5.4 ESTUDIO DE TRÁFICO

5.4.1 ASPECTOS GENERALES

El transito, constituye en la actualidad la variable más importante en el diseño de pavimentos,

debemos añadir que es también la menos estudiada y a la que se le otorga la menor importancia.

Para el dimensionamiento de un pavimento es necesario determinar los efectos que las cargas de

estos vehículos causaran sobre el pavimento, por lo cual se debe conocer el número y tipo de

vehículos que circularan por una vía, así como la intensidad de la carga y la configuración del eje que

la aplica.

Así mismo el transito cambia con el transcurrir de los años, la predicción o estimación del transito total

que rodara sobre un pavimento durante su vida de diseño es muy difícil determinarlo, pero

obviamente una tarea importante.

El tráfico actual a lo largo de la Av. Alfonso Ugarte y Vías Transversales , está formado en su

mayor parte por vehículos ligeros, en resumen el tráfico está constituido solamente por vehículos

menores y un porcentaje mucho menor de camiones tipo C2.

Para poder identificar las vias dentro de un sistema, en general se pueden agrupar las vias urbanas

de acuerdo a un volumen de transito, dentro de los siguientes sistemas:

Sistema de Transito General, destinadas a servir a grandes volumenes de transito para

comunicaciones Inter Comunales o Inter Provinciales a velocidades relativamente altas, es

frecuente el transito de carga entre 10 y 11 Tn por eje.

Sistema Arterial Mayor (via principal de primer orden), agrupan a las calles del sistema del

transito general, siendo utilizadas generalmente por omnibuses y camiones, en estas vias es

frecuente cargas de de 8 a 9 Tn por eje.

Sistema Colector (vias principales de segundo orden), utilizadas para reunir o dispersar el

transito del Sistema Arterial Mayor, en estas vias son frecuentes cargas de 7 a 8 Tn por eje.

Sistema Local, estas vias tienen por objetivo el servicio de transito menores dentro de las

urbanizaciones las cargas mas pesadas que se preven estan por debajo de las 6 Tn por eje.

De acuerdo a la categorización del sistema de transito vial urbano y plan Director del Cusco, la vía

proyectada se clasifica como “Vía local - Secundaria”; caracterizada por que sus calles llevan poco

transito; originado generalmente por vehículos particulares y vehículos de reparto comercial.

5.4.2 ESTADO ACTUAL DE LA VIA.

El siguiente es un cuadro en el cual se da en resumen lo observado en campo y datos tomados del

análisis topográfico efectuado del estado actual de la vía en estudio.

LLANA ONDUL ACCIDE M.S. R.S. R.F. ANCHO TIPO (%) CUNETA

% % % % % % M TIERRA % M DIAM N° M

00+00 00+100 100 0 0 100 0 0 6.00 100 4 100

00+100 00+200 100 0 0 100 0 0 7.00 100 3.5 100

00+200 00+235 100 0 0 100 0 0 6.50 100 4 35

RESUMEN DEL ESTADO ACTUAL DE VIA

OBSERVACION

Punto de inicio de la via en estudio

Variacion de ancho de calzada

Gran necesidad de alcantarillas

DE - AL

KM TOPOGRAFIA MATERIAL DE CORTE VIA

REGULAR

REGULAR

REGULAR

NO PRESENTA

NO PRESENTA

NO PRESENTA

OBRAS DE ARTE

ALCANTARILLA

ESTADO DE VIA MAX. PENDIENTE

5.4.2.1 ESTUDIO DE TRÁFICO DE LA VIA

La finalidad de este estudio es determinar los volúmenes de transito actual y proyectarlo a la vía en

estudio, en tal sentido, es importante conocer los conceptos principales y a partir de ellos llegar a las

conclusiones que un estudio de trafico nos ofrece; para poder tomar decisiones y criterios técnicos en

la proyección de nuestra vía.

5.4.2.2 ANALISIS DE TRÁFICO DE LA VIA.

Para diseñar una carretera o estructura de pavimento es necesario predecir el numero de vehículos

para un periodo de diseño; la información sobre el trafico inicial puede obtenerse mediante medidas

directas en el campo, datos estadísticos o medidas directas en alguna carretera con características

de transito parecidas a las del proyecto.

Los cálculos para pronosticar el transito futuro, dan la pauta sobre la cual se pueden elaborar

proyectos económicamente seguros, así como proporcionar la base para proyectos que satisfagan la

demanda del transito.

