S1-WA.pdf

GENERALIDADES
Ms. Ing. Gonzalo H. Díaz García
PAVIMENTOS

PAVIMENTOS FLEXIBLES.
Al finalizar la unidad, el estudiante diseña un pavimento flexible, seleccionando el método de diseño adecuado
utilizando las normas y manuales vigentes en el país, demostrando sustento técnico y teórico.

1.Deberán conformar grupos de 5 estudiantes, y uno de los cuales será el coordinador.
2.El trabajo de campo consistirá, en los entregables se detallan a continuación:
a) T1: Elabora un informe sobre el proceso de calculo pavimentos por los metodos
USACE y Método de la Reseach Board.
b) T2: Elaborar un estudio comparativo de un proyecto vial, entre un pavimento flexible y
Rígido.
ASIGNACION DEL TRABAJO DE CAMPO

• Al termino de la sesión el estudiante, realiza de forma colaborativa
un informe de un pavimento flexible, donde incluya la
Especificaciones Técnicas de Agregados y/o Afirmado y el diseño
de espesores, de un proyecto Vial, mostrando en el proceso
criterios de orden y precisión según Normas APA.
LOGRO:

CONTENIDO
1.Generalidades, terminología.
2.Capas de un pavimento flexible. Funciones de las diferentes capas. Especificaciones
Técnicas de Agregados y/o Afirmado.
3.Diseño de Pavimentos flexibles.
4.Estudio del tránsito para el diseño de pavimentos.

PAVIMENTOS
Un pavimento está constituido por un
conjunto de capas superpuestas,
relativamente horizontales, que se
diseñan y construyen técnicamente
con materiales apropiados y
adecuadamente compactados.

• Un pavimento para cumplir adecuadamente sus funciones debe reunir los siguientes
requisitos:
 Ser resistente a la acción de las cargas impuestas por el tránsito.
 Ser resistente ante los agentes de intemperismo.
 Presentar una textura superficial adaptada a las velocidades previstas de circulación
de los vehículos
 Debe presentar una regularidad superficial.
 Presentar condiciones adecuadas respecto al drenaje.
 El ruido de rodadura, en el interior de los vehículos que afectan al usuario.
 Debe ser económico.
 Debe poseer el color adecuado para evitar reflejos y deslumbramientos.
CARACTERISTICAS QUE DEBE REUNIR UNA VIA

¿ CUALES SON FACTORES
A CONSIDERAR EN EL
DISEÑO DE PAVIMENTOS ?

1. TRÁFICO.
2. SUELOS.
3. CLIMA.
4. SERVICIABILIDAD.
5. CONFIABILIDAD.
6. COSTOS DE MANTENIMIENTO Y OPERACIÓN.
FACTORES CONSIDERADOS EN EL DISEÑO DE PAVIMENTOS

En nuestro medio los pavimentos se clasifican en :
1. Pavimentos Flexibles.
2. Pavimentos Semi-rígidos o Semi-flexibles.
3. Pavimentos Compuestos.
4. Pavimentos Rígidos.
5. Pavimentos Articulados.
6. Pavimentos Afirmados.
7. Pavimentos de Tierra.
8. Tratamientos Superficiales.
CLASIFICACIÓN DE LOS PAVIMENTOS

Este tipo de pavimentos están formados por una carpeta 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.
PAVIMENTOS FLEXIBLES

FUNCIONES DE LAS CAPAS DE UN PAVIMENTO FLEXIBLE:
LA SUBBASE GRANULAR:
Función económica:
Es preferible distribuir las capas más calificadas en la parte superior y colocar en la parte inferior
del pavimento la capa de menor calidad la cuales frecuentemente la más barata.
• Capa de transición: La sub base bien diseñada impide la penetración de los materiales.
• Disminución de las deformaciones: Algunos cambios volumétricos de la capa subrasante.
• Resistencia: La subbase debe soportar los esfuerzos transmitidos por las cargas de los
vehículos

Drenaje: En muchos casos la subase
debe drenar el agua, que se introduzca
a través de la carpeta o por las bermas,
así como impedir la ascensión capilar.

LA BASE GRANULAR:
• Resistencia: Consiste en proporcionar un elemento resistente que transmita a la subbase
ya la subrasante los esfuerzos producidos por el tránsito en una intensidad apropiada.
• Función económica: La base tiene una función económica análoga a la que tiene la
subbase respecto a la base.

