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PERALTE FUERZA CENTRIPETA, CALZADA HORIZONTAL Cuando un vehículo pasa de una alineación recta a una curva tiene la tendencia (según la primera ley de newton) a mantenerse en la trayectoria recta, y para que siga la trayectoria curva deberá aplicársele una fuerza lateral. Si la calzada es completamente horizontal, esta fuerza lateral hacia el centro de la curva o fuerza centrípeta es ejercida por la fricción lateral desarrollada entre los neumáticos y el pavimento.

6. peralte 222

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PERALTE

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  • 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: