06 nchrp 774 peralte curva cerrada en pendiente empinada

Criterios para peraltar curvas
horizontales cerradas en
pendientes empinadas

Criterios para peraltar curvas
horizontales cerradas en
pendientes empinadas
Darren J. Torbic
Mitchell K. O'Laughlin
Douglas W. Harwood
Karin M. Bauer
Courtney D. Bokenkroger
Lindsay M. Lucas
John R. Ronchetto
MRIGlobal
Kansas City, MO
Sean Brennan
Eric Donnell
Alexander Castaño
Tejas Varunjikar
THOMAS D. LARSON PENNSYLVANIA TRANSPORTE INSTITUTO EN LA
UNIVERSIDAD ESTATAL DE PENSILVANIA
University Park, PA
TRANSPORTE DE INVESTIGACION CONSEJO
WASHINGTON, DC 2014
www.TRB.org

PRÓLOGO
David A. Reynaud
Oficial de Estado Mayor
Transportation Research Board
Este informe da criterios de peralte de las curvas horizontales en pendientes empinadas. Se realizaron
una serie de estudios de campo y simulaciones de dinámica del vehículo para investigar combinaciones
de curvas horizontales y diseño vertical pendiente. El informe debe ser de interés para los profesionales
de diseño de caminos estatales y locales.
______________________________________________________________________________
Las curvas horizontales cerradas en pendientes pronunciadas representan un potencial problema de
seguridad para los vehículos, especialmente los camiones. Ejemplos en los que puede producirse esta
combinación son los movimientos de rama de distribuidor, las curvas en los caminos montañosos, o
curvas en bajada de alta velocidad en los caminos de acceso controlado. En estos lugares, los factores
que complican son las pendientes longitudinal y transversal, y la fricción del pavimento impuesto com-
pletamente la capacidad del conductor para dar un posicionamiento correcto del vehículo sin compro-
meter el control del vehículo. Criterios de peralte, curvatura horizontal y otros criterios geométricos aso-
ciados necesarios que deben desarrollarse para situaciones en las que se encuentran pendientes pro-
nunciadas en las curvas horizontales afilados.
El objetivo del Proyecto NCHRP 15-39 fue desarrollar criterios de peralte de las curvas horizontales en
pendientes empinadas. Otros criterios asociados con el diseño de curvas horizontales (por ejemplo,
transiciones-tangente-a curva, transiciones espiral, desplazamiento lateral de los vehículos que circulen
por la curva, la necesidad de ensanchamiento del pavimento, y la determinación de los radios de curva)
también fueron considerados.
La investigación fue realizada por MRIGlobal y la Universidad Estatal de Pennsylvania. Se desarrollaron
criterios de diseño basado en una serie de estudios de campo y simulaciones de dinámica de vehículos.
Se realizaron estudios de campo para recoger la velocidad del vehículo y el cambio de carril de maniobra
de datos de lugares en todo Estados Unidos, así como muestras representativas de datos de fricción
neumático-pavimento para diversas condiciones de la superficie del pavimento. Vehículos de simula-
ciones dinámicas utilizan criterios de diseño AASHTO en combinación con los datos de campo medidos.
Se consideraron tres clases de vehículos de pasajeros y tres clases de camiones para analizar la segu-
ridad. El informe da una guía de diseño sobre la base de los análisis de las curvas horizontales afilados en
pendientes empinadas.

CONTENIDO
Resumen
Sección 1 Introducción
1.1 Antecedentes
1.2 Investigación Objetivo y Alcance
1.3 Resumen de Metodología de la Investigación
1.4 Términos clave
1.5 Resumen del Informe
Sección 2 Revisión de la Bibliografía
2.1 Horizontal Curva Diseño
2.2 Camiones
2.3 Comodidad del Conductor
2.4 Estudios de fricción
2.5 Dinámica de Vehículos Modelos
2.6 Prácticas actuales
Sección 3 Estudios de Campo
3.1 Selección del sitio
3.2 Velocidad y maniobra de vehículos estudios
3.3 instrumentados de Estudios de vehículos
3.4 Pruebas Fricción
Sección 4 analíticas y modelos de simulación
4.1 Análisis Enfoque
4.2 Paso 1: Definir modelo básico de neumático-pavimento Interacción (s) y Estimación
Márgenes de fricción lateral contra Derrapar en actual Política Curva Horizontal de AASHTO
4.3 Paso 2: Definir Geometrías Road y rangos variables de uso en pasos posteriores
4.4 Paso 3: Desarrollar laterales curvas de demanda de fricción y calcular márgenes de fricción lateral contra De-
rrapar Considerando Pendiente Usando el punto Misa Modelo Modificado
4.5 Paso 4: Definir Vehículos y Maniobras a utilizar en los modelos no-Point-Mass
4.6 Paso 5: Predecir Ascensor Rueda Uso de los modelos cuasi-estática
4.7 Paso 6: Predecir Recogia de ejes individuales durante el estado estable de comportamiento en una curva
4.8 Paso 7: Predecir Recogia de ejes individuales durante el frenado y cambio de carril Maniobras en una curva
4.9 Paso 8: Predecir Recogia de ejes individuales en maniobras transitorias y Severa Frenado
4.10 Paso 9: Predecir Recogia de madera de las ruedas individuales
4.11 Paso 10: Predecir con ruedas de ruedas de forma individual durante las maniobras transitorias
4.12 Paso 11: Análisis de mejoramientos
4.13 Resumen de Modelado y Simulación Analítica
Sección de Análisis 5 Crash
5.1 Descripción de datos
5.2 Análisis Enfoque
5.3 Resultados del análisis
Sección 6 Conclusiones, Diseño geométrico de orientación, y Futuro de investigación
6.1 Conclusiones generales
6.2 Diseño geométrico Orientación
6.3 Investigación Futuro
Referencias
A-1 Apéndice A Nomenclatura
B-1 Apéndice B Parámetros de vehículos usados en la simulación
C-1 Apéndice C Cambios potenciales recomendados para próximas ediciones del Libro Verde y MUTCD
Nota: Muchas de las fotografías, figuras y cuadros de este informe se convirtieron de color a escala de grises para la
impresión. La versión electrónica del informe (publicado en la Web en www.trb.org) Conserva las versiones de color.

RESUMEN
Criterios de peralte de las curvas horizontales afilados en pendientes pronunciadas
El Libro Verde de AASHTO establece la política de diseño geométrico de curvas horizontales. Los cri-
terios de diseño para las curvas horizontales se basan en un modelo matemático que representa el
vehículo como un punto de masa. Como un vehículo atraviesa una curva horizontal, se somete a una
aceleración centrípeta que está equilibrado por una combinación de peralte y la fricción en la interfaz
neumático-pavimento. Curvas horizontales diseñados según la política de AASHTO demostraron dar un
margen de seguridad con respecto al vehículo derrape y vuelcos tanto para turismos y camiones en
condiciones normales. Sin embargo, la política indica que los vehículos que circulen en pendientes em-
pinadas o actualizaciones pueden requerir algunos ajustes en las tasas de peralte, para mantener un
margen de seguridad adecuado, para los pendientes de inclinación superior a 5%. El ajuste de peralte se
hace asumiendo una velocidad ligeramente superior para las curvas horizontales en pendientes pronun-
ciadas y, porque los vehículos ralentizan en una actualización, añadiendo peralte de la curva. La reco-
mendación para ajustar la velocidad directriz y peralte en pendientes pronunciadas no se investigó
completamente.
El propósito de esta investigación fue desarrollar criterios de peralte de las curvas horizontales afilados en
pendientes empinadas. Se realizaron una serie de estudios de campo y simulaciones de dinámica del
vehículo para investigar la combinación de curva horizontal y criterios de diseño de pendiente verticales.
Los estudios de campo incluyeron la recolección de la velocidad del vehículo y los datos de maniobra de
cambio de carril a partir de 20 ubicaciones en todo Estados Unidos. Además, los datos de fricción neu-
mático-pavimento se recogieron en ocho lugares, representativos de las condiciones de la superficie del
pavimento en varios carriles, caminos divididas. Estrelle los datos fueron adquiridos por los lugares de
recolección de datos y modelos estadísticos del número previsto de los choques se estimaron en función
del volumen de tránsito y los márgenes de seguridad para el arrastre y vuelco. Las simulaciones de di-
námica de vehículos utilizaron los criterios de diseño de AASHTO, en combinación con los datos de
campo medidos, para investigar los márgenes de seguridad contra derrape y vuelcos para varios tipos de
vehículos en las curvas horizontales afilados con pendientes pronunciadas. El modelo de punto de masa
fue el modelo más simple considerado, mientras que también se consideraron modelos más complejos
tales como los modelos de bicicletas y multicuerpo que simulan los vehículos que representa ejes múlti-
ples y múltiples neumáticos, respectivamente.
Se consideraron los siguientes tipos de vehículos en esta investigación:
• Vehículos de pasajeros:
- Sedán de E-clase (es decir, el sedán de clase media)
- E-clase de vehículo utilitario deportivo (es decir, de tamaño medio SUV)
- De tamaño completo SUV
• Camiones:
- Single-unidad de camiones
- Camión tractor semirremolque
- Camión tractor semirremolque / remolque completo (doble).

La maniobra del vehículo escenarios estudiados en esta
investigación para vehículos en curvas son las siguientes:
• mantiene una velocidad constante del vehículo igual
a la velocidad directriz de la curva (no la desaceleración, es
decir, 0 ft/s2)
• Los frenos del vehículo a una velocidad de desace-
leración que los conductores suelen utilizar al entrar en una
curva (-3 m/s2) • Los frenos del vehículo en la curva de
desaceleración a una tasa equivalente a la que supone para
detener la distancia de visión criterios de diseño (-11.2 ft/s2)
• Los frenos del vehículo en la curva a una desacele-
ración mayor que el supuesto para detener la distancia de
visión criterios de diseño, equivalente a la desaceleración
utilizado en una maniobra de frenado de emergencia (-15
m/s2).
Cada uno de estos escenarios de maniobra del vehículo fue
considerado para un vehículo manteniendo su posición de
carril y también para un vehículo que cambia de carril mientras
atraviesas la curva y desacelerar, como se ha descrito ante-
riormente. La maniobra del vehículo que habían sido evalua-
dos, y se llegó a la conclusión de que las siguientes situacio-
nes son tan infrecuentes que no representan una base razo-
nable para el diseño:
• desaceleración a ritmos superiores a -11.2 ft/s2 al
atravesar una curva (es decir, una parada de emergencia con
una desaceleración mayor que el supuesto para detener vista
criterios de diseño a distancia)
• La desaceleración en las tasas de -11.2 ft/s2 o superior
(es decir, una parada controlada con una desaceleración
mayor o igual que el que asumió para detener vista criterios de
diseño a distancia) al atravesar una curva y al mismo tiempo
cambiar de carriles en la curva
Por lo tanto, modificaciones a la actual Libro Verde AASHTO
curva horizontal-desnivel diseñar política debería basarse en
el supuesto de que un vehículo debe ser capaz de mantener
su trayectoria deseada dentro de la misma pista que atrave-
saba la desaceleración equivalente a la que se consideró para
detener la distancia de visión criterios de diseño (-11.2 ft/s2).
Para esta investigación, una pronunciada curva horizontal se
define como una radio de curva mínimo determinado a partir
de la tasa máxima de desnivel y factor de fricción lateral má-
xima para cada velocidad directriz, de conformidad con los
criterios de diseño en el Libro Verde, AASHTO. Los resultados
aquí obtenidos deben asegurar que, si un vehículo puede
frenar en un radio mínimo de curva sin pérdida de control y, a
continuación, ese mismo vehículo será capaz de freno más
grande que el radio mínimo de las curvas sin pérdida de con-
trol. Se han elaborado las siguientes conclusiones de la in-
vestigación:
• El Libro Verde AASHTO factores de fricción lateral
máxima (FMAX) utilizados en el diseño de curvas horizontales
están por debajo de las curvas de la oferta de fricción lateral
(curvas) y longitudinales (frenado) direcciones, tanto para
vehículos de pasajeros y camiones, según se mide en el
campo de diseño para velocidades superiores a 20 km/h. Así,
la curva de diseño horizontal actual política parece ofrecer
razonables márgenes de fricción lateral contra deslizamiento
en la mayoría de las situaciones. Sin embargo, los más com-
plejos modelos de dinámica del vehículo (es decir, la bicicleta y
los modelos multicuerpo transitoria) indican que el modelo de
punto de masa generalmente sobreestima los márgenes de
seguridad en contra de derrape y vuelco en todos los tipos de
vehículo.
• no hay preocupación de un vehículo de pasajeros
voltean mientras viajan a la velocidad directriz en una pro-
nunciada curva horizontal con un pronunciado descenso,
cuando estén diseñados de acuerdo con la actual política del
Libro Verde AASHTO.
• sobre la base de una revisión de la literatura, los más
bajos umbrales de rollover para camiones cisterna (por ejem-
plo, camiones cisterna de carga líquida) están en el rango de
0,28 a 0,30. Porque los transportistas están desalentados de
acarreo a medio llenar los tanques, porque está completa-
mente lleno y cisternas vacías producen comportamientos
rigidload que generalmente son más previsibles y los umbrales
de rollover están cerca de 0,56 a 0,30, y porque los datos del
accidente muestran que pocos choques involucran vehículos
con rollover umbrales inferior a 0,35, la curva de diseño hori-
zontal y desnivel criterios no deberían basarse en los camio-
nes cisterna con rollover umbrales de 0,28 a 0,30. Más bien la
curva de diseño horizontal y desnivel criterios deben basarse
en la más típica y camiones de carga de configuraciones. Para
los vehículos considerados en los modelos de simulación en
este estudio, el mínimo umbral de vuelco fue 0,56.
• En rebajas, los menores márgenes de seguridad
contra el vuelco derrapes y generalmente ocurren durante la
fase de diseño velocidades de 40 mph y menor para todos los
tipos de vehículo. Esto parece ser el resultado de factores de
fricción lateral superior se utilizan en el diseño de curvas
horizontales con menores velocidades de diseño.
• rebaja vertical-sharp empinada curva horizontal
combinaciones que exigen freno para mantener una velocidad
constante (y mantener la posición del carril) desde el enfoque
tangente a una curva horizontal para un coche de pasajeros
sedán tienen grandes márgenes de seguridad contra derrapes
(>0,33) para el diseño de las velocidades que van de 25 a 85
mph (véase la figura 87). Asimismo, márgenes positivos de
seguridad contra derrapes (≥0,23) para los turismos que
desacelerar en una tasa de -3 m/s2 (similar a las tasas medido
en el campo para el presente estudio y reportados por Bon-
neson [2000b]) o a una tasa de -11.2 ft/s2 (Deteniendo la
distancia de visión desaceleración) existe para todas las
combinaciones de velocidad directriz-downgrade considera-
dos en el presente estudio. La desaceleración de las tasas de
-15 pies/s2 (frenado de emergencia) producir márgenes ne-
gativos de seguridad para muchas velocidades de diseño
vertical para degradar-sharp combinaciones curva horizontal
cuando el automóvil de pasajeros sedán entra en la curva
horizontal. Sin embargo, esta última hipótesis no parece pro-
bable que ocurra con la frecuencia suficiente para constituir
una base razonable para el diseño.

