JULIÁN ANDRÉS PULECIO DÍAZ. IC. Mag.
Julián Pulecio, UCC
Tema: Transito en pavimentos asfalticos Contenido: 1. Transito Promedio Diario (TPD) 2. Determinación del número acumulado de ejes simples equivalentes de 80 kN en el carril de diseño (NESE), durante un año determinado i 3. Determinación del número acumulado de ejes simples equivalentes de 80 kN en el carril de diseño (NESE), durante un período de varios años, con crecimiento exponencial del tránsito.
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1. Transito Promedio Diario (TPD) Valoraciรณn del trรกnsito pasado, actual y futuro de la misma
Juliรกn Pulecio, UCC
1. Transito Promedio Diario (TPD)
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1. Transito Promedio Diario (TPD)
Juliรกn Pulecio, UCC
1. Transito Promedio Diario (TPD)
Juliรกn Pulecio, UCC
1. Transito Promedio Diario (TPD) *Una estimación del número de ejes circulantes por carril y su distribución en diferentes grupos de carga, para la actualidad y para la vida futura del diseño. En algunos casos, también es necesario conocer el tránsito acumulado que ha soportado el pavimento hasta el instante de la construcción de las obras de rehabilitación.
”Independientemente del nivel correspondiente a los datos de tránsito que se utilicen, los diseños exigen la obtención del tránsito de diseño en términos de ejes equivalentes.” 365
TPDA
TD
i
i 1
365dias
TD1 TD2 ..... TD365 365dias
30
TPDM
TD
TD1 TD2 ..... TD30 30dias 30dias i
i 1
7
TD
TD1 TD2 ..... TD7 TPDS Julián Pulecio, UCC 7dias 7dias i 1
i
Media muestral
1. Transito Promedio Diario (TPD)
s Nn s Nn TPDS z c * * * TPDA TPDS z c * N 1 N 1 n n Media muestral
s2
Media poblacional TDi = Volumen de tránsito del día “i”.
2 TDi TPDS
n 1
7
TD
i suma de datos muestrales i 1 TPDS n 7dias
N= Tamaño de la población (número de días del año, 365dias). (# de datos poblacionales) n= Tamaño de la muestra (7 días) (# de datos muéstrales) __________
suma de datos poblacionales TPDSi TPDA N # de i Nota: Suponiendo que la población no es por lo menos aproximadamente Julián Pulecio, UCC normal.
1. Transito Promedio Diario (TPD)
EJEMPLO A partir de los datos indicados en seguida, pertenecientes a un conteo diario de tránsito durante una semana, hallar el rango dentro del cual es de esperar que se encuentre el tránsito promedio diario anual (TPDA), para un nivel de confianza de 90%
DÍA TRÁNSITO DIARIO (TDi) 1 1320 2 1445 3 1500 4 1532 5 1358 6 1260 7 1267
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1. Transito Promedio Diario (TPD) EJEMPLO A partir de los datos indicados en seguida, pertenecientes a un conteo diario de tránsito durante una semana, hallar el rango dentro del cual es de esperar que se encuentre el tránsito promedio diario anual (TPDA), para un nivel de confianza de 90%
DÍA TRÁNSITO DIARIO (TDi) 1 1320 2 1445 3 1500 4 1532 5 1358 6 1260 7 1267 7
TD
TD1 TD2 ..... TD7 TPDS 7dias 7dias i 1
i
1383.14 Vehículos
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1. Transito Promedio Diario (TPD) EJEMPLO A partir de los datos indicados en seguida, pertenecientes a un conteo diario de tránsito durante una semana, hallar el rango dentro del cual es de esperar que se encuentre el tránsito promedio diario anual (TPDA), para un nivel de confianza de 90%
DÍA TRÁNSITO DIARIO (TDi) 1 1320 2 1445 3 1500 4 1532 5 1358 6 1260 7 1267
