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INGENIERÍA DE TRÁNSITO (4100693) ING. DIEGO ESCOBAR G.

INGENIERÍA DE TRÁNSITO SUBCONJUNTO DE LA INGENIERÍA DE TRANSPORTE que trata el PLANEAMIENTO, DISEÑO GEOMÉTRICO Y OPERACIÓN del tránsito por calles y carreteras, sus redes, terminales y su relación con otros medios de transporte; entendiéndose diseño geométrico como la correlación existente entre los elementos físicos de la vía y las características de operación de los vehículos, a través de las matemáticas, física y geometría, determinando así el alineamiento horizontal y vertical y la sección transversal típica.

Trazo de las carreteras y calles Trazo Urbano actual Progreso del vehículo motor Políticas de movilidad Deficiente educación vial

PROBLEMAS ACTUALES

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Trazo de las carreteras y calles

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Trazo Urbano actual

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Trazo Urbano actual

People-friendly transformation of Humboldt St, Williamsburg, Brooklyn.

Puente del Rey riverside returned to the people of Madrid.

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Progreso del vehículo motor

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Progreso del vehículo motor

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Progreso del vehículo motor

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Políticas de movilidad

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Deficiente educación vial

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FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL PROBLEMA DEL TRÁNSITO

• Diferentes tipos de vehículos en la misma vía. • Superposición del tránsito motorizado en vías inadecuadas. • Falta de planificación en el tránsito. • El automóvil no es considerado como una necesidad pública. • Falta de asimilación por parte del gobierno y el usuario BASES DE SOLUCIÓN • Ingeniería de Tránsito. • Educación Vial.

• Legislación y Vigilancia policiaca. • Control y Gestión del tránsito.

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CAMPOS DE ACCIÓN DE LA INGENIERÍA DE TRÁNSITO • Estudios sobre las características del Tránsito. • Reglamentación del Tránsito.

• Condiciones de operación del tránsito. • Planeamiento del tránsito.

• Diseño Geométrico. • Administración.

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ELEMENTOS BÁSICOS DE LA INGENIERÍA DE TRÁNSITO EL USUARIO (Peatón, Conductor) EL VEHÍCULO LA VÍA

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EL USUARIO

FACTORES INTERNOS

• • • • • • •

Motivación Experiencia Estado de Animo Cansancio Visión Equilibrio Edad y Sexo

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EL USUARIO • El Tiempo FACTORES EXTERNOS

• El Uso del Suelo • Condiciones del tránsito • Condiciones de la Vía

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EL USUARIO CONDICIONES FÍSICAS

• Visión • Audición • Equilibrio

CONDICIONES PSÍQUICAS

• • • •

Inteligencia Educación Vial Experiencia Emotividad

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EL USUARIO TIEMPO DE REACCIÓN - PIEV Tiempo que transcurre desde que el conductor recibe la información del riesgo o peligro hasta que inicia su respuesta. • Elementos del diseño geométrico vial. • Variable sensible en reconstrucción de accidentes.

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Percepción Intelección Emoción Volición

IDENTIFICACIÓN, marca el comienzo del tiempo de reacción. Esta etapa finaliza cuando se ha acopiado la información adecuada y suficiente como para valorar el riesgo. Un valor medio de 0,3 sg. EVALUACIÓN, comprensión de la situación. comienza cuando finaliza la etapa anterior y termina cuando, una vez procesada la información, se concluye si el riesgo es tal o no. Un valor medio de 0,5 sg. DECISIÓN, adopción de la maniobra más conveniente, comienza cuando finaliza la etapa anterior y termina al iniciarse la respuesta. En términos generales, los valores medios oscilan entre 0,5 y 1 sg. RESPUESTA, acción sobre los mandos del vehículo. La duración media de esta etapa es de 0,2 sg.

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FACTORES QUE MODIFICAN EL PIEV • Fatiga. • Enfermedades o deficiencias físicas. • Drogas y Alcohol.

• Estado Emocional. • Clima.

• Época del año. • Altura sobre el nivel del mar. • Cambio del día a la noche y viceversa.

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DISTANCIA PARA DETENER UN VEHÍCULO Posición Inicial:

Posición final: Aplica los frenos

percibe la situación

Vo

Para o continúa

Vf

Vo F dp + dr

P

Fl df Dp

Dp  d p  dr  d f

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Posición Inicial:

Posición final: Aplica los frenos

percibe la situación

Vo

Para o continúa

Vf

Vo F

P

dpr

Fl df

Dp

d pr  vo * t pr

d pr

d pr  vo * t PIEV

 Km   1000m  1h   vo  (2.5s)    h   1Km  3600s 

d pr  0.694 * vo

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Posición Inicial:

Posición final: Aplica los frenos

percibe la situación

Vo

Para o continúa

Vf

Vo F dpr

P

Fl df

Dp

Dp

• • • •

Fricción entre llantas y pavimento. Número de ejes. Tipo de pavimento, etc. PIEV

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MOTOR DESENGRANADO

MOTOR ENGRANADO

Resistencia al rodamiento

Resistencia al rodamiento

Resistencia del Aire

Resistencia del Aire

Resistencia del Motor SI ADICIONALMENTE SE APLICAN LOS FRENOS SUBITAMENTE!!!

MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE DESACELERADO

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v f  vo  at

v  vo  at

V = Vel. después de un tiempo t. Vo = Vel. al momento de aplicar los frenos. a = Tasa de desaceleración

d f  v f *t 

EL ÁREA BAJO LA RECTA REPRESENTA LA DISTANCIA DE FRENADO

1 vo  v f * t 2

d f  vo  at t 

Despejando t de

v f  vo  at

1 2 d f  vot  at  at 2

1 d f  vot  at 2 2

Y reemplazando

2

2ad f  vo  v f 2

 vo  v f d f  vo   a

 1  vo  v f   a  2  a

  

2

vo  v f 2

2

df 

2a 2

2ad f  2vo vo  v f   vo  v f   2vo  2vo v f  vo  2vo v f  v f 2

1 vo  vo  at t 2

2

2

2

vo df  2a

2

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Posición Inicial:

Posición final: Aplica los frenos

percibe la situación

Vo

Para o continúa

Vf

Vo F dp + dr

P

Fl df

Dp

F  m*a m = masa del vehículo a = tasa de desaceleración (m/s2)

Fl  f l * P Fl = Fuerza de fricción Longitudinal fl = Coef. de fricción longitudinal P = Peso propio del vehículo

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Posición Inicial:

Posición final: Aplica los frenos

percibe la situación

Vo

Para o continúa

Vf

Vo F dp + dr

P

Fl df

Dp

m * a  fl * P  fl * m * g a  fl * g m = masa del vehículo a = tasa de desaceleración (m/s2)

fl = Coef. de fricción longitudinal P = Peso propio del vehículo g = Aceleración de la Gravedad

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Posición Inicial:

Posición final: Aplica los frenos

percibe la situación

Vo

Para o continúa

Vf

Vo F dp + dr

Fl

P

df

Dp

a  g * fl

Reemplazando

 1000 m vo ( Km / h )  * 2 2 * f l * (9.81m / s )  1Km2 2

df 

2

2

2

2

v df  o 2a

2

  1h   *   2 2    3600 s  2

2

vo df  2 * g * fl 2

vo df  254 * f l

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Posición Inicial:

Posición final: Aplica los frenos

percibe la situación

Vo

Para o continúa

Vf

Vo F dp + dr

P

Fl df

Dp

D p  d pr  d f 2

vo D p  (0.694 * vo )  254 * f l

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Posición Inicial:

Posición final: Aplica los frenos

percibe la situación

Vo

Para o continúa

Vf

Vo F dp + dr

P

Fl df

Dp

D p  d pr  d f 2

vo D p  (0.694 * vo )  254 *  f l  p 

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Posición Inicial:

Posición final: Aplica los frenos

percibe la situación

Vo

Para o continúa

Vf

Vo F dp + dr

P

Fl df

Dp

D p  d pr  d f vo  v f 2

D p  vo * t pr 

2

254 *  f l  p 

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Distancias de Parada en Pavimento mojado y a Nivel

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http://enroquedeciencia.blogspot.com/2011/07/galon-y-cinematica.html

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EJEMPLO DE APLICACIÓN Calcular la distancia mínima de visibilidad de parada para un tramo de carretera que se encuentra proyectado para una velocidad de 60 Kph en una pendiente descendente del 3,5%. Para dicha velocidad, el Coeficiente de fricción longitudinal es de 0,340. 2

vo D p  (0.694 * vo )  254 *  f l  p    602  D p  0.694 * 60    254 * 0.340  0.035  D p  41,64  46,47

D p  88,11metros

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EJEMPLO DE APLICACIÓN Un vehículo realiza un frenado de emergencia sobre una carretera que tiene una pendiente descendente del 7%. Inicialmente, el vehículo derrapa sobre pavimento asfáltico, dejando una huella de 47 m., posteriormente, pasa a la superficie de grava, en donde se detuvo dejando huellas a lo largo de una longitud de 13 m. El coeficiente de fricción sobre superficie asfáltica es de 0.52 y sobre grava de 0.63. Se desea conocer la velocidad del vehículo al inicio del frenado y en el momento de abandonar la calzada. Berma (Grava) Calzada (Asfalto)

1

7% 2

Berma (Grava)

3

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Berma (Grava) Calzada (Asfalto)

1

7% 2

Berma (Grava)

3

V1 = Velocidad en el punto 1, empieza a derrapar (a calcular) V2 = Velocidad en el punto 2, pasa a superficie de grava (a calcular) V3 = Velocidad en el punto 3, se detiene, V3 = 0 dfa = Distancia de frenado en asfalto (huellas) dfg = Distancia de frenado en grava (huellas) Fla = Coeficiente de fricción longitudinal en asfalto, fla = 0.52 Flg = Coeficiente de fricción longitudinal en grava, flg = 0.63 p = Pendiente longitudinal de la vía, p = - 0.07

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V2 , Velocidad al pasar a la superficie de grava

vo  v f 2

Para el tramo 2 – 3 sobre la berma, se tiene:

df 

2

254 * ( f l  p)

 d fg

v2  254 ( f lg  p) * d fg

v2  v3 d fg  254 * ( f lg  p)

v2  254 (0.63  0.07 ) *13

v2  43 Km / h

2

2

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V1 , Velocidad al inicio del frenado de emergencia

vo  v f 2

df 

Para el tramo 1 - 2 sobre el asfalto, se tiene:

254 * ( f l  p)

 d fa

v1  v2 d fa  254 * ( f la  p) 2

v1  254( f la  p) * d fa  v2

2

2

2

v1  254 (0.52  0.07 ) * 47  (43) 2

v1  84 .98 Km / h

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EJERCICIO Un vehículo realiza un frenado de emergencia sobre una carretera que tiene una pendiente ascendente del 3,2%. Inicialmente, el vehículo derrapa sobre afirmado, dejando una huella de 42 m., posteriormente, pasa a la superficie de grava dejando huellas a lo largo de una longitud de 21 m, para parar en una superficie vegetal húmeda a 9 m de haber dejado la grava. El coeficiente de fricción sobre superficie asfáltica es de 0.52, sobre grava de 0.63 y sobre vegetal de 0,25. Se desea conocer la velocidad del vehículo al inicio del frenado y en el momento de abandonar la calzada.