2-3_peraltes_aashto.pdf

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA - UPTCUNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA - UPTCFACULTAD DE INGENIERÍA - TRANSPORTE Y VÍASFACULTAD DE INGENIERÍA - TRANSPORTE Y VÍAS

VALORES DE PERALTE Y VALORES DE PERALTE Y FRICCIÓN EN CURVASFRICCIÓN EN CURVASFRICCIÓN EN CURVAS FRICCIÓN EN CURVAS

HORIZONTALESHORIZONTALESHORIZONTALESHORIZONTALES

GONZALO PÉREZ BUITRAGOIngeniero en Transporte y Vías, UPTC.

Especialista y Magíster en Vías Terrestres

1”Orgullosos de nuestro pasado, desde Boyacá edificamos el futuro de Colombia””Orgullosos de nuestro pasado, desde Boyacá edificamos el futuro de Colombia”

Especialista y Magíster en Vías Terrestres UNICAUCA


PERALTE .VS. FRICCIÓNPERALTE .VS. FRICCIÓNCIRCULACIÓN DE UN VEHÍCULO EN UNA CURVA

•Cuando un vehículo circula por una curva experimenta una fuerza centrífuga que actúa hacia el centro de la curva. Esta aceleración es contrarestada por la componente del peso vehicular relacionado con elcontrarestada por la componente del peso vehicular relacionado con el peralte de la calzada, por la fricción desarrollada entre la llanta del vehículo y la superficie del pavimentos o una combinación de las dos.

RV

RV

gRVfe

12700787.0 222

===+FÓRMULA BÁSICA DE LA LEYES DE LA MECÁNICA

Para el diseño de curvas en carreteras, se han establecido valores límitesl l d lt f i ió f ió d l l id d d di ñ

RRgR 127LEYES DE LA MECÁNICA

25-oct-03”Orgullosos de nuestro pasado, desde Boyacá edificamos el futuro de Colombia””Orgullosos de nuestro pasado, desde Boyacá edificamos el futuro de Colombia”

para los valores de peralte y fricción en función de la velocidad de diseño,obtenidos por investigación y experiencia.


RELACIÓN VELOCIDAD – RADIO DE CURVATURA -PERALTE

∑ =−−= 0fA A AS FWrFrF

∑ =−−= 0fCPARALELAS FWSenCosFF αα

WfFVW 2

∑ 0fPARALELAS FWrFrF

ytf WfF =R

Vg

WamF cC

2

* ==

∑ 02

WCfWSCVWFFf

SSimplificando W. dividiendo entre Cosα y si

∑ =−−= 0ααα WCosfWSenCosR

Vg

WF tPARALELAS

02

=−− tfeR

V

ePeralteTanCosSen

=== ααα

Relación centrífugagR

gfeaR

Vtc )(

2

+==

V 2 KPHV )(2 KPHV )(2

Relación centrífugaCosα


( )tfegVR+

= ( )tfeKPHVmR

+=

81.9*6.3)()( 2 ( )tfe

KPHVmR+

=127

)()(


PERALTE .vs. FRICCIÓNPERALTE .vs. FRICCIÓNV 2

•Los límites del peralte están en función del clima, condiciones del terreno,

egRVf −=

2

uso del suelo adyacente, frecuencia de vehículos lentos

•La demanda de fricción o factor de fricción lateral representa l l ió l t l ( ) tú b l hí l ( f )la aceleración lateral (af) que actúa sobre el vehículo. (af = fg)

•El valor límite de la fricción corresponde al momento cuando la llanta comienza a deslizarse (deslizamiento inminente) y depende de la velocidadcomienza a deslizarse (deslizamiento inminente) y depende de la velocidad del vehículo, tipo y condición de la superficie de la calzada y de las llantas del vehículo.

Para llantas nuevas y pavimento en concreto húmedo: 0.5 (30KPH) a 0.35 (100 KPH).

S d b tili l b i d did d id d b d


Se debe utilizar un valor que brinde comodidad y seguridad, basado en condiciones aceptables de la superficie.


