Ejes equivalentes ESAL - ESALs: Definición, Cálculo y Aplicación

Los Ejes Equivalentes ESAL (Equivalent Single Axle Load) representan uno de los parámetros fundamentales en el diseño estructural de pavimentos. Este concepto permite transformar las distintas cargas vehiculares que actúan sobre una vía —camiones con múltiples ejes, diferentes configuraciones y pesos— en un número equivalente de ejes estándar de 18 kip (80 kN). Gracias a los ESAL es posible estimar el daño acumulado que sufrirá el pavimento durante su vida útil, evaluar alternativas de diseño y garantizar que la estructura tenga la capacidad necesaria para soportar el tráfico proyectado. En este artículo se aborda la definición, las bases del cálculo de los ejes equivalentes y su aplicación, proporcionando información para estudiantes y profesionales de ingeniería civil interesados en el área vial.

Definición de ejes equivalentes ESAL

Los ejes equivalentes denominados también ESAL "equivalent single axle load", es la cantidad pronosticada de repeticiones del eje de carga equivalente de 18 kips (8,16 t = 80 kN) para un periodo determinado, utilizamos esta carga equivalente por efectos de cálculo ya que el transito está compuesto por vehículos de diferente peso y número de ejes. Los ejes equivalentes representan una medida unificada del daño estructural que produce el tránsito vehicular sobre un pavimento, expresando las diferentes configuraciones y magnitudes de carga de los vehículos reales en términos de un eje estándar simple de 18 000 lb (80 kN).

Cálculo de ejes equivalentes - ESALs

Se calcula para el carril de diseño utilizando la siguiente ecuación:

Donde:

pi:     Porcentaje del total de repeticiones para el i-ésimo grupo de vehículos o cargas.
Fi:     Factor de equivalencia de carga por eje, del i-ésimo grupo de eje de carga(Tablas).
P:    Promedio de ejes por camión pesado.
TPD:    Tránsito promedio diario.
FC:    Factor de crecimiento para un período de diseño en años.
Fd:    Factor direccional.
Fc: Factor de distribución por carril.

Ejemplo de Cálculo de ESALs, Ejes Equivalentes

Período de Diseño = 20 años
Tasa de Crecimiento anual = 2%
Pt = 2,5
Fd = 0,5
Fc = 0,8
SN = 4"

TIPO DE VEHÍCULO	Carga por	Tipo de	Volumen de	Factor de	Tránsito	Factor de	Nº de
	eje (Kips)	Eje	Tráfico Diario	Crecimiento	de Diseño	Camión TF	ESALs
Automóviles, vagonetas,	4	Simple	850	24,3	7539075	0,69	5201962
otros livianos
Microbuses, camión	10	Simple	440	24,3	3902580	0,69	2692780
Pequeño
Bus y camión mediano	16	Simple	260	24,3	2306070	0,69	1591188
Bus grande	34	Tandem	230	24,3	2039985	0,69	1407590
Camión Semiremolque	36	Tandem	240	24,3	2128680	0,69	1468789
Camión Semiremolque	48	Tridem	196	24,3	1738422	0,69	1199511
TOTALES			2216				13561820

ESAL's de Diseño = 13561820 ּ* 0,5 ּ* 0,8 = 5424728

En la siguiente tabla se muestran los espesores mínimos para carpetas asfálticas y bases granulares, sugeridos en función del tránsito.

Espesores Mínimos, en pulgadas, en Función de los Ejes Equivalentes

Tránsito (ESAL's) En Ejes Equivalentes	Carpetas De Concreto Asfáltico	Bases Granulares
Menos de 50,000	1,0 ó T.S.	4,0
50,001 – 150,000	2,0	4,0
150,001 – 500,000	2,5	4,0
500,001 – 2'000,000	3,0	6,0
2'000,001 – 7'000,000	3,5	6,0
Mayor de 7'000,000	4,0	6,0

T.S. = Tratamiento superficial

Factor de distribución por carril

En una carretera de dos carriles, uno en cada dirección, el carril de diseño es uno de ellos, por lo tanto el factor de distribución por carril es 100%. Para autopistas multicarriles el carril de diseño es el carril exterior y el factor de distribución depende del número de carriles en cada dirección que tenga la autopista. En la tabla siguiente se muestran los valores utilizados por la AASHTO:

No. carriles en cada dirección	Porcentaje de ejes simples equivalentes de 18 kips en el carril de diseño (FC)
1	100
2	80 – 100
3	60 – 80
4 ó más	50 – 75

Descarga un Excel para Cálculo de ESALs

Para facilitar el análisis de tráfico y la estimación del daño estructural en pavimentos, compartimos el: Excel para Cálculo de ESALs (Ejes Equivalentes) – Análisis de Tráfico y Diseño de Pavimentos, totalmente automatizado. Esta herramienta permite calcular factores de equivalencia, proyectar volúmenes futuros, estimar ESAL acumulados y organizar configuraciones vehiculares de forma rápida.

Este Excel es ideal para estudiantes, consultores y profesionales que desarrollan estudios de diseño de pavimentos, análisis de tránsito pesado, dimensionamiento estructural y evaluación de cargas equivalentes. Además, incluye celdas editables y fórmulas para asegurar precisión en los resultados.