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LONGITUD DE TRANSICION Y SU DESARROLLO DENTRO Y FUERA DE LA
CURVA
1.- Transiciones en Peralte:
A lo largo del tramo de carretera que precede al alineamiento
curvo, para pasar de una
seccin con bombeo a otra con peralte, es necesario efectuar un
cambio en la inclinacin
transversal de la calzada. Este cambio no puede efectuarse
bruscamente, sino que debe
hacerse a travs de un cambio gradual de la pendiente de la
calzada, hacindose llamado
transicin del peraltado al tramo de carretera en el cual se
realiza.
Cuando en el proyecto de la carretera se han empleado curvas de
transicin, la transicin de
peraltado se realiza conjuntamente con la de la curvatura. En el
caso en que no se emplee
curvas de transicin, la transicin del peraltado se realiza en la
tangente y parte de la curva
circular.
- PERALTE Valores del Peralte
El valor del peralte, bajo el criterio de seguridad ante el
deslizamiento, est dado por la expresin
Donde:
p : Peralte mximo asociado a V V : Velocidad directriz o de
diseo (Kph) R : Radio mnimo absoluto (m) f : Coeficiente de friccin
lateral mximo asociado a V
Normalmente resultan justificados radios superiores al mnimo,
con peraltes inferiores al mximo, que resultan ms cmodos tanto para
los vehculos lentos (disminuyendo la incidencia de f negativos)
como para vehculos rpidos (que necesitan menores f). Si se eligen
radios mayores que el mnimo, habr que elegir el peralte en forma
tal que la circulacin sea cmoda tanto para los vehculos lentos como
para los rpidos.
Transicin del bombeo al peralte.
En el alineamiento horizontal, al pasar de una seccin en
tangente a otra en curva, se requiere cambiar la pendiente de la
corona, desde el bombeo hasta el peralte correspondiente a la
curva; este cambio se hace gradualmente a lo largo de la longitud
de la espiral de transicin.
Cuando la curva circular no tiene espirales de transicin, la
transicin del peralte puede efectuarse sobre las tangentes
contiguas a la curva, recomendndose para este caso, dar parte de la
transicin en las tangentes y parte sobre la curva circular.
Empricamente se ha determinado que las transiciones pueden
introducirse dentro de la curva circular hasta en un cincuenta por
ciento, siempre que por lo menos la tercera parte de la longitud de
la curva quede con peralte completo.
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La consideracin anterior limita la longitud mnima de la tangente
entre dos curvas circulares consecutivas de sentido contrario que
no tengan espirales de transicin. Esa longitud debe ser igual a la
semisuma de las longitudes de transicin de las dos curvas.
La longitud mnima de transicin para dar el peralte puede
calcularse de la misma manera que una espiral de transicin y
numricamente sus valores son iguales.
Para pasar del bombeo a la sobreelevacin, se tienen tres
procedimientos. El primero consiste en girar la seccin sobre el eje
de la corona; el segundo en girar la seccin sobre la orilla
interior de la corona y el tercero en girar la seccin sobre la
orilla exterior de la corona. El primer procedimiento es el ms
conveniente, ya que requiere menor longitud de transicin y los
desniveles relativos de los bordes son uniformes; los otros dos
mtodos tienen desventajas y slo se emplean en casos especiales.
En carreteras conformadas por dos calzadas y separador central,
el procedimiento para dar el peralte depende de los anchos de la
corona y del separador; en general, pueden considerarse los
siguientes procedimientos:
La seccin total de la carretera se peralta girando sobre el eje
de simetra, girando tambin el separador central.
El separador central se mantiene horizontal y cada calzada se
gira sobre el borde contiguo al separador central.
Las dos calzadas se giran independientemente en torno al eje de
cada una.
Condicionantes para el Desarrollo del Peralte
Proporcin del Peralte a Desarrollar en Tangente
El desarrollo de una parte del peralte en la tangente y otra en
la curva se da, por que en la parte de la tangente vecina a la
curva, el conductor recorre una trayectoria circular que no hace
demasiado incmoda una inclinacin transversal mayor que el 2%
(bombeo), y porque en la parte de la curva vecina a la tangente, el
vehculo describe un circulo de radio mayor que el de diseo. En
ciertas oportunidades, sin embargo, el trnsito en sentido contrario
puede restringir la libertad para desarrollar sta maniobra y por
tanto el peralte a desarrollar en tangente, debe alcanzar a un
mnimo que no incremente peligrosamente el coeficiente de friccin
transversal a utilizar en el sector inicial de la curva.
