5 0-Clase 5-PAVIMENTOS-Parte 1-Trafico - Nestor Barreto

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DISEÑO Y GESTION DE 
PAVIMENTOS 
IP-66
CARRERA DE INGENIERIA CIVIL
UNIDAD 5 : 
DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES 
TEMARIO A DESARROLLAR (1/2)
 INTRODUCCIÓN AL DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES 
 EL PAVIMENTO COMO ESTRUCTURA 
 TIPOS DE PAVIMENTO FLEXIBLE 
 TRANSFERENCIA DE CARGA 
 CATEGORÍAS DE CARGA
 ESTUDIO DE TRÁFICO 
TEMARIO A DESARROLLAR (2/2)
 MÉTODOS DE AASHTO 1986/1993.
 MÉTODO DEL INSTITUTO DEL ASFALTO.
 DISEÑO POR MÉTODOS ALTERNATIVOS PARA BAJO
VOLUMEN DE TRÁFICO
 LINEAMIENTOS DE LAS PRINCIPALES MEZCLAS
ASFÁLTICAS
 SUPERFICIES DE RODADURA QUE NO APORTAN
CAPACIDAD PORTANTE
¿QUÉ ES 
UN PAVIMENTO?
UN PAVIMENTO ES UNA ESTRUCTURA COMPUESTA POR UN CONJUNTO
DE CAPAS DE MATERIALES CON CARACTERISTICAS Y ESPECIFICACIONES
PREDETERMINADAS, QUE SE CONSTRUYE SOBRE EL TERRENO NATURAL
O SOBRE TERRENO MEJORADO, Y TIENE DOS OBJETIVOS BASICOS:
a) SOPORTAR, ABSORVER Y MITIGAR EL EFECTO DE LAS CARGAS
TRANSMITIDAS POR LOS VEHICULOS
a) PERMITIR LA CIRCULACION RAPIDA, CONFORTABLE, SEGURA Y
ECONOMICA DE LOS VEHICULOS
¿QUÉ ES UN PAVIMENTO?
¿QUÉ ES UN PAVIMENTO?
SUPERFICIE DE RODADURA
CAPAS GRANULARES (1 o 2) 
TERRENO NATURAL O MEJORADO 
ESTRUCTURA DEL 
PAVIMENTO
CARGA
¿EN CONSISTE EL DISEÑO DE PAVIMENTOS?
EL DISEÑO DEL PAVIMENTO CONSISTE EN:
a) ESTUDIAR LAS CARGAS A SOPORTAR DURANTE LA VIDA UTIL PREVISTA
b) ESTABLECER LOS ESPESORES DE LAS CAPAS Y PROPIEDADES FISICAS Y
MECANICAS DE LOS MATERIALES QUE DEBEN COMPONER CADA UNA
DE LAS CAPAS QUE CONFORMAN LA ESTRUCTURA
A FIN DE MANTENER BAJO CONTROL, EL DETERIORO, CONFORT Y
SEGURIDAD DEL USUARIO
¿QUÉ ES UN PAVIMENTO FLEXIBLE?
SE DENOMINA PAVIMENTOS FLEXIBLES A AQUELLOS
PAVIMENTOS, CUYA ESTRUCTURA TOTAL ACEPTA
DEFLEXIONES EN FUNCIÓN DE LAS CARGAS ACTUANTES
PREVISTAS EN EL DISEÑO.
