Peralte

2. Clasificación de las
   Carreteras de Venezuela
3. El Vehículo y sus
   Movimientos
4. Partes del Vehículo que
   Influyen en el Diseño de la
   Vía
5. Visibilidad en
   Carreteras
6. Visibilidad en Carreteras
   Nacionales
7. El Peralte
8. Transiciones en
   Peralte
9. Conclusión

INTRODUCCIÓN

En el campo profesional una de las actividades mas
relevantes en la cual está involucrada la topografía es en la construcción de carreteras.

En este tipo de proyectos se
deben cumplir con una serie de parámetros en lo que
respecta al diseño
de las mismas para que cumplan adecuadamente con los objetivos para
los cuales serán construidas.

El peralte que debe tener una carretera en una curva
determinada a la cual se debe conducir a una velocidad
estipulada de acuerdo al tipo y al fin de la carretera es uno de
esos parámetros que debe tener el encargado del proyecto y los
involucrados en su ejecución, de allí lo relevante
que es tener un fundamento estable en lo que se refiere a estos
tópicos por parte del encargado de hacer los estudios
topográficos del proyecto en
cuestión

En este trabajo de investigación bibliográfica se van a
exponer ciertos conceptos fundamentales que todo estudiante de
Topografía debe poseer para luego hacer un
estudio mas a fondo en la materia y
tener un desempeño óptimo a nivel
profesional.

Clasificación
de las Carreteras de Venezuela

Se clasifican oficialmente según
designación de troncal, local, ramal y
subramal.

• Las Carreteras Troncales:

Son carreteras interestatales entre los centros poblados
de mayor importancia del país. Contribuyen a la integración nacional, al desarrollo de
la economía
del país, y proveen conexión regional y comunicación internacional.

• Las Carreteras Locales:

Son de interés
regional. Permite la
comunicación entre poblada y vías de mayor
importancia y reúnen en tránsito proveniente de
ramal y subramal.

• Los Ramales

O caminos secundarios, intercomunican centros poblados
de menor importancia y proveen el acceso de ésta a las
carreteras principales. Cumplen una función de
gran importancia en el sistema vial de
país; la de alimentar y distribuir el tráfico que
circula por las carreteras troncales.

• Los Subramales:

Proveen acceso a fundos y otras
explotaciones.

• Otras Clasificaciones:

Carreteras Nacionales, estatales, de entidades
agrícolas, particulares y de sistemas cooperativa;
carretera de concreto,
asfalto, granzón, tierra tratada
y simplemente de tierra.

El Vehículo
y sus Movimientos:

Cuando un vehículo recorre una vía en
pendiente cuyo perfil longitudinal presenta una curvatura
importante, queda sometida a una aceleración vertical que
puede modificar las condiciones de estabilidad y afectar
considerablemente el confort de los pasajeros. Para evitar
descontinuidades en las aceleraciones aplicadas al
vehículo al circular éste en la curva vertical, es
conveniente hacer que la aceleración vertical aparezca
gradualmente. Esto se logra mediante una transición de la
curvatura de perfil longitudinal, introduciendo una curva cuya
razón de variación de pendiente sea
constante.

Por otra parte, la condición de movimiento que
se considera óptima para un vehículo en un
alineamiento vertical es aquello que corresponde a un movimiento
cuya componente horizontal de la velocidad es
constante.

Partes del
Vehículo que Influyen en el Diseño
de la Vía:

Entre la data descriptiva del vehículo tenemos:
su peso, área frontal, número y tamaño de la
neumática, número y tamaño de
la cilindra, número de velocidades, razón de
engranaje y velocidades de cambio,
así como una tabla de consumo de
gasolina para las diferentes revoluciones del motor. Debe
tenerse presente que a velocidades mayores de 130 km / h, ciertos
factores tales como la acción giroscópica del
volante, motor y ruedas,
tienden a dominar el vehículo, quitándole el
control al
conductor.

La Velocidad
Directriz:

La velocidad que se selecciona par proyectar una
carretera debe satisfacer la tarea y habita de la mayoría
de los conductores, un procedimiento
para asignar dicha velocidad podría basarse en la
determinación de la curva de distribución de frecuencias acumuladas de
las velocidades de circulación en carreteras de
comparación.

La velocidad proyecto de una carretera es la velocidad
que se escoge para determinar y relacionar entre sí las
características geométricas o
físicas de la misma, tales como el peralte, la
visibilidad, el radio de
curvatura, etc. Constituyendo a la velocidad máxima
según las condiciones favorables que adoptan los
conductores dependiendo de las características óptimas de la
carretera.

