¿Cuánto cuestan las carreteras en ángulo descendente de centro a borde?

Gracias por el A2A.

Creo que su pregunta ya ha sido respondida, pero intentaré ponerla en terminología cotidiana.

Una carretera que se encuentra en una sección recta generalmente se construye en “corona”. Esto generalmente se parece a un techo plano en una casa donde hay un pico en el medio y ambos lados se inclinan hacia abajo y hacia afuera, en pendiente transversal, para ayudar a que el agua drene de la carretera.

Por lo general, la pendiente transversal es de aproximadamente -2% en la sección recta.

A medida que hace la transición a una curva, un lado de la carretera comenzará a pasar a lo que se llama peralte. En la zona de transición, si realiza un giro a la derecha, el lado izquierdo de la carretera se construirá para pasar de una pendiente transversal negativa de -2% a una pendiente transversal positiva. En la transición, el lado izquierdo será plano en algún momento o tendrá una pendiente transversal del 0%.

En el peralte completo, en nuestro ejemplo, la pendiente transversal izquierda será positiva y la pendiente transversal derecha será negativa. El ángulo o porcentaje de pendiente transversal variará con la velocidad de diseño, el tipo de pavimento y los requisitos locales.

¿Por qué necesitamos peralte? Un objeto en movimiento permanece en movimiento con la misma velocidad y en la misma dirección, a menos que una fuerza desequilibrada actúe sobre él. Esto significa que su automóvil quiere seguir en línea recta cuando está en movimiento, aunque esté intentando girar. La carretera peraltada imparte una fuerza desequilibrada en el vehículo para ayudarlo a girar. También está cambiando el ángulo de fricción a medida que aplicamos curvatura a la alineación.

Las carreteras, las vías del tren y las montañas rusas están “peraltadas” o “inclinadas” en las curvas. Al inclinar la carretera hacia el centro de la curva, contrarresta la fuerza centrífuga de la curva, lo que conduce a una configuración más segura en la que todas las ruedas del vehículo se ven forzadas a descender directamente sobre la superficie de la carretera.

El grado de peralte depende de dos factores: la velocidad V y el radio de la curva, R. En las carreteras de los EE. UU., La velocidad de diseño se publica en un cartel amarillo. Conducir a esta velocidad es ideal para la comodidad y la seguridad.

La aceleración centrípeta se encuentra mediante la fórmula:

[matemáticas] \ displaystyle A_C = \ frac {V ^ 2} {R} [/ matemáticas]

Esta es la fuerza que sientes de lado cuando doblas una curva.

La fuerza de gravedad sobre la superficie de la Tierra es [matemática] g = 9.8 m / s ^ 2 [/ matemática]. Esto se dirige hacia abajo.

La relación de estas dos fuerzas es la tangente del ángulo de la fuerza resultante. Este es el ángulo en el que la carretera debe estar inclinada. Poniendolo todo junto:

[matemáticas] ángulo = \ arctan \ izquierda (\ frac {V ^ 2} {R g} \ derecha) [/ matemáticas]

Por ejemplo, una carretera con una velocidad de 55 mph ([matemática] V = 24 m / s [/ matemática]) y un radio de curva de [matemática] R = 300 [/ matemática] metros, estaría inclinada a:

[matemáticas] \ arctan \ left (\ frac {24 ^ 2} {300 \ cdot 9.8} \ right) [/ math]

[matemáticas] = \ arctan \ izquierda (0.196 \ derecha) [/ matemáticas]

[matemáticas] = 11.1 ^ {\ circ} [/ matemáticas].

Una velocidad más alta o un radio más pequeño da como resultado un ángulo mayor. Una velocidad menor o un radio mayor dan como resultado un ángulo menor.

En los EE. UU., Las carreteras suelen tener una pendiente transversal (centro a borde) del 2%. Esto es para garantizar que las aguas pluviales fluyan fuera de las carreteras y reducir la probabilidad de hidroplaneo.

En las curvas, las carreteras pueden inclinarse aún más (3% -4%) para evitar que los vehículos salgan volando de las carreteras a altas velocidades. ¡Esto es lo mismo que hacen las pistas de NASCAR, excepto que es más como 40% -65%!

En carreteras rectas y planas, la pendiente transversal se establece en aproximadamente 1–2% para permitir que el agua drene.

Diseño geométrico de carreteras

Pendiente cruzada [ editar ]

Ver también: Cant (carretera / ferrocarril)

La pendiente transversal describe la pendiente de una carretera perpendicular a la línea central. Si una carretera estuviera completamente nivelada, el agua se escurriría muy lentamente. Esto crearía problemas con el hidroplaneo y la acumulación de hielo en climas fríos.

En secciones tangentes (rectas), la pendiente transversal de la superficie de la carretera suele ser del 1-2% para permitir que el agua drene de la carretera. Las pendientes transversales de este tamaño, especialmente cuando se aplican en ambas direcciones de viaje con un punto de corona a lo largo de la línea central de una carretera, se conocen comúnmente como “corona normal” y generalmente son imperceptibles para los automovilistas que viajan.