Los volúmenes de transito futuro (TF) para efectos de proyectos se derivan a partir del transito actual

(TA) y el incremento de transito (IT) esperado al final o periodo de año meta seleccionado.

TF = TA + IT

5.4.3 TRANSITO ACTUAL (TA)

Es el volumen de transito que usara la carretera mejorada o la nueva carretera en el momento de

quedar completamente en servicio. En el mejoramiento de una carretera existente, el transito actual

se compone del transito existente (te) antes de la mejora, mas el transito atraído (td) a ella de otras

carreteras una vez finalizada su reconstrucción total; mientras que para el caso de carreteras nuevas

el transito actual viene hacer el transito atraído.

TA = Te + Td

5.4.3.1 TRANSITO EXISTENTE (Te)

Es el tráfico que existe en un determinado tramo de la carretera. Sirve para el mejoramiento de vías y

se determina mediante aforos.

5.4.3.2 TRANSITO ATRAIDO (Td)

Comprende viajes que tienen los mismos orígenes y destinos tanto antes como después de la

inauguración de la nueva carretera y que se desvía por la nueva obra. Para su estimación se debe

tener un conocimiento de las condiciones locales, de los orígenes y destinos vehiculares y del grado

de atracción de todas las vialidades comprendidas. A su vez este transito depende de la capacidad y

de los volúmenes de las carreteras existentes, así por ejemplo, si están saturadas o congestionadas,

la atracción será mucho mas grande. En caso de nueva vía, el tráfico actual será enteramente el

tráfico atraído.

5.4.4 TRANSITO FUTURO

5.4.4.1 INCREMENTO DE TRANSITO (IT)

Es aquel volumen de transito que se espera que use la nueva vía en el año futuro de vida útil

seleccionado para la vía. El incremento de transito esta en función del crecimiento normal del transito

(CNT), transito generado (TG) y el transito desarrollado (TD)

IT = CNT + TG + TD

5.4.4.2 CRECIMIENTO NORMAL DE TRANSITO (CNT)

Es el incremento de volumen de transito debido al aumento normal en el uso de los vehículos; es

decir en el crecimiento del parque automotor de la región, pudiendo adoptarse los indicadores de la

tasa de crecimiento poblacional de 1.30 % obtenido del ministerio de transportes y comunicaciones

5.4.4.3 TRANSITO GENERADO (TG)

Dentro de los primeros años que siguen a la terminación de una nueva vía, aparece en ella el transito

que no se hubiera producido si no se hubiese construido la nueva obra. En estos viajes están

incluidos los que anteriormente se hacían por transporte públicos y viajes completamente nuevos;

además la nueva vía puede hacer posible, por su fácil acceso, el desarrollo de zonas residenciales,

comerciales, industriales o turísticas que producen cambios en los orígenes y destinos de parte del

transito. Generalmente se desarrolla en uno o dos años, a este tipo de transito se le asigna tasas de

crecimiento entre 5% y el 25% de la tasa actual (TA). Para el presente proyecto se toma el 10% del

tráfico normal.

5.4.4.4 TRANSITO DESARROLLADO (TD)

Es el incremento de volumen de transito debido a las mejoras en el suelo adyacente a la carretera. A

diferencia del transito generado, este continua desarrollado por muchos años

Después de que la nueva carretera ha sido puesta al servicio; pudiendo considerarse alrededor del

5% del transito actual.

5.4.5 TRAFICO VEHICULAR PROYECTADO

Un pavimento debe ser diseñado para soportar el tránsito inicial y aquel que pase durante su vida útil,

por ello es importante conocer el volumen de tránsito futuro. El volumen de tránsito futuro de una vía

puede ser estimado con razonable exactitud a partir de datos sobre el tránsito existente y mediante un

análisis estadístico de su evolución histórica.

5.4.6 VOLUMEN DE TRANSITO ACTUAL.

Se define como el número de vehículos que pasan por un punto o sección transversal dada, de un

carril o de una calzada, durante un periodo determinado, este puede ser horario, diario, semanal, etc.,

técnicamente se designa como Transito Promedio Diario (T.P.D), y se refiere al volumen de tránsito al

inicio del periodo de diseño. Para evaluar el T.P.D. en el presente proyecto se analiza mediante un

aforo vehicular durante un periodo semanal llamado transito semanal (TS), obteniendo el TPD así:

Trânsito Promedio Diário Anual (T.P.D.A.):

veh/día365TA

TPDA

Tránsito Promedio Diario Mensual (T.P.D.M.):

veh/día30TM

TPDM

Tránsito Promedio Diario Semanal (T.P.D.S.):

veh/día

7

TSTPDS

CARACTERISTICAS DE LOS VOLUMENES DE TRANSITO

Variación diaria y mensual del volumen de transito.

