Microsoft Word - 2006-019-Anejo n 04 - Estudio del trfico y clculo del f

Anejo n 4: Estudio del trfico y clculo del firmeAcondicionamiento y refuerzo de firme de la CV-575 desde la CV-610 a Llocnou den Fenollet y Acondicionamiento de la travesa de Llocnou den Fenollet en la CV-600

2006-019

1.- INTRODUCCIN

En el presente anejo se analiza y justifica la previsin de evolucin de la intensidad media de trfico hasta el ao en puesta en servicio de las obras proyectadas y su clasificacin de acuerdo con las categoras de trfico establecidas en la vigente Norma 6.1I.C sobre secciones de firme, as como la caracterizacin y dimensionamiento de las secciones de firme, segn lo prescrito por la normativa citada.

2.- ESTUDIO DE LA EVOLUCIN DEL TRFICO

2.2.2.-Datos en la CV-600

Carretera: CV-600 (VP-1036)-De Xtiva a Simat de la Valldigna Tramo Barxeta a VV-1033:

2006-019-Anejo n 04 - Estudio del trfico y clculo del firme.docPgina 7

2.1.-PARMETROS BSICOS UTILIZADOS

Se deben resolver dos problemas a la hora de determinar el trfico en el ao de puesta en servicio de las obras proyectadas:

a) Determinacin correcta del trfico inicial de la carretera.

b) Previsin de la evolucin de este trfico en el futuro.

Se parte de unos aforos y se debe determinar el nmero de vehculos que pasan (IMD) y desagregarlos, ver los porcentajes de cada tipo de vehculo. En realidad solo interesa el porcentaje de vehculos pesados, pues son los que ejercen esfuerzos de fatiga, los vehculos ligeros solo afectan al desgaste superficial.

2.2.-DATOS DE PROYECTO

Los datos de aforo han sido facilitados por los servicios tcnicos del rea de Carreteras de la Diputacin 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 Genovs

Tramo Llocnou den Fenollet (VV-1033) a VV-1032:

Tramo CV-610 a Llocnou den Fenollet:

El problema planteado es estimar, en funcin de las intensidades consideradas, la intensidad media diaria que soportarn los distintos tramos de carretera a acondicionar.

2.3.-MTODO DE CLCULO

De acuerdo con las indicaciones incluidas en la Norma 6.1 I.C sobre secciones de firme, de la Instruccin de Carreteras, aprobada por orden FOM/3460/2003 de 28 de Noviembre, se procede al estudio y clasificacin de las intensidades medias diarias del

trfico pesado esperado para el ao de puesta en servicio de la obra, de acuerdo con la siguiente clasificacin:

Para determinar la categora de trfico esperado en el ao de puesta en servicio de la obra, se hacen las siguientes consideraciones:

Por tratarse del acondicionamiento de un vial existente, y que por lo tanto no habilita nuevos destinos, se estima que no se producir la existencia de un trfico inducido una vez realizada la obra..

La tasa de crecimiento anual se estima a partir de los datos de aforos existentes, mediante la siguiente expresin: A la vista de los resultados obtenidos y a la evolucin de las IMD a lo largo de los aos, se puede observar que se han producido, cronolgicamente en el tiempo, altibajos en el nmero de vehculos usuarios de la carretera, incluso, segn los datos de los que se dispone, parece existir una tendencia a la baja en dicho nmero, si bien, sta 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 solucin de compromiso entre el incremento positivo obtenido con los aos aforados ms antiguos y el valor negativo obtenido con los aos aforados ms recientes, partiendo del valor aforado ms alto, correspondiente al ao 1992, para obtener el trfico pesado esperado para el ao de puesta en servicio de la obra.

Establecida la tasa de crecimiento anual del trfico, y suponiendo que la fecha de puesta en servicio de la obra ser el ao 2.008, a partir del valor deI.M.D correspondiente al ao 1992 se puede obtener mediante la expresin anterior el valor de la I.M.D esperado en el ao de puesta en servicio de la obra, que ser:

IMD

[ i]

= IMD

[1+ r]n[ i+1][1+ r]

IMD

[ 2008 ]

= IMD

n [ 1992 ]

IMD[ 2008 ] = 1668veh / da

donde r, es el crecimiento anual previsible y n el nmero de aos.