combinaciones que exigen freno para mantener una velocidad
constante (y mantener la posición del carril) desde el enfoque
tangente a una curva horizontal para un SUV de tamaño
mediano tienen grandes márgenes de seguridad contra de-
rrapes (>0,34) para el diseño de las velocidades que van de 25
a 85 mph (véase la figura 88). Asimismo, los márgenes de
seguridad frente a patinar para un SUV de tamaño mediano
que desacelera a una velocidad de 3 m/s2
Superior a 0,3 para todas las velocidades de diseño verti-
cal-sharp para degradar la curva horizontal combinaciones
que se consideran en el presente estudio. Cuando los SUV de
tamaño medio debe desacelerar en una tasa de -11.2 ft/s2
(Deteniendo la distancia de visión frenado), márgenes positi-
vos de seguridad (>0,15) fueron producidos para todas las
velocidades de diseño vertical-sharp para degradar la curva
horizontal combinaciones que se consideran en el presente
estudio. La desaceleración de las tasas de -15 pies/s2 (de
emergencia
Frenado) producir márgenes negativos para la mayoría de
diseños de seguridad considerados en el presente estudio. Sin
embargo, esta última hipótesis no parece probable que ocurra
con la frecuencia suficiente para constituir una base razonable
para el diseño.
• Los márgenes de seguridad contra derrapes para un
SUV de tamaño completo fueron similares a los reportados
para el SUV de tamaño medio (véanse las figuras 88 y 89).
combinaciones que exijan la frenada de una sola unidad
elevadora para mantener una velocidad constante (y mantener
la posición del carril) desde el enfoque mediante una curva
tangente horizontal tienen grandes márgenes de seguridad
contra derrapes (>0,25) para el diseño de las velocidades que
van de 25 a 85 mph (véase la figura 90). Asimismo, los már-
genes de seguridad contra el patinado de la carretilla de una
sola unidad que desacelera a una velocidad de 3 m/s2 es
superior a 0,10 para todas las velocidades de diseño verti-
que se consideran en el presente estudio. Basado en el estado
estacionario
Y transitorio, modelos de bicicleta para un vehículo, cuando
camiones de una sola unidad debe desacelerar en una tasa de
-11.2 ft/s2 (Deteniendo la distancia de visión frenado) o una
tasa equivalente al frenado de emergencia (-15 m/s2), impor-
tantes márgenes de seguridad negativa contra resultado
derrapando en todas las combinaciones de velocidad direc-
triz-downgrade considerados en el presente estudio. Sin
embargo, basado en el análisis de los modelos de sistemas
multicuerpo para desaceleración tasas de -11.2 ft/s2 y S2/-15
pies por una sola unidad elevadora en una curva, el camión de
una sola unidad es capaz de mantener el control en la curva
cuando está equipado con un sistema de frenos antibloqueo
(ABS).
combinaciones que exijan la frenada de un semi-remolque del
tractor para mantener una velocidad constante (y mantener la
posición del carril) desde el enfoque mediante una curva
tangente horizontal tienen grandes márgenes de seguridad
contra derrapes (>0.28) para el diseño de las velocidades que
van de 25 a 85 mph (véase la figura 91). Asimismo, los már-
genes de seguridad frente a patinar para un tractor semirre-
molque que desacelera a una velocidad de 3 m/s2
Exceder de 0,26 para todas las velocidades de diseño verti-
que se consideran en el presente estudio, y cuando un tractor
semirremolque debe desacelerar
A una tasa de -11.2 ft/s2, los márgenes de seguridad excede
0.11. En caso de frenado de emergencia (-15 m/s2)
Un tractor semirremolque experimentarán negativos márge-
nes de fricción lateral a bajas velocidades de diseño (por
ejemplo, 35 mph o menos). Los márgenes de seguridad contra
patinajes fueron ligeramente superiores para el tractor se-
mi-remolque/camión de remolque completo cuando se com-
para con el tractor semi-remolque. El escenario de frenado de
emergencia no parece probable que ocurra con la suficiente
frecuencia como para constituir una base razonable para el
diseño.
• Cuando se mantiene una velocidad de operación del
vehículo en o cerca de la velocidad directriz en una curva
horizontal, pendiente y tasa de desnivel máximo (Emáx) pa-
recen tener poco efecto sobre los márgenes de seguridad
contra derrapes y vuelcos para todo tipo de vehículos.
• Eck y French (2002) sugieren que las altas tasas de
desnivel (p. ej., entre el 8% y el 16%) hacen curvas horizon-
tales en empinadas degrada más indulgente. Simulaciones de
dinámica del vehículo en el presente estudio sugieren que las
tasas máximas de desnivel no deberá sobrepasar el 12% en
rebajas porque el desnivel que ocurren en la transición del
enfoque tangente puede empezar a reducir los márgenes de
seguridad frente a patinar antes de la entrada de la curva. En
curvas diseñado con emax superior al 12%, el margen de
seguridad frente a patinar por un vehículo puede ser menor en
el desnivel de la zona de transición de la curva correcta. Así,
los resultados de esta investigación no apoyan la recomen-
dación de Eck y French que emax valores de hasta el 16%
debe ser considerada en algunos casos. En las actualizacio-
nes del 4% y mayor, emax debería limitarse a 9% para el radio
mínimo de diseño de curvas con velocidades de 55 km/h y
superior, para evitar la posibilidad de elevación de rueda de
eventos. Alternativamente, emax valores de hasta el 12%
podría ser utilizado para curvas de radios mínimos si se com-
prueba que la distancia de visión es tal que la desaceleración
al -11.2 ft/s2 es improbable que sea requerida.
• Cuando los vehículos para cambiar de carril en una
curva horizontal, los márgenes de seguridad contra derrapes
disminuir considerablemente para todos los tipos de vehículos
considerados en el presente estudio. Cuando los cambios de
carril se produce durante una parada distancia de visión o
maniobra de frenado de emergencia, todos los vehículos
presentan márgenes negativos de seguridad contra el derrape,
como se muestra en las figuras de 132 a 143. Para esas
situaciones (es decir, combinaciones de curvatura horizontal,
pendiente y maniobras del vehículo) en el que la bicicleta
transitorios modelo predecía patinar (es decir, márgenes de
fricción lateral negativo), el modelo de sistemas multicuerpo
demostró que si un vehículo tiene ABS, el conductor responde

correctamente a menor derrape lateral y, a continuación, el
vehículo puede mantener su trayectoria. En los casos en que
el conductor no corrija la entrada de dirección en respuesta a
un cambio lateral, y el vehículo no está equipado con ABS, la
bicicleta transitorios modelo mostró el derrape lateral de pa-
sajeros vehículos sedán con márgenes negativos de seguri-
dad es pequeño (por ejemplo, inferior a 1,5 pies en dirección
lateral) en todas las combinaciones de velocidad directriz
vertical, la degradación, la tasa de desaceleración, y manio-
bras de cambio de carril. Un SUV de tamaño mediano, fullsize
SUV, y una unidad elevadora sin ABS todos exhiben grandes
desplazamientos laterales cuando el margen
De seguridad contra el deslizamiento es negativo en deter-
minadas condiciones, especialmente en situaciones cuando
se necesite frenado más agresivos, como la desaceleración
tasas similares a las utilizadas para desarrollar detener la vista
la distancia de frenado de emergencia o criterios de diseño
(-11.2 o -15 m/s2). El caso de un tractor semirremolque sin
ABS no necesita ser considerada porque todo tractor se-
mi-remolques están obligadas a tener ABS. [Nota: la norma
federal de seguridad para vehículos motorizados No. 121
mandatos ABS en todos los nuevos vehículos airbraked con
clasificaciones de peso bruto del vehículo de 10,000 libras o
más. ABS es necesario en tractores fabricados en o después
del 1 de marzo de 1997, y airbraked semirremolques y ca-
miones de una sola unidad fabricados en o después del 1 de
marzo de 1998 (Allen, 2010).]
• sobre la base de la actual Libro Verde AASHTO
curva horizontal-desnivel la política de diseño, un vehículo que
realiza una maniobra de frenado de emergencia (-15 m/s2)
sobre una desaceleración pronunciada curva horizontal
downgrade combinación probablemente patinar fuera del
camino, en muchos casos, si el vehículo no está equipado con
ABS.
• El método utilizado en la actual política del Libro
Verde AASHTO para distribuir desnivel y fricción lateral en
curva tangente transiciones es adecuada y produce márgenes
positivos de seguridad contra el vuelco derrapes y para todos
los tipos de vehículo en curvas horizontales diseñadas con
desnivel máximo y mínimo de las curvas de radios. Sin em-
bargo, el desnivel alcanzado en el punto de entrada de la curva
debe comprobarse y frente a una condición de margen de
fricción lateral para asegurarse de que el margen de la fricción
lateral en la entrada de la curva no es menor que el margen
dentro de la curva.
• AASHTO política utiliza desnivel para equilibrar los
efectos de la curvatura más nítida. Este equilibrio puede ser
imperfecta cuando el eje a eje diferencias son considerados. El
efecto Equilibrio es ligeramente más conservador, con mayo-
res tasas de desnivel, a menudo resultando en menores
márgenes de fricción lateral produciendo para bajar supere-
levations (p. ej., 0% de desnivel). Sin embargo, las diferencias
en los márgenes de fricción lateral entre diferentes superele-
vations son muy pequeñas.
• El accidente análisis realizado en el presente estudio
mostró que el número previsto de ejecución de un solo
vehículo off-road y single-accidentes de volcadura del vehículo
disminuye a medida que los márgenes de seguridad contra
vuelcos derrapes y aumentar tanto para vehículos de pasaje-
ros y camiones.
La orientación de diseño recomendado elaborada sobre la
base de las investigaciones realizadas en el presente estudio
es la siguiente:
• Las figuras 30 y 32 de este informe muestran
vehículos de pasajeros y las mediciones de neumáticos para
camiones de patinar wet-fricción del neumático en el lateral
(curva) y longitudinales (frenado) direcciones. Es recomenda-
ble que las curvas de fricción lateral (dos desviaciones es-
tándar por debajo de la media) se integren en AASHTO Libro
Verde las Figuras 3-4 y 3-5, que muestran los factores de
fricción lateral máxima utilizada en el diseño de curvas hori-
zontales de alta velocidad y a baja velocidad de las calles y
caminos (respectivamente). La incorporación de estas curvas
en las Figuras 3-4 y 3-5 sobre el Libro Verde, sería instructivo
para los diseñadores. Las cifras modificadas sería, por primera
vez, ilustran las mediciones de fricción que toman en consi-
deración los efectos de la curva. Para una conservadora
política de diseño, curva horizontal-desnivel en la formulación
de recomendaciones deberían basarse en el 2º percentil (es
decir, la fricción significa menos dos desviaciones estándar) de
la oferta de fricción proporcionan al neumático-pavimento
interfaz.
• Para una simple curva horizontal, la tasa máxima de
desnivel no debe exceder el 12% de rebaja. Si se considera
una tasa de desnivel máximo superior al 12%, una transición
de la curva en espiral se recomienda aumentar los márgenes
de seguridad contra patinado entre el enfoque tangente hori-
zontal y curva. En las actualizaciones del 4% o más, la tasa de
desnivel máximo debería ser limitado a 9% para curvas de
radios mínimos de diseño con velocidades de 55 km/h y su-
perior, para evitar la posibilidad de elevación de rueda de
eventos. Alternativamente, si se comprueba que la distancia
de visión es tal que la desaceleración
En -11.2 ft/s2 es poco probable que se exija en actualizaciones
de 4% o más (es decir, la distancia de visión es mayor que la
mínima distancia de visión de valores de diseño parada), emax
valores hasta el 12% puede ser utilizado para curvas de radios
mínimos.
• Para sharp curvas horizontales (o cerca de curvas de
radios mínimos) en rebajas de 4% o más, la "Estancia en
Lane" signo (R4-9) debe estar instalado antes de la curva en
multilane autopistas. También se puede considerar la posi-
bilidad de utilizar el blanco sólido lane marcas de línea para
complementar la R4-9 firmar.
• Sharp curvas horizontales (o cerca de curvas de
radios mínimos) en rebajas de 4% o más no debería estar
diseñada para bajas velocidades de diseño (es decir, 30 mph o
menos). En el caso de que tales situaciones no pueden evi-
tarse, signos de advertencia para reducir la velocidad con
suficiente antelación antes del comienzo de la curva horizontal
debe ser utilizado.