Desarrollo de Peralte entre Curvas Sucesivas.
En general, el cumplimiento de la recomendacin de la Tabla
304.06, para velocidades de diseo mayores a 60 KPH, provee una
longitud en tangente suficiente para efectuar las transiciones de
peralte. En caminos con velocidad de diseo inferiores y curvas
sucesivas de peralte muy diferentes, puede llegar a ser necesario
mantener la calzada en el tramo recto con una inclinacin
transversal constante, que en lo posible no deber sobrepasar el
3,5%.
Giro del Peralte
Para el giro del peralte, se utilizan los mtodos:
_ Giro del pavimento de la calzada alrededor de su lnea central,
el ms empleado, que permite un desarrollo ms armnico y provoca
menor distorsin de los bordes de la corona.
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_ Giro del pavimento alrededor de su borde interior, cuando al
peraltarse alrededor del eje central, se produce una depresin
acentuada de su cuneta interior, para mejorar la visibilidad de la
curva, o para evitar dificultades en el drenaje superficial de la
carretera en secciones en corte.
_ Giro del pavimento alrededor de su borde exterior, cuando se
quiere destacar la apariencia del trazado.
Peraltes Mnimos
Si el coeficiente f rebasase el coeficiente de resistencia la
deslizamiento (m), el vehculo deslizara y podra sufrir un
accidente, sin llegar a este extremo, la mayora de los conductores
y los vehculos articulados experimentan dificultades si f >0,25,
lo que lleva a definir la mxima velocidad a la que una curva de
radio R y peralte p dados puede ser recorrida sin riesgo de
accidente ( con f=0,25 en la frmula de 304.05.01).
Cuando la velocidad es inferior a la que equilibra exactamente
la fuerza centrfuga, f resulta negativo, es decir, el vehculo lento
tiende a deslizarse hacia el interior de la curva y para
corregirlo, el conductor debe girar el volante hacia el exterior de
sta. Para que sta maniobra no resulte poco natural, el valor
absoluto de esa f negativa no debe rebasar el que resulta habitual
al conducir en una alineacin recta (bombeo = 2%), lo que lleva a
definir un peralte mnimo asociado a una velocidad mnima (en la
frmula de 304.05.01 con f=0,02).
La transicin del peralte deber llevarse a cabo combinando las
tres condiciones
siguientes:
Caractersticas dinmicas aceptables para el vehculo.
Rpida evacuacin de las aguas de !a calzada.
Sensacin, esttica agradable.
La variacin del peralte requiere una longitud mnima, de forma
que no se supere un determinado valor mximo de la inclinacin que
cualquier borde de la calzada tenga con relacin a la del eje de
giro del peralte.
A efectos de aplicacin de la presente Norma, dicha inclinacin se
limitar a un valor mximo
(ipmx) definido por la ecuacin:
ipmx = 1,8 - 0,01 Vp
Siendo:
ipmx = mxima inclinacin de cualquier borde de la calzada
respecto al eje de la misma (%).
Vp= velocidad de proyecto (km/h).
La longitud del tramo de transicin del peralte tendr por tanto
un valor mnimo definido por la
ecuacin:
lmn = [(pf-pi)/ipmx)]B
Siendo:
lmn = longitud mnima del tramo de transicin del peralte (m).
pf = peralte final con su signo (%).
pi = peralte inicial con su signo (%).
B = distancia del borde de la calzada al eje de giro del peralte
(m).
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Cuando la transicin del peralte se realica a lo largo de una
curva de transicin, su longitud deber respetar la longitud mnima
derivada del cumplimiento de la limitacin establecida en el
apartado 4.4.3.2 de la presente Norma.
En general la transicin del peralte se desarrollar a lo largo de
la curva de transicin en planta (clotoide). en dos tramos,
habindose desvanecido previamente el bombeo que exista en sentido
contrario al del peralte definitivo.
