DETERMINACIÓN DE LAS VARIABLES DE TRANSITO PARA EL DISEÑO DE PAVIMENTOS EN URBANIZACIONES

RESIDENCIALES

RESUMEN

Un proyectista de Pavimentos en Aéreas Residenciales encuentra, muy frecuentemente una serie de dificultades para asociar las variables urbanas que definen el desarrollo del Proyecto, con las características del flujo de vehículos que circulara por las diversas calles y avenidas de la urbanización, tanto en la etapa de construcción, como en los años en que preste servicio a sus residentes. No es fácil disponer de estadísticas de transito en urbanizaciones de características similares, o al menos de vías que puedan ser definidas como movimiento de vehículos netamente urbanos.El presente trabajo, fundamentado en una investigación desarrollada por la Universidad Santa María de Caracas, como requisito de Grado, se baso en el registro real de vehículos que sirven a urbanizaciones, tanto en la etapa de construcción, como en algunos casos de áreas residenciales ya en servicio desde hace años.La información registrada y procesada, persigue dos propósitos: (a) poner a disposición de las Proyectistas de Pavimentos de cifras que les permitan estimar el efecto del tránsito en un desarrollo urbano y, (b) someter a consideraciones de estos Proyectistas la metodología empleada, con el fin de evaluarla y perfeccionarla en próximos estudios, idealmente en diversas urbanizaciones a lo largo y ancho del país, con el fin de lograr, en mediano placo, unas variables de diseño que se ajusten a la realidad de los proyectos urbanos en consideración.

1. ALCANCE

Ha sido reiteradamente comentado que el tránsito es la variable más importante, y también la de mayor dificultad de cuantificación, en el diseño de pavimentos. Si esto es cierto para el caso de vías interurbanas – carreteras y autopistas – es, en el caso de las calles y avenidas que conforman una re residencial, una realidad tangible que es encontrada por el Ingeniero responsable del diseño de pavimentos. El Proyectista debe generalmente satisfacerse con la información que se encuentra en la escasa literatura internacional que de ocupas del tema, que ofrece valores para las cargas equivalentes en diferentes tipologías de calles y avenidas. Surge de inmediato el cuestionamiento de tales valores al caso venezolano, en donde el comportamiento del tránsito – urbano y no urbano – tiene un comportamiento totalmente diferente al del país de referencia. En otras oportunidades el especialista de pavimentos debe producir su propia información, haciendo estimación de las cargas que provienen de la etapa de construcción de las viviendas y de las que se generan del uso diario de la vialidad por los residentes t suministradores de servicio de la urbanización en operación. Este Trabajo, basado en mediciones reales de urbanizaciones en construcción y servicio en Caracas presenta una información que se considera oportuna para la necesidad planteada.

2. INFORMACIÓN DISPONIBLE A LA FECHA

A conocimiento de los autores, el Proyectista de Pavimentos de un Área Residencial puede obtener información de Cargas Equivalentes de Diseño, solo de un número de fuentes limitadas. Una de ellas indica (2.1) directamente las cargas de diseño aun cuando no indica otras características que permitan al proyectista comparar su diseño con las cargas propuestas.Otra (2.2) de uso más recomendado, sugiere cargas por cada m2 de construcción, indicando el tipo de uso de la parcela. En este caso el Proyectista debe establecer el tipo de camiones en que su carga será movilizada en su caso de diseño. La tercera (2.3), similar a la primera, solo indica el número de cargas equivalentes para el tipo de calle o avenida, sin asociarla con otras características de la urbanización.

Esta tercera tabla, de uso más restringido, ha sido obtenida con información de un solo Proyectista, por lo que refleja solo un criterio de diseño. Tiene en su haber, sin embargo, ser similar a la primera, pero ajustada a casos venezolanos.

2.1. Cargas Equivalentes de diseño sugeridas por el Instituto del Asfalto Americano

Tipo de Vía Cargas Equivalente de Diseño

Número de camiones en el periodo de diseño

Calles residenciales menores 5.000 >= 7.000Calles residenciales

secundarias10.000 7.000 – 15.000

Calles urbanas colectoras 100.000 70.000 – 150.000Avenidas urbanas 1.000.000 700.000 – 1.500.000

2.2. Estudios de características del tránsito para vías típicamente residencialesUna serie de proyectos viales urbanos realizados en Caracas, ha ofrecido una muy valiosa información que relaciona m 2

de terreno con cargas:

Actividad durante la construcción urbana m3/m2 de terrenoMovimiento de tierras en parcelas destinadas a viviendas

