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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
TRABAJO DE TITULACIÓN
PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE
INGENIERO CIVIL
VÍAS
TEMA:
EVALUACIÓN COMPARATIVA DE LOS EJES EQUIVALENTES DE
LOS VEHÍCULOS QUE CIRCULAN POR LA VÍA DURÁN-BOLICHE
OBTENIDOS DE LOS REGISTROS DE LA ESTACIÓN DE PEAJE
“BOLICHE” PESADOS MEDIANTE LA METODOLOGÍA MECANICISTA
WIM Y LOS DETERMINADOS POR EL MÉTODO AASHTO-93.
AUTORES:
JACOB ISAAC MENDOZA DONOSO
MARÍA GABRIELA SOLÓRZANO SÁNCHEZ
TUTOR:
ING. CARLOS MORA CABRERA
AÑO
2018
GUAYAQUIL – ECUADOR
ii
Agradecimiento
Agradecido de Dios ante todo por el largo camino que me puso para conocer mis
límites y de todo lo que se puede ser capaz dándome las fuerzas para continuar, a
mi hermana Erikka Velastegui Donoso por su infinito apoyo moral, su amor por no
dejarme caer en los momentos difíciles y ser mi pilar fundamental antes y durante mi
carrera, a Xavier Cisneros (cuñado) por brindarme su apoyo incondicional en todo
este largo camino, a James Mendoza (mi hijo) por ser mi motivación ,mi motorcito
para seguir adelante y no decaer, al Ing. Javier Córdova (padrino) por enseñarme lo
que es la vida y lo que se debe esforzar para llegar al objetivo siempre siendo
humilde, a Ing. Kevin Castro por estar conmigo en los buenos y malos momentos
como el mejor de los mejores amigos que considero y por guiarme en mi carrera
universitaria y enseñarme de los retos que se deben tomar y no podía faltar mi
compañera de tesis, Gabriela Solórzano (novia), gracias por la comprensión,
química, amor y compromiso que pusiste de parte para lograr este proyecto gracias
por ser parte de esta meta que se vamos a cumplir, te amo mucho.
JACOB MENDOZA DONOSO
iii
Dedicatoria
Este trabajo de titulación se lo dedico en especial a Arq. Rocío Donoso
Fernández (madre), Erikka Velastegui Donoso (hermana) y James Mendoza Pila
(hijo), a todos ustedes por ser esa batería inagotable para continuar, por ser esa
inspiración de cada día y esa superación constante para lograr mis metas y seguir
superándome y por ser las personas que quedaran en mi mente y corazón para toda
la vida.
A todos mis profesores y compañeros que durante este tiempo compartimos
momentos buenos y experiencias únicas durante la carrera.
A las futuras generaciones que se nutran de conocimientos y esta información les
sea de total ayuda en lo que más se pueda.
JACOB MENDOZA DONOSO
iv
Agradecimiento
A mi mamá y a mi abuela materna, que me han brindado su apoyo incondicional,
su preocupación y amor; alentándome siempre para ser cada día una mejor persona
en todos los aspectos de mi vida.
Al Ing. Carlos Mora Cabrera por su paciencia y guía al ser mi tutor de tesis. De
igual forma al Ing. Javier Córdova Rizo que estuvo presto a responder cualquier
inquietud o incógnita que como estudiantes solemos tener.
Gabriela Solórzano Sánchez
v
Dedicatoria
Esta tesis la dedico a Dios por bendecirme cada día hasta lograr esta meta. A los
docentes de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la Universidad de
Guayaquil, Carrera de Ingeniería Civil, quienes han impartido sus valiosos
conocimientos y experiencias durante mi formación académica, y; a mi querida
familia que ha estado pendiente de mis avances estudiantiles.
Gabriela Solórzano Sánchez
vi
Universidad de Guayaquil
Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
Escuela de Ingeniería Civil
UNIDAD DE TITULACION Telf: 2283348
Guayaquil, 4 de Septiembre del 2018
CERTIFICACIÓN DEL TUTOR REVISOR
Yo, Ing. GINO FLOR CHÁVEZ, MSc., habiendo sido nombrado tutor del trabajo de titulación
“EVALUACIÓN COMPARATIVA DE LOS EJES EQUIVALENTES DE LOS VEHÍCULOS QUE CIRCULAN POR
LA VÍA DURÁN-BOLICHE OBTENIDOS DE LOS REGISTROS DE LA ESTACIÓN DE PEAJE “BOLICHE”
PESADOS MEDIANTE LA METODOLOGÍA MECANICISTA WIM Y LOS DETERMINADOS POR EL
MÉTODO AASHTO-93.”, certifico que el presente, elaborado por
el Sr. MENDOZA DONOSO JACOB ISAAC, con C. I. N° 092569920-9 y la Srta. SOLÓRZANO SÁNCHEZ
MARÍA GABRIELA con C.I. N° 093056097-4, del núcleo estructurante VÍAS, con mi respectiva
supervisión como requerimiento parcial para la obtención del título de INGENIERO CIVIL, en la
Carrera de Ingeniería Civil, ha sido REVISADO Y APROBADO en todas sus partes, encontrándose apto
para su sustentación.
Atentamente,
_________________________________
Ing. Gino Flor Chávez
DOCENTE TUTOR REVISOR
ANEXO 11
vii
Universidad de Guayaquil
Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
Escuela de Ingeniería Civil
UNIDAD DE TITULACION Telf: 2283348
Guayaquil, 4 de Septiembre del 2018
LICENCIA GRATUITA INTRANSFERIBLE Y NO EXCLUSIVA PARA EL USO NO
COMERCIAL DE LA OBRA CON FINES NO ACADÉMICOS
Nosotros, MENDOZA DONOSO JACOB ISAAC con C.I. Nº 0925699209 y SOLORZANO SANCHEZ
MARIA GABRIELA con C.I. Nº 0930560974, certifico que los contenidos desarrollados en este
trabajo de titulación, cuyo título es “EVALUACIÓN COMPARATIVA DE LOS EJES EQUIVALENTES DE
LOS VEHÍCULOS QUE CIRCULAN POR LA VÍA DURÁN-BOLICHE OBTENIDOS DE LOS REGISTROS DE LA
ESTACIÓN DE PEAJE “BOLICHE” PESADOS MEDIANTE LA METODOLOGÍA MECANICISTA WIM Y LOS
DETERMINADOS POR EL MÉTODO AASHTO-93“son de mi absoluta propiedad y responsabilidad y
según el Art. 114 del CÓDIGO ORGÁNICO DE LA ECONOMÍA SOCIAL DE LOS CONOCIMIENTOS,
CREATIVIDAD E INNOVACIÓN, autorizo el uso de una licencia gratuita intransferible y no exclusiva
para el uso no comercial de la presente obra con fines no académicos, en favor de la Universidad de
Guayaquil, para que haga uso del mismo, como fuera pertinente.
Atentamente,
_____________________________ __________________________________
MENDOZA DONOSO JACOB ISAAC SOLORZANO SANCHEZ MARIA GABRIELA
C.I. Nº 0925699209 C.I N° 0930560974
“CÓDIGO ORGÁNICO DE LA ECONOMÍA SOCIAL DE LOS CONOCIMIENTOS, CREATIVIDAD E INNOVACIÓN (Registro Oficial n. 899-Dic./2016) Artículo 114.- De los titulares de derechos de obras creadas en las instituciones de educación superior y centros educativos.- En el caso de las obras creadas en centros educativos, universidades, escuelas politécnicas, institutos superiores técnicos, tecnológicos, pedagógicos, de arte y los conservatorios superiores, e institutos públicos de investigación como resultado de su actividad académica o de investigación tales como trabajos de titulación, proyectos de investigación o innovación, artículos académicos, u otros análogos, sin perjuicio de que pueda existir relación de dependencia, la titularidad de los derechos patrimoniales corresponderá a los autores. Sin embargo, el establecimiento tendrá una licencia gratuita, intransferible y no exclusiva para el uso no comercial de la obra con fines académicos.
ANEXO 12
viii
DECLARACIÓN EXPRESA
ART.- XI del reglamento interno de graduación de la Facultad de
Ciencias Matemáticas y Física de la Universidad de Guayaquil
La responsabilidad por los hechos, ideas y doctrinas expuestas en este trabajo
de titulación corresponde exclusivamente a los autores, y el patrimonio
intelectual de la Universidad de Guayaquil.
___________________________ ____________________________
MENDOZA DONOSO JACOB ISSAC SOLORZANO SANCHEZ MARIA GABRIELA
C.I N° 0925699209 C.I N° 0930560974
ix
TRIBUNAL DE GRADUACIÓN
________________________________ ________________________________
Ing. Eduardo Santos Baquerizo, MSc. Ing. Carlos Mora Cabrera, MSc. DECANO TUTOR ________________________________ ________________________________
VOCAL VOCAL
x
Resumen
El proyecto a presentarse trata de la evaluación comparativa entre dos métodos
dirigidos al estudio de tránsito, cuyo objetivo es determinar los espectros de cargas
de los vehículos pesados que circulan por la vía Durán-Boliche. Tradicionalmente
para el estudio de tráfico se trabaja con el método AASHTO-93 para fines de diseño,
construcción y rehabilitación de vías, pero con el transcurso de los años se ha
incrementado el tráfico de vehículos pesados y muchas veces estos vehículos
circulan con exceso de carga; por lo que no es recomendable trabajar con este
método debido que genera resultados poco confiables de tal manera provoca que el
tiempo de vida útil del pavimento se acorte. Por tal motivo es importante conocer el
peso real de estos vehículos mediante el uso de un método automatizado, el cual es
un sistema que pesa el vehículo en movimiento; a este método se lo conoce como
WIM por sus siglas en inglés (weight in motion), que en español significa peso en
movimiento, obteniendo así resultados más favorables para lograr que los
pavimentos tengan un buen desempeño y cumplan con las expectativas para las
cuales fueron diseñados.
xi
Abstract
The project to be presented deals with the comparative evaluation between two
methods directed to the study of traffic, whose objective is to determine the
magnitudes of loads of the heavy vehicles that circulate in the Durán-Boliche route.
Traditionally, for the study of traffic, an empirical method is used for the design,
construction and rehabilitation of roads. Over the years, heavy vehicle traffic has
increased and these vehicles often circulate with excess weight; so it is not advisable
to work with this method because it generates inaccurate results and this causes the
useful life of the pavement to be affected. For this reason it is important to know the
real weight of these vehicles through the use of an automated method, which is a
system that weighs the vehicle in motion; this method is known as WIM for its
acronym in English weight in motion, which in Spanish means weight in movement,
thus obtaining reliable results to ensure that the pavements perform well and meet
the expectations for which they were designed.
xii
Índice General
Capítulo I
Generalidades
1.1. Antecedentes……………………………………………………………………...…1
1.2. Ubicación……………………………………………………………………….…....2
1.3. Planteamiento……………………………………………………………….……....3
1.4. Delimitación del tema……………………………………………………….….......3
1.5. Objetivos…………………………………………………………………………......4
1.5.1 General……………………………………………………………………......4
1.5.2 Específicos………………………………………………………….……...…4
1.6. Justificación…………………………………………………………………………….4
1.7. Alcance del proyecto…………………………………………………………….…….5
Capítulo II
Marco Teórico
2.1. Vías………………………………………………………………………………...……6
2.2. Pavimento………………………………………………………………………………6
2.2.1 Pavimento flexible……………………………………………………………8
2.2.1.1. Variables de diseño para pavimentos flexibles……………..…9
2.3. Estudio de Tráfico………………………………………………………………….…12
2.3.1. Tráfico………………………………………………………………………..12
xiii
2.3.2 Conteos de tráfico…………………………………………………………..13
2.3.3. Composición del tráfico……………………………………………………13
2.3.4. Tráfico promedio diario anual……………………………………………..14
2.3.5. Tráfico generado……………………………………………………………14
2.3.6. Tráfico desarrollado……………………………………….………………..14
2.3.7. Tráfico diario anual asignado………………………………………….…..14
2.3.8. Tráfico proyectado o futuro………………………………………………..15
2.4. Caracterización de las cargas del tránsito vehicular……………………..….…...16
2.4.1. Tipos de ejes…………………………………………….…………….…....16
2.4.2. Pesos en ejes………………………………………………………….……16
2.4.2.1. Sistema de pesaje estático………………….…………….…….16
2.4.2.2. Sistema de pesaje dinámico…………………………………....17
2.5. Métodos para caracterizar las cargas del tránsito vehicular………………..…..19
2.5.1. Método empírico AASHTO 93…………………………………………....19
2.5.1.1. Ejes equivalentes de carga………………………………….….20
2.5.1.2. Factor camión………………………………………………….....20
2.5.1.3. Factor de distribución por carril…………………………...........21
2.5.1.4. Factor de distribución direccional…………………………..…..21
2.5.2. Método Mecanicista empírico WIM………………………………..……...22
xiv
2.5.2.1. Espectros de carga………………………………………..……..22
Capítulo III
Marco Metodológico
3.1. Introducción…………………………..…………………………………………...…..25
3.2. Proceso para obtener el estudio del tráfico……………………………..….……...26
3.2.1. Tráfico actual…………………………..…………………………….……...26
3.2.2. Tráfico proyectado……………………...………………………….…..…..26
3.3. Procedimientos para evaluar las características de las
cargas del tránsito vehicular………………….…………………………….………26
3.3.1. Metodología AASHTO 93………………………………………..………...27
3.3.1.1. Condiciones actuales………………………………………….....27
3.3.1.2. Condiciones para la proyección del tráfico…………………….27
3.3.2. Metodología Mecanicista WIM…………………………….………………28
3.3.2.1. Condiciones actuales………………………….…………………28
3.3.2.2. Condiciones para la proyección del tráfico…………………….30
Capítulo IV
Desarrollo
4.1. Características de la vía de estudio………………………………………..…….…31
xv
4.2. Demanda Actual……………………………………..………...……………….....….31
4.2.1. Obtención del tráfico de estudio…………………………...……………...31
4.2.1.2. Cálculo del TPDS………………………………..…………….....33
4.2.1.3. Cálculo de TPDA………………………………………………....34
4.2.1.4. Cálculo del tráfico promedio diario anual asignado……....…..35
4.2.2. Demanda proyectada.……………………………...………………….......35
4.2.2.1. Cálculo del tráfico promedio diario anual asignado….….…....36
4.2.2.2. Cálculo del tráfico proyectado …………………...……………..37
4.2.2.3. Clasificación de la vía……………………..……………………..38
4.2.2.4. Relación entre los volúmenes de tránsito
TPDA y TPDS…………………………………….……………...39
4.3. Caracterización de las cargas del tránsito vehicular……………….………….....42
4.3.1. Método Empírico AASHTO………………………………………………..45
4.3.1.1. Evaluación Actual………………..…………………………........46
4.3.2. Método Mecanicista WIM………………...……………………………......79
4.3.2.1. Evaluación Actual………………………………….….…….…...81
4.3.2.2. Evaluación Proyectada…………………………….…...……….91
xvi
Capítulo V
Conclusiones y Recomendaciones
5.1. Conclusiones……………………………………………………………………….....98
5.2. Recomendaciones………………………….………………………………………...99
Bibliografía
Anexo 1
Anexo 2
Anexos fotográficos
xvii
Índice de Tablas
Tabla 1: Coordenadas (UTM WGS84 17S) de la estación WIM………..……..……....2
Tabla 2: Periodos de diseño………………………...……………………………………10
Tabla 3: Niveles de confiabilidad recomendados………………………………………11
Tabla 4: Tasa de Crecimiento Vehicular Nacional………………………………...…..15
Tabla 5: Factores de distribución por carril……………………………….……….……21
Tabla 6: Volumen de vehículos circulados en la vía de estudio…………………...…32
Tabla 7: Factor de variación mensual……………..…………….………………………34
Tabla 8: Factor de ajuste diario………………….…………….………………………...36
Tabla 9: Tasa de crecimiento vehicular……………….…………………………….….37
Tabla 10: Proyección del tráfico asignado a un periodo de 10 años…………..……38
Tabla 11: Clasificación de carreteras según el MTOP……….…………………….…39
Tabla 12: Pesos máximos establecidos por tipo de eje en vehículos
pesados……………………………………………………………………………...….….46
Tabla 13: Factor de distribución de carril………….……………………….…………..47
Tabla 14: Tasa de Crecimiento………….……………………………………………....48
Tabla 15: Valores de GF……………….…………………………………………………48
Tabla 16: Valores de TKS…………………………………………………………..…….48
Tabla 17: Composición vehicular………………………………………….………..…...49
xviii
Tabla 18: Ley de la cuarta potencia…………………………………….……….………49
Tabla 19: Cálculo del Factor Camión – Ley de la Cuarta Potencia – MTOP..…......50
Tabla 20: Cálculo del Factor Camión – AASHTO 93 – MTOP……………...…..…...51
Tabla 21: Cálculo del factor camión – Instituto del Asfalto – MTOP………...…..….53
Tabla 22: Resumen de los ejes equivalentes por los tres métodos………………....54
Tabla 23: Cálculo del factor camión del 2018 – 2020 ………….................…………55
Tabla 24: Cálculo del factor camión del 2021 – 2024..……………………………….56
Tabla 25: Cálculo del factor camión del 2025 – 2027……………………..……….....57
Tabla 26: Cálculo de los ejes equivalentes 2018 – 2020.……..…………………......58
Tabla 27: Cálculo de los ejes equivalentes 2021 – 2024….………………..………...58
Tabla 28: Cálculo de los ejes equivalentes 2025 – 2027.………………….………....59
Tabla 29: Confiabilidad (R%)………………………………………………….………..60
Tabla 30: Datos de CBR de diseño…………………………………………….………61
Tabla 31: Límites para la selección de resistencia…………………….……..…….…61
Tabla 32: Calidad del Drenaje m…………………………………………………….…75
Tabla 33: Coeficientes para el diseño del pavimento con el TPDA – MTOP….…...75
Tabla 34: Coeficiente para el diseño del pavimento con un
diseño de 10 años MTOP……………………...……………………………..……….....78
xix
Tabla 35: Estadísticas de pesos de vehículos según la
clasificación del MTOP ……………………………....................................................81
Tabla 36: Resultado del número total de ejes por tipología…….....……………..…..82
Tabla 37: Cálculo del espectro de carga para ejes del tipo
eje simple rueda simple…………………....................................................................83
Tabla 38: Cálculo del espectro de carga para ejes del tipo
eje simple rueda doble………….…………………………………………………..........83
Tabla 39: Cálculo del espectro de carga para ejes del tipo eje tándem…………….84
Tabla 40: Cálculo del espectro de carga para ejes del tipo eje trídem..……............84
Tabla 41: Tránsito Promedio Diario proyectado a 10 años…………………...……..92
Tabla 42: Cálculo de los ejes equivalentes de los ejes simple
rueda simple…………………………………………………………………..…………...93
Tabla 43: Cálculo de los ejes equivalentes de los ejes simple
rueda doble……………………………………………………………………….………..93
Tabla 44: Cálculo de los ejes equivalentes de los ejes tándem…………….…........94
Tabla 45: Cálculo de los ejes equivalentes de los ejes trídem…………………........94
