39033574-CAPITULO-4-EjempTransitoFlexible-FE1996-2010
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Taller No. 4 Evaluación del Tránsito de Diseño.
Ing: Carlos Hernando Higuera Sandoval MSc. 1 Curso de Diseño de Pavimento
1. Información general de la serie histórica del tránsito:
Carretera:Sector:Estación de conteo No.:Distrito No:Departamento de:
AUTOS BUSES CAMIONES %A %B %C C2P C2G C3-C4 C5 C6
2000 175 75 10 15 35.0 35.0 6.0 9.0 15.02001 180 76 9 15 30.0 40.0 6.0 9.0 15.02002 230 77 11 12 32.0 38.0 6.0 9.0 15.02003 225 75 13 12 30.0 40.0 7.0 8.0 15.02004 210 75 10 15 30.0 40.0 6.0 6.0 18.02005 300 81 9 10 30.0 40.0 6.0 10.0 14.02006 310 80 10 10 25.0 45.0 6.0 9.0 15.02007 250 79 8 13 20.0 50.0 6.0 9.0 15.02008 300 77 11 12 30.0 40.0 6.0 11.0 13.02009 340 79 11 10 30.0 40.0 5.0 10.0 15.02010 315 79 9 12 30.0 40.0 6.0 6.0 18.0
UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA ESCUELA DE TRANSPORTE Y VIAS
ESTIMACIÓN DEL TRANSITO DE DISEÑO DE DISEÑO (PROCEDIMIENTO DEL NIVEL 2 DEL INVIAS)
El Manual de Diseño de Pavimentos de Alto y Medio Volúmenes de Tránsito del Instituto Nacional de Vías, define dos niveles para la proyección del tránsito. Como en este caso se tiene la serie histórica se utiliza elel nivel 2, que se describe a continuación:
DISTRIBUCIÓN PORCENTUAL DE CAMIONES
DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLES
AÑO TPDS
Tabla 1: Información general de la serie histórica del tránsito.
Con base en la metodología del Instituto Nacional de Vías - INVIAS, para la proyección del tránsitoequivalente - Nivel 2, determinar el número de ejes equivalentes de 8.2 toneladas en el periodo de diseño enel carril de diseño, teniendo en cuenta la serie histórica del tránsito promedio diario. Considere los años 2011a 2012 como años muertos en los cuales se preparán los estudios y diseños de fase III del proyecto.Determine la proyección del tránsito para un periodo de diseño de 15 años, utilizando un nivel de confianzadel 95%, un tránsito generado del 3% y un tránsito atraido del 4%.Las especificaciones de la carretera son: Dos carriles, uno por sentido y la distribución direccionales del 58% del tránsito en el carril más cargado. Utilice los factores de equivalencia por vehículo delINVIAS - 1996.
TALLER No. 4 - ESTIMACION DEL TRANSITO DE DISEÑO
PROFESOR: Ing. CARLOS HERNANDO HIGUERA SANDOVAL MSc.
Taller No. 4 Evaluación del Tránsito de Diseño.
Ing: Carlos Hernando Higuera Sandoval MSc. 2 Curso de Diseño de Pavimento
2. Cálculo del tránsito equivalente diario en cada año.
El cálculo del tránsito equivalente diario para cada año se realiza de la siguiente forma:
Con los datos de la tabla anterior y los factores de equivalencia del INVIAS - 1996 se aplica la siguente ecuación, para
Naño = TPDSx(%B + %C)x[ %B x FDBuses + %C x ( %C2P x FDC2P + %C2G x FDC2G + .... + %C6 x FDC6 )] / (%B + %C)
Tabla 2: Factores de equivalencia de carga por tipo de vehículo.
C2PC2G
C5>C5
Prom C3-C4 = 2.72
2.332.274.215.31
0.401.001.142.153.153.13
3.443.763.37
En la siguiente tabla se dan los factores de equivalencia de carga obtenidos en el año 1996 y 2003 a nivel nacional porel INVIAS. Para el análisis del tránsito se utilizarán los FE del INVIAS - 1996.
0.40
1.14
BUSESBus
Bus MetropolitanoC2P
TIPO DE VEHÍCULO FACTOR DE EQUIVALENCIA - 1996 FE - IMVIAS -2003
1.00
C3 y C4 Prom 3.74
C2S1C4
C3S1C2S2
C2GC3
6.732.22
obtener el tránsito equivalente diario expresado en ejes de 8.2 toneladas.