s2 Julián Pulecio, UCC
(TDi-TPDS)2 3987.020408 3826.306122 13655.59184 22158.44898 632.1632653 15164.16327 13489.16327 72912.85 Σ(TDi-TPDS)2
2 TDi TPDS
n 1
n= 7días
12152.14 Vehículos
s =110.23 Vehículos
1. Transito Promedio Diario (TPD) EJEMPLO A partir de los datos indicados en seguida, pertenecientes a un conteo diario de tránsito durante una semana, hallar el rango dentro del cual es de esperar que se encuentre el tránsito promedio diario anual (TPDA), para un nivel de confianza de 90% Nivel de Confianza = 90% ⇨ zc= 1.64
N= 365días
s Nn s Nn TPDS z c * * * TPDA TPDS z c * n N 1 n N 1 1315.38 <= TPDA <= 1450.91 vehículos
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1. Transito Promedio Diario (TPD) Como solamente los buses y los camiones (vehículos comerciales) son tenidos en cuenta en los análisis de tránsito referentes a las estructuras de los pavimentos, cuando se vayan a estudiar tendencias y a realizar proyecciones, se deberá extractar de los boletines de tránsito del INVIAS la parte pertinente a la evolución que ha tenido el tránsito de dichos vehículos (discriminada por tipo de vehículo, siempre que ello resulte posible) desde las últimas obras de importancia a que haya sido sometida la calzada (construcción nueva o rehabilitación, según el caso).
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1. Transito Promedio Diario (TPD) Evolución que ha tenido en los últimos años
AÑO 1975 1980 1985 1990 1996 2000 2003
% VEHICULOS LIVIANOS 46.5 52.5 58.6 60.2 62.1 64.1 62.5
%BUSES
%CAMIONES
13.9 12.3 11 9.2 8.3 9 10.6
39.6 35.2 30.4 30.6 29.6 26.9 26.9
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1. Transito Promedio Diario (TPD) Evolución que ha tenido en los últimos años 70
%VEHICULOS LIVIANOS, %BUSES, %CAMIONES
60
50
40 %VEHICULOS LIVIANOS %BUSES
30
%CAMIONES 20
10
0 1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
AÑO
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2005
1. Transito Promedio Diario (TPD) Evolución que ha tenido en los últimos años
CAMIÓN 2 3 3S2 3S3 Otros
PROPORCIÓN CIRCULANTE (%) 1981 1986 1990 1997 2003 79.5 77.4 77.2 70.5 64 8.6 8.4 7.6 9.8 9.7 8.9 12.6 10.8 9.7 10.7 0 0.7 3.8 8.9 15.4 3 0.9 0.6 1 0.2
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1. Transito Promedio Diario (TPD) Evolución que ha tenido en los últimos años 90
80
PROPORCIÓN CIRCULANTE (%)
70
60
CAMIÓN 2
50
CAMIÓN 3 40
CAMIÓN 3S2
CAMIÓN 3S3 30
Otros
20
10
0 1975
1980
1985
1990
1995
2000
AÑO
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2005
2. Determinación del número acumulado de ejes simples equivalentes de 80 kN en el carril de diseño (NESE), durante un año determinado i El número de ejes simples equivalentes (NESE) de 80kN (8,2T) en el carril de diseño durante un año “i”, se determina mediante la expresión:
NESEi = TPDAi*VC*DD*DC*FC*365dias NESEi: Número de aplicaciones del eje de referencia en el carril de diseño durante el año “i”, equivalentes al tránsito real, en cuanto a su efecto sobre el pavimento. TPDAi: Tránsito promedio diario anual en ambas direcciones, durante el año “i”.
VC: Proporción del TPDAi, que está constituida por vehículos comerciales (buses+camiones), adimensional. DD: Distribución direccional del tránsito de los vehículos comerciales, adimensional. DC: Distribución del tránsito de vehículos comerciales por carril, adimensional.