Tabla 46: Coeficientes para el diseño del pavimento con el
TPDA proyectado a 10 años – WIM……...................................................................97
xx
Índice de Ilustraciones
Ilustración 1: Ubicación geográfica de la estación automática WIN…………….……2
Ilustración 2: Fisura en bloque en un pavimento flexible……………………………...7
Ilustración 3: Influencia de la transferencia de carga en un
Pavimento Rígido…………………………………………….…………………………..….8
Ilustración 4: Estructura de Pavimento flexible…………………………….…………...8
Ilustración 5: Configuraciones del sistema WIM………………………………….…..17
Ilustración 6: Equipo electrónico para pesaje en movimento………………………..18
Ilustración 7: Esquema de instalación piezo-loop-piezo (cm)………………….……19
Ilustración 8: Ejes equivalentes de referencia…………………………………….…..19
Ilustración 9: Ejemplo del espectro de carga de ejes del tipo
simple sencillo en su versión relativa………………..…………………….…………….23
Ilustración 10: Ejemplo del espectro de carga de ejes del tipo
simple sencillo en su versión acumulada ………………………….............................23
Ilustración 11: Vista panorámica de la calzada de la vía de estudio…………..…...31
Ilustración 12: Tipo de vehículos motorizados, remolques y
semirremolques………………………………………..…..…………………………..…..43
Ilustración 13: Posibles combinaciones de tipo de vehículos……………..………...44
xxi
Ilustración 14: Configuración de pesos máximos por tipo de
eje de vehículos pesados establecidos por el MTOP……………………….……..…..45
Ilustración 15: Cálculo de CBR de Diseño………………………………………….…62
Ilustración 16: Nomograma para determinar el coeficiente
estructural para bases granulares.……………………………...…………………….....63
Ilustración 17: Nomograma para determinar el coeficiente
estructural para sub-bases granulares….……………………………….………….…..64
Ilustración 18: Nomograma para determinar el coeficiente
estructural para sub-base granular…………….………………………………………...65
Ilustración 19: Ábaco AASHTO para pavimentos flexibles,
determinando el SN de la base granular……………………………………….…….....66
Ilustración 20: Cálculo del SN de la base granular por el
software AASHTO 93………………………..……………………….……………….…..67
Ilustración 21: Ábaco AASHTO para pavimentos flexibles,
determinando el SN de la sub-base granular………………………………..….….….68
Ilustración 22: Cálculo del SN de la sub-base granular por
el software AASHTO 93…………………………………………………………………..69
Ilustración 23: Ábaco AASHTO para pavimentos flexibles,
determinando el SN del mejoramiento……………………………………….…...……..70
xxii
Ilustración 24: Cálculo del SN del mejoramiento por el
software AASHTO 93…………………………………………………...……………..….71
Ilustración 25: Ábaco AASHTO para pavimentos flexibles,
determinando el SN de la subrasante…………………………………..………….……72
Ilustración 26: Cálculo del SN de la subrasante por el
software AASHTO 93……………………………………………………………………...73
Ilustración 27: Cálculo del SN del base granular por el
software AASHTO 93…….……………………………………….………….……………76
Ilustración 28: Cálculo del SN del sub-base granular por el
software AASHTO 93…….……………………………………….………….……………76
Ilustración 29: Cálculo del SN del mejoramiento por el
software AASHTO 93…….……………………………………….………….……………77
Ilustración 30: Cálculo del SN del subrasante por el
software AASHTO 93…….……………………………………….………….……………77
Ilustración 31: Diagrama de corte en la superficie de la vía………….…………..….79
Ilustración 32: Corte en la superficie de la vía……………………………….……..…79
Ilustración 33: Instalación del cable para el lazo inductivo………………................80
Ilustración 34: Colocación del sensor piezoeléctrico dentro
de la cinta con manga…………………………………………………………….…..…...80
xxiii
Ilustración 35: Colocación de la resina asfáltica de protección……………………..81
Ilustración 36: Espectro de carga de ejes del tipo simple rueda
simple versión relativa……………….…………………………………………………….85
Ilustración 37: Espectro de carga de ejes del tipo simple rueda
doble versión relativa…………………………………………………………...…….…...86
Ilustración 38: Espectro de carga de ejes del tipo tándem versión relativa………..86
Ilustración 39: Espectro de carga de ejes del tipo trídem versión relativa…………87
Ilustración 40: Espectro de carga de ejes del tipo simple rueda
simple versión acumulada……………………………………………………….………..88
Ilustración 41: Espectro de carga de ejes del tipo simple rueda
doble versión acumulada…………………………………………...………....……….....89
Ilustración 42: Espectro de carga de ejes del tipo tándem versión
acumulada……………………………………………………………………………….....89
Ilustración 43: Espectro de carga de ejes del tipo trídem versión
acumulada……………………………………………………………………………..…...90
Ilustración 44: Porcentajes de ejes con sobrecarga………………………………....90
Ilustración 45: Cálculo del SN del base granular por el
software AASHTO 93…….……………………………………….………….……………95
xxiv
Ilustración 46: Cálculo del SN del sub-base granular por el
software AASHTO 93…….…………………………………….………….……………..96
Ilustración 47: Cálculo del SN del mejoramiento por el
software AASHTO ………………………………………………………………………..96
Ilustración 48: Cálculo del SN del base granular por el
software AASHTO 93…….………………………………….………….………………..97
xxv
Introducción
Una vía es un área debidamente condicionada para el paso de vehículos
automotores, las cuales están compuestas por varios carriles o calzadas; uno de los
elementos preponderantes de las vías es el pavimento, el cual es una estructura
conformada por varias capas de materiales seleccionados que se apoyan en la
subrasante; éste puede transmitir las cargas generadas por el tráfico vehicular y la
acción del medio ambiente, así como transmitir al terreno de fundación esfuerzos y
deformaciones. Los pavimentos pueden ser de tipo flexible, rígido, articulado, etc.
Los pesos de los vehículos los podemos determinar de diferentes maneras,
utilizando el método de la AASHTO 93, método de balanza fija, también el método
mecanicista WIM; estas cargas son transformadas a ejes equivalentes, los que son
necesarios para que sean usados en los métodos para su diseño.
Es conocido que para el diseño de pavimento utilizamos varios factores que están
basados en diversos parámetros que influyen en el cálculo, entre ellos las cargas.
Un diseño del pavimento óptimo depende de que la utilización del método para
obtener las cargas y por ende los ejes equivalentes sean realizados eficientemente
para así el pavimento cumpla su período de vida útil.
El presente trabajo lo realizaremos para determinar el peso de los vehículos
utilizando el método AASHTO 93 y su transformación a ejes equivalentes, así como
el método mecanicista WIM, el cual pesa los vehículos en movimiento y dicho peso
se transforma en ejes equivalentes; de esa manera compararemos ambos
resultados y analizaremos la diferencia en caso de existir. Los ejes equivalentes
xxvi
determinados por estos dos métodos los aplicaremos en el cálculo de una estructura
de pavimento flexible con las mismas condiciones de tráfico que la vía a tratarse.
1
Capítulo I
Generalidades
1.1 Antecedentes
La vía Durán-Boliche es una colectora, que cuenta con cinco tramos, de los
cuales los tramos 1, 2 y 3 tienen cuatro carriles y los tramos 4 y 5 tienen diez
carriles; está identificada a nivel nacional como E40; concesionada por CONORTE
S.A., bajo la jurisdicción del Gobierno Provincial de la Provincia del Guayas.
Con el transcurso de los años, la circulación vehicular se ha incrementado
considerablemente debido al desarrollo agrícola, industrial, turismo y de producción
de los sectores que une esta vía, por ello en el 2012 la entidad responsable de su
administración realizó la ampliación a diez carriles; a pesar de dicha ampliación, la
vía se ha afectada por el congestionamiento de vehículos en ciertos tramos, así
como deterioro de la capa de rodadura del pavimento.
Para el diseño de las vías, el MTOP emplea las normas del AASHTO-93; dicho
método es usado para establecer diferentes parámetros de las carreteras. Este
procedimiento proporciona cargas por eje de cada vehículo y utiliza cuatro factores
preponderantes como son: suelo, drenaje, tráfico y materiales, siendo el tráfico el
factor fundamental en analizar en este trabajo.
El método WIM, por lo contrario, es un Método Mecanicista que realiza un pesaje
directo de los vehículos en movimiento que transitan por la vía. De ésta manera se
podrá conocer la carga real que actúa sobre el pavimento. En ambos métodos
emplearemos datos de tráfico proporcionados por la estación del peaje.
Este trabajo propone determinar el número de ejes equivalentes que circulan por
la vía Durán-Boliche, partiendo de los datos recaudados del pesaje directo en la
estación de peaje “Boliche” y las cargas por eje determinadas por la AASHTO 93.
2
1.2 Ubicación
La vía de estudio se encuentra localizada en la provincia del Guayas, uniendo al
cantón Duran y la parroquia Boliche (Km 26). Para este efecto se ha considerado la
estación de pesaje WIM q está a 426 metros de la estación “Boliche”.
Tabla 1: Coordenadas (UTM WGS84 17S) de la estación WIM
Fuente: León & Godoy Consultores
Ilustración 1: Ubicación geográfica de la estación automática WIM
Fuente: Google Earth
N: 9756373
E: 639002ESTACION DE PESAJE WIM
3
1.3. Planteamiento del problema
El proyecto se enfoca en el deterioro de la estructura del pavimento que son
notorios en algunos tramos de la vía Durán-Boliche, es importante que el diseño del
pavimento tenga datos que hayan sido obtenidos eficientemente del estudio de
tráfico, estudio de suelo, propiedades de materiales y drenaje; la falencia de la
obtención de estos parámetros puede ocasionar que la estructura del pavimento no
cumpla el periodo de vida para el cual ha sido diseñado.
Por este motivo, para realizar una buena determinación de carga; se propuso
plantear como tema de estudio la “Evaluación comparativa de los ejes
equivalentes de los vehículos que circulan por la vía Duran-Boliche obtenidos
de los registros de la estación de peaje “Boliche” pesados mediante la
metodología Mecanicista WIM y los determinados por el Método AASHTO-93.”
1.4. Delimitación del tema
La presente evaluación comparativa consistirá en determinar los pesos de los
vehículos obtenidos mediante los métodos WIM y el AASHTO-93, siendo el último
mencionado, una conversión de los pesos de los vehículos a número de ejes
equivalentes de 80 KN. Mientras que, con el método que mencionamos primero, se
calcularán los espectros de cargas generados por el tráfico medidos mediante el
conteo vehicular automatizado para establecer una posible diferencia entre estos
dos procedimientos.
4
1.5 Objetivos
1.5.1 General
Obtener los ejes equivalentes mediante los métodos AASHTO-93 y el
mecanicista WIM a partir de la carga de los vehículos y determinar su
variación aplicándolos en el diseño de una estructura de un pavimento.
1.5.2 Específicos
Determinar el tráfico existente con los datos obtenidos de la estación
del peaje “Boliche” y determinar los ejes equivalentes a partir del método
AASHTO-93.
Determinar los ejes equivalentes a partir de las cargas obtenidas del
pesaje del método mecanicista WIM.
Diseñar la estructura de un pavimento flexible utilizando los ejes
equivalentes obtenidos por ambos métodos.
1.6 Justificación
Para el diseño de la estructura de un pavimento es necesaria la obtención
eficiente de los ejes equivalentes entre los demás factores, ya que es importante
conocer la capacidad portante de la subrasante así como sus características,
drenaje y la calidad de los materiales considerados para el diseño, los cuales deben
estar acorde a los requerimientos dados por la especificación utilizada, en este caso
el método AASHTO 93.
Sabemos la importancia del estudio del tráfico para saber la capacidad vial y su
composición para realizar el cálculo de la estructura del pavimento, el método
AASHTO 93 expresa las cargas de los vehículos para después transformarlas a
5
ejes equivalentes; dichas cargas son referenciales, por lo que no se toma en cuenta
la posible variación de peso que generarían los vehículos que son modificados de
su modelo inicial, por lo que existiría una diferencia entre las cargas consideradas
por el método AASHTO 93 y las modificadas que son las determinadas por un
pesaje directo por el método mecanicista WIM; por tal motivo es necesario
considerar esta diferencia en el diseño del pavimento.
1.7 Alcance del proyecto
La presente evaluación comparativa consistirá en determinar los pesos de los
vehículos en movimiento obtenidos mediante el método WIM y los determinados por
el método AASHTO 93; mediante la obtención del tráfico proporcionado por la
empresa concesionaria, CONORTE S.A., se procede a transformar dichos pesos en
ejes equivalentes para compararlos a fin de determinar la diferencia que puede
existir entre los dos métodos antes mencionados. A partir de estos resultados y la
información proporcionada por la entidad concesionaria sobre el suelo, materiales
utilizados y drenaje se realizará el diseño de la estructura del pavimento que debería
existir en la vía actual.
6
Capítulo II
Marco Teórico
2.1. Vías
“Es el área debidamente condicionada para el paso de peatones, cabalgaduras o
vehículos” (Manual del Ministerio de Transporte y Obras Públicas, 2002)
Las vías de comunicación terrestres son obras de Ingeniería de uso público,
diseñadas con la finalidad para el tránsito vehicular. Según sus características
constan de los siguientes elementos:
Carril: espacio destinado para la circulación de una fila de vehículos.
Calzada: espacio destinado para la circulación de vehículos compuesto
por uno o más carriles.
Cuneta o drenaje: son canales que se construyen a los lados de la
corona de la vía y paralelamente al eje longitudinal de la misma.
Bermas: las bermas son aquellas partes de la corona del pavimento
que se ubican cerca de la superficie de rodadura y sirven para que el
vehículo pueda parar o estacionarse en caso de emergencia.
2.2. Pavimento
Un pavimento está constituido por un conjunto de capas superpuestas,
relativamente de forma horizontal, que se diseñan y construyen técnicamente con
materiales apropiados y adecuadamente compactados. Estas estructuras
estratificadas se apoyan sobre la subrasante de una vía obtenida por el movimiento
de tierras en el proceso de exploración y que han de resistir adecuadamente los
7
esfuerzos que las cargas repetidas por el tránsito le transmiten durante el periodo
para el cual fue diseñada la estructura del pavimento. (Fonseca, 2006)
Los pavimentos se clasifican en:
Pavimentos flexibles
Pavimentos rígidos
Pavimentos mixtos
Pavimentos articulados
Por lo general los pavimentos más utilizados son los pavimentos flexibles (asfalto
o material bituminoso), los pavimentos rígidos (concreto hidráulico), y los
pavimentos articulados (adoquines), la vía que elegimos para nuestro proyecto de
titulación está conformada por un pavimento flexible, de tal manera que nos
enfocaremos en este tipo de pavimento explicando sus características y variables
que se usan para su diseño.
Ilustración 2: Fisura en Bloque en un Pavimento Flexible
Fuente: Mendoza Donoso Jacob & Solórzano Sánchez Gabriela
8
Ilustración 3: Influencia de la transferencia de carga en un Pavimento Rígido
Fuente: Mendoza Donoso Jacob & Solórzano Sánchez Gabriela
2.2.1 Pavimento flexible
Este tipo de pavimentos están conformados por una capa bituminosa apoyada
generalmente sobre dos capas no rígidas, la base y la subbase. No obstante, puede
prescindirse de cualquiera de estas capas dependiendo de las necesidades
particulares de cada obra. (Fonseca, 2006)
Ilustración 4: Estructura de Pavimento flexible
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob & Solórzano Sánchez Gabriela
9
En la ilustración se aprecia las siguientes capas:
Capa asfáltica o concreto asfaltico está constituido por cemento
asfaltico y agregado mineral, cuya función es resistir los efectos del tránsito y
la intemperie.
Base es una capa de espesor definido, colocada sobre la sub-base o
subrasante, cuya función es soportar la capa de rodadura.
Sub base es una capa de espesor definido, colocada sobre una
subrasante aprobada, para soportar las dos capas superiores de base
granular y capa de rodadura.
Sub rasante se define a la superficie preparada y compactada, sobre
la cual se coloca la estructura de pavimento, puede estar constituida por
suelos en su estado natural, o estos por un proceso de mejoramiento
mediante material de préstamo. (MOP-001-F-2002, 2002)
2.2.1.1. Variables de diseño para pavimentos flexibles
Las variables que se usan para el diseño de pavimentos flexibles son las
siguientes:
Tránsito
Serviciabilidad
Periodo de diseño
Confiabilidad
Drenaje
Módulo Resiliente
Numero estructural
10
Propiedades de los materiales
De las siguientes mencionadas variables se detallará cada una de ellas y la
incidencia que tienen dentro del diseño de un pavimento flexible y la determinación
de cargas producidas por el tránsito vehicular.
Tránsito
Se define como la circulación de los vehículos motorizados y peatones por sitios
como calzadas, carreteras y autopistas. (Apuntes de Ingeniería de Tránsito)
En vías de comunicación, el tránsito hace referencia al flujo vehicular, por lo que
se lo denomina de manera técnica como tráfico o tránsito vehicular.
