DISEÑO GEOMETRICO DE CARRETERAS

EL VEHICULO

CONTENIDO Introducción 1. Definición. •Características •Clasificación del Vehículo •Pesos de los vehículos •Tipos de los vehículos

2. Reglamento Nacional de Vehículos •Pesos y Dimensiones maximas.

3. Movimientos del vehículo •Adherencia •Rozamiento •Resistencia a la Rodadura •Resistencia al Movimiento

Se considera vehículo para el transporte por carretera, todo artefacto o aparato destinado al transporte de personas o carga, utilizado para circular por las vías públicas o privadas.

DEFINICION DE VEHICULO

Las características de los vehículos de diseño condicionan los distintos aspectos del dimensionamiento geométrico y estructural de una carretera. Así, por ejemplo:

El ancho del vehículo adoptado incide en el ancho del carril de las bermas y de los ramales.

La distancia entre los ejes influyen en el ancho y los radios mínimos internos y externos de los carriles en los ramales.

La relación de peso bruto total/potencia guarda relación con el valor de pendiente admisible e incide en la determinación de la necesidad de una vía adicional para subida y, para los efectos de la capacidad, en la equivalencia en vehículos ligeros.

Características del Vehículo

Conforme al Reglamento Nacional de Vehículos, se consideran como vehículos ligeros aquellos correspondientes a las categorías L (vehículos automotores con menos de cuatro ruedas) y M1 (vehículos automotores de cuatro ruedas diseñados para el transporte de pasajeros con ocho asientos o menos, sin contar el asiento del conductor).

Serán considerados como vehículos pesados, los pertenecientes a las categorías M (vehículos automotores de cuatro ruedas diseñados para el transporte de pasajeros, excepto la M1), N (vehículos automotores de cuatro ruedas o más, diseñados y construidos para el transporte de mercancías), O (remolques y semirremolques) y S (combinaciones especiales de los M, N y O).

Clasificaciones del vehículo.

La clasificación del tipo de vehículo según encuesta de origen y destino, empleada por SNIP para el costo de operación vehicular (VOC), es la siguiente:

Vehículo de pasajeros o Jeep (VL) o Auto (VL) o Bus (B2, B3, B4 y BA) o Camión C2 Vehículo de carga o Pick-up (equivalente a Remolque Simple T2S1) o Camión C2 o Camión C3 y C2CR o T3S2

Clasificaciones del vehículo.

La longitud y el ancho de los vehículos ligeros no condicionan el proyecto, salvo que se trate de una vía por la que no circulan camiones, situación poco probable en el proyecto de carreteras. A modo de referencia, se citan las dimensiones representativas de vehículos de origen norteamericano, en general mayores que las del resto de los fabricantes de automóviles:

Ancho: 2,10 m. Largo: 5,80 m.

Para el cálculo de distancias de visibilidad de parada y de adelantamiento, se requiere definir diversas alturas, asociadas a los vehículos ligeros, que cubran las situaciones más favorables en cuanto a visibilidad.

h: altura de los faros delanteros: 0,60 m. h1: altura de los ojos del conductor: 1,07 m. h2: altura de un obstáculo fijo en la carretera: 0,15 m. h4: altura de las luces traseras de un automóvil o menor altura

perceptible de carrocería: 0,45 m. h5: altura del techo de un automóvil: 1,30 m

Vehículos ligeros

Vehículos ligeros

Las Categorías son las siguientes: Categoría L: Vehículos automotores con menos de cuatro ruedas. L1 : Vehículos de dos ruedas, de hasta 50 cm3 y velocidad máxima de

50 km/h.

L2 : Vehículos de tres ruedas, de hasta 50 cm3 y velocidad máxima de 50 km/h.

L3 : Vehículos de dos ruedas, de mas de 50 cm3 ó velocidad mayor a 50 km/h.

L4 : Vehículos de tres ruedas asimétricas al eje longitudinal del vehículo, de más de 50 cm3 ó una velocidad mayor de 50 km/h.