La siguiente condición debe ser utilizado para verificar que el peralte logrado en el punto de curvatura
(PC) de una curva horizontal sencilla (es decir, sin curvas de transición espiral) es menor que el valor
umbral calculado basándose en la velocidad de la curva de radio de diseño dado combinación:
Si se cumple la condición presentada anteriormente, la transición de peralte puede ser colocado como se
indica en la Tabla Libro Verde 3-18. Si no se cumple la condición presentada anteriormente, los dise-
ñadores deberían reducir la proporción del peralte máximo alcanzado en el PC de la curva horizontal, o
introducir una curva de transición espiral entre el enfoque de la tangente y la curva horizontal simple.
Basado en un análisis realizado en el presente estudio, la condición anterior se cumple para las curvas de
máxima peralte-mínimo-radio para todas las velocidades de diseño. Sin embargo, la condición anterior
puede ser violada cuando se utiliza mayor que el mínimo radios de curva horizontal. En tales casos, es
importante comprobar el estado de peralte anteriormente, y si no se cumple la condición, se recomienda
que una proporción inferior de la escorrentía de peralte (por ejemplo, 70%) se introdujo antes de la en-
trada curva horizontal.

SECCIÓN 1
Introducción
1.1 Antecedentes
La política de diseño geométrico de curvas horizontales se establece en el Libro Verde de AASHTO y en
los manuales de diseño de organismos viales individuales. Se basa en la física de la interacción entre los
vehículos y la calzada, y en la estabilidad del vehículo y el comportamiento del conductor.
Cuando un vehículo atraviesa una curva horizontal se somete a la aceleración centrípeta igual al cua-
drado de la velocidad del vehículo dividida por el radio de la trayectoria de la curva del vehículo, la cual es
equilibrada por una combinación de peralte y la fricción entre el pavimento y los neumáticos del vehículo.
Las curvas horizontales diseñados según los criterios de Libro Verde dan un margen de seguridad con
respecto a derrape y vuelco del vehículo, en circunstancias normales.
Los criterios de diseño geométrico de curvas horizontales se basan en un modelo matemático sencillo que
representa el vehículo como un punto de masa. La investigación demostró que las cargas verticales sobre
los neumáticos, en particular camiones, y la fricción lateral que pueden ser suministrados entre los
neumáticos y la superficie del pavimento cuando se atraviesa una curva horizontal varían dinámicamente
y pueden ser representados por un modelo más sofisticado que el modelo de punto de masa. Las fuerzas
de frenado y tracción asociadas en pendientes también conducen a variaciones entre los neumáticos de
carga vertical y la oferta de fricción lateral. Estas variaciones en cargas de los neumáticos y fuerzas
verticales pueden provocar derrapes o vuelcos en las aceleraciones laterales inferiores a los sugeridos
por el modelo de punto de masa. Finalmente, el modelo de punto masa simple supone que el vehículo
está en una superficie plana. Sin embargo, la combinación de una curva peraltada y una cuesta empinada
crea una superficie del camino que claramente no es plana.
Se espera que la variación en los valores de los factores de fricción lateral y cargas de los neumáticos
sugerido por el modelo de punto de masa en el Libro Verde de AASHTO para aumentar las curvas ho-
rizontales en pendientes empinadas, pero este fenómeno no fue investigado a fondo. NCHRP Informe
439 (Bonneson, 2000b) incluye una investigación preliminar de este problema, basado en un modelo de
dos ruedas de "bicicleta" para representar un vehículo en una forma más compleja que el modelo de punto
de masa. El Libro Verde puso en práctica los resultados de NCHRP Informe 439 para las curvas hori-
zontales en pendientes con la siguiente declaración de principios:
En pendientes largas o bastante empinadas, los conductores tienden a viajar más rápido en la rebaja que en la dirección
de actualización. Además, la investigación demostró que la demanda fricción lateral es mayor en ambos rebajas (por las
fuerzas de frenado) y actualizaciones empinadas (por las fuerzas de tracción). Algunos ajustes en las tasas de peralte se
deben considerar para los pendientes de inclinación mayor que 5%. Este ajuste es especialmente importante en ins-
talaciones con altos volúmenes de camiones y en instalaciones de baja velocidad con curvas intermedias que utilizan
altos niveles de demanda de fricción lateral.
En el caso de un camino dividido con cada calzada peraltable independiente, o en una rampa de un solo sentido, tal
ajuste se puede hacer fácilmente. En la forma más simple práctica, los valores de las Tablas 3-8 a 3-12, que se pre-
sentan en la Sección 3.3.5, se puede utilizar directamente, asumiendo una velocidad ligeramente superior a la rebaja.
Dado que los vehículos tienden a reducir la velocidad en las actualizaciones empinadas, el ajuste del peralte puede
hacerse por no reducir la velocidad directriz para la actualización. La variación en la velocidad apropiada depende de las
condiciones particulares, especialmente la tasa y la duración de pendiente y la magnitud del radio de la curva en
comparación con otras curvas en la sección de aproximación camino.
En dos carriles y caminos de varios carriles indivisos, el ajuste para el pendiente se puede hacer asumiendo una velo-
cidad ligeramente superior a la rebaja y su aplicación a toda recorrido el camino (tanto actualizar y lados en bajada). El
peralte añadido para la actualización puede ayudar a contrarrestar la pérdida de fricción lateral disponible por las fuerzas
de tracción. En las actualizaciones de largo, el peralte adicional puede causar fricción lado negativo para los vehículos
lentos (como camiones grandes). Este efecto se ve mitigado por la lenta velocidad del vehículo, dando tiempo para
contrarrestar novillo, y la experiencia y la formación de los conductores de camiones aumentó. (AASHTO, 2011)

El enfoque propuesto en el Libro Verde de ajustar la velocidad directriz para determinar el peralte apro-
piado para las curvas situadas en pendientes pronunciadas es un enfoque adecuado dado el estado
actual del conocimiento de la investigación. Se necesita conocimiento adicional para hacer esa orienta-
ción más cuantitativa para combinaciones específicas de curvatura y pendiente.
1.2 Objetivo y alcance de la investigación
El objetivo de esta investigación fue desarrollar criterios de peralte de las curvas horizontales afilados en
pendientes empinadas. Los elementos básicos de diseño de la curva horizontal, además de peralte,
incluyen el radio de curvatura, longitud de la curva, el factor de fricción lateral, y la transición de peralte.
Estos elementos básicos del diseño de curva horizontal, además de peralte, fueron considerados en esta
investigación.
Esta investigación se basó en el análisis cuantitativo. Los datos para los análisis cuantitativos se basan en
consideraciones teóricas y de simulación, apoyados por datos de campo reales recogidos en las curvas
horizontales en pendientes empinadas.
Se investigó datos sobre la dinámica de funcionamiento y de vehículos para las curvas horizontales en los
pendientes de 4% y mayor. La investigación documentada en NCHRP Informe 439 e incorporada en el
Libro Verde de 2011 indica que un ajuste en las tasas de peralte se debe considerar para los pendientes
de inclinación superior a 5%. En lugar de asumir los criterios de peralte actuales son suficientes para los
pendientes de 5% y por debajo, esta investigación investigó el impacto en el peralte de las calificaciones
tan bajas como 4%. Al tener en cuenta los pendientes de 4% y mayor, esta investigación se define más
claramente y explícitamente el límite en el que se deben ajustar las tasas de peralte en pendientes.
Los resultados de esta investigación son aplicables a instalaciones de alta velocidad urbana y rural, in-
cluyendo autopistas, caminos de varios carriles divididos y no divididos, y los caminos de dos carriles;
girando caminos (particularmente rampas); e instalaciones de baja velocidad. Ambos vehículos de pa-
sajeros y camiones fueron considerados en el desarrollo de los criterios de peralte. Esta investigación se
centró en criterios de peralte de las curvas horizontales afilados en pendientes pronunciadas; Sin em-
bargo, por las instalaciones indivisas también deben ser considerados, las actualizaciones se estudiaron
también.
Esta investigación no se ocupa de cuestiones relacionadas con pavimento / banquina descansos través
de la pendiente de las curvas horizontales.
1.3 Resumen de Metodología de la Investigación
En la fase I de la investigación, el equipo de investigación resume la bibliografía relacionada con peralte
criterios de curvas cerradas en pendientes empinadas. Los temas tratados en la revisión incluyeron di-
seño de la curva horizontal, los efectos de las características de camiones pesados en diseño de la curva
horizontal, la relación entre la seguridad y el diseño de la curva horizontal, estudios de la comodidad del
conductor en las curvas horizontales, los estudios de fricción en las curvas horizontales, una visión ge-
neral de la dinámica del vehículo modelos de simulación , y un resumen de la práctica del diseño curva
horizontal actual utilizado en una amplia gama de agencias de transporte estatales en los Estados Unidos.
El equipo de investigación también identificó los parámetros críticos a tener en cuenta durante la reco-
lección de datos de campo y de la dinámica del vehículo de modelos de simulación.
En la Fase II el equipo de investigación realizado estudios de velocidad, un estudio vehículo instrumen-
tado, y la fricción probar en lugares en las partes oriental y occidental de los Estados Unidos. Sitios de
recolección de datos se identificaron a través de una revisión de los datos de diseño geométrico y datos
de choques cuando esté disponible. Se utilizaron modelos de simulación dinámica del vehículo para
modelar la dinámica del vehículo en los sitios de recolección de datos de campo reales y una gama de
geometrías horizontales y verticales hipotéticas.