CARPETA:
• Superficie de rodamiento: La carpeta debe proporcionar una superficie uniforme y
estable al tránsito, de textura y color conveniente y resistir los efectos abrasivos del
tránsito.

Resistencia: Su resistencia a la
tensión complementa la capacidad
estructural del pavimento.

PAVIMENTOS SEMI-RÍGIDOS
Aunque este tipo de pavimentos guarda básicamente la misma estructura de un pavimento flexible, una de
sus capas se encuentra rigidizada artificialmente con un aditivo que puede ser: asfalto, emulsión, cemento,
cal y químicos. El empleo de estos aditivos tiene la finalidad básica de corregir o modificar las propiedades
mecánicas de los materiales locales que no son aptos para la construcción de las capas del pavimento,
teniendo en cuenta que los adecuados se encuentran a distancias tales que encarecerían notablemente los
costos de construcción.

PAVIMENTOS RÍGIDOS
Son aquellos que fundamentalmente están constituidos por una losa de
concreto hidráulico, apoyada sobre la subrasante o sobre una capa, de
material seleccionado, la cual se denomina subbase del pavimento rígido
Debido a la alta rigidez del concreto hidráulico así como de su elevado
coeficiente de elasticidad, la distribución de los esfuerzos se produce en una
zona muy amplia.

TIPOS DE PAVIMENTOS RÍGIDOS
 JPCP (Jointed Plain Concrete Pavements) (losas con juntas) o Pavimento de Concreto
Simple con Juntas.
 JRCP (Jointed Reinforced Concrete Pavements) (losas con refuerzo) o Pavimentos de
Concreto Armado con Juntas.
 CRCP (Continuosly Reinforced Concrete Pavements) (losas continuas con refuerzo) o
Pavimentos de Concreto Reforzado Continuos.
 PCP (Prestressed Concrete Pavements) (losas pre-esforzadas) o Pavimento de Concreto
Pretensado.

FUNCIONES DE LAS CAPAS DE UN PAVIMENTO RÍGIDO:
LA SUBBASE:
• La función más importante es impedir la acción del bombeo en las juntas, grietas y extremos
del pavimento.
• Servir como capa de transición y suministrar un apoyo uniforme, estable y permanente del
pavimento.
• Mejorar el drenaje y reducir por tanto al mínimo la acumulación de agua bajo el pavimento
Ayudar a controlar los cambios volumétricos de la subrasante y disminuir al mínimo la acción
superficial de tales cambios volumétricos sobre el pavimento.

LOSA DE CONCRETO :
• Las funciones de la losa en el
pavimento rígido son las mismas de
la carpeta en el flexible, más la
función estructural de soportar y
transmitir en nivel adecuado los
esfuerzos que le apliquen sobre el
pavimento.

PAVIMENTOS ARTICULADOS
Los pavimentos articulados están compuestos por una capa de rodadura que
está elaborada con bloques de concreto prefabricados, llamados adoquines,
de espesor uniforme e iguales entre sí.

CAPA DE ARENA:
• Es una capa de poco espesor, de arena gruesa y limpia que se coloca directamente sobre la
base; sirve de asiento a los adoquines y como filtro para el agua que eventualmente pueda
penetrar por las juntas entre estos.
FUNCIONES DE LAS CAPAS DE UN PAVIMENTO ARTICULADO:
LA BASE:
• Es la capa colocada entre la subrasante y la capa de rodadura. Esta capa le da mayor espesor
y capacidad estructural al pavimento. Puede estar compuesta por dos o más capas de materiales
seleccionados.

ADOQUINES:
• Deben tener una resistencia adecuada para soportar las cargas del tránsito, y en
especial, el desgaste producido por éste.

SELLO DE ARENA:
• Está constituido por arena fina que
se coloca como llenante de las
juntas entre los adoquines; sirve
como sello de las mismas y
contribuye al funcionamiento, como
un todo, de los elementos de la capa
de rodadura.