2003
4.40
Como resultado de aplicar la ecuación anterior y los factores de equivalencia del INVIAS 1996, en la siguiente tabla seresumen los valores calculados de tránsito equivalente diario de ejes simples de 8,2 toneladas para cada año de la seriehistórica.
3.42
126
9498108111
C3S24.72
Tabla 3: Valores de tránsito equivalente diario.
AÑO TRANSITO EQUIVALENTE DIARIO20002001
>C5
20042005
20072006
117118129
2010
142141144
2008
2.175
2.2342.0752.081
2009
2002
2.4092.0641.978
FACTOR CAMION2.1592.2792.0441.979
Taller No. 4 Evaluación del Tránsito de Diseño.
Ing: Carlos Hernando Higuera Sandoval MSc. 3 Curso de Diseño de Pavimento
3. Análisis de regresión del tránsito equivalente diario.
X = Año
Y = TPDS equivalente
AÑO
20002001200220032004200520062007200820092010
Tabla 4: Tránsito equivalente diario estimado por el modelo asumido.
R = 0,983
R2 = 0,967
95100
Para la proyección del tránsito equivalente diario se usará el modelo lineal, ya que con base en los estudios de laInvestigación Nacional de Pavimentos este es el modelo que más se ajusta al crecimiento de Tránsito en Colombia.
4. Estimación del tránsito equivalente diario en cada año para el período observado, utilizando laecuación de regresión definida por el modelo.
En la tabla se presentan los valores calculados de tránsito equivalente diario utilizando el modelo de regresión lineal.
Modelo lineal:
Coeficiente de determinación:
Coeficiente de correlación:
Y = 5.119X - 10143
TRANSITO EQUIVALENTE DIARIO ESTIMADO CON BASE EN EL MODELO ASUMIDO
131136141
105110115121126
146
y = 5.119x - 10143R² = 0.967
60708090
100110120130140150160
2000 2002 2004 2006 2008 2010
TRA
NSI
TO E
QU
IVA
LEN
TE D
IAR
IO
SEM
AN
AL
(TPD
S)
AÑO
ANÁLISIS DE REGRESIÓN ESTADÍSTICO MODELO LINEAL
Taller No. 4 Evaluación del Tránsito de Diseño.
Ing: Carlos Hernando Higuera Sandoval MSc. 4 Curso de Diseño de Pavimento
AÑO DIFERE.2
2000 12001 42002 92003 12004 42005 92006 92007 252008 362009 02010 4
1026. Cálculo de error estándar del modelo de proyección asumido durante el periodo de la serie histórica.
Error estándar = [ [ Sumatoria (Tránsito estimado - Tránsito medido )2 ] / ( n - 2 ) ]1/2
Sumatoria(Tránsito estimado - Tránsito medido )2 = 102
n = 11
Error estándar = [ 102/ ( 11 - 2 ) ] 1/2 = 3.37
7. Determinación del valor promedio de los años registrados en la serie histórica.
Año promedio = ( 2000 + 2010 ) / 2 = 2005
5. Comparación del tránsito equivalente diario estimado y el tránsito observado en el período de la seriehistórica, cálculo de las diferencias de tránsitos en cada año, y determinación de la sumatoria de lasdiferencias al cuadrado de los dos tránsitos.
TRANSITO EQUIVALENTE DIARIO OBSERVADO, Yi
TRANSITO EQUIVALENTE DIARIO ESTIMADO POR EL
MODELO ASUMIDO, Ymodeloi
DIFERENCIA DE TRÁNSITOS
Tabla 5: Comparación de tránsitos equivalentes diarios.
9498
2001
8. Cálculo de la diferencia entre el valor de cada año de la serie y el valor promedio de los años deregistro; posteriormente calcular la sumatoria de las diferencias al cuadrado.
117118
95100105110
108111
-5
115121126129
126
-1
3
141146
Tabla 6: Cálculo de la diferencia al cuadrado de cada año y el valor promedio de los años
( AÑO - AÑO MEDIO )2AÑO
141144
0-2
49
200620072008
2005
2009
2516942003
2004
2002
2000
1
10
1625
1102010
6142 136131
-2312-3
( ) 2 n'
Y Yi σ
2i modelo
−−
= ∑
Taller No. 4 Evaluación del Tránsito de Diseño.