FC: Factor de camión
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2. Determinación del número acumulado de ejes simples equivalentes de 80 kN en el carril de diseño (NESE), durante un año determinado i DD % % %
Número de carriles en ambas direcciones = 2
DC
Número de carriles en una sola dirección = 1
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2. Determinación del número acumulado de ejes simples equivalentes de 80 kN en el carril de diseño (NESE), durante un año determinado i Ejemplo Determinar el NESE durante el presente año en una vía rural de 4 carriles, donde el TPDAi es 10000 vehículos, de los cuales 25% son comerciales (buses + camiones), siendo el factor camión de 1.80.
Según lo recomendado anteriormente:
DD = 45% DC = 0.90
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2. Determinación del número acumulado de ejes simples equivalentes de 80 kN en el carril de diseño (NESE), durante un año determinado i Ejemplo
Julián Pulecio, UCC
Determinar el NESE durante el presente año en una vía rural de 4 carriles, donde el TPDAi es 10000 vehículos, de los cuales 25% son comerciales (buses + camiones), siendo el factor camión de 1.80.
Según lo recomendado anteriormente:
DD = 45% DC = 0.90
NESEi = TPDAi*VC*DD*DC*FC*365 NESEi = 10000*0.25*0.45*0.90*1.80*365 = 665212.50 ejes equivalentes de 80kN
3. Determinación del número acumulado de ejes simples equivalentes de 80 kN en el carril de diseño (NESE), durante un período de varios años, con crecimiento exponencial del tránsito
TPDAi = TPDAanterior * (1+r)
NESEi = TPDAi*VC*DD*DC*FC*365dias Y
AÑO 0 1 2 3 4
TPDAi TPDA0 TPDA1=TPDA0 * (1+r) TPDA2=TPDA1 * (1+r) TPDA3=TPDA2 * (1+r) TPDA4=TPDA3 * (1+r)
r = tasa de crecimiento
X
ó aproximadamente: 1 r n 1 NESE acumulado NESE 0 * ln 1 r Año cero (0)
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3. Determinación del número acumulado de ejes simples equivalentes de 80 kN en el carril de diseño (NESE), durante un período de varios años, con crecimiento exponencial del tránsito Ejemplo Suponiendo constante el factor camión durante el transcurso del tiempo y una tasa general de crecimiento del tránsito de vehículos comerciales de 3.0 % anual, determinar el número acumulado de ejes simples equivalentes de 80 kN durante un período de 5 años, incluido el actual, efectuando el cálculo año por año. DD = 45% DC = 0.90
FC=1.8
TPDAi = TPDAanterior * (1+r) r= AÑO 0 1 2 3 4
3% (TPDAi * VC) 2500 2575 2652 2732 2814
DD 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45
NESEi = TPDAi*VC*DD*DC*FC*365dias
DC 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9
FC 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8
NESEi 665212.50 685168.875 705723.941 726895.659 748702.529 NESE acumulado = 3531703.51 Julián Pulecio, UCC
3. Determinación del número acumulado de ejes simples equivalentes de 80 kN en el carril de diseño (NESE), durante un período de varios años, con crecimiento exponencial del tránsito Ejemplo Suponiendo constante el factor camión durante el transcurso del tiempo y una tasa general de crecimiento del tránsito de vehículos comerciales de 3.0 % anual, determinar el número acumulado de ejes simples equivalentes de 80 kN durante un período de 5 años, incluido el actual, efectuando el cálculo año por año.
1 r n 1 1 0.035 1 NESE acumulado NESE 0 * 665212.50 * ln 1 r ln 1 0.03 NESE acumulado 3584418.08
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Referencias [1] HIGUERA SANDOVAL. Carlos Hernando. Mag. Nociones sobre métodos de diseño de estructuras de pavimentos para carreteras. Tunja: Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. 2011. [2] INSTITUTO DEL ASFALTO. Guía para el diseño de Espesores, (MS-1). EE.UU.: 1991. [3] AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY TRANSPORTATION OFFICIALS AASHTO Guide for design of pavement structures. Washington D.C.: 1993.
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JULIÁN ANDRÉS PULECIO DÍAZ. IC. Mag. julian.puleciod@campusucc.edu.co
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