PAVIMENTOS COMPUESTOS
• Un pavimento compuesto está hecho de HMA y PCC. Un pavimento ideal resulta del uso
de PCC como capa de fondo y HMA en la capa superior, reuniendo las características
más deseables. El PCC provee una base fuerte y el HMA provee una superficie lisa no
reflectante. Sin embargo, este tipo de pavimento es muy caro y es usado rara vez como
construcción nueva. En el año 2001, había cerca de 97.000 millas (155.000 km) de
pavimentos compuestos en USA, prácticamente todos son pavimentos de concreto
rehabilitados usando sobre-capas de asfalto

PAVIMENTOS AFIRMADOS Y DE TIERRA

• Realiza de forma colaborativa un informe de un pavimento flexible, donde
incluya la Especificaciones Técnicas de Agregados y/o Afirmado y el diseño
de espesores, de un proyecto Vial, mostrando en el proceso criterios de
orden y precisión según Normas APA.
ACTIVIDAD:

METODO DEL INSTITUTO DEL ASFALTO
ESPESOR DE LA ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO

ESPESOR DE LA ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO
• Teniendo en cuenta los datos básicos del índice de trafico y la
resistencia de diseño para la sub-rasante, se establecerán los
espesores totales de la estructura del pavimento y de cada una
de las capas que lo componen.
• Para esto usamos diseños alternativos, donde se consideran
diferentes combinaciones y pueden ser usados como base para
seleccionar la estructura de pavimento.

RELACION DE SUSTITUCION
• El termino de relación de sustitución, se refiere para indicar la relativa influencia de varios
materiales en las exigencias del espesor.
• Relacion de sutitucion 2:1 (base granular : concreto asfaltico)
• Relacion de sustitucion 2.7:1 (sub-base granular : concreto asfaltico)
• Relacion de sustitucion 1.35:1 (sub-base granular : base granular)

DETERMINACION DEL ESPESOR DE DISEÑO:
• Con los datos de la resistencia de diseño de la sub-rasante y el índice de trafico se procede
a determinar el espesor de concreto asfaltico total de diseño.
• Ubicamos el índice de CBR en la escala horizontal, luego con vertical intersectamos la línea
del índice de trafico y luego seguimos con una horizontal que intersecte a la escala vertical,
donde están los espesores.

CASOS DE SUSTITUCION QUE SE PRESENTAN:
• SUSTITUIR UNA PORCION DE CONCRETO ASFALTICO POR UNA BASE GRANULAR.
• SUSTITUIR UNA PORCION DE CONCRETO ASFALTICO POR UNA SUB-BASE GRANULAR.
• SUSTITUIR UNA PORCION DE CONCRETO ASFALTICO POR UNA BASE Y SUB-BASE GRANULAR.

• El tráfico en caminos y calles varía tanto en la cantidad de los vehículos como en la
magnitud de las cargas por eje. El tráfico cambia con el transcurrir de los años.
• Modelos del tráfico actual y futuro no puede establecerse en forma precisa para un nuevo
camino o calle. Igualmente sobre facilidades existentes, las estimaciones sobre tráfico
futuro son solo aproximadas.

Dado que los efectos acumulativos de las cargas del tráfico son un importante
factor en el diseño estructural de un pavimento; tanto el modelo de tráfico
inicial como los cambios futuros deben ser cuidadosamente estudiados por el
diseño de la estructura de un pavimento.
A causa del infinito cambio del volumen de tráfico y de las cargas, los efectos
acumulativos de estos factores pueden resumirse en algún “denominador
común” para uso práctico en el diseño estructural de pavimentos.
Los procedimientos descritos por este método emplean, como ya se dijo, un
índice de tráfico para diseño como común denominador.
Cuando se provee un volumen relativamente alto de camiones pesados debe
utilizarse el procedimiento detallado para una mas precisa determinación del
índice de tráfico para diseño, que se describirán más adelante.
Para obtener el tráfico se debe conocer algunos términos especiales, los que se
definen como sigue:

TRANSITO DIARIO INICIAL (IDT)
• Es la media diaria del número de vehículos que usarán la carretera en ambos
direcciones, estimados en el primer año de servicio.
• Se determinan en forma objetiva o por comparaciones mediante las siguientes
técnicas:
1. Recuentos manuales o personales.
2. Registradores de pluma múltiples: son combinaciones de métodos manuales y
mecánicos.
3. Dispositivos mecánicos: se hace el conteo de vehículos y los registran
automáticamente; entre estos se tiene:
Detectores Neumáticos
Contactos Eléctricos
Fotoeléctricos
Radar
Magnético
4. Método del automóvil en movimiento.
5. Métodos fotográficos.

EQUIVALENCIA DE EJES SIMPLES A DE 18,000 LIBRAS
Es el efecto que produce en el comportamiento de un pavimento, uno o más ejes de cualquier magnitud,
comparando con el número de ejes simples con carga de 18,000 libras que se requiere para producir el mismo
efecto.
Estudios de investigación han proporcionado factores para convertir varios pesos de ejes equivalentes de ejes
simples de 18,000libras.

