Vehículo de Diseño

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DISEÑO VIAL 
URBANO
Los vehículos que circulan por las vías urbanas, están destinados a distintos usos en función de su
peso, potencia, dimensiones y maniobrabilidad, que en todo caso, condicionan las características del
diseño geométrico y resistencia del pavimento.
CLASIFICACIÓN VEHICULAR
NOTAS *(1) Ver art. 5 del Reglamento Nacional
de Vehículos
*(2) Ver art. 6 del Reglamento Nacional de
Vehículos
*(3) No previstos en el Reglamento Nacional de
Vehículos
El proyectista deberá tener presente que la vía, durante su vida útil, será transitada por diversos tipos
de vehículos por lo que se requerirá del buen juicio y criterio profesional para elegir los “vehículos de
diseño” que resulten adecuados para diversas solicitaciones de la vía.
ACELERACION PROMEDIO
SEGÚN TIPO DE VEHICULOS
El movimiento de un vehículo se produce como resultado de una serie de fuerzas favorables y
contrarias. Al esfuerzo tractor del motor, además de los rozamientos internos, se oponen diversas
resistencias, como son la debida al viento, la de rodadura, la debida a la inclinación de la vía y a los
distintos tipos de rozamiento entre las ruedas y la vía, causadas por la aceleración, desaceleración y
giros.
La capacidad de aceleración de un vehículo depende de su peso, de las diversas resistencias que se
oponen a su movimiento y de la potencia transmitida a las ruedas en cada momento.
A continuación se indican las aceleraciones normales en diferentes tipos de vehículos:
Automóviles de tamaño medio : de 0.9 m/seg2 a 2.2 m/seg2
Automóviles deportivos : de 3.5 m/seg2 a 4.5 m/seg2
Vehículos comerciales : de 0.2 m/seg2 a 0.6 m/seg2
Asimismo, en el siguiente cuadro se indica la velocidad promedio alcanzada por vehículos ligeros y
pesados, para una distancia recorrida determinada, después de una aceleración normal, partiendo del
reposo, según se trate de vías horizontales o inclinadas, respectivamente
A efectos prácticos debe admitirse una desaceleración normal del orden de 2.5 m/seg2 (9 km /hora
por segundo).
NOTAS:
(1) El peso máximo permitido para unidades o combinación de vehículos es de 48,000 Kg.
(2) Vehículos con facilidad de distribución de peso por ejes.
(3) En todos los casos cuando la presente tabla se refiere a carga por eje posterior, se asume que
cada uno de los ejes individualmente es de 4 neumáticos, caso contrario deberá recalcularse la carga
por eje en base a lo indicado en el presente Reglamento.
Velocidad General
Velocidad se define como la relación entre el espacio recorrido y el tiempo que se tarda en recorrerlo.
Es decir, para un vehículo representa su relación de movimiento, generalmente expresada en
kilómetros por hora (km/h).
Para el caso de una velocidad constante, ésta se define como una función lineal de la distancia y el
tiempo, expresada por la fórmula:
Donde :
v = Velocidad constante (Kilómetro por hora)
d = Distancia recorrida (kilómetros)
t = Tiempo de recorrido (horas)
Velocidad de Punto o Instantánea
Es la velocidad de un vehículo a su paso por un determinado punto de una vía o de una calle. Como
dicha velocidad se toma en el preciso instante del paso del vehículo por el punto, también se le
denomina velocidad instantánea.
Velocidad Media Temporal
Es el promedio aritmético de las velocidades de punto de todos los vehículos, o parte de ellos, que
pasan por un punto específico de una carretera o vía durante un intervalo de tiempo seleccionado.
Para datos de velocidades de punto no agrupados, matemáticamente la velocidad media temporal se
define como:
Donde :
vt = Velocidad media temporal
vi = Velocidad del vehículo i
n = número total de vehículos observados o tamaño de la muestra
Para el caso de datos de velocidades de punto agrupadas, la velocidad media temporal es:
Donde:
m = Número de grupos de velocidad
ƒi = Número de vehículos en el grupo de velocidad i
vi = Velocidad de punto del grupo i
Velocidad Media Espacial
Es el promedio aritmético de las velocidades de punto de todos los vehículos que en un instante dado
se encuentran en un tramo de carretera o vía. Se dice entonces, que se tiene una distribución
espacial de velocidades de punto.
Donde :
Ve = Velocidad media espacial
d = Distancia dada o recorrida
t = Tiempo promedio de recorrido =
∑
Expresión que relaciona la velocidad media temporal y la velocidad media espacial:
Donde :
= Variancia de la distribución de velocidades en el espacio
La variancia de la muestra de velocidades en el espacio es :
Donde :
=variancia de la distribución de velocidades en el tiempo cuyo valor, para datos agrupados, es igual a:
Es importante anotar que la velocidad media espacial es igual a la velocidad media temporal sólo
cuando la variancia de la velocidad media espacial sea igual a cero, lo cual se consigue en el evento
en que todos los vehículos viajen exactamente a la misma velocidad. Caso en el cual:
Cuando las velocidades de los vehículos no son iguales, la velocidad media temporal es siempre
mayor que la velocidad de media espacial.
