RUFO LAGUNA CONDORIERICK AGUIRREJIMMY HUARZA

ELVISJEINER

RAMPAS DE EMERGENCIA

INTRODUCCION• En pendientes prolongadas existe la

probabilidad que falle el sistema de frenos de un vehículo pesado por sobrecalentamiento, caso en el cual el conductor pierde el control sobre el vehículo. Esta avería puede responder a distintas causas, entre ellas; recalentamiento de las cintas de frenos por mal uso de la caja de cambio, mojado de las cintas de frenos, falla mecánica, etc

PRINCIPIOS BÁSICOS

• En la Figura se observan las fuerzas que actúan en un vehículo y que afectan la velocidad de éste e incluyen al motor, frenos y la sumatoria de fuerzas que actúan directamente sobre el vehículo. La fuerza del motor y de los frenos pueden ser ignoradas en el diseño de las rampas, puesto que éstas se diseñan considerando el caso más desfavorable, el cual es que los vehículos estén completamente fuera de control y que el sistema de frenos haya fallado por completo.

• Por lo anterior resulta que la sumatoria de fuerzas que actúa sobre el vehículo es la inercia (Fi), el aire (Fa), la resistencia al rodado (Fr) y la pendiente (∀).

RAMPAS DE ESCAPE

Franja auxiliar conectada a la vía especialmente acondicionada para vehículos que queden fuera de control por fallas mecánicas, principalmente en sus sistemas de frenos, desacelerándolos en forma controlada y segura, mediante el uso de materiales granulares sueltos y aprovechando, en su caso, la acción de la gravedad.

DEFINICION

ACCESO

Parte pavimentada de la rampa para frenado de emergencia que conecta el arroyo vial de la carretera con la cama de frenado

CAMINO DE SERVICIO

• Franja pavimentada aledaña a la cama de frenado, acondicionada para retirar los vehículos que entren a la rampa para frenado de emergencia y dar mantenimiento a la cama de frenado

CLASIFICACIÓN

RAMPAS CON MONTÍCULO

CLASIFICACIÓN

CLASIFICACIÓN

Son Las que tienen una cama

de frenado

por un montículo de material

granular suelto y seco

con pendiente ascendente y

espesor creciente

cuando se tengan

limitaciones de espacio

RAMPAS DE MONTICULO

FORMADO

UTILIZA

RAMPAS DESCENDENTES

CLASIFICACIÓN

RAMPAS DESCENDENTES

Presentan cama de frenado de

espesor uniforme

pendiente longitudinal descendente

La detención se limita al

aumento de la resistencia a la

rodadura

A que la acción de la gravedad tiene un efecto

acelerador.

CON

DEBIDO

RAMPAS HORIZONTALES

RAMPAS HORIZONTALES

Incrementa la resistencia al

rodado a partir del agregado

suelto

la disminución y detención del

vehículo fuera de control

La detención se limita al

aumento de la resistencia a la

rodadura

de la gravedad en la detención

es nulo

RESULTADO

EFECTO

RAMPAS ASCENDENTES

CLASIFICACIÓN

RAMPAS ASCENDENTES

Presentan cama de frenado con

espesor uniforme y pendiente

longitudinal

se aprovecha la resistencia a la rodadura

la acción de la gravedad por la

pendiente longitudinal ascendente

menos largas que las rampas descendentes y

horizontales

SIN

SON

Diseño de los Lechos de Frenado • Al igual que el resto de los Sistemas de Contención los

Lechos de Frenado deben considerarse a lo largo de su vida útil: diseño, ejecución y operación. Asimismo, se establecen los siguientes criterios:

Criterio de Necesidad:

Se cuestiona la necesidad de un LF tanto en caminos existentes como en nuevos de acuerdo a la geometría y restricciones del diseño; sin embargo, no existe un criterio analítico definido, pero el parámetro que está presente en casi todos es la historia de choques producidos por falla de los frenos.

CRITERIO DE LOCALIZACIÓN:

• Se define la colocación del LF dentro de la pendiente teniendo en cuenta las restricciones físicas y funcionales de la dicha elección. De acuerdo a la (AASHTO 2001) se debe evaluar si puede ir a la derecha o izquierda del tramo, antes de una curva horizontal a partir de la mitad de la pendiente.

CRITERIO DE CÁLCULO DE LA VELOCIDAD DE DISEÑO:

• La velocidad de diseño no es constante ya que depende de la distancia recorrida luego de la falla de los frenos y la pendiente del tramo; sin embargo, al asumir esta velocidad como 74 constante simplifica en gran medida el diseño del LF. Por su parte la normativa de la AASHTO 2001 recomienda una velocidad de 140 km/h, mientras que otras normativas como la de España (Ministerio, 1999) y la Sud África (CSIR, 2001) recomiendan velocidades que oscilan entre 50 y 130 km/h. Asimismo, la normativa chilena sugiere una velocidad de diseño igual a la velocidad del proyecto + 20 km/h.

PARÁMETROS: VX: Velocidad a una distancia “x” de la pendiente

Donde: Vi : Velocidad incial (Vo).Hx : Altura a la distancia “x” de la pendiente. K : Coeficiente de fricción .F : Área frontal del vehículo .X : Distancia “x” recorrida de la pendiente .W : Potencia.Vm : Velocidad media del tramo estudiado.Vn 2 : Velocidad media de los cuadrados de las velocidades en el tramo.

La primera fórmula solo emplea parámetros de las resistencias pasivas y activas del vehículo mientras que la segunda solo parámetros físicos. Para el diseño de un LF se debe determinar la necesidad, localización, velocidad de diseño y diseño geométrico del mismo.

CONSIDERACIONES DE DISEÑO

Acceso amplio

Buena visibilidad de toda la rampa la mayor cantidad de

tiempo posible .

Longitud suficiente

Pista auxiliar para remover

vehículos y permitir su

mantenimiento.

Materiales

adecuados

UBICACIÓN Acceso amplio

Factores a evaluar a la hora de proyectar una rampa de escape:

Tasas de accidentes

Concepto de frenos humeantes, que tiene relación con

la condición que presenta el sistema de frenos de un

vehículo al ser constantemente utilizado

Volumen

Existencia de curvas

• La velocidad de entrada a una rampa para frenado de emergencia, se determinará mediante la siguiente expresión, con un límite máximo de ciento cuarenta (140) kilómetros por hora:

0.00

25.00

50.00

75.00

100.00

125.00

150.00

175.00

200.00

225.00

250.00

275.00

300.00

325.00

350.00

375.00

400.00

425.00

450.00

475.00

500.00

50 60 70 80 90 100 110 120

Lo

ng

itu

d (

m)

Velocidad (Km/h)

Velocidad en función de Longitud de Rampapara cada Pendiente Material: Grava Suelta

2 3 4 5 6 7 8 9 10

GEOMETRÍA

distancia necesaria (m) para detener a un vehiculo en un lecho de frenado en una

anchura completa

Esta distancia se aumenta en un 3% por cada 1% de pendiente descendiente de la rasante

Ancho

• El ancho de las rampas para frenado de emergencia será el adecuado para permitir el libre ingreso de los vehículos y para facilitar las maniobras para removerlos.

• Comprenderá el ancho de la cama de frenado, que podrá ser de 10 a 12 m y el mínimo es 8 metros, así como el ancho del camino de servicio, que será de 3 a 5 m.

• Para la determinación de la longitud efectiva de la cama de frenado, si su pendiente es uniforme, se aplicará la siguiente expresión:

Le = Longitud de cama requerida (m)Ve = Velocidad de entrada del vehículo (km/h)SI = Pendiente de la rampa, dividida por 100R = Resistencia al rodado del material de la

rampa, dividida por 1000.

Longitud• La longitud de una rampa para frenado de

emergencia, desde la orilla de la corona de la carretera hasta el término de la rampa, comprenderá la longitud del acceso pavimentado, que será la necesaria para alojar la curva vertical que permita pasar de la pendiente de la carretera a la pendiente inicial de la cama de frenado y la longitud de ésta última, que será la necesaria para detener completamente a los vehículos

Resistencia a la rodadura, expresada en términos de pendiente equivalente

longitud total• Se recomienda por razones de seguridad que la

longitud total LT de la cama de frenado sea un 20% adicional a la distancia de detección Le, es decir:

• LT = 1.2 Le

• Es recomendable la colocación de un montículo de 1.5 m de alto al final de la cama de frenado, para cualquier circunstancia en que el vehículo no logrará detenerse al llegar al final de la misma y que las consecuencias pudieran ser catastróficas para los ocupantes del vehículo u otras personas.

