cargas de trÁnsito - eva.fing.edu.uy
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Maestría en Ingeniería Estructural
CARGAS DE TRÁNSITO
Prof. Adj. Leonardo Behak
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Cargas de Tránsito
Prof. Adj. Leonardo Behak 2
Número de Repeticiones de Carga (N)
Magnitud y Configuración de Carga
Aspectos a Considerar
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Cargas de Tránsito
Prof. Adj. Leonardo Behak 3
Tránsito FijoVehículo Fijo
Tránsito y Vehículo Variable
Métodos de Consideración de Efectos de Vehículos y Tránsito
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Cargas de Tránsito Fijo
Prof. Adj. Leonardo Behak 4
Espesor de pavimento está gobernado por una carga de rueda simple y el número de
repeticiones no es considerado
Pavimento sometido a cargas múltiples
Carga de Rueda Simple Equivalente
Carga de rueda más pesada prevista es usada para diseño
Carga de Rueda Simple
(ESWL)
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Prof. Adj. Leonardo Behak 5
Carga de Tránsito Fijo
Carga de Rueda Simple Equivalente (ESWL)
Cálculos Teóricos
Medidas Experimentales
Tensión VerticalDeformación de Tracción
Deflexión Vertical
DesempeñoPistas Experimentales
Tramos a Escala Real
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Cargas de Vehículo Fijo
Prof. Adj. Leonardo Behak 6
Espesor de pavimento gobernado por el número de repeticiones de una carga de eje o vehículo estándar
Cargas de Ejes Diferentes
Factor de Carga de Eje Equivalente
Carga de Eje Simple
18 kip = 80 kN
≠18 kip
18 kip
(EALF)
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Prof. Adj. Leonardo Behak 7
Factor de Carga de Eje Equivalente (EALF)
Pavimentos Flexibles
18t
tx
W
WEALF =
Factores de Equivalencia AASHTO (AASHTO Road Test)
Wtx: Nº de aplicaciones de carga de eje x en tiempo tWt18: Nº de cargas de eje simple de 18 kip en tiempo t
( ) ( ) ( )18
22 log33,4log79,4118log79,4logββt
x
tx
GGLLLEALF −+⋅++⋅−+⋅=
Lx (kip): Carga sobre un eje simple o un juego de ejes tandem o tridemL2: Código eje (1: eje simple; 2: ejes tandem; 3: ejes tridem)β18: Valor de βx cuando Lx = 18 kip y L2 = 1
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Prof. Adj. Leonardo Behak 8
EALF AASHTO
pt: Servicio Terminal (número indicador de condición de pavimento a considerarse como falla)SN: Número Estructural (función de rigidez y módulo de cada capa y condiciones de drenaje de base y sub-base)
−
−=
5,12,4
2,4log t
t
pG
( )( ) 23,3
219,5
23,32
1
081,040,0
LSN
LLxx
⋅+
++=β
Dificultad del Método
EALF depende de SN y SN depende del espesor de capa (a diseñar) → Solución por método de iteración
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Prof. Adj. Leonardo Behak 9
EALF AASHTO
AASHTO Guide for Design of Pavement Structures 1993(AASHTO 1993)
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Prof. Adj. Leonardo Behak 10
AASHTO Guide for Design of Pavement Structures 1993
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Prof. Adj. Leonardo Behak 11
Análisis Teórico de Determinación del EALF
4
1818
==
ε
ε x
t
tx
W
WEALF
Criterio de Falla por Fisura de Fatiga (Deacon, 1969)
εi: Deformación de tracción en fondo de capa asfáltica debida a carga de eje de i kip
Lx (kip): Carga de eje simple, tándem o tridemLs (kip): Carga de eje estándar con igual número de ejes que Lx
Eje Simple4
18
= xLEALF
Igual número de ejes4
=
s
x
L
LEALF
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Prof. Adj. Leonardo Behak 12
Análisis Teórico de Determinación del EALF
4
1818
==
ε
ε x
t
tx
W
WEALF
Criterio de Falla por Control de Deformación Permanente
εi: Deformación de compresión en tope de subrasante debida a carga de eje de i kip
Eje Simple4
18
= xLEALF
Igual número de ejes4
=
s
x
L
LEALF
EALFfatiga ≠ EALFdeformación para Ls de eje simple y Lx de eje múltiple
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Prof. Adj. Leonardo Behak
Factor de Carga de Eje Equivalente (EALF)
Pavimentos Rígidos
18t
tx
W
WEALF =
Factores de Equivalencia AASHTO
( ) ( ) ( )18
22 log28,3log62,4118log62,4logββt
x
tx
GGLLLEALF −+⋅++⋅−+⋅=
D (inch): Espesor de losa de hormigón
−
−=
5,15,4
5,4log t
t
pG
( )( ) 52,3
246,8
20,52
1
63,31
LD
LLxx
⋅+
++=β
13
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Prof. Adj. Leonardo Behak
AASHTO Guide for Design of Pavement Structures 1993
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Carga de Eje Simple Equivalente (ESAL)
Prof. Adj. Leonardo Behak 15
m: Nº de grupos de carga de ejeni: Nº de repeticiones de carga del grupo de carga i en período de diseño
∑=
⋅=m
i
ii nEALFESAL1
pi: Porcentaje de repeticiones del grupoADTo: Tránsito Promedio Diario inicialT: Porcentaje de Camiones en ADTA: Nº promedio de ejes por camiónG: Factor de CrecimientoD: Factor de Distribución DireccionalL: Factor de Distribución de CarrilY: Período de Diseño (años)
( ) ( )( )( )( )( )( )( )YLDGATADTpEALFESAL o
n
i
ii 3651
⋅= ∑
=
( )AnEALFTn
i
iif
⋅= ∑
=1
Factor de Camión
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Cargas de Tránsito y Vehículo Variable
Prof. Adj. Leonardo Behak 16
Cada tránsito y vehículo es considerado por separadoNo son necesarios factores de equivalencia para cada carga
de eje
Cargas se dividen en grupos
Tensiones, deformaciones y deflexiones de cada grupo se determina por separado en el diseño
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Volumen de Tránsito
Prof. Adj. Leonardo Behak 17
Tránsito Promedio Diario Anual (TPDA)
Volumen de vehículos promedio del tránsito diario a lo largo del año
Contabilidad de Tránsito Diario en:• Días de semana hábiles y fin de semana• Sesiones (Temporales y Productivas)
Clasificación de AutopistasAlto Volumen de Tránsito
Bajo Volumen de Tránsito
Caminos de Bajo Volumen de Tránsito (CBV)TPDA < 500 ESAL (Behrens, 1999)
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Interacción Rueda-Pavimento
Prof. Adj. Leonardo Behak 18
Análisis de tensiones y deformaciones en pavimentos requiere conocer Presión de Contacto (p)
Van Vuuren (1974)Investigación de laboratorio con ensayos de compresión de 6 tipos
de neumáticos
( ) 14566,0 += pkPaq
q: Presión de Contacto de Ruedap: Presión de Inflado de Neumático