2. ESTUDIO DE TRÁFICO PARA EL DISEÑO DE PAVIMENTOS
Clasificación de la vía por la demanda de Tráfico:
Vía Proyectada: Carretera de Segunda clase
Según el estudio de tráfico se cuenta con 1571 veh/día
Resultados de los Conteos Vehiculares
El resultado alcanzado en el cuadro 1, establece los Factores de Corrección, por cada
gran tipo de vehículo, tomando como base para los factores de corrección mensual la
información que corresponde al promedio del mes Setiembre 2006 al 2010, de la Unidad
de Peaje de Variante de Uchumayo.
TRAFICO VEHICULAR
IMD ANUAL Y CLASIFICACION VEHICULAR
𝑰𝑫𝑴: 𝑰𝒏𝒅𝒊𝒄𝒆 𝒎𝒆𝒅𝒊𝒐 𝒅𝒊𝒂𝒓𝒊𝒐
Reglamento Nacional de Vehículos
El D.S.Nº034-2001-MTC titulado “Reglamento Nacional de Vehículos”, reglamenta entre
otras cosas los pesos y dimensiones máximas de los vehículos para transporte terrestre.
3. Clasificación vehicular
Automóvil
Vehículo automotor para el transporte de personas normalmente hasta de 6 asientos y
excepcionalmente hasta de 9 asientos.
Station Wagon
Vehículo automotor derivado del automóvil que al rebatir los asientos posteriores, permite
ser utilizado para el transporte de carga.
Camioneta pick-up
Vehículo automotor de cabina simple o doble, con caja posterior destinada para el
transporte de carga liviana y con un peso bruto vehicular que no exceda los 4,000 kg.
Camioneta panel
Vehículo automotor con carrocería cerrada para el transporte de carga liviana con un peso
bruto vehicular no exceda los 4,000 kg.
Camioneta rural
Vehículo automotor para el transporte de personas de hasta 17 asientos y cuyo peso bruto
vehicular no exceda los 4,000 kg.
Ómnibus
Vehículo autopropulsado, diseñado y construido exclusivamente para el transporte de
pasajeros y equipaje, debe tener un peso seco no menor de 4,000 kg.
Camión
Vehículo autopropulsado motorizado destinado al transporte de bienes con un peso bruto
vehicular igual o mayor a 4,000 kg. Puede incluir una carrocería o estructura portante.
Remolcador o Tracto camión
Vehículo motorizado diseñado para remolcar semirremolques y soportar la carga que le
transmite estos a través de la quinta rueda.
Peso Vehicular
El peso máximo por eje independiente o grupos de ejes permitido a los vehículos para su
circulación por las vías de nuestro país, es el siguiente:
6. EJE EQUIVALENTE
Tipo de Vehiculo Tipo de Eje
Pavimento
Riguido
(n)
Carga por
eje (P)
Carga
Patron
(Po)
Eje Equivalente
(EE)
Autos Eje simple 1RS 4 11 6.6 7.716
Station Wagon Eje simple 1RS 4 11 6.6 7.716
Camioneta Pick Up Eje simple 1RS 4 11 6.6 7.716
Camioneta Panel Eje simple 1RS 4 11 6.6 7.716
Camioneta Rural Eje simple 1RD 4 11 8.2 3.238
Micro Eje simple 1RD 4 11 8.2 3.238
Omnibus 2E Y 3E Eje doble (1RD+1RS) 4 16 14.8 1.366
Camion 2E Eje doble (1RD+1RS) 4 16 14.8 1.366
Camion 3E Eje doble 2RD 4 18 15.1 2.019
Camion 4E Eje doble 2RD 4 18 15.1 2.019
Semi Trayler Eje tripe 4 16 21.7 0.296
Trayler Eje tripe 3RD 4 23 22.9 1.018
ESAL
Carga axial equivalente corresponde al factor de carga axial propuesto por la ASHTOO o
afectado por el número de veces o repeticiones en un punto de diseño o pavimento.