Aplicando la expresin anterior a dos datos de diferentes aos para los mismos meses, correspondientes a los aforos en cada uno de los tramos anteriores se obtienen los resultados siguientes:

a) Para la carretera CV-575

Se considera que sobre carril incide el 50 % del trfico y que el porcentaje de trfico de pesados es del 6 %, por lo tanto el valor de intensidad media diaria de vehculos pesados en el ao 2.008 ser:

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

De acuerdo con la clasificacin indicada anteriormente, el trfico esperado en el ao de puesta en servicio de la obra para la carretera CV-575, corresponder con la

categora T41. Esta categora ser tenida en cuenta en el dimensionamiento del paquete de firme de este tramo del proyecto.

b) Para la carretera CV-600

Tramo Barxeta a VV-1033:

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

De acuerdo con la clasificacin indicada anteriormente, el trfico esperado en el ao de puesta en servicio de la obra, corresponder para este tramo con la categora T31.

- Tramo Lloc Nou den Fenollet (VV-1033) a VV-1032:

IMD ABR-861223.00

IMD ABR-982253.00

INTERVALO AOS12.00

INCREMENTO ANUAL(%)5.22

IMD MAR-972072.00

IMD ABR-982253.00

INTERVALO AOS1.00

INCREMENTOANUAL(%)8.74

A la vista de los resultados obtenidos y a la evolucin de las IMD a lo largo de los aos, se puede observar una tendencia creciente en el nmero de usuarios, salvo en los valores de los dos ltimos aos de los que se dispone de datos, en los que se aprecia una disminucin que puede deberse a lo ya comentado para el tramo anterior. As pues, consideraremos como tasa de crecimiento anual ms representativa la que corresponde a los meses de Marzo a Abril (r = 8,74 %).

Establecida la tasa de crecimiento anual del trfico, y suponiendo que la fecha de puesta en servicio de la obra ser el ao 2.008, a partir del valor deI.M.D correspondiente al ao 1992 se puede obtener mediante la expresin anterior el valor de la I.M.D esperado en el ao de puesta en servicio de laobra, que ser:

A la vista de los resultados obtenidos y a la evolucin de las IMD a lo largo de losaos, consideraremos como tasa de crecimiento anual ms representativa la que corresponde al mes de Abril (r = 12,09 %).

Establecida la tasa de crecimiento anual del trfico, y suponiendo que la fecha de puesta en servicio de la obra ser el ao 2.008, a partir del valor deI.M.D correspondiente al ao 1992 se puede obtener mediante la expresin anterior el valor de la I.M.D esperado en el ao de puesta en servicio de laobra, que ser:

IMD

[ 2008 ]

= IMD

n [ 1998 ]

IMD[ 2008 ]

= IMD

[ 1998 ]

[1+ r]n

IMD[ 2008 ] = 5.205,66veh / da[1+ r]

IMD[ 2008 ] = 10.012,33veh / da

Se considera que sobre carril incide el 50 % del trfico y que el porcentaje de trfico de pesados es del 12 %, por lo tanto el valor de intensidad media diaria de vehculos pesados en el ao 2.008 ser: Se considera que sobre carril incide el 50 % del trfico y que el porcentaje de trfico de pesados es del 12 %, por lo tanto el valor de intensidad media diaria de vehculos pesados en el ao 2.008 ser:

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

De acuerdo con la clasificacin indicada anteriormente, el trfico esperado en el ao de puesta en servicio de la obra, corresponder con la categora T2.

Finalmente, consideraremos para el diseo de los tramos de carretera correspondientes a la CV-600 una categora de trfico T2 que es la ms desfavorable de las dos obtenidas en los dos aforos de este eje. Esta categora ser, pues, la tenida en cuenta en el dimensionamiento del paquete de firme de este tramo de carretera.

En resumen, el paquete de firmes correspondiente al tramo de la CV-575 se dimensionar para una categora de trfico T41 y para los tramos correspondientes de la CV-600 se dimensionar para una categora de trfico T2.

3.- CLCULO DEL FIRME

3.1.-INTRODUCCIN.

Siguiendo las especificaciones establecidas en la Norma 6.1 I.C sobre secciones de firme, de la Instruccin de Carreteras, aprobada por orden FOM/3460/2003 de 28 de Noviembre, se procede al dimensionamiento del firme en funcin, por una parte de las intensidades medias diarias del trfico pesado esperado para el ao de puesta en servicio de la obra, y por otra parte de las caractersticas exigibles a la explanada sobre la que se ubicar el citado firme.

3.2.-CLASIFICACIN DEL TRFICO.

Segn lo expuesto en el apartado anterior, Estudio del trfico, se adopta, por una parte, para el eje principal, el eje comarcal, las intersecciones 1, 2 y 3 correspondientes a la CV-575, una categora de trfico tipo T41.

Por otra parte, para el eje principal, las rotondas y los ramales, correspondientes a la CV-600, se adopta una categora de trfico tipo T2.

