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UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO FACULTAD : INGENIERIA ESCUELA : ING. CIVIL CURSO : INGENIERIA DE TRANSITO CLASIFICACION DE LOS VEHICULOS DE DISEÑO Y SUS CARACTERISTICAS

1.- RESUMEN.- En este informe teórico se trata sobre el estudio

y

clasificación de los vehículos de diseño, sus características, tipo de vehículo, clasificación, lo cual para dicho estudio se realizó teniendo en cuenta el Manual de diseño geométrico de carreteras DG-2015 de acuerdo a la normas Peruanas. 2.- OBJETIVOS 2.1.- Desarrollar de manera organizada y explicativa los temas referentes al vehículo dentro del área que estudia la Ingeniería de Tránsito, sus características, tipos, usos, clasificaciones, etc.

2.2.- Comprender mejor la forma en que el vehículo incide como factor de primer orden para la planificación, realización y mantenimiento de las políticas relacionadas con transporte y movilidad de personas y mercancías, tanto a nivel urbano como interurbano y rural. 3.- MARCO TEORICO 3.1.-

CLASIFICACION

DE

VEHICULOS.-

La clasificación

de automóviles es un término general que se refiere a agrupar vehículos en categorías según su potencia de golpe y sus características técnicas. Un «automóvil de pasajeros» está pensado para transporte privado de personas, aunque también se puedan cargar objetos grandes. En este grupo están todos los automóviles deportivos, todoterrenos, de turismo, monovolúmenes, los pickups y furgonetas con varias filas de asientos. 3.2.- CARACTERÍSTICAS DEL VEHÍCULO

Los criterios para el

diseño geométrico de las carreteras se basan parcialmente en las características estáticas, cinemáticas y dinámicas de los vehículos. Las características estáticas consideran el peso y el tamaño del vehículo; las características cinemáticas comprenden el movimiento del vehículo, sin considerar las fuerzas que causan el movimiento; las características dinámicas

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toman en cuenta las fuerzas que causan el movimiento del vehículo. Ya que casi todas las carreteras alojan tanto automóviles particulares como tránsito de camiones, es esencial que los criterios de diseño consideren las características de los diferentes tipos de vehículos. Un conocimiento completo de estas características va a ayudar al ingeniero de carreteras, de tránsito o ambos para el diseño de carreteras y de sistemas de control de tránsito, que permita la operación segura y sin contratiempos de un vehículo en movimiento, especialmente durante las maniobras básicas de paso, alto total y dar vuelta. Por tanto, el diseño de una carretera incluye la selección de un vehículo de diseño, cuyas características cubran las relacionadas con la mayor parte de los vehículos que se espera usen la carretera. Las características del vehículo de diseño son aprovechadas para determinar criterios en el diseño geométrico, el diseño de las intersecciones y los requerimientos de distancia visual.

El tamaño del vehículo de diseño para una carretera es un factor importante en la determinación de los estándares de diseño de varios componentes físicos de la carretera. Éstos incluyen el ancho de carril, ancho de cuneta, longitud y ancho de las bahías de estacionamiento, y la longitud de las curvas verticales. El

peso

en

los

ejes

de

los

vehículos

(en

espera)

sobre

la

carretera es importante para determinar el peralte del pavimento y la pendiente máxima.

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CARACTERÍSTICAS CINEMÁTICAS El elemento principal de las características cinemáticas es la capacidad de aceleración del vehículo. La capacidad de aceleración es importante en varias operaciones de tránsito, tales como las maniobras de rebase y la aceptación de la estrechura. Con frecuencia el dimensionamiento de las características de la carretera tales como las rampas en los viaductos y los carriles de rebase, se rigen por la tasa de aceleración. La aceleración también es importante para la determinación de las fuerzas que causan el movimiento. Por tanto, un estudio de las características cinemáticas del vehículo, incluye principalmente un estudio de cómo influye la tasa de aceleración a los elementos del movimiento, tales como velocidad y distancia. En esta sección se revisa la relación matemática

entre

aceleración,

velocidad,

distancia

y

tiempo.