𝑬𝑺𝑨𝑳 = 𝑨𝑫𝑻 ∗ 𝑻𝒇 ∗ 𝑫 ∗ 𝑳 ∗ 𝒀 ∗ 𝑮 ∗ 𝟑𝟔𝟓
ADT : El tráfico diario promedio o ADT se refiere al número de vehículos que circulan por
la vía de diseño.
7. Tf = El factor camión Tf representa la transformación equivalencia de los ejes del vehículo
a un eje estándar.
TF= 7
D: El factor dirección D corresponde al % de vehículos que circulan por el carril de diseño
en base a la dirección o sentido con que circulan los vehículos.
L: El factor carril L corresponde al % de vehículos que circulan en un carril que tiene la
misma dirección se ha demostrado estadísticamente que el carril externo es el que soporta
mayor porcentaje de vehículos.
Y: Periodo de diseño: es una variable difícil de establecer ya que habitualmente no coincide
con el tiempo de vida útil de la obra. El periodo de diseño no solo depende de las
consideraciones técnica sino también de otros aspectos como economía y política de
estado; se suele tomar periodos de 10 a 15 años para las vías principales basados en el
hecho de que talespavimentos deben ser rehabilitados.
8. G: Factor de crecimiento correspondiente al volumen de tránsito en el futuro es decir se
debe considerar el incremento de los vehículos para el periodo de diseño.
𝑮𝒓 =
(𝟏 + 𝒓)𝒚
− 𝟏
𝒓
𝑟: 𝑇𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑟𝑒𝑐𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 = 5%
𝑦: 𝑃𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 = 10𝑎ñ𝑜𝑠
𝑮𝒓 =
(𝟏 + 𝟎. 𝟎𝟓)𝟏𝟎
− 𝟏
𝟎. 𝟎𝟓
𝑮𝒓 = 𝟏𝟐. 𝟓𝟕𝟖
𝑬𝑺𝑨𝑳 = 𝑨𝑫𝑻 ∗ 𝑻𝒇 ∗ 𝑫 ∗ 𝑳 ∗ 𝒀 ∗ 𝑮 ∗ 𝟑𝟔𝟓
𝑬𝑺𝑨𝑳 = 𝟔𝟐𝟑 ∗ 𝟕 ∗ 𝟎. 𝟓 ∗ 𝟎. 𝟖 ∗ 𝟏𝟎 ∗ 𝟏𝟐. 𝟓𝟕𝟖 ∗ 𝟑𝟔𝟓
𝑬𝑺𝑨𝑳 = 𝟖𝟎𝟎𝟖𝟒𝟖𝟖𝟎. 𝟔𝟖
ESAL
Tipo de Vehiculo
N° veh/dia (2
sent)
N°
veh/dia
50% (1
sent)
N°
veh/año
Factor
Camion
(Tf)
ESAL (en carril
de diseño)
Factor de
Crecimiento
ESAL
(diseño)
Autos 623 311.5 113697.5 0.0001 11.370 12.578 143.009
Station Wagon 204 102 37230 0.0001 3.723 12.578 46.828
Camioneta Pick Up 213 106.5 38872.5 0.0001 3.887 12.578 48.894
Camioneta Panel 0 0 0 0.0001 0.000 12.578 0.000
Camioneta Rural 117 58.5 21352.5 0.0001 2.135 12.578 26.857
Micro 241 120.5 43982.5 0.0001 4.398 12.578 55.321
Omnibus 2E Y 3E 12 6 2190 3.56 7796.400 12.578 98063.119
Camion 2E 108 54 19710 3.56 70167.600 12.578 882568.073
Camion 3E 38 19 6935 3.56 24688.600 12.578 310533.211
Camion 4E 1 0.5 182.5 3.56 649.700 12.578 8171.927
Semi Trayler 5 2.5 912.5 8.48 7738.000 12.578 97328.564
Trayler 9 4.5 1642.5 8.48 13928.400 12.578 175191.415
9. VARIABLES DE DISEÑO QUE INTERVIENEN EN EL MODELO AASHTO-93
Confiabilidad : 65
ZR: 0.674
3.1. DISEÑO DE PAVIMENTOS
El diseño del pavimento flexible tendrá como fundamentación técnica a la guía AASHTO
1,993 de actual aplicación en nuestro país. Este método de análisis se remonta a finales
de los años 50, teniendo múltiples versiones de sus publicaciones de diseño siendo la
versión del año 1993 aquella aún vigente en muchos países de Latinoamérica. El
10. procedimiento de diseño implica obtener las siguientes variables de entrada y salida
también:
Tráfico de diseño.