Periodo de diseño
“Es el lapso transcurrido desde que se inaugura la estructura al servicio, hasta
que los deterioros producidos por el tránsito y los agentes ambientales hacen que la
vía pierda su funcionalidad.” (Fonseca, 2006)
En función del tránsito, los periodos de diseño que establece la AASHTO se
indican en la tabla 2 en función al tipo de vía.
Tabla 2: Periodos de diseño
Fuente: AASHTO, Guide for Design of Pavement Structure 1993
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob & Solórzano Sánchez Gabriela
TIPOS DE CARRETERAS PERIODO DE DISEÑO (AÑOS)
URBANA DE TRANSITO ELEVADO 30 a 50
INTERURBANA DE TRANSITO ELEVADO 20 a 50
PAVIMENTADA DE BAJA INTENSIDAD DE TRANSITO 15 a 25
DE BAJA INTENSIDAD DE TRANSITO PAVIMENTADA CON GRAVA 10 a 20
11
Confiabilidad
“La confiabilidad se define como la probabilidad de que el sistema estructural que
forma el pavimento cumpla su función prevista dentro de su vida útil bajo las
condiciones ambientales que tiene lugar en ese lapso”. (Mora & Sangoquiza, 2018)
En la siguiente tabla 3, la AASHTO recomienda los siguientes niveles para
confiabilidad.
Tabla 3: Niveles de confiabilidad recomendados
Fuente: AASHTO, Guide for Desing of Pavement Structure 1993
Elaborado por: Mendoza Donoso & Solórzano Sánchez Gabriela
Serviciabilidad
“La serviciabilidad se define como la capacidad del pavimento para brindar un uso
confortable y seguro al tránsito vehicular”. (Morán & Sangoquiza, 2018)
Drenaje
Es la capacidad natural que posee cada uno de los materiales que constituyen el
paquete estructural para reducir o eliminar el agua. La presencia de este elemento
juega un papel importante en el diseño de pavimento, debido a que la humedad
tiene gran influencia sobre las propiedades de los materiales. (Morán & Sangoquiza,
2018)
ZONA URBANA ZONA RURAL
RUTAS INTERESTATALES Y AUTOPISTAS 85-99.9 80-99.9
ARTERIAS PRINCIPALES 80-99 75-99
COLECTORAS LOCALES 80-95 75-95
LOCALES 50-80 50-80
CONFIABILIDAD RECOMENDADATIPOS DE CAMINOS
12
Módulo Resiliente
El módulo resiliente es la propiedad que caracteriza los materiales de la
subrasante, considerando una medida de las propiedades elásticas del suelo, se
determina mediante la realización del ensayo de CBR (California Bearing Rates), el
cual tiene por objeto cuantificar la resistencia del suelo bajo la acción de las cargas
antes de alcanzar su última resistencia al esfuerzo cortante. (Morán & Sangoquiza,
2018)
Propiedades de los materiales
En el diseño de pavimentos flexibles la variable usada dentro de las propiedades
físicas de los materiales es el módulo resiliente, el cual no solo sirve para determinar
el número estructural sino para la obtención de los coeficientes estructurales de
cada capa. (Morán & Sangoquiza, 2018)
Número estructural
Es un número adimensional que expresa la capacidad estructural que tendrá el
pavimento que se va a diseñar para las condiciones de calidad de suelo, como el
tráfico, condiciones ambientales y variación de serviciabilidad durante el tiempo útil
del pavimento. (Apuntes de Pavimentos)
2.3. Estudio de Tráfico
2.3.1. Tráfico
El diseño de una carretera o de un tramo de ella depende del tráfico, con el objeto
de compararlo con la capacidad o volumen máximo de vehículos que una carretera
13
puede absorber, por lo tanto, el tráfico es un factor influyente en las características
del diseño geométrico. (MOP-2003, 2003)
2.3.2. Conteos de tráfico
Existen dos métodos básicos de conteo: el mecánico (registro automático) y el
manual.
Conteos mecánicos
Se utilizan para obtener conteos vehiculares en lugares situados
a mitad de cuadra o en tramos continuos en campo abierto. Existen
aparatos mecánicos portátiles y fijos cuya utilización depende del
objeto del estudio.
Conteos manuales
Este método emplea personal de campo para su realización, con la
ventaja de que permite obtener información detallada sobre:
clasificación vehicular, dirección de recorrido, etc. (Vargas, Rincón,
& González, 2012)
2.3.3. Composición del tráfico
En función de su peso y tamaño se agrupan en:
Livianos: tales como autos, camionetas, entre otros.
Pesados: tales como buses y camiones (Apuntes de Pavimentos)
14
2.3.4. Tráfico promedio diario anual
El tráfico promedio diario anual es una unidad de medida de tráfico; se define
como el volumen total de vehículos que transitan por un punto o sección de una
carretera durante un periodo de tiempo determinado (mayor a un día y menor o igual
a un año), es decir, dividido por el número de días comprendidos en dicho período
de medición. (MOP-2003, 2003).
A partir del Tráfico Promedio Diario Anual (TPDA) se obtiene el tráfico
desarrollado, tráfico generado, tráfico proyectado o futuro y tráfico promedio diario
anual asignado.
2.3.5. Tráfico generado
Generalmente se produce dentro de dos años posteriores de la construcción o
reconstrucción de una carretera, su volumen de tráfico está comprendido entre el
20% y 25% del tráfico promedio diario anual. (MOP-2003, 2003)
2.3.6. Tráfico desarrollado
Se produce en particular por la incorporación de nuevas áreas de explotación o
bien por el aumento de la productividad de las tierras ubicadas dentro del área de
influencia de la carretera, por lo general representa un 5% del tráfico promedio diario
anual. (MOP-2003, 2003)
2.3.7. Tráfico diario anual asignado
Volumen promedio de tránsito en veinticuatro horas, obtenido al dividir el volumen
total durante un determinado tiempo, generalmente un año, por el número de días
del mismo período. (Corredor, 2010)
15
2.3.8. Tráfico proyectado o futuro
El pronóstico del volumen y composición del tráfico se basa en el tráfico actual.
Los diseños se basan en una predicción del tráfico a 15 o 20 años y el crecimiento
normal del tráfico, el tráfico generado y el crecimiento del tráfico por desarrollo.
(MOP-2003, 2003).
La proyección de tráfico depende de la tasa de crecimiento, donde intervienen los
siguientes factores como:
El crecimiento vehicular (comisión de tránsito)
La economía del país (producto interno bruto)
El crecimiento poblacional.
En caso de no contar con la información estadística, las proyecciones se harán en
base a la tasa de crecimiento poblacional o al consumo de combustible vehicular,
sin embargo, el Ministerio de Transporte y Obras Públicas ha establecido en base a
estudios de tráfico en nuestro país las siguientes tasas de crecimiento indicadas en
la tabla 4.
Tabla 4: Tasa de Crecimiento vehicular Nacional
TASA DE CRECIMIENTO r
LIVIANOS CAMIONES
4,21 2,52
Fuente: Ministerio de Transporte y Obras Públicas
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob & Solórzano Sánchez Gabriela
16
2.4. Caracterización de las cargas del tránsito vehicular
2.4.1. Tipos de ejes
Dentro de los tipos ejes más comunes tenemos:
Eje simple: Denominado también como eje simple sencillo, consta en
sus extremos de una sola rueda.
Eje dual: Denominado también eje simple dual, es un eje simple que
consta en sus extremos de dos ruedas.
Eje tándem: Es aquel elemento conformado por dos ejes simples
cuyos extremos constan de doble rueda.
Eje trídem: Elemento conformado por tres ejes simples con doble
rueda en sus extremos. (Fonseca, 2006)
2.4.2. Pesos en ejes
Los pesos o cargas de los ejes son determinados por normativas recomendadas
que escogemos u obtenidos mediante sistemas de pesajes estáticos o dinámicos.
(Morán & Sangoquiza, 2018)
2.4.2.1. Sistema de pesaje estático
Se utiliza una báscula puente para pesaje estático, generalmente fijo y situado
fuera de la calzada de la vía en el área de pesaje para el control legal de los pesos.
Este procedimiento requiere detener totalmente los vehículos a un costado de la vía
para evitar la interrupción del tránsito vehicular. (Morán & Sangoquiza, 2018)
17
2.4.2.2. Sistema de pesaje dinámico
Este sistema también conocido WIM (pesos en movimiento), consiste en colocar
sobre la carretera unos sensores sensibles al peso (piezoeléctricos). Se utiliza
también un lazo inductivo para categorizar los vehículos. Hay varias configuraciones
que pueden desde pesar y clasificar hasta detectar la velocidad con una buena
posición.
Ilustración 5: Configuraciones del sistema WIM
Fuente: (León y Godoy Consultores, 2017)
Básicamente existen tres tipos de instalación para un sistema de pesaje en
movimiento (WIM):
a) Instalación Fija
b) Instalación Portátil
c) Instalación Mixta
El tipo de instalación a usarse es la instalación portátil, donde el sistema de
pesaje WIM proporciona para cada vehículo el peso por eje, peso total, número de
ejes, espaciamiento entre ejes, clasificación del vehículo, hora y fecha, longitud del
vehículo, velocidad del vehículo, peso equivalente, sentido de circulación, entre
otros.
18
La información se proporciona mediante un cable a un ordenador. El equipo
electrónico posee una carcasa metálica para un protección contra el vandalismo
como la que se muestra a continuación en la ilustración 6:
Ilustración 6: Equipo electrónico para pesaje en movimiento.
Fuente: (León y Godoy Consultores, 2017)
El sistema convencional para este tipo de instalación es un sensor piezoeléctrico
– lazo inductivo – sensor piezoeléctrico. En una instalación portátil los sensores se
fijan a la calzada mediante cintas adhesivas de tipo asfáltico, tales como
bithutenemastic, tapecoat, etc. Las cintas que albergan los sensores piezoeléctricos
son de tipo “bolsillo”. Se utiliza un robusto equipo portátil para acondicionamiento de
las señales de los sensores, de funcionamiento a baterías o a panel solar, tomando
las medidas en la carretera en un computador portátil. (León y Godoy Consultores,
2017)
El sistema de pesaje dinámico a alta velocidad (WIM) está constituido para cada
carril, por dos sensores piezoeléctricos Clase I, normalmente de 3,6 metros de
longitud y un lazo inductivo de 1,80 x 1,80 metros situados entre los dos sensores
piezoeléctricos. El esquema básico para el pesaje y clasificación de vehículos a alta
velocidad es el que se muestra en la siguiente ilustración 7:
19
Ilustración 7: Esquema de instalación piezo-loop-piezo (cm)
Fuente: (León y Godoy Consultores, 2017)
2.5. Métodos para caracterizar las cargas del tránsito vehicular
2.5.1 Método empírico AASHTO 93
El método empírico AASHTO 93 contempla el concepto de carga por eje de
los diferentes tipos de vehículo, tomando como referencia los pesos estándar de
cada vehículo.
Ilustración 8: Ejes equivalentes de referencia
Fuente: Manual Centroamericano para el diseño de pavimento, 2002
20
2.5.1.1. Ejes equivalentes de carga
Se define como la conversión del tránsito vehicular compuesto (pesado y liviano)
a un número de ejes equivalentes de referencia de 80 KN (18 Kips) mediante la guía
AASHTO 93. (Diseño de pavimento AASHTO 93 Y DIPAV-2).
El proceso de obtención del número de ejes equivalentes de 80 KN se realiza
mediante la utilización de las siguientes variables: factor camión, factor distribución
por carril y factor distribución direccional.
2.5.1.2. Factor camión
Se define como el número de ejes equivalentes por cada tipo de vehículo en
particular, en este factor se suman los daños (factor equivalente de carga)
producidos por cada eje de un vehículo en particular, puede ser determinado por
cada clasificación de camiones o bien de forma ponderada para una composición de
tránsito dada. (Diseño de pavimento AASHTO 93 Y DIPAV-2)
Factor equivalente de carga
Es un valor numérico que expresa la relación entre la pérdida de
Serviciabilidad causada por una dada carga de un tipo de eje y la producida por eje
estándar de 80 KN (18 Kip) en el mismo eje, es decir, expresa el nivel equivalente
de daño entre ejes. (Diseño de pavimento AASHTO 93 Y DIPAV-2)
Existen ecuaciones empíricas desarrolladas por la AASHTO 93 que nos permiten
determinar este factor en función de la carga por tipo de eje, el número estructural
del pavimento y la Serviciabilidad final a la que este puede llegar a
alcanzar.(Apuntes de Pavimentos)
21
2.5.1.3. Factor de distribución por carril
Este factor se define por el carril de diseño, siendo este aquel que recibe el mayor
número de ESAL’s. Si se trata de un camino de dos carriles, cualquiera de los dos
puede ser considerado como carril de diseño, debido a que el tránsito por dirección
obligatoriamente se dirigirá por ese carril, para caminos de varios carriles, el carril
de diseño será el externo por el hecho de que en ese carril circulan los vehículos
pesados. (Manual Centroamericano para el Diseño de Pavimento, 2002)
En la tabla a continuación se mostrarán los factores de distribución por carril
recomendados por el AASHTO 93 en función del número de carriles.
Tabla 5: Factores de distribución por carril
No. CARRILES PORCENTAJE DE EJES
EQUIVALENTES SIMPLES DE 80 KN
1 100
2 80-100
3 60-80
4 o más 50-75
Fuente: AASHTO 93, Guide for Design Pavement Structures 1993
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob & Solórzano Sánchez Gabriela
2.5.1.4. Factor de distribución direccional
Por lo general se considera una distribución del 50%, debido a que del total de
volumen de tránsito que circula por una vía, la mitad va por cada dirección, cabe
recalcar que no siempre es así, ya que no puede ser mayor en una dirección
respecto a la otra, de ser este el caso, la cuantificación porcentual de este factor se
22
determinará mediante un censo de tránsito. (Diseño de pavimento AASHTO 93 Y
DIPAV-2)
Para proyectar el número de ejes equivalentes de 80 KN se determina un factor
de crecimiento, el cual está presentado por una expresión matemática en función
del periodo de proyección y la tasa de crecimiento.
2.5.2. Método Mecanicista empírico WIM
Esta metodología permite pesar cualquier vehículo, eje a eje y peso total, sin
obligarlo a detenerse, con dichos pesos se obtiene los ejes equivalentes y con ellos
los espectros de carga que serán usados para diseñar el pavimento.
2.5.2.1. Espectros de carga
Los espectros de carga se definen como la relación entre el número de ejes con
cierto rango de carga y el número total de ese tipo de eje expresado en porcentaje,
es decir nos indica de forma esquemática con qué frecuencia se presentan las
diferentes magnitudes de cargas (agrupadas en rango) para ejes del tipo simple
sencillo, simple dual, tándem y trídem, en un determinado periodo de tiempo;
brindándonos de esta manera una mejor caracterización del tránsito vehicular.
(Anguas, Espectros de Carga y daño para diseño de pavimentos)
Para poder esquematizarlo se necesita calcularlos primero mediante una serie de
rangos de cargas por cada tipo de eje, donde por conteos se calcula el número de
repeticiones o ejes comprendidos por cada rango de carga que han circulado
durante un periodo de tiempo definido, posteriormente se determinan las
frecuencias relativas y acumuladas de estas repeticiones expresándolas en versión
relativa tal como se muestra en la ilustración 9. Por otra parte, estos espectros de
23
carga pueden ser representados en otra versión conocida como acumulada,
considerando las mismas cargas promedio por rangos y las frecuencias acumuladas
expresadas en porcentajes tal como se muestra en la siguiente ilustración 10.
Ilustración 9: Ejemplo del espectro de carga de ejes del tipo simple sencillo en su versión relativa
Fuente: (Morán & Sangoquiza, 2018)
Ilustración 10: Ejemplo del espectro de carga de ejes del tipo simple sencillo en su versión
acumulada
Fuente: (Morán & Sangoquiza, 2018)
24
Entre los múltiples aspectos que se pueden mencionar en relación a los
espectros de carga conviene destacar los siguientes:
1. Cada punto del espectro de carga representa el porcentaje de ejes de un
cierto tipo que circula con cierto nivel de carga.
2. Los valores máximos permiten identificar los niveles de carga más usuales;
niveles que se pueden asociar si los vehículos circulan vacíos o con carga
completa.
3. Permiten determinar el porcentaje de ejes de cierto tráfico con exceso de
carga o peso.
4. Permiten diseñar y revisar la capacidad estructural de un pavimento con
datos realmente representativos de una red carretera. (Anguas, Espectros
de Carga y daño para diseño de pavimentos)
25
Capítulo III
Marco metodológico
3.1. Introducción
En este capítulo se utilizará la información proporcionada del tránsito vehicular
que se tomó cerca a la estación de pesaje WIM en los días de aforo que van desde
el 1 de mayo hasta el 9 de mayo del 2017, información obtenida en base a estudios
de tráfico realizados en la vía de estudio elaborado por el Ministerio de Transporte y
Obras Públicas MTOP, dicha información es ingresada en un formato de hoja de
cálculo dada por los contadores digitales de vehículos en ambos sentidos hasta
completar un registro de los días en los cuales se realizaron los conteos tomando en
consideración los vehículos observados de los que podemos destacar de acuerdo a
su clasificación como son los vehículos livianos, buses, y camiones de diferentes
tipos como lo son el 2DB que es semejante o equivalente a un bus, 2DA, 3A, 4C,
2S2, 2R3, 3R3, 3S2, 3S3 de esta forma se clasifica el tipo de vehículo de acuerdo
por su número de ejes, considerando también el carril de circulación y el tiempo en
el que transita el vehículo y así también datos adicionales como distancias entre
ejes, pesos por ejes individuales, entre otras.
Esta hoja de datos elaborada, nos guiará en la evaluación de forma específica
para los vehículos pesados tomando en cuenta el estudio de tráfico y la
caracterización de los pesos vehiculares utilizando las metodologías antes
mencionadas para nuestro alcance del proyecto.
26
3.2. Proceso para obtener el estudio de tráfico
Para obtener el estudio de tráfico se lo realiza en dos etapas que son el tráfico
actual que es el existente en la vía y el tráfico proyectado que será el posible que
circule por la vía.