 CARRIL DE DISEÑO O PROYECTO
Es el carril en el que se espera que pasen un número mayor de vehículos de 18,000 libras
de peso por eje simple.
• La determinación del carril de diseño depende del tipo de vía, así por ejemplo, en una
carretera de dos carriles, se utiliza uno de ellos como el carril de diseño; en una vía de
varios carriles, el carril de diseño será el exterior ya que este es el mas cargado, pues es
el que se reserva para el gráfico de velocidad lenta v1, puesto que éstas velocidades
aumentan mientras el carril es más interior o sea v1<v2<v3, como se ve en la Fig.

De acuerdo a esto se afirma que no todas las vías tienen el mismo tráfico.
Si se pretendiera calcular el espesor del pavimento considerando el tráfico uniformemente repartido, es
muy posible que el carril más cargado se destruya más rápidamente por tener un espesor insuficiente.
El instituto de asfalto, en la tabla N°1, indica cual es la distribución de vehículos pesados que conviene
considerar en el carril de diseño en los diferentes casos.
TABLA N°1.- PORCENTAJE DEL TRAFICO TOTAL DE VEHÍCULOS
PESADOS (2 DIRECCIONES) EN EL CARRIL DE DISEÑO
Número total de carriles en la
carretera (2 direc.)
Porcentaje de camiones en el
carril de diseño
2
4
6 o más.
50
45(oscila entre 35 y 48)
40(oscila entre 25 y 48)
*Se debe tener en cuenta que estos valores son considerados para el caso de USA que difícilmente podrán
usarse en condiciones diferentes a las que prevalecen en ese país.
Con base en los datos de la tabla anterior u otra similar para otras condiciones locales
será posible llegar a una estimación del número promedio de vehículos pesados en el
carril de diseño (una sola dirección).

 TRÁNSITO INICIAL EQUIVALENTE
Se llama también número de tránsito inicial (NTI). Es la media diaria de ejes simples de 18,000
libras que se espera durante el primer año. Para determinarlo se usa el diagrama de la FIG.
N°2.
En la escala D se fija el valor medio de la carga de los camiones. Una se este punto con el
numero de camiones pesados en el carril de diseño sobre el eje C. La línea anterior se
prolonga hasta cortar al eje B y esta línea se prolongará hasta el eje A sobre el que se lee el
NTI.
 Índice De Tráfico Para El Diseño(IT)
Es el promedio diario de equivalentes de ejes simples de 18,000 libras que se espera para
el carril de diseño durante el periodo de diseño.

 CLASIFICACIÓN DEL TRÁFICO:
Conocido el IT, el método hace la siguiente clasificación:
TRÁFICO LIGERO O POCO: IT menor de 10
TRÁFICO MEDIANO O REGULAR: IT entre 10 y 100
TRÁFICO PESADO O INTENSO: IT mayor que 100
*Números que solo serán relativamente validos en USA,
aplicados a condiciones distintas estará expuesto a error;
entre estos tenemos los siguientes:
a) Determinando la tasa o índice de crecimiento anual del
tráfico.
b) Mediante gráficos del instituto de asfalto.
c) Analíticamente, aplicando coeficientes al número total de
camiones

a) CÁLCULO DEL IT MEDIANTE LA TASA DE CRECIMIENTO
ANUAL DEL TRÁFICO:
Se debe estimar la tasa o índice de crecimiento anual de tránsito o
incremento de tráfico a partir de los valores iniciales; para determinar el
tráfico a partir futuro, en 20 años (periodo de diseño, considerado que
duran los pavimentos de alta calidad). Para ello se debe manejar los
estudios correspondientes de planeación y estadística de tráfico.
TABLA N°2.- FACTORES DE CORRECCIÓN DEL NTI, PARA OBTENER EL NTD O IT
Periodo de diseño de años Tasa de crecimiento anual del tráfico
0 2 4 6 8 10
1
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
25
0.05
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
1.25
0.05
0.10
0.21
0.32
0.43
0.53
0.67
0.80
0.93
1.07
1.21
1.60
0.05
0.10
0.21
0.33
0.46
0.60
0.75
0.92
1.09
1.28
1.49
2.08
0.05
0.10
0.22
0.35
0.50
0.66
0.84
1.05
1.28
1.55
1.84
2.74
0.05
0.10
0.22
0.37
0.53
0.72
0.95
1.21
1.52
1.87
2.29
3.66
0.05
0.10
0.23
0.39
0.57
0.80
1.07
1.40
1.80
2.28
2.86
4.92