Ing: Carlos Hernando Higuera Sandoval MSc. 5 Curso de Diseño de Pavimento
Error pronóstico = Error estándar x [ ( Xo - Año medio )2 / Sumatoria ( Xi observado - Xi medio)2 + 1 / n ]1/2
S ( Xi observado - Xi medio)2 = 110
Xo = 2013
Error pronóstico 2013 = 3.37x [ ( 2013 - 2005 )2 / 110 + 1 / 11 ]1/2 = 2.76
Nivel de confianza = 95 %
Zr = 1.645
Periodo de diseño = 15 años Categoría II, según el INVIAS
11. Definición del límite superior del tránsito equivalente para cada año de la proyección
Límite superior = Tránsito equivalente diario proyectado + Error proyectado
En la tabla siguiente se resumen los cálculos del tránsito equivalente diario con nivel de confianza.
AÑO Zr
2013 1.6452014 1.6452015 1.6452016 1.6452017 1.6452018 1.6452019 1.6452020 1.6452021 1.6452022 1.6452023 1.6452024 1.6452025 1.6452026 1.6452027 1.645
TRANSITO EQUIVALENTE
DIARIO PROYECTADO,
Nj
ERROR DE PRONOSTICO
ERROR PROYECTADO
LIMITE SUPERIOR DE TRANSITO EQUIVALENTE
DIARIO
Tabla 7: Resumen del cálculo del tránsito equivalente normal con nivel de confianza.
9. Cálculo del error de pronóstico del número de ejes equivalentes, para cada año del periodo deproyección.
Se consideran 2 años muertos (2011 y 2012) por desarrollo del estudio,gestión del financiamiento y por procedimientos de adjudicación yconstrucción del proyecto.
4.29
12
9
182187
5.245.55
192197
4.61
3.98
7.132336.82228
84.92
167172177 3.67
2.763.063.37
3085
208213218223
239245
11116.50 234
5.87
189
202
194200
2171010
5
10. Definición del nivel de confianza con el cual se quiere estimar el tránsito de diseño, para asíseleccionar el coeficiente Zr correspondiente a una distribución normal.
2232286.18
167172178183
9205211
778
5
66
162
( ) Zr σ Cj jpronóstico ×=
( ) ( )( ) n
1 X Xi
X Xj σ σ 2
2
jpronóstico +−
−=
∑
Cj Nj j N' +=
Taller No. 4 Evaluación del Tránsito de Diseño.
Ing: Carlos Hernando Higuera Sandoval MSc. 6 Curso de Diseño de Pavimento
Factor de distribución direccional, Fd = 58 %
Factor de distribución por carril, Fca = 1
N = 3085 x 365 x 0,58 x 1,0 = 653031 Ejes equivalentes de 8,2 t en el carril de diseño durante el periodo de diseño.
Tránsito atraído (Ta) = 4% x N = 26121 Ejes equivalentes de 8,2 toneladas.
Tránsito generado (Tg) = 3% x N = 19591 Ejes equivalentes de 8,2 toneladas.
Tránsito de diseño (Ndis) = N + Ta + Tg = 6.99E+05 Ejes equivalentes de 8,2 t en el carril de diseño durante el periodo de diseño.
Ing: Carlos Hernando Higuera Sandoval. MSc.Archivo; EjemploTransitoFlexible ALUMNOS PREGRADO-2010
Según los rangos contemplados en la norma del INVIAS, el tránsito de diseño es un T1. El valor de0.7xE+06 ejes equivalentes de 8,2 toneladas en el carril de diseño durante el periodo de diseño sediseñará la estructura de pavimento flexible.
12. Cálculo del tránsito equivalente en el carril de diseño durante el periodo de diseño para lascondiciones normales, será igual a ala sumatoria anterior, multiplicada por 365 días de cada año y por loscorrespondientes factores de distribución direccional (Fd) y por carril (Fca).
Vía rural de doscarriles, uno por cadasentido.
Taller No. 4 Evaluación del Tránsito de Diseño.
Ing: Carlos Hernando Higuera Sandoval MSc. 7 Curso de Diseño de Pavimento
Taller No. 4 Evaluación del Tránsito de Diseño.
Ing: Carlos Hernando Higuera Sandoval MSc. 8 Curso de Diseño de Pavimento
Taller No. 4 Evaluación del Tránsito de Diseño.
Ing: Carlos Hernando Higuera Sandoval MSc. 9 Curso de Diseño de Pavimento
Taller No. 4 Evaluación del Tránsito de Diseño.
Ing: Carlos Hernando Higuera Sandoval MSc. 10 Curso de Diseño de Pavimento
Taller No. 4 Evaluación del Tránsito de Diseño.
Ing: Carlos Hernando Higuera Sandoval MSc. 11 Curso de Diseño de Pavimento
Taller No. 4 Evaluación del Tránsito de Diseño.
Ing: Carlos Hernando Higuera Sandoval MSc. 12 Curso de Diseño de Pavimento