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CUANTIFICACION
VARIABLE TRANSITO

SELECCIÓN
DE
MATERIALES
PROPONER MODELO
ESTRUCTURAL
CALCULO DE ESFUERZOS Y
DEFORMACIONES
COMPARACION DE SOLICITACIONES
CRITICAS
Métodología de Diseño de Pavimentos
TRANSITO
DISEÑO FINAL
CLIMA
MODULO
RESILIENTE
SUBRASANTE

VARIABLE TRÁNSITO
TRANSITO
EQUIVALENTE
80 KN
ESPECTRO DE CARGAS POR EJE
Repeticiones de carga de
diferente magnitud, en
cada tipo de eje
Número de repeticiones
de eje equivalentes a
una carga patrón

TRANSITO EQUIVALENTE
Número acumulado de
ejes equivalentes a
(P) ton. en el carril de
diseño durante el
periodo de diseño.
N
Eje estandar
de (P) Ton.
(P)
Ton.

Eje De Diseño
(P) Ton.
P/4 P/4 P/4 P/4
S=3a
Q
Q

Parámetros que se contemplan en la
Cuantificación del Tránsito Equivalente para
Diseño de Pavimentos
 Tránsito promedio diario
 Clasificación de vehículos
 Factores de equivalencia de carga para
cada tipo de vehículo.
 Distribución direccional
 Distribución por carril
 Proyección de las variable en la vida de
diseño

Tránsito Promedio Diario
TPDS
%A - %B - %C
Cartagena
Barranquilla
Estación
X
No. de
Distribución Porcentual de camiones
%C2p, %C2g, %C3, %C5, %C6

Clasificación de Vehículos
C3-S2
C3-S3
C3
C2
•Automóviles
•Buses
•Camiones
Camión C2
Camión C3, C4
Camión C3-S2
Camión C3-S3
T
R
A
N
S
I
T
O

Clasificación de los vehículos FHWA

Factor de Equivalencia de
carga
Es un valor numérico que representa
el daño relativo producido al
pavimento por una configuración
de carga por eje específica con
respecto al producido por un eje
estandar de 80KN.

EJE ESTANDAR DE 8.2 TON, (80 KN)
8.2TON , 80KN
DAÑO UNITARIO (1)
3a a

Ejes Típicos que Solicitan al
Pavimento
•SIMPLE
T
R
A
N
S
I
T
O
•TANDEM
•TRIDEM

Métodos Para Cuantificar Los
Factores De Equivalencia De Carga
1. Cuantificación Según Recomendación
De Ensayo Vial AASHTO
2. Cuantificación Según Método
Simplificado De la Cuarta Potencia

Factor de equivalencia de carga
Po
Pf
Log N
n
nx
X Kn 80 kn
FEC=
No de ESALs de 80 KN que producen una
pérdida de serviciabilidad
No de Ejes de X KN que producen la misma
pérdida de serviciabilidad
P

Factor de equivalencia de carga
Po = 4.2
Pf = 2.0
SERVICIABILIDAD
Log N
100000
15000
140 Kn 80 kn
FEC= 100000/15000 = 6.7

DETERMINACION DE LOS FACTORES DE CARGA
METODO AASHTO
Wtx Gt Gt
log = 4,79 log(18+1) - 4,79 log(Lx+L2)+4,33 log(L2) + -
Wt18 Bx B18
Wtx : Es el número de aplicaciones de carga por eje de magnitud x en un tiempo t.
W18 : Es el número de aplicaciones de carga por eje de magnitud 18 kilolibras en un tiempo t.
B18 : Es el valor de Bx cuando Lx es igual a 18 kilolibras y L2 es igual a 1.
Pt : Indice de la serviciabilidad final.
Lx : Magnitud de la carga en Kilolibras.
L2 : Código de la carga que puede ser :
L2 = 1 Eje simple ; L2 = 2 Eje tandem ; L2 = 3 Eje tridem
SN : Número estructural que es función de los espesores y módulos de cada capa y de las
condiciones de drenaje de base y sub-base
a1, a2, a3 : Coeficientes estructurales de los materiales de capa (a1), base (a2), sub-base (a3)
m2, m3 : Coeficientes de drenaje de los materiales de base (m2) y sub-base (m3)
4,2 - Pt 0,081(Lx+L2)3,23
Gt = log ; Bx = 0,40 + ; SN = a1*h1 + a2*h2*m2 + a3*h3*m3
4,2 - 1,5 (SN+1)5,19 * L23,23