El desvanecimiento del bombeo se har en la alineacin recta e
inmediatamente antes de la tangente de entrada, en una longitud
mxima (L) de cuarenta metros (40 m) en carreteras del grupo 1 y en
una longitud mxima de veinte metros (20 m) en carreteras del grupo
2, y de la siguiente forma:
Plataforma con dos pendientes. Se mantendr el bombeo en el lado
de plataforma que tiene el mismo sentido que el peralte posterior,
desvanecindose en el lado con sentido contrario al peralte.
PLATAFORMA CON DOS PENDIENTES
Calzada con pendiente nica del mismo sentido que el peralte
posterior. Se mantendr el
bombeo hasta el inicio de la clotoide.
Calzada con pendiente nica del mismo sentido que el peralte
Calzada con pendiente nica de sentido contrario al peralte
posterior. Se desvanecer el
bombeo de toda la plataforma.
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Calzada con pendiente nica de sentido contrario al peralte
La transicin del peralte se desarrollar linealmente desde el
punto de inflexin de la clotoide (peralte nulo) hasta el peralte
correspondiente a la curva circular (punto de tangencia), siempre
que se alcance el dos por ciento (2 %) en una longitud mxima de
cuarenta metros (40 m), para carreteras del grupo 1, y de veinte
metros (20 m) para carreteras del grupo 2. Si lo anterior no fuese
posible la transicin del peralte se desarrollar en los dos tramos
siguientes:
Desde el punto de inflexin de la clotoide (peralte nulo) al dos
por ciento (2 %) en una longitud mxima de cuarenta metros (40 m),
para carreteras del grupo 1, y de veinte metros (20 m) para
carreteras del grupo 2.
Desde el punto de peralte dos por ciento (2 %), hasta el peralte
correspondiente a la curva circular (punto de tangencia), el
peralte aumentar linealmente.
En el caso de alineacin recta unida a curva circular, se
efectuar la transicin del peralte
sobre la alineacin recta.
En el caso de dos (2) curvas de transicin de distinto sentido,
entre las que exista una recta cuya longitud sea menor que
doscientos metros (200 m) en las carreteras del grupo 1 y que
ciento cincuenta metros (150 m) en las carreteras del grupo 2, la
transicin del peralte del menos dos por ciento (- 2 %) al ms dos
por ciento (+ 2%) se efectuar en una longitud mxima de ochenta
metros (80 m) y cuarenta metros (40 m) respectivamente, centrada en
la recta. La transicin del resto del peralte se realizar a partir
de los citados puntos, linealmente hasta el valor del peralte
correspondiente a la curva circular inmediata.
PLATAFORMA CON CURVAS EN "S"
GRUPO 1: L(R)
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En el caso excepcional de dos curvas de transicin del mismo
sentido, entre las que exista una recta cuya longitud sea menor que
trescientos cuarenta metros (340 m) en las carreteras del grupo 1 y
de doscientos veinte metros (220 m) en las del grupo 2, se mantendr
un peralte del dos por ciento (2 %). en el mismo sentido de las
curvas de transicin, entre los puntos de radio de curvatura cinco
mil metros (5.000 m) para las carreteras del grupo 1 y dos mil
quinientos metros (2500 m) para las del grupo 2 de dichas curvas de
transicin. La transicin del resto del peralte se realizar a partir
de los citados puntos linealmente hasta el valor del peralte
correspondiente a la curva circular inmediata.
PLATAFORMA CON CURVAS EN "C" (ovoide)
GRUPO 1: L(R)
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Figura 4.4
DESVANECIMIENTO DEL BOMBEO Y TRANSICION DEL PERALTE
PLATAFORMA CON DOS PENDIENTES
PLATAFORMA CON CURVAS EN "S"
GRUPO 1: L(R)
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PLATAFORMA CON CURVAS EN "C" (ovoide)
GRUPO 1: L(R)
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NOTAS:
a = anchura de la plataforma
L= 40 m mximo en carreteras del Grupo 1
L= 20 m mximo en carreteras del Grupo 2
En azul DIAGRAMA DE CURVATURAS
En negro DIAGRAMA DE PERALTES
PERALTE 304.05.01 Valores del Peralte Con el fin de
contrarrestar la accin de la fuerza centrfuga, las curvas
horizontales deben ser peraltadas; salvo en los lmites fijados en
la Tabla 304.08.
Los valores mximos del peralte, son controlados por algunos
factores como: Condiciones climticas, orografa, zona (rural urbana)
y frecuencia de vehculos pesados de bajo movimiento, en trminos
generales se utilizarn como valores mximos los siguientes:
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PERALTE PARA CRUCE URBANO Peralte p (%)
-
PERALTE EN ZONA RURAL
PERALTE EN ZONA RURAL (Tipo 3 4)
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PERALTE EN ZONAS CON PELIGRO DE HIELO
(b) Longitud Mnima en Curva con Peralte Total
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En curvas de escaso desarrollo se deber verificar que el peralte
total requerido se mantenga en una longitud al menos igual a V/3,6
(m). 304.05.04 Desarrollo de Peralte entre Curvas Sucesivas. Entre
dos curvas del mismo sentido deber existir, en lo posible, un tramo
en tangente mnimo de acuerdo a lo establecido en la Tabla 304.06
por condiciones de guiado
ptico.
TABLAAAAAAAAAAAAAAAAA
304.05.05 Giro del peralte El giro del peralte se har en
general, alrededor del eje de la calzada. En los casos especiales,
como por ejemplo en terreno excesivamente llano, cuando se desea
resaltar la curva, puede realizarse el giro alrededor del borde
interior. 304.05.06 Peraltes Mnimos Las curvas con radios mayores
que los indicados en la Tabla 304.07 para cada
velocidad directriz mantendr el peralte de 2%.
TRAMOS EN TANGENTE
A efectos de la presente Norma, en caso de disponerse el
elemento tangente, las longitudes mnima admisible y mxima deseable,
en funcin de la velocidad de proyecto, sern las dadas en la Tabla
402.01.
tablaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
Siendo: L min.s = Longitud mnima (m) para trazados en S
(alineacin recta en alineaciones curvas con radios de curvatura de
sent contrario). L min.o = Longitud mnima (m) para el resto de
casos (alineacin re entre alineaciones curvas con radios de
curvatura del mis sentido). L mx = Longitud mxima (m). Vd =
Velocidad de diseo (Km/h) 402.04 CURVAS CIRCULARES
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402.04.01 Elementos de la Curva Circular. En la Figura 402.01 se
ilustran los diversos elementos asociados a una curva circular.
La simbologa normalizada que se define a continuacin deber ser
respetada por el proyectista. Las medidas angulares se expresan en
grados sexagesimales. P.C. : Punto de inicio de la curva P.I. :
Punto de Interseccin de 2 alineaciones consecutivas P.T. : Punto de
tangencia E : Distancia a externa (m) M : Distancia de la ordenada
media (m) R : Longitud del radio de la curva (m) T : Longitud de la
subtangente (P.C a P.I. y P.I. a P.T.) (m) L : Longitud de la curva
(m) L.C : Longitud de la cuerda (m : Angulo de deflexin () p :
Peralte; valor mximo de la inclinacin transversal de la calzada,
sociado al diseo de la curva (%) Sa : Sobreancho que pueden
requerir las curvas para compensar el aumento de espacio lateral
que experimentan los vehculos al describir la curva (m)
402.04.02 Radios Mnimos Absolutos
Los radios mnimos que se usarn en las diferentes carreteras sern
funcin de la velocidad directriz y del peralte, de acuerdo a los
valores que se indican en la Tabla 402.02
tablaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
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402.04.03 Relacin del Peralte, Radio y Velocidad Especfica Las
Figuras 304.03, 304.04, 304.05 y 304.06 permiten obtener el peralte
y el radio
para una curva que se desea disear para una velocidad especfica
determinada. 402.04.04 Curvas en Contraperalte. Sobre ciertos
valores del radio, es posible mantener el bombeo normal de la
calzada, resultando una curva que presenta, en una o en todas sus
carriles, un contraperalte en relacin al sentido de giro de la
curva. Puede resultar conveniente adoptar esta solucin cuando el
radio de la curva es igual o mayor que el indicado en la Tabla
402.03 de alguna de las siguientes situaciones:
(1) La pendiente longitudinal es muy baja y la transicin de
peralte agudizar el problema de drenaje de la calzada. (2) Se desea
evitar el escurrimiento de agua hacia el separador central. (3) En
zonas de transicin donde existen ramales de salida o entrada
asociados a una curva amplia de la carretera, se evita el quiebre
de la arista comn entre ellas.
