PARA EL DISEO DE PAVIMENTOS

Para la obtencin de los espesores de la capa de afirmado existen los siguientes

mtodos:

Mtodo USACE - Ideado por el Cuerpo de Ingenieros de los EE.UU.

Mtodo TRRL - Ideado por Transport And Research Laboratory

Deparatament of the Environment Departament

of Transport de Inglaterra.

Mtodo del US Forest Service - Ideado por el Servicio de Guardabosques de los

EE.UU.

Por ser el mas utilizado y el que mas se adapta a nuestros requerimientos se ha

optado por el empleo del mtodo sugerido por el Cuerpo de Ingenieros de los

EE.UU. mtodo USACE

B. PARAMETROS DE DISEO

Para la aplicacin de los mtodos anteriormente enumerados es necesario

determinar los siguientes parmetros:

- Valor Relativo de Soporte de Diseo de la Subrasante (CBR)

- Determinacin del EAL

- Tasa de crecimiento (rc)

- Periodo de Diseo

C. VALOR RELATIVO DE SOPORTE DE DISEO DE LA

SUBRASANTE (CBR)

Para determinar el CBR de diseo se emplean mtodos estadsticos, tales como:

el recomendado por el Instituto del Asfalto y el mtodo Japons.





Mtodo del Instituto del Asfalto

Se debe contar con los valores individuales de cada muestra y, el trnsito en

trminos de numero de repeticiones (EAL) y mediante un anlisis de regresin

lineal se determina con el valor del percentil concordante y con el trnsito

proyectado; obtenindose as:

El Valor Promedio

La desviacin Estndar

El Coeficiente de Variacin

El CBRd al (60, 75, 87.5) percentil.

Mtodo Japons

Para hallar el CBRd, este mtodo considera como mnimo dos valores o

determinaciones de la prueba CBR empleando la siguiente expresin:

CBRd = CBRp - CBRmax - CBRmin

C

Donde:

CBRd : CBR de diseo

CBRp : CBR promedio

CBRmax : CBR mximo

Carmn : CBR minimo

C : Coeficiente estadstico que depende de n

n : Nmero de muestras

D. DETERMINACIN DEL EAL

La carga y volmenes de trfico inciden de manera capital en el diseo

estructural de los pavimentos, muy especial cuando los volmenes y las cargas

son elevados; de lo contrario la importancia como parmetro es relativo, por tal

razn cuando el volumen de trnsito es inferior a 500 vehculos por da; no es

justificable elaborar un complejo anlisis de trnsito.

Se emplean dos alternativas de clculo, que son:





Primera Alternativa

Se emplea el Factor de Composicin de Trafico (M) basado en tres categoras de

% de camiones (bajo, medio y alto) y tres categoras de rangos probables de la

distribucin de ejes de carga calificados (liviano, mediano y pesado), se emplea

el siguiente Cuadro:

CUADRO N 01

FACTOR DE COMPOSICIN DE TRFICO (M)

DISTRIBUCIN DE CARGA

(kips x camin)

PORCENTAJE DE CAMIONES

BAJO

(25%)

Ligero (menos de 0.75) 9 18 27

Medio (0.75 1.50) 23 46 69

Pesado (ms de 1.5) 37 79 110

Los valores presentados corresponden para el caso de caminos de dos carriles y

deben ser duplicados para vas de un solo carril.

Segunda Alternativa

Se emplea la siguiente frmula

n EAL = 365 x [ IMD2 x EE2 + IMD3 x EE3 + IMDt x EEt] (1 +RC) - 1 2 rc

Donde:

EAL : Numero de repeticiones de Ejes Standard

IMD2 : ndice medio diario de camiones de 2 ejes, correspondiente al

ao base

IMD3 : ndice medio diario de camiones de 3 ejes, correspondiente al

ao base





IMDt : ndice medio diario de camiones trayler y semitrayler,

correspondiente al ao base.

EE2 : Ejes equivalentes de 8.2 Tn. por camin de 2 ejes

EE3 : Ejes equivalentes de 8.2 Tn., por camin de 3 ejes

EEt : Ejes equiva!entes de 8.2 Tn., por camin trayler y semitrayler

n : Periodo de diseo

rc : Tasa de crecimiento del trafico de camiones

Se utiliza el siguiente cuadro:

CUADRO N 02

EQUIVALENTES DE EJES ESTNDAR DE 8.2 Tn.

NUMERO DE EJES 2 3 Trayler y Semitrayler

Costa 2.3 4.3 11.7

Sierra 2.7 5.6 9.2

E. TASA DE CRECIMIENTO

Para el presente estudio se considera el crecimiento de la poblacin a nivel de

Departamento de Cajamarca Chota - Angua (rc= 1.67%)

F. PERIODO DE DISEO

Se esta considerando un periodo de diez aos, dentro de los cuales se asume las

labores de conservacin rutinaria y peridica.





G. CALCULO DEL ESPESOR DEL PAVIMENTO

Se cuenta con los siguientes datos:

Trafico diario estimado = 48 vpd

Tasa de Crecimiento (rc) = 1.67

Periodo de Diseo = 10 Aos

Trafico Pesado =





10 N18(10aos) = [125x23x2] (1+0.0167) -1 Ln (1+0.0167)

N18(10 aos) = 60,000 repeticiones

Con los valores de:

CBR de Diseo = 27.7% (promedio)

N18 (10 aos) = 60,000 repeticiones

Llevando estos valores al grfico N 01, se tiene:

Espesor del Pavimento = 6.0 pulgadas = 15 cm.

H. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

- A fin de mejorar la resistencia de la subrasante en probables zonas crticas de

la plataforma se recomienda un empedrado, previamente eliminando los

suelos sueltos y saturados de la superficie con piedras que varan entre 2 y

5, las cuales debern ser debidamente compactadas.

- BASE GRANULAR: La Base Granular consistir en una capa de afirmado

proveniente de las canteras ya dispuestas en el estudio, en un espesor de e =

15.00 cm., debidamente compactada hasta alcanzar el 100% de la Mxima

Densidad Seca del Proctor Modificado.

- Se ha determinado los puntos de abastecimiento de agua, los mismos que

provienen de los cauces de las quebradas y del ro Scota, los resultados del

anlisis de la calidad de las aguas de estas fuentes indican que pueden ser

utilizadas para cualquier obra estructural de concreto.





- Las canteras seleccionadas, cuyos volmenes son alcanzables y explotables

de materiales adecuados, que puede satisfacer los requerimientos del

proyecto.

estudio de tráfico y diseño pav

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