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Factor de equivalencia de carga por eje
Método de la Cuarta Potencia

Factor Daño por Vehículo
Comercial
Representa el mayor o menor daño que un
vehículo comercial causa a un pavimento
respecto al eje normalizado de 8.2Ton
(80KN), representando el número de veces
que pasa el eje normalizado de 8.2 ton
(80KN), por cada paso del tipo de vehículo
considerado.
FDVC = ∑ FECI

FEC1 FEC2 FEC3
FDVC = ∑ FECI

EJEMPLO DE
CÁLCULO
C3 - S3
6.0
Ton
22.0
Ton.
24.0
Ton
FACTOR DAÑO = (6.0/6.2)4 + (22.0/14.5)4 + (24.0/19.5)4
FACTOR DAÑO = 0.87 + 5.29 + 2.29 = 8.45
52 toneladas

Cálculo de Factor Daño Vehículo 3S3

Calculo de Factores Daño por Vehículo
Método Cuarta Potencia
TIPO
PESO
BRUTO
MAXIMO
(Ton)
CARGA (Ton)
Calculo
FD
EJE
DELANTERO
EJE
TRASERO
EJE
REMOLQUE
BUS 10 4 6 0.42
CAMION C2
PEQUEÑO 8.5 2.5 6 0.31
CAMION C2
GRANDE 17 6 11 4.12
CAMION C3 26 6 22 6.18
CAMION C5 44 6 21 21 9.68
CAMION C6 52 6 22 24 8.47

Distribución direccional y por
carril de Vehículos Pesados
50 %
50%
Número de
carriles en
cada
dirección
Fca
1 1.0
2 0.90
3 0.75
4 0.50 a 0.75
Distribución Direccional Fd Distribución por Carril

Porcentaje de camiones viajando
en una dirección
47%
53%
Distribución direccional

Distribución direccional y por carril
de Vehículos Pesados

PROYECCIÓN TRANSITO EQUIVALENTE
Sin series
Históricas de
Transito
Con series
Históricas de
Transito

Cuantificación Transito Equivalente

Calculo del Tránsito N (Modelo exponencial
No = Número de ejes equivalentes que circulan por el carril
de diseño en el año base o puesta en servicio del pavimento
No = Nd*365*Fd*Fc
r = Tasa de crecimiento anual del tránsito de vehíc.comerc.
n = número de años del periodo de diseño.
  
r
1
n
r
1
Fc
*
Fd
*
365
*
Nd
N



 
r
1
n
r
1
*
No
N




Calculo del Tránsito N (Modelo Lineal
N= Es el número de ejes equivalentes de 80 kN que circularán por el
carril de diseño durante el período de diseño (n).
No = Es el número de ejes equivalentes de 80 kN que circularán por el
carril de diseño en el año base o de puesta en servicio del pavimento.
No = Nd*365*Fd*Fc
n = Número de años del periodo de diseño.
r= Tasa de crecimiento anual de tránsito de vehículos.
d = Diferencia común = No*r
Fd= Factor de distribución direccional
Fc= Factor de distribución por carril.
 
N * 2 * 1 *
2
n
No n d
 
  
 

TRANSITO DIARIO 2500 3
FACTOR SENTIDO 0.5 1
10
NUMERO TRANSITO
PORCENTAJE VEHICULOS EQUIVALENTE
VEHICULOS % 2500
AUTOS 65 1625 0 0
BUSES 10 250 0.42 105
CAMIONES 25 625
C2P 20 125 0.31 39
C2G 52 325 2.89 939
C3 13 81 5.31 431
C3S2 7 44 8.24 361
C3S3 8 50 6.29 315
2189
4580649
CALCULO DEL TRANSITO EQUIVALENTE DIARIO Y TOTAL
TASA DE CRECIMIENTO %
FACTOR CARRIL
TRANSITO EQUIVALENTE TOTAL ACUMULADO
PERIODO DE DISENO (Años)
AÑO FACTOR DANO
TRANSITO EQUIVALENTE DIARIO

Tasas de crecimiento de
Referencia
•Tasa de Crecimiento Poblacional (Mpal,
Dptal y Nal)
• Tasa de Crecimiento de Producto interno
Bruto (Mpal, Dptal y Nal)
• Crecimiento de Parque automotor (Mpal,
Dptal y Nal)
T
R
A
N
S
I
T
O

Transito N con Confiabilidad
´ 0.05*
N 10 *N
Zr

N´=Es el tránsito equivalente corregido para proporcionar un
determinado nivel de confianza.
Zr: El valor del coeficiente correspondiente a una distribución normal y
a la confiabilidad deseada.