Los datos de campo se utilizaron para validar los modelos de simulación de la dinámica del vehículo. Los
modelos de simulación utilizados en esta investigación variaron en complejidad desde el modelo de punto
de masa (menos complejo) para el modelo de bicicleta para los modelos multicuerpo (más complejo). Se
utilizaron los modelos de simulación dinámica del vehículo para identificar las combinaciones de curvas
horizontales y pendientes, donde el arrastre y / o vuelco del vehículo puede ser motivo de preocupación
tanto para los vehículos de pasajeros y / o camiones. También se realizó un análisis del choque para
investigar la relación entre la fricción lateral y los márgenes de vuelco y se estrella. Con base en los
resultados de los modelos de simulación y el análisis de choque, recomendado criterios de diseño para el
peralte en las curvas cerradas en pendientes empinadas se desarrollaron.
1.4 Términos clave
La siguiente lista contiene los principales términos utilizados en este informe y sus definiciones:
Aceleración centrípeta: un objeto que se mueve en una trayectoria circular (es decir, la curva horizontal)
con una velocidad constante sigue una trayectoria que es tangente a la curva. Dado que el vector de
velocidad se somete a un cambio en la dirección, el objeto (es decir, vehículo) se somete a una acelera-
ción perpendicular a la trayectoria y hacia el centro de la curva horizontal. La aceleración centrípeta es
igual al cuadrado de la velocidad del vehículo dividido por el radio de la trayectoria circular.
Aceleración lateral: un término usado por los ingenieros de caminos que es equivalente a la aceleración
centrípeta para los fines de diseño de la curva horizontal. Radio de la curva (R): describe una curva ho-
rizontal con un radio constante.
Radio mínimo de curva (Rmin): radio mínimo de curva horizontal, que es una función de la tasa máxima
de peralte y la fricción máxima lado de la demanda utilizado en el diseño de curva horizontal. Suministro
de fricción lateral (/ neumático-pavimento): fricción disponible entre la superficie del pavimento y de los
neumáticos del vehículo para evitar patinar en una curva horizontal, también se conoce como el coefi-
ciente de fricción. El suministro máximo de fricción lateral se utiliza cuando un vehículo está en el punto de
deslizamiento inminente.
Factor de fricción lateral (f): la parte desequilibrada de la aceleración lateral o la parte de la aceleración
lateral que no está compensada por el peralte. El factor de fricción lateral representa la fricción lado de la
demanda y también se conoce como la aceleración lateral neta en el modelo de punto de masa.
Volcado Umbral: la aceleración lateral máxima que un vehículo puede experimentar sin volcar.
Fricción Lateral Máxima fmax: la demanda máxima fricción lateral se establece en el Libro Verde de
AASHTO para su uso en diseño de la curva horizontal. La fricción lateral máxima se basa en los niveles de
confort del conductor (es decir, la tolerancia para la aceleración lateral), y también se conoce como el
factor de fricción lateral limitante.
Curva Horizontal Cerrada: una curva mínima de radio determinado a partir de la tasa máxima de peralte
y el máximo factor de fricción lateral para cada velocidad directriz, según los criterios de diseño en el Libro
Verde de AASHTO.
Margen de fricción lateral: la diferencia entre la fricción neumático-pavimento disponible y la demanda
de fricción del vehículo, ya que sigue la curva [es decir, el suministro de fricción lateral (jtire-pavimento) -
factor de fricción lateral (f)]. Este margen de fricción representa la aceleración lateral adicional que un
vehículo podría sufrir sin patinar. Un margen positivo indica un vehículo puede sufrir aceleración lateral
adicional sin patinar, mientras que un margen negativo indica los neumáticos del vehículo patinará dado el
nivel de fricción suministrado entre el neumático y el pavimento de la condición de que se trate.
Margen Volcado: define de dos maneras en el presente estudio. Un margen de vuelco se basa en la
aceleración lateral, que representa la diferencia entre la aceleración lateral actual y la aceleración lateral
máxima que un vehículo puede experimentar sin volcar. Margen de vuelco se define también por la pro-

ximidad de la relación de transferencia de carga a un valor absoluto de la unidad, por ejemplo, de lo cerca
es un eje a experimentar elevación de la rueda. En ambos casos, un valor de cero indica el inicio de la
elevación de la rueda.
Pendiente empinada: en el presente estudio, un pendiente vertical de al menos un 4%.
Modelo de punto-masa: un modelo de curvas del vehículo, donde se supone que el vehículo sea un solo
objeto cuyo tamaño global no influye en su comportamiento.
Tasa máxima de peralte (Emax): el máximo de la banca o la pendiente transversal de la sección
transversal camino dentro de una curva horizontal; este valor oscila entre el 4% y el 12%, dependiendo de
las condiciones climáticas, el tipo de zona, el terreno, y la frecuencia de muy vehículos lentos en el flujo de
tránsito.
Camiones: una amplia gama de tipos de vehículos que incluyen una sola unidad, tractor semirremolque,
camiones y tractores semirremolque / remolque-completos.
Velocidad directriz (VDS): velocidad seleccionada utiliza para determinar las diversas características de
diseño geométrico de la calzada.
Velocidad de operación: la velocidad a la que los conductores se observan operando sus vehículos en
condiciones de flujo libre. La medida más común de la velocidad de operación es el 85º percentil de la
distribución de la velocidad de flujo libre.
Modelo de bicicletas: un modelo de la dinámica del vehículo que trata a cada eje de un vehículo como un
solo neumático situado en la línea media del eje.
Modelo multicuerpo: un modelo de la dinámica del vehículo que trata a cada uno de los neumáticos de
un vehículo como un cuerpo separado cinemática.
Transient comportamiento del vehículo: cuando un conductor cambia la entrada de dirección en un
vehículo (por ejemplo, durante la transición de un enfoque tangente a una curva horizontal), el vehículo
entrará en la curva con movimientos que son inicialmente inestable (es decir, el giro del vehículo, la tasa
de guiñada, no tendrá al primero que coincida con la de la curva), pero asentarse a una ruta de giro
constante en la curva. El comportamiento del vehículo en este período de tiempo se denomina su "res-
puesta transitoria."
Steady-State comportamiento del vehículo: a la conclusión del período de respuesta transitoria re-
sultante de un cambio de entrada de dirección, la velocidad de guiñada del vehículo se convertirá cons-
tante, lo que se conoce como "respuesta de estado estacionario."
1.5 Resumen del Informe
La Sección 2 resume la bibliografía relacionada con los criterios de peralte de las curvas cerradas en
pendientes empinadas y presenta la política de diseño actual. La sección 3 describe los estudios de
campo realizados como parte de esta investigación y se presentan los resultados. La sección 4 presenta
el trabajo de modelado de análisis y simulación realizada para investigar los criterios de peralte de las
curvas horizontales afilados en pendientes empinadas. La Sección 5 resume un análisis de choque que
investigó la relación entre los choques y los márgenes laterales de fricción y los márgenes de rollover.
Sección 6 se presentan las conclusiones y recomendaciones de la investigación final, incluidala guía
diseño recomendado y la necesidad de futuras investigaciones. El resto del informe consiste en una lista
de referencias y tres apéndices. Apéndice A da la nomenclatura de los diferentes símbolos utilizados en
este informe, junto con sus definiciones. Apéndice B muestra los parámetros de entrada de vehículos
usados en los modelos de simulación, y en el Apéndice C se presentan los cambios propuestos para su
consideración en las futuras ediciones del Libro Verde y el Manual de Dispositivos de Control de Tránsito
(MUTCD), basadas en los resultados y conclusiones de esta investigación.

SECCIÓN 2
Revisión de bibliografía
Se resume la bibliografía relacionada con los criterios y práctica para peraltar curvas horizontales ce-
rradas en pendientes empinadas. Organización de los temas:
 Diseño de la curva horizontal
 Camiones pesados
 Comodidad del conductor
 Estudios de fricción
 Modelos de dinámica vehicular
 Práctica actual
2.1 Diseño de la curva horizontal
AASHTO política actual en el diseño de curva horizontal se basa en un modelo de punto de masa. De las
leyes básicas de la física newtoniana, considere un punto de masa viajando en un camino curvo con un
radio constante (R) y una velocidad constante (V), como se muestra en la Figura 1. El punto de masa se
somete a una aceleración centrípeta que actúa hacia el centro de curvatura. La aceleración centrípeta se
da como:
Supongamos que la masa puntual es un vehículo. La aceleración es equilibrada por la fricción lateral
desarrollada entre los neumáticos del vehículo y la superficie del pavimento, el componente de peso que
actúa paralelo del vehículo a el camino por peralte, o una combinación de ambos, como se muestra en la
Figura 2. Deje que el ángulo de inclinación del camino ser un (radianes). El peralte (e) se define típica-
mente por el aumento (cambio en la elevación) en pies por 100 pies a través del camino (es decir, en la
dirección transversal). Por lo tanto, e / 100 = tana. Hay tres fuerzas que actúan sobre el punto de masa
como se muestra en la Figura 2:
Ecuación 3 puede ser resuelto para la masa mediante la sustitución de los valores de la ecuación 4 para
obtener m = 1 / g • (-Fcsin (a) + NCO (a)). Sustituyendo esto en la ecuación 2, y luego simplificar el re-

sultado mediante la sustitución de las expresiones de la Ecuación 5, se obtiene: velocidad directriz de un
camino, límites prácticos más bajos en el radio de curvatura, Rmin, están dados por:
El producto fie/ 100 en el denominador suele ser pequeño y por lo general se ignora. La fórmula simpli-
ficada se puede utilizar para resolver para el radio de la curva permisible como una función del factor de
fricción máxima, la velocidad directriz, y el peralte.
El factor limitante para el diseño de caminos es el factor de fricción lateral f. Además, la tasa de peralte de
una curva no superará un valor máximo seleccionado por el diseñador. Por lo tanto, para una velocidad
directriz dado de un camino, límites prácticos más bajos en el radio de curvatura, Rmin, vienen dadas por:
Aquí, fmax es el factor de fricción máxima demanda utilizada en el diseño de curva horizontal, y Emax es
la tasa máxima de peralte para una velocidad dada, VDS. AASHTO utiliza la Ecuación 9 para determinar
el radio mínimo de curvatura. Este uso se justifica generalmente, ya que da un diseño más conservador
que la Ecuación 8.
La fórmula básica fricción lateral puede obtenerse a través de la reordenación de los términos en la
Ecuación 8 como sigue:

Figura 2. fuerzas laterales que actúan sobre la masa punto en las curvas.
En la política de AASHTO, f se llama el "factor de fricción lateral", que representa la parte de la aceleración
lateral que no está equilibrado por el peralte. El término f representa una fricción "demanda" que debe ser
resistida por la "oferta" disponible de fricción generada en la interfase neumático-pavimento. Además, la
aceleración lateral desequilibrada crea un momento de vuelco en el vehículo que debe ser resistida por la
estabilidad de balanceo del vehículo, que depende del diseño del vehículo, la carga y características de la
suspensión. El término "factor de fricción lado", como se usa en el Libro Verde, representa la demanda
de fricción, no suministro de fricción.
Política de diseño AASHTO para las curvas horizontales se basa en la suposición de que el apagado valor
puede determinarse como una función de la velocidad del vehículo, radio de curva, y peralte. Una supo-
sición inherente es que los vehículos siguen la trayectoria curva exactamente.
La interfaz neumático-pavimento puede suministrar fricción (/ neumático-pavimento) para resistir la ten-
dencia del vehículo a patinar por la aceleración lateral medida que el vehículo recorre una trayectoria
curva. La fricción del pavimento generada en la interfase neumático-pavimento es dal a la carga normal
transmitida al neumático a través de la suspensión del vehículo que depende de los neumáticos y el
pavimento propiedades. Desde el punto de vista de un modelo de punto de masa, el vehículo patinará si f>
ftire-pavimento, donde ftire-pavimento representa la máxima cantidad de fricción que se puede generar en
la interfaz neumático-pavimento para contrarrestar la aceleración lateral y evitar derrapes.
Del mismo modo, desde el punto de vista de un modelo de punto de masa, el vehículo volcará si f> fro-
llover, donde frollover representa la aceleración lateral máxima que un vehículo puede experimentar sin
volcar. fronover se conoce como el "umbral de vuelco" del vehículo. Umbrales Rollover son una caracte-
rística de diseño de los vehículos y la carga que se puede estimar a partir de pruebas estáticas, pero se
determinan mejor de pruebas dinámicas.
Los criterios de diseño verde de libros para curvas horizontales no se basan en ninguna hipótesis for-
males acerca de las magnitudes de _ / neumático-pavimento y / roiiover. Más bien, el diseño curva ho-
rizontal se basa en limitar el valor de f para ser menor o igual a un valor, fmax especificado, que fue
seleccionado sobre la base de los niveles de comodidad para el conductor (es decir, la tolerancia con-
trolador para aceleración lateral). Otro supuesto, pero no demostrado indicado explícitamente en la polí-
tica AASHTO, es que los valores de fmax utilizados en el diseño se seleccionaron de tal manera que fmax
<ftire-pavimento y fmax </ vuelco.
El primer criterio, fmax <ftire-pavimento, se aborda en el Libro Verde de la Figura 3.5, que muestra que
los valores de fmax utilizados en el diseño son inferiores a los valores de ftire-pavimento. El segundo
criterio, fmax <frollover, se afirma, pero no se demuestra en el Libro Verde. La investigación realizada por
otros, incluyendo Harwood y otros (1989) y Harwood y otros (2003), demostró que los supuestos de fmax
<ftire-pavimento y fmax <frollover parecen ser aplicables en general a los vehículos de pasajeros y ca-
miones para curvas horizontales diseñados según la política de AASHTO.
El modelo de punto de masa funciona razonablemente bien para el diseño conceptual de las curvas
horizontales; Sin embargo, existen varias limitaciones a este enfoque simple de diseño de la curva ho-
rizontal (Easa y Abd El Halim, 2006). En primer lugar, el modelo no tiene en cuenta las diferencias en la

dinámica del vehículo entre vehículos de pasajeros y camiones, y el modelo no tiene en cuenta las dife-
rencias de fuerza entre el neumático delantero / trasero / o neumáticos adecuados a la izquierda de un
vehículo (es decir, las fuerzas que actúan sobre todos los neumáticos se supone que ser el mismo). En
segundo lugar, el modelo de punto de masa ignora las características combinadas de el alineamiento del
camino de tal manera que el alineamiento horizontal está diseñado de forma aislada sin tener en cuenta el
alineamiento vertical de solapamiento. En tercer lugar, el modelo de punto de masa asume que los
vehículos recorren curvas siguiendo una trayectoria de radio constante igual al radio de la curva; Sin
embargo, se demostró que en algunos puntos sobre una curva horizontal, algunos vehículos más, de-
berán dirigir la curva, siguiendo un camino menor que el radio de la curva (Glennon y Weaver, 1972). En
cuarto lugar, el modelo de punto de masa asume vehículos atraviesan la curva a una velocidad constante
y no tiene en cuenta situaciones en las que los vehículos pueden tener que desacelerar (es decir, aplicar
los frenos) mientras la recorre a través de la curva.
Varios trabajos de investigación evaluaron la adecuación del enfoque de modelo de punto-masa actual de
diseño de la curva horizontal. A mediados de la década de 1990, Harwood y Mason (1994) evaluaron la
adecuación de la política de diseño geométrico AASHTO para acomodar de forma segura tanto para
vehículos de pasajeros y camiones en las curvas horizontales. Harwood y Mason concluyeron que no
parece haber una necesidad de modificar los criterios de alta velocidad existentes para determinar el radio
y el peralte de las curvas horizontales diseñadas según la política de AASHTO actual. Diseñar políticas
existentes dan márgenes adecuados de seguridad contra derrape y vuelcos, tanto para vehículos de
pasajeros y camiones, siempre y cuando se selecciona la velocidad directriz de la curva de forma realista.
Especial cuidado se debe tomar para curvas con velocidad directriz de 30 millas por hora o menos para
asegurarse de que no se supere la velocidad seleccionada, en particular por los camiones. Diseño de las
transiciones de peralte según la regla 2 / 3-1 / 3 da un diseño aceptable, mientras que las transiciones
espirales darían aceleraciones laterales ligeramente inferiores. Para las curvas horizontales mínimo-radio
diseñados según AASHTO criterios de baja velocidad, la política AASHTO generalmente da márgenes
adecuados de seguridad contra derrape y vuelcos de vehículos de pasajeros que viajan a la velocidad
directriz, pero para velocidades de diseño de 10 a 20 kilómetros por hora, mínimo-radio curvas pueden no
dar márgenes de seguridad adecuados para camiones con neumáticos pobres en un pobre, el pavimento
mojado o para camiones con bajos umbrales de rollover. Revisión de los de baja velocidad criterios de
diseño horizontales AASHTO se debe considerar, especialmente para lugares con grandes volúmenes de
camiones.
En otra investigación, Bonneson (1999) estima los modelos estadísticos de velocidad y curva de demanda
de fricción lateral para desarrollar valores límite de la demanda fricción lateral para su uso en diseño de la
curva horizontal. La relación entre la demanda máxima fricción lateral y horizontal velocidad de aproxi-
mación curva derivada para vehículos de pasajeros se muestra en la Figura 3. El modelo ilustra que la
demanda disminuye fricción lateral como el enfoque de curva de velocidad aumenta, mientras que la
demanda de fricción lado aumenta a medida que la reducción de la velocidad entre la curva velocidad de
aproximación y la velocidad en el punto medio de una curva horizontal (Va - Vc) aumenta. La demanda de
fricción secundario relacionado con ninguna reducción de la velocidad entre el enfoque tangente y el
punto medio de una curva horizontal (Va - V "c = 0 mph) se propuso como el límite superior deseable en
los factores de fricción máxima lado del diseño Sin embargo, un máximo deseable. se propuso la reduc-
ción de velocidad de 3 mph (5 km / h) para equili-
brar el flujo de tránsito y el costo de la construc-
ción, así la fricción lateral máxima permitida exige
correspondiente al Va - Vc = 3 mph (5 km / h) la
línea de tendencia se recomienda.
Figura 3. Relación entre la demanda fricción lateral
y la velocidad (Bonneson, 1999).

Para evaluar el margen de seguridad para los factores de demanda de fricción lateral propuestos, Bon-
neson (2000b) en comparación suministro de fricción lateral tanto para portaobjetos y fallas en el rodillo a
los factores de demanda de fricción lado propuestos. Una representación gráfica de esta evaluación se
muestra en la Figura 4 donde la demanda de fricción lateral para reducciones de velocidad de 0 a 1,86
mph (0 y 3 km / h) se representa gráficamente tanto para vehículos de pasajeros y camiones márgenes de
seguridad contra portaobjetos y fallas en el rodillo. Los resultados muestran que los pendientes, en par-
ticular mejoramientos empinadas, reducen el margen de seguridad, en particular para camiones. Otra
tendencia que se observa es que fallas en el rodillo sólo se observa en los camiones en las curvas de baja
velocidad. Finalmente, la Figura 4 muestra que se deslizan fallo se producirá antes de rodar el fracaso de
los vehículos de pasajeros a cualquier velocidad, ya mayor velocidad para los camiones. Bonneson
(2000a) también propuso limitar las tasas de peralte de 8.2%, 9.8%, 10.8%, 11.4%, 11.8% y propuestas
para velocidades de diseño de 18,6, 24,8, 31,0, 37,3, y 43,5 mph, respectivamente, y determina la pro-
porción óptima de la escorrentía peralte situado antes del punto de curvatura (PC) sea del 80% en el 18,6
kilómetros por hora y el 70% a 74,6 mph para caminos de dos carriles. Se propuso un aumento del 10% en
la proporción de cada carril de circulación adicional para ser girada en la curva de transición. Más tarde,
Bonneson (2001) propuso un método de distribución de peralte de las curvas horizontales establecido
sobre la base de condiciones de contorno tasa de peralte mínimo y máximo.
Awadallah (2005) propuso recientemente un método para determinar los factores de fricción secundarios
diseño basado en factores de oferta fricción laterales para derrape and roll, y, casi al mismo tiempo, Tan
(2005) reproducir los experimentos realizados en los años 1930 y 1940 para determinar lateral neta
cómodo aceleración en las curvas horizontales. Tan concluyó que los valores de fricción secundarios
diseño AASHTO son conservadores para los vehículos de pasajeros contemporáneos viajan a la velo-
cidad directriz y recomendó que el coeficiente de fricción en deslizamiento inminente revisarse en el Libro
Verde de AASHTO para reflejar las prácticas actuales de diseño de pavimentos y rendimiento.

Figura 4. margen de seguridad entre la oferta y la demanda de fricción lateral (Bonneson, 2000b).
2.2 Camiones
Eck y French (2002) investigaron los problemas que enfrentan los camiones en las curvas cerradas en
pendientes pronunciadas para determinar las tasas de peralte apropiadas para camiones en estas con-
diciones. Los principales hallazgos y conclusiones de esta investigación fueron los siguientes:
 En las bajadas, una porción de la fricción disponible (suministro de fricción lateral) se consume en
el mantenimiento de una velocidad constante. Esto deja menor que la fricción máxima disponible para
la demanda de fricción lateral. Esto no es un problema significativo en condiciones normales de ve-
locidad constante, pero la fricción lateral disponible se reduce drásticamente cuando se frena. La
rebaja también se suma a la aceleración lateral. Dos modelos teóricos apoyan el uso de peralte adi-
cional en curvas cerradas en pendientes pronunciadas.
 Las altas tasas de peralte (por ejemplo, entre 0,08 y 0,16) hacen curvas horizontales en pen-
dientes pronunciadas más indulgente. Estas altas tasas de peralte no permiten necesariamente ve-
locidades más altas, pero pueden acomodar mejor los conductores cometan erdespistees en la se-
lección de la velocidad de seguridad de la combinación de la curva y el pendiente.
 Reducir el peralte de las curvas existentes no es buena camino la práctica del diseño geométrico,
a menos que haya otro problema de seguridad que requiere esta reducción. Cuando la tasa de peralte
se redujo, un aumento significativo en los choques de vehículos de pasajeros se observaron y son
parcialmente atribuibles a violación de la esperanza de conductor.

2.3 Comodidad del conductor
Una consideración clave en la política de AASHTO en la selección de los factores de fricción lateral má-
xima (fmax) para su uso en el diseño es el nivel de aceleración centrípeta o lateral suficiente como para
hacer que los conductores a experimentar una sensación de incomodidad y reaccionar instintivamente
para evitar altas velocidades. La política general sigue el supuesto de que a bajas velocidades los con-
ductores son más tolerantes a la incomodidad y los valores, por tanto, más altos de fricción lateral se
buscan, mientras que a velocidades más altas de un mayor margen de seguridad debe buscarse; Por lo
tanto, el uso de factores de fricción lado inferior a altas velocidades. Este enfoque para la selección de los
factores máximos de fricción lateral para el diseño se basa en la investigación de los años 1930 y 1940
(Barnett et al, 1937;. Moyer y Berry, 1940; Meyer, 1949; Stonex y Noble, 1940). Estudios más recientes de
Bonneson (2000b) y Tan (2005) reafirmaron la pertinencia de los factores de fricción lateral se reco-
mienda actualmente en la política de AASHTO para el diseño de curva horizontal.
2.4 Estudios de fricción
Tabla 1 Coeficiente de fricción vs velocidad (Moyer, 1934).
Tipo de superficie Tipo de derrape Observaciones Coeficiente de fricción
Velocidad (mph)
5 10 15 20 25 30
Hormigón de cemento
Portland, 19 x 4,75
llantas, sin cadenas
Side Superficie seca 1.01 1.01 0.97 0.95 0.92 0.89
Heterosexual Superficie seca 0.94 0.90 0.86 0.83 0.80 0,77
Side Superficie mojada 0,78 0.75 0,72 0.69 0.66 0.64
Heterosexual Superficie mojada 0.67 0.63 0.59 0.55 0.51 0.46
De hielo en el pavi-
mento, no hay cadenas
Side La banda de ro-
dadura Smooth
0.20 0,19 0,19 0.20 - -
Side Nueva banda de
rodadura
0,19 0,19 0.22 0,19 - -
De hielo en el pavi-
mento, 16 x 7,00 llan-
tas, sin cadenas
Heterosexual Nueva banda de
rodadura
0.18 0.15 0.17 0.21 - -
Inminente Nueva banda de
rodadura
0.17 0,19 0,19 0,19 - -
Side Nueva banda de
rodadura
0,19 0,19 0,19 0.18 - -
La fórmula básica fricción lateral (Ecuación 10) da una estimación de la fricción lateral para una maniobra
del vehículo en una curva horizontal. Uno de los primeros estudios sobre la medición del coeficiente de
fricción en el punto de deslizamiento inminente en un camino fue hecho por Moyer (1934). La Tabla 1
enumera diferentes valores del coeficiente de fricción registrados por Moyer, y la Figura 5 muestra la
variación en los niveles de fricción (para diferentes condiciones de deslizamiento) con respecto a la ve-
locidad. En la Figura 5, los coeficientes de fricción de deslizamiento lateral de reportados son más altos
que los coeficientes de deslizamiento rectas de fricción, que por lo general no es el caso en las medi-
ciones modernas de comportamiento de los neumáticos. Las diferencias podrían explicarse por Wong
(2008) donde se señala que los vehículos de pasajeros modernos ahora utilizan caucho sintético que
tiene propiedades significativamente diferentes de caucho natural, que todavía se utiliza a veces en los
neumáticos de camión. La diferencia es que el caucho natural tiene mejores propiedades de desgaste,
ideal para camiones; pero el coeficiente de fricción es mucho menor para los neumáticos de caucho
natural, con el resultado de que los camiones tienen una distancia de frenado de 1,65 a 2,65 veces más