Módulo Resilente efectivo de diseño.
Número Estructural (SN).
Cálculo de Espesores de diseño.
Los dos primeros ítems del procedimiento descrito, fueron desarrollados en los párrafos
anteriores. Asimismo el método AASHTO recomienda:
Espesores mínimos recomendados, Según Guía AASHTO.
TS: Tratamiento Superficial Asfáltico
El método AASHTO-93 incluye además otros parámetros complementarios tales como:
a.- Confiabilidad (Desviación Estándar Normal)
Constituye una forma de incorporar grados de certeza o incertidumbre en proceso de
diseño, garantizando que la sección del pavimento proyectado se comportará
satisfactoriamente bajo condiciones de tráfico y medio ambiente durante el periodo elegido.
La importancia de la vía incide en su elección, con valores fluctuando entre 50% para vías
locales hasta 99.9% en rutas nacionales, tal como se aprecia en la siguiente tabla o cuadro:
ESPESORES MINIMOS RECOMENDADOS POR LA AASHTO
ESAL (N8,2) CONCRETO ASFÁLTICO (Pulg) BASE GRANULAR (Pulg)
Menores de 50000 1.0 ó TS 4.0
50,001- 150,000 2.0 4.0
150,001- 500,000 2.5 4.0
500,001- 2,000,000 3.0 6.0
2,000,001- 7,000,000 3.5 6.0
Mayores de 7000001 4.0 6.0
CLASIFICACIÓN
NIVELES DE CONFIANZA
RECOMENDADO (%)
Urbana Rural
Autopistas interestatales y otras 85-99.9 80-99.9
Arterias Principales 80-99 75-95
11. Valores de Confianza (Según Guía AASHTO)
Para el cálculo de la confiabilidad en una construcción por etapas, se utiliza la siguiente
expresión:
Retapa = (Rtotal) 1/n
Dónde: n: Número de periodos
NIVELES DE
CONFIABILIDAD
DESV ESTANDAR
NORMAL (Zr)
60 -0.253
75 -0.674
90 -1.282
95 -1.645
96 -1.751
97 -1.881
98 -2.054
99 -2.327
99.9 -3.09
Valores de Desviación Estándar Normal (Según Guía AASHTO)
Para el presente se ha optado por utilizar lo recomendado en el Manual de Carreteras 2013
según el siguiente cuadro:
TRAFICO NIVEL DE CONFIABILIDAD(R)
Tps 1500001 3000000 85%
TP7 3000001 5000000 85%
Fuente: Manual de Carreteras 2013 – MTC
La confiabilidad adoptada para el diseño es orden del 85%.
Colectoras de Transito 80-95 75-95
Carreteras Locales 50-80 50-80
12. El coeficiente estadístico de Desviación Estándar Normal (Zr) representa en valor de la
confiabilidad seleccionada. A continuación se ha extraído lo recomendado por el Manual de
Carreteras 2013, del cual el valor asumido es del orden de -1,036.
TRAFICO DESV. EST. NORMAL (ZR)
Tp6 1500001 3000000 -1.036
TP7 3000001 5000000 -1.036
Fuente: Manual de Carreteras 2013 - MTC
b.- Desviación Estándar Combinada (So).