En la tabla N°2 se ha manejado la razón de crecimiento anual con las reglas de interés
compuesto, para obtener la tasa de crecimiento.
Se puede calcular un pavimento por etapas en 5, 10, 15 o 20 añosa medida que aumenta el
tráfico, se aumenta el espesor del pavimento, como se verá más adelante en un ejemplo
práctico.
Si hay duda del volumen del tráfico, se usa un pavimento de espesor para 5 años con
características similares a otras vías, se pone al servicio y se colocan contadores por un
tiempo, así se tiene un índice de crecimiento con el que se hace un nuevo diseño y se tiene el
espesor definido del pavimento.

b) CÁLCULO DEL IT POR GRÁFICOS
El índice de tráfico para diseño puede determinarse de los gráficos para análisis de tráfico que
se muestran en las FIG. N°3 y la FIG.N°4
Estos gráficos se basan en un periodo de diseño de 20 años y un crecimiento previsto uniforme
de aproximadamente 3% anual a partir del tránsito diario inicial (IDT) o índice medio diario,
durante el periodo de diseño.
Para IT para diseño a base de otros periodos de diseño y estimaciones diferentes de
crecimiento, no debe emplearse este método (ver observaciones en el desarrollo del ejemplo).
Por comodidad, zonas en las cuales el tráfico de varias clases de caminos, puede denominarse
“normal “ se encuentra en los gráficos. Relaciones precisas para condiciones de tráfico para
esta clase de caminos, no es necesarios hacerlas.

• El método del instituto de asfalto, para efectos del cálculo del IT de diseño conserva las vías:
calles, carretera rural, carretera urbana y carretera rural que están de acuerdo con las
características del tránsito vehicular que existen en este país y cuyas definiciones se dan a
continuación:
CALLE: vía cuyo tránsito se compone de un 95% o más de automóviles y camiones pequeños.
La porción superior de la franja deberá usarse para áreas comerciales o que tengan industria
ligera. La parte inferior, se empleará para áreas residenciales.
CARRETERA RURAL: también caminos locales rurales. Es la vía cuyo tránsito se compone,
generalmente de un 85% o más de automóviles y camiones pequeños. La parte superior de la
franja correspondiente, ha de usarse cuando el volumen de camiones pesados se considera
relativamente grande. Las carreteras que sirven zonas industriales mineras o madereras caen
dentro de esta categoría. La porción inferior de la franja, se destinará para carreteras que
circundan zonas rurales residenciales o haciendas y fincas pequeñas.

CARRETERA INTERURBANA: vía que generalmente soporta un tránsito de un 75% o más de
automóviles y camiones pequeños. La porción superior de la franja que le corresponde en el
gráfico, se utilizan en los sectores más industrializados del país y en aquellas áreas donde se
espera tener volúmenes de tránsito pesados relativamente altos. La parte inferior deberá
emplearse para las áreas típicamente rurales.
CARRETERA URBANA: aquella que tiene un porcentaje elevado de tránsito de automóviles y
camiones pequeños. El volumen de tránsito pesado es generalmente menor del 5%; en tal
caso, se ha de usar la porción inferior de la franja correspondiente del gráfico. En áreas
altamente industrializadas, donde el volumen de camiones pesados puede llegar hasta un 2%
se considerará la porción superior de la franja.

c) CÁLCULO ANALÍTICO DEL IT
El número de tráfico para el diseño para el volumen previsto de camiones se determina como
sigue:
1. Establecer el número diario de todos los camiones, en ambas direcciones, durante el
primer año del uso del pavimento
2. Establecer el factor de crecimiento medio global del tráfico
3. Establecer el factor de corrección del periodo de diseño
4. Calcular el factor de equivalencia de carga para camiones, o el factor camión
5. Determinar el equivalente decimal del porcentaje de camiones que calculan en el carril
de diseño.

