PERALTE
FUERZA CENTRIPETA, CALZADA HORIZONTALCuando un vehculo pasa de una alineacin recta a una curva tiene la
tendencia (segn la primera ley de newton) a mantenerse en la
trayectoria recta, y para que siga la trayectoria curva deber aplicrsele
una fuerza lateral. Si la calzada es completamente horizontal, esta
fuerza lateral hacia el centro de la curva o fuerza centrpeta es ejercida
por la friccin lateral desarrollada entre los neumticos y el pavimento.
PERALTEPara aumentar el valor de la fuerza centrpeta F normalmente se le da a
la calzada una cierta inclinacin . la tangente del ngulo recibe el
nombre de peralte y generalmente se expresa en porcentaje.
PERALTEFUERZA CENTRIPETA. CALZADA PERALTADA
Cuando la calzada esta peraltada, la fuerza centrpeta esta compuesta
por la fuerza de rozamiento F mas la componente del peso W en el
sentido hacia el centro del circulo
Para el anlisis de la estabilidad de un vehculo en una curva se puede
aplicar la 2 ley de Newton.
Sin embargo, para facilitar los clculos y la interpretacin de resultados,
podemos tratar este problema dinmico como si se tratara de uno
esttico, para lo cual se introduce una fuerza ficticia fffffffff , quedando
el diagrama como se indica.
PERALTEFUERZA CENTRIPETA. CALZADA PERALTADA
Esta fuerza Fc es llamada la fuerza centrfuga y el anlisis se hace
partiendo del hecho que es ella la que trata de sacar hacia afuera el
vehculo, pero como lo vimos anteriormente lo que existe es una fuerza
centrpeta, hacia el centro de la curva. La introduccin Fc en el
diagrama de fuerzas nos facilita sin embargo el anlisis de la
estabilidad del vehculo al convertir un problema dinmico en uno
esttico.
Fuerzas sobre
el vehculo en
curva. Calzada
peraltada.
PERALTEEstabilidad del vehculo en curva.
Se dice que un vehculo es estable cuando no se sale de la trayectoria
que le fija el conductor por medio del volante, es decir no desliza ni
vuelca.
Estabilidad al deslizamiento:
Para que un vehculo no deslice
debe cumplirse:
PERALTEfactor de friccin lateral, f.
Para que un vehculo que viaja a una velocidad V no deslice en una
curva de radio Rc, se requiere de la fuerza centrpeta, compuesta por la
fuerza de rozamiento F y la componente del peso Wxsen, en la
ecuacin 7. la fuerza centrpeta la podemos considerar como
representada por P + f (Peralte + Factor de friccin lateral).
Despejando f de la ecuacin 7 tenemos:
PERALTEVelocidad de equilibrio o velocidad de manos libres
Para un vehculo que circule a la velocidad V obtenida en la (ecuacin
9), se cumple que la fuerza de rozamiento F = f x N = 0, en estas
circunstancias el vehculo no tiene la tendencia a deslizar lateralmente
y por eso a ese valor de V se le llama Velocidad de equilibrio. Viajando a
esa velocidad, el conductor y los pasajeros no sentirn ningn empuje
lateral, por lo que ella es la velocidad mas cmoda y agradable para
tomar una curva. Una vez que el vehculo este en la trayectoria curva, el
conductor puede soltar su volante y aquel tomar la curva por si solo;
por esa razn tambin se le da el nombre de velocidad de manos libres.
PERALTEVelocidad de equilibrio y Factor lateral friccin.
PERALTEEl factor de friccin lateral f no es un valor constante, varia de
acuerdo a la velocidad del vehculo y por lo tanto no debe ser
confundido con el que conocemos de los cursos de fsica como
coeficiente de rozamiento , el cual es el mximo valor del factor de
friccin lateral que se puede desarrollar entre los neumticos y el
pavimento, por lo que se debe escribir:
Si un vehculo viaja a una velocidad tal que f calculado por la
ecuacin 8 resulta mayor que , entonces el vehculo
irremediablemente deslizar puesto que la mxima fuerza de
rozamiento que se puede desarrollar es Fmax = x N, la cual ser
insuficiente para oponerse al deslizamiento.
PERALTE
PERALTEESTABILIDAD AL VOLCAMIENTO.