EL DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES, SE BASA EN
ESTUDIAR EL COMPORTAMIENTO DEL CONJUNTO DE
CAPAS COMO UNA ESTRUCTURA CAPAZ DE ACEPTAR
DEFORMACIONES DENTRO DE UN RANGO ELÁSTICO
MODELAMIENTO DE TRANSFERENCIA DE CARGAS 
Fuente : Asphalt Institute – Design Manual 
Esquema de 
modelamiento de 
transferencia de cargas 
MODELAMIENTO DE BULBO DE PRESIONES PARA CARGAS 
CIRCULARES
EL EFECTO DE CAPAS CON
DIFERENTES CARACTERISTICAS
DE ABSORVER Y TRANSMITIR
ESFUERZOS, DISIPA EL EFECTO
MODELADO PARA EL BULBO DE
PRESIONES
MODELAMIENTO DE TRANSFERENCIA DE CARGAS 
Z
Z 
(profundidad)
(Esfuerzo)CARGAS
σ
GENERACION DE ESFUERZOS
Las cargas generan
deformación elásticas que
producen esfuerzos de
compresión en las capas
superiores y de tracción en
la capas inferiores
COMPORTAMIENTO INTERNO (s/e) 
COMPORTAMIENTO 
INTERNO ANTE LAS CARGAS
P
DISTRIBUCION 
CAOTICA DE FUERZAS 
ACTUANTES
CARGAS
ESTUDIO DEL TRÁFICO VIAL
REFERENCIA
REGLAMENTO DE
MEDIDAS Y CARGAS
VEHICULARES - MTC
PROCESO DE ESTUDIO DE TRAFICO PARA DISEÑO DE PAVIMENTOS
1. CONOCIMENTO DE LA DEMANDA
2. FACTOR DIRECCIONAL Y FACTOR CARRIL
3. CÁLCULO DE TASAS DE CRECIMIENTO Y PROYECCIÓN
4. NÚMERO DE REPETICIONES DE EJES EQUIVALENTES
5. CLASIFICACION DE NÚMERO DE REPETICIONES DE
EJES EQUIVALENTES EN EL PERIODO DE DISEÑO
DEMANDA DE TRAFICO PARA EL DISEÑO DE PAVIMENTOS 
• La demanda del tráfico es un aspecto esencial a
conocer, a fin de planificar y diseñar las condiciones
geométricas, la estructura del pavimento y las
condiciones que debe cumplir la subrasante
• El estudio de tráfico permite obtener el índice medio
diario anual (IMDA) para cada tramo establecido como
homogéneo, durante el estudio del terreno de
fundación
PREMISAS DEL ESTUDIO DE LA DEMANDA DE TRAFICO
 Demanda actual
 Clasificación por tipo de vehículos.
 El cálculo del IMDA requiere de los índices de variación mensual (*)
 El uso de información oficial garantizará una mejor consistencia entre la
información obtenida y utilizada para los diversos estudios.
 La demanda de carga por eje, y la presión de los neumáticos, en el caso de
vehículos pesados (camiones y ómnibus), guarda relación directa con el
deterioro del pavimento
(*) Información disponible en el MTC a través de las estaciones de peaje y pesaje propias, además de la
información de los contratos de concesiones viales
REQUERIMIENTOS MÍNIMOS DEL ESTUDIO DE TRAFICO EN CADA
TRAMO ESTABLECIDO
• Dos días, teniendo en cuenta que el tráfico esté bajo condición normal.
• Uno de los días corresponde a un día laborable típico y el otro un día sábado.
• Los términos de referencia (TdR) del estudio deberán precisar sí se requiere estudiar
durante más días o en periodos climáticos distintos, según el análisis de antecedentes
y registro que se posea como disponible
• Verificación de datos mediante muestra aleatorias representativas de pesos por eje
de vehículos pesados, mediante una balanza portátil previamente calibrada por el
MTC
• La muestra aleatoria debe aplicarse como mínimo al 30% de los vehículos pesados del
día, cuidando evitar los sesgos particulares que puedan invalidarla.
• Si la fuente de información es continua y precisa (peajes o concesiones) o los flujos
son muy pequeños, debe justificarse el tamaño la muestra.
BALANZA ESTACIONARIA
LOSA DE CONCRETO
BALANZA PORTATIL BALANZA PORTATIL 
DEMANDA PROYECTADA
 La información recopilada en gabinete o en campo respecto al
trafico existente es la base para el estudio de la proyección de
la demanda, para el periodo de estudio
 Con esta información se establece el número de Ejes
Equivalentes (EE) de diseño para el pavimento.
 El proyectista es responsable de sustentar las razones para
establecer si, la tasa de crecimiento de la demanda se basa en
una tendencia histórica, o si debe ser modificada por otros
factores socio-económicos.
EJE EQUIVALENTE (EE)
El efecto del tránsito sobre la estructura del pavimento, se mide
en la unidad definida por AASHTO, como Ejes Equivalentes (EE)
acumulados durante el periodo de diseño.
Un EE corresponde al efecto de deterioro causado en el
pavimento por 1 eje simple de dos ruedas convencionales
cargado con 8.2 tn de peso, con neumáticos a la presión de 80
lbs/pulg2.
EJE EQUIVALENTE (EE)
Los EE de un camión representan el factor destructivo de las
cargas, por tipo de eje que conforman cada tipo de vehículo
pesado.
8.2 Ton
Presión de 
inflado = 80 psi
FACTOR DIRECCIONAL Y FACTOR CARRIL
CONCEPTO DESCRIPCION
EL FACTOR DE
DISTRIBUCIÓN
DIRECCIONAL
Factor de relación que corresponde al número de vehículos
pesados que circulan en una dirección o sentido de tráfico, (en
general 50% del total de vehículos pesados), pero se define a
través del conteo de tráfico
EL FACTOR DE
DISTRIBUCIÓN
CARRIL
Factor de relación, que se aplica al carril que recibe el mayor
número de EE
Para un camino de dos carriles, cualquiera puede ser el carril de
diseño.
El análisis de tráfico para el carril de diseño del pavimento debe incluir el número de
direcciones o sentidos y el número de carriles por calzada de carretera.
TABLA 1
Factores de
Distribución
Direccional y de
Carril para
determinar el
Tránsito en el
Carril de Diseño
(Fuente Manual
MTC)
TASAS DE CRECIMIENTO Y PROYECCIÓN DE TRAFICO
La proyección de crecimiento de tránsito, se obtiene mediante una
fórmula de progresión geométrica, de manera separada para el tránsito
de vehículos de pasajeros y para el tránsito de vehículos de carga.
Tn = To (1+r)n-1
Donde:
Tn = Tránsito proyectado al año “n” en veh/día
To = Tránsito actual (año base) en veh/día
n = Número de años del período de diseño
r = Tasa anual de crecimiento del tránsito.
Recomendaciones aplicables:
a) La tasa de crecimiento del tránsito de vehículos de pasajeros se
asocia a la tasa anual de crecimiento poblacional
b) La tasa de crecimiento del tránsito de vehículos de carga se asocia
con la tasa anual del crecimiento del Producto Bruto Interno (PBI)
c) El rango usual de crecimiento de trafico varía entre 2% y 6%
Nota.- En cualquier caso, es responsabilidad del Proyectista sustentar
la tasa aplicada, ya que depende de la Región donde se haga el estudio
y pueden verse afectadas por impacto (temporal o permanente) de
otros proyectos
TASASDE CRECIMIENTO Y PROYECCIÓN DE TRAFICO
CALCULO DEL FACTOR DE CRECIMIENTO ACUMULADO (Fca)
Factor (Fca) = 
Fuente: Tabla D-20 AASHTO Guide for Design of Pavement Structures 1993
(1+r) - 1
Donde:
r = tasa anual de crecimiento
n = periodo de diseño 
Ejemplo :
n = 10 años
r = 4.5 % 
Fca = 12.28 
n 
r 
TABLA 2
Factores de Crecimiento
Acumulado (Fca), para el
Cálculo de Número de
Repeticiones de EE
Fuente:
Tabla D-20 AASHTO Guide for Design of Pavement
Structures 1993
CONFIGURACION DE EJES PARA
CALCULO DE EJES
EQUIVALENTES (EE) EN EL DISEÑO
DEL PAVIMENTO
Un EE corresponde al
efecto de deterioro
causado en el pavimento
por 1 eje simple de dos
ruedas convencionales
cargado con 8.2 tn de peso,
con neumáticos a la presión
de 80 lbs/pulg2.
TABLA 3
TABLA 4
Relación de Cargas por Eje para determinar Ejes Equivalentes (EE)
Para Afirmados, Pavimentos Flexibles y Semirrígidos (Fuente : Manual Pavimentos MTC)
Relación de Cargas por Eje para determinar Ejes Equivalentes (EE)
Para Pavimentos Rígidos (Fuente : Manual Pavimentos MTC)
Tabla 5
CRITERIOS DE DISEÑO
 Para el diseño del pavimento se adopta el número proyectado
de EE que circularán por el “carril de diseño”, durante el
periodo de análisis.
 El carril de diseño corresponde al carril identificado como el
más cargado de la carretera y será adoptado para todos los
carriles de la sección vial típica de esa carretera, en el tramo de
demanda homogénea.