L5 : Vehículos de tres ruedas simétricas al eje longitudinal del vehículo, de mas de 50 cm3 ó velocidad mayor a 50 km/h y cuyo peso bruto vehicular no exceda de una tonelada.

Vehículos ligeros

Las dimensiones máximas de los vehículos a emplear en la definición geométrica son las establecidas en el Reglamento Nacional de Vehículos vigente. Para el cálculo de distancias de visibilidad de parada y de adelantamiento, se requiere definir diversas alturas, asociadas a los vehículos ligeros, que cubran las situaciones más favorables en cuanto a visibilidad.

h: altura de los faros delanteros: 0,60 m. h3: altura de ojos de un conductor de camión o bus,

necesaria para la verificación de visibilidad en curvas verticales cóncavas bajo estructuras: 2,50 m.

h4: altura de las luces traseras de un automóvil o menor altura perceptible de carrocería: 0,45 m.

h6: altura del techo del vehículo pesado: 4,10 m

Vehículos pesados

Vehículos pesados

Categoría M: Vehículos automotores de cuatro ruedas o más diseñados y construidos para el transporte de pasajeros.

M1 : Vehículos de ocho asientos o menos, sin contar el asiento del conductor.

M2 : Vehículos de mas de ocho asientos, sin contar el asiento del conductor y peso bruto vehicular de 5 toneladas o menos.

M3 : Vehículos de mas de ocho asientos, sin contar el asiento del conductor y peso bruto vehicular de más de 5 toneladas.

Vehículos pesados

Los vehículos de las categorías M2 y M3, a su vez de acuerdo a la disposición de los pasajeros se clasifican en:

Clase I : Vehículos construidos con áreas para pasajeros de pie permitiendo el desplazamiento frecuente de éstos

Clase II : Vehículos construidos principalmente para el transporte de Pasajeros sentados y, también diseñados para permitir el transporte de pasajeros de pie en el pasadizo y/o en un área que no excede el espacio provisto para dos asientos dobles.

Clase III : Vehículos construidos exclusivamente para el transporte de pasajeros sentados.

Vehículos pesados

Categoría N: Vehículos automotores de cuatro ruedas o más diseñados y construidos para el transporte de mercancía.

N1 : Vehículos de peso bruto vehicular de 3,5 toneladas o menos.

N2 : Vehículos de peso bruto vehicular mayor a 3,5 toneladas hasta 12 toneladas.

N3 : Vehículos de peso bruto vehicular mayor a 12 toneladas.

Categoría O: Remolques (incluidos semiremolques). O1 : Remolques de peso bruto vehicular de 0,75

toneladas o menos.

O2 : Remolques de peso bruto vehicular de más 0,75 toneladas hasta 3,5 toneladas.

O3 : Remolques de peso bruto vehicular de más de 3,5 toneladas hasta 10 toneladas.

O4 : Remolques de peso bruto vehicular de más de 10 toneladas.

El espacio mínimo absoluto para ejecutar un giro de 180º en el sentido del movimiento de las agujas del reloj, queda definido por la trayectoria que sigue la rueda delantera izquierda del vehículo (trayectoria exterior) y por la rueda trasera derecha (trayectoria interior). Además de la trayectoria exterior, debe considerarse el espacio libre requerido por la sección en volado que existe entre el primer eje y el parachoques, o elemento más sobresaliente.

La trayectoria exterior queda determinada por el radio de giro mínimo propio del vehículo y es una característica de fabricación.

Giro mínimo de vehículos tipo

La adherencia es la resistencia que se ofrece a un deslizamiento que depende de las superficies en contacto. La adherencia es la responsable de que el conductor tenga el dominio sobre el coche. La adherencia es una de las principales preocupaciones de los fabricantes de autos y de neumáticos, sea por aumentarla y mejorarla.

La adherencia de los neumáticos es la fricción entre dos superficies, la de la goma del neumático y la del suelo. Esta no es un valor estable, depende de la temperatura, de la presión y, lo que es más, de lo resbaladizo que sea el suelo. Algo curioso es que el máximo nivel de adherencia se alcanza cuando el neumático se desliza un poco.