0.65

Movimiento de tierras en parcelas para uso educacional

1.00

Movimiento de tierras en parcelas de parques y plazas

0.10

Construcción en parcelas destinadas a viviendas y edificaciones

1.00

Construcción en parcelas destinadas a parques y plazas

0.10

2.3. Empleo de valores de ejes equivalentes para uso frecuente en zonas residencialesUn análisis de las cargas equivalentes empleadas por un proyectista permite sugerir los siguientes valores de diseño:

Tipo de Vía Cargas Equivalentes de DiseñoCalles residenciales menores 45.000 – 60.000Calles residenciales secundarias 140.000 – 680.000Calle urbanas colectoras 260.000 – 810.000Avenidas urbanas 1.000.000

Cualquiera de las tablas anteriores deja, indudablemente, en el Proyectista de Pavimentos una serie de inquietudes en cuanto aplicabilidad en la vialidad que caracteriza a “su urbanización”, pero son, sin embargo, las fuentes comunes de obtención de información.

3. METODOLOGÍA EMPLEADA

3.1. Etapa de construcción de viviendas

3.1.1. Determinación de las cantidades y pesos de materiales de construcción en tres (3) edificios residenciales y una (1) vivienda típica en un conjunto residencial. Se cuantificaron, en base a los cómputos métricos señalados en los presupuestos de ejecución de cada edificio y seis (6) town-houses, los volúmenes de insumos de obra, agrupados en los siguientes capítulos: (1) movimiento de tierras, (2) fundaciones, (3) estructura, (4) arquitectura y (5) otros.

3.1.2. Registro del número de viajes, tipo de vehículo de carga, y tipo de material transportado, que realmente fueron empleados en la construcción de dos (2) edificios con determinación de cómputos métricos indicado en (3.1.2.), y se encuentran en la etapa de ejecución de obras.

3.2. Etapa se servicio de urbanizaciones

Se registró, durante el lapso de una semana, el transito que circulo por dos (2) urbanizaciones en servicio: (a) una urbanización de residencias multifamiliares constituida por (6) edificios en total de 249 Apartamentos y un Centro Juvenil (Urbanización Maracay, Calle Cubagua), y (b) una urbanización (Terrazas C, D, y E del Club Hípico) con composición mixta de (5) residencias multifamiliares (297 Apartamentos), viviendas unifamiliares (363) viviendas y edificaciones educacionales (3 liceos).3.3. Procedimiento

Para estimar las cargas de un edificio en etapa de construcción se debe enfocar el estudio hacia diferentes urbanizaciones que se encuentren en dicha fase, basándose principalmente en registros reales de vehículos tomados en edificio en construcción y en los cómputos métricos que se pueden obtener con el personal encargado de estas obras.El proceso de análisis se inicia en la urbanización Portón de lo Olivos (Caracas), específicamente el Edificio “Millenium”, el cual se encuentra sobre una parcela de 5057.53m2 de terreno y posee 40406.11 m2 de construcción, con un avance aproximado de setenta por ciento (70%) de la obra.Se toman registros reales de los vehículos de carga que se utilizan en el movimiento de tierras, transporte de materiales de construcción en general, para el treinta por ciento (30%) que resta, se debe consultar los cómputos métricos suministradas por la gerencia encargada del proyecto para así poder estimar el número de vehículos pesados posibles que puedan generarse en dicha etapa.Para llegar al número de vehículos pesados lo más exacto posible a la realidad, se hace necesario el estudio de un edificio en etapa final de construcción, dicho caso es la obra estudiada en la Urbanización El Rosal, Edificio Don Andrés, en cuyos registros de vehículos se pueden apreciar todos los aspectos desde que se inicio la obra hasta la fase final de ejecución.Al igual que en los estudios anteriores se divide en varias etapas fundamentales, siendo estas: Fundaciones, Estructuras, Arquitectura, Movimiento de Tierras y varios.Estos datos permiten estimar los valores con mayor precisión. Además de la oportunidad de relacionar cuentos valores y asumirlos como validos para los demás ejemplos en estudio, permitiendo aproximar cada vez más los valores anteriores.Para el análisis, la información se ha dividido en cinco etapas fundamentales: Fundaciones, Estructuras, Arquitectura, varios y Movimiento de Tierras.