3.2.1 Tráfico actual
Para esta condición se toma en cuenta las siguientes consideraciones:
El tráfico pesado se lo obtiene mediante el pesaje WIM que almacena datos
de cada vehículo en una base de datos considerando su tipo y clasificación,
el conteo que se realiza de forma automática en la estación determinará el
volumen aproximado de vehículos pesados que circulan por la vía.
Se determina el tráfico promedio diario anual actual de los vehículos pesados
por su clasificación y número de ejes.
3.2.2 Tráfico proyectado
Se determina el tráfico promedio diario anual asignado que corresponde a los
vehículos de tipo pesado, tomando en consideración la variable antes
mencionada y el tráfico generado y el de desarrollo.
Para la proyección del tráfico se toma en cuenta la tasa de crecimiento del
parque automotor que establece el MTOP para el tipo de vehículos que se
vaya a emplear y tiempo de proyección que se estima.
3.3. Procedimientos para evaluar las características de las cargas
del tránsito vehicular.
Al decir que evaluaremos la caracterización de las cargas nos referimos al
análisis de las cargas producidas por el paso de los vehículos mediante las
metodologías estudiadas como son la metodología AASHTO 93 y la Mecanicista
27
WIM. Para llegar a la evaluación previamente es necesario tener conocimiento de
las modificaciones que se realizan a los vehículos de tipo pesado que fueron
considerados durante el pesaje, según la metodología que emplearemos se toman
algunas consideraciones, entre las más importantes, las cargas máximas
establecidas por el MTOP; mientras que otra consideración sería las cargas en
movimiento o dinámicas que se generan mediante la estación de pesaje WIM.
3.3.1 Metodología AASHTO- 93
3.3.1.1. Condiciones actuales
Según esta metodología de la AASHTO 93 las cargas en general del tráfico
pesado serán transformadas a una carga de referencia equivalente a 80 KN (18
kips), determinando el número de ejes iguales a este peso que han circulado por la
vía durante un año, para el cálculo debemos tomar en cuenta ciertos factores:
El tráfico promedio diario anual asignado por cada tipo de vehículo pesado.
El factor camión que está en función al número de ejes de los vehículos de
80 KN sobre los vehículos comerciales sin incluir los vehículos livianos y la
serviciabilidad asignada en el diseño que el pavimento tendrá.
El factor direccional y el factor carril que varían de acuerdo con la distribución
del tráfico que tenga la vía.
3.3.1.2 Condiciones para la proyección del tráfico
Para este tipo de condición que se considera para un tiempo futuro se calcula el
número de ejes equivalentes de 80 KN que se estimará en un tiempo definido,
tomando en cuenta los ejes equivalentes anteriores y la tasa de crecimiento anterior.
Una vez que se calculan los ejes equivalentes proyectados, también se tomará en
cuenta el TPDA proyectado para la categorización de la vía en un periodo de
proyección de tiempo como lo indica el MTOP.
28
3.3.2 Metodología mecanicista WIM
3.3.2.1 Condiciones actuales
Para evaluar la caracterización del tráfico para condiciones actuales por medio de
la metodología WIM se describirá una secuencia de paso:
1. Mediante la utilización de las magnitudes de pesos por ejes individuales de
cada uno de los registros/vehículos, se calcularan las magnitudes de pesos
por tipo de eje solo de los vehículos pesados, cuyo proceso consistirá en
agregar nuevas columnas a la hoja de cálculo proporcionada, llevando por
descripciones los nombres de los tipos de ejes existentes en el tráfico
clasificado por el sistema WIM, de existir vehículos pesados con un mismo
tipo de eje repetido se agregará una columna más con la misma descripción
diferenciándose en la ubicación, luego en ellas se planteará relaciones
matemáticas tomando en consideración los pesos por tipo de ejes, finalizado
el cálculo se establecerá una tabla indicando los rangos de pesos obtenidos
por cada tipo de eje en cada uno de estos vehículos.
2. Una vez determinadas las magnitudes de pesos por tipo de eje de todos los
vehículos pesados, se procede a cuantificarlos así la cantidad de ejes por tipo
en distintas ubicaciones por cada tipo de vehículo pesado que fueron
medidos por el sistema WIM durante el periodo de tiempo de 9 días.
3. Luego se usa las magnitudes de los pesos por tipo de eje de todos los
vehículos pesados, estas serán agrupadas a nivel general según las
tipologías de ejes que existían en el tráfico pesado clasificado por el sistema
WIM sin importar que correspondan al mismo tipo de eje en diferente
ubicación, de esta manera mediante una sumatoria se determina cuantos
ejes por cada tipo de vehículo han circulado.
29
4. Efectuada la agrupación de todas las magnitudes de pesos por tipo de eje a
nivel general de acuerdo al tipo de eje existente de acuerdo con la
metodología WIM, estas se ordenan de manera ascendente, donde
posteriormente se usará la tabla de rangos de carga que indica el MTOP para
calcular los espectros de carga por tipo de eje determinando así el número de
repeticiones o ejes comprendidos por cada rango de carga que han circulado
durante el periodo de aforo automático vehicular con sus respectivas
frecuencias relativas y acumuladas expresadas en porcentajes. Vale
mencionar que la sumatoria del número de repeticiones o ejes comprendidos
por cada rango de carga según el tipo de eje al que corresponda el espectro
de carga, deberá coincidir con el número total de ejes por cada tipo de
vehículo cuantificado en el proceso del numeral 2.
5. En el cálculo de los espectros de carga por tipo de eje mediante el uso de las
cargas promedio por rango indicadas en la tabla de rango de carga utilizada
por el MTOP, las frecuencias relativas y acumuladas expresadas en
porcentajes, se representarán gráficamente dos espectros por cada tipo de
eje de forma relativa y acumulada.
Con las gráficas de los espectros de carga en su versión relativa por tipo de eje,
lograremos visualizar si realmente hay gran porcentaje de ejes con magnitudes de
peso mayor a la carga o al peso máximo establecido por el MTOP para ese tipo de
eje, mientras que con los espectros de carga en su versión acumulada permitirá
cuantificar el porcentaje de pesos que exceden los pesos máximos por tipo de eje
establecido por el MTOP, logrando así identificar los tipos de ejes con exceso de
peso más numerosos y reportando que tipos de vehículos pesados existentes en el
tráfico pesado clasificado por el sistema WIM.
30
3.3.2.2 Condiciones para la proyección del tráfico
El método se basa en indicar el número de repeticiones que se espera tener que
resultar ser la proyección del número de ejes de cada tipo con una carga especifica
que se la obtiene a través de la carga promedio las cuales se obtienen del cálculo
de espectros de carga.
Para continuar con el proceso se mostrará a continuación los siguientes pasos:
1. Determinamos el número de repeticiones esperadas acumuladas para cada
tipo de eje con un nivel de carga específico para un tiempo proyectado.
2. A continuación, determinamos el número de repeticiones esperadas
promedio por cada año a partir del cálculo realizado en el numeral 1, como
consecuencia se cuantificará por sumatoria el número de repeticiones
esperadas por año elegido y para cada tipo de eje en general, el cual será
una base para realizar la comparación dentro del alcanza de esta
metodología.
Dentro del alcance de la metodología empleada se pretende analizar el
comportamiento de una estructura de pavimento ante el paso de las cargas que se
las representa a través de los espectros de carga y la demanda proyectada en
función al número de repeticiones promedio esperadas por año usando como
referencia los elementos de una sección típica que vamos a estudiar, a su vez
considerando los espectros de carga por tipo de eje en el tráfico pesado.
31
Capítulo IV
Desarrollo
4.1 Características de la vía de estudio
La vía de estudio es una arteria compuesta por dos calzadas con una divisoria,
cada calzada consta de 2 carriles como se muestra en la ilustración 11.
Ilustración 11: Vista panorámica de la calzada de la vía de estudio
Fuente: Google Earth
4.2. Demanda Actual
4.2.1 Obtención del tráfico de estudio
Se obtuvo el tráfico vehicular que circula por ambas direcciones de la vía durante
toda la semana, la cual se detallará a continuación en la tabla 6.
32
Tabla 6: Volumen de vehículos circulados en la vía de estudio
FECHA DIA DE LA SEMANA
LIVIANOS BUSES CAMIONES
TOTAL 2DA 2DB 3A 2S2 3S2 3S3
02/Mayo/2017 Martes 21155 1269 508 1142 254 0 0 127 24456
03/Mayo/2017 Miércoles 20081 1205 482 1084 241 0 0 120 23214
04/Mayo/2017 Jueves 21020 1261 505 1135 252 0 0 126 24300
05/Mayo/2017 Viernes 21354 1281 512 1153 256 0 0 128 24685
06/Mayo/2017 Sábado 19575 1174 470 1057 235 0 0 117 22628
07/Mayo/2017 Domingo 15155 909 364 818 182 0 0 91 17520
08/Mayo/2017 Lunes 19134 1148 459 1033 230 0 0 115 22119
TOTAL 137475 8249 3299 7424 1650 0 0 825 158921
T.P.D.S. 19639 1178 471 1061 236 0 0 118 22703
% T.P.D.S. 87% 5% 2% 5% 1% 0% 0% 1% 99%
% 86,51% 5,19% 8,30% 100,00%
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
33
4.2.1.2 Cálculo del TPDS
Para el proceso del cálculo del tráfico promedio diario semanal tenemos la siguiente
ecuación1:
𝐓𝐏𝐃𝐒 =𝟓
𝟕∗ ∑
𝑫𝒏
𝒎+
𝟐
𝟕∗ ∑
𝑫𝒆
𝒎
Ecuación 1
Donde:
TPDS: Tráfico Promedio Diario Semanal
Dn: Días normales (lunes, martes, miércoles, jueves, viernes)
De: Días especiales (sábados, domingo)
m: Número de días que se realizó el conteo
En nuestro caso los días normales serían lunes, martes, miércoles, jueves y viernes;
esto quiere decir que el valor de Dn será la sumatoria de los cinco días; para el valor
de De sería la sumatoria de los días sábado y domingo
TPDS =5
7∗ (
118774
5) +
2
7∗ (
40148
2)
TPDS = 22703 vehículos mixtos (ambos sentidos)
34
4.2.1.3 Cálculo del TPDA
El tráfico promedio diario anual representa el promedio de los volúmenes diarios de
un año existente en un tramo dado.
Factor de estimación mensual (Fm): Para el cálculo del TPDA es necesario
conocer la variación del tráfico entre los distintos meses del año, para ello se ha
decidido emplear los factores de variación mensual de mayo del peaje de Boliche.
Tabla 7: Factor de variación mensual
Mes Liviano Bus/Camiones
Enero 1,08 1,02
Febrero 1,05 1,05
Marzo 1,03 1,01
Abril 1,04 1,01
Mayo 1,04 1,02
Junio 1,05 1,01
Julio 0,99 0,99
Agosto 0,9 0,97
Septiembre 0,98 0,97
Octubre 0,96 0,95
Noviembre 0,97 0,98
Diciembre 0,95 0,98
Fuente: León y Godoy Consultores
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Por la fecha en la que se realizó el conteo vehicular hemos tomado el valor
correspondiente al mes de mayo Fm= 1,04 considerando solo camiones.
Factor de ajuste diario (Fd): Se define en base al promedio de la semana
para lo cual utilizaremos la siguiente ecuación 2:
𝐅𝐝 =𝐓𝐏𝐃𝐒
𝐓𝐃
Ecuación 2
35
Donde:
TPDS: Tráfico promedio diario semanal
TD: Tráfico diario
Tabla 8: Factor de ajuste diario
Dia de la semana
TD (Veh/día)
TD/TPDS Factor diario
Fd= 1/(TD/TPDS)
Martes 25.387 1,1182 0,8943
Miércoles 24.097 1,0614 0,9421
Jueves 25.225 1,1111 0,9000
Viernes 25.624 1,1287 0,8860
Sábado 23.489 1,0346 0,9665
Domingo 18.187 0,8011 1,2483
Lunes 22.961 1,0114 0,9888
TOTAL 164.970 0,9751
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Obtenemos como resultado Fd= 0,9751 en ambos sentidos.
4.2.1.4 Cálculo del tráfico promedio diario anual asignado
El tráfico promedio diario anual se calculará utilizando la siguiente ecuación 3:
𝐓𝐏𝐃𝐀 = 𝐓𝐏𝐃𝐒 ∗ 𝐅𝐦 ∗ 𝐅𝐝
Ecuación 3
Ahora reemplazaremos los valores de los factores Fm y Fd.
TPDA = 22703 ∗ 1,04 ∗ 0,9751
TPDA = 23023 veh/día
4.2.2 Demanda proyectada
El tráfico pesado será proyectado para un periodo de 10 años.
36
4.2.2.1 Cálculo del tráfico promedio diario anual asignado
Deberá ser calculado mediante la siguiente ecuación 4:
𝐓𝐏𝐃𝐀𝑨𝑺𝑰𝑮 = 𝐓𝐏𝐃𝐀 + 𝐓𝐃 + 𝐓𝐆
Ecuación 4
Donde:
TD: Es el tráfico desarrollado que genera el 5% de incremento del TPDA.
TG: El tráfico generado es una tasa de incremento que va desde el 5% hasta el
25% del TPDA.
Para nuestro caso utilizaremos el 25% en el tráfico generado, entonces
𝐓𝐆 = 𝟐𝟓% 𝐓𝐏𝐃𝐀
Ecuación 5
TG = 25% ∗ 23023
TG = 5756 vehículos mixtos
Y para el tráfico desarrollado:
𝐓𝐃 = 𝟓% 𝐓𝐏𝐃𝐀
Ecuación 6
TD = 5% ∗ 23023
TD = 1151 vehículos mixtos
Después de haber obtenido las tasas de incremento, procedemos a calcular el
tráfico asignado:
37
TPDA𝐴𝑆𝐼𝐺 = TPDA + TG + TD
TPDA𝐴𝑆𝐼𝐺 = 23023 + 5756 + 1151
TPDA𝐴𝑆𝐼𝐺 = 29930 vehículos mixtos
4.2.2.2 Cálculo del tráfico proyectado
El cálculo de esta variable de tráfico se determinará por medio de la ecuación 7.
𝐓𝐏 = 𝐓𝐏𝐃𝐀𝐀𝐒𝐈𝐆(𝟏 + 𝐫)𝐧
Ecuación 7
Donde:
TP es el tráfico proyectado o futuro, TPDAASIG es el tráfico promedio diario anual
asignado, r es la tasa de crecimiento del tráfico y n es el periodo de proyección
expresado en años.
La tasa de crecimiento considerada por los consultores León y Godoy para la vía
de estudio se muestra en la tabla 9, en este caso la tasa de crecimiento con la que
trabajaremos será la de los camiones.
Tabla 9: Tasa de crecimiento vehicular
VIA BOLICHE-DURAN GUAYAS / LOS RIOS
TASA DE CRECIMIENTO
LIVIANOS CAMIONES BUSES
2010-2014 5,19
2014-2017 8,4 5,04 1,91
2017-2020 8,01 4,91 1,8
2020-2025 7,44 4,74 1,67
2025-2027 6,89 4,6 1,56
Fuente: León y Godoy Consultores
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
38
El periodo de proyección será de 10 años, obteniendo la siguiente proyección del
tránsito promedio diario anual asignado que se muestra en la tabla 10:
Tabla 10: Proyección del tráfico asignado a un periodo de 10 años.
AÑO
TRANSITO PROMEDIO DIARIO
TPDA TOTAL LIVIANOS BUSES
CAMIONES
2DA 2DB 3ª 2S2 3S2 3S3
2017 25892 1554 621 1398 311 0 0 155 29932
2018 27966 1582 652 1467 326 0 0 163 32156
2019 30206 1610 684 1539 342 0 0 171 34552
2020 32626 1639 718 1614 359 0 0 179 37135
2021 34501 1660 748 1683 374 0 0 187 39153
2022 37068 1688 783 1763 392 0 0 196 41889
2023 39826 1716 820 1846 410 0 0 205 44824
2024 42789 1745 859 1934 430 0 0 215 47971
2025 45973 1774 891 2004 445 0 0 223 51308
2026 47163 1786 931 2096 466 0 0 233 52675
2027 50413 1814 974 2192 487 0 0 244 56124
COMPOSICIÓN PORCENTUAL DEL TRÁFICO DEL 2017-2027 TOTAL
89,82% 3,23% 1,74% 3,91% 0,87% 0,00% 0,00% 0,43% 100,00%
89,82% 3,23% 6,94% 100,00%
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
De acuerdo al cálculo realizado, en los próximos 10 años tendremos un tráfico
pesado de 60563 vehículos por día en ambos sentidos
4.2.2.3 Clasificación de la vía
Previamente realizado el estudio del tráfico clasificamos la vía mediante la Norma
de Estudios Viales del MTOP, donde dice:
39
Tabla 11: Clasificación de carreteras según el MTOP.
FUNCIÓN CATEGORÍA DE LA VÍA
TPDA ESPERADO
Corredor Arterial
R - I o R – II >8000
I 3000 – 8000
II 1000 – 3000
Colectoras III 300 – 1000
IV 100 – 300
Vecinal V <100
Notas:
(1) De acuerdo al nivel de servicio aceptable al final de la vida útil.
(2) RI – RII - Autopistas
Fuente: (NEVI, 2012)
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
De acuerdo a los resultados de nuestra proyección de tráfico la categoría
correspondiente a nuestra vía es Corredor Arterial – Autopista.
4.2.2.4 Relación entre los volúmenes de tránsito TPDA y TPDS
En el análisis de volúmenes de tránsito, el tránsito promedio diario anual, TPDA
se estima con base en la media muestral o tránsito promedio diario semanal, TPDS,
de acuerdo a la siguiente ecuación 8:
𝐓𝐏𝐃𝐀 = 𝐓𝐏𝐃𝐒 ± 𝐀
Ecuación 8
Donde:
A: Máxima diferencia entre TPDA y el TPDS
El valor de A, sumando o restando del TPDS define el intervalo de confianza
dentro del cual se encuentra el TPDA. Por lo tanto, para un determinado nivel de
confiabilidad, el valor A es:
40
𝐀 = 𝐊 ∗ 𝐄
Ecuación 9
Donde:
K: número de desviaciones estándar correspondiente al nivel de confiabilidad
deseado.