3.3.-CATEGORA DE EXPLANADA.

a) Para la carretera CV-575

En el ao 2002 se llev a cabo el proyecto de construccin correspondiente a este eje cuya actualizacin tambin es objeto del presente proyecto. En dicho proyecto se dimension el firme con la anterior Instruccin vigente en aquel ao del Ministerio de Fomento que es de obligado cumplimiento para las carreteras cuya titularidad corresponde al Estado. Aplicando dicha Instruccin con los datos obtenidos de los materiales del correspondiente Estudio Geotcnico que se realiz, se obtuvo que era necesario colocar en los ltimos 50 cm, en coronacin del terrapln, una capa de suelo seleccionado, y sustituir

una capa de igual espesor en caso de desmonte, con dicho material, para obtiener as una explanada E2 como base del firme proyectado, proporcionando una superficie homognea a todo el trazado. Previamente, se eliminara la capa de tierra vegetal hasta un espesor mnimo de 50 cm.

En la actualidad, con la Instruccin vigente del Ministerio de Fomento, para obtener una explanada E2 es necesario extender una capa de suelo seleccionado en los setenta y cinco (75) cm. superiores de la explanada. No obstante, justificaremos en el apartado siguiente, correspondiente al dimensionado de firme, que con el paquete de firmes que se proyect se puede mantener el espesor de 50 cm de suelo seleccionado ya que el espesor total que se obtendra (capa de suelo seleccionado ms capas de firme) sera equivalente, incluso superior, al que resultara con la nueva Instruccin.

b) Para la carretera CV-600

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

Para la ejecucin de las obras incluidas en el presente proyecto, se exigir que la explanada sobre la que se colocar el firme corresponda con una categora tipo E2 segn la clasificacin incluida en la Norma 6.1 I.C sobre secciones de firme, de la Instruccin de Carreteras, aprobada por orden FOM/3460/2003 de 28 de Noviembre, por lo que sernecesario extender una capa de suelo seleccionado tipo 2 (CBR 10) en los setenta ycinco (75) cm. superiores de la explanada.

3.4.- DIMENSIONAMIENTO DEL FIRME

Una vez caracterizado el trfico 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.- Tipologa y seccin de los firmes

Se dimensiona en este apartado el paquete de firme en los distintos tramos proyectados.

Se adopta, en todos los casos, una seccin estructural de firme flexible, descartndose una seccin de firme rgido debido a su mayor complicacin constructiva y a que actualmente, todas las carreteras adyacentes poseen calzadas con firmes flexibles, por lo que se considera razonable mantener la misma tipologa.

Asimismo se adopta, tambin en todos los casos, una seccin de firme flexible con base granular, excluyndose las secciones con capas de base de suelo - cemento o de grava - cemento, debido a que este tipo de bases requieren una ejecucin muy controlada

y pequeas variaciones de la dosificacin en peso del cemento producen comportamientos estructurales no deseados, con fisuraciones y fallos localizados durante la fase de funcionamiento, adems de la necesidad de disponer de ms medios para su correcta ejecucin.

3.4.1.1.- Firme en eje comarcal, eje principal, intersecciones y ramales en la CV-575

Segn hemos comentado anteriormente, justificaremos a continuacin la equivalencia de la seccin del firme que se dise en el proyecto realizado en el ao 2002 para este eje utilizando la anterior Instruccin, con el que correspondera aplicando la actual Instruccin de carreteras del Ministerio de Fomento.

La seccin del firme que adoptaramos aplicando la Instruccin de carreteras del Ministerio de Fomento correspondiente a una categora de trfico T41 y una explanada tipo E2 sera la 4121 formada por: 10 cm. de mezclas bituminosas en caliente.

30 cm. de zahorra artificial.

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 seccin de firme proyectado inicialmente con la Instruccin, anterior est 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.

3.4.1.2.-Firme en eje principal, intersecciones y ramales en la CV-600

Segn los datos establecidos en los puntos anteriores, en estos tramos se tiene:

Categora de trfico:T2

Categora de la explanada:E2

Seccin tipo de firme flexible con base granular.

se adopta de acuerdo con el catlogo de secciones de firme incluido en la Norma6.1 I.C sobre secciones de firme, de la Instruccin de carreteras, aprobada por orden FOM/3460/2003 de 28 de Noviembre, la seccin tipo 221 que queda definida como sigue: 25 cm. de mezclas bituminosas en caliente distribuidas de la siguiente manera:

Capa de rodadura: 6 cm. de S-20 con rido porfdico.

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

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

25 cm. de zahorra artificial de base.

3.4.2.-Materiales de los firmes

3.4.2.1.-Tipos de mezclas bituminosas

a) Mezclas bituminosas en eje comarcal, eje principal, intersecciones y ramales en la CV-575

Capa de rodadura

Se dispondr una capa de cinco (5) centmetros de espesor de mezcla bituminosa en caliente tipo S-20 con rido porfdico.