4. RESULTADOS OBTENIDOS PARA LA ETAPA DE CONSTRUCCIÓN DE LA URBANIZACIÓN

La información registrada se presenta en un conjunto de ocho (8) tablas que proponen para la determinación de las cargas equivalentes de diseño de pavimentos para la etapa de construcción:

Viviendas Multifamiliares Viviendas UnifamiliaresTipo de Actividad m3 /m2 de terreno m3 /m2 de construcción m3 /m2 de terreno m3 /m2 de construcción

Movimiento de Tierras

1.60 0.66 2.07 2.25

Fundaciones 0.35 0.17 0.14 0.15Estructuras 1.66 0.75 0.84 0.92Arquitectura 0.43 0.27 0.39 0.43Varios 0.02 0.01 0.01 0.01

Total(sin movimiento de

tierras)2.46 1.19 1.38 1.51

Tabla 1. Volúmenes de carga en función de áreas de terreno y de construcciónNota: para el empleo de esta tabla el Proyectista debe asumir un

“material equivalente” con un peso unitario entre 1.6 y 2.0 Ton/m3.

Viviendas Multifamiliares Viviendas UnifamiliaresTipo de Actividad Ton /m2 de terreno Ton /m2 de construcción Ton /m2 de terreno Ton /m2 de construcción

Movimiento de Tierras

2.56 0.56 3.30 3.60

Fundaciones 0.55 0.12 0.23 0.25Estructuras 2.66 0.59 1.35 1.47Arquitectura 0.69 0.15 0.63 0.69Varios 0.03 0.01 0.01 0.01

Total(sin movimiento de

tierras)3.93 0.87 2.22 2.42

Tabla 2. Peso de Actividades por áreas de terreno y de construcción.

Tipo de Vehículo

Número de viajes por2RD liviano(F750 - 6m3)

2RD pesado(FIAT - 9m3)

O3E(Mack - 18m3)

100m2 terrero (edificación) 1.92 35.11 28.13100m2 construcción (edificación) 0.61 14.14 7.26Habitante 0.25 4.85 3.36

Tabla 3. Tipo y número de viajes por camión empleados en la construcción de residencias multifamiliares por m2 y número de habitantes.

Tipo de Vehículo

Número de viajes por2RD liviano(F750 - 6m3)

2RD pesado(FIAT - 9m3)

O3E(Mack - 18m3)

Movimiento de Tierras 0.035 0.010Fundaciones 0.020 0.033Estructuras 0.034 0.024Arquitectura 0.001 0.051Varios 0.030 0.239 0.112

Total Edificación(Sin Movimiento de Tierras)

0.031 0.344 0.169

Tabla 4. Tipo y número de viajes por camión empleados en la construcción de residencias multifamiliares por actividad de construcción.

Tipo de Vehículo

Número de viajes por2RD liviano(F750 - 6m3)

2RD pesado(FIAT - 9m3)

O3E(Mack - 18m3)

Cada 100m2 terrero, originados en la construcción de la edificación

2.05 21.05 9.14

Cada 100m2 construcción, originados en la construcción de la edificación

2.18 22.95 9.96

Habitante 14.69 1.39 6.37Tabla 5. Tipo y número de viajes por camión empleados en la construcción

de residencias multifamiliares por m2 y número de habitantes.

Tipo de Vehículo

Número de viajes por2RD liviano(F750 - 6m3)

2RD pesado(FIAT - 9m3)

O3E(Mack - 18m3)

Movimiento de Tierras 0.052Fundaciones 0.062Estructuras 0.001 0.058Arquitectura 0.014 0.003Varios 1.265 0.054

Total Edificación(Sin Movimiento de Tierras)

1.279 0.58 0.120

Tabla 6. Tipo y número de viajes por camión empleados en la construcción de residencias multifamiliares por actividad de construcción.

Cargas equivalentes en viviendas multifamiliares

Cargas equivalentes en viviendas unifamiliares

Por m2 de terreno, por movimiento de tierras

4.10 9.45

Por m2 de construcción, por movimiento de tierras

1.49 10.30

Por m2 de terreno, por construcción de la edificación

6.96 2.54

Por m2 de construcción, por construcción de la edificación

2.53 2.76

Por habitante (por movimiento de tierras)

106.16 659.35

Por habitante (por edificación) 180.41 176.96Tabla 7. Cargas equivalentes de diseño generadas por metro cuadrado (m2)

y habitante durante la construcción de residencial multifamiliares y unifamiliares.

Cargas equivalentes en viviendas multifamiliares

Cargas equivalentes en viviendas unifamiliares

Por Tonelada de movimiento de tierras 2.04 2.86Por Tonelada de fundaciones 2.80 0.63Por Tonelada de estructura 1.29 0.61Por Tonelada de arquitectura 2.62 2.48Por Tonelada de varios 2.64 0.61Por Toneladas Totales de edificación (sin movimiento de tierras)

1.79 1.15

Tabla 8. Cargas equivalentes de diseño generadas por tipo de actividad durantela construcción de residencial multifamiliares y unifamiliares.

