estudio lecho de frenado

Revista Ingeniería de Construcción Vol. 22 N°3, Diciembre de 2007 www.ing.puc.cl/ric PAG.175-184
 
Metodología de análisis y diseño de lechos de frenado
 
Methodology for assessement and design of arrestor beds
 
Tomás Echaveguren*1 , Sergio Vargas**, Juan Ñancufíl***
* Profesor Asistente, M.Sc. Universidad de Concepción, CHILE
** Profesor Asistente, M.Sc. Universidad del Bio Bio,CHILE
*** Ingeniero Civil, Universidad de Concepción, CHILE
Autor de correspondencia / Corresponding autor:

RESUMEN
En pendientes descendentes prolongadas, los vehículos pesados enfrentan el riesgo de corte de frenos. Para mitigar el potencial daño, existen sistemas que permiten que el vehículo salga de la calzada hacia un dispositivo de contención. El más empleado en el mundo es el Lecho deFrenado (LF). Normativas de diseño nacional y extranjeras contienen criterios de diseño geométrico basados en la norma AASHTO (2001), la cual establece una velocidad de diseño fija, sin considerar las características de la pendiente del camino. Estas normativas tampoco proponen criterios analíticos que permitan al diseñador evaluar la necesidad y localización de los lechos de frenado. En estetrabajo se propone una metodología secuencial de análisis y diseño de LF. Esta metodología proporciona criterios analíticos para evaluar la necesidad y la localización de un LF, en base al perfil de temperatura del sistema de frenos de camiones propuesto por Browman (1989). Para el diseño geométrico del LF se propone un método energético para determinar el perfil de velocidad y calcular la velocidad dediseño del LF en función de la longitud de la pendiente y la magnitud de la pendiente. Esta metodología proporciona criterios objetivos que permiten al diseñador resolver las principales interrogantes del diseño de un LF: ¿Es necesario utilizarlo?,¿Dónde localizarlo? ¿Qué velocidad de diseño emplear?. Para ilustrar la utilidad de la metodología propuesta se evaluó un LF en operación. Se determinóque su diseño era insuficiente, por lo cual se propuso reubicarlo, utilizar un atenuador de impacto y disponer señales de velocidad máxima para el descenso de camiones.
Palabras Clave: Lechos de frenado, vehículo pesado, corte de frenos, velocidad

ABSTRACT
In a long descending slopes heavy vehicles might lose control and runaway downgrade. To mitigate the potential damage, exist severalsystems that permits heavy vehicles leave the lane and stop. These systems are known as Arrestor Bed (AB). Design Standards consider the geometric criteria proposed by AASHTO (2001) standards. AASHTO recommend a constant value of the design speed for AB. Also, recommends general criteria to evaluate the need and location of an AB. The standards does no proposed analytic procedures to the designerassess the need and location of an AB. In this work, a methodology of analysis and design of AB is proposed. The methodology applies analytic criteria to evaluate the need and the location of an AB based on the brake temperature profile of trucks developed by Bowman (1989). Also, an energetic based method to estimate speed profile and design speed is proposed. The method consider the slope and thelength of the slope. The proposed methodology allows to the designer to solve the main questions in the design of AB: ¿It is necessary an AB? ¿Where to locate it? ¿What is the design speed?. To illustrate the proposed methodology an AB at present in operation was analyzed. It was determined that is necessary to relocate de AB, to design an impact attenuator, and to post a limit speed for heavyvehicles in the downgrade lane.
Keywords: Arrestor beds, heavy vehicle, runaway, speed

 
1. Introducción
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. Esto se produce debido a que en una pendiente, la aplicación intermitente de los frenos calienta...