En la distribución normal para niveles de confiabilidad del 90%, el valor de la
constante K es 1,64.
E: error estándar de la media
Y el error estándar es igual a estimador de desviación estándar poblacional
𝐄 = 𝛔
Ecuación 10
El valor estimado de la desviación estándar poblacional, se determina por la
siguiente ecuación 11:
𝛔 =𝐒
√𝐧(√
𝐍 − 𝐧
𝐍 − 𝟏)
Ecuación 11
Donde:
S: Desviación estándar de la distribución de los volúmenes de tránsito diario o
desviación estándar muestral.
n: Tamaño de la muestra en número de días de aforo.
N: Tamaño de la población en número de días del año.
La desviación estándar muestral (S) se calcula mediante la siguiente expresión:
41
𝐒 = (√∑ (𝐓𝐃𝐢 − 𝐓𝐏𝐃𝐒)𝟐𝒏
𝒊=𝟏
𝐧 − 𝟏)
Ecuación 12
Donde:
TDi= Volúmenes de tránsito del día
Se procede a realizar la sumatoria del volumen de tránsito de cada día menos el
TPDS al cuadrado, por lo tanto la desviación estándar muestral es:
S = (√(1753)2 + (511)2 + (1597)2 + (1982)2 + (−75)2 + (−5183)2 + (−584)2
7 − 1)
S = (√37023033
6)
S = 2484,05
El valor estimado de la desviación estándar poblacional es:
σ =S
√n(√
N − n
N − 1)
σ =2484,05
√7(√
365 − 7
365 − 1)
σ = 931,10
Reemplazando valores en la ecuación 9, donde K es 1,64 y E es igual a σ
A = 1,64 ∗ 931,10
42
A = 1527
Obteniendo así la relación entre el TPDA y TPDS
TPDA = TPDS ± A
Por lo tanto, el valor máximo que puede tener el TPDA es:
𝐓𝐏𝐃𝐀𝑴𝑨𝑿 = 𝐓𝐏𝐃𝐒 + 𝐀
TPDA𝑀𝐴𝑋 = 22703 + 1527
TPDA𝑀𝐴𝑋 = 24230 vehículos mixtos/días
Y el valor mínimo que puede tener el TPDA es:
TPDA𝑀𝐼𝑁 = TPDS − A
TPDA𝑀𝐼𝑁 = 22703 − 1527
TPDA𝑀𝐼𝑁 = 21176 vehículos mixtos/días
El intervalo de confianza del 90% del TPDA es:
21176 ≤ TPDA ≤ 24230
4.3 Caracterización de las cargas del tránsito vehicular
Las caracterización de las cargas del tránsito vehicular consistirá en determinar las
cargas que generan los vehículos identificados en la ilustración 12 y 13, cuyo
desarrollo se derivará en el uso de la metodología AASHTO 93 estableciendo el tipo
de tránsito que ha circulado y que circulará por la vía de estudio, mientras que por la
metodología WIM se determinará la sobrecarga actual que probablemente actuará
sobre la vía de estudio identificado los tipos de ejes con exceso de peso más
43
numerosos e informando cuales tipos de vehículos pesados son aquellos que tienen
dichos ejes.
Ilustración 12: Tipo de vehículos motorizados, remolques y semirremolques
Fuente: Normas de Estudio Viales (NEVI-12)
(Ministerio de Transporte y Obras Públicas del Ecuador, 2012)
44
Ilustración 13: Posibles combinaciones de tipo de vehículos
Fuente: Normas de Estudios Viales (NEVI-12)
(Ministerio de Transporte y Obras Públicas del Ecuador, 2012)
45
4.3.1 Método empírico AASHTO
La configuración de los pesos máximos por tipo de eje en los vehículos pesados
establecidos por el MTOP, identificados por el sistema WIM, incluyendo los buses
se mostrará en la siguiente ilustración 14.
Ilustración 14: Configuración de pesos máximos por tipo de eje de vehículos pesados establecidos
por el MTOP.
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
46
Como podemos observar en la ilustración 12, todos los vehículos pesados
tienen las mismas magnitudes de pesos máximos según el tipo de eje.
Podemos detallar estas magnitudes de pesos por el tipo de eje en la tabla 12.
Tabla 12: Pesos máximos establecidos por tipo de eje en vehículos pesados.
TIPO DE EJE CARGA MÁXIMA ESTABLECIDA POR EL MTOP
Ton
EJE SIMPLE RUEDA SIMPLE (ESRS) 7
EJE SIMPLE RUEDA DOBLE (ESRD) 11
EJE TANDEM (E. TAN) 20
EJE TRIDEM (E. TRI) 24
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
4.3.1.1 Evaluación actual
Cálculo de Esal’s con pesos establecidos por el MTOP
En este periodo del desarrollo se determina el número de ejes equivalentes de 80
KN que han circulado durante el tiempo de aforo que comprende los 365 días; para
determinarlos se utilizará la siguiente ecuación 13.
𝐄𝐒𝐀𝐋′𝐒 = 𝟑𝟔𝟓 ∗ 𝐓𝐏𝐃𝐀𝐀𝐒𝐈𝐆 ∗ 𝐓𝐊𝐒 ∗ 𝐆𝐅 ∗ 𝐅𝐜 ∗ 𝐅𝐝 ∗ 𝐅𝐂
Ecuación 13
Donde:
ESAL’S: Es el número de ejes equivalentes circulados en un año.
365: Es el número de días de un año.
TPDAASIG: es el tráfico promedio diario anual asignado.
TKS: es la sumatoria del porcentaje de vehículos incluidos los livianos.
GF: es la proyección vehicular según la tasa de crecimiento.
47
Fc: es el factor de distribución de carril. Se selecciona mediante tablas
Fd: es el factor de distribución direccional.
FC: es el factor camión.
El factor de distribución de carril (Fc) se lo determina por el número de carriles
que tiene la calzada.
Tabla 13: Factor de distribución de carril
N° de carriles en ambas direcciones
% Esal's
1 100
2 80 – 100
3 60 – 80
4 50 – 75
Fuente: American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO, 1993)
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
A menos que existan consideraciones especiales, Fd= 50%, del tránsito total 50%
para cada dirección y el factor de distribución de carril Fc= 0,80%.
La proyección GF son datos que calculamos mediante la siguiente ecuación 14:
𝐆𝐅 =(𝟏 + 𝒓)𝒏 − 𝟏
𝒓
Ecuación 14
Donde:
n: Número de años de la proyección
r: Tasa de crecimiento vehicular según el tipo de vehículo. Especificados en la
tabla 14.
48
Tabla 14: Tasa de Crecimiento
Tasa de Crecimiento
Livianos 8,04
Buses 1,91
Camiones 5,04
Fuente: Departamento factibilidad MTOP
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Previamente especificadas las tasas de crecimiento se procede a reemplazarlas
en la ecuación 13, obteniendo así:
Tabla 15: Valores de GF.
Valores de GF
GF Livianos 15,376
GF Buses 11,009
GF Camiones 12,916
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Mientras que los valores de TKS:
Tabla 16: Valores de TKS.
Valores de TKS
TKS Livianos 0,865
TKS Buses 0,052
TKS Camiones 0,083
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Para calcular el factor camión utilizaremos la sumatoria de los factores de
equivalencia obtenidos por la ley de la cuarta potencia, AASHTO o del Instituto del
Asfalto y el porcentaje, ambos por cada tipo de vehículo excepto los livianos.
49
Ley de la cuarta potencia: Para el uso del método tendremos muy en
cuenta la composición vehicular para proceder al cálculo de los
factores, los cuales se obtendrán por medio de fórmulas que hay por
cada tipo de eje, detalladas en la tabla 17.
Tabla 17: Composición Vehicular
Tipo de Vehículos
TPDA %
VEHÍCULOS
% VEH./ Sin
Livianos
Livianos 25892 86,51% Bus 1554 5,19% 38,47%
2DA 621 2,07% 15,38%
2DB 1398 4,67% 34,61%
3A 311 1,04% 7,70%
2S2 0 0,00% 0,00%
3S2 0 0,00% 0,00%
3S3 155 0,52% 3,84%
SIN LIVIANOS 4039
CON LIVIANOS 29931
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Tabla 18: Ley de la cuarta potencia
TIPO DE EJE FÓRMULAS PARA EL CÁLCULO DEL FACTOR DE EQUIVALENCIA
Eje Simple Rueda Simple (Carga del eje en Ton
6.6)
4
Eje Simple Rueda Doble (Carga del eje en Ton
8.2)
4
Eje Tándem (0.57 ∗Carga del eje en Ton
8.2)
4
Eje Trídem (Carga del eje en Ton
23)
4.22
Fuente: Carlos Hernando Higuera Sandoval (Higuera Sandoval, 2011)
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
50
Tabla 19: Cálculo del Factor Camión - Ley de la Cuarta Potencia – MTOP
TON %VEHICULOS FC
LIVIANOS 1,7 0,004401695
2,5 0,020586584
BUS 7 1,265366749
0,3847 1,73277 11 3,238286961
2DA 3 0,042688341
0,1538 0,20111 7 1,265366749
2DB 7 1,265366749
0,3461 1,55883 11 3,238286961
3A 7 1,265366749
0,0770 0,38507 20 3,735631216
4C 7 1,265366749
0,0000 0,00000 24 1,196740454
3S2
7 1,265366749
0,0000 0,00000 20 3,735631216
20 3,735631216
3S3
7 1,265366749
0,0384 0,23784 20 3,735631216
24 1,196740454
4,11563
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Como no tomamos en cuenta los vehículos livianos calculamos los Esal’s primero
para buses y luego para camiones, la sumatoria de esos dos es el valor de Esal’s
totales.
𝐄𝐒𝐀𝐋′𝐒 𝐁𝐮𝐬𝐞𝐬 = 𝟑𝟔𝟓 ∗ 𝐓𝐏𝐃𝐀𝐀𝐒𝐈𝐆 ∗ 𝐓𝐊𝐒𝐁𝐔𝐒𝐄𝐒 ∗ 𝐆𝐅𝐁𝐔𝐒𝐄𝐒 ∗ 𝐅𝐜 ∗ 𝐅𝐝 ∗ 𝐅𝐂
ESAL′S Buses = 365 ∗ 29931 ∗ 0,052 ∗ 11,009 ∗ 0,80 ∗ 0,50 ∗ 4,11563
ESAL′S Buses = 10′279.506 EE
𝐄𝐒𝐀𝐋′𝐒 𝐂𝐚𝐦𝐢𝐨𝐧𝐞𝐬 = 𝟑𝟔𝟓 ∗ 𝐓𝐏𝐃𝐀𝐀𝐒𝐈𝐆 ∗ 𝐓𝐊𝐒𝐂𝐀𝐌𝐈𝐎𝐍𝐄𝐒 ∗ 𝐆𝐅𝐂𝐀𝐌𝐈𝐎𝐍𝐄𝐒 ∗ 𝐅𝐜 ∗ 𝐅𝐝 ∗ 𝐅𝐂
ESAL′S Camiones = 365 ∗ 29931 ∗ 0,083 ∗ 12,916 ∗ 0,80 ∗ 0,50 ∗ 4,11563
ESAL′S Camiones = 29′566.119 EE
51
𝐄𝐒𝐀𝐋′𝐒 𝐓𝐨𝐭𝐚𝐥𝐞𝐬 = 𝐄𝐬𝐚𝐥′𝐬 𝐁𝐮𝐬𝐞𝐬 + 𝐄𝐬𝐚𝐥′𝐬 𝐂𝐚𝐦𝐢𝐨𝐧𝐞𝐬
ESAL′S Totales = 10′279.506 + 29′566.119
ESAL′S Totales = 39′845.625 EE
AASHTO 93: En este método el peso de los ejes de cada tipo de
vehículo serán convertidos de toneladas a kips y luego se procederá a
utilizar las tablas (Anexo 1), las cuales dependen de la serviciabilidad
final Pt y del número estructural del pavimento; y el peso en kips
procedemos a buscarlo en la tabla, encontrando así el valor mayor
más cercano y el valor menor más cercano y los factores de
equivalencia correspondientes a cada valor se proceden a interpolar
para encontrar el factor deseado y junto con la composición vehicular
calcularemos el factor camión, el cual se muestra en la tabla 20.
Tabla 20: Cálculo del Factor Camión – AASHTO 93 – MTOP
TON KIPS %VEHICULOS FC
LIVIANOS 1,7 3,75 0,0035375
0,0000 2,5 5,51 0,01457
BUS 7 15,43 0,62289
0,3847 1,19239 11 24,25 2,47625
2DA 3 6,61 0,029285
0,1538 0,10027 7 15,43 0,62289
2DB 7 15,43 0,62289
0,3461 1,07269 11 24,25 2,47625
3ª 7 15,43 0,62289
0,0104 0,03283 20 44,09 2,53665
4C 7 15,43 0,62289
0,0000 0,00000 24 52,91 1,5619
3S2
7 15,43 0,62289
0,0000 0,00000 20 44,09 2,53665
20 44,09 2,53665
3S3 7 15,43 0,62289 0,0384 0,18119
52
20 44,09 2,53665
24 52,91 1,5619
2,57937
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
𝐄𝐒𝐀𝐋′𝐒 𝐁𝐮𝐬𝐞𝐬 = 𝟑𝟔𝟓 ∗ 𝐓𝐏𝐃𝐀𝐀𝐒𝐈𝐆 ∗ 𝐓𝐊𝐒𝐁𝐔𝐒𝐄𝐒 ∗ 𝐆𝐅𝐁𝐔𝐒𝐄𝐒 ∗ 𝐅𝐜 ∗ 𝐅𝐝 ∗ 𝐅𝐂
ESAL′S Buses = 365 ∗ 29931 ∗ 0,052 ∗ 11,009 ∗ 0,80 ∗ 0,50 ∗ 2,57937
ESAL′S Buses = 6′442.425 EE
𝐄𝐒𝐀𝐋′𝐒 𝐂𝐚𝐦𝐢𝐨𝐧𝐞𝐬 = 𝟑𝟔𝟓 ∗ 𝐓𝐏𝐃𝐀𝐀𝐒𝐈𝐆 ∗ 𝐓𝐊𝐒𝐂𝐀𝐌𝐈𝐎𝐍𝐄𝐒 ∗ 𝐆𝐅𝐂𝐀𝐌𝐈𝐎𝐍𝐄𝐒 ∗ 𝐅𝐜 ∗ 𝐅𝐝 ∗ 𝐅𝐂
ESAL′S Camiones = 365 ∗ 29931 ∗ 0,083 ∗ 12,916 ∗ 0,80 ∗ 0,50 ∗ 2,57937
ESAL′S Camiones = 12′087.407 EE
𝐄𝐒𝐀𝐋′𝐒 𝐓𝐨𝐭𝐚𝐥𝐞𝐬 = 𝐄𝐬𝐚𝐥′𝐬 𝐁𝐮𝐬𝐞𝐬 + 𝐄𝐬𝐚𝐥′𝐬 𝐂𝐚𝐦𝐢𝐨𝐧𝐞𝐬
ESAL′S Totales = 6′442.425 + 12′087.407
ESAL′S Totales = 18′529.832 EE
Instituto del Asfalto: En este método el peso de los ejes de cada tipo
de vehículo serán convertidos de toneladas a libras y luego se
procederá a utilizar las tablas (Anexo 2), y el peso en libras
procedemos a buscarlo en la tabla, encontrando así el valor mayor
más cercano y el valor menor más cercano y los factores de
equivalencia correspondientes a cada valor se proceden a interpolar
para encontrar el factor deseado y junto con la composición vehicular
calcularemos el factor camión, el cual se muestra en la tabla 21.
53
Tabla 21: Cálculo del Factor Camión – Instituto del Asfalto – MTOP
TON LIBRAS %VEHICULOS FC
LIVIANOS 1,7 3746,80 0,001848194
2,5 5510,00 0,0083867
BUS 7 15428,00 0,547782
0,3847 1,42630 11 24244,00 3,15932
2DA 3 6612,00 0,01773422
0,1538 0,08695 7 15428,00 0,547782
2DB 7 15428,00 0,547782
0,3461 1,28312 11 24244,00 3,15932
3A 7 15428,00 0,547782
0,0770 0,27487 20 44080,00 3,022
4C 7 15428,00 0,547782
0,0000 0,00000 24 52896,00 6,00632
3S2
7 15428,00 0,547782
0,0000 0,00000 20 44080,00 3,022
20 44080,00 3,022
3S3
7 15428,00 0,547782
0,0384 0,36749 20 44080,00 3,022
24 52896,00 6,00632
3,43873
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
𝐄𝐒𝐀𝐋′𝐒 𝐁𝐮𝐬𝐞𝐬 = 𝟑𝟔𝟓 ∗ 𝐓𝐏𝐃𝐀𝐀𝐒𝐈𝐆 ∗ 𝐓𝐊𝐒𝐁𝐔𝐒𝐄𝐒 ∗ 𝐆𝐅𝐁𝐔𝐒𝐄𝐒 ∗ 𝐅𝐜 ∗ 𝐅𝐝 ∗ 𝐅𝐂
ESAL′S Buses = 365 ∗ 29931 ∗ 0,052 ∗ 11,009 ∗ 0,80 ∗ 0,50 ∗ 3,43873
ESAL′S Buses = 8′588.832 EE
𝐄𝐒𝐀𝐋′𝐒 𝐂𝐚𝐦𝐢𝐨𝐧𝐞𝐬 = 𝟑𝟔𝟓 ∗ 𝐓𝐏𝐃𝐀𝐀𝐒𝐈𝐆 ∗ 𝐓𝐊𝐒𝐂𝐀𝐌𝐈𝐎𝐍𝐄𝐒 ∗ 𝐆𝐅𝐂𝐀𝐌𝐈𝐎𝐍𝐄𝐒 ∗ 𝐅𝐜 ∗ 𝐅𝐝 ∗ 𝐅𝐂
ESAL′S Camiones = 365 ∗ 29931 ∗ 0,08 ∗ 12,961 ∗ 0,80 ∗ 0,50 ∗ 3,43873
ESAL′S Camiones = 16′114.536 EE
𝐄𝐒𝐀𝐋′𝐒 𝐓𝐨𝐭𝐚𝐥𝐞𝐬 = 𝐄𝐬𝐚𝐥′𝐬 𝐁𝐮𝐬𝐞𝐬 + 𝐄𝐬𝐚𝐥′𝐬 𝐂𝐚𝐦𝐢𝐨𝐧𝐞𝐬
ESAL′S Totales = 8′588.832 + 16′114.536
ESAL′S Totales = 24′703.368 EE
54
Ya obtenidos los ejes equivalentes por cada método, se mostrará a continuación
la tabla 22 con la comparación de los resultados.