Tablitaaaaaaaaaaaaaa
En caminos de velocidad de diseo inferior a 60 KPH o cuya
calzada no cuente con pavimento, no se usarn contraperaltes. 402.05
TRANSICIN DE PERALTE
La variacin del peralte requiere una longitud mnima, de forma
que no se supere un determinado valor mximo de la inclinacin que
cualquier borde de la calzada tenga con relacin a la del eje del
giro del peralte. A efectos de aplicacin de la presente Norma,
dicha inclinacin se limitar a
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un valor mximo (ipmx) definido por la ecuacin: ipmax = 1,8 -
0,01.V
Siendo: ipmx : Mxima inclinacin de cualquier borde de la calzada
respecto al eje de la misma (%). V : Velocidad de diseo (Kph). La
longitud del tramo de transicin del peralte tendr por tanto una
longitud mnima definida por la ecuacin: Lmn = pf pi . B ipmx Siendo
: Lmn : Longitud mnima del tramo de transicin del peralte (m). pf :
peralte final con su signo (%) pi : peralte inicial con su signo
(%) B : distancia del borde de la calzada al eje de giro del
peralte (m).
402.06 SOBREANCHO 402.06.01 Necesidad del sobreancho
Las secciones en curva horizontal, debern ser provistas del
sobreancho necesario para compensar el mayor espacio requerido por
los vehculos. 402.06.02 Valores del sobreancho La Figura 402.02
muestra los valores de sobreancho.
Los valores de sobreancho calculados podrn ser redondeados, para
obtener valores que sean mltiplos de 0,10 metros. En la Tabla
402.04, se entregan los valores redondeados para el vehculo de
diseo y 2 carriles. Para anchos de calzada en recta >7,0 m, los
valores del sobreancho de la Tabla 402.04 podrn ser reducidos en el
porcentaje que se da en la Figura 402.05 (a) en funcin a la radio
de la curva.
El valor del sobreancho, estar limitado para curvas de radio
menor a lo indicado en la Tabla 402.05 (asociado a V < 80 Kph) y
se debe aplicar solamente en el borde interior de la calzada. En el
caso de colocacin de una junta central longitudinal o de
demarcacin, la lnea se debe fijar en toda la mitad de los bordes de
la calzada ya ensanchada. Para radios mayores, asociados a
velocidades mayores de 80 Kph, el valor del sobreancho ser
calculado en cada caso.
Tablaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
FIGURA 402.02 VALORES DE SOBREANCHO
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SOBRE ANCHO EN TRANSICIN CON ESPIRALES
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CURVAS DE TRANSICIN. 402.07.01 Funciones
Las curvas de transicin tienen por objeto evitar las
discontinuidades en la curvatura del trazo, por lo que, en su diseo
debern ofrecer las mismas condiciones de seguridad, comodidad y
esttica que el resto de los elementos del trazado. 402.07.02 Tipo
de espiral de transicin
Se adoptar en todos los casos como curva de transicin la
clotoide, cuya ecuacin intrnseca es: R . L = A2 Siendo: R : radio
de curvatura en un punto cualquiera L : Longitud de la curva entre
su punto de inflexin (R = oe) y el punto de radio R A : Parmetro de
la clotoide, caracterstico de la misma 402.07.03 Eleccin del
Parmetro para una Curva de Transicin
El criterio empleado para relacionar el parmetro de una clotoide
con la funcin que ella debe cumplir en una Curva de Transicin en
carreteras, se basa en el clculo del desarrollo requerido por la
clotoide para distribuir a una tasa uniforme (J m/seg3), la
aceleracin transversal no compensada por el peralte, generada en la
curva circular que se desea enlazar.
Formulaaaaaaaa
Siendo: V : Velocidad de Diseo (Kph) R : Radio de curvatura (m)
J Tasa uniforme (m/seg3 ) p : Peralte correspondiente a V y R.
(%)