5. RESULTADOS OBTENIDOS DURANTE LA ETAPA DE OPERACIÓN (SERVICIO) DE LA URBANIZACIÓN

De forma similar, el manejo de la información correspondiente al número y tipo de viajes en urbanizaciones en funcionamiento, permite proponer las siguientes dos (2) tablas:

Tipo de vehículoViajes por cada 100m2 de

construcciónViajes por cada 100m2 de

terrenoViajes por cada habitante

Pasajeros 3.621 3.815 3.0082RD autobús 0.016 0.017 0.0142RD basura 0.001 0.001 0.0012RD agua y refrescos 0.003 0.003 0.0022RD varios 0.001 0.001 0.001O3E basura 0.001 0.001 0.001O3E agua y refrescos 0.001 0.001 0.001O3E varios 0.001 0.001 0.001

Tipo de vehículo Viajes por cada 100m2 de Viajes por cada 100m2 de Viajes por cada habitante

construcción terrenoSemi-trailer varios 0.0002 0.0002 0.0002

Tabla 9. Número de viajes diarios generados por tipo de vehículos en urbanizaciones de viviendas multifamiliares y unifamiliares.

Tipo de vehículoViajes por cada 100m2 de

construcciónViajes por cada 100m2 de

terrenoViajes por cada habitante

Pasajeros 0.951 6.503 1.3322RD autobús 0.016 0.111 0.0232RD basura 0.001 0.053 0.0112RD agua y refrescos 0.001 0.008 0.0022RD varios 0.0056 0.0387 0.0079O3E basura 0.008 0.0055 0.0011O3E agua y refrescos 0.0057 0.039 0.0080Semi-trailer varios 0.008 0.055 0.011

Tabla 10. Número de viajes diarios generados por tipo de vehículos en urbanizaciones de solo viviendas multifamiliares.

Esta tabla debe ser empleada, para la determinación de las cargas equivalente diarias, junto con la que se sugiere a continuación:

Tipo de vehículo Carga equivalente por viajePasajeros 0.00042RD autobús 0.832RD basura 28.132RD agua y refrescos 3.052RD varios 5.85O3E basura 13.76O3E agua y refrescos 3.62Semi-trailer varios 2.04Tabla 11. Cargas equivalentes por viaje y tipo de vehículo

6. LIMITACIONES EN LAS TABLAS DESARROLLADAS

Las tablas de cargas equivalente para la etapa de servicio (Tabla 9 y Tabla 10), que fueron desarrollas en este trabajo correspondes a calles internas de las urbanizaciones cerradas, es decir no incluyen calles conectoras de una urbanización a otra. Las otras tablas, por estar relacionadas con características físicas (m2, Ton, etc.) pueden ser aplicadas en función de las dimensiones propias de las edificaciones en la urbanización bajo proyecto.

7. CONCLUSIONES

Las razones del diseño, procedimiento de análisis, cifras y tablas presentadas en este Trabajo permiten someter a consideración de los Ingenieros de Pavimentos las siguientes conclusiones:

(a) Ante la dificultad de obtención de las variables de transito para el diseño de pavimentos en la vialidad de urbanizaciones residenciales, se han propuesto un conjunto de once (11) tablas que, se estima, puedan facilitar la cuantificación de las cargas de diseño.

(b) El Proyectista de Pavimentos podrá seleccionar una de tales tablas, en función de la información que disponga para el diseño de su pavimento.

(c) Es indudable que la información suministrada debe ser validad mediante la continuación de estudios similares al que ha sido objeto este Trabajo.

Referencias:(1) Instituto de Asfalto Americano: Asphalt Pavement Thickness Design. Information Series 181 (IS-181). Noviembre

1981(2) Barrios, Francisco: Estudios de Demanda de Trafico para las Urbanizaciones La Alameda Carcas y Parque El Retiro

en San Antonio de Los Altos, Estado Miranda. Años 1978 y 1979.(3) Corredor M., Gustavo: Estudio Comparativo de Cargas de Diseño en 7 urbanizaciones de los Estados Carabobo y

Miranda.NOTA: Este trabajo será presentado en X Congreso IberoLatinoamericano del Asfalto (X CILA), celebrado en Sevilla, España entre los días 2 y 6 de Noviembre 1999.