Tabla 22: Resumen de los ejes equivalentes por los tres métodos
Cálculo de ESAL's
Método Pesos MTOP
Ley de la cuarta potencia 39'845.625
AASHTO 93 18'529.832
Instituto del Asfalto 24'703.368
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Para el diseño del pavimento utilizaremos el resultado de los ejes equivalentes
por medio del método AASHTO 93.
Obtenidos los ejes equivalentes con el TPDA actual, se procede a obtener el
valor del factor camión para posteriormente determinar los ejes equivalentes de los
próximos diez años con el método a usarse, en este caso el AASHTO 93.
55
Tabla 23: Cálculo del factor camión del 2018 -2020
PT =3 SN =4
2018
2019
2020
TON KIPS %VEHICULOS FC %VEHICULOS FC %VEHICULOS FC
LIVIANOS 1,7 3,75 0,0035375
0,0000 0,0000 0,0000 2,5 5,51 0,01457
BUS 7 15,43 0,62289
0,3776 1,17013 0,3705 1,14809 0,3635 1,12652 11 24,25 2,47625
2DA 3 6,61 0,029285
0,1556 0,10148 0,1574 0,10264 0,1592 0,10385 7 15,43 0,62289
2DB 7 15,43 0,62289
0,3501 1,08507 0,3541 1,09746 0,3580 1,10934 11 24,25 2,47625
3A 7 15,43 0,62289
0,0778 0,24583 0,0787 0,24863 0,0796 0,25156 20 44,09 2,53665
4C 7 15,43 0,62289
0,0000 0,00000 0,0000 0,00000 0,0000 0,00000 24 52,91 1,5619
3S2
7 15,43 0,62289
0,0000 0,00000 0,0000 0,00000 0,0000 0,00000 20 44,09 2,53665
20 44,09 2,53665
3S3
7 15,43 0,62289
0,0389 0,18367 0,0393 0,18577 0,0397 0,18743 20 44,09 2,53665
24 52,91 1,5619
2,78618
2,78261
2,77870
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
56
Tabla 24: Cálculo del factor camión del 2021 -2024
2021
2022
2023
2024
%VEHICULOS FC %VEHICULOS FC %VEHICULOS FC %VEHICULOS FC
0,0000 0,0000 0,0000 0,0000
0,3568 1,10588 0,3501 1,08489 0,3434 1,06426 0,3367 1,04341
0,1608 0,10486 0,1624 0,10590 0,1641 0,10702 0,1657 0,10809
0,3618 1,12121 0,3656 1,13309 0,3694 1,14489 0,3731 1,15642
0,0804 0,25401 0,0813 0,25685 0,0820 0,25924 0,0830 0,26213
0,0000 0,00000 0,0000 0,00000 0,0000 0,00000 0,0000 0,00000
0,0000 0,00000 0,0000 0,00000 0,0000 0,00000 0,0000 0,00000
0,0402 0,18979 0,0406 0,19191 0,0410 0,19370 0,0415 0,19585
2,77576
2,77265
2,76911
2,76590
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
57
Tabla 25: Cálculo del factor camión del 2025 -2027
2025
2026
2027
%VEHICULOS FC %VEHICULOS FC %VEHICULOS FC
0,0000 0,0000 0,0000
0,3324 1,03014 0,3240 1,00418 0,3176 0,98439
0,1669 0,10888 0,1689 0,11016 0,1705 0,11123
0,3755 1,16370 0,3803 1,17848 0,3838 1,18951
0,0834 0,26344 0,0845 0,26712 0,0853 0,26943
0,0000 0,00000 0,0000 0,00000 0,0000 0,00000
0,0000 0,00000 0,0000 0,00000 0,0000 0,00000
0,0418 0,19728 0,0423 0,19958 0,0427 0,20172
2,76345
2,75952
2,75628
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
58
Tabla 26: Cálculo de los ejes equivalentes 2018 – 2020
2018
2019
2020 GF BUSES 10,947 GF BUSES 10,947 GF BUSES 10,947
TKS BUSES 0,049 TKS BUSES 0,000 TKS BUSES 0,044
ESAL'S BUSES 7045038,986 ESAL'S BUSES 0,000 ESAL'S BUSES 7279285,627
GF CAMION 12,830 GF CAMION 12,830 GF CAMION 12,830
TKS CAMION 0,081 TKS CAMION 0,079 TKS CAMION 0,077 ESAL'S
CAMION 13611434,442 ESAL'S
CAMION 14261158,501 ESAL'S
CAMION 14938641,014
ESAL'S TOTAL 20656473,428 ESAL'S TOTAL 14261158,501 ESAL'S TOTAL 22217926,642
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Tabla 27: Cálculo de los ejes equivalentes 2021 – 2024
2021
2022
2023
2024 GF BUSES 10,876 GF BUSES 10,876 GF BUSES 10,876 GF BUSES 10,876
TKS BUSES 0,042 TKS BUSES 0,040 TKS BUSES 0,038 TKS BUSES 0,036
ESAL'S BUSES 7316493,899 ESAL'S BUSES 7431577,411 ESAL'S BUSES 7545190,692 ESAL'S BUSES 7663820,595
GF CAMION 12,719 GF CAMION 12,719 GF CAMION 12,719 GF CAMION 12,719
TKS CAMION 0,076 TKS CAMION 0,075 TKS CAMION 0,073 TKS CAMION 0,072 ESAL'S
CAMION 15421728,135 ESAL'S
CAMION 16135561,489 ESAL'S
CAMION 16870800,665 ESAL'S
CAMION 17657625,334
ESAL'S TOTAL 22738222,034 ESAL'S TOTAL 23567138,899 ESAL'S TOTAL 24415991,357 ESAL'S TOTAL 25321445,929
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
59
Tabla 28: Cálculo de los ejes equivalentes 2025 – 2027
2025
2026
2027 GF BUSES 10,876 GF BUSES 10,816 GF BUSES 10,816
TKS BUSES 0,035 TKS BUSES 0,034 TKS BUSES 0,032
ESAL'S BUSES 7784270,916 ESAL'S BUSES 7782424,702 ESAL'S BUSES 7895143,894
GF CAMION 12,719 GF CAMION 12,627 GF CAMION 12,627
TKS CAMION 0,069 TKS CAMION 0,071 TKS CAMION 0,069 ESAL'S
CAMION 18283388,013 ESAL'S
CAMION 18955779,317 ESAL'S
CAMION 19802430,303
ESAL'S TOTAL 26067658,929 ESAL'S TOTAL 26738204,018 ESAL'S TOTAL 27697574,197
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Obteniendo así los ejes equivalentes totales a diez años:
ESAL′s TOTALES = 252′211.626 EE
Diseño del Pavimento Flexible
Previamente obtenidos los ejes equivalentes, para el diseño del pavimento
requerimos conocer el CBR de diseño, la confiabilidad, la desviación estándar, la
serviciabilidad inicial y final y el número estructural efectivo; dichos datos serán
escogidos mediante tablas establecidas por la AASHTO-93.
Confiabilidad (R%)
La confiabilidad la determinamos por medio de la tabla 29, este parámetro
depende del tipo de carretera que se desee diseñar, en nuestro caso
seleccionaremos la confiabilidad del 90%, porcentaje que pertenece al tipo de vía
urbana y por características es autopista.
60
Tabla 29: Confiabilidad (R%)
Niveles de confiabilidad sugeridos para diferentes carreteras
Clasificación
Nivel de confiabilidad recomendado
Urbana Rural
Autopistas 85 - 99.9 80 - 99.9
Arterias Principales 80 – 99 75 - 95
Colectoras 80 – 95 75 – 95
Carreteras 50 - 80 50 – 80
Fuente: Ingeniería de Pavimentos para Carreteras (Fonseca, 2002)
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Desviación Estándar (So)
El valor de la desviación estándar So desarrollado en el AASHTO ROAD TEST
para pavimentos flexibles es 0,45.
Serviciabilidad Inicial y Final (Po y Pt)
Mediante el ensayo AASHTO, la serviciabilidad inicial Po obtuvo un valor de 4,2
para pavimentos flexibles; y para la serviciabilidad final Pt la AASHTO sugiere un
valor de 2.5 para autopistas y vías principales y 2 para las demás carreteras.
Una vez establecidos Po y Pt, se procede a determinar el cambio total en el
índice de servicio mediante la siguiente ecuación 15:
∆𝐏𝐒𝐈 = 𝐏𝐨 − 𝐏𝐭
Ecuación 15
Siendo así el cambio en el índice de servicio de 1,7
61
CBR de Diseño
Los CBR de diseño fueron proporcionados por la concesionaria de la vía,
CONORTE S.A., los datos se muestran en la tabla 30:
Tabla 30: Datos de CBR de diseño
CBR %
5,7 100%
5,3 88%
5,2 75%
5 63%
4,8 50%
4,3 38%
4,3 25%
4,2 13%
Fuente: CONORTE S.A.
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Para determinar el CBR de diseño realizamos una gráfica donde utilizaremos los
datos de la tabla 30, luego en la tabla 31 escogemos el percentil con el que se va a
trabajar que depende de los ejes equivalentes obtenidos.
Tabla 31: Límites para selección de resistencia
Límites para selección de resistencia
Número de ejes de 8.2 Ton en el carril de diseño
Percentil a seleccionar para hallar la resistencia
<10^4 60
10^4 - 10^6 75
>10^6 87.5
Fuente: Ingeniería de Pavimentos para Carreteras (Fonseca, 2002)
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Dándonos así un percentil de 87.5
62
Ilustración 15: Cálculo de CBR de Diseño
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Y esto da un CBR de diseño de 5,29%.
Para las demás capas del pavimento se utilizarán los CBR mínimos requeridos
por el MTOP – 2002, el mismo que especifica una base con un CBR= 80%, una sub-
base con un CBR= 30% y un mejoramiento de 20%.
Determinados los CBR se procede a obtener los coeficientes estructurales y los
módulos resilientes de cada capa, donde se hará uso de los nomogramas
establecidos por la AASHTO 93.
Coeficiente Estructural (a) y Módulo Resiliente (MR)
Primeramente el coeficiente estructural de la carpeta asfáltica caliente está
determinado, siendo a1= 0,38.
Mientras que el módulo resiliente de la subrasante se determinará por medio de
la ecuación 16, siendo el CBR de la subrasante menor o igual a 7,2%.
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
5,7 5,3 5,2 5 4,8 4,3 4,3 4,2
CBR DE DISEÑO
63
𝐌𝐑 = 𝟏𝟓𝟎𝟎 ∗ 𝐂𝐁𝐑
Ecuación 16
MR = 1500 ∗ 5,29
MR = 7935 PSI = 7,935 lb/plg2
Luego se procede a determinar los coeficientes estructurales y módulos
resilientes de la base granular, sub-base granular y el mejoramiento por medio de
los nomogramas que se muestran a continuación:
Ilustración 16: Nomograma para determinar el coeficiente estructural para bases granulares
Fuente: American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO, 1993)
Se determinó un coeficiente estructural a2= 0,135 y un módulo resiliente MR=
28500 PSI para la base granular.
64
Ilustración 17: Nomograma para determinar el coeficiente estructural para sub-bases granulares
Fuente: American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO, 1993)
Se determinó un coeficiente estructural a3= 0,11 y un módulo resiliente MR=
14800 PSI para la sub-base granular.
El nomograma utilizado para determinar el coeficiente estructural y módulo
resiliente de la sub-base granular también es utilizado para determinar dichos datos
para el mejoramiento.
65
Ilustración 18: Nomograma para determinar el coeficiente estructural para sub-base granular
Fuente: American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO, 1993)
Se determinó un coeficiente estructural a4= 0,095 y un módulo resiliente MR=
13000 PSI para el mejoramiento.
Número Estructural (SN)
Mientras que el número estructural SN se lo determina mediante la ecuación 17,
por un ábaco o por el software Ecuación AASHTO 93.
log10W18 = ZR ∗ S𝑜 + 9.36 ∗ log10(SN + 1) + 0.20 +log10 [
∆PSI4.2 − 1.5
]
0.40 +1094
(SN + 1)5.19
+ 2.32 ∗ log10MR − 8.07
Ecuación 17
66
Ilustración 19: Ábaco AASHTO para pavimentos flexibles, determinando el SN de la base granular
Fuente: American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO, 1993)
67
Ilustración 20: Cálculo del SN de la base granular por el software AASHTO 93.
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Mediante el ábaco se determine un SN= 3,6 para la base granular y con el
software AASHTO 93 obtendremos un SN requerido de: 3,38.
68
Ilustración 21: Ábaco AASHTO para pavimentos flexibles, determinando el SN de la sub-base granular
Fuente: American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO, 1993)
69
Ilustración 22: Cálculo del SN de la sub-base granular por el software AASHTO 93.
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Mediante el ábaco se determine un SN= 4,3 para la sub-base granular y con el
software AASHTO 93 obtendremos un SN requerido de: 4,31.
70
Ilustración 23: Ábaco AASHTO para pavimentos flexibles, determinando el SN del mejoramiento.
Fuente: American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO, 1993)
71
Ilustración 24: Cálculo del SN del mejoramiento por el software AASHTO 93.
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Mediante el ábaco se determine un SN= 4,45 para el mejoramiento y con el
software AASHTO 93 obtendremos un SN requerido de: 4,51.
72
Ilustración 25: Ábaco AASHTO para pavimentos flexibles, determinando el SN de la subrasante.
Fuente: American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO, 1993)
73
Ilustración 26: Cálculo del SN de la subrasante por el software AASHTO 93.
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Mediante el ábaco se determine un SN= 5,50 para la subrasante y con el
software AASHTO 93 obtendremos un SN requerido de: 5,32.
Número Estructural Corregido (SN*)
Para el cálculo del número estructural corregido SN* se utilizará la ecuación 18,
establecida por la AASHTO 93, donde están involucradas ciertas características
físicas de cada una de las capas que conforman la estructura del pavimento.
𝐒𝐍∗ = 𝒂𝟏 ∗ 𝑫𝟏 + 𝒂𝟐 ∗ 𝑫𝟐 ∗ 𝒎𝟐 + 𝒂𝟑 ∗ 𝑫𝟑 ∗ 𝒎𝟑 + 𝒂𝟒 ∗ 𝑫𝟒 ∗ 𝒎𝟒
Ecuación 18
74
Donde:
SN* es el número estructural corregido del pavimento existente, a1, a2, a3 y a4 son
los coeficientes estructurales de las capas del concreto asfáltico, base granular y
sub-base granular respectivamente ya determinados previamente, D1, D2, D3 y D4
son los espesores de cada capa en pulgadas, m2, m3 y m4 son los coeficientes de
drenaje de las capas de base, sub-base granular y mejoramiento.
Los espesores de cada capa son determinados por medio de las siguientes
ecuaciones:
D1 =SN2
𝑎1 ∗ 𝑚1
Ecuación 19
D2 =SN3 − SN1
∗
𝑎2 ∗ 𝑚2
Ecuación 20
D3 =SN4 − (SN1
∗ + SN2∗)
𝑎3 ∗ 𝑚3
Ecuación 21
D4 =SN5 − (SN1
∗ + SN2∗ + SN3
∗)
𝑎4 ∗ 𝑚4
Ecuación 22
Los coeficientes de drenaje se utilizarán valores típicos recomendados por la
AASHTO 93, mostrados en la tabla 32:
75
Tabla 32: Calidad del Drenaje m
Fuente: American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO, 1993)
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Donde utilizamos la calificación de bueno para la carpeta asfáltica caliente y
regular para la base, sub-base y mejoramiento.
Una vez determinados los coeficientes estructurales y de drenaje,
determinaremos el número estructural corregido.
Tabla 33: Coeficientes para el diseño del pavimento con el TPDA – MTOP
Material a m Espesor Calculado Espesor Corregido
SN*
pulg cm cm pulg
Carpeta Asfáltica 0,38 1 8,89 22,593 25 9,84 3,74
Base Granular 0,135 0,8 8,61 21,872 22 8,66 0,94
Sub-base Granular 0,11 0,8 6,00 15,240 16 6,30 0,55
Mejoramiento 0,095 0,8 9,00 22,860 25 9,84 0,75
5,98 ≥ 5,3 OK
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
A continuación, mediante el software determinaremos el SN de la base, sub-base,
mejoramiento y subrasante, tomando en cuenta los ejes equivalentes calculados
con el TPDA proyectado.
Calidad del Drenaje
m
Excelente 1,20
Bueno 1,00
Regular 0,80
Mala 0,60
Muy Mala 0,40
76
Ilustración 27: Cálculo del SN de la base granular por el software AASHTO 93.
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Obteniendo un número estructural de 5,06 para la base granular.
Ilustración 28: Cálculo del SN de la sub-base granular por el software AASHTO 93
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Obteniendo un número estructural de 6,22 para la sub-base granular.
77
Ilustración 29: Cálculo del SN de la subrasante por el software AASHTO 93
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Obteniendo un número estructural de 6,47 para el mejoramiento.
Ilustración 30: Cálculo del SN de la subrasante por el software AASHTO 93
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Obteniendo un número estructural de 7,47 para la subrasante.
78
Previamente determinados los números estructurales se procede a calcular los
espesores y números estructurales de las capas para un pavimento con un periodo
de diseño de diez años.