Movimiento del vehículo. Adherencia.

El rozamiento es la resistencia que se opone al movimiento de los cuerpos y que siempre se halla presente durante el mismo. El rozamiento puede ser interno o externo. En nuestro caso, el rozamiento interno se presenta durante cualquier deformación de un cuerpo sólido (elasticidad). El rozamiento externo se produce cuando existen dos cuerpos sólidos en contacto, tanto en reposo como con movimiento relativo.

En un automóvil existen rozamientos de diversos tipos. Algunos dificultan su movimiento y se trata de reducirlos, mientras que otros son esenciales para el funcionamiento del vehículo y se trata de aumentarlos. Entre los rozamientos indeseados pueden considerarse la resistencia que presenta el aire al avance del vehículo y que se trata de reducir mediante formas aerodinámicas de las carrocerías y el rozamiento correspondiente a los órganos móviles del motor y de la transmisión.

Un tipo especial de rozamiento es el que presentan los neumáticos, que son sólidos, deformables, y cuyos materiales presentan unos rozamientos internos considerables.

Rozamiento.

Respecto a los rozamientos que pueden considerarse útiles o indispensables para el funcionamiento de un automóvil es suficiente considerar que en el embrague, el rozamiento se aprovecha para transmitir la potencia del motor al cambio; que en los frenos, es el que permite que éstos cumplan su función; en los amortiguadores, el rozamiento permite frenar las oscilaciones del vehículo.

Asimismo, el contacto entre el neumático y el suelo, el rozamiento es esencial para el movimiento del automóvil, ya que se debe exclusivamente a la presencia de rozamiento la posibilidad de que el vehículo avance gracias a la potencia transmitida a las ruedas. Por razones de escasez de rozamiento, un vehículo no puede avanzar cuando se halla sobre superficies particulares, como nieve o arena, por lo cual, en tales condiciones, es preciso aumentar artificialmente el rozamiento entre las ruedas y el suelo mediante el empleo de cadenas o clavos.

Rozamiento.

La resistencia a la rodadura se produce por el desplazamiento del vehículo. Se opone a la fuerza de empuje y su valor depende de la masa del vehículo, de la geometría de dirección, del tipo, perfil y presión de inflado de los neumáticos, de la velocidad de marcha, estado de la carretera y de la superficie de la misma.

Se calcula multiplicando el peso que recae sobre cada rueda por el coeficiente de resistencia a la rodadura que es un valor que depende del material y de los factores ambientales.

La resistencia será mayor cuanto mayor sea el trabajo de flexión de los neumáticos, el rozamiento del aire en la rueda y la fricción en el rodamiento de rueda.

Resistencia a la rodadura.

Resistencia al movimiento

Al aumentar la velocidad de marcha aumenta la resistencia aerodinámica a la segunda potencia. Por ello, la relación velocidad – consumo no es lineal sino que dicho consumo se dispara a altas velocidades.

En el diseño y construcción tiene especial importancia el coeficiente aerodinámico, que permitirá un menor esfuerzo del motor y mejorara la estabilidad. Por tanto, a menor coeficiente, menor resistencia al avance y menor esfuerzo demandado al motor, mayor estabilidad y mayor ahorro de carburante.

El coeficiente aerodinámico indica lo aerodinámica que es la forma de la carrocería. Mediante del coeficiente y la superficie de la parte delantera del vehículo es posible calcular la cantidad de energía necesaria para vencer la resistencia del aire en el sentido de avance a cualquier velocidad.

Resistencia al movimiento

Otra resistencia al movimiento es la que se presenta en las pendientes. La resistencia de una pendiente depende del perfil de la calzada y de la masa del vehículo. El vehículo precisa disponer de una mayor fuerza de propulsión para vencer la resistencia ofrecida por la pendiente. La fuerza de resistencia de pendiente se calcula