Las normas
Venezolanas han finado velocidades de proyecto basándose
en la naturaleza
topográfica de la zona atravesada por el trazado, de la
manera siguiente:

Condiciones topográficas Velocidad del terreno
proyecto (km/h)

Carretera en Llano 90 – 120

Carretera en terreno muy ondulado 80 –
100

Carretera en terreno montañoso 60 –
80

Capacidad:

Es el número máximo de vehículos
por hora que pueden transitar por una vía bajo condiciones
prevalecientes.

Existen tres tipos de capacidades:

• Capacidad básica: el máximo
  número de vehículo que puede pasar por un punto
  determinado de la vía o de un carril de la misma,
  durante una hora, bajo las condiciones mas favorables de la
  vía y tráfico que se posible obtener.
• Capacidad posible: el máximo número de
  vehículos que pueden pasar por un punto dado de una
  vía o de un carril de la misma, durante una hora, bajo
  las condiciones prevalecientes de la vía y del
  tráfico.
• Capacidad práctica: el máximo
  número de vehículos que pueden pasar por un punto
  dado de una vía o de un carril de la misma, durante una
  hora, bajo las condiciones prevalecientes de la vía y
  del tráfico sin que ocurra demoras apreciables y sin que
  haya restricción en la libertad de
  maniobrar de los conductores.

Niveles de Servicio:

No es más que las condiciones de operación
que un conductor experimenta durante su viaje por una carretera,
denotando en las diferentes condiciones de los cambios
óptimos que pueden ocurrir en un carril o camino dado,
cuando aloja diferentes volúmenes de
tráfico.

Visibilidad en
Carreteras:

Si observamos una carretera en planta podemos notar que
ésta está formada por rectas y curvas. En la recta
es posible lograr un movimiento uniforme del vehículo con
la visibilidad precisa y por tanto el máximo de seguridad, el
consumo de
gasolina será mínimo. El único inconveniente
que presentan las rectas es que cuando son excesivamente largas,
la monotonía de éstas producen fatiga en la vista.
La necesidad de salvar los obstáculos que el terreno
presenta, un movimiento de tierra excesivo, obliga a intercolar
curvas entre alineaciones rectas: en ellas aparecen los peligros
de la falta de visibilidad y de la fuerza
centrífuga, origen del deslizamiento transversal y peligro
de vuelco.

Una visibilidad determinada con una curva de radio dada,
impone una velocidad máxima para circular en condiciones
de seguridad.
Además en la zona de curvas debe existir un sobreancho que
permita inscribirse dentro de ella al tráfico, sin invadir
las vías adyacentes.

• Visibilidad en Curvas Verticales:

Para que la visibilidad necesaria exista, si el
ángulo de la razante excede de un cierto valor, es
preciso unirlas por curvas verticales que cumplan una
determinadas condiciones mínimas. La estabilidad de la
marcha logra que el cambio de
razante no produzca al viajero una remoción
desagradable.

El vehículo debe en todo momento poder
detenerse antes de llegar a un obstáculo fijo colocado en
su vía de circulación o maniobrar sin peligro
cuando, marchando para afuera de aquella, se encuentre con un
vehículo que viene en dirección contraria.

• Frenado:

Se dice que en un determinado punto de una carretera,
hay visibilidad de frenado cuando la visibilidad en dicho punto
es suficiente para que el conductor de un vehículo que se
desplaza a cierta velocidad pueda detenerlo antes de alcanzar un
obstáculo que observa que se encuentra en la
vía.

• Distancia de Frenado:

Es la longitud requerida para detener, en estas
condiciones es la suma de dos distancias:

la distancia recorrida por el vehículo desde el
momento que se hace visible el obstáculo hasta el instante
en que se aplica la frenada.

la distancia recorrida por el vehículo
después de haber aplicado la frenada hasta el momento en
que se detiene totalmente.

• Distancia Visibilidad de Paso:

Se dice que en un determinado punto de la carretera hay
visibilidad de paso cuando la visibilidad en dicho punto es
suficiente para que el conductor de un vehículo pueda
adelantarse a otro, que circula por la misma vía a una
velocidad menor, sin peligros de interferencias con otro
vehículo que venga en sentido contrario y que se haga
visible al iniciarse la maniobra de paso.

Visibilidad en Carreteras
Nacionales:

Los valores de
visibilidad de frenado para distintas velocidades de proyecto
son, en las normas
Venezolanas las siguientes:

Velocidad (km/h) 40 45 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
105 110 115 120 125 130 135

Distancia 45 50 55 60 70 80 90 100 120 135 150 160 170
185 200 210 220 230 240

El
Peralte:

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.

• Peralte a Partir del
  Deslizamiento:

Una curva que no presenta peralte provoca el
deslizamiento hacia fuera de la vía y resulta inadecuado
porque limita la velocidad en las curvas.