Tabla 34: Coeficientes para el diseño del pavimento con un periodo de diseño de 10 años – MTOP
Material a m Espesor Calculado Espesor Corregido
SN*
pulg cm cm pulg
Carpeta Asfáltica 0,38 1 13,32 33,822 35 13,78 5,24
Base Granular 0,135 0,8 10,74 27,281 28 11,02 1,19
Sub-base Granular 0,11 0,8 6,00 15,240 16 6,30 0,55
Mejoramiento 0,095 0,8 9,00 22,860 25 9,84 0,75
7,73 ≥ 7,5 OK
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
79
4.3.2 Método Mecanicista WIM
Los pesos de los ejes individuales de los vehículos pesados fueron obtenidos
mediante el sistema WIM, dándonos pesos reales de todo el tráfico vehicular, la
instalación del mismo se muestra a continuación:
Ilustración 31: Diagrama de corte en la superficie de la vía
Fuente: (León y Godoy Consultores, 2017)
Ilustración 32: Corte en la superficie de la vía
Fuente: (León y Godoy Consultores, 2017)
80
Ilustración 33: Instalación del cable para el lazo inductivo
Fuente: (León y Godoy Consultores, 2017)
Ilustración 34: Colocación del sensor piezoeléctrico dentro de la cinta con manga
Fuente: (León y Godoy Consultores, 2017)
81
Ilustración 35: Colocación de la resina asfáltica de protección
Fuente: (León y Godoy Consultores, 2017)
4.3.2.1 Evaluación Actual
Se obtuvo gran variedad de magnitudes de carga en los diferentes tipos de eje
por vehículo, por lo tanto, podemos establecer los pesos máximos y mínimos
obtenidos, representándose en la siguiente tabla 35.
Tabla 35: Estadísticas de pesos de vehículos según la clasificación del MTOP.
TIPO DE VEHICULO
# DE EJES PESO
MÁXIMO MTOP (TON)
# VEHICULOS REGISTRADOS
PESO TOTAL DE VEHÍCULOS (TON)
MINIMO PROMEDIO MÁXIMO
BUS, 2DA 2 10 12 6,9 10,475 14,04
2DB 2 18 3811 4,87 15,165 25,455
3A 3 27 1058 10,025 23,79 37,55
3S3 6 48 865 19,025 47,815 76,6
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
82
Cálculo del número de ejes
A partir del cálculo anterior de pesos por cada tipo de eje que se tomó de los
registros correspondientes al tráfico vehicular podemos expresar el número total de
ejes de todos los vehículos que han circulado por la vía.
Tabla 36: Resultado del número total de ejes por tipología
TIPO DE EJE
CANTIDADES DE EJES CIRCULADOS EN AMBAS
DIRECCIONES PORCENTAJE
Unidades %
Eje Simple Rueda Simple 229.341.848 88,85%
Eje Simple Rueda Doble 24.030.437 9,31%
Eje Tandem 3.886.052 1,51%
Eje Tridem 877.003 0,34%
Total 258.135.339 100,00%
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Cálculo de los espectros de carga
Para el cálculo de los espectros de carga se usarán las magnitudes de los pesos
expresadas en toneladas, estas magnitudes fueron agrupadas según los tipos de
ejes existentes, es decir, agrupadas en eje simple rueda simple, eje simple rueda
doble, eje tándem y eje trídem. En cada grupo se ordenó la magnitud de los pesos
de menor a mayor y luego mediante la utilización de la tabla 37, correspondiente a
los rangos de carga, se determinaron los cuatro espectros de carga.
El Método WIM considera el rango de peso para los ejes simples de uno en uno;
al contrario del eje tándem y trídem, donde el pesaje determina el rango de la carga
de dos en dos.
83
Tabla 37: Cálculo del espectro de carga para ejes del tipo eje simple rueda simple
ESRS RANGO EN
TONELADAS MEDIA
# DE REPETICIONES CIRCULADAS
FRECUENCIA %
136.570.975
0 1 0,5 0,00 0,00%
1 2 1,5 0,00 0,00%
2 3 2,5 410795,93 0,30%
3 4 3,5 5825833,21 4,27%
4 5 4,5 13764651,31 10,08%
5 6 5,5 20246637,65 14,82%
6 7 6,5 31732491,89 23,24%
7 8 7,5 31049450,30 22,74%
8 9 8,5 20619715,05 15,10%
9 10 9,5 6759460,33 4,95%
10 11 10,5 3809198,64 2,79%
11 12 11,5 1680528,81 1,23%
12 13,16 12,58 672211,52 0,49%
1,37E+08 100,00%
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Tabla 38: Cálculo del espectro de carga para ejes del tipo eje simple rueda doble
ESRD RANGO EN
TONELADAS MEDIA
# DE REPETICIONES CIRCULADAS
FRECUENCIA %
13.659.444
0 3 1,5 12990,44 0,10%
3 4 3,5 142894,80 1,05%
4 5 4,5 882375,40 6,46%
5 6 5,5 1472465,97 10,78%
6 7 6,5 1102238,53 8,07%
7 8 7,5 2104450,71 15,41%
8 9 8,5 2819898,99 20,64%
9 10 9,5 1292353,57 9,46%
10 11 10,5 552093,55 4,04%
11 12 11,5 1996565,13 14,62%
12 13 12,5 1255135,97 9,19%
13 13,23 13,12 25980,87 0,19%
1,37E+07 100,00%
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
84
Tabla 39: Cálculo del espectro de carga para ejes del tipo eje tándem
EJE TANDEM
RANGO EN TONELADAS
MEDIA # DE
REPETICIONES CIRCULADAS
FRECUENCIA %
1.901.129
0 4 2 0,00 0,00%
4 6 5 0,00 0,00%
6 8 7 14962,97 0,79%
8 10 9 172074,20 9,05%
10 12 11 286283,25 15,06%
12 14 13 247429,40 13,01%
14 16 15 325029,04 17,10%
16 18 17 239623,71 12,60%
18 20 19 247612,28 13,02%
20 22 21 280830,08 14,77%
22 24 23 42395,09 2,23%
24 26,88 25,44 44888,92 2,36%
1901128,94 100,00%
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Tabla 40: Cálculo del espectro de carga para ejes del tipo eje trídem
EJE TRIDEM
RANGO EN TONELADAS
MEDIA # DE
REPETICIONES CIRCULADAS
FRECUENCIA %
632.350
0 6 3 0,00 0,00%
6 8 7 0,00 0,00%
8 10 9 0,00 0,00%
10 12 11 6323,50 1,00%
12 14 13 17705,79 2,80%
14 16 15 55646,78 8,80%
16 18 17 59440,88 9,40%
18 20 19 80940,77 12,80%
20 22 21 74617,27 11,80%
22 24 23 63234,98 10,00%
24 26 25 110028,86 17,40%
26 28 27 56911,48 9,00%
28 30 29 45529,18 7,20%
30 32 31 17705,79 2,80%
32 34 33 16441,09 2,60%
34 36 35 8852,90 1,40%
36 38 37 6323,50 1,00%
38 39,06 38,53 12647,00 2,00%
6,32E+05 100%
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
85
Donde:
ESRS, ESRD, EJE TÁNDEM Y EJE TRÍDEM: Es la sumatoria de vehículos
circulados por cada tipo de eje en diez años.
RANGO EN TONELADAS: Es el rango de pesos q tiene cada tipo de vehículo.
# DE REPETICIONES CIRCULADAS: Es el número de ejes circulados que tiene
cada rango de peso.
FRECUENCIA %: Es el número de repeticiones circuladas expresadas en
porcentaje.
Esquematización de los espectros de carga
Una vez calculados estos cuatro espectros, procedemos a esquematizarlos en su
versión relativa mediante la utilización de las cargar promedio por rango y de la
frecuencia relativa expresada en porcentaje de cada uno de ellos.
Ilustración 36: Espectro de carga de ejes del tipo simple rueda simple versión relativa
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
86
Ilustración 37: Espectro de carga de ejes del tipo simple rueda doble versión relativa
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Ilustración 38: Espectro de carga de ejes del tipo tándem versión relativa
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
87
Ilustración 39: Espectro de carga de ejes del tipo trídem versión relativa
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Observando las ilustraciones 36, 37, 38 y 39, las series nos indican que:
En los ejes de tipo simple rueda simple tenemos dos puntos altos seguidos:
El 23,24 % equivale a 31’732.492 de número de
repeticiones circulados con pesos entre 6 y 7 toneladas; y el 22,74%
que equivale a 31’049.450 de número de repeticiones circulados con
pesos entre 7 y 8 toneladas.
En los ejes de tipo simple rueda doble tenemos que:
El 20,64% equivale a 2’819.899 de número de repeticiones
circulados con pesos entre 8 y 9 toneladas.
En los ejes de tipo tándem tenemos que:
El 17,10% que equivale a 325.029 de número de
repeticiones circulados con pesos entre 14 y 16 toneladas.
Por último en los ejes de tipo trídem tenemos que:
88
El 17,40% que equivale a 110.029 de número de
repeticiones circulados con pesos entre 24 y 26 toneladas.
En las ilustraciones de los espectros de carga podemos observar que existe una
gran cantidad de ejes pesados, sin embargo los cuatro espectros en su versión
relativa no nos permite apreciar que porcentaje total de ejes con exceso de carga
que han circulado por la vía, por tal motivo esquematizaremos los espectros de
carga en su versión mediante la utilización de las mismas cargas promedio por
rango y de la frecuencia acumulada expresada en porcentaje, permitiéndonos
determinar el porcentaje de ejes con sobrecarga que superan las cargas máximas
establecidas por MTOP.
Ilustración 40: Espectro de carga de ejes del tipo simple rueda simple versión acumulada
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
89
Ilustración 41: Espectro de carga de ejes del tipo simple rueda doble versión acumulada
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Ilustración 42: Espectro de carga de ejes del tipo tándem versión acumulada
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
90
Ilustración 43: Espectro de carga de ejes del tipo trídem versión acumulada
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Determinación de ejes con sobrecarga
Basándonos en las ilustraciones 40, 41, 42 y 43, los porcentajes que están por
encima de la línea naranja son aquellos ejes que presentan exceso de peso; los
porcentajes obtenidos se muestran en la siguiente ilustración 44:
Ilustración 44: Porcentajes de ejes con sobrecarga
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
91
Según los resultados reflejados en la ilustración 44, podemos evaluar que:
En el caso de los ejes simples rueda simple, el 47,29%
equivale a 64’590.564 ejes que circularon con un peso mayor a 7
toneladas, siendo este el peso máximo para dicho eje.
En los ejes simples rueda doble, el 24% equivale a
3’277.682 ejes que circularon con un peso mayor a 11 toneladas,
siendo este el peso máximo para dicho eje.
En los ejes tándem, el 19,36% equivale a 368.114 ejes que
circularon con un peso mayor a 20 toneladas, siendo este el peso
máximo para dicho eje.
En los ejes trídem, 43,40% equivale a 274.440 ejes que
circularon con un peso mayor a 24 toneladas, siendo este el peso
máximo para dicho eje.
En conclusión, los ejes simples rueda simple se exceden por 6,16 toneladas y
los ejes trídem se exceden por 15,06 toneladas, incluyendo que es uno de los dos
ejes que tiene el porcentaje con sobrecarga más alto.
4.3.2.2 Evaluación Proyectada
Previamente comprobada la sobrecarga que generan los vehículos, se sugiere el
diseño de un pavimento flexible para este tipo de carga a la que está expuesta la
vía.
A continuación se procede a calcular los ejes equivalentes mediante el TPDA
proyectado a 10 años mostrado en la tabla 41:
92
Tabla 41: Tránsito Promedio Diario proyectado a 10 años
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Donde los ejes simples ruedas simples comprende todos los vehículos, ejes
simples ruedas dobles comprende los buses, 2DA y 2DB; los ejes tándem
comprende los 3 A, 3S2 en dos de sus ejes y el 3S3 y por último los ejes trídem
comprende los 4C y 3S3,
Posteriormente se calculan los factores de equivalencia mediante el método de la
cuarta potencia, donde se utilizan las fórmulas de la tabla 18.
Ya determinados los factores se procede a calcular los ejes equivalentes,
multiplicando la cantidad de ejes en total por la frecuencia y por el factor de
equivalencia previamente calculado, para finalmente obtenerlos a 10 años de
proyección.
AÑO
TRANSITO PROMEDIO DIARIO
LIVIANOS BUSES
CAMIONES
2DA 2DB 3 A 4C 3S2 3S3
2017 25892 1554 621 1398 311 0 0 155
2018 27966 1582 651 1467 326 0 0 163
2019 30206 1610 683 1539 342 0 0 171
2020 32626 1639 717 1614 359 0 0 179
2021 34501 1660 747 1683 374 0 0 187
2022 37068 1688 783 1762 392 0 0 195
2023 39826 1716 820 1846 411 0 0 205
2024 42789 1745 859 1933 430 0 0 214
2025 45972 1774 890 2003 446 0 0 222
2026 47163 1786 931 2096 466 0 0 232
2027 50412 1814 974 2192 488 0 0 243
TOTAL 18570 8676 19532 4345 0 0 2166
93
Tabla 42: Cálculo de los ejes equivalentes de los ejes simple rueda simple
ESRS RANGO EN
TONELADAS MEDIA
FRECUENCIA %
FACTOR CUARTA
POTENCIA
ESAL´S EN 10 AÑOS
136.570.975
0 1 0,5 0,00% 3,29385E-05 0
1 2 1,5 0,00% 0,002668021 0
2 3 2,5 0,30% 0,020586584 8.457
3 4 3,5 4,27% 0,079085422 460.738
4 5 4,5 10,08% 0,216109726 2.974.675
5 6 5,5 14,82% 0,482253086 9.764.003
6 7 6,5 23,24% 0,940757489 29.852.579
7 8 7,5 22,74% 1,667513319 51.775.372
8 9 8,5 15,10% 2,751059356 56.726.060
9 10 9,5 4,95% 4,29258278 29.015.543
10 11 10,5 2,79% 6,405919165 24.401.419
11 12 11,5 1,23% 9,217552487 15.490.363
12 13,16 12,58 0,49% 13,19917607 8.872.638
100,00%
229341847,52
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Tabla 43: Cálculo de los ejes equivalentes de los ejes simple rueda doble
ESRD RANGO EN
TONELADAS MEDIA
FRECUENCIA %
FACTOR CUARTA
POTENCIA
ESAL´S EN 10 AÑOS
13.659.444
0 3 1,5 0,10% 0,00111972 15
3 4 3,5 1,05% 0,033190727 4.743
4 5 4,5 6,46% 0,09069736 80.029
5 6 5,5 10,78% 0,202392935 298.017
6 7 6,5 8,07% 0,394818975 435.185
7 8 7,5 15,41% 0,699825308 1.472.748
8 9 8,5 20,64% 1,154570065 3.255.771
9 10 9,5 9,46% 1,801519684 2.328.200
10 11 10,5 4,04% 2,688448904 1.484.275
11 12 11,5 14,62% 3,868440771 7.723.594
12 13 12,5 9,19% 5,399886637 6.777.592
13 13,23 13,12 0,19% 6,5536 170.268
100,00%
24030436,52
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
94
Tabla 44: Cálculo de los ejes equivalentes de los ejes tándem
EJE TANDEM
RANGO EN TONELADAS
MEDIA FRECUENCIA
%
FACTOR CUARTA
POTENCIA
ESAL´S EN 10 AÑOS
1.901.129
0 4 2 0,00% 0,000373563 0
4 6 5 0,00% 0,014592309 0
6 8 7 0,79% 0,056057816 839
8 10 9 9,05% 0,153184228 26.359
10 12 11 15,06% 0,341833604 97.861
12 14 13 13,01% 0,66683352 164.994
14 16 15 17,10% 1,181977064 384.177
16 18 17 12,60% 1,950022842 467.272
18 20 19 13,02% 3,042694973 753.409
20 22 21 14,77% 4,540683091 1.275.160
22 24 23 2,23% 6,533642344 276.994
24 26,88 25,44 2,36% 9,7794052 438.987
100,00%
3886052,21
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Tabla 45: Cálculo de los ejes equivalentes de los ejes trídem
EJE TRIDEM
RANGO EN TONELADAS
MEDIA FRECUENCIA
%
FACTOR CUARTA
POTENCIA
ESAL´S EN 10 AÑOS
632.350
0 6 3 0,00% 0,00028945 0
6 8 7 0,00% 0,008579872 0
8 10 9 0,00% 0,023445457 0
10 12 11 1,00% 0,052318995 331
12 14 13 2,80% 0,102061528 1.807
14 16 15 8,80% 0,1809063 10.067
16 18 17 9,40% 0,298458768 17.741
18 20 19 12,80% 0,465696592 37.694
20 22 21 11,80% 0,694969643 51.857
22 24 23 10,00% 1,00 63.235
24 26 25 17,40% 1,395881947 153.587
26 28 27 9,00% 1,899081979 108.080
28 30 29 7,20% 2,527438796 115.072
30 32 31 2,80% 3,300163307 58.432
32 34 33 2,60% 4,23783863 69.675
34 36 35 1,40% 5,362420089 47.473
36 38 37 1,00% 6,697235216 42.350
38 39,06 38,53 2,00% 7,87561889 99.603
100%
877002,58
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
95
Obteniendo así los ejes equivalentes totales a diez años:
ESAL′s TOTALES = 258′135.339 EE
Diseño del Pavimento Flexible
Previamente obtenidos los ejes equivalentes, para el diseño del pavimento
utilizaremos los mismos datos del CBR de diseño, la confiabilidad, la desviación
estándar, la serviciabilidad inicial y final, el módulo resiliente, el coeficiente
estructural y el calidad de drenaje; por lo tanto nos quedaría determinar el número
estructural de cada capa del pavimento, los cuales los obtendremos por medio del
software ECUACIÓN AASHTO 93.
Ilustración 45: Cálculo del SN de la base granular por el software AASHTO 93
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Obteniendo un número estructural de 5,07 para la base granular.
96
Ilustración 46: Cálculo del SN de la sub-base granular por el software AASHTO 93
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Obteniendo un número estructural de 6,24 para la sub-base granular.
Ilustración 47: Cálculo del SN de la mejoramiento por el software AASHTO 93
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Obteniendo un número estructural de 6,48 para el mejoramiento.
97
Ilustración 48: Cálculo del SN de la subrasante por el software AASHTO 93
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
Obteniendo un número estructural de 7,49 para la subrasante. Una vez determinados los coeficientes estructurales determinaremos el número
estructural corregido.