Como su nombre lo indica corresponde al desvío estándar de la población de valores
obtenidos según exigencias AASHTO. Fluctúa de 0.40 a 0.50 para pavimentos flexibles. Por
lo tanto para el tramo en estudio, la desviación estándar considerada en el diseño asciende
a 0.45.
c.- Variación del índice de Serviciabilidad
La serviciabilidad es aquel parámetro de naturaleza abstracta que relaciona la condición
funcional con la estructural de la vía. El Índice de Serviciabilidad Presente (PSI), varía de o
(carretera destruida) hasta 5 (carretera en inmejorable y perfecta condición). En nuestro
caso, concordante con este criterio, se emplearon los siguientes índices de serviciabilidad:
d.- Coeficiente de Drenaje
Representa la incidencia entre la calidad del drenaje en la vía y el porcentaje del tiempo
(durante el Período de diseño) que las capas granulares estarán expuestas a niveles de
humedad cercanos a la saturación. En el siguiente cuadro "Valores de Coeficiente de
PSI ASFALTADO (MAC)
PSI Inicial 4.0
PSI Final 2.5
PSI 1.5
13. Drenaje" se muestran los valores recomendados para ajustar los coeficientes de capas
granulares (base y sub base), frente a condiciones de humedad.
CALIDAD DE
DRENAJE
TERMINO
REMOCIÓN
DE AGUA
% DE TIEMPO DE EXPOSICIÓN DE LA ESTRUCTURA DEL
PAVIMENTO CON GRADO DE HUMEDAD PRÓXIMA A LA
SATURACIÓN
< 1% 1-5% 5-25% >25%
Excelente 2 horas 1.40-1.35 1.35-1.30 1.30-1.20 1.20
Buena 1 día 1.35-1.25 1.25-1.15 1.15-1.00 1.00
Aceptable 1 semana 1.25-1.15 1.15-1.05 1.00-0.80 0.80
Pobre 1 mes 1.15-1.05 1.05-0.80 0.80-0.60 0.60
Muy Pobre
El agua no
drena 1.05-0.95 0.95-0.75 0.75-0.40 0.40
Valores de Coeficiente de Drenaje
(Tabla 2.4 de la guia AASHTO 93)
Para las condiciones propias de la zona, donde las precipitaciones no son frecuentes, se
estima que el tiempo de exposición de la estructura a nivel de humedad próxima a la
saturación esta entre 5% y 25%. En base a lo anterior y teniendo en cuenta que la vía
tendrá un apropiado sistema de drenaje por corresponder a construcción nueva, los
coeficientes de drenaje para este caso serán m2 = 1.00 (base granular) y m3= 1.0
(subbase granular).
e.- Período de Diseño
Se define como el tiempo elegido al iniciar el diseño, para el cual se determinan las
características del pavimento, evaluando su comportamiento para distintas alternativas a
largo plazo, con el fin de satisfacer las exigencias del servicio durante el periodo de diseño
elegido, a un costo razonable. El período de diseño empleado para el cálculo de la
estructura del pavimento es de 10 años.
Tipo de Carretera
Periodo de
Diseño (años)
Urbana de Tránsito elevado 30-50
14. Interurbana de Tránsito elevado 20-50
Pavimentada de Baja intensidad de tránsito 15-25
De Baja intensidad de tránsito (Pav. con
grava) 10-20
Fuente: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures
1993
f.- Coeficiente de Aporte Estructural
Los coeficientes estructurales de capa fueron asumidos de acuerdo al Manual de Carreteras
2013 en su sección “Suelos, Geología, Geotecnia y Pavimentos” según el siguiente cuadro:
CAPA
COEFICIENTE
ESTRUCTURAL
Carpeta Asfáltica 0.432/pulg 0.170/cm
Base Granular 0.132/pulg 0.052/cm
Sub Base Granular 0.12/pulg 0.047/cm
Cuadro N° : Coeficiente Estructural de Ias capas del pavimento
Fuente: Manual de Carreteras 2013 - MTC