Cuantificación Transito Equivalente
Nequivte

Proyección del tránsito y cálculo de N
(Nivel 2)
 1. Establecer la serie histórica de TPDS
de los últimos años (10 o 11)
 2. Convertir TPDS a ejes equivalentes
acumulados durante un día de cada
año
N añoi = 365( TPDSi * %Vci *FC añoi )

Información General de la serie histórica de tránsito
.
Año TPDS Autos Buses Camión Porcentaje de Camiones
% A %B %C C2P C2G C3-C4 C5 C6
2012 1686 63 10 27 23 53 13 9 2
2013 1864 72 9 19 23 53 13 9 2
2014 1830 63 9 28 23 53 13 9 2
2015 1656 61 11 28 23 53 13 9 2
2016 1716 63 11 26 23 53 13 9 2
2017 1905 65 10 25 24 50 13 10 3
2018 1864 64 11 25 26 45 14 10 5
2019 2100 65 9 26 20 53 14 8 6
2020 2268 63 11 26 20 53 14 8 6
2021 2390 66 9 25 29 43 14 7 7
2022 2554 67 6 27 20 52 14 7 8

TRANSITO EQUIVALENTE DIARIO
AÑO Tránsito Equivalente Diario
2012 1461
2013 1152
2014 1635
2015 1493
2016 1442
2017 1534
2018 1501
2019 1802
2020 1965
2021 1862
2022 2253
Siguiente

CALCULO TRANSITO EQUIVALENTE
CALCULO NUMERO DE EJES EQUIVALENTES
AÑO BUSES
CAMIONES TOTAL
EJES
EQUIVALENTES
DIARIOS
C2P C2G C3 C3-S2 C3-S3
FACTOR
DAÑO
0,42 0,3 2,9 5,3 8,2 6,3
2013 2412 262 528 153 30 92 4259
2014 2557 277 559 163 32 97 4515
2015 2710 294 593 172 34 103 4786
2016 2873 312 629 183 36 109 5073
2017 3045 330 666 194 38 116 5377
2018 3228 350 706 205 40 123 5700
2019 3421 371 749 218 43 130 6042
2020 3626 393 794 231 45 138 6404
2021 3844 417 841 244 48 146 6789
2022 4319 469 945 275 54 164 7628

3. Análisis estadístico de la serie histórica
4. Definir el modelo de crecimiento de tránsito
factible
- Coeficientes
estadísticos (R2)
- Capacidad
- Coherencia de valores
estimados y
proyectados.
N
Año

Proyección del TRANSITO EQUIVALENTE DIARIO
N = 98.818x - 196005
R2
= 0.9436
N = 6.8881x 2
- 27454x + 3E+07
R2
= 0.9794
N = 1E-49e 0.06x
R2
= 0.9562
1200
1700
2200
2700
3200
3700
4200
4700
2009 2011 2013 2015 2019 2022 2027 2030
AÑO
Transito
Equivalente
Lineal Polinómica Exponencial
Periodo de Conteos
Periodo de Proyección
OPCION 2

5.Estimación del tránsito futuro en el
periodo de diseño
AÑO
Tránsito Equivalente
pronosticado (Nj)
Año base 1 N1
Año base 2 N2
Año final del periodo
de diseño
Nn
n : periodo de diseño J : varía año1 a año n proyectado

6. Acumulación de
ejes equivalentes en
el
periodo de diseño
Año j N´j
Año 1 N´1
Año 2 N´2
Año n N´n
 N´j
N
Normal
Atraído
Generado
7. Cálculo del
N de diseño

CALCULO DEL
TRANSITO CON UN
NIVEL DE CONFIANZA
SUPERIOR AL 50%

Tránsito con Confiabilidad
+Cj
-Cj
Nj
Periodo de conteos Periodo de diseño
Años
N
*
* *
*
*
*
*
J
Yi
Ymodelo i
i

6.Corrección del tto proyectado
para garantizar un nivel de
confianza
6.1 Error estándar del modelo utilizado en la
proyección
s=
 (Yi - Ymodelo i) 2
n´ - 2
i=1
n´