El número de tráfico de diseño o índice de tráfico, basado solamente en el tráfico de camiones,
es el producto de todos los factores indicados en los paso del 1 al 5, o sea:
IT= N C D E P
Donde:
IT = Índice de Tráfico para diseño
N = Es el número total de camiones de un peso bruto mayor de 10,000 Ib. Si
son de eje simple y mayor de 18,000 Ibs. Si son de eje tándem o acoplado.
Lo que dará:
Para eje más pesado del primer caso: 18,000lbs.
Para eje más pesado del segundo caso: 14,000lbs.
C = Factor de Crecimiento Medio del Tráfico en el período de diseño. Experimentos
indican un aumento de 50 a 100%, para un período uniforme cerca de 20 años. Para
estas condiciones, el factor de crecimiento de tráfico, para el promedio, aumenta
de 1.25 a 1.50 respectivamente.
El gráfico se basa como ya se ha dicho, sobre un tipo de incremento del 3% anual que en
20 años lleva a un factor de crecimiento promedio del tráfico igual a 1.4.

TDI
TDF
20 AÑOS
Si: C1 = Factor de Tránsito Inicial (TDI)
C2 = Factor de tránsito Diario Final (TDF)
Enonces :
C = C1 + C2
2
D = Factor de Corrección del Período de Diseño. Es el Factor de conversión para tener en cuenta el período de vida
útil de la carretera. (Design Período). Es igual a 1 para una vida de 20 años (n), se obtiene multiplicando n por 0.05 o sea
por 1/20.
Factor de corrección del periodo de diseño = 0.05 x Período de diseño deseado en años.
E = Factor de Equivalencia Media de los ejes de los camiones respecto al eje de 18,000 Ibs
EL FACTOR DE EQUIVALENCIA, de Carga se emplea para
convertir carga de ejes simples y tándem de magnitud conocida a cargas equivalentes de ejes simples de 18,000 Ibs.
EL FACTOR CAMIÓN, es el número promedio de equivalentes de cargas de ejes simples de 18,000
Ibs. Por camión; en él calculo de número de tráfico de diseño.

P = Factor de Carril (Design Lane); Es el coeficiente de tanto por uno del número total de vehículos que
circulan por el carril más cargado.
En la práctica puede verificarse que los camiones pesados recorren de preferencia un solo carril, o bien,
tengan una dirección preferencial con carga completa y opuesta cuando están descargados; esto debe
tenerse en cuenta oportunamente y, a falta de datos precisos, se sugiere establecer la proporción relativa
de los camiones pesados que afectan el carril más transitado, según la Tabla N°1, que se indica el
acápite Carril de Diseño o de Proyecto.
TABLA N°3
EJE SIMPLE EJE TANDEM
Grupo De Carga Por Eje
(1000 Lb )
Factor De Equivalencia De
Carga
Grupo De Carga Por Eje ( 1000
Lb )
Factor De Equivalencia.
De Carga
Menos de 8
8 - 12
12 – 16
16 - 18
18 - 20
20 – 22
22-24
24 - 26
-
0.11
0.34
0.76
1.31
2.26
3.91
6.74
Menos de 14
14 - 20
20 - 26
26 – 30
30 - 32
32 - 34
34 - 36
36 - 38
38 – 40
40 - 42
42 – 44
44 - 46
-
0.11
0.27
0.57
0.92
1.25
1.70
2.33
3.15
4.36
5.88
8.15
Determinados todos factores
precedentes, su producción será el IT
relativo a los vehículos pesados que
constituyen el tráfico en estudio.

Corrección Del IT Para Diseño Para Condiciones De Tráfico Ligero
Si el IT es mayor que 10 (tráfico mediano o pesado), se pueden despreciar completamente el efecto de los
vehículos ligeros, en cambio si el IT es inferior a 10, el instituto de asfalto sugiere considerar también los
vehículos ligeros y establecer un IT total; en este segundo caso, calculando el IT para los pocos vehículos
comerciales, se determina empleando el gráfico de la Fig N° 6, la intersección entre la curva
correspondiente al IT encontrado y la vertical que indica el número diario de los vehículos ligeros; la horizontal
para esta intersección dará el IT total que se busca el IT total que se busca.