Según estudio los volúmenes de transito en los días lunes a jueves y domingo son muy estables los

máximos se registran generalmente entre los días viernes y mayormente sábado, debido a que

durante este día circula una mayor demanda de tipo comercial-laboral, también es necesario

mencionar, con referencia a la variación diaria de los volúmenes de transito, que se presentan

máximos en aquellos días considerados de eventos especiales o fiestas patronales, que se llevan a

cabo en diferentes meses del año como son Entrada de Reyes Magos (06 de enero), Feria San Isidro

Labrador (15 de Mayo), Feria San Pedro y San Pablo (29 de Junio), Aniversario del Distrito (30 de

agosto)

5.4.6.1 TRAFICO VEHICULAR

La información necesaria para cuantificar el tránsito existente de una vía se debe recolectar en base a

los procedimientos de la Ingeniería de Transito.

La información que se requiere es la siguiente:

- El tránsito promedio diario (TPD).

- El numero, tipo y peso de los ejes de los vehículos pesados.

El mejor método para el estudio de tránsito es realizar un censo o conteo vehicular. Para esto se

requiere ubicar estaciones de conteo, conocidos también como estaciones de control, donde el

conteo de vehículos se realiza considerando:

- El tipo de vehículo.

- El tipo de ejes

- Los pesos

- La carga del vehículo (lleno y vacio) que pasa por la carretera objeto de estudio.

Generalmente el conteo se realiza durante una semana, de todos los vehículos, teniendo en cuenta

que el tránsito en general presenta variaciones mensuales y estacionales, es necesario hacer una

cuidadosa elección de la semana de aforo.

Para determinar el TPD se debe discriminarse en vehículos livianos y pesados estos últimos son los

que se toman en cuenta para el diseño de un pavimento.

En la determinación del tránsito existente de una vía nueva, se recurre a:

a) Cuantificación directa por conteo

b) Realizar un estudio de origen y destino entre dos sitios que serán unidos por nueva vía.

c) Adoptar los datos de transito de otra vía situada en una zona de características similares.

d) Utilizar los datos de transito de otra vía alterna a la que se desea construir.

Por la condiciones actuales de la vía en estudio, el transito existente es mínimo, por lo que se optara

por realizar un estudio origen y destino, cuantificación directa, complementado con la comparación de

datos de transito de otra vía de características similares.

5.4.6.2 ESTUDIO DE ORIGEN Y DESTINO

Estos estudios consisten básicamente en detener a los vehículos que pasan por un punto de una

carretera, para obtener información sobre los viajes que realizan, principalmente sobre su origen y su

destino. El objeto de realizar un programa de censos de origen y destino es obtener las matrices o

tablas de viajes, las que luego serán utilizadas en el proceso de proyección y asignación de viajes.

Además se obtendrá un conjunto de información sobre los vehículos, los pasajeros y la carga. Se

logrará así proporcionar la información necesaria para el análisis económico y el estudio de los costos

de operación de vehículos, para esto se realizo la siguiente encuesta:

1.- ¿Usa Ud. Frecuentemente esta via, y entre que puntos se moviliza ?

RESPUESTA N° VEHICULOS %

SI, Poblado de Sicuani – Marangani 15 30

SI, Poblado de Marangani – Sicuani 35 70

TOTAL 50 100

2.- ¿Cuál es su ocupación vehicular?

RESPUESTA N° VEHICULOS %

Transporte Publico 18 36Servicio de Carga 7 14Vehículo Propio 5 10

Ninguno 20 40

TOTAL 50 100

3.- ¿Cómo percibe Ud. la ampliación del sistema de transporte público en la Av. Alfonso Ugarte?

RESPUESTA N° VEHICULOS %

Superficie de rodadura en mal estado. 30 60

Presencia de lodo en tiempo de lluvias, y polvo en tiempo de sequias

12 24

Poco ámbito comercial en la zona 5 10

Ninguno 3 6

TOTAL 50 100

TABLA DE VIAJE

Cabe mencionar que el principal problema en lo que se refiere al estado actual de la vía se presenta

en época de lluvias, debido a que la zona del proyecto esta a nivel de trocha y no cuenta con un

sistema de evacuación de aguas pluviales. De ahí que las aguas forman lodos en las vías principales,

saturando en algunos casos el suelo y por tanto produciendo la interferencia del tránsito vehicular y

peatonal

Estacion…………………………..