6.Corrección del tránsito proyectado
para garantizar un nivel de confianza
6.3 Valores de corrección Cj para los Nj con base en nivel
de confianza deseado.
6.2 Error estándar en la predicción del tránsito (s pronost.)j
spronostico)j = s ( Xj - X )
 (Xi - X ) 2
+
1
n
spronostico)j
Cj = * Zr
i=1
n

Tránsito Equivalente en el periodo de
Diseño
Año Tto Equival
Diario
Proyectado
Error de
Pronos-
tico
Zr Error
Pryect.
Límite
Superior
2020 2338 156.5 1.65 258 2596
2029 3031 299.8 1.65 495 3526
 NC = 50% NC>50%

•Acumulación de
ejes equivalentes en el
periodo de diseño
Año j N´j
Año 1 N´1
Año 2 N´2
Año n N´n
 N´j
N
Normal
Atraído
Generado
•Cálculo del N
de diseño

ESPECTRO DE CARGAS POR EJE.
El espectro de cargas corresponde a la
distribución porcentual del total de aplicaciones
en cada uno de los intervalos de carga, de cada
eje y tipo de vehiculo.
C3

 Tránsito Promedio Diario
 Clasificación de vehículos
 Distribución direccional
 Distribución por carril
 Proyección de TPD en la vida de diseño
 Discriminación de Magnitudes de Carga por Eje.
 Determinación de los Espectros de Carga
 Determinación de Repeticiones de Carga por Eje
PARÁMETROS QUE SE CONTEMPLAN EN LA
CUANTIFICACIÓN DEL TRÁNSITO PARA PAVIMENTOS
UTILIZANDO ESPECTROS DE CARGA

PROYECCIÓN GENERAL DEL TRANSITO
Sin series
Históricas de
Transito
Con series
Históricas de
Transito

Calculo del Tránsito T (Modelo Exponencial)
To = Transito anual que circula por el carril de diseño en el
año base o puesta en servicio del pavimento
To = Td*365*Fd*Fc
r = Tasa de crecimiento anual del tránsito de vehíc.comerc.
n = número de años del periodo de diseño.
  
r
n
r
Fc
Fd
Td
1
1
*
*
365
*



T
 
r
n
r
To
1
1
*



T

Calculo del Tránsito T (Modelo Lineal
T= Es el número de vehículos que circularán por el carril de diseño
durante el período de diseño (n).
To = Es el número de vehículos que circularán por el carril de diseño
en el año base o de puesta en servicio del pavimento.
To = Td*365*Fd*Fc
n = Número de años del periodo de diseño.
r= Tasa de crecimiento anual de tránsito de vehículos.
d = Diferencia común = To*r
Fd= Factor de distribución direccional
Fc= Factor de distribución por carril.
 
T * 2 * T 1 *
2
n
o n d
 
  
 

Transito T con Confiabilidad
´ 0.05*
T 10 * T
Zr

N´=Es el tránsito equivalente corregido para proporcionar un
determinado nivel de confianza.
Zr: El valor del coeficiente correspondiente a una distribución normal y
a la confiabilidad deseada.

Proyección del TRANSITO PROMEDIO DIARIO SEMANAL
TPDS = 98.818x - 196005
R2
= 0.9436
TPDS = 6.8881x 2
- 27454x + 3E+07
R2
= 0.9794
TPDS = 1E-49e 0.06x
R2
= 0.9562
1200
1700
2200
2700
3200
3700
4200
4700
2009 2011 2013 2015 2018 2021 2024 2027
AÑO
TPDS
Lineal Polinómica Exponencial

Cuantificación de Espectro de
Carga por eje
•SIMPLE
T
R
A
N
S
I
T
O
•TANDEM
•TRIDEM

DISCRIMINACION DE CARGAS POR EJE

DETERMINACIÓN DEL ESPECTRO DE CARGAS

Discriminación de cargas por eje
6 Ton
21
Ton
.
24
Ton
1 eje Simple RS de 6 Ton
1 eje Tandem RD de 22 ton
1 eje Tridem RD de 24 Ton
C3-S3
52 Ton

DETERMINACION
DEL
ESPECTRO DE
CARGAS

ANALISIS DE CARGAS PARA DISEÑO
 CLASE O TIPO DE EJE
 RANGOS DE CARGA POR EJE
 VALOR MEDIO Y DESV. STANDAR
 MAGNITUD DE CARGA
REPRESENTRATIVA DEL RANGO
 NUMERO DE REPETICIONES DE
CARGA EN PERIODO DE DISEÑO