 La demanda de diseño se establece en base a la sección
transversal operativa de la carretera, el número de calzadas y
la distribución de la carga sobre cada carril.
FACTOR VEHICULO PESADO (FACTOR CAMION)
 El Factor Vehículo Pesado (Fvp), se define como el número de Ejes
Equivalentes promedio por tipo de vehículo pesado (bus o camión).
 El promedio se obtiene dividiendo la sumatoria de ejes equivalentes
(EE) de un determinado tipo de vehículo pesado entre el número
total del tipo de vehículo pesado seleccionado
 El cálculo de factores de EE se efectuará utilizando las cargas reales
por eje de los vehículos pesados durante el estudio de trafico
EJEMPLO DE APLICACIÓN 1
Calcular el numero de EE para un camión C2 cuyo peso total es de 17tn, con
un eje delantero de (E1=7tn) y un eje posterior simple (E2=10tn.)
Nota.- Ver reglamento de cargas 
TABLA 4
Relación de Cargas por Eje para determinar Ejes Equivalentes (EE)
Para Afirmados, Pavimentos Flexibles y Semirrígidos (Fuente : Manual Pavimentos MTC)
EJEMPLO DE APLICACIÓN 1
APLICACIÓN 2
Verificar que el numero de EE a aplicar para el diseño de pavimento flexible es igual a
2.526, si se cuenta con los siguientes registros de campo:
 Camión Tipo C3
 Peso Total = 23tn
 Peso del eje delantero: E1 = 7tn
 Peso del eje posterior tándem: (E2+E3) = 16tn.
APLICACIÓN 2
FACTOR DE AJUSTE POR PRESION DE NEUMATICOS
La presión de los neumáticos produce un efecto
adicional en el deterioro del pavimento
INFORMACION 
DE LA LLANTA 
LAS LLANTAS DE UN CAMION TIENEN DISTINTAS CARACTERISTICAS
AJUSTE POR PRESION
DE NEUMATICOS
La presión de los
neumáticos produce
un efecto adicional en
el deterioro del
pavimento
TABLA 6
CÁLCULO DEL NÚMERO DE REPETICIONES 
DE EJES EQUIVALENTES DE 8.2 TN
CÁLCULO DEL NÚMERO DE REPETICIONES DE EJES
EQUIVALENTES DE 8.2 TN
Nrep de EE 8.2 tn = Σ [EEdía-carril x Fca x 365]
Nrep de EE8.2t = Número de Repeticiones de Ejes Equivalentes 
de 8.2 tn para el diseño
Factor de crecimiento acumulado por tipo de 
vehículo pesado (TABLA 2)
Fca =
Análisis de parámetros para calculo de Nrep de EE8.2tn
EEdía-carril = Ejes Equivalentes por cada tipo de vehículo pesado, por día para
el carril de diseño, para cada tipo de vehículo pesado, se aplica la siguiente
relación:
EEdía-carril = IMDpi x Fd x Fc x Fvpi x Fpi
Donde
 IMDpi = IMD por cada tipo de vehículo pesado (CENSO)
 Fd = Factor Direccional (TABLA 1)
 Fc = Factor Carril de diseño (TABLA 1)
 Fvpi = Factor Vehículo Pesado del tipo seleccionado (TABLA 4 o 5)
 Fpi = Factor de Presión de neumáticos (TABLA 6)
APLICACIÓN 3 
a) CENSO DE VEHICULOS 
APLICANDO TABLA 4 (CONVERSION A EE)
FACTOR DE CRECIMIENTO ACUMULADO (Fca)
Factor (Fca) = 
(1+r) - 1
Donde:
r = tasa anual de crecimiento
n = periodo de diseño 
n 
r 
Factor de Crecimiento ( r )
Pasajeros 5.10%
Camiones 6.10%
Periodo de Diseño ( n ) 20 Años
Datos
Factor de distribucion direccional D 0.50
Factor de distribucion de carril L 1.00
CÁLCULO DEL NÚMERO DE REPETICIONES DE EJES
EQUIVALENTES DE 8.2 TN
Nrep de EE 8.2 tn = Σ [EEdía-carril x Fca x 365]
EEdía-carril = IMDpi x Fd x Fc x Fvpi x Fpi
APLICACION
Calcular los EE para las condiciones de censo anteriores y según lo siguiente:
 Pavimento flexible, con un superficie de rodadura de 10 cm 
 La presión de inflado se estima en 80 psi 
Carretera de doble sentido, con separador central, 2 carriles por sentido 
EE = ??