Por otra parte, ha quedado comprobado que cuando mayor
sea el peralte asignado a una curva que cruza a la izquierda,
mayor es la dificultad de maniobrar en la zona de
transición.

• Formas de Realizar el Peralte:

Existen cuatro métodos
diferentes para la asignación del peralte a las distintas
curvas que se encuentran en un proyecto.

El peralte se hace directamente proporcional al radio de
la curva, correspondiendo el valor del
radio mínimo, el valor máximo del peralte. La
variación del coeficiente de rozamiento mantiene
también una variación similar, tanto para la
velocidad del proyecto, como para la velocidad de
circulación.

El peralte es tal que un vehículo, viajando a la
velocidad del proyecto, tiene toda la fuerza centrífuga
balanceado por el peralte, hasta requerirse el máximo
valor de éste, utilizándose el valor máximo
del peralte solamente en las curvas más
cerradas.

Se aplica el mismo procedimiento
anterior, solo que para correlacionar la velocidad en el peralte
se utiliza la velocidad de circulación en vez de la de
proyecto. Este método
trata de evitar las diferencias del método
anterior, variando el peralte en una velocidad menor que la del
proyecto.

Se mantiene una relación curvilínea
(parabólica) entre los valores del
peralte y los radios de la curva, con valores
comprendidos entre la que se obtiene según los métodos 1
y 3 a fin de favorecer las tendencias de manejo más
rápido que se practican en las curvas mas suaves, es
deseable que en ellas el peralte se aproxime al que obtiene
aplicando el método 3. El ministerios de obras
públicas, en sus normas para el proyecto de carreteras,
adopta el criterio de establecer para cada radio, un solo valor
de peralte, basándose en la velocidad de
circulación promedio que se ha observado en las curvas de
distintos radios, asumiendo una variación lineal del
coeficiente de rozamiento según la velocidad.

• Peralte a Partir del Volcamiento:

Al dejar un alineamiento recto y al entrar en una curva,
el vehículo, empujado por la fuerza F con su punto de
aplicación de las ruedas posteriores, viene desviado en
dirección de F.1 por las ruedas
direccionales. Si se logra mantener la componente F.2 de las de
la fuerza en sentido circular de la curva, el automóvil
continuará su marcha dentro de los límites de
la calzada, variando a cada instante la componente bajo la
acción de las ruedas direccionales. Las otras fuerzas
actúan al mismo tiempo sobre el
vehículo; la fuerza centrífuga C que tiende a
volcar el vehículo, contrarrestada por el peso del
vehículo P y por la fuerza de adherencia y rozamiento del
neumático con la superficie de la pavimentación.
Cuando la componente V cae afuera de las ruedas el
automóvil sufrirá un vuelco; si se consigue que la
componente V no se salga fuera de las ruedas, el vehículo
proseguirá su marcha, pero para lograr esto es necesario
disminuir mucho la velocidad directriz con detrimento y perjuicio
del transporte; se
contrarresta entonces los peligros mencionados con la construcción del peralte.

• Peralte en Contra Curvas:

En ciertos casos el efecto de las solicitaciones
transversales puede ser el vuelco del vehículo, si las
resultantes de las fuerzas que actúan sobre él se
sale fuera del polígono de sustentación formado por
la punta de contacto de las ruedas con el pavimento.

Designando con A el ancho de las ruedas y H la altura
del centro de gravedad sobre el pavimento, de un vehículo
que se mueve a la velocidad V > v sobre una curva de radio R,
la condición de equilibrio
para que no ocurra Volcamiento estará dada por la igualdad de
los momentos de W y F con relación a las ruedas del lado
exterior.

Radio Mínimo en Carreteras en Función de
las Dimensiones del Vehículo:

Transiciones en
Peralte:

A lo largo del tramo de carretera que precede al
alineamiento curvo, para pasar de una sección con bombeo a
otra con peralte, es necesario efectuar un cambio en la
inclinación transversal de la calzada. Este cambio no
puede efectuarse bruscamente, sino que debe hacerse a
través de un cambio gradual de la pendiente de la calzada,
haciéndose llamado transición del peraltado al
tramo de carretera en el cual se realiza.

Cuando en el proyecto de la carretera se han empleado
curvas de transición, la transición de peraltado se
realiza conjuntamente con la de la curvatura. En el caso en que
no se emplee curvas de transición, la transición
del peraltado se realiza en la tangente y parte de la curva
circular.

• Sobreancho de las Curvas:

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 sobreancho de las curvas.

• Flecha de Visibilidad:

De las condiciones que debe reunir el trazado de una
vía es la seguridad, esta exige que cualquier
obstáculo que se presente en la carretera se advertido por
el conductor con suficiente anticipación para actuar con
bastante tiempo sobre la
dirección o sobre los frenos con el fin de evitar accidentes. El
conductor debe disponer entonces de una visibilidad suficiente,
es decir; una longitud continua de carretera que permita al
conductor detenerse o desviarse a tiempo.