Ejemplo 1:
Calcular el índice de tráfico de una carretera de dos carriles, si al realizar el análisis de tráfico se tienen un trafico actual de
1000 vehículos diarios, con 3 % de camiones H 10,10 % de camiones H 15 – S 12 y 7 % de camiones H 20 – S 16
El periodo de diseño es de 20 años y el incremento de tráfico en este tiempo es del 100 %
Solución:
•Calculo del factor camión:
Primeramente se vera la composición del tráfico como se indica en la Tabla N° 4
TABLA N° 4: COMPOSICIÓN DEL TRÁFICO
Nota: las cargas indicadas bajo los ejes de los vehículos están
expresados en Kips para efectos de cálculo:

1 tonelada inglesa corta = 907 Kg = 2000 libras =
2 Kips
Número de ejes:
Automóviles y camiones livianos: 800 x 2 = 1600
Ejes simples camiones H 10: 30 x 2 = 60
Ejes simples camiones H 15 y S 12:100 x 3 = 300
Ejes simples camiones H 20 y S 16: 70 x 1 = 70
Ejes simples camiones H 20 y S 16: 70 x 2 = 140
TOTAL DE EJES: = 2 170
Distribución de los ejes por carga:
Eje simple:
-De menos de 8 kips
Automóviles y camiones livianos : 800 x 2 =
1600
Camiones H 10 : 30 x 1 = 30
Camiones H 15 - S12 : 100 x 1 = 100
Camiones H 20 - S16 : 0 , total=
2170
-Entre 8 y 12 kips
Camiones H 10 : -
Camiones H 15 y S 12 : -
Camiones H 20 y S 16 : 70 x 1 = 70
total 70
-Entre 12 y 16 kips
Camiones H 10 : 30 x 1 = 30
total 30
Entre 22 y 24 kips
Camiones H 10 : -
Camiones H 15 y S 12 : 100 x 2 = 200
Eje tandem
Entre 30 y 32 kips
Camiones H 10 : -
Camiones H 20 y S 16 : 70 x 2 = 140
total 140
TOTAL = 2 170

Conversión de estos ejes a equivalentes de 18 000 lbs de carga por eje simple:
Para el efecto se determinan previamente los factores de equivalencia para el promedio de grupos de
cargas para eje simple y para eje tandem, como ya se ha visto se puede usar el grafico de la fig. N° 5 o
también la tabla N° 3
Se tiene así la siguiente tabla N° 5:
TABLA N° 5: CÁLCULO DE EQUIVALENCIA DE 18 000 LB DE CARGAS POR EJE SIMPLE
1000
7
.
928

El factor camión se obtiene dividiendo esta suma entre el volumen total de tráfico actual (1000 vehículos)
E = factor camión =
= 0.9287 0.93

b) Cálculo Del Factor Carril:
Como la vía es una carretera de dos carriles, en la tabla N° 1 se tiene 50 % de camiones en el
carril de diseño, en consecuencia se tiene:
P = 50 x 0.01 = 0.50
c) Cálculo Del Factor De Crecimiento Medio Global De Tránsito:
Como el tráfico diario inicial es de 1000, entonces en 20 años el tránsito diario final será de
2000, luego:
C = 5
.
1
2
2
1


d) Cálculo Del Factor De Corrección Del Periodo De Diseño:
Como el periodo de diseño es 20 años este factor es 1 ó sea D = 1
e) Cálculo Del Número Total Diario De Vehículos Comerciales (Camiones)
N = 1000 – 800 = 30 + 100 +70 = 200
Reemplazando estos valores:
N = 200
C = 1.5
D = 1
E = 0.93
P = 0.50
En la fórmula (1), se tiene:
IT = 200 x 1.5 x 1 x 0.93 x 0.50 = 139.50
Como IT = 139.5 > 100; el trafico es pesado

Diseñar la estructura de un pavimento flexible, empleando el método del Instituto del
Asfalto, para una carretera de cuatro carriles.
De acuerdo al aforo realizado se tiene el siguiente volumen de tráfico:
Tipo de Vehículo Volumen promedio anual diario en
dos direcciones
A
B
C2
C3
T2S2
T3S2
9540
680
738
110 Vehículo pesado = 1664
34
102
TOTAL 11204

Los materiales que forman la subrasante son de origen volcánico ML y MH (Limos
inorgánicos de mediana plasticidad y de baja a alta compresibilidad).
Para el diseño del espesor total de la estructura se considera un CBR de 10% de material de
subrasante y se empleará piedra triturada de alta calidad en la capa de base hidráulica
Se considera que el período de diseño es de 10 años, con una tasa de crecimiento anual de
7%.

1) Evaluación del tráfico:
- Cálculo del número de tránsito de diseño (NTD)
Este valor se obtiene a partir del volumen de tránsito mezclado, transformado a carga equivalente
de 1 8,000 Lbs. (8.2 Tn) por eje simple.
El volumen de Tránsito Diario Promedio Anual Inicial (TDPA)i es igual a 11,204 vehículos.
El número de camiones pesados en el carril de diseño se calcula aplicando la formula siguiente:
N = TDI x A x B
100 100
Donde:
A = % de camiones pesados en dos direcciones
B = % de camiones pesados en el carril de diseño

Como los vehículos pesados suman 1,664, entonces:
A = 1,664 x 100 = 14.85 = 14.90%
11.204
La Tabla 1, para una carretera de cuatro carriles, da:
B = 45%
-Remplazando:
N = 11,204 x 14.9 x 45 = 751
100 100
Suponiendo que el peso medio de los camiones pesados es 15 Tn con ejes simples de 18,000 Ibs;
en el nomograma de la Figura 32, se obtiene el Número de Tránsito Inicial
NTI = 480, corresponde a Tránsito Pesado.
Usando la Tabla 2, para un período de diseño de 10 años y una tasa de crecimiento anual de
tránsito de 7 %, (se obtiene interpolando entre 6% y 8%), el Factor de Ajuste de Tránsito Inicial es
de 0.69.

Entonces, el Número de Tránsito de Diseño, será:
NTD = NTI x 0.69 = 480 x 0.69 = 331

2) Cálculo de la estructura del pavimento:
- Conociendo el tránsito de diseño 331 y con CBR de 10% del terreno de fundación, empleando
el nomograma se tiene:
Espesor total - 7.5" (19 cm) de concreto asfáltico.
- Como el pavimento debe tener una Base Hidráulica de piedra triturada de alta calidad, en el
gráfico de la Figura N° 12, se obtiene el espesor mínimo de capa de rodadura requerida por
una base hidráulica de alta calidad. Para nuestro caso, el espesor mínimo de concreto
asfáltico para un tráfico de 331, será:
Espesor mínimo de concreto asfáltico = 5.5" {14 cm) Por lo que, el espesor de la base granular
será:
7.5"-5.5" = 2.0" (5cm) en concreto asfáltico.
De acuerdo con la Tabla N° 11, el Factor de Equivalencia correspondiente a una base
granular de alta calidad (CBR 100%) es de 2.0.

De acuerdo con la Tabla N° 11, el Factor de Equivalencia correspondiente a una base
granular de alta calidad (CBR 100%) es de 2.0.
El espesor real de la base granular = 2" x 2" - 4" (10 cm)
En conclusión, la estructura del pavimento flexible quedará de la forma como indica la Figura
N° 33.

ESTUDIO DEL TRÁNSITO PARA EL DISEÑO DE PAVIMENTOS
DETERMINACION DEL TERRENO DE FUNDACION: CBR

SECCIONES TÍPICAS DE UNA CARRETERA.
Sección a media ladera
Sección de corte completo

SECCIONES TÍPICAS DE UNA CARRETERA.
Sección de Relleno Completo

• Tránsito Promedio Diario: Es el volumen de tránsito durante un
período de tiempo dividido por el número de días del período.
Se denota como TPD. Según el período utilizado para medir el
volumen de tránsito, el TPD puede ser:
 Anual: TPDA
Mensual: TPDM
Semanal: TPDS

CLASIFICACIÓN DE LOS VEHÍCULOS
Los vehículos que circulan en el país son los siguientes:
•
•
•
A
B
C
=
=
=
Vehículos livianos
Buses
Camiones.

DETERMINACIÓN DEL FACTOR CAMIÓN
Se entiende por factor camión al número de
aplicaciones de ejes sencillos con carga equivalente de
8.2 toneladas, correspondientes al paso de un vehículo
comercial (bus o camión).

METODOLOGÍAS PARA LA
DETERMINACIÓN DEL FACTOR CAMIÓN
1.
2.
3.
Conteo y Pesaje de los vehículos.
MOPT – INGEROUTE.
Universidad del Cauca.

• MANUAL PERUANO
DE SUELOS Y
PAVIMENTOS
PARA EL DISEÑO
DE CARRETERAS

1. Determinar los ejes equivalentes para el
camión estándar de tipo C2 el cual consiste
en un camión con un eje simple de 7 Ton de
rueda simple y un eje simple de ruedas
dobles de 11 Ton.

2. DETERMINAR LOS E.E DE UN CAMIÓN DE
CARGAS EXTRAORDINARIAS CON LA
SIGUIENTE CONFIGURACIÓN:

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