Espesor de la cama de frenado

• La cama de frenado para rampas con montículo (RE-1), se debe formar colocando el material a volteo, sobre una terracería horizontal, de forma que la pendiente ascendente del montículo sea menor que dos coma cinco por ciento (2,5%) y sus taludes laterales y final sean como mínimo de tres a uno (3:1) y, para evitar que el material se desplace, que su espesor en el punto de entrada sea de 10 o 7 cm, como se ilustra en la figura.

Disposicion de frenado de tipo RE-1

• La cama de frenado para rampas descendentes (RE-2), horizontales (RE-3) y ascendentes (RE-4), debe tener un espesor de sesenta (60) centímetros a un (1) metro y debe estar colocada a volteo en una caja en la terracería de la rampa, con taludes de dos tercios a uno (⅔:1) y profundidad igual que el espesor de la cama. Para evitar desaceleraciones excesivas en el vehículo, la cama se debe construir con un espesor de 7 a 10 cm en el punto de entrada, que aumentará uniformemente hasta alcanzar su espesor de diseño, como se muestra en la figura . Cuando la cama de frenado se construya con grava triturada, el espesor de diseño debe ser de un (1) metro como mínimo.

Dispocion de corte de frenado de tipo RE-2, RE-3 y RE-4

MATERIALES PARA LECHO DE FRENADO

NOTA: Deben cumplir con los requisitos calidad

LOS MATERIALES Que forman la cama de frenado deben

ser:

friccionantes de compactación

difícillimpios de partículas

contaminantesGrava trituradaGrava de río Arena o gravilla uniforme

Son de:

DRENAJE Y SUBDRENAJE

El objetivo

Se diseñará con el propósito de captar el agua de lluvia.

evitara

acumulación de partículas en

suspensión que llenen los huecos del material de la cama

densificación o compaction y

tambien congelamiento de

agua

Para queNo exista

La anulación de la eficacia de la cama

causaria

Corte transversal y longitudinal de una cama de frenado

Subdrén típico para la cama de frenado

ESPACIAMIENTO DE RAMPAS DE ESCAPE

Consideración principal

Es el diseño que se realiza para la protección de un camión fuera de control es el espaciamiento requerido en las rampas de escape.

situación

falla del sistema de frenado de un camión

La fórmula empleada es:

El conductor debe encontrar una provisión de seguridad antes de que su camión choque o vuelque y que le permita hacer maniobras de control.

SEÑALIZACIONSe deberá prever, la señalización necesaria para que:

El conductor de un vehículo fuera de control conozca de la existencia de la rampa

Entienda las maniobras que debe realizar

Sienta la confianza suficiente de ingresar en forma segura en la misma y no continuar por la carretera

Deben señalizarse con suficiente antelación anunciando su progresiva de emplazamiento y pidiendo al conductor que pruebe los frenos, pues en una progresiva posterior encontrará la rampa.

Debe asegurarse su visibilidad sobre todo de noche.Debe distinguirse claramente de la calzada de la carretera, evitando que inadvertidamente los vehículos penetren en él.

SEÑALAMIENTO

Mantenimiento• El mantenimiento requiere de un equipo adecuado (maquinaria),

que asegure que la rampa esté de vuelta en funcionamiento en un

período mínimo de tiempo. Con esto también se asegura que los

trabajadores abocados a esta tarea no estén expuestos a la

posibilidad que un vehículo fuera de control necesite utilizar la

rampa.

• Para evitar su compactación, la rampa debe ser limpia sin

contaminantes, escarificadas y graduadas a intervalos periódicos,

incluso si no han sido utilizadas, para mantener las características

de contención del material de la cama de frenado y el buen drenaje

de la misma y con mayor razón si ha sido utilizada la rampa.

CONCLUSIONES

• Las rampas de emergencia deberan ser diseñadas de acuerdo a

los calculos de velocidad, pendiente, orografia, tipo de material en el lecho

• Las rampas de escape deberán tener un adecuado sistema de drenaje apropiado a cada zona

• Las rampas de escape deberían ser señalizadas de manera que el operador pueda visualizarlas tanto en el turno día como en el turno noche, asimismo el acceso a la rampa de escape debe estar libre de cualquier objeto y/o material para que los vehículos en caso de emergencia puedan ingresar sin ninguna dificultad.