Si considera que un vehículo se mueve una distancia x a lo largo de una línea recta, desde el punto o hasta el punto m en un plano de referencia T. El vector de posición del vehículo después del tiempo t, puede expresarse como Tom=xi Donde: Tom= Vector de posición para m en T i= Vector unitario paralelo a la línea om x= Distancia a la largo de la línea recta RESISTENCIA A LA PENDIENTE Cuando un vehículo sube por la pendiente, hay una componente del peso del vehículo que actúa hacia abajo, a lo largo del plano de la carretera. Esto crea una fuerza que actúa en dirección opuesta al movimiento. Esta fuerza es la resistencia a la pendiente. Por tanto, un vehículo que sube por una pendiente tiende a perder velocidad a menos que se aplique una fuer/a de aceleración. La

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velocidad alcanzada en cualquier punto a lo largo de la pendiente para una tasa dada de aceleración va a depender de la pendiente. En la figura 3.5 se muestra la relación entre la velocidad alcanzada y la distancia recorrida para diferentes pendientes para un camión pesado típico de 200 lb/hp du¬rante la aceleración máxima. Nota: resistencia a la pendiente = peso X pendiente, en decimales. RESISTENCIA AL RODAMIENTO Existen fuerzas dentro del vehículo mismo que ofrecen resistencia al movimiento. Estas fuerzas son debidas principalmente al efecto de fricción en las partes movibles del vehículo, pero también incluyen el deslizamiento por fricción entre la superficie del pavimento y las llantas. El efecto acumulado de estas fuerzas sobre el movimiento se conoce como resistencia al rodamiento. La resistencia al rodamiento depende de la velocidad del vehículo y del tipo de pavimento. Las fuer-zas de rodamiento son relativamente menores en pavimentos

lisos

que

en

pavimentos

rugosos.

CARACTERÍSTICAS DINÁMICAS Varias fuerzas actúan sobre un vehículo cuando este se encuentra en movimiento: la resistencia del aire, la resistencia de la pendiente, la resistencia al rodamiento, y la resistencia de la curva. El grado hasta el cual estas fuerzas

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afectan

la

operación

del

vehículo

se

discuten

en

esta

sección.

RESISTENCIA DEL AIRE Un vehículo en movimiento tiene que vencer la resistencia del aire que tiene enfrente, así como la fuerza debida a la acción de fricción a su alrededor, la fuerza requerida para vencerlas se conoce como resistencia del aire y está relacionada con el área transversal del vehículo, en una dirección perpendicular a la dirección del movimiento y con el cuadrado de la velocidad del vehículo. Claffey ha demostrado que esta fuerza puede estimarse a partir de la fórmula

RESISTENCIA AL RODAMIENTO La fuerza de la resistencia al rodamiento para los automóviles de pasajeros

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sobre un pavimento liso puede determinarse a partir de la relación

Para camiones, la resistencia al rodamiento puede obtenerse a partir de

La condición de la superficie del pavimento tiene un efecto importante sobre la resistencia al rodamiento. Por ejemplo, para una velocidad de 50 millas/hora sobre una superficie de asfalto con malas condiciones y con baches, la resistencia al rodamiento es de 51 Ib. /ton de peso, mientras que para la misma velocidad sobre una superficie de arena suelta, la resistencia al rodamiento es de 76 lb/ton de peso.

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Datos

estadísticos

sobre

el

uso

del

vehículo

a

nivel

mundial

Debido a que el vehículo es unos de los cinco elementos primordiales del tránsito es primordial su estudio en la tabla A se muestra la variación de los automóviles desde el años 1939-2011 así como su producción en zonas geográficas 1997-2011.Evolución de número de autos en el mundo

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Variación de automóviles por zonas geográficas

Es conveniente citar las estadísticas mundiales de los vehículos, para tener un conocimiento más amplio de la forma como la era motorizada afecta los diferentes países o de cómo el progreso de cada país afecta su motorización. Haciendo una pequeña comparación de sus inicios con los tiempos actuales. 3.3.- VEHÍCULOS:

Definición: es un aparato apto para circular por las vías públicas, ejemplo un automóvil, una bicicleta, etc. Una de las clasificaciones que hacemos es , en dos tipos:

Vehículos sin Motor: Ejemplo, la bicicleta, el triciclo, etc. Vehículo de tracción animal: carretas impulsadas por animales etc. Remolque o semirremolque: la diferencia entre ellos se ve en la unión o punto de enganche; el remolque se engancha mediante una barra o eje de

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acoplamiento al vehículo que tiene motor; y el semirremolque se asienta o descansa sobre el vehículo de motor (tracto camión) para ser tirado de él. Los remolques se dividen en ligeros y no ligeros: Remolques Ligeros: peso hasta 750 kg Remolques no ligeros: más de 750 kg Semirremolque: más de 750 kg

Vehículos con Motor: se divide en dos grupos:  Para transporte de pasajeros  Para transporte mercancía . Vehículos Especiales: se divide en tres grupos  Para obras y construcción: excavadoras, retroexcavadoras, motoniveladoras volquete minero, tractor de orugas y de neumáticos etc  Para uso agrícola: cosechadoras, tractor, batidoras, sembradoras, etc.  Para Servicio: recogedoras, barredoras, quita nieves etc.  No se consideran vehículo de motor aun teniendo motor

Cuando su cilindrada es de un motor de pequeña capacidad no mayor a 50 cm3, y su construcción no mayor a 45 km/h estos son los ciclomotores: diferencias fundamentales con una motocicleta El ciclomotor su velocidad máxima no puede ser más de 45 km/h. en cambio la velocidad de una motocicleta fácilmente supera los 45 km/h. El ciclomotor con esta velocidad no puede transitar por una autopista son unas de las razones especiales Los vehículos para personas con movilidad reducida: (uso para minusválidos).

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Los tranvías: son con motor eléctricos no a combustión.

CARACTERÍSTICAS GENERALES Las características físicas y la proporción de vehículos de distintos tamaños que circulan por las carreteras, son elementos clave en su definición geométrica. Por ello, se hace necesario examinar todos los tipos de vehículos, establecer grupos y seleccionar el tamaño representativo dentro de cada grupo para su uso en el proyecto. Estos vehículos seleccionados, con peso representativo, dimensiones y características de operación, utilizados para establecer los criterios de los proyectos de las carreteras, son conocidos como vehículos de diseño. Al seleccionar el vehículo de diseño hay que tomar en cuenta la composición del tráfico que utiliza o utilizará la vía. Normalmente, hay una participación suficiente de vehículos pesados para condicionar las características del proyecto de carretera. Por consiguiente, el vehículo de diseño normal será el vehículo comercial rígido (camiones y/o buses). Las características de los vehículos tipo indicados, definen los distintos aspectos del dimensionamiento geométrico y estructural de una carretera. Así, por ejemplo:  El ancho del vehículo adoptado incide en los anchos del carril, calzada, bermas y sobre ancho de la sección transversal, el radio mínimo de giro, intersecciones y gálibo.  La distancia entre los ejes influye en el ancho y los radios mínimos internos y externos de los carriles.  La relación de: peso bruto total/potencia, guarda relación con el valor de las pendientes admisibles.

Conforme al Reglamento Nacional de Vehículos, se consideran como vehículos ligeros aquellos correspondientes a las categorías L (vehículos automotores con menos de cuatro ruedas) y M1 (vehículos automotores de cuatro ruedas

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diseñados para el transporte de pasajeros con ocho asientos o menos, sin contar el asiento del conductor). Serán considerados como vehículos pesados, los pertenecientes a las categorías M (vehículos automotores de cuatro ruedas diseñados para el transporte de pasajeros, excepto la M1), N (vehículos automotores de cuatro ruedas o más, diseñados y construidos para el transporte de mercancías), O (remolques y semirremolques) y S (combinaciones especiales de los M, N y O). La clasificación del tipo de vehículo según encuesta de origen y destino, empleada por SNIP para el costo de operación vehicular (VOC), es la siguiente: CLASIFICACIONES

Todo vehículo para ser liberado al tránsito abierto, debe cumplir exigencias y requisitos que permitan un perfecto funcionamiento y estar provistos de sistemas y accesorios de seguridad que establece el reglamento.

Vehículo de pasajeros o Jeep (VL)

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o Auto (VL) o Bus (B2, B3, B4 y BA) o Camión C2

Vehículo de carga o Pick-up (equivalente a Remolque Simple T2S1) o Camión C2 o Camión C3 y C2CR o T3S2

Vehículos ligeros La longitud y el ancho de los vehículos ligeros no condicionan el proyecto, salvo que se trate de una vía por la que no circulan camiones, situación poco probable en el proyecto de carreteras. A modo de referencia, se citan las dimensiones representativas de vehículos de origen norteamericano, en general mayores que las del resto de los fabricantes de automóviles: Ancho: 2,10 m. Largo: 5,80 m. Para el cálculo de distancias de visibilidad de parada y de adelantamiento, se requiere definir diversas alturas, asociadas a los vehículos ligeros, que cubran las situaciones más favorables en cuanto a visibilidad. h: altura de los faros delanteros: 0,60 m. h1: altura de los ojos del conductor: 1,07 m. h2: altura de un obstáculo fijo en la carretera: 0,15 m.