Datos del Espectro de Cargas
EJE Rango
Ton
Valores de Carga Fre
n
Fre
%
S
R
S
5-6 5.2, 5.4, 5.8, 5.5,5.2, 5.1, 5.7 7 50
6-7 6.0 ,6.3,6.5,6.5,6.1, 6.2 6 6
>7 7.1 1 1
T
R
D
18-19 18.6, 18.4 2 2
19-20 19.1, 19.6, 19.3, 19.5, 19.2, 19.4 6 6
20-21 20.2, 20.1, 20.1, 20.9, 20.1, 20.3, 20.1, 20.2, 20.1 9 9
21-22 21.0, 21.1, 21.0 3 3
>22 22.2 1 1
T
R
ID
24-25 24.3, 24.7, 24.6, 24.5 4 4
25-26 25.0, 25.9 2 2
>26 26.2 1 1
C3-S3 C3-S2

ANALISIS DE CARGAS PARA DISEÑO
Tipo
EJE
Rango
De
Carga
Carga
Pmdio
Ton.
Desv.
Standar
Carga
Reptiva
Ton.
Repeticiones
Esperadas
SIMPLE
5 - 6 5.47 0.2 N11
6 - 7 6.27 0.1 6.76 N12
> 7 7.1 0 N13
TANDEM 20-21 20.33 0.15 N21
21-22 21.05 0.12 N22
>22 22.20 0 N23
TRIDEM
24-25 24,53 0.2 N31
25-26 25.45 0.18 N32
>26 26.20 0 N33

Dc = ( X + Zr * S)
Nivel de
Confianza
Zr
50 % 0
85 % 1
90 % 1.28
95 % 1.65
98 % 2.0
X
S
0 Zr
CARGA REPRESENTATIVA

Ejercicio de Aplicación
CAMION C2 Grande
Eje SRS Eje SRS
EJE 2

Datos de serie histórica de tránsito
AÑO X TPDS
AUTOS BUSES CAMIONES Distribución porcentual de camiones
%A %B %C 2P 2G 3-4 3S2 3S3
2,014 1 1,596 63 10 27 23 53 13 9 2
2,015 2 1,774 72 9 19 23 53 13 9 2
2,017 3 1,740 63 9 28 23 53 13 9 2
2,018 4 1,566 61 11 28 23 53 13 9 2
2,016 5 1,626 63 11 26 23 53 13 9 2
2,017 6 1,815 65 10 25 24 50 13 10 3
2,018 7 1,774 64 11 25 26 45 14 10 5
2,019 8 2,010 65 9 26 20 53 14 8 6
2,020 9 2,178 63 11 26 20 53 14 8 6
2,021 10 2,300 66 9 25 29 43 14 7 7
2,022 11 2,464 67 6 27 20 52 14 7 7
SERIE HISTORICA DE TRANSITO
Donde X= Año - 2013

Proyección
general del
tránsito
Año X TPDS Proyectado
2,024 13 2,454
2,0125 14 2,534
2,026 15 2,614
2,027 16 2,694
2,028 17 2,774
2,029 18 2,854
2,030 19 2,934
2,031 20 3,014
2,032 21 3,094
2,033 22 3,174
Σ = 28,142

Análisis
de Pesaje
Eje
Simple
Rueda
Simple

Espectro eje SRS vehículo C2G

Repeticiones esperadas Eje SRS.
Vehículo C2G
Rango de Carga Carga Representativa Porcentaje Repeticiones Eperadas
(Ton) (Ton) %
3 a 4 3.54 48.15 322866
4 a 5 4.87 18.52 124185
5 a 6 5.95 18.52 124185
6 a 7 7.08 14.81 99307

Análisis
de pesaje
Eje
Simple
Rueda
Doble

Espectro eje SRD vehículo C2G

Repeticiones esperadas eje SRD.
Vehículo C2G
Rango de Carga Carga Representativa Porcentaje Repeticiones Eperadas
(Ton) (Ton) %
5 a 6 5.94 7.4 49620
6 a 7 7.07 11.1 74430
7 a 8 8.07 25.9 173671
8 a 9 9.08 29.6 198481
9 a 10 9.30 14.8 99240
10 a 11 10.35 3.7 24810
11 a 12 11.10 3.7 24810
12 a 13 12.40 3.7 24810

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