Clase 04-II

ESTUDIO DE TRAFICO

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ING. MARIA GIRON URETA PAVIMENTOS

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Para el dimensionamiento de un pavimento es necesario determinar los efectos que las cargas de los vehículos causarán sobre el pavimento, por lo cual se debe conocer el número y tipo de vehículos que circularán por una vía, así como la intensidad de la carga y la configuración del eje que la aplica.

El objeto de este capítulo es presentar la metodología para la determinación de los parámetros de tránsito que se requieren para el diseño estructural de los pavimentos en las carreteras.

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El tráfico es uno de los factores más relevantes en el diseño de pavimentos. Su correcta determinación depende de muchos factores que pueden conducir a una estimación inadecuada del mismo.Los métodos actuales se basan en transformar los diferentes tipos de vehículos en un eje estándar equivalente, para posteriormente calcular el número de repeticiones de ejes equivalentes en un periodo de diseño del pavimento (ESAL). El método de diseño NCHRP considera el tráfico a través del espectro de cargas por cada tipo de vehículo es decir toma en cuenta el hecho de que cada tipo de vehículo tiene un rango de cargas en los diferentes ejes que dependen de la configuración del mismo, la cantidad de carga que trasladan y las condiciones del vehículo.

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Otro aspecto de extrema importancia es la determinación de la tasa de crecimiento vehicular por el tipo de vehículo. Como se sabe esta es estimada en base a las condiciones poblacionales y económicas de la zona de influencia de la carretera.Sin embrago en los últimos años se ha visto las tasas de crecimiento han sido superadas en especial por el crecimiento económico estable en el país y además la aparición mayor de vehículos que brindan servicios nuevos cuando las carreteras se encuentran en buen estado.Este aspecto es relevante porque puede generar una variación importante en el cálculo de los espesores requerido, generando un posible sub dimensionamiento de la estructura si las tasas de crecimiento no fueran adecuadas, por este motivo para vías de relativa importancia se debe de contar con un estudio preciso del tráfico que analice estos aspectos para evitar un falla prematura del pavimento.

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1.- DEFINICIONES:

• Volumen de tráfico: Numero de vehículos que pasan por un determinado punto o lugar de la calzada o carril de la carretera o calle en un periodo dado.

• Estación de control o conteo: Punto donde se efectúa la medición de volumen de vehículos.

• Trafico homogéneo: sección de la carretera con características geométricas o volumen de transito similar al tránsito normal.

• Transito Normal: Corresponde al tránsito que utiliza la vía en condiciones presentes y crece en función de diversas tasas de crecimiento, se obtiene por el conteo y clasificación vehicular

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• Transito Desviado: Corresponde al tránsito que

utiliza otras vías y que como consecuencia de un nuevo proyecto se desvían, pero manteniendo el origen y destino.

• Transito Transferido: corresponde al tránsito que cambia su origen –destino como resultado del nuevo proyecto. En este caso el proyecto habilita nuevas áreas de desarrollo y atrae viajes de otro origen-destino.

• Transito Generado: Corresponde al tránsito inexistente antes del proyecto debido a la generación de nuevas actividades y se produce un aumento de viajes.

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2.- TIPOS DE VEHICULOS:

Los tipos de vehículos y sus características están definidas en el reglamento de transito. Los cuadros siguientes muestran la información requerida para el diseño.En algunos casos el diseño se efectúa con los pesos y características de los vehículos de acuerdo al conteo vehicular y el pesado de los mismos, en especial en tramos donde no se cuenta con control de pesos.

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3.- FACTORES PARA EL CALCULO DEL TRAFICO:

Datos del trafico requeridos:• Cargas máximas• Configuración de los neumáticos• Presión de los neumáticos• Transito para el año inicial• Periodo de diseño• Tasa de crecimiento• Espectro de carga

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3.1 PERIODO DE DISEÑO:

Este factor de calculo es importante para la determinación de la factibilidad económica de la solución que se plantee, en ninguno de los casos podrá ser menor que el periodo de vida útil de la estructura planteada.En este punto es importante tomar en cuenta restricción legales para el análisis de factibilidad de proyectos como fondos públicos a pesar de que estos procedimientos se orientan a periodos de corto plazo que no permiten soluciones adecuada en especial en proyectos de trafico medio.

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Periodos de diseño en función del

tipo de carreteraTipo de Carretera Periodo de diseñoUrbana con altos

30 a 50 añosVolúmenes de transitoInterurbano con alto

20 a 50 añosVolúmenes de transitoPavimentos con bajos

15 a 25 añosVolúmenes de transitoRevestidas con bajos

10 a 20 añosVolúmenes de transitoAfirmadas o lastradas 5 a 10 años

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3.2 METODOLOGÍA PARA EL ESTUDIO DE LA DEMANDA DE TRÁNSITO

1.1.1 El Índice Medio Diario Anual de Tránsito (IMDA).

El Índice Medio Diario Anual de Transito (IMDA) representa el promedio aritmético de los volúmenes diarios para todos los días del año previsible o existente en una sección dada de la vía. Su conocimiento da una idea cuantitativa de la importancia de la vía en la sección considerada y permite realizar los cálculos de factibilidad económica.