lejos que un vehículo de pasajeros, suponiendo que ambos están usando neumáticos de alto agarre de
buenas condiciones.
Figura 5. Relación entre la estática, resbalón
lado, y los coeficientes de arrastre rectas de
fricción en húmedo hormigón de cemento
portland (Moyer, 1934).
La Tabla 2 resume las fórmulas dadas por Olson y
otros de fricción y máxima resistencia a la rodadura
de deslizamiento de los neumáticos de vehículos
de pasajeros y los neumáticos para camiones. Los
coeficientes de fricción para neumáticos de camión
son menores que las de los vehículos de pasaje-
ros. Estudio Olson y otros También indica una disminución en la fricción con la velocidad creciente.
Tabla 3 enumera los valores de los coeficientes máximo y de fricción lado de fricción para diferentes
neumáticos en seco, así como caminos mojadas según lo determinado por Fancher y otros (1986).
Por las características de deformación de los neumáticos, una rueda presentan diferentes curvas y di-
ferentes valores de fricción máxima en función de si la fuerza es en la dirección lateral o longitudinal, la
condición de los neumáticos, si un sistema antibloqueo de frenos (ABS) se emplea, y la carga de los
neumáticos. El uso de fuerzas de frenado se reduce la fricción lateral disponible, y el uso de la fuerza
lateral reducirá las fuerzas de frenado disponible. Esta interrelación entre las fuerzas laterales y longitu-
dinales se llama la elipse fricción.
Tabla 2 Fórmulas para los coeficientes de fricción a plazo (Olson y otros, 1984).
Pasajeros de neumáticos para vehícu-
los
Neumáticos para camiones
Fricción de deslizamiento (| es) 1.2 SNV 0.84 SNV
La máxima fricción de rodadura (| p) 0,2 + 1,12 | s | s
El límite de fricción de deslizamiento para un neumático, independientemente de la dirección, se deter-
mina por el coeficiente de fricción de deslizamiento veces la carga. La fricción puede ser utilizado para la
fuerza lateral, la fuerza de frenado, o una combinación de los dos, en cualquiera de las direcciones posi-
tivas o negativas (Gillespie, 1992). Sin embargo, el vector total de las dos fuerzas no puede exceder el
límite de fricción. Esto conduce al concepto de fricción elipse (o círculo). Como se muestra en la Figura 6,
la utilización de la fricción en una dirección disminuye la reserva de fricción en la otra dirección. La
ecuación de la elipse de fricción representa el rango de operación de las fuerzas del neumático y está
dada por la ecuación 12 (Wong, 2008):

Aquí Fx es longitudinal (frenado) la fuerza del neumático, Fy es lateral (curvas) la fuerza del neumático, y
Fx, Fy y max, max son las máximas fuerzas posibles disponibles en el frenado y curvas, respectivamente.
El término n representa la fricción utilizado total y tiene un valor de 1 cuando los neumáticos están en el
límite de fricción. Los valores inferiores a 1 representan situaciones dentro de la elipse de fricción, mien-
tras que los valores superiores a 1 son más allá de las capacidades de la fuerza de los neumáticos. Por lo
tanto, siempre que el valor de n es menor que 1, el punto de funcionamiento (es decir, las fuerzas del
neumático en dirección X e Y) se encuentra dentro de la elipse de fricción (es decir, el neumáti-
co-pavimento puede generar la fuerza de fricción requerida). Ecuación 12 puede estar relacionado con los
valores de fricción del pavimento en las direcciones lateral y longitudinal a través de una transformación
simple, ya que el factor de fricción se define como la fuerza dividida por la carga vertical. Específicamente,
las demandas de fricción longitudinales y laterales se derivan de las fuerzas de neumáticos exigidos como
sigue:
Donde Fx y Fy son frenado y curvas fuerzas en el neumático, y N es la carga normal del neumático lleva.
Dependiendo del nivel de complejidad del modelo, este "neumático" podría ser interpretada para repre-
sentar tanto un neumático individual o de la suma de los efectos de la fuerza en varios neumáticos. Con
estas sustituciones, la ecuación de la elipse de fricción se puede escribir en términos de los factores de
fricción como:
A menos que el neumático está en un ángulo extremo del camino, la fuerza normal, Fz, en el sistema de
coordenadas del neumático puede suponerse que es la fuerza normal, N, que actúa sobre el neumático
del camino como se muestra en la Figura 2.
El término n en las Ecuaciones 12 y 15 puede ser referido como la cantidad utilizada de fricción neumá-
tico-pavimento o la medida de la fricción suministrado (a menudo denominado como reserva por fricción
en dinámica de vehículos). Una vez más, por lo general se puede inferir que el suministro de fricción
suficiente está disponible siempre y cuando n <1 Cuando n> 1, se supera la oferta fricción.
Para los pavimentos secos, hay poco o ningún cambio significativo en el pavimento de la fricción de
rodadura con velocidad creciente, tal vez 10% a 20% a lo sumo, pero hay una disminución notable en la
fricción sobre superficies húmedas con velocidades crecientes. La fricción se encuentra estar disminu-
yendo con el aumento de las velocidades como se muestra en la Figura 7 (Wong, 2008). Esta variación
depende también del tipo de camino, la condición de franjas de rodadura de neumáticos, etc Las formas
de estas curvas más o menos coincide con las curvas de demanda de fricción comodidad del conductor
determinado empíricamente para su uso en el diseño de curvas horizontales. Por tanto, parece probable
que el conductor "comodidad" puede ser simplemente la percepción de un conductor de suministro de
fricción inferido en caminos mojadas.
En resumen, la fuerza lateral máxima que actúa sobre una llanta o el máximo factor de fricción lateral
depende de una serie de factores principales, incluyendo:
La fuerza normal sobre el neumático;
La fuerza longitudinal del neumático;
Estado de la superficie de caminos (seco, mojado, nieve, hielo, etc);

Carga vertical que actúa sobre el neumático;
Velocidad (principalmente para superficies húmedas);
Estado de los neumáticos (nuevo, agotado); y
Composición de los neumáticos.
Tabla 3 Los coeficientes de adherencia camino para neumáticos de camión en el pavimento de hormigón
seco y húmedo a 40 mph (Fancher y otros, 1986).
Tipo de Neumáticos Construcción de
neumáticos
Seco Wet
Rp Rs Rp Rs
Goodyear Super Hi Miler (Costilla) Diagonales 0,850 0.596 0.673 0.458
General GTX (Costilla) Diagonales 0.826 0.517 0.745 0.530
Firestone Transteel 1 (Costilla) De capa radial 0.809 0.536 0.655 0.477
Firestone Transporte 1 (Costilla) Diagonales 0.804 0.557 0.825 0.579
Goodyear Unisteel R-1 (Costilla) De capa radial 0.802 0.506 0.700 0.445
Firestone Transteel Tracción (Lug) De capa radial 0.800 0.545 0.600 0.476
Goodyear Unisteel L-1 (Lug) De capa radial 0.768 0.555 0.566 0.427
Michelin XZA (Costilla) De capa radial 0.768 0.524 0.573 0.443
Firestone Transporte 200 (Lug) Diagonales 0.748 0.538 0.625 0.476
Uniroyal maestro de flota de Super Lug Diagonales 0.739 0.553 0.513 0.376
Goodyear Cruz Custom Costilla Diagonales 0.716 0.546 0.600 0.455
Michelin XZZ (Costilla) De capa radial 0.715 0.508 0.614 0.459
Promedio 0.756 0.540 0.641 0.467
2.5 Modelos de dinámica vehicular
Aunque el modelo de punto de masa sirve como base para el di-
seño de curva horizontal, a lo largo de las últimas décadas algunos
investigadores propusieron modelos de dos ejes (es decir, el mo-
delo de bicicleta) para el diseño de curva horizontal (Figura 8). Los
modelos en estos estudios representan modificaciones al modelo
de bicicleta clásica utilizada en el análisis de estabilidad del
vehículo. Este modelo se deriva y discutido en detalle en las sec-
ciones siguientes. Las modificaciones incluyen factores tales como
la inclusión de pendiente, de frenado / aceleración, la consideración
de la elipse de fricción, etc La ventaja del modelo de la bicicleta
frente al modelo de punto de masa es que se examina no sólo el
equilibrio de fuerza, sino también el equilibrio momento. El balance
de momento en particular, impide que el vehículo "se salga" en un
camino. Además, es útil para examinar si los ejes individuales
exhibirán arrastre antes de todo el derrape del vehículo expositora.
Figura 6. diagrama de fricción elipse (giro a la derecha) (Milliken y
Milliken, 1995).

Usando el modelo de bicicleta, Psarianos y otros (1998) estudiaron la influencia de los parámetros del
vehículo en el diseño de la curva horizontal. Psarianos y otros indican que la reserva de fricción podría ser
superado para un vehículo de pasajeros que viajan 12 mph más alta que la velocidad directriz de 50 mph
en una curva de radio mínimo de (obtenido a partir del modelo de punto masa básica) para rebajas de
inclinación mayor que 5%. Señalaron que estas maniobras serán más crítico para los camiones, ya que
tienen factores máximos más bajos de fricción lateral.
Figura 7 Efecto de la velocidad en camino coeficiente de adherencia (Wong, 2008).
Kontaratos y otros (1994) también desarrollaron un modelo de vehículo de dos ejes analíticos para de-
terminar el radio de la curva horizontal mínima en función del pendiente vertical. En su modelo bicyclelike,
Kontaratos y otros añadirse los efectos de la calificación y el peralte, la rueda delantera contra la tracción
trasera, la resistencia del aire, etc Sus resultados sugieren que los márgenes de seguridad contra el
arrastre son más bajas en las calificaciones más empinadas.
Bonneson (2000b) desarrolló un modelo de vehículo de dos ejes en su análisis del diseño de la curva
horizontal. En el análisis Bon- Neson considera representativa de frenado leve de la reducción de velo-
cidad a la entrada a la curva. Desarrolló modelos de deslizamiento (deslizamiento) de fracaso y fracaso
rollo por separado para comprobar si las maniobras de los vehículos son seguros para las condiciones
dadas. Una disminución en el margen de seguridad (para el factor de fricción lateral) para los camiones y
vehículos de pasajeros se informó en las calificaciones.
Ninguno de los estudios anteriormente mencionados consideran un modelo de vehículo multi-eje y así
omitir todos los tractores semirremolques. Además, algunos de estos estudios consideran un modelo de
neumático inclusiva de la elipse de fricción y frenado combinado representante / girando situaciones.
Tampoco abordan la transferencia de carga, inestabilidades transitorias, y muchas inestabilidades de
estado estable también. Además, excepto Bonneson (2000b), quien utilizó el Highway-
Figura 8. Vista en planta del modelo de bicicleta.
Vehículo-Objeto Simulation Model (HVOSM) para
una parte de su estudio, no hubo uso de un modelo
de simulación multicuerpo para analizar exhaus-
tivamente la estabilidad del vehículo al atravesar
una curva horizontal.
En la bibliografía de la dinámica del vehículo, muchos artículos y libros de texto (por ejemplo, Dugoff,
1968; Ito, 1990; Milliken y Milliken, 1995; Wong, 2008; Gillespie, 1992) relevantes para la estabilidad del
vehículo en una curva horizontal se publicaron, aunque ninguno de estos se utilizan claramente en la
actualidad en la política de AASHTO.