TIPO DE MUNICIPIO BARRIO MUNICIPIO BARRIO MOTIVO TIPO

VEHICULO O O O O VIAJE CARGAPOBLACION REPARTO POBLACION REPARTO

09.00 Auto Cusco Marangani - Cusco Sicuani Social Personas09.00 Station Wagon Cusco Marangani - Cusco Sicuani Laboral Personas11.00 Camioneta Cusco Marangani - Cusco Sicuani Laboral Personas12.00 Camioneta Cusco Marangani Cusco - Comunidades Laboral Personas07.00 Combi Cusco Marangani - Cusco Sicuani Laboral Personas15.00 Combi Cusco Sicuani Cusco - Comunidades Laboral Personas07.00 Camion Cusco Marangani - Cusco Sicuani Laboral Comercial17.00 Camion Cusco Sicuani - Cusco - Comunidades Laboral ComercialFuente: Elaboracion propia

ESTUDIO DE ORIGEN DESTINO

ORIGEN DESTINO

CODIGO CODIGODPTO.HORA

DPTO.

5.4.7 ANALISIS DEL TRÁFICO PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTO

A. FACTOR DE CRECIMIENTO: El método de la PCA para el diseño de pavimentos utiliza los

criterios de fatiga y erosión ocasionada por el tráfico y para su cálculo debe conocerse el

número y magnitud de las cargas por eje esperadas durante el periodo de diseño, Según el

método de la PCA recomienda:

` Para conocer el factor de crecimiento anual se requiere únicamente del período de diseño en

años y de la tasa de crecimiento anual. Con estos datos podemos saber el factor de crecimiento de

manera rápida.Si se desea obtener el factor de crecimiento anual del tráfico (FCA) de manera más

exacta, se puede obtener a partir de la siguiente fórmula:

FC=(1+r )n−1

(r )∗nDónde:

FC = Factor de Crecimiento Anual.

n = Vida útil en años.

r = Tasa de crecimiento anual, en %

Entonces tenemos:

Una Tasa de crecimiento para el Departamento del Cusco de r = 2,3 y un Periodo de 20 años.

Reemplazando en la formula obtenemos el siguiente FC para nuestro proyecto.

FC=(1+0.023)20−1

(0.023 )∗20

FC=1.25

CUADRO N° 5.4.7

A. CARRIL DE DISEÑO: Es aquel carril por el cual se espera que circulen el mayor volumen de

vehículos pesados, en las calles y carreteras de dos carriles, el carril de diseño puedes ser

cualquier de los dos, puede ocurrir que más camiones cargados transiten en una dirección

que en la otra, por lo que debe tenerse en cuenta el volumen de tránsito es el más crítico, es

decir, el que recibe el servicio más severo.

B. PERIODO DE DISEÑO (PERIODO DE ANALISIS DE TRÁFICO): la vida de los pavimentos

de diseño puede variar de 20 a 40 años, el periodo de diseño seleccionado afecta al espesor

de diseño, ya que determina cuántos años y por lo tanto a cuántos camiones debe servir el

pavimento, la Asociación de Concreto Portland (PCA) considera que el periodo de diseño

debe ser de 25 años, llega a esta conclusión en base a sus ensayos experimentales de

550 000 pasadas, si excede este numero de pasadas el concreto se ve afectado por las

repeticiones de esfuerzos a los que está sometido, este fenómeno se le conoce como “fatiga”.

En pavimentos el concreto trabaja a flexo – tracción, podría causar fatiga el esfuerzo de

tracción o tensión por repetición o inversión de esfuerzos.

Cuando la tensión de trabajo no excede el 50% del Modulo de Rotura, el concreto puede aceptar un

número ilimitado de solicitaciones sin llegar a la falla. En caso contrario si el esfuerzo aplicado excede

del 50% del Módulo de Rotura (Mr), el concreto terminara por fallar después de un cierto número de

aplicaciones de carga.

y = -0,03ln(x) + 0,968

0,3

0,35

0,4

0,45

0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 10000000

Rel

ació

n en

tre

la T

ensi

ón d

e Tr

abaj

o y

el M

ódul

o de

Rot

ura

(Md/

Mr)

.

Número de repeticiones que provoca la falla (N).