Se adopta como tiempo de percepción
los siguientes valores

Velocidad en km/h tiempo de
percepción

20 – 40 2

50 – 60 1,8

70 – 100 1,5

Aplicación de la Flecha de
Visibilidad:

La flecha de visibilidad es el ángulo que
permítela conductor desplazarse sin peligro de choque o
que hace que mantenga una mayor visibilidad en la vía
principalmente en las curvas se aplica la
fórmula:

donde

F = flecha de visibilidad

D = longitud continua de carretera

R = radio de la curva

• Transición de Sobreancho:

Sobreancho es el aumento que se le da a una vía
específicamente en las curvas a fin de facilitar la
operación de los vehículos, ésta debe
realizarse gradualmente a la entrada y a la salida de las
curvas.

La transición del sobreancho se efectúa de
manera distinta según se trate de curvas simples o de
curvas espiralizadas. Para la transición del sobreancho
entre el alineamiento recto y la curva tenemos:

En las curvas circulares simples, el sobreancho debe
realizarse en el borde inferior de la calzada.

La transición del sobreancho debe realizarse en
una longitud lo suficientemente larga para que la calzada pueda
ser utilizada totalmente.

Desde punto de vista de utilidad y
apariencia, el borde de la calzada en la transición del
sobreancho debe ser una curva suave y continua. Debe evitarse el
borde de transición tangencial y los quiebres
tangenciales.

En los alineamientos no espiralizados, de la mitad a 2/3
del valor del sobreabcho debe obtenerse el alineamiento recto, y
el resto de la curva.

los alineamientos espiralizados el sobreabcho debe
distribuirse alo largo de la clotoide.

• Pendiente:

Tasa constante de ascenso o descenso de una
línea. Se expresa usualmente en porcentaje; por ejemplo
una pendiente del 4% es aquella que sube o baja 4 metros en una
distancia horizontal de 100 metros. Cuando existen pendientes
longitudinales no es conveniente que se anule la transversal,
como en algunos casos se hace, porque entonces el agua
seguirá la dirección del eje de la vía,
deteriorará el firme y podría llegar a molestar el
tráfico. Se prescribe, en general, que el agua tenga que
recorrer longitudinalmente, como máximo, el doble del
ancho de la vía.

Pendiente Máxima:

El valor absoluto de la pendiente no puede exceder nunca
a un valor máximo especificado. En todo momento se calcula
el valor de la pendiente necesaria para alcanzar la cota
tentativa, y si este sobrepasa el máximo permitido. La
longitud de la pendiente máxima no debe sobrepasar tampoco
cierto valor especificado.

Las pendientes máximas a permitir en una
carretera, están supeditada a la velocidad del proyecto y
a la composición del tráfico.

Los siguientes son los valores
máximos admisibles:

Velocidad del proyecto(Km/h) 50 65 80 95 110

Pendiente máxima(%) 6 – 8, 5 – 7, 4
– 6, 3 – 6, 3 – 5

Pendientes Mínimas:

Se admiten tramos horizontales (pendiente de cero %)
siempre que la sección transversal no presente problemas de
drenaje longitudinal. Donde se requiera drenar longitudinalmente
la pendiente mínima de la carretera debe asegurarse un
drenaje satisfactorio. Salvo en casos especiales, las pendientes
no deben ser menores que los valores de la siguiente
tabla:

Drenaje longitudinal pendiente mínima
(%)

Cuneta sin revestir 0,5

Canal – drenaje 0,4

Cuneta revestida 0,3

Brocal 0,3

CONCLUSIÓN

Las carreteras se clasifican oficialmente según
designación de troncal, local, ramal y
subramal.

Cuando un vehículo recorre una vía en
pendiente cuyo perfil longitudinal presenta una curvatura
importante, queda sometida a una aceleración vertical que
puede modificar las condiciones de estabilidad y afectar
considerablemente el confort de los pasajeros. Para evitar
descontinuidades en las aceleraciones aplicadas al
vehículo al circular éste en la curva vertical, es
conveniente hacer que la aceleración vertical aparezca
gradualmente. Esto se logra mediante una transición de la
curvatura de perfil longitudinal, introduciendo una curva cuya
razón de variación de pendiente sea
constante.

El peralte 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 evitando de esta manera que el vehículo
desvíe radialmente su trayectoria hacia fuera y se
produzca un volcamiento. Para evitar estos accidentes es
necesario la asignación y construcción del peralte
en todo proyecto para la construcción de
carreteras

Documento cedido por:

JORGE L. CASTILLO T.