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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA INGENIERÍA CIVIL Nombre: Joel Bustamante Sánchez Asunto: Consulta Materia: Trazado Peralte de una Vía

Periodo: 45 Fecha: 06/11/2014 NOTA:

Consiste en elevar en las curvas, el borde exterior de las vías una cantidad, para que permita que una componente del vehículo se oponga a la fuerza centrífuga (Fc) evitando de esta manera que el vehículo desvíe radialmente su trayectoria hacia fuera. Generalidades: Si se considera de una manera simplificada, las fuerzas que actúan sobre un vehículo que se desplaza en una trayectoria curva horizontal, se observa que la única fuerza que se opone al desplazamiento lateral del vehículo es la fuerza de rozamiento que se desarrolla entre el neumático y el pavimento. La fuerza de rozamiento no es suficiente para impedir el desplazamiento transversal. Por ello para evitar que los vehículos de salgan de su trayectoria es necesario que los componentes normales a la calzada sean siempre del mismo sentido y se suman contribuyendo a la estabilidad del vehículo, en tanto que las componentes paralelas a la calzada son de sentido opuesto y su relación puede hacer variar los efectos que se sienten en el vehículo.

Si la vía es horizontal. FxW

Fc

Fc x h

Wxa

Donde: F = coeficiente de rozamiento Fc = Fuerza centrifuga W= peso vehículo h = altura del centro de gravedad a = mitad del eje

Con rozamiento, añadimos una componente tangencial a la fuerza de reacción del suelo.

Sobre ancho de una curva Cuando un vehículo circula por una curva horizontal, el ancho de la calzada que ocupa es mayo que en la tangente. Ello es debido a que las ruedas traseras del vehículo según una trayectoria distinta alas de las ruedas delanteras y a que los conductores tienen generalmente dificultad en mantener su vehículo en el eje del carril correspondiente. A fin de facilitar la operación del vehículo en las curvas, el ancho de las calzadas debe aumentarse en éstas. Éste aumento del ancho recibe el nombre de sobre ancho de las curvas. •

El objetivo principal del sobre ancho es permitir que la facilidad de operación de los vehículos que entran en las curvas, sea comparable a la que se obtiene en recta. W = Sobre ancho o ensanchamiento de la curva en m. Ac = Ancho total necesario en m. At = Ancho del pavimento en tangente en m. (

)

Donde: U = ancho de la huella del vehículo entre caras externas de las llantas en metros. C = separación libre entre dos vehículos de diseño, variable según el ancho de la calzada en metros. FA = ancho adicional en curva, debido al avance de la esquina delantera del vehículo (peralte de la carrocería que sobresale a un lado de la llanta delantera). Z = ancho adicional para maniobra del vehículo en condiciones de seguridad, en metros. El valor de U esta dado por: √ L = distancia entre ejes des del vehículo o base rígida en metros. u = ancho del vehículo de diseño en metros. R = radio de curvatura del eje central (carretera de dos carriles). √

Según el MOP el valor del Sobre ancho (S) es: (

√

)

√

Donde: n = número de carriles. R = radio de la curvatura circular en metros L = longitud del vehículo de diseño en m. V = velocidad diseño en Km/ Radio Mínimo Los radios mínimos de curvatura horizontal son los menores radios que pueden recorrerse con la velocidad de diseño y la tasa máxima de peralte, en condiciones aceptables de seguridad y de comodidad en el viaje. Los radios mínimos para cada velocidad de diseño, calculados bajo el criterio de seguridad ante el deslizamiento, están dados por la expresión: Rm =

Rm V Pmáx ƒmáx

: : : :

V2 127 (Pmáx + ƒ máx)

Radio Mínimo Absoluto Velocidad de Diseño Peralte máximo asociado a V (en tanto por uno). Coeficiente de fricción transversal máximo asociado a V. Espiral para poder ingresar suave a una curva

Llamada también ecuación de Euler, la clotoide es una curva de la familia de las espirales que presenta las siguientes ventajas. 

El crecimiento lineal de su curvatura permite una marcha uniforme y cómoda para el usuario, quien solo requiere ejercer una presión creciente sobre el volante, manteniendo inalterada la velocidad, sin abandonar el eje de su carril.



La aceleración transversal no compensada, propia de una trayectoria en curva, puede controlarse limitando su incremento a una magnitud que no produzca molestia a los ocupantes del vehículo, al mismo tiempo, aparece en forma progresiva, sin los inconvenientes de los cambios bruscos.



El desarrollo del peralte se logra en forma también progresiva, consiguiendo que la pendiente transversal de la calzada sea en cada punto exactamente la que corresponde al respectivo radio de curvatura.



La flexibilidad de la clotoide permite acomodarse al terreno sin romper la continuidad, lo que permite mejorar la armonía y apariencia de la carretera.



Las múltiples combinaciones de desarrollo versus curvatura facilitan la adaptación del trazado a las características del terreno, lo que en oportunidades

permite disminuir el movimiento de tierras logrando trazados más económicos. La ecuación paramétrica de la clotoide está dada por A² = RL (*) A

R L

:

: :

Parámetro de la clotoide, característico de la misma. Define la magnitud de la clotoide. La variación de ésta, genera, por tanto, una familia de clotoides que permite cubrir una gama infinita de combinaciones de radio de curvatura y de desarrollo asociado. Radio de curvatura en un punto cualquiera (m) Longitud de la curva entre el punto de inflexión (R = Infinito) y el punto de radio R.

En el punto origen L = 0 y por lo tanto R = ¥ a la vez que cuando L => ¥ R => 0 Por otro lado: t radianes = L² / 2 A² = 0.5 L / R t Grados cent = 31.831 L / R 1 rad = 63.662g. Curva Compuesta de 2 radios. Las curvas compuestas son las q están formadas por dos o más radios, es decir por dos o más curvas simples, aunque no son muy comunes. El uso de estas curvas se presenta principalmente en las vías urbanas, más concretamente en intercambios viales. Las curvas circulares no son más que la sucesión de curvas circulares simples del mismo sentido, debe tratarse como curva simple para hacer el análisis, es decir hacer el análisis individual de cada curva.

Es obvio que el valor de Para el caso de las curvas compuestas existe un análisis de tipo geométrico que permite calcular estas como un solo elemento. Dicho análisis permite hallar las tangentes que comprenden la totalidad de la curva llamadas tangente de entrada (TE), en la gráfica representada como M; y tangente de salida (TS) en la gráfica representada como N. Mientras que los otros elementos de la curva simple se calculan independientemente. Por proporción de triángulos y ley de senos se determina que para una curva de dos radios las ecuaciones de cálculo son las siguientes:

El uso de las curvas compuestas con grandes diferencias de radio, produce casi el mismo efecto que la combinación de una curva cerrada con tangentes de gran longitud.

http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/DG2001/volumen2/cap4/seccion402.htm http://www.monografias.com/trabajos15/peralte/peralte.shtml