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Para pavimentos de carreteras al calculo del trafico de carga de diseño incluye los siguientes pasos: • Valoración del volumen del año del trafico y la composición inicial

• Estimación de la tasa de crecimiento anual de trafico por tipo de vehículo

• Estimación de la división de diseño direccional del trafico.

• Estimación de carril de trafico de diseño• Estimación de magnitudes de carga de las ruedas por tipo de vehículo.

• Calculo del numero de aplicaciones de cargas de rueda en el carril de la información de diseño. sobre

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El volumen de vehículos varia de acuerdo a diferentes factores a lo largo del año estos pueden ser agrupados de la siguiente manera:• Variaciones estacionales, son variaciones a lo largo del año motivadas por actividades económicas, festividades que no sean constantes a los largo del año.

• Variaciones direccionales, son las variaciones detectadas en cada dirección de la vía, son de especial importancia en sitios donde existe una instalación que genera trafico en solo sentido.

• Variaciones Especiales, originada por algún evento especial

• Variaciones temporales, motivada por algún aspecto que tendrá un plazo limitado, como es el caso de desvió de obra.

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3.2.1 Caminos NuevosLos volúmenes de diseño se establecen en base a diversos modelos de demanda(usos de suelo, generación de viajes, distribución de viajes, asignación de trafico, distribución modal.

3.2.2 Mejoramiento de Caminos Existentes

• Se realizan mediciones horarias para los días laborables y no laborables, dividiendo el trafico según los requerimientos del diseño.

• Se realizan encuestas origen destino• Se pueden proyectar mediciones en base a los

datos de peajes, pesajes u otros puntos de conteo.

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3.3 Tasa de crecimiento

Cálculo de tasas de crecimiento y la población Se puede calcular el crecimiento de tránsito utilizando una fórmula simple: Tn = To (1+i)n-1 donde:

Tn = Tránsito proyectado al año “n” en veh/día.

To = Tránsito actual (año base o) en veh/día.

n = Años del período de diseño.

i = Tasa anual de crecimiento del tránsito. Definida en correlación con la dinámica de crecimiento socio-económico(*) normalmente entre 2% y 6% a criterio del equipo del estudio.

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Estas tasas pueden variar sustancialmente si existieran proyectos de desarrollo específicos por implementarse con suficiente certeza a corto plazo en la zona de la carretera.

La proyección puede también dividirse en dos partes. Una proyección para vehículos de pasajeros que crecerá aproximadamente al ritmo de la tasa de crecimiento de la población y una proyección de vehículos de carga que crecerá aproximadamente con la tasa de crecimiento de la economía.

Ambos índices de crecimiento correspondientes a la región que normalmente cuenta con datos estadísticos de estas tendencias.

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3.4 Volumen y clasificación de los vehículos (carreteras existentes) i) Se definen tramos del proyecto en los que se

estima una demanda homogénea en cada uno de ellos.

ii) Se establece una estación de estudio de tráfico en un punto central del tramo, en un lugar que se considere seguro y con suficiente seguridad social.

(*) Social: Tasa Anual de Crecimiento de la Población

iii) Se toma nota en una cartilla del número y tipo de vehículos que circulan en una y en la otra dirección, señalándose la hora aproximada en que pasó el vehículo por la estación.

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Se utiliza en el campo una cartilla previamente elaborada que facilite el conteo, según la información que se recopila y las horas en que se realiza el conteo. De esta manera, se totalizan los conteos por horas, por volúmenes, por clase de vehículos, por sentidos, etc.

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3.3.1 Metodología para establecer el peso de los vehículos de carga que es importante para el diseño de los pavimentos, pontones y puentes.

Estos estudios se concentran sólo en los vehículos pesados dañinos para la carretera y por tanto, son importantes para definir el diseño de los pavimentos de la superficie de rodadura y la resistencia de los pontones y puentes.

De conformidad a la experiencia de las personas de la localidad, los conteos e inventarios de tránsito en general pueden realizarse prescindiéndose de las horas en que se tiene nulo o poco tránsito.

El estudio debe tomar días que en opinión general reflejen razonablemente el volumen de la demanda diaria y la composición o clasificación del tránsito.

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De conformidad a la experiencia anual de las personas de la localidad, los conteos e inventarios de tránsito en general pueden realizarse prescindiéndose de las horas en que se tiene nulo o poco tránsito.

El estudio debe tomar días que en opinión general reflejen razonablemente el volumen de la demanda diaria y la composición o clasificación del tránsito.