FACTORES DE FRICCIÓN LATERALFACTORES DE FRICCIÓN LATERALFACTORES DE FRICCIÓN LATERALFACTORES DE FRICCIÓN LATERAL

.



ÓÓFACTORES DE FRICCIÓN LATERALFACTORES DE FRICCIÓN LATERAL

.



DISTRIBUCIÓN PERALTE (e)DISTRIBUCIÓN PERALTE (e)DISTRIBUCIÓN PERALTE (e) DISTRIBUCIÓN PERALTE (e) Y FRICCIÓN (f)Y FRICCIÓN (f)Y FRICCIÓN (f)Y FRICCIÓN (f)

MÉTODO 1: “e” y “f” proporcional a la curvatura (inverso del radio)

MÉTODOS DE LA AASHTOMÉTODOS DE LA AASHTOMÉTODO 1: e y f proporcional a la curvatura (inverso del radio)

MÉTODO 2: Primero trabaja “f” hasta alcanzar el valor máximo y luego entra a trabajar “e” (Vías urbanas)

MÉTODO 3: Primero trabaja “e” hasta alcanzara el valor máximo y luego entra a trabajar “f”

MÉTODO 4: Igual al método 3 pero se basa en las velocidades de operación en lugar que en la Velocidad de Diseño.

ÉMÉTODO 5: “e” y “f” trabajan simultáneamente según una relación curvilínea (parabólica asimétrica) con el inverso del radio de la curva (vías de alta velocidad)



MÉTODOS DE DISTRIBUCIÓN DE ( ) Y (f)MÉTODOS DE DISTRIBUCIÓN DE ( ) Y (f)MÉTODOS DE DISTRIBUCIÓN DE (e) Y (f)MÉTODOS DE DISTRIBUCIÓN DE (e) Y (f)



MÉTODOS DE DISTRIBUCIÓN DE (e) Y (f)MÉTODOS DE DISTRIBUCIÓN DE (e) Y (f)



VALORES MÁXIMOS DE PERALTESVALORES MÁXIMOS DE PERALTESVALORES MÁXIMOS DE PERALTESVALORES MÁXIMOS DE PERALTESEl peralte máximo se define por consideraciones prácticas y se utiliza

para determinar la máxima curvatura o radio mínimo para cadapara determinar la máxima curvatura o radio mínimo para cada velocidad de diseño. No se requiere en tangentes o en curvas de radio muy amplio.

2RELACIÓN BIUNÍVOCA

DE EQUILIBRIO ( )tMáxmáxmín fe

VR+

=127

2

1. Máximo peralte del 10%, en algunos casos del 12% (vías destapadas, de bajo TPD)

2. En áreas con nieve y hielo: 8%

3. Máximo valor razonable para el peralte = 8%

4. Zonas urbanas con congestión y desarrollo lateral intensivo: 4 a 6%

5. El valor mínimo de pendiente transversal o bombeo se define por


necesidades de drenaje: 1.5% - 2.0%


VALORES DE FRICCIÓN PARA DISEÑOVALORES DE FRICCIÓN PARA DISEÑOVALORES DE FRICCIÓN PARA DISEÑO VALORES DE FRICCIÓN PARA DISEÑO (vías alta velocidad)(vías alta velocidad)

El



RADIOS MÍMIMOS PARA VÍAS RURALES YRADIOS MÍMIMOS PARA VÍAS RURALES YRADIOS MÍMIMOS PARA VÍAS RURALES Y RADIOS MÍMIMOS PARA VÍAS RURALES Y URBANAS DE ALTA VELOCIDADURBANAS DE ALTA VELOCIDAD

El



MÉTODO 5 DE LA AASHTOMÉTODO 5 DE LA AASHTOMÉTODO 5 DE LA AASHTOMÉTODO 5 DE LA AASHTO

El




El La distribución de e y f se deriva utilizando las fórmulas básicas d ela curva, despreciando el término (1-ef) con base en la siguiente secuencia de ecuaciones:

RVfe

20079.0=+

máxmáx

Dmín fe

VR+

=20079.0

máx

RPI e

VR20079.0

=

Donde:

V = Velocidad de diseño en KPH e = Peralte máximo en tanto por unoVD = Velocidad de diseño en KPH emáx = Peralte máximo en tanto por uno.

fmáx = Factor de fricción transversal máximo permisible

R í = Radio mínimo de curvatura en metrosRmín Radio mínimo de curvatura en metros

RPI = Radio correspondiente a punto de intersección de las dos ramas de la curva parabólica de la distribución de “f” (= R en el punto de intersección de emáx

( +f)


y (e+f)R.