De particular interés, si un conductor se aplica una entrada de dirección constante (por ejemplo, durante la
transición de una tangente a una curva horizontal) y la mantiene, el vehículo entrará en una curva de radio
constante después de un período de transición.
El comportamiento del vehículo en este período de tiempo de transición se denomina su "características
de respuesta transitoria." Bundorf (1968) señaló que tal comportamiento es muy importante y las cuali-
dades de manejo de un automóvil depende en gran medida de su respuesta transitoria. El modelo de
bicicleta puede predecir la aparición curva de comportamiento transitorio y otros efectos transitorios, por
ejemplo, maniobras tales como un cambio de carril en el que el radio de la curva está cambiando.
2.6 Prácticas actuales
Las políticas de diseño / manuales de 40 agencias estatales de caminos fueron revisados para com-
prender su práctica actual en relación con los criterios de diseño del peralte, buscando específicamente
para determinar si las políticas estatales difieren de guía AASHTO en criterios de peralte de las curvas
horizontales afilados en pendientes. De las políticas de diseño 40 / estatales manuales crítica, la mayoría
a que se refiere el Libro Verde de procedimientos de diseño de desarrollo relativas a peralte. Sólo dos
estatales de diseño de políticas / manuales dados declaraciones relativas a los criterios de diseño de
peralte en las calificaciones. Las otras políticas estatales de diseño / Manuales guardan silencio sobre
esta cuestión.
El manual de diseño para el Departamento de Transporte de Texas (INDOT) recomienda el uso de una
velocidad más alta en los cálculos de peralte que la velocidad directriz para las siguientes condiciones:
 Zona de transición. Cuando un camino está en la transición de un ambiente eminentemente rural
a un medio urbano, viajar velocidades en la zona de transición dentro del entorno urbano puede ser
mayor que la velocidad directriz urbano.
 Bajada. Cuando una curva horizontal se encuentra en la parte inferior de una rebaja, velocidades
de desplazamiento de la curva puede ser mayor que la velocidad general de diseño del proyecto.
Como ajustes sugeridos, la velocidad directriz utilizado para la curva horizontal puede ser de 5 mph
(pendiente de 3% a 5%) o 10 mph (pendiente> 5%) superior a la velocidad directriz del proyecto. Este
ajuste puede ser más apropiado para una instalación dividida que para una de dos carriles, en ambos
sentidos del camino.
 Longitud tangente. Cuando una curva horizontal está situado en el extremo de una sección
tangente largo, una velocidad de hasta 10 mph superior a la velocidad directriz del proyecto puede ser
apropiado.
El manual de diseño para el Departamento de Transporte de Texas (ODOT) da la siguiente orientación
para el diseño de peralte en pendientes pronunciadas:
En pendientes largas y bastante empinadas, los conductores tienden a viajar un poco más lento en la
dirección de actualización y un poco más rápido en la dirección de rebaja en los caminos de nivel. En el
caso de caminos divididas, donde cada pavimento puede peraltables independientemente, o en un solo
sentido caminos, tales como rampas, esta tendencia debe ser reconocido para ver si algún ajuste en la
tasa de peralte sería deseable y / o factible. En los pendientes de 4% o más con una longitud de 1.000
pies (300 m) o más y una tasa de peralte de 0,06 o más, el diseñador puede ajustar la tasa de peralte
asumiendo una velocidad que es 5 mph (10 km / h) menos en la dirección de actualización y 5 mph (10 km
/ h) mayor en la dirección rebaja, siempre que la velocidad directriz asumido no es menor que la velocidad
legal. En dos carriles, de dos vías caminos y en otros varios carriles, caminos indivisas, tales ajustes son
menos factibles, y deben ser ignorados.
En resumen,la guía dada en el diseño de políticas / manuales para INDOT y ODOT es muy coherente con
la política de AASHTO en criterios de peralte de las curvas en pendientes empinadas, pero ambos dan
más detalles que la política de AASHTO. Cuando la política AASHTO sugiere suponiendo una velocidad
mayor para la bajada. las políticas y manuales de Indiana y Ohio dan guía sobre la cantidad para au-

mentar la velocidad directriz. Además, el manual de Ohio indica una longitud específica de pendiente para
su consideración.
______________________________________________________________________________

SECCIÓN 3
Estudios de Campo
Se realizaron tres tipos de estudios de campo como parte de esta investigación. Los resultados de los
estudios de campo se utilizan como insumos en los modelos de simulación de la dinámica del vehículo y /
o sirven para validar los resultados del modelo. Sección 4 se describe con más detalle cómo se utilizaron
los resultados de los estudios de campo en la parte de la dinámica de vehículos de simulación de la
investigación.
Los estudios de campo realizados durante esta investigación consistió en:
 Velocidad y maniobra de vehículos estudios,
 Estudios vehículos instrumentados, y
 Prueba de fricción.
Se realizaron los estudios de campo en las regiones montañosas en el este y el oeste de los Estados
Unidos. Esta sección del informe se da una breve descripción del proceso de selección del sitio para
identificar los sitios para su inclusión en uno o más de los estudios de campo, se presentan las caracte-
rísticas generales de los sitios, se describen los estudios de campo, y se presentan los resultados de las
primarias.
3.1 Selección del sitio
El objetivo del proceso de selección del sitio fue identificar las curvas horizontales afilados en los pen-
dientes de 4% o más, en una gama de tipos de caminos (autopistas, otras caminos divididas y caminos
indivisas), incluidas las instalaciones de alta y baja velocidad, tanto en las zonas rurales y áreas urbanas.
Para la selección del sitio, una curva horizontal agudo se definió como una curva horizontal que, bajo la
política actual AASHTO, requeriría peralte de al menos el 6% cuando se diseñan con criterios aplicables a
una tasa de peralte máximo de 8% (es decir, los sitios con anteriormente curvas de radio mínimo-fueron
incluidos en los estudios de campo). También se identificaron las curvas horizontales de Sharp para su
inclusión en los estudios de campo sobre la base de la presencia de signos de alarma curva y / o señales
de velocidad de asesoramiento. También era conveniente recopilar datos en diferentes ubicaciones
geográficas de los Estados Unidos. Inicialmente, el equipo de investigación identificó los estados de
Pennsylvania, Maryland, y Virginia Occidental en el este
Estados Unidos y California, Colorado, Utah y Washington, en el oeste de Estados Unidos, como lugares
potenciales para los estudios de campo.
Se tomaron varias medidas para identificar los sitios de recolección de datos de los candidatos:
 Cuando sea posible, se obtuvieron datos de inventario camino para encontrar áreas con curvas
pronunciadas en pendientes empinadas en los estados seleccionados cuyas geometrías encajar los
criterios de selección.
 Estrelle los datos se obtuvieron cuando se disponga a realizar una revisión de todo el sistema para
encontrar los sitios con concentraciones de salida del carril y los vuelcos con camiones y / o vehículos
de pasajeros.
 Una encuesta en línea fue distribuido a las asociaciones de transporte por camino del estado en
los respectivos estados que solicitan que sus oficinas y / o controladores de seguridad identifican
lugares que les eran familiares con que tienen curvas horizontales afilados en pendientes empinadas.
 También se estableció contacto con los organismos de transporte de los estados respectivos para
sugerencias de sitios de recolección de datos de los candidatos.

A través de estos diversos medios, cerca de los sitios de recolección de datos de 100 candidatos fueron
identificados. El equipo de investigación realizó viajes de elección del emplazamiento de los estados de
California, Maryland, Pennsylvania, Washington y Virginia Occidental para recoger datos geométricos
detallados en el campo y para seleccionar los sitios finales para su inclusión en los estudios de campo.
Veinte sitios fueron seleccionados para su inclusión en uno o más de los estudios de campo. La Tabla 4
presenta la información de localización, pendiente y datos de curvas horizontales para cada uno de los
sitios. Los datos de calidad y la curva se obtuvieron a partir de una combinación de archivos de camino de
inventario, planos de planta y perfiles, y mediciones de campo. Diecisiete de los sitios estaban ubicados
en los tramos en bajada, mientras que tres de los sitios estaban en las actualizaciones. La mayoría de los
sitios estaban en las autopistas, pero varios sitios estaban en dos carriles o caminos de varios carriles, y
un sitio era un freeway- rampa de la autopista. La calificación representa el pendiente máximo, ya sea
acercándose a la curva o en la curva. Del mismo modo, el peralte representa el peralte máximo en la
curva. En unos pocos casos, los criterios de selección se relajaron para incluir sitios en los estudios de
campo.
Se realizaron tres tipos de estudios de campo como parte de esta investigación. Tabla 5 da una matriz que
indica si se utilizaran los datos desde el sitio correspondiente para el estudio de campo dado. Tabla 5
muestra también si los datos de choques desde el sitio fueron incluidos en el análisis del choque. Sección
5 de este informe da detalles sobre el análisis del choque.
3.2 Velocidad y vehículos Estudios de maniobra
El propósito principal de la porción de la velocidad de los estudios fue determinar, en cada sitio de reco-
lección de datos, la distribución de velocidades del vehículo en el enfoque y la tangente en la curva, tanto
para vehículos de pasajeros y camiones. Estas distribuciones de velocidad se utilizaron en el modelo de
simulación dinámica del vehículo.
El propósito principal de la parte de maniobra del vehículo de los estudios fue determinar la duración de
las maniobras de cambio de carril en las curvas horizontales afilados en pendientes empinadas y la
proporción de vehículos que cambian de carril. Los datos sobre la duración de las maniobras de cambio
de carril fueron utilizados en el modelado de la dinámica del vehículo de simulación, y la proporción de
vehículos que cambian carriles indica el alcance o la frecuencia de tales maniobras.
3.2.1 Recopilación de datos Metodología
Datos de velocidad se recogieron usando pistolas láser. Pistolas láser recogen velocidades y distancias
de los vehículos sujetos en una forma continua. Mediante la comparación de las distancias a ubicaciones
de referencia / distancias, las velocidades se determinaron en lugares específicos a lo largo del sitio de
estudio tales como aguas arriba de la curva, el comienzo de la curva (es decir, PC), y el punto medio de la
curva.
En general, los datos de velocidad se recogieron empezando por lo menos 500 pies aguas arriba de la
curva y, al menos, a través del punto medio de la curva. En función de la geometría y la distancia de
visibilidad disponible, se usaron una o dos pistolas láser para recoger datos de la velocidad de los
vehículos a lo largo de la zona de estudio. Las pistolas láser fueron operados por un investigador interior
de un vehículo estacionado en el lado de la calzada en un lugar elegido sobre la base de varios criterios:
 La ubicación era seguro;
 Colectores y equipos de datos se encuentran tan discretamente como sea posible de modo que no
tenían (o mínimo) impacto en el comportamiento del conductor o las velocidades de operación
deseados; y
 Vehículos sujetos seguidos desde la parte trasera mientras se alejaban de la pistola láser.