Ejemplo:
Se tiene un tramo de carretera de longitud de 50 metros, en el cual circulan tres vehículos a
velocidades constantes de 80 km/h, 75 km/h y 60 km/h, respectivamente.
Solución:
La velocidad media temporal:
Los tiempos de recorrido de cada vehículo son:
El tiempo promedio de recorrido es:
La velocidad media espacial es:
La varianza de distribución de velocidades es:
Velocidad de Recorrido
Llamada también velocidad global o de viaje, es el resultado de dividir la distancia recorrida, desde
principio a fin del viaje, entre el tiempo total que se empleó en recorrerla. En el tiempo total de
recorrido están incluidas todas aquellas demoras operacionales por reducciones de velocidad y
paradas provocadas por la vía, el tránsito y los dispositivos de control, ajenos a la voluntad del
conductor. No incluye aquellas demoras fuera de la vía, como pueden ser las correspondientes a
gasolineras, restaurantes, lugares de recreación, etc.
Velocidad de Circulación
Para un vehículo, la velocidad de circulación o velocidad de crucero, es el resultado de dividir la
distancia recorrida entre el tiempo durante el cual el vehículo estuvo en movimiento. Para obtener la
velocidad de circulación en un viaje normal, se descontará del tiempo total de recorrido, todo aquel
tiempo que el vehículo se hubiese detenido, por cualquier causa. por lo tanto, esta velocidad por lo
general, será de valor superior a la de recorrido.
Ejemplo:
un vehículo de prueba es observado en las secciones transversales AA, BB, CC y DD viajando a las
velocidades de 95,50,0 (parado) y 65 km/h. A lo largo de estos tres subtramos recorre las distancias
de 180, 45 y 105 metros en 9, 7 y 12 segundos, respectivamente. En la sección transversal CC
permanece parado por 15 segundos ante la presencia de un semáforo en rojo. Se desea conocer las
velocidades medias de recorrido y de circulación del vehículo de prueba entre las secciones
transversales AA y DD, esto es, a lo largo de todo el tramo AD.
Solución:
La velocidad media de recorrido del vehículo en el tramo AD se puede plantear así :
V recorrido = Distancia recorrida
Tiempo de recorrido
Donde :
Distancia recorrida = dAD = d AB + d BC + d CD
= 180 + 45 + 105
= 330 m.
Tiempo de recorrido = t AD = t AB + t BC + t parado + t CD = 9 + 7 + 15 + 12 = 43s
Por lo tanto :
v recorrido = d AD / t AD = 27.6 km/h
t AD = 43s
d AD = 330 m
Por otro lado, la velocidad media de circulación del vehículo en el tramo AD es :
v circulación = Distancia recorrida
Tiempo de circulación
Donde:
Distancia recorrida = d AD = 330 m.
Tiempo de circulación = t AD = t AB +t BC + t CD = 9 + 7 + 12 = 28seg.
Por lo tanto :
v circulación = 330 m = 11.78 m/sg=42.64 km/h
28s
Obsérvese que en el tiempo de circulación sólo se incluyen los tiempos en los cuales el vehículo
realmente está en movimiento, esto es, durante 9, 7 y 12 segundos, respectivamente. Igualmente,
estos tiempos que el vehículo está en movimiento incluyen las demoras operacionales, las cuales se
venreflejadas en los cambios de velocidad que el vehículo experimenta a lo largo del tramo AD.
A su vez, las velocidades medias de marcha del vehículo para cada sub tramo son :
V AB = d AB = 180 m = 72.4 km/h
t AB 9s
V BC = d BC = 45 m = 23.1 km/h
t BC 7s
V CD = d CD = 105 m = 31.5 km/h
t CD 12s
Velocidad de Diseño
Llamada también velocidad de diseño, es la velocidad máxima a la cual pueden circular los vehículos
con seguridad sobre una sección específica de una vía, cuando las condiciones atmosféricas y del
tránsito son tan favorables que las características geométricas del proyecto gobiernan la circulación.
La selección de la velocidad de proyecto depende de la importancia o categoría de la futura vía, de
los volúmenes de tránsito que va a mover, de la configuración topográfica de la región, del uso del
suelo y de la disponibilidad de recursos económicos.
Velocidad Específica
Puede definirse la velocidad específica de una vía urbana como aquella a la que un vehículo tipo
puede circular permanentemente cuando las condiciones meteorológicas y del pavimento son
favorables y la intensidad de tráfico es reducida, de forma que las condiciones geométricas de la vía
son el único factor que condiciona la seguridad.
Debe tenerse en cuenta que la velocidad de proyecto en condiciones de pavimento mojado puede
suponerse que es aproximadamente un 20% menor que cuando es pavimento está seco, y está
comprobado que incluso los vehículos más rápidos reducen su velocidad sensiblemente cuando las
condiciones del pavimento son adversas.