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h4: altura de las luces traseras de un automóvil o menor altura perceptible de carrocería: 0,45 m. h5: altura del techo de un automóvil: 1,30 m

El vehículo ligero es el que más velocidad desarrolla y la altura del ojo de piloto es más baja, por tanto, estas características definirán las distancias de visibilidad de sobrepaso, parada, zona de seguridad en relación con la visibilidad en los cruces, altura mínima de barreras de seguridad y antideslumbrantes, dimensiones mínimas de plazas de aparcamiento en zonas de estacionamiento, miradores o áreas de descanso.

Vehículos pesados Las dimensiones máximas de los vehículos a emplear en la definición geométrica son las establecidas en el Reglamento Nacional de Vehículos vigente. Para el cálculo de distancias de visibilidad de parada y de adelantamiento, se requiere definir diversas alturas, asociadas a los vehículos ligeros, que cubran las situaciones más favorables en cuanto a visibilidad. h: altura de los faros delanteros: 0,60 m. h3: altura de ojos de un conductor de camión o bus, necesaria para la verificación de visibilidad en curvas verticales cóncavas bajo estructuras: 2,50 m. h4: altura de las luces traseras de un automóvil o menor altura perceptible de carrocería: 0,45 m. h6: altura del techo del vehículo pesado: 4,10 m

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En la Tabla 202.01 se resumen los datos básicos de los vehículos de diseño. El vehículo pesado tiene las características de sección y altura para determinar la sección de los carriles y su capacidad portante, radios y sobreanchos en curvas horizontales, alturas libres mínimas permisibles, necesidad de carriles adicionales,

longitudes

de

incorporación,

longitudes

y

proporción

de

aparcamientos para vehículos pesados en zonas de estacionamiento, miraderos o áreas de descanso.

Tabla 202.01 Datos básicos de los vehículos de tipo M utilizados para el dimensionamiento de carreteras

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Giro mínimo de vehículos tipo El espacio mínimo absoluto para ejecutar un giro de 180º en el sentido del movimiento de las agujas del reloj, queda definido por la trayectoria que sigue la rueda delantera izquierda del vehículo (trayectoria exterior) y por la rueda trasera derecha (trayectoria interior). Además de la trayectoria exterior, debe considerarse el espacio libre requerido por la sección en volado que existe entre el primer eje y el parachoques, o elemento más sobresaliente. La trayectoria exterior queda determinada por el radio de giro mínimo propio del vehículo y es una característica de fabricación. La trayectoria interior depende de la trayectoria exterior, del ancho del vehículo, de la distancia entre el primer y último eje y de la circunstancia que estos ejes pertenecen a un camión del tipo unidad rígida o semirremolque articulado. De esta forma camiones y ómnibus en general, requerirán dimensiones geométricas más generosas que en el caso de vehículos ligeros. Ello se debe a que, en su mayoría, los primeros son más anchos, tienen distancias entre ejes más largas y mayor radio mínimo de giro, que son las principales dimensiones de los vehículos que afectan el alineamiento horizontal y la sección transversal

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4.- CONCLUSIÓN No cabe duda que sin un conocimiento a fondo de los vehículos que habitualmente transitarán por una vía y sus características no sería posible realizar una correcta planificación de tránsito urbano o rural. Es necesario recordar que las vías están diseñadas para el uso por parte de personas y de vehículos y es en base a las necesidades de éstos que debemos de diseñar nuestras redes de comunicación vial y los elementos dentro de éstas. 5.- BIBLIOGRAFIA  

DISEÑO GEOMETRICO DE CARRETERAS(DG-2013) Ingeniería de Tránsito, Fundamentos y aplicaciones, 8va edición - Rafael



Cal y Mayor - Pgs: 75-101 Criterios básicos para el diseño geométrico de carreteras (m-012) –



MOPC http://mecanicadefluidos-ujcv.blogspot.com/2011/11/coeficientes-de-



friccion.html http://ingesaerospacemechanicalengineering.blogspot.com/2010/07/tribologia-friccion.html