VR = Velocidad de operación en KPH



( ) ( ) hffEl ( ) ( ) hfefe RD =+−+

Dá Ve ⎞⎜⎛ 2

Debido a que: en el punto RPI, la ecuación se reduce a la siguiente:

Donde hPI = ordenada desde ele ejemáx

R

DmáxPI e

VVeh −⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛= 2

( )

Donde hPI = ordenada desde ele eje 1/R, también:

Donde S1 es la pendiente de la tangente ( )PIPI RhS =1

PImáx hfS 112−

=

p gde entrada y

La pendiente de la tangente de salida

PImín RR112

−

( )SSLL −

La pendiente de la tangente de salida

( )( )21

1221

2 LLSSLLEMO

+==La ecuación para la ordenada media o

externa de una curva vertical asimétrica es la siguiente:


Donde: PImínPI RRLy RL 111

21 −==


MÉTODO 5 DE LA AASHTOMÉTODO 5 DE LA AASHTOMÉTODO 5 DE LA AASHTOMÉTODO 5 DE LA AASHTORSSEMO ⎞

⎜⎛ −⎞

⎜⎜⎛

−==111 12La externa de la curva de

mínPImínPI

RRRR

EMO⎠

⎜⎝⎠

⎜⎜⎝

==2

( ) ( )Rfe íáá +

distribución de “f” será:

Además:

( ) ( )R

Rfefe mínmáxmáxD

+=+

2⎞⎛ x

Donde R = radio en cualquier punto

L e ión gene l de l⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

LxEyLa ecuación general de la curva

vertical: (I/R medido a partir del eje vertical)

RS

RREf PI 1

2

1 +⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=Con I/R medido a partir del eje

vertical y para ⇒≤

RR Si

PI

11

Donde la distribución de f1 = f en cualquier punto I/R ≤ 1/RPI y

( ) 11 ffee D −+=


Donde la distribución de e1 = e en cualquier punto I/R ≤ 1/RPI y



⎞⎛⎞

⎜⎛ −

11 2

11⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−++

⎟⎟

⎠⎜⎜⎜⎜

⎝−

=PI

PI

PIí

mín

RRSh

RR

RREf 1111 22

⇒> RR

ParaPI

11

⎠⎝ PImín RR

( ) 22 ffee D −+=Donde la distribución de f2 = f en cualquier punto I/R > 1/RPI y

Donde la distribución de e2 = e en cualquier punto I/R > 1/RPI y

EJERCICIO: Calcular el valor del peralte “e”, dados los siguientes valores:

VD = 80 KPH, emáx = 10%, entonces de las figuras respectivas:

VR = 70KPH, f= 0.14 y utilizando las ecuaciones apropiadas:

Rmín = 210.7, RPI = 387.1, y hPI = 0.031, S1 = 11.95 y S2 = 50.23 E = 0.022

El valor de “e” para cualquier radio se obtiene tomando (e+f)D – f1 ó f2 de la figura Método 5. Así, el valor de “e” para R = RPI debe ser:

(e+f) = 0 0079(V )2/R = 0 131 de donde e = 0 078


(e+f)D = 0.0079(VD)2/R = 0.131, de donde e = 0.078.

También, directamente de la figura de diseño con R=386 y VD=80KPH


TABLAS PARA EL DISEÑO DE PERALTESTABLAS PARA EL DISEÑO DE PERALTESTABLAS PARA EL DISEÑO DE PERALTESTABLAS PARA EL DISEÑO DE PERALTES




El


2-3_peraltes_aashto.pdf

Documents