Curva de Fatiga del Concreto Sometido a Tensión por Flexión

Fuente: Asociación de Concreto Portland (PCA)

Para este proyecto el volumen de transito actual se obtuvo de la siguiente manera:

5.4.7.1 METODOLOGÍA

5.4.7.1.1 PLANIFICACIÓN DEL ESTUDIO

Esta parte del trabajo ha consistido básicamente en las siguientes etapas:

Reconocimiento de ruta y obtención de información de fuente secundaria

Determinación de tramos homogéneos y de estación de control.

Diseño de formatos y esquema de conteo.

5.4.7.1.2 TOMA DE DATOS

La modalidad de toma de datos ha sido la siguiente:

Formato : Aforo del Tránsito

Días : Durante 07 días consecutivos,

Horario : De 6:00 a.m. a 8:00 p.m.

Tipo de Control : Conteo del tráfico y estudio de origen y destino.

5.4.7.1.3 DATOS DEL AFORO DE TRÁFICO

Se realizó la recolección de información en base a conteos visuales de los diferentes tipos de

vehículos que circulan por la vía o ruta en estudio, el conteo de vehículos se realizó con la finalidad

de conocer el volumen y clasificación vehicular agrupados según su número de ejes, para

posteriormente obtener el IMD (Índice Medio Diario).

En el siguiente cuadro se evidencia los resúmenes relativos al aforo del tráfico realizado, cuyos datos

fueron obtenidos de las hojas de campo del aforo de tránsito.

IMPRIMIR HOJA DE CÁLC

5.4.8 TRANSITO DE DISEÑO.

Para determinar el tránsito de diseño existen diferentes metodologías dependiendo del método del

diseño del pavimento que se vaya a utilizar. El método empleado para determinar el tránsito de

diseño para el proyecto es utilizando el EAL de diseño:

El Instituto del Asfalto, recomienda que los efectos del tránsito y el diseño estructural de pavimentos

se exprese en términos del número de aplicaciones de carga equivalentes a 18,000 lbs que soporta

un eje simple (EAL).

Para determinar el EAL de diseño, se siguen los siguientes pasos:

1) Calcular el número de vehículos de cada tipo esperados en el carril de diseño, durante el

primer año de tráfico.

2) Determinar preferentemente a partir de un análisis de pesos por eje, el Factor Camión para

cada tipo de vehículo considerado en el paso 1.

3) Obtener el Factor de Crecimiento.

4) multiplicar el número de vehículos de cada tipo por el factor camión y el factor de crecimiento

determinados anteriormente. La suma de estos valores determina el EAL de diseño.

5.4.8.1 FACTOR CAMION

Se refiere al número de aplicaciones de carga equivalente a 18000 lb. Aportado por el pasaje de un

vehículo pesado, es decir lo que contribuye en el gasto de deterioro del pavimento cada vez que pasa

un vehículo pesado. Se determina mediante la siguiente expresión.

Factor Camión=∑ (N ° de ejes*Factor de equivalencia de carga )

N ° de vehículos

Factor de equivalencia de Carga: Es el número de aplicaciones de eje simple equivalente a 18000 lb

aportadas por el pasaje de un eje. Pueden obtenerse de la siguiente tabla:

CUADRO N° 5.4.8.1

FACTORES DE EQUIVALENCIA DE CARGA

5.4.8 CALCULO DE EAL DE DISEÑO.

1) Número de vehículos de cada tipo. En nuestro caso este valor corresponde al medido en los

aforos. (Ver Cuadro de aforos ) del que extraemos los siguientes resultados:

IMD ANUAL(Veh/dia)

Tipo de Vehículos IMDDistrib.

%Autos 1.05 4.8%Station Wagon 8.36 38.1%Camioneta Pick Up 4.18 19.0%Camioneta Rural 5.23 23.8%Camión 2E 3.14 14.3%

TOTAL IMD 22 100.0%

Calculo del Factor Camión para cada tipo de Vehículo.

`

COMO TENEMOS: `

FC=1.25, factor de crecimiento

Calculo del EAL de diseño:

TIPO DE VEHICULO Nº VEHICULOS POR AÑO FACTOR CAMIONFACTOR

CRECIMIENTOEAL

AUTOS 1.05 365 0.03502 1.25 16.70STATION WAGON 8.36 365 0.03502 1.25 133.58CAMIONETA PICK UP

4.18 365 0.03502 1.2566.79

CAMIONETA RURAL 5.23 365 0.03502 1.25 83.49CAMION 2 EJES 3.14 365 1.96485 1.25 2,810.56

EAL DISEÑO= 3,111.12