Escuela: Ingeniería Civil

VIAS

Instructor: Juan Pablo Solórzano Ing. Civil

MSc. Ingeniería y planificación de transportes

Fecha: Octubre - 2008

Semana 6

Capítulos 13-14

Diseño en planta

Proyección sobre el plano horizontal del eje real o espacial de la carretera

Constituido por una serie de tramos rectos (tangentes), enlazados entre si por curvas

Curvas horizontales

Vincular en planta dos alineamientos (tangentes) que forman un cierto ángulo horizontal entre sí permitiendo desarrollar progresivamente las fuerzas centrífugas y desarrollar el peralte para compensarlas parcialmente.

Curvas circulares simples ó

curva circular y dos curvas de transición (espirales) a la entrada y salida.

El peralte

Inclinación de la calzada hacia el borde interno de la curva que sirve para atenuar o compensar parcialmente la acción de la fuerza centrífuga que tiende a producir el deslizamiento o vuelco del vehículo.

Peralte

Si la vía es horizontal

cFWf

aWhFc

Donde f=coeficiente de fricciónFc = fuerza centrífugaW = peso vehículoh=altura del centro de gravedada=mitad del eje

RADIOS MUY GRANDES!!

Peralte

Inclinación puede absorber parte de la fuerza centrífuga

Peralte

cossincossin22

gR

WV

gR

WVWfW

cossin2

gR

WVfNW

gR

Vtg

gR

Vftg

22

1

Peralte

gR

Vftg

2

01

fe

V

feg

VR

127

22

fR

Ve

127

2

Selección de e y f Límites prácticos del peralte (e)

Clima

Construcción

Uso del suelo adyacente

Vehículos pesados (lentos)

Variaciones en el coeficiente de fricción lateral (f)

Velocidad del vehículo

Textura del pavimento

Condiciones de los neumáticos

Coeficientes de fricciónVías de velocidad alta

Coeficientes de fricciónVías de velocidad baja

Coeficientes AASHTO GB2005

AASHTOGB2005

Distribución de e y f5 métodos de “sostener” la fuerza centrífuga

usando e ó f, o ambas

1. Peralte y fricción lateral son directamente proporcionales al inverso del radio

2. La fricción es tal que un vehículo que viaja a la velocidad de diseño, toda la aceleración lateral es soportada por la fricción en curvas de hasta fmax. Para curvas mas cerradas fmax se mantiene y e aumenta para soportar la fuerza lateral hasta emax

Distribución de e y f

3. El peralte es tal que un vehículo que viaja a la velocidad de diseño, toda la aceleración lateral es soportada por el peralte hasta emax. Para curvas mas cerradas emax se mantiene y f aumenta para soportar la fuerza lateral hasta fmax

4. Igual que 3 pero con velocidad de operación

5. Relación curvilínea entre métodos 1 y 3

Distribución de e y f

AASHTOGB2005

Peraltes máximos

10 % en carreteras

12 % límite práctico (AASHTO)

8% caminos lastrados

8% máximo cuando hay hielo / nieve

4-6% zonas urbanas

Peraltes diseño

AASHTOGB2005

Radio mínimo maxmax

2

min127 fe

VR

Peraltes (MTOP)

Tipos Simples Un solo radio que une dos tangentes

Curvas espirales de transición Comodidad Espirales de Euler (clotoide)

Curvas compuestas Varias curvas conectadas

Curvas del mismo sentido Evitar

Curvas reversas Se requiere de separación suficiente

(peralte)

Curvas simples

T

RR

bis

ectr

iz

αPI

PC

PTα/2

E

M

L/2 L/2

CL/2 CL/2

0

α

α/2

A

B

Curvas simples PIPunto intersección tangentes principales PC punto de inicio de curva (tangencia) PT Inicio de tangente (fin de curva) O Centro curva circular α ángulo de deflexión de las tangentes (igual ángulo

central

R radio de la curva simple T tangente (subtangente) PI a PC o PI a PT L longitud curva circular (PC a PT) CL cuerda larga, distancia recta PC a PT E external desde PI al centro de la curva M ordenada media, del punto A a B

Expresiones curvas

2tan

RT

RL180

1

2cos

1

RE

2cos1

RM

LPCPT

Cálculo de abscisado

Curvas de transición

Cambio gradual de tangentes a curvas circulares

Curvas de transición

Provee una ruta natural y de facil seguimiento para los conductores, promueve velocidades uniformes, incremento gradual de las fuerzas laterales

Provee una longitud de transición para el desarrollo del peralte

Provee una longitud de transición para el ensanchamiento

Estética

Espirales de Euler ó Clotoide

R=∞

R

R

PI

TE

ET

EC CE

Espirales de Euler ó Clotoide

PI Punto intersección tangentes principales

TE Tangente – espiral (inicio espiral)

EC Espiral-circular (inicio circular)

CE Circular – Espiral (inicio espiral de salida)

ET Espiral tangente (final espiral de salida)

R radio de la curva central

Espirales de Euler ó Clotoide

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