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4.- TRABAJO DE CAMPO:• Determinar los puntos de aforo• Identificación de la vía en estudio en el

contexto del diagrama vial departamental.• Identificación del trafico desviado,

considerando las rutas alternas• Identificación del trafico generado, en base a

encuestas• Elaboración de formatos para conteo• Capacitación del personal• Conteo propiamente dicho

Para efectos de clasificación de vehículos se empleara lo normado por el reglamento Nacional de vehículos.

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5.- TRABAJO DE GABINETE:Una vez realizado el trabajo de campo(aforo vehicular) se procede a procesar la información recopilada.

• Hoja de resumen del conteo vehicular• Determinación de ejes equivalentes por lo general

debe de realizarse una conversión a Ejes equivalentes a 8.2 tn., se propone emplear las siguientes formulas simplificadas:

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Formula simplificada Pavimentos Flexibles

Tipo de ejeEje Equivalente (E. E. 8.2 tn)

Eje simple de ruedas simplesEES1 = [P / 6.6 ] ^ 4

Eje simple de ruedas doblesEES2 = [ P / 8.2 ] ^ 4

Eje tándem (1 eje ruedas dobles +1 eje rueda simple)

EETA1 = [ P / 14.8 ] ^ 4

Eje Tandem de ruedas doblesEETA2 = [ P / 15.1 ] ^ 4

Ejes Tridem de 2 ejes de ruedas dobles + 1 eje de rueda simple

EETR1 = [ P / 20.7 ] ^3.9

Ejes Tridem de ruedas doblesEETR2 = [ P / 21.8 ] ^ 3.9

P= peso real por eje en toneladas

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Tipo de ejeEje Equivalente (E. E. 8.2 tn)

Eje simple de ruedas simplesEES1 = [P / 6.6 ] ^ 4.1

Eje simple de ruedas doblesEES2 = [ P / 8.2 ] ^ 4.1

Eje tandem (1 eje ruedas dobles +1 eje rueda simple)

EETA1 = [ P / 13.0 ] ^ 4.1

Eje Tandem de ruedas doblesEETA2 = [ P / 13.3 ] ^ 4.1

Ejes Tridem de 2 ejes de ruedas dobles + 1 eje de rueda simple

EETR1 = [ P / 16.6 ] ^4

Ejes Tridem de ruedas doblesEETR2 = [ P / 17.5 ] ^ 4

P= peso real por eje en toneladas

Formula simplificada Pavimentos Rígidos

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• Así mismo aplicar en concordancia con los criterios de aforo utilizado, las reducciones necesarias para el valor de trafico a emplearse en el CARRIL DE DISEÑO.

• Se recomienda el uso de la siguiente relación para el calculo de carga equivalente por eje (18 kips, 80 Kn, 8. 2 tn :

EE = Ejes equivalentesFP = Factor de presiónFC= Factor de crecimiento

ESAL= Veh.x año × EE × FP × FC

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FACTORES DE PRESIONTIPO DE VEHICULO VALOR

Ligeros 1.0C2 1.6C3 1.6C4 1.78X4 1.5T2S2 1.6T2S3 1.9T3S2 1.7T3S3 1.9C3R2 2.0C3S3 2.1B2 2.0B3-1 1.9B4-1 1.9

Factor presión: en función al censo son los valores establecidos

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Factor de crecimiento: se puede utilizar las tasas de crecimiento de INE por vehículo.

Donde :

t = tasa de crecimiento anualn= periodo de diseño

FC=(1 + t ) ^ n -1

t

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Numero de repeticiones de ejes equivalentes :

w18= ESAL X F.D X F.CF.D = Factor Direccional 0.5 corresponde a caminos de dos direcciones por calzada (se toma este valor considerando que ambas direcciones de trafico son similares 50% ) No se opta por el 50% cuando se trata de instalaciones industriales, puertos vías de acceso restringido.

F.C = Factor Carril 1 corresponde a un carril por dirección o sentido

W18 = W8.2 = N rep

Para el diseño de un pavimento de carretera es necesario predecir el numero de repeticiones de cada grupo de los ejes de carga durante el periodo de diseño.

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AUTOS

Descripción: Es un vehículo de 2 ejes

Finalidad: Es un transportar personas

CARGA POR EJE :

STATION WAGON


Finalidad: Es un transportar personas y objetos

PICK UP


Finalidad: Es un transportar personas y objetos

PANELDescripción: Es un vehículo de 2 ejes

Finalidad: Es transportar objetosCARGA POR EJE :

COMBI


Finalidad: Es transportar personas y rara vez objetos.

BUSES – B2


Finalidad: Es transportar personas y objetos.

BUSES – B3-1


Finalidad: Es transportar personas y objetos.

CAMIONES –C3


Finalidad: Es transportar objetos.

CAMIONES –C4



SEMITRAILER –T2S2



SEMITRAILER –T3S3

Descripción: Es un vehículo de 6 ejes Finalidad: Es transportar objetos.

TRAILER –C2R3

Descripción: Es un vehículo de 5 ejes Finalidad: Es transportar objetos.

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