Tabla 4 sitios de recolección de datos y el sitio de información característica.
Sitio Es-
tado
Ruta
(direc-
ción)
Condado MP Ciudad más
cercana
Tipo de
Caminos
Pendi
ente
(%)
Longi-
tud de
pendie
nte
(mi)
Radio de
la curva
(ft)
Lon-
gitud
de la
curva
(mi)
®max
(%)
Espiral Dirección
de la
curva
CA1 CA I-5 (NB) Kern 1.6-2.1 Lebec Autopis-
ta
-3,1 > 1,0 2000 0.47 2 Ausente Izquierda
CA2 CA SR 17
(NB)
Santa
Clara
2.0-3.0 Los Gatos Multilane -6,2 0.25 537 0.21 12 Ausente Derecha
CA3 CA SR 17
(SB)
Santa
Cruz
10.03-09.0
7
Scotts Valley Multilane -6,3 0.25 575 0.13 8.8 Ausente Izquierda
MD1 MD I-68 (WB) Garrett 5.5-7.0 Friendsville Autopis-
ta
-4,1 0,78 1909 0.31 6 Ausente Izquierda
MD22 MD I-68 (WB) Washing-
ton
74,5-75,0 Hancock
Oriente
Autopis-
ta
6.0 > 1,0 1909 0.42 5.5 Ausente Derecha
MD3 MD I-68 (WB) Washing-
ton
72,5-73,5 Hancock
West
Autopis-
ta
-5,7 0.21 1900 0.32 4.5 Ausente Derecha
PA1 PA I-79 (NB) Washing-
ton
Intercam-
bio I-70 /
I-79
Washington Rampa -5,0 1.0 Comp1 0,19 6.25 Ausente Derecha
PA2 PA I-80 (EB) Jefferson 79,5-80,5 Brookville Autopis-
ta
-4,0 0.67 1637 0.27 8.3 Present
e
Izquierda
WA1 WA I-90 (WB) Sub-
vención
137,5-138 Vantage Autopis-
ta
-4,9 > 1,0 955 0.23 9.3 Present
e
Derecha
WA2 WA I-82 (WB) Kittitas 15,14-15,9
4
Ellensburg Autopis-
ta
-5,0 > 1,0 1600 0.24 10 Ausente Izquierda
WA3 WA I-82 (WB) Kittitas 4,00-4,63 Ellensburg Autopis-
ta
-5,0 > 1,0 2400 0,19 7 Ausente Derecha
WA4 WA I-82 (EB) Kittitas 21,75-22,5 Ellensburg Autopis-
ta
-3,8 0,6 1600 0.33 5.8 Ausente Derecha
WA52 WA EE.UU.
97 (NB)
Kittitas 162,7-163 Ellensburg Dos
carriles
6.0 0.86 1637 0,19 2 Ausente Izquierda
WA6 WA I-90 (EB) Kittitas 131,48-31,
69
Ellensburg Autopis-
ta
-2,9 > 1,0 2800 0.33 7 Ausente Derecha
WA72 WA Estados
Unidos 2
(EB)
Rey 60,0-60,7 Skykomish Multilane 5.9 > 1,0 577 0.25 10 Present
e
Izquierda
WV1 WV I-77 (SB) Mercer 20,6-21,4 Camp Creek Autopis-
ta
-4,9 > 1,0 1206 0.50 8 Present
e
Izquierda
WV2 WV I-68 (WB) Mononga-
lia
09.09 a
10.06
Cheat Lake Autopis-
ta
-5,7 > 1,0 1909 0.49 7.8 Present
e
Izquierda
WV3 WV I-79 (SB) Kanawha 02.05 a
02.05
Mink Shoals Autopis-
ta
-3,7 0.75 1146 0.05 8 Present
e
Izquierda
WV4 WV I-77 (NB) Kanawha 76,5-78,0 Cabin Creek Autopis-
ta
-5,2 > 1,0 1041 0.26 8 Present
e
Derecha
WV5 WV I-64 (EB) Kanawha 49,7-50,5 Instituto Autopis-
ta
-5,0 0.58 1637 0.33 7.2 Present
e
Izquierda
Curva compuesta con cuatro radios: 430 m, 230 m, 150 m, y 310 m. Actualización de sitios.
Tabla sitios 5. recopilación de datos, estudios de campo, y la matriz de análisis de colisiones.
Vehículo Instrumentada Fricción
Velocidad maniobra vehículo pruebas Crash
Sitio datos datos datos datos datos
CA1 X X X
CA2 X X X
CA3 X X X
MD1 X X X X X
MD2 X X X X X
MD3 X X X X X
PA1 X X X
PA2 X X X
WA1 X X
WA2 X X X
WA3 X X X
WA4 X X X
WA5 X X X
WA6 X X X
WA7 X X
WV1 X X X X

WV2 X X X X
WV3 X X X X
WV4 X X X X
WV5 X X X X
La Figura 9 ilustra la configuración de campo general para los estudios de velocidad.
En cada sitio se recogieron los datos de velocidad en el transcurso de un solo día. Datos de velocidad se
recogieron tanto para vehículos de pasajeros y camiones bajo condiciones de flujo libre. Durante el
posprocesamiento de los datos, los vehículos se agruparon en clases de vehículos como sigue:
• Los vehículos de pasajeros:
Sedan
Vehículo utilitario deportivo (SUV)
Pickup
Van
Figura 9. configuración colección 9. Datos
generales para los estudios de velocidad y
maniobra de vehículos.
 Camiones:
o Single-unidad de camiones
o Tractor camión semi-remolque
o Tractor semirremolque / ca-
mión-trailer completo (doble)
Si bien la recolección de datos de velocidad, una o dos cámaras de video también fueron posicionados en
el borde del camino para registrar las maniobras de los vehículos en los sitios. El campo de visión para
cada cámara era como sigue:
 Cámara 1-enfoque y extremo de aguas arriba de la curva horizontal
 Cámara 2-punto medio y extremo de aguas abajo de la curva horizontal
Los videos de las cámaras fueron revisados en la oficina para documentar el número de vehículos y tipos
(por ejemplo, vehículos de pasajeros y camiones) en el lugar, el número de vehículos de cambiar de carril,
y la duración y la dirección de las maniobras de cambio de carril. La figura 10 muestra un tractor maniobra
semi-remolque de la izquierda en el carril derecho en uno de los sitios de recolección de datos. En al-
gunos sitios, la perspectiva de la cámara no dio una visión suficiente para documentar la información de
cambio de carril.
3.2.2 Resultados del análisis de datos de velocidad
La Figura 11 muestra las ubicaciones en el enfoque de la tangente y la curva horizontal en la que se
recogieron los datos de velocidad. El punto de distribución de cada medición del cero representa el inicio
de la curva (es decir, PC). En la mayoría de los casos, se obtuvo un máximo de 3% a 6% de las obser-
vaciones en una ubicación específica a lo largo del sitio de estudio. En algunos sitios (por ejemplo, CA1,
CA2, y WV5) los datos de velocidad de recogida, el geométricas y características de camino prohibidas
sobre el área de cobertura deseada.
Tabla 6 da un resumen estadístico de los datos de velocidad para los vehículos de pasajeros situado 500
pies aguas arriba de la curva, al principio de la curva (es decir, PC), y 500 pies abajo de la PC en cada sitio
de recolección de datos. La tabla también da el límite de velocidad en cada sitio y la velocidad reco-
mendada (si publicado).
La tercera columna da el recuento promedio del vehículo (es decir, el número de observaciones) en las
tres ubicaciones respectivas incluidas en la tabla. En algunos sitios, las velocidades de vehículos de

pasajeros disminuyeron pasando de 500 pies aguas arriba de la curva para el comienzo de la curva,
mientras que en otros sitios velocidades aumentado. En la mayoría de las velocidades de los vehículos de
pasajeros sitios disminuido que va desde el comienzo de la curva a 500 pies aguas abajo de la curva.
Tabla 7 da el resumen de estadísticas correspondientes para camiones. En la mayoría de los sitios de
camiones velocidades de disminución pasando de 500 pies aguas arriba de la curva para el comienzo de
la curva. Del mismo modo, en la mayoría de los sitios de camiones velocidades de disminución que va
desde el comienzo de la curva a 500 pies aguas abajo del comienzo de la curva.
Tabla 8 da información sobre la velocidad detallada recopilada en Maryland sitio MD1 tanto para
vehículos de pasajeros y camiones en intervalos de 100 pies. Estos datos de velocidad se introdujeron en
los modelos de simulación (es decir, CarSim y TruckSim) para determinar las curvas de oferta de fricción
(y los márgenes de fricción y vuelcos laterales correspondientes) para vehículos de pasajeros y camiones
en cada uno de los sitios de recolección de datos basado en las velocidades de operación reales medidos
en los sitios.
3.2.3 Resultados del análisis de cambio de carril Maniobra de datos
Las medidas primarias de interés a partir del análisis de cambio de carril consistieron en la frecuencia y
duración de las maniobras. Tabla 9 da un resumen estadístico de la frecuencia y el porcentaje de las
maniobras de cambio de carril observados en cada sitio por tipo de vehículo y la dirección de pendiente
(es decir, rebajar de categoría y actualización). La tabla da datos sobre el total de vehículos por tipo de
vehículo y si el cambio de carril consistió en una maniobra desde el carril de la derecha en el carril iz-
quierdo (identificada como la izquierda en la tabla) o desde el carril de la izquierda en el carril de la de-
recha (es decir, justo en el tabla). Mientras la maniobra de cambio de carril ocurrido dentro del campo de
visión de la cámara de vídeo, se documentó la maniobra de cambio de carril. Por lo tanto, en algunos
casos el cambio de carril puede haber ocurrido en el enfoque de la tangente, en el enfoque tangente y en
la curva, o enteramente dentro de la curva. En la mayoría de los sitios, menos del 10% de los vehículos
cambió de carril cerca o en la curva. En dos de los sitios (MD1 y WV1), casi el 20% de los vehículos
cambió de carril. Esto era más probable por la entrada / rampas de salida situados en las proximidades de
estas curvas.
Figura 10. Vídeo de tractor semirremolque que maniobra desde el carril izquierdo al derecho

Tabla 6 Resumen de los datos de velocidad cerca de curvas (vehículos de pasajeros).
Lugar Límite de
veloci-
dad /
veloci-
dad
reco-
menda-
da (mph)
Prome
dio
veh
recuen
to
500 ft aguas arriba de la curva A partir de la curva (es decir,
PC)
500 pies abajo de PC
Ve-
locidad
(mph)
media
Velo-
lo-
cidad%
baldosa
85a
(mph)
Dev
estánd
ar
(mph)
Límite
de velo-
cidad
Por-
centaje
exceder
publi-
cado> 5
mph
Velo-
lo-
cidad
(mph)
media
Velo-
lo-
cidad%
bal-
dosa
85a
(mph)
Dev
estánd
ar
(mph)
Límite
de velo-
cidad
Por-
centaje
exceder
publi-
cado> 5
mph
Ve-
locidad
(mph)
media
Velo-
lo-
cidad%
bal-
dosa
85a
(mph)
Dev
estánd
ar
(mph)
Límite de
veloci-
dad
Porcen-
taje
exceder
publica-
do> 5
mph
CA1 65 27 66.0 73.4 7.0 30 NA NA NA NA NA NA NA NA
CA2 40/45 53 51.3 55.9 5.0 90 53.0 57.1 4.8 93 NA NA NA NA
CA3 50/40 55 53.9 58.0 4.1 33 NA NA NA NA 49.1 52.0 3.4 0
MD1 65 70 65.4 71.0 5.2 17 65.5 70.8 4.7 20 65.0 69.5 4.7 14
MD2 65 65 63.9 70.0 7.5 3 63.2 69.9 7.8 12 61.2 68.6 9.9 9
MD3 65 76 68.4 73.5 4.9 32 68.0 73.1 5.2 26 67.1 72.5 5.0 20
PA1 40/25 61 NA NA NA NA 36.6 40.4 4.0 2 NA NA NA NA
PA2 65 66 63.5 67.0 4.5 9 66.8 72.0 4.6 20 67.0 72.5 4.5 19
WA1 70/50 79 64.4 70.8 5.1 0 62.4 68.8 5.3 0 57.3 62.9 6.0 0
WA2 70 42 69.4 72.6 4.0 2 69.2 74.0 4.4 2 68.6 72.4 4.6 2
WA3 70 73 NA NA NA NA 70.2 74.6 4.4 11 69.5 74.4 4.5 8
WA4 70 66 67.8 71.5 3.8 2 67.8 71.9 4.0 0 66.3 70.6 4.3 0
WA5 60 55 57.9 62.5 4.3 24 58.4 64.0 5.8 33 56.8 64.2 6.5 24
WA6 70 54 68.2 73.0 3.6 0 68.9 72.9 3.6 3 68.5 72.6 3.8 5
WA7 60/40 114 NA NA NA NA 51.0 56.0 5.8 82 48.2 52.8 4.7 72
WV1 70/50 53 64.3 70.4 5.2 0 66.9 72.0 5.6 6 67.1 71.2 5.2 6
WV2 70/50 45 67.8 74.1 6.8 13 68.4 73.5 5.9 13 68.9 76.4 4.8 15
WV3 70/50 86 67.7 73.2 5.4 7 67.2 73.0 5.0 7 65.3 71.3 5.2 1
WV4 60/50 94 64.2 69.7 5.6 35 62.6 68.0 5.3 26 NA NA NA NA
WV5 60 69 NA NA NA NA NA NA NA NA 68.5 73.5 4.4 72

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