Capa intermedia

Se comprueba, pues, que el firme diseado, cuya secuencia de capas es la anteriormente expuesta, es equivalente al firme que correspondera aplicando la actual Instruccin y que detallamos a continuacin: 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.

25 cm. de sub-base granular.

Se dispondr una capa de diez (10) centmetros de espesor de mezcla bituminosa en caliente tipo G-25 con rido calizo.

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

Para categora de trfico tipo T2, la Norma 6.1 I.C., indica que se debern usar mezclas bituminosas en caliente de los tipos denso (D), Semidenso (S), drenante (PA) o discontinuas (M 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 Diputacin de Valencia se toman las siguientes mezclas:

Capa de rodadura

Se dispondr una capa de seis (6) centmetros de espesor de mezcla bituminosa en caliente tipo S-20 con rido porfdico.

Capa intermedia

Se dispondr una capa de ocho (8) centmetros de espesor de mezcla bituminosa en caliente tipo S-25 con rido calizo.

Capa de base bituminosa

Se dispondr una capa de base de once (11) centmetros de espesor de mezcla bituminosa en caliente tipo G-25 con rido calizo.

3.4.2.2.-Tipo de betn asfltico

La poblacin de Lloc Nou den Fenollet se encuentra en una zona trmica media, segn el mapa de zonas trmicas estivales incluido en la Norma 6.1 I.C., por lo que el tipo de betn recomendable para la elaboracin de las distintas mezclas bituminosas previstas ser el B - 60/70, con las dotaciones establecidas en el Pliego de Prescripciones Tcnicas Particulares.

3.4.2.3.-Tipo de filler

El filler es el material que pasa por el tamiz 0,063 mm de la UNE EN 933-2. Su funcin es de conglomerante junto al betn.

En capa de rodadura el filler ser de aportacin.

En capas intermedia y de base el filler ser 50 % de aportacin.

3.4.2.4.-Relacin mnima ponderada filler / betn

En capa de rodadura:1,3.

En capas intermedia:1,2.

En capas de base:1,1.

3.4.2.5.-Riegos:

Se extender un riego de imprimacin sobre la base de zahorra artificial consistente en una emulsin bituminosa tipo E.C.I., con una dotacin de 1,2 kg/m2.

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

3.4.2.6.-Capas de base y subbase granular

a) En eje comarcal, eje principal, intersecciones y ramales en la CV-575

Se dispondrn:

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

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

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

Se dispondr una capa de veinticinco (25) cm. de espesor de zahorra artificial compactada en capa de base.

3.4.3.-Firme en zonas de refuerzo de la calzada existente

3.4.3.1.-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:

Si e < 5 cm.: Se fresar el pavimento existente de forma que se ejecute la capa de rodadura entera.

Si 5 < e < 12 cm.: Se pavimentar hasta la cota de rasante definitiva con mezcla bituminosa en caliente tipo S-20 con rido porfdico

Si 12 < e < 25 cm.: Se regularizar con una capa de mezcla bituminosa caliente tipo G-25 con rido calizo, y se ejecutar sobre ella la capa de rodadura completa.

Si 25 < e < 75 cm.: Se escarificar superficialmente el pavimento existente y se regularizar con una capa de zahorra artificial, sobre la cual se ejecutarn completas las capas intermedia y de rodadura, de acuerdo con la seccin tipo prevista.

Si e > 75 cm.: Se escarificar superficialmente el pavimento existente y se regularizar con una capa de terrapln sobre la cual se extender el paquete de firme completo definido en la seccin tipo.

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

Si 6 < e < 10 cm.: Se pavimentar hasta la cota de rasante definitiva con mezcla bituminosa en caliente tipo S-20 con rido porfdico

Si 10 < e < 18 cm.: Se regularizar con una capa de mezcla bituminosa caliente tipo S-25 con rido calizo, y se ejecutar sobre ella la capa de rodadura completa.

Si 18 < e < 29 cm.: Se regularizar con una capa de mezcla bituminosa en caliente tipo G-25, y se ejecutarn completas la capa intermedia y la capa de rodadura.

Si 29 < e < 60 cm.: Se escarificar superficialmente el pavimento existente y se regularizar con una capa de zahorra artificial, sobre la cual se ejecutarn completas las capas de base bituminosa, capa intermedia y capa de rodadura, de acuerdo con la seccin tipo prevista.

Si e > 60 cm.: Se escarificar superficialmente el pavimento existente y se regularizar con una capa de terrapln sobre la cual se extender el paquete de firme completo definido en la seccin tipo.