MUCHAS GRACIAS POR 
SU ATENCION Y POR 
SUS APORTES !!
Docente : GUSTAVO LLERENA CANO
pccidlle@upc.edu.pe
	Número de diapositiva 1
	UNIDAD 5 : �DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES 
	TEMARIO A DESARROLLAR (1/2)
	TEMARIO A DESARROLLAR (2/2)
	Número de diapositiva 5
	Número de diapositiva 6
	¿QUÉ ES UN PAVIMENTO?
	¿EN CONSISTE EL DISEÑO DE PAVIMENTOS?
	Número de diapositiva 9
	MODELAMIENTO DE TRANSFERENCIA DE CARGAS 
	MODELAMIENTO DE BULBO DE PRESIONES PARA CARGAS CIRCULARES
	MODELAMIENTO DE TRANSFERENCIA DE CARGAS 
	GENERACION DE ESFUERZOS
	COMPORTAMIENTO INTERNO (s/e) 
	Número de diapositiva 15
	REFERENCIA
	PROCESO DE ESTUDIO DE TRAFICO PARA DISEÑO DE PAVIMENTOS
	DEMANDA DE TRAFICO PARA EL DISEÑO DE PAVIMENTOS 
	PREMISAS DEL ESTUDIO DE LA DEMANDA DE TRAFICO
	REQUERIMIENTOS MÍNIMOS DEL ESTUDIO DE TRAFICO EN CADA TRAMO ESTABLECIDO 
	Número de diapositiva 21
	Número de diapositiva 22
	DEMANDA PROYECTADA
	EJE EQUIVALENTE (EE)
	EJE EQUIVALENTE (EE)
	FACTOR DIRECCIONAL Y FACTOR CARRIL
	Número de diapositiva 27
	TASAS DE CRECIMIENTO Y PROYECCIÓN DE TRAFICO
	TASAS DE CRECIMIENTO Y PROYECCIÓN DE TRAFICO
	CALCULO DEL FACTOR DE CRECIMIENTO ACUMULADO (Fca) 
	Número de diapositiva 31
	CONFIGURACION DE EJES PARA CALCULO DE EJES EQUIVALENTES (EE) EN EL DISEÑO DEL PAVIMENTO
	TABLA 4�Relación de Cargas por Eje para determinar Ejes Equivalentes (EE)�Para Afirmados, Pavimentos Flexibles y Semirrígidos (Fuente : Manual Pavimentos MTC)
	Relación de Cargas por Eje para determinar Ejes Equivalentes (EE)�Para Pavimentos Rígidos (Fuente : Manual Pavimentos MTC)
	CRITERIOS DE DISEÑO
	FACTOR VEHICULO PESADO (FACTOR CAMION)
	EJEMPLO DE APLICACIÓN 1
	TABLA 4�Relación de Cargas por Eje para determinar Ejes Equivalentes (EE)�Para Afirmados, Pavimentos Flexibles y Semirrígidos (Fuente : Manual Pavimentos MTC)
	EJEMPLO DE APLICACIÓN 1
	APLICACIÓN 2
	APLICACIÓN 2
	FACTOR DE AJUSTE POR PRESION DE NEUMATICOS
	INFORMACION DE LA LLANTA 
	LAS LLANTAS DE UN CAMION TIENEN DISTINTAS CARACTERISTICAS
	AJUSTE POR PRESION DE NEUMATICOS
	Número de diapositiva 46
	CÁLCULO DEL NÚMERO DE REPETICIONES DE EJES EQUIVALENTES DE 8.2 TN
	Análisis de parámetros para calculo de Nrep de EE8.2 tn 
	APLICACIÓN 3 
	APLICANDO TABLA 4 (CONVERSION A EE)
	 FACTOR DE CRECIMIENTO ACUMULADO (Fca) 
	CÁLCULO DEL NÚMERO DE REPETICIONES DE EJES EQUIVALENTES DE 8.2 TN
	APLICACION
	Número de diapositiva 54