Tabla 46: Coeficientes para el diseño del pavimento con el TPDA proyectado a 10 años– Sistema
WIM
Material a m Espesor Calculado Espesor Corregido
SN*
pulg cm cm Pulg
Carpeta Asfáltica 0,38 1 13,34 33,889 35 13,78 5,24
Base Granular 0,135 0,8 10,83 27,517 28 11,02 1,19
Sub-base Granular 0,11 0,8 6,00 15,240 16 6,30 0,55
Mejoramiento 0,095 0,8 9,00 22,860 25 9,84 0,75
7,73 ≥ 7,5 OK
Elaborado por: Mendoza Donoso Jacob / Solórzano Sánchez Gabriela
98
Capítulo V
Conclusiones y recomendaciones
5.1 Conclusiones
Como se pudo notar durante el proceso de desarrollo del capítulo anterior, que
consistía en evaluar y determinar el tráfico y las cargas que son generadas por su
circulación en la vía tenemos como conclusión lo siguiente:
Las pesos que se pudieron obtener mediante los espectros de carga para los
tipos de ejes en estudio se pueden notar que existe una sobrecarga de los
vehículos pesados debido a que la tara están por encima del límite
establecido por el Ministerio de Transporte y Obras Públicas (MTOP), siendo
los vehículos con ejes de tipo tándem y tipo trídem los que ms incumplen.
Mediante realizado para obtener el número de ejes equivalentes por ambos
métodos AASHTO y WIM se aprecia una notable diferencia de carga en los
ejes, producida por el paso continuo de los vehículos en especial los
vehículos de tipo tándem y trídem ocasionando que no se considere la
diferencia de carga que se produce, a causa de esto se provoca un deterioro
en las capas de la estructura del pavimento acortando el tiempo de vida útil
para el que fue diseñado.
La metodología AASHTO’93 no permite encontrar el número estructural del
pavimento debido a que la cantidad máxima permitida de ejes equivalentes
está por debajo de los ejes equivalentes obtenido por la metodología WIN.
99
5.2 Recomendaciones
Aumentar los sitios de pesos y medidas del MTOP para poder
implementar la metodología WIM durante el proceso de diseño para
las vías que serán construidas o rehabilitadas para tener una mayor
certeza del tipo de carga que vamos a tener y diseñar un pavimento de
mayor duración.
Si bien notamos que la metodología WIM nos da un resultado más
exacto en el número de ejes equivalentes, para este tipo de vía se
recomienda una estructura de pavimento rígido debido al alto número
de ejes equivalentes existentes debido a que la normativa AASHTO
tiene limitaciones.
Seguir la secuencia del tema y metodología en futuros temas de
mantenimiento y rehabilitación de vías en nuestro país.
Bibliografía
Apuntes de carreteras.
Bañon Blázquez, B. G. (2000). Manual de carreteras-Volumen 1.
Caracterización de los espectros de carga en la red carretera mexicana
(Paul Garnica Anguas).
Diseño de pavimento AASTHO 93 Y DIPAV-2.
Espectros de carga y daño para diseño de pavimentos (Paul Garnica
Anguas).
Manual centroamericano para el diseño de pavimento. (2002). capítulo 7.
Manual del Ministerio de Transporte y Obras Públicas. (2002).
Montejo. (2002). Ingeniería de pavimentos.
MOP-001-F-2002. (2002).
MOP-2003. (2003).
ANEXOS
ANEXOS ANEXO 1
TABLAS AASHTO
Tabla 3.7. Factores equivalentes de carga para pavimentos flexibles, ejes simples, pt= 3.
Carga por eje SN
Kips Ton 1 2 3 4 5 6
2 0,907 0,0008 0,0009 0,0006 0,0003 0,0002 0,0002
4 1,814 0,004 0,008 0,006 0,004 0,002 0,002
6 2,722 0,014 0,030 0,028 0,018 0,012 0,010
8 3,629 0,035 0,070 0,800 0,055 0,040 0,034
10 4,536 0,082 0,132 0,168 0,132 0,101 0,086
12 5,443 0,173 0,231 0,296 0,260 0,212 0,187
14 6,350 0,332 0,388 0,468 0,447 0,391 0,358
16 7,258 0,594 0,633 0,695 0,693 0,651 0,622
18 8,165 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000
20 9,072 1,600 1,530 1,410 1,380 1,440 1,510
22 9,979 2,470 2,290 1,960 1,830 1,970 2,160
24 10,886 3,670 3,330 2,690 2,390 2,600 2,960
26 11,794 5,290 4,720 3,650 3,080 3,330 3,910
28 12,701 7,430 6,560 4,880 3,930 4,170 5,000
30 13,608 10,200 8,900 6,500 5,000 5,100 6,300
32 14,515 13,800 12,000 8,400 6,200 6,300 7,700
34 15,422 18,200 15,700 10,900 7,800 7,600 9,300
36 16,330 23,800 20,400 14,000 9,700 9,100 11,000
38 17,237 30,600 26,200 17,700 11,900 11,000 13,000
40 18,144 38,800 33,200 22,200 14,600 13,100 15,300
42 19,051 48,800 41,600 27,600 17,800 15,500 17,800
44 19,958 60,600 51,600 34,000 21,600 18,400 20,600
46 20,866 74,700 63,400 41,500 26,100 21,600 23,800
48 21,773 91,200 77,300 50,300 31,300 25,400 27,400
50 22,680 110,000 94,000 61,000 37,000 30,000 32,000
Tabla 3.8. Factores equivalentes de carga para pavimentos flexibles, ejes tándem, pt= 3.
Carga por eje SN
Kips Ton 1 2 3 4 5 6
2 0,907 0,0002 0,0002 0,0001 0,0001 0,000 0,000
4 1,814 0,001 0,001 0,001 0,000 0,000 0,000
6 2,722 0,003 0,004 0,003 0,002 0,001 0,001
8 3,629 0,006 0,110 0,009 0,005 0,003 0,003
10 4,536 0,011 0,024 0,020 0,012 0,008 0,007
12 5,443 0,019 0,042 0,039 0,024 0,017 0,014
14 6,350 0,031 0,066 0,068 0,045 0,032 0,026
16 7,258 0,049 0,096 0,109 0,076 0,055 0,046
18 8,165 0,075 0,134 0,164 0,121 0,090 0,076
20 9,072 0,113 0,181 0,232 0,182 0,139 0,119
22 9,979 0,166 0,241 0,313 0,260 0,205 0,178
24 10,886 0,238 0,317 0,407 0,358 0,292 0,257
26 11,794 0,333 0,413 0,517 0,476 0,402 0,360
28 12,701 0,457 0,534 0,643 0,614 0,538 0,492
30 13,608 0,616 0,684 0,788 0,773 0,702 0,656
32 14,515 0,817 0,870 0,956 0,953 0,896 0,855
34 15,422 1,070 1,100 1,150 1,150 1,120 1,090
36 16,330 1,380 1,380 1,380 1,380 1,380 1,380
38 17,237 1,750 1,710 1,640 1,620 1,660 1,700
40 18,144 2,210 2,110 1,940 1,890 1,980 2,080
42 19,051 2,750 2,590 2,290 2,190 2,330 2,500
44 19,958 3,390 3,150 2,700 2,520 2,710 2,970
46 20,866 4,150 3,810 3,160 2,890 3,130 3,500
48 21,773 5,040 4,580 3,700 3,290 3,570 4,070
50 22,680 6,080 5,470 4,310 3,740 4,050 4,700
52 23,587 7,270 6,490 5,010 4,240 4,570 5,370
54 24,494 8,650 7,670 5,810 4,790 5,130 6,100
56 25,402 10,200 9,000 6,700 5,400 5,700 6,900
58 26,309 12,000 10,600 7,700 6,100 6,400 7,700
60 27,216 14,100 12,300 8,900 6,800 7,100 8,600
62 28,123 16,300 14,300 10,200 7,700 7,800 9,500
64 29,030 18,900 16,400 11,600 8,600 8,600 10,500
66 29,938 21,800 18,900 13,200 9,600 9,500 11,600
68 30,845 25,100 21,700 15,000 10,700 10,500 12,700
70 31,752 28,700 24,700 17,000 12,000 11,500 13,900
72 32,659 32,700 28,100 19,200 13,300 12,600 15,200
74 33,566 37,200 31,900 21,600 14,800 13,800 16,500
76 34,474 42,100 36,000 24,300 16,400 15,100 17,900
78 35,381 47,500 40,600 27,300 18,200 16,500 19,400
80 36,288 53,400 45,700 30,500 20,100 18,000 21,000
82 37,195 60,000 51,200 34,000 22,200 19,600 22,700
84 38,102 67,100 57,200 37,900 24,600 21,300 24,500
86 39,010 74,900 63,800 42,100 27,100 23,200 26,400
88 39,917 83,400 71,000 46,700 29,800 25,200 28,400
90 40,824 92,700 78,800 51,700 32,700 27,400 30,500
Tabla 3.9. Factores equivalentes de carga para pavimentos flexibles, ejes trídem, pt= 3.
Carga por eje SN
Kips Ton 1 2 3 4 5 6
2 0,907 0,0001 0,0001 0,0001 0,0000 0,0000 0,0000
4 1,814 0,001 0,0004 0,0003 0,0002 0,0001 0,0001
6 2,722 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001
8 3,629 0,003 0,004 0,002 0,001 0,001 0,001
10 4,536 0,005 0,008 0,005 0,003 0,002 0,002
12 5,443 0,007 0,014 0,010 0,006 0,004 0,003
14 6,350 0,011 0,023 0,018 0,011 0,007 0,006
16 7,258 0,016 0,035 0,030 0,018 0,013 0,010
18 8,165 0,022 0,050 0,047 0,029 0,020 0,017
20 9,072 0,031 0,069 0,069 0,044 0,031 0,026
22 9,979 0,043 0,090 0,097 0,065 0,046 0,039
24 10,886 0,059 0,116 0,132 0,092 0,066 0,056
26 11,794 0,079 0,145 0,174 0,126 0,092 0,078
28 12,701 0,104 0,179 0,223 0,168 0,126 0,107
30 13,608 0,136 0,218 0,279 0,219 0,167 0,143
32 14,515 0,176 0,265 0,342 0,279 0,218 0,188
34 15,422 0,226 0,319 0,413 0,350 0,279 0,243
36 16,330 0,286 0,382 0,491 0,432 0,352 0,310
38 17,237 0,359 0,456 0,577 0,524 0,437 0,389
40 18,144 0,447 0,543 0,671 0,626 0,536 0,483
42 19,051 0,550 0,643 0,775 0,740 0,649 0,593
44 19,958 0,673 0,760 0,889 0,865 0,777 0,720
46 20,866 0,817 0,894 1,014 1,001 0,920 0,865
48 21,773 0,984 1,048 1,152 1,148 1,080 1,030
50 22,680 1,180 1,230 1,300 1,310 1,260 1,220
52 23,587 1,400 1,430 1,470 1,480 1,450 1,430
54 24,494 1,660 1,660 1,660 1,660 1,660 1,660
56 25,402 1,950 1,920 1,860 1,850 1,880 1,910
58 26,309 2,280 2,210 2,090 2,060 2,130 2,200
60 27,216 2,660 2,540 2,340 2,280 2,390 2,500
62 28,123 3,080 2,920 2,610 2,520 2,660 2,840
64 29,030 3,560 3,330 2,920 2,770 2,960 3,190
66 29,938 4,090 3,790 3,250 3,040 3,270 3,580
68 30,845 4,680 4,310 3,620 3,330 3,600 4,000
70 31,752 5,340 4,880 4,020 3,640 3,940 4,440
72 32,659 6,080 5,510 4,460 3,970 4,310 4,910
74 33,566 6,890 6,210 4,940 4,320 4,680 5,400
76 34,474 7,780 6,980 5,470 4,700 5,090 5,930
78 35,381 8,760 7,830 6,040 5,110 5,510 6,480
80 36,288 9,840 8,750 6,670 5,540 5,960 7,060
82 37,195 11,000 9,800 7,400 6,000 6,400 7,700
84 38,102 12,300 10,900 8,100 6,500 6,900 8,300
86 39,010 13,700 12,100 8,900 7,000 7,400 9,000
88 39,917 15,300 13,400 9,800 7,600 8,000 9,600
90 40,824 16,900 14,800 10,700 8,200 8,500 10,400
ANEXO 2
TABLA INSTITUTO DEL ASFALTO
Tabla VI.3.. Factores de Equivalencia de Carga
Carga de Eje Bruto Factores de Carga Equivalente
KN lb Ton Eje Simple Eje Tándem Eje Trídem
4,45 1000 0,45372051 0,00002
8,9 2000 0,90744102 0,00018
17,8 4000 1,81488203 0,00209 0,00030
26,7 6000 2,72232305 0,01043 0,00100 0,00030
35,6 8000 3,62976407 0,0343 0,0030 0,0010
44,5 10000 4,53720508 0,0877 0,0070 0,0020
53,4 12000 5,4446461 0,189 0,014 0,003
62,3 14000 6,35208711 0,360 0,027 0,006
71,2 16000 7,25952813 0,623 0,047 0,011
80 18000 8,16696915 1,000 0,077 0,017
89 20000 9,07441016 1,510 0,121 0,027
97,9 22000 9,98185118 2,180 0,180 0,040
106,8 24000 10,8892922 3,030 0,260 0,057
115,6 26000 11,7967332 4,090 0,364 0,080
124,5 28000 12,7041742 5,390 0,495 0,109
133,4 30000 13,6116152 6,970 0,658 0,145
142,3 32000 14,5190563 8,880 0,857 0,191
151,2 34000 15,4264973 11,180 1,095 0,246
160,1 36000 16,3339383 13,930 1,380 0,313
169 38000 17,2413793 17,200 1,700 0,393
178 40000 18,1488203 21,080 2,080 0,487
187 42000 19,0562613 25,640 2,510 0,597
195,7 44000 19,9637024 31,000 3,000 0,723
204,5 46000 20,8711434 37,240 3,550 0,868
213,5 48000 21,7785844 44,500 4,170 1,033
222,41 50000 22,6860254 52,880 4,860 1,220
231,3 52000 23,5934664 5,630 1,430
240,2 54000 24,5009074 6,470 1,660
249 56000 25,4083485 7,410 1,910
258 58000 26,3157895 8,450 2,200
267 60000 27,2232305 9,590 2,510
275,8 62000 28,1306715 10,840 2,850
284,5 64000 29,0381125 12,220 3,220
293,5 66000 29,9455535 13,630 3,620
302,5 68000 30,8529946 15,380 4,050
311,5 70000 31,7604356 17,190 4,520
320 72000 32,6678766 19,160 5,030
329 74000 33,5753176 21,320 5,570
338 76000 34,4827586 23,660 6,150
347 78000 35,3901996 26,220 6,780
356 80000 36,2976407 29,000 7,450
364,7 82000 37,2050817 32,000 8,200
373,6 84000 38,1125227 35,300 8,900
382,5 86000 39,0199637 38,800 9,800
391,4 88000 39,9274047 42,600 10,600
400,3 90000 40,8348457 46,800 11,600
ANEXO
FOTOGRÁFICO
ANEXO 10 FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
ESCUELA DE INGENERIA CIVIL VÍAS DE COMUNICACIÓN
REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGIA
FICHA DE REGISTRO DE TESIS / TRABAJO DE GRADUACIÒN TITULO Y SUBTITULO :
EVALUACIÓN COMPARATIVA DE LOS EJES EQUIVALENTES DE LOS VEHÍCULOS QUE
CIRCULAN POR LA VÍA DURÁN-BOLICHE OBTENIDOS DE LOS REGISTROS DE LA ESTACIÓN
DE PEAJE “BOLICHE” PESADOS MEDIANTE LA METODOLOGÍA MECANICISTA WIM Y LOS
DETERMINADOS POR EL MÉTODO AASHTO-93
AUTOR(ES):
Mendoza Donoso Jacob Isaac
Solórzano Sánchez María Gabriela
REVISOR(ES)/TUTOR(ES):
Ing. Gino Flor Chavez, MSc.
Ing. Carlos Mora Cabrera, MSc.
INSTITUCION :
Universidad de Guayaquil
UNIDAD/FACULTAD : Facultad De Ciencias Matemáticas y Físicas
MAESTRIA/ESPECIALIDAD :
GRADO OBTENIDO :
FECHA DE PUBLICACION : 2018
NUMERO DE PAGINAS 136
ÁREAS TEMÁTICAS :
Vías de Comunicación
CARACTERIZACIÒN DEL TRÁNSITO.
PALABRAS CLAVES
/KEYWORKDS:
Empírico, mecanicista, weight in motion, espectros de carga, ejes equivalentes
RESUMEN /ABSTRACT (150-250 ) PALABRAS : El proyecto a presentarse trata de la evaluación comparativa entre dos métodos dirigidos al estudio de tránsito, cuyo objetivo es
determinar los espectros de cargas de los vehículos pesados que circulan por la vía Durán-Boliche. Tradicionalmente para el estudio de tráfico se
trabaja con el método AASHTO-93 para fines de diseño, construcción y rehabilitación de vías, pero con el transcurso de los años se ha
incrementado el tráfico de vehículos pesados y muchas veces estos vehículos circulan con exceso de carga; por lo que no es recomendable
trabajar con este método debido que genera resultados poco confiables de tal manera provoca que el tiempo de vida útil del pavimento se
acorte. Por tal motivo es importante conocer el peso real de estos vehículos mediante el uso de un método automatizado, el cual es un sistema
que pesa el vehículo en movimiento; a este método se lo conoce como WIM por sus siglas en inglés (weight in motion), que en español significa
peso en movimiento, obteniendo así resultados más favorables para lograr que los pavimentos tengan un buen desempeño y cumplan con las
expectativas para las cuales fueron diseñados.
ADJUNTO PDF : X SI NO
CONTACTO CON AUTOR/ES:
Teléfono: 0985178074 - 0995399624 Email: [email protected]
m CONTACTO CON
LA INSTITUCIÒN
:
Nombre: FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
Telefono: 2-283348 Email :