Adems del deslizamiento, se presenta en las curvas el peligro de
volcamiento, si el vehculo viaja a una velocidad mayor que la de
equilibrio, hay un momento de volcamiento Mv que trata de volcarlo
alrededor del punto 2, el cual viene dado por :
PERALTEESTABILIDAD AL VOLCAMIENTO.
El momento estabilizador ME que se opone a este movimiento viene
dado por:
Para que no ocurra volcamiento debe cumplirse que , lo que
equivale a la siguiente expresin:
condicin de deslizamiento hacia afuera.
condicin de deslizamiento hacia adentro.
PERALTEESTABILIDAD AL VOLCAMIENTO.
(ECUACION 13)
PERALTEESTABILIDAD AL VOLCAMIENTO.
(ECUACION 7)
(ECUACION 15)
PERALTERADIO DE CURVATURA MINIMO.
Si en la (ecuacin 7), ppppppppppppp , reemplazamos P por el
peralte mximo Pmax que se le puede dar a una curva y
reemplazamos f por el mximo factor de friccin lateral fmax,
podemos calcular el radio mnimo rrrrrrr , que se le debe dar a una
curva, para una determinada velocidad de proyecto Vp.
Peralte mximo, Pmax
Segn las normas venezolanas, en carreteras rurales principales se
usara:
(ECUACION 16)
PERALTEFACTOR DE FRICCION LATERAL MAXIMO. fmax.
(ECUACION 16)
PERALTERADIO DE CURVATURA MINIMO.
Aplicando la ecuacin 16, utilizando Pmax = 10% y fmax segn la
tabla anterior obtenemos los valores de la tabla siguiente:
Segn las normas venezolanas , se expresan en la siguiente
tabla:
(ECUACION 16)
PERALTENormas venezolanas:
PERALTETRANSICION DEL PERALTE:
Para pasar de la seccin
transversal con bombeo en la recta
a la seccin peraltada en la curva
horizontal, la calzada se inclina
transversalmente, paulatinamente
comenzando desde una cierta
distancia antes de la curva.
PERALTETRANSICION DEL PERALTE:
En el punto 1 PCTB (punto donde
comienza la transicin del bombeo)
se tiene la seccin normal con
bombeo b .aqu se comienza a
girar el canal exterior alrededor del
eje de la calzada hasta que a una
distancia LTB (longitud de transicin
de bombeo) se llega a la seccin 2
PCTP (punto donde comienza la
transicin de peralte), donde el
canal exterior alcanza la pendiente
transversal de 0%, mientras que el
canal interior permanece con el
bombeo b.
PERALTETRANSICION DEL PERALTE:
A partir del punto 2 PCTP se continuarotando el canal exterior alrededor deleje de la va, hasta obtener la seccin3 PSU (punto de seccin uniforme),donde el canal exterior se hace colinealcon el canal interior, mostrando lacalzada una pendiente transversalunilateral con valor igual al bombeob. A partir de la seccin 3 PSU serota toda la calzada alrededor del eje,hasta obtenerse la seccin 5 PTTP(punto donde termina la transicin deperalte), donde la calzada alcanza unapendiente transversal de valor igual alperalte P. A la distancia horizontalentre las secciones 2 y 5 se le llama
longitud de transicin del peralte LT.
PERALTETRANSICION DEL PERALTE:
PERALTEDIAGRAMAS DE TRANSICION DEL PERALTE:
Son diagramas relativos. El eje de la va se indica como una lnea horizontal,
pero sta representa la rasante en el alineamiento vertical, el cual esta
formado por curvas y rectas verticales.
PERALTEDIAGRAMAS DE TRANSICION DEL PERALTE:
En los diagramas de transicin de peralte vemos que la
pendiente del borde exterior es mayor que la del eje en una
cantidad s, y la pendiente del borde interior es menor que la
del eje en la cantidad s.
PERALTEELEMENTOS DE TRANSICION DEL PERALTE:
(ECUACION 1)
(ECUACION 2)
(ECUACION 3)
(ECUACION 4)
(ECUACION 5)
(ECUACION 1)
PERALTETRANSICION DEL PERALTE:
(ECUACION 5)
(ECUACION 3)
PERALTETRANSICION DEL PERALTE:
(ECUACION 4)
(ECUACION 1)
(ECUACION 2)
PERALTETRANSICION DEL PERALTE:
(ECUACION 4)
(ECUACION 1)
(ECUACION 2)
PERALTETRANSICION DEL PERALTE:
PERALTETRANSICION DEL PERALTE: