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EFECTOS SOBRE LA SEGURIDAD
DE NORMAS DE DISEÑO VIAL EN EUROPA 1
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TRADUCCIÓN Y RESUMEN franjusierra@arnet.com.ar
FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com
INGENIERO CIVIL UBA Beccar, otoño 2009
EFECTOS SOBRE LA SEGURIDAD
DE NORMAS DE DISEÑO VIAL EN EUROPA
FredC. M. Wegman, SWOV Institute for Road Safety Research
Marinus Slop, SWOV Institute for Road Safety Research
http://onlinepubs.trb.org/onlinepubs/circulars/ec003/ch39.pdf
RESUMEN
REVISIÓN DE NORMAS VIALES DE DISEÑO EN EUROPA
Un punto muy débil de la clasificación de los
caminos europeos es la falta de definición
de los caminos expresos, como distintos de
las bien definidas autopistas.
Los caminos ordinarios de la red europea
son casi dejados sin valores o normas.
La Tabla 1 ejemplifica la situación en Europa
sobre la base de la información recogida por
O'Cinnéide y otros. Para diferentes valores
de velocidades de diseño, se dan los valores
por país para los radios mínimos de las cur-
vas horizontales.
Aunque no por armonía, sino por razones de
seguridad vial, se recomienda buscar algún
acuerdo en las normas de diseño europeas.
TABLA 1 Radio Mínimo de Curva Horizontal (m)
Velocidad de Diseño
(km/h)
140 130 120 110 100 90 85 80 70 60 50 40 30
AGR 1000 650 450 240 120
AUSTRIA 1000 700 450 250 180 125 80 45
BELGIUM 750 350 130
DENMARK 872 492 265 130 50
FINLAND 1100 650 240 120 110
FRANCE 665 425 240 120
GERMANY 800 500 380 280 200 135
GREECE 500 350 200 140 75 50 30
ICELAND 450 350 250 125 80
IRELAND 600 400 240 130 50
ITALY 985 667 440 260 120 40
NETHERLANDS 750 450* 350 260* 185 130* 85
NORWAY 430 320 230 160 110
PORTUGAL 700 450 230 170 120 80 40
SPAIN 1000 650 450 250
SWEDEN 625 500 350 160
SWITZERLAND 780 650 420 240 180
UNITED KINGDOM 720 510 360 255 180 127
T.E.M. 1000 650 450 240
NOTA: Los valores representan “Mínimos absolutos” para el RU y “Mínimo” para las velocidades de diseño de No-autopistas de
todos los otros países.
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Además del problema de diferentes normas
de diseño en los países europeos, hay dife-
rentes filosofías respecto a la aplicación de
las normas, cuándo y cómo apartarse de
ellas y cuáles son las consecuencias de se-
guridad de tales apartamientos.
Esta conclusión conduce a la recomenda-
ción de buscar la mejor práctica concernien-
te a los procedimientos de ‘excepciones y
transgresiones´ de las normas, sean o no de
obligatorio cumplimiento.
Esto indica un programa de investigación en
el cual las consecuencias de seguridad de
las normas y sus transgresiones se explici-
ten tanto como fuere posible.
EFECTOS SOBRE LA SEGURIDAD DE LAS NORMAS DE DISEÑO VIAL
Los accidentes viales causan alrededor de
50000 muertes anuales y más de un millón y
medio de heridos en los caminos de la Unión
Europea, UE; valores inaceptables por todos
los miembros de la UE.
Raras veces la causa de un acciden-
tes de tránsito es muy simple; a menudo se
debe a una combinación de circunstancias,
en las cuales el hombre, el camino y el vehí-
culo juegan importante papel.
Los informes de investigaciones de diferen-
tes países concluyen en que el 95% de los
accidentes se deben al factor humano, 30%
resultan por faltas del diseño vial, y 10% se
deben a defectos mecánicos.
Una conclusión de esto es que la educación
(información, control policial, entrenamiento)
es la forma más importante de prevenir los
accidentes.
Esta conclusión es errónea, y los investiga-
dores alertan a menudo acerca de tal con-
clusión.
Por ejemplo, los mejoramientos viales ¿no
intentan impedir el error humano?
La información acerca de una ‘simple’ causa
de los accidentes no conduce lógicamente a
una conclusión acerca de la forma más efec-
tiva de impedir los accidentes, sin contar el
costo de las medidas.
También es posible sacar erróneas conclu-
siones si uno confía en los informes policia-
les en los cuales la cuestión de la culpa es
sólo establecida.
De alguna forma, siempre alguno de los ac-
tores de un accidente violó la ley.
Sin embargo, esto no dice nada acerca de la
forma más efectiva de impedir los acciden-
tes.
La clave para un tránsito vial consi-
derablemente seguro es el concepto de
crear una infraestructura que se adapte a las
limitaciones y posibilidades de la capacidad
humana por medio de un adecuado diseño
de los caminos.
Además, los vehículos deben simplificar las
tareas de los conductores y ser construidos
para proteger el ser humano vulnerable, en
forma tan efectiva como sea posible.
Last but not least, el usuario vial debe ser
adecuadamente educado, informado y, don-
de fuere necesario, controlado.
El adecuado diseño vial es crucial
para impedir los errores humanos en el trán-
sito, y menos errores conducirán a menos
accidentes.
Para impedir los errores humanos deben
aplicarse en forma sistemática y coherente
tres principios de seguridad:
• Impedir el uso incorrecto de caminos y calles, después de definir la función de una calle;
función de flujo o viaje directo (movilidad, paso rápido del tránsito directo), función de
distribución (rápida accesibilidad a zonas residenciales y otras), y función de acceso (ac-
cesibilidad de destinos a lo largo de una calle mientras se hace a la calle segura como
lugar de reunión).
• Impedir grandes discrepancias en velocidad, dirección y peso a velocidades altas y mo-
deradas; es decir, reducir la posibilidad de conflictos serios con anticipación.
• Impedir incertidumbre entre los usuarios viales; es decir, realizar la predicibilidad del cur-
so del camino y el comportamiento de la gente en el camino.
Lógicamente, este enfoque conducirá
a una red vial con tras categorías funciona-
les: caminos y calles con función de flujo o
movilidad, función de distribución, o función
de acceso. Las tres funciones son de igual
importancia.
EFECTOS SOBRE LA SEGURIDAD
DE NORMAS DE DISEÑO VIAL EN EUROPA 3
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Por lo tanto, en lugar de clasificación, es
más adecuado el término categorización.
Es aplicable a caminos en y fuera de zonas
edificadas.
La frecuencia de las propiedades a lo largo y
en la vecindad inmediata del camino deter-
mina su diseño.
Lo mismo hacen los volúmenes de tránsito,
específicamente con respecto a la sección
transversal del camino.
Según las frecuencias de propiedades y
volúmenes de vehículos pueden distinguirse
varios tipos de caminos dentro de una cate-
goría vial.
El punto es mantener clara la función del
camino a los usuarios, a pesar de las dife-
rencias en el diseño.
Según estos principios, se espera
que el adecuado diseño del camino pudiera
reducir considerablemente el número de
accidentes y los índices de accidentes com-
parados con la situación existente en Euro-
pa.
Sin embargo, se admite que las relaciones
entre seguridad y características viales no
son cuantitativamente bien entendidas.
Las relaciones entre el diseño y la seguridad
están oscurecidas por una variedad de fac-
tores (conductor, vehículo, circunstancias de
riesgo creciente, regulación del tránsito).
La mayoría de las normas de diseño
vial europeo dan instrucciones definitivas
para el trazado de varios elementos de un
camino.
Raramente se agrega información sobre los
antecedentes de estas instrucciones.
No se indica la importancia relativa dada a la
seguridad vial en comparación con la capa-
cidad, fácil llegada a destino, entorno, cos-
tos, etcétera.
Además, a menudo no es muy claro hasta
qué extensión una cierta norma se basó en
valores y relaciones reales, y en qué exten-
sión sobre suposiciones y conjeturas.
En tanto las suposiciones subyacen-
tes podrían verse como suposiciones de
naturaleza universal, no es probable que
varíen entre países, porque se refieren a
cifras y relaciones con un carácter predomi-
nantemente objetivo.
Por lo menos, no deben variar.
Pero las suposiciones de esta clase no son
todas idénticas en las normas nacionales.
Esto, parcialmente explica las diferencias en
ciertos valores de concretos elementos de
diseño, en las varias normas.
Esta conclusión requiere armonizar prime-
ramente las suposiciones subyacentes.
Al diseñar un camino se hace uso
frecuente de cifras y relaciones, pero no
todas ellas son igualmente firmes.
Debe distinguirse entre cifras y relaciones
reales y supuestas.
Es esencial conocer esto, al hablar de ar-
monización.
En Alemania se intentó clasificar las normas
para caminos urbanos en relación con su
firmeza, y se distinguen así:
***** regulaciones (normas) a cumplir;
**** guías que pueden exceptuarse por motivos valederos;
*** recomendaciones de preferible seguimiento porque se suponen convenientes;
** sugerencias de las cuales se espera un efecto favorable;
* posibilidades sobre las cuales sólo se sospecha un efecto favorable.
Es necesaria una mejor comprensión
del grado de firmeza técnica de las normas
respectivas, con especial cuidado al aspecto
seguridad.
Esta información, reflejada en una diferen-
ciación de status de cada norma, permitirá al
proyectista usarla en la forma más adecua-
da; una posibilidad práctica podría ser indi-
car márgenes alrededor de ciertos valores,
los cuales el proyectista podría usar en
‘emergencias’; p.e., valores mínimos desea-
bles y absolutos.
En cuanto a la armonización internacional
concierne, la cuestión es cómo tratar las
desviaciones desde la norma.
Ello requiere un conjunto de instrucciones
bien fundadas que indiquen cuándo se tole-
ran las desviaciones.
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DISEÑO DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL
Para indicar las razones y criterios principales para las dimensiones de la sección transver-
sal se tomaron en consideración tres fuentes:
• conocimiento de las relaciones entre aspectos geométricos y operacionales, econó-
micos y de seguridad;
• conclusiones de la comparación de dimensiones provistas en diferentes normas;
• hechos y suposiciones presentadas en las guías nacionales.
La comparación del ancho de la sec-
ción transversal de las autopistas muestra
coincidencias relativamente grandes de las
normas.
La mayoría de los países de la Unión Euro-
pea usa un ancho de carril de 3.75 m; rara-
mente se usa el ancho de 3.25 m, y sólo
para velocidad de diseño de 90 km/h.
Para las banquinas pavimentadas, sólo dos
países usan un ancho inferior a 2.5 m.
Desde el punto de vista de la seguridad
puede establecerse:
• ensanchar un carril más allá de 3.5 m no causa ningún mejoramiento significativo en los
índices de accidentes; puede recomendarse un ancho de carril de 3.5 m;
• deben investigarse los efectos sobre la seguridad del ancho de carril de 3.25 m en auto-
pistas urbanas, para determinar las consecuencias sobre la seguridad y las condiciones
de uso;
• ensanchar una banquina pavimentada (carril para detenciones de emergencia) más allá
de 2.5 m no causa ningún mejoramiento en los índices de accidentes;
• deben investigarse los efectos sobre la seguridad de un ancho total de pavimento de
11.5 a 12 m de una calzada de autopista de 2 x 2 carriles, el cual se requiere por razo-
nes de mantenimiento (para usar temporariamente una calzada como un camino de cua-
tro carriles y dos sentidos).
Los caminos divididos no-autopistas
que muestran una o más características de
autopistas tienen altos índices de acciden-
tes.
El uso de anchas banquinas pavimentadas
en estos caminos en diferentes países de-
pende de algunos factores adicionales, tales
como la estructura de la red vial, el paisajis-
mo y la multifunción de los caminos.
Aunque las anchas banquinas pavimentadas
puedan tener algunas ventajas para la segu-
ridad, la posibilidad de detenciones de
emergencia probablemente sea un beneficio
menor.
Por lo tanto, una banquina pavimentada con
un ancho comparable con el ancho total de
un carril de emergencia no parece ser nece-
sario; las bahías de seguridad (apartaderos)
pueden ser una opción efectiva y económi-
ca.
Los caminos rurales indivisos tienen
carriles de tránsito y banquinas de dimen-
siones considerablemente diferentes.
En varios casos se usan caminos de dos-
carriles con banquinas pavimentadas como
caminos de cuatro carriles.
Sobre la base de investigar la seguridad se
puede concluir:
• las dimensiones de la sección transversal con características ambientales deben dar la
impresión de estrechez, y ser simultáneamente un ‘ancho y suave espacio vial’;
• en zonas rurales deben evitarse los caminos de cuatro carriles indivisos; (RN34/9 Salta)
• en caminos de esta clase de mayor velocidad, la banquina pavimentada puede tener un
ancho de 1.8 a 2 m; la diferencia de color o tipo de pavimento debe reforzar las funcio-
nes especiales de estos carriles, de funciones diferentes de los carriles principales;
• el uso de apartaderos de emergencia cada kilómetro y anchas franjas laterales parejas y
con pasto pueden recomendarse para la práctica de diseño.
EFECTOS SOBRE LA SEGURIDAD
DE NORMAS DE DISEÑO VIAL EN EUROPA 5
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Para una estrategia con respecto al diseño
de las banquinas (verge en el original*) pueden
distinguirse tres principios generales de di-
seño, aplicables a caminos divididos e indi-
visos. Se listan en orden de preferencia:
• zona libre de obstáculos considerada como la más segura de todas, sin peligros u obstá-
culos. Los vehículos que dejan el camino pueden atravesarla libremente y quizás el con-
ductor pueda retomar el control (zona despejada, clear zone)
• zona con obstáculos simples; hay mobiliario vial y obstáculos rígidos simples. El equi-
pamiento al costado del camino, tal como postes de iluminación y señales de tránsito
tiene que diseñarse como para que no resulte un peligro para el vehículo automotor que
lo choque. Si no hay forma de quitarlos, los objetos fijos tienen que ser protegidos sepa-
radamente; es decir, con una barrera de choque de corta longitud o con un amortiguador
de impacto.
• zona relativamente menos segura, totalmente protegida; zona de peligro muy cerca de la
calzada. Debería protegerse totalmente con una barrera de choque.
*British : verge - a paved or planted strip of land at the edge of a road.
Un relevamiento europeo de las
normas de diseño de las secciones trans-
versales muestra un acuerdo en cómo pro-
teger la mediana y las banquinas mediante
barreras de choque; sin embargo, se desco-
noce si se siguen las guías.
Además, una evaluación de la seguridad vial
podría indicar si las nuevas circunstancias
en los caminos (mayores pesos, menor es-
pacio) resultan en nuevas normas de diseño
para las características del costado-del-
camino.
Aun menos acuerdo existe entre los países
europeos respecto del diseño seguro de las
medianas y banquinas no-protegidas.
Especialmente, permanece la cuestión de
establecer los anchos de las zonas libre de
obstáculos, de modo que no se requiera
ninguna barrera de choque (ancho de zona-
despejada).
CURVAS EN CAMINOS DE DOS-CARRILES
Los estudios estadísticos muestran que el
índice de accidentes (accidentes por vehícu-
lo-kilómetro) es más alto en curvas horizon-
tales de radios menores, y que disminuye al
aumentar el radio.
Según varios estudios, el alineamiento en el
cual está la curva es muy importante para
determinar la seguridad de la curva.
El índice de accidentes de curvas de radio
pequeño es muy alto cuando la curvatura
media de todo el alineamiento es baja, pero
relativamente bajo cuando la curvatura me-
dia es importante.
En una curva se observan altos índices de
accidentes cuando sigue a una larga sección
recta, cuando su radio es más pequeño que
el radio de las curvas precedentes y cuando
el número de curvas por kilómetro es bajo.
Otros factores externos también son
relevantes para la seguridad vial: curvas
cerradas en empinada bajada y corta distan-
cia visual durante la aproximación, en las
curva, o al final de la curva.
Algunos estudios muestran que fac-
tores internos (según el diseño de la curva
misma) también tienen importantes efectos
sobre la seguridad, especialmente en curvas
con curvatura pequeña o media.
El defecto principal es la irregularidad de la
curvatura en la curva misma, caracterizada
por la presencia de radios localmente muy
pequeños comparados con el radio medio
de la curva.
En las curvas con transiciones, la percep-
ción de la curva se deteriora, y resulta en
una sobreestimación del radio final y de la
velocidad posible.
Respecto de las curvas, la mayoría
de las normas europeas tienen una suerte
de base común con el concepto de la veloci-
dad directriz o de diseño, y las reglas relati-
vas a valores mínimos de ciertas caracterís-
ticas, especialmente el radio de la curva.
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Algunos países toman en cuenta las reales
velocidades de operación, y/o definen las
condiciones de la sucesión de los diferentes
elementos del alineamiento horizontal.
Desde el punto de vista de la seguridad se
justifica la conclusión de que la definición de
un radio mínimo como dependiente de la
velocidad directriz es insuficiente, e innece-
sariamente restrictiva.
Introducir ‘el real enfoque de velocidad’ pue-
de considerarse un mejoramiento cuando se
lo implementa adecuadamente, pero no pa-
rece suficiente para evitar algunas incohe-
rencias del alineamiento, resultantes en pro-
blemas de seguridad.
Desde el punto de vista de la seguridad pa-
recen necesarias las recomendaciones rela-
tivas a la coherencia de la sucesión de los
diferentes elementos del alineamiento hori-
zontal: radio de una curva que sigue a una
sección recta, compatibilidad de radios de
dos curvas adyacentes.
Debe evitarse usar curvas compuestas por
una sucesión de curvas circulares y de tran-
sición del mismo sentido porque pueden
generar problemas de seguridad.
Además deben re-analizarse las reglas para
calcular la longitud de las transiciones.
En relación con la señalización de las
curvas y sus efectos sobre la seguridad,
parece que los resultados de las investiga-
ciones no son todavía suficientes como para
constituir un sólido antecedente para mejo-
rar las normas.
El uso de la señalización en relación con la
dificultad y situación de la curva y la falta de
una aproximación homogénea también de-
ben mencionarse; en las regulaciones na-
cionales no siempre hay reglas formales
para usar o no usar señales (señales de
curva, placas de chebrones) en las curvas y,
cuando existen, son algo diferentes de un
país a otro, e incluso en un mismo país.
Los elementos verticales de delinea-
ción regularmente espaciados a lo largo del
exterior de la curva dan información direc-
tamente útil para la tarea de perspectiva
(estimación del conductor de la distancia,
velocidad propia, curvatura).
Menos en el caso donde se provee delinea-
ción en toda la sección del camino, y no sólo
en las curvas, por probables afectos perver-
sos debido a un incremento de las velocida-
des (homeostasis del riesgo).
NORMAS DE SEGURIDAD SAA ESTAR PARA DISEÑAR Y REDISEÑAR CAMINOS
Para obtener un sistema de tránsito estruc-
turalmente seguro, el diseño vial debe adap-
tarse óptimamente a las capacidades y limi-
taciones humanas.
Para mejorar la seguridad en los caminos
europeos se requiere el continuo mejora-
miento de las normas de diseño vial.
Se estima que el mejoramiento de la inge-
niería vial es uno de los factores principales
detrás de la reducción de víctimas en los
caminos de diversos caminos de la Unión
Europea en los años recientes.
El objetivo de esta investigación es capitali-
zar ese trabajo y desarrollar normas ade-
cuadas para la infraestructura vial.
Estas normas podrían ayudar a instalar la
buena práctica en todos los tipos de cami-
nos europeos.
Las normas técnicas finales, o pro-
puestas para ellas, no pueden sólo producir-
se desde una perspectiva de seguridad.
Por lo tanto, el resultado de esta investiga-
ción es el argumento de la seguridad para
seleccionar ciertos elementos de diseño o
para recomendar ciertas dimensiones.
Sin embargo, usualmente la seguridad está
implícita entre los criterios permitidos, pero,
en cada paso del proceso de diseño, es difí-
cil juzgar hasta qué extensión se tomó en
cuenta la seguridad.
En general, la seguridad puede con-
siderarse en cuatro niveles diferentes:
• seguridad alcanzada mediante la atención específica prestada durante el proceso de
diseño vial detallado;
• seguridad alcanzada mediante la adhesión a normas de diseño vial;
• nivel de seguridad que puede alcanzarse mediante la clasificación vial;
• explícita cantidad de seguridad ofrecida por el sistema conceptual de transporte que sa-
tisfaga la necesidad de movilidad.
EFECTOS SOBRE LA SEGURIDAD
DE NORMAS DE DISEÑO VIAL EN EUROPA 7
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Los últimos tres temas requieren un sistema
de normas propuestas como resultado del
proyecto SAFESTAR.
Este sistema podría por lo menos usarse
como una referencia, y en gran parte como
un acuerdo oficial internacional. Realizar el
proyecto en el nivel de la Comunidad posibi-
litará la promoción de la uniformidad en la
mejor práctica de las normas de seguridad
en todos los países de la Unión Europea, lo
cual es importante en los esfuerzos por
cumplir las políticas de la Comunidad, en
particular la política de transporte común.
Al analizar el informe START, un consorcio de investigación compuesto por nueve
institutos unió un programa con 8 paquetes-de-trabajo. Para introducir a la brevedad este
problema, la información siguiente puede darse en diferentes paquetes.
1. Autopistas: carriles de emergencia, banquinas.
2. Túneles en autopistas.
3. Autovías.
4. Sección-transversal en caminos rurales.
5. Diseño de curvas en caminos rurales.
6. Marcación de curvas en zonas rurales
7. Diseño de intersecciones
8. Auditorías de seguridad vial
Las conclusiones y recomendaciones
sobre un diseño vial adecuado son cruciales
para impedir los errores humanos en el trán-
sito; menos errores humanos resultarán en
menos accidentes.
Se espera que el adecuado diseño geomé-
trico, según los tres principios de seguridad,
puedan reducir considerablemente el núme-
ro y gravedad de los accidentes, y los índi-
ces de accidentes comparados con la situa-
ción existente en Europa.
Los tres principios son:
• impedir el erróneo uso del camino des-
pués de haber definido la función de ca-
da camino;
• impedir grandes discrepancias en direc-
ción y peso, a moderadas y altas veloci-
dades;
• impedir la incertidumbre entre los usua-
rios.
Las normas de diseño vial juegan un
papel vital en el diseño vial de todos los Es-
tados Miembros, pero en este campo existen
importantes problemas: no todos los países
tienen normas de diseño para todos los tipos
de caminos, no siempre las autoridades via-
les aplican sus normas, algún espacio es
posible para la interpretación, los argumen-
tos de seguridad vial se tratan con algo más
bien implícito en las normas de diseño y no
hay acuerdo entre varios países.
Subyacente a esto, las relaciones entre las
características del camino y la seguridad no
son siempre entendidas cuantitativamente.
La indisponibilidad y desacuerdo de las
normas de diseño para la red vial europea
aumentan los riesgos y contribuyen al tama-
ño actual del problema en el continente.
Al crecer el tránsito internacional, se vuelve
aún más válido desde el punto de vista de la
seguridad armonizar las normas de diseño
vial en el nivel de la Unión Europea y ex-
pandir tal armonización a otros países.
Se dispone de mucha información y
conocimiento, y se recomienda redactar bo-
rradores de informes sobre las ‘mejores
prácticas´ acerca de tópicos relevantes.
La Comisión Europea tomó la inicia-
tiva de lanzar un programa de investigación
en el campo del diseño geométrico (normas)
y seguridad vial.
Esta iniciativa resultará en más cooperación
internacional, como puede verse en el pro-
yecto SAFESTAR.
Se invita a otras partes interesadas a indicar
su interés en este desarrollo, y unirse a esta
iniciativa.
CRITERIOS DE DISEÑO E INVESTIGACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DE TRÁNSITO 1
EN LAS NUEVAS GUÍAS SUECAS SOBRE CAMINOS RURALES
TRADUCCIÓN franjusierra@arnet.com.ar
FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com
INGENIERO CIVIL UBA Beccar, junio 2008
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RU
UR
RA
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LE
ES
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Torsten Bergh, National Swedish Road Administration (NSRA)
Ame Carlsson, Swedish Road and Traffic Research Institute (VTI)
RESUMEN
Recientemente, la Administración Nacional de
Vialidad Sueca (NSRA) publicó nuevas guías
de diseño geométrico de caminos rurales.
Se basan en extensas investigaciones del
comportamiento del tránsito, seguridad vial,
costos de operación de vehículos y emisiones
contaminantes, principalmente realizadas por el
Instituto Sueco de Investigación Vial y del
Transporte (VTI).
Este informe resume los criterios de diseño y
recomendaciones en las nuevas guías NSRA y
los hallazgos principales en la investigación VTI
sobre el comportamiento del tránsito.
Las principales secciones transversales
suecas en caminos rurales normales con velo-
cidades señalizadas de 90 y 110 km/h son:
camino normal de dos-carriles:
• 9 m con carriles de de 3.75 m y banquinas
pavimentadas de 0.75 m con marcas de
pavimento puntuales camino ancho de dos-
carriles:
• 13 m con carriles de 3.75 m y banquinas
anchas pavimentadas de 2.75 m con mar-
cas de pavimento puntuales, o 13 m con
anchos carriles de tránsito de 5.5 m y ban-
quinas pavimentadas de 1.0 m con marcas
de pavimento realzadas continuas.
Estas secciones-transversales resultan en
diferentes comportamientos de tránsito debido
al variado tipo de adelantamiento.
Según la investigación del VTI, la sección nor-
mal de dos-carriles opera con un comporta-
miento tradicional de adelantamiento que re-
quiere el total uso del carril opuesto y distan-
cias visuales libres de 250 m en adelantamien-
tos de autos y más de 900 m para adelantarse
a camiones con acoplado.
El camino ancho de dos-carriles da un
“comportamiento de adelantamiento” más efi-
ciente. En promedio, el 85% del adelantamiento
y visibles vehículos opuestos giran hacia afuera
usando la banquina pavimentada o el ancho
total del carril ancho para dar especio al vehí-
culo que se adelanta creando “situaciones de
adelantamiento de tres vehículos” según la
investigación VTI.
Las velocidades medias de los autos en cami-
nos de 13 m son mayores que la velocidad se-
ñalizada hasta 700 a 1800 vph, debido a las
normas de alineamiento, mientras que las velo-
cidades en caminos de 9 m disminuyen rápi-
damente alrededor de 200 a 500 vph.
La capacidad se estima en 3000 vph para el
camino de 13 m. El camino de 13 m da alrede-
dor de 10% mejor comportamiento de seguri-
dad que el normal de dos-carriles.
La sección de 9 m se recomienda para flu-
jos de tránsito con TMDA < 2500 el año de
apertura, y la sección de 13 m para flujos de
tránsito TMDA > 8000 en terreno plano. En el
intervalo de 2500 a 8000 hay una elección en-
tre la sección de 9 m con crecientes demandas
de distancias visuales de adelantamiento y fre-
cuencias, y la sección de 13 m con demandas
más bajas en distancias visuales de adelanta-
miento.
Las recomendaciones de diseño se basan
en los criterios de nivel-de-servicio para con-
ductores simples y para conductores de la hora
de diseño dentro del marco de una razonable
optimación de los costos del ciclo de vida eco-
nómico.
Los criterios de nivel-de-servicio para el
tránsito de la hora de diseño, normalmente de-
finido como el 12% del TMDA para tránsito de
20 años, son:
• velocidad media sección camino incluyendo
demoras en intersecciones, velocidad me-
dia de sección-camino incluyendo demoras
de intersecciones, V ≥ VR - 10, donde VR,
velocidad de referencia, es la velocidad se-
ñalizada real o planeada.
• tiempo medio de fila en un pelotón antes de
adelantamiento ≤ 5 minutos.
• grado de saturación en sección de camino
e intersección DS ≤ 0.5.
2 http://onlinepubs.trb.org/Onlinepubs/circulars/ec003/ch1.pdf
TRADUCCIÓN franjusierra@arnet.com.ar
FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com
INGENIERO CIVIL UBA Beccar, junio 2008
El principal criterio de seguridad de tránsito es:
• evitar nivel de accidentes en intersecciones
superior a 0.5 accidentes anuales ajustados
por gravedad.
INTRODUCCIÓN
Recientemente, la Administración Nacional de
Vialidad Sueca (NSRA) publicó nuevas guías
de diseño geométrico de caminos rurales (1).
Se basan en extensas investigaciones del
comportamiento del tránsito, seguridad vial,
costos de operación de vehículos y emisiones
contaminantes, principalmente realizadas por el
Instituto Sueco de Investigación Vial y del
Transporte (VTI).
Este informe resume los criterios de diseño y
recomendaciones en las nuevas guías NSRA y
los hallazgos principales en la investigación VTI
sobre el comportamiento del tránsito.
NUEVAS GUÍAS NSRA
Criterios de Diseño y Valores Económicos
Las recomendaciones de diseño se basan en
criterios de niveles de servicio para conducto-
res simples y para conductores de la hora-de-
diseño combinados con los criterios de seguri-
dad vial dentro del marco de una optimación
razonable de los costos económicos en el ciclo
de vida.
El criterio de nivel de servicio, definido co-
mo el 12% del TMDA para el tránsito a 20
años, es
• velocidad media de sección de camino in-
cluyendo demoras en intersecciones, V ≥
VR–10, donde VR=velocidad de referencia
es la velocidad señalizada real o planeada
• tiempo medio de fila en un pelotón antes de
adelantamiento ≤ 5 minutes.
• grado de saturación en sección de camino
e intersección DS ≤ 0.5.
El principal criterio de seguridad de tránsito es:
• evitar nivel de accidentes en intersecciones
superior a 0.5 accidentes anuales ajustados
por gravedad.
Los cálculos de optimación del costo eco-
nómico del ciclo de vida incluyen tiempo de
viaje, seguridad vial, costos de operación y
emisión de vehículos (CH, NOx, CO), construc-
ción y mantenimiento, adquisición de tierra y
costo de intrusión. Los costos y valores eco-
nómicos actualmente usados se hallan en la
Tabla 1 para costos de operación y tiempo de
vehículos, en la Tabla 2 los costos de acciden-
tes y la Tabla 3 los costos por emisiones con-
taminantes. Todos los costos están dados en
coronas suecas (SEK).
Secciones-Transversales y Alineamiento
Las principales secciones transversales
suecas en caminos rurales normales con velo-
cidades señalizadas de 90 y 110 km/h son:
camino normal de dos-carriles:
• 9 m con carriles de de 3.75 m y banquinas
pavimentadas de 0.75 m con marcas de
pavimento puntuales
camino ancho de dos-carriles:
• 13 m con carriles de 3.75 m y banquinas
anchas pavimentadas de 2.75 m con mar-
cas de pavimento puntuales,
camino ancho de dos-carriles
• 13 m con anchos carriles de tránsito de 5.5
m y banquinas pavimentadas de 1.0 m con
marcas de pavimento realzadas continuas.
Tabla 1. Costos Económicos de Tiempo y Operación de Vehículos (SEK, sin impuestos 1993-
01 y sin paréntesis 1997-01), (1); SEK=Coronas suecas
Costos tiempo
y operación de
vehículos
Valor tiem-
po conduc-
tor y pasa-
jeros
Conveniencias Vehículo
nuevo
Neumático
nuevo
Combustible Costo
trabajo
manteni-
miento
Depreciación Costos
capital
Tipo vehículo (SEK/h) (SEK/h) (kilo SEK por
unidad)
(SEK por
unidad)
(SEK/1) (SEK/h) (SEK/km) (SEK/h)
Automóvil 85.5(84) 0 112(159) 435(500) 2.65(2,86) 105 0.34 0.64
Camión 168(168) 10(20) 475(768) 1,200 2.98(2,42) (120) 1.46 2.71
Camión articu-
lado
168(290) 40(85) 1,100 (2,185) (1,370) 3.37 6.28
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Tabla 2. Costos Económicos de Accidentes Informados por la Policía (kilo SEK, 1993-01 y
entre paréntesis 1997-01), (2); SEK=Coronas suecas
Nivel gravedad Costos económicos
por herido
Costos humanos
por herido
Corrección por
falta de informa-
ción
Costo total de acci-
dentes informados por
la policía
Mortal 1,100(1,200) 11,000(13,000) 1.0 12,100(14,200)
Gravemente herido 1,100(1,400) 4,300(4,800) 2.4 5,400(6,200)
Levemente herido 120(140) 110(220) 2.4 230(360)
Sólo daños materiales 90(90) 10(0) 6.8 100(90)
Promedio rural (accidentes por animales excluidos) 1,300
urbano 520
Tabla 3. Costos Económicos Emisiones
(SEK/kg, 1993-01 y entre paréntesis 1997-01),
(/)
SEK=Coronas suecas
Emisiones Rural Urbano
NOx 25(43) 40(60)
HC 15(17) 20(42)
CO2 0.25(0.38) 0.25(0.38)
SO2 (16) (114)
Partículas (180) (1,084)
Estas secciones-transversales resultan en
diferentes comportamientos de tránsito debido
al variado tipo de adelantamiento.
Según la investigación del VTI, la sección nor-
mal de dos-carriles opera con un comporta-
miento tradicional de adelantamiento que re-
quiere el total uso del carril opuesto y distan-
cias visuales libres de 250 m en adelantamien-
tos de autos y más de 900 m para adelantarse
a camiones con acoplado.
El camino ancho de dos-carriles da un
“comportamiento de adelantamiento” más efi-
ciente.
En promedio, el 85% del adelantamiento y visi-
bles vehículos opuestos giran hacia afuera
usando la banquina pavimentada o el ancho
total del carril ancho para dar especio al vehí-
culo que se adelanta creando “situaciones de
adelantamiento de tres vehículos” según la
investigación VTI.
La obediencia de la ley formal de este
comportamiento de adelantamiento es cuestio-
nada si el vehículo activo del adelantamiento
“fuerza su camino” y/o cruza la línea central.
El comportamiento del tránsito en camino
ancho de dos-carriles se trata en profundidad
en otro informe del simposio “The Operational
and Safety Effects of New Road Types - Expe-
riences from the Nordic Countries."
Las guías requieren distancias visuales de
detención y correspondientes radios mínimos
horizontales (con 5.5% de peralte) y verticales;
ver Tabla 4, independiente de la sección trans-
versal, basadas en un concepto de seguridad
estándar. Esto significa la posibilidad de dete-
nerse desde una velocidad de viaje de VR+10
(VR velocidad señalizada) con 2 segundos de
tiempo de percepción y reacción y una capaci-
dad de frenado de una media de 2.6 m/s2
des-
de 120 km/h y 2.75 m/s2
desde 100 km/h. La
capacidad de frenado corresponde a fricciones
medias disponibles en superficies húmedas
acordes con las mediciones de la NSRA. La
altura ojo estándar es de 1.1 m ubicado a 2 m
desde el lado derecho del camino con un ángu-
lo de conspicuidad de 1/60 grado. La altura de
objeto varía desde 0.2 a 0.6 m ubicado a 2 m
desde el lado del camino.
El camino normal de dos-carriles se reco-
mienda para flujos de tránsito durante el año de
apertura con TMDA 2500 y el camino ancho de
dos carriles arriba de TMDA 8000 en terreno
plano.
En el intervalo 2500 a 8000 hay una opción
entre la sección de 9 m con crecientes deman-
das de distancias visuales y frecuencias de
adelantamiento, desde 500 m una por km a 900
m casi constantemente o alternativamente con
carriles de arrastre o adelantamiento y la sec-
ción de 13 m con demandas más bajas en las
distancias visuales de adelantamiento, 350 m.
4 http://onlinepubs.trb.org/Onlinepubs/circulars/ec003/ch1.pdf
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Las autopistas de norma total con 2x3.75
m de carriles de tránsito, banquinas pavimen-
tadas externas de 2-2.75 m e internas de 1-1.5
m para 90 km/h and 110 km/h respectivamente,
equipadas con ancha mediana (≥13 m) o una
mediana angosta (4 m) con una barrera se re-
comiendan desde TMDA 12000. Esta norma de
autopista se recomienda también para las ca-
rreteras troncales nacionales Malmo-
Stockholm-Gothenburg y unas pocas otras
secciones viales. Esta norma de camino troncal
nacional fue recientemente cuestionada por el
nuevo gobierno.
Por lo tanto se prepararon experimentos
para testear los caminos angostos de cuatro-
carriles divididos, en algunos casos con inter-
secciones a nivel en el rango de flujo de TMDA
6000-12000.
El soporte para las evaluaciones de los
efectos operacionales del tránsito en los estu-
dios de factibilidad y diseño final se dan en las
guías; por ejemplo, perfiles de velocidad de
vehículo solo, velocidades medias, ver Figura
1; costos de operación de vehículos y de emi-
siones, ver Figuras 2 y 3, y seguridad de tránsi-
to, ver Tabla 5.
Tabla 4 Parámetros de Norma de Alineamiento en Guías NSRA
VR Distancia visual Radio Horizontal Radio Visual adelantamiento Visual
km/h detención (m) Mínimo (m) Curva Vertical Con-
vexa (cóncava1
)
(m) adelantamiento
Buena Baja Bueno Bajo Bueno Bajo Buena Baja (m)
90 165 135 500 400 7,000
(1550)
5,000
(2200)
110 235 195 800 600 16,000
(2200)
11,000
(1900)
900 500 350
Bueno=mínimo para nueva construcción con costos normales y efectos de intrusión
Bajo=mínimo para trabajos de rehabilitación con costos muy altos y altos efectos de intrusión
1
=valor de comodidad 100
FIGURA 1. Relación Velocidad / Flujo para 9, 13 m y Sección-transversal de Autopista a 90
km/h, (1)
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FIGURA 2. Costos de Operación de Vehículo (SEK/veh km, 1993-01 excluyendo deprecia-
ción y costos de capital) para Vehículos de Pasajeros en Carreteras con Estándar Variado,
(3)
Tabla 5. Tasas de Accidentes AR (Accidentes Incluyendo Sólo Daños/m Veh km), Tasas de
Gravedad SR (Heridos/accidente Incluyendo Sólo Daños) y Costos Accidentes AC (Kilo-
SEK/millón Veh km) para 9, 13 m y Autopista Norma Total Secciones-transversales en Velo-
cidad Señalizada de 90 km/h y Clases Visuales Variables (Nivel Costo 1993-01, Ref. 4). Ex-
cluidos Accidentes con Animales.
Clase Visual
Sección
Transversal
Velocidad
Señalizada
1 100-70% longi-
tud camino con
visual >300 m
2 70-40% longi-
tud camino con
visual >300 m
3 40-20% longi-
tud camino con
visual >300 m
4 20-0% longitud
camino con visual
>300m
9-90 0.34 0.35 0.37 0.39
13-90 0.28 0.29
Tasa Accidente AR
MW-90 0.23
9-90 0.63 0.63 0.63 0.63
13-90 0.63 0.63
Tasa Gravedad SR
MW-90 0.45
9-90 528 544 574 606
13-90 430 452
Costo Accidente AC
MW-90 211
6 http://onlinepubs.trb.org/Onlinepubs/circulars/ec003/ch1.pdf
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FIGURA 3. Costos Emisión (SEK/veh km
1993-01) para Vehículos de Pasajeros, Códi-
go Exhaust 1986 (arriba) y 1990 (abajo), en
Carreteras con Norma Variada, (3)
El camino ancho de dos-carriles da veloci-
dades medias de auto más altas que la veloci-
dad señalizada hasta 700 a 1800 vph debido a
normas de alineamiento y una capacidad alre-
dedor de 3000 veh/h. Esto puede alcanzarse
aproximadamente a un 10% de mejor nivel de
seguridad que el camino normal de dos-
carriles. Las velocidades en los caminos de 9 m
disminuyen rápidamente en flujos en el interva-
los de 200 a 500 vph.
Las grandes diferencias entre caminos de
dos-carriles y autopistas son la conveniencia
del conductor, seguridad de tránsito y costos de
construcción. El nivel de costo de accidentes
para autopistas es sólo 50% del de camino
ancho de dos carriles. Los costos de construc-
ción para autopistas son aproximadamente
50% más altos que para caminos anchos de
dos-carriles. La diferencia entre caminos an-
chos y normales de dos-carriles es en prome-
dio 35%.
Zonas al Costado del Camino
Las guías separan tres tipos principales de cos-
tado-del-camino, CDC, según las condiciones
de seguridad y drenaje:
• Riesgo muy bajo de daños en los acciden-
tes por salida-de-calzada, SDC.
Requiere subdrenes 0.3-0.5 m debajo del
nivel de plataforma. Profundidad normal de
entre 1 y 2 m, Figure 4a.
• Riesgo bajo de muerte en accidentes SDC.
Podría estar equipado con subdrenes o cu-
netas, Figura 4b.
• Riesgo de muerte. Diseño tradicional con
cunetas abiertas 0.3 m debajo nivel de fun-
dación, Figura 4c.
FIGURA 4a. Zona CDC Tipo A en Corte Roca
FIGURA 4b. Zona CDC Tipo B en Corte Roca
FIGURA 4c Zona CDC Tipo C Corte Roca
Las zonas CDC tipos A o B se requieren en las
carreteras nacionales y se recomiendan en
otras con TMDA en el año de apertura más
altos que 2000-4000, según la velocidad seña-
lizada, sección transversal y ubicación geográ-
fica.
En la Figura 5 se dan los fundamentos para
evaluar los efectos en los estudios de factibili-
dad y diseño final.
La consecuencia de un accidente SDC en un
corte de roca tipo C se estima 7-8 veces peor
que en un diseño tipo A.
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Los diseños, umbrales de flujo de tránsito y
estimaciones del efecto sobre la seguridad se
basan en las estadísticas de accidentes SDC,
simulaciones por computadora de SDC y expe-
rimentos de choques con maniquíes (5).
Figura 5. Efectos de Seguridad del Tránsito
Estimado sobre los Accidentes SDC (93-01)
Intersecciones
Las guías difieren entre intersecciones tipo
secundario y principal, Figura 6.
Las intersecciones secundarias no introducen
ninguna medida para mejorar demoras o segu-
ridad para cruce y giro a la izquierda de los
conductores desde un camino secundario.
Las intersecciones secundarias son no-
canalizadas (tipo A), canalización del camino
secundario (B) y carril de giro izquierda en ca-
mino primario, normalmente con isleta al ras
(C).
Las intersecciones principales son las rotondas
(D) y separaciones de nivel (F).
Los semáforos no se usan en zonas rurales
debido a muy malas experiencias de seguridad
en tests a escala natural en los años 80s.
En lugar de las intersecciones de 4-ramales se
recomiendan las intersecciones escalonadas,
que podrían competir también con interseccio-
nes de tipos principales.
La elección entre las intersecciones se-
cundarias y principales se expresa según los
umbrales de flujo de tránsito, determinados
principalmente por los criterios de seguridad de
tránsito, Figura 7.
La elección entre separación de nivel, ro-
tonda e intersección escalonada depende prin-
cipalmente de la clase de función del camino y
de las circunstancias locales.
El soporte de la evaluación de opciones se
da en las guías para efectos operacionales del
tránsito, como por ejemplo seguridad vial, Figu-
ra 8.
Las intersecciones secundarias dan pobre se-
guridad de tránsito en flujos altos del camino
secundario (≥ 10% del total del tránsito entran-
te).
Los criterios de seguridad vial y efectos se ba-
san en extensa investigación de VTI y NSRA
(6).
INVESTIGACIÓN VTI EN EL COMPORTA-
MIENTO DEL TRÁNSITO
Vistazo
El VTI realizó mucha investigación en el campo
del comportamiento del tránsito, seguridad vial,
costos de operación de vehículo y emisiones
para sostén las nuevas guías NSRA de diseño
y estudios de factibilidad.
Los resultados principales para los estudios de
factibilidad se resumen en el NSRA "Traffic
effects catalogue" (2).
Este informe concentra la investigación del
comportamiento del tránsito, especialmente en
caminos de 9 y 13 m (7).
Esta investigación se realizó en 4 pasos:
• estudio empírico del comportamiento al
adelantamiento en caminos de 9 y 13 m
• investigación empírica de velocidad de flujo
en autopistas
• desarrollo de tránsito y geometría relacio-
nadas con medidas de nivel-de-servicio pa-
ra caminos de 9 y 13 m con condiciones vi-
suales variables, usando el modelo de si-
mulación VTI (8)
• estimación de relaciones flujo-velocidad
para secciones-transversales, límites de ve-
locidad y alrededores usando el modelo de
simulación VTI.
8 http://onlinepubs.trb.org/Onlinepubs/circulars/ec003/ch1.pdf
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FIGURA 6. Tipos de Intersecciones Secundarias y Principales en Zonas Rurales
FIGURA 7. Flujo de Tránsito – Criterios de Seguridad de Tránsito para Elección Entre Inter-
secciones Secundarias y Principales, intersecciones de 3 ramales (arriba) y de 4 ramales
(abajo).
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FIGURA 8. Tasa Corregidas de Gravedad de Accidentes (93-01) por año y Tipo de Intersec-
ción en Caminos Rurales a 90 km/h (excluidos accidentes con animales)
La meta del estudio empírico fue investigar
cómo la conducta de adelantamiento está in-
fluida por la sección transversal, distancia vi-
sual disponible, velocidades reales, tipos de
vehículos y el flujo de tránsito en caminos rura-
les de dos carriles.
El relevamiento se realizó usando registros de
video desde un helicóptero.
Los videos se analizaron manualmente respec-
to la conducta de adelantamiento y conducción
por la banquina en las situaciones de sobrepa-
so.
Los datos se tomaron de cuatro lugares del
campo con secciones transversales de 9 y 13
m, con TMDAs de 5000 y 10000. Los flujos
horarios fueron de 500-1200 vph para los luga-
res de 9 m, y de 200-1400 vpd para los de 13
m. En los lugares de 13 m se registraron más
de unas 2000 situaciones de adelantamiento
con conducción por la banquina y 500 adelan-
tamientos normales con distancias visuales de
200 m. Para los lugares de 9 m se midieron
2000 situaciones de adelantamiento.
En el análisis de los datos se crearon fun-
ciones de probabilidad para diferentes tipos de
adelantamiento, las cuales indican la probabili-
dad de adelantamiento iniciado como una fun-
ción de la distancia visual disponible. La con-
ducta de adelantamiento y la función de proba-
bilidad depende del tipo de adelantamiento
(volador o acelerado), velocidad y tipo de vehí-
culo adelantado (auto arriba o abajo de los 90
km/h, camión con o sin acoplado), y también de
las obstrucciones visuales (terreno o vehículo
visible que viene).
Estas nuevas funciones de probabilidad (32 en
total) reemplazaron funciones anteriores usa-
das en el modelo de simulación VTI para cami-
nos rurales.
El análisis de la visual de diseño compren-
de una gran serie de simulaciones en flujos de
bajo y alto tránsito en secciones transversales
de 9 y 13 m con distancias visuales variables.
El alineamiento del camino simulado era algo
plano con velocidad señalizada de 90 km/h.
Los perfiles de distancia visual se crearon
usando distancia visual máxima de 400, 600,
800 y 1000 m con frecuencias de 0.5, 1 y 2
veces por km de longitud de camino, (también
3 veces por km para longitud máxima de 400
m).
Estos diseños visuales también se clasificaron
según la clase de visual donde también se cla-
sificaron según el sistema de clase visual usa-
do en el tradicional modelo de planificación de
NSRA.
Esta clasificación se basa en la proporción
de distancias visuales arriba de los 300 m a lo
largo del camino, Tabla 5. La Tabla 6 da una
descripción detallada de todos los diseños de
distancia visual con correspondientes clases
visuales usadas en las simulaciones.
10 http://onlinepubs.trb.org/Onlinepubs/circulars/ec003/ch1.pdf
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Por cada simulación se calcularon varias
medidas de comportamiento de tránsito, tales
como velocidad de viaje, proporción de tiempo
de viaje demorado, frecuencias de adelanta-
mientos, y tiempo medio de fila (a la cola) en
pelotones.
Resultados de Estudios Empíricos en Cami-
nos de 13 m
El hallazgo principal en camino de 13 m es
la alta proporción de vehículos que usan la an-
cha banquina pavimentada cuando son alcan-
zados, para facilitar el adelantamiento.
Los resultados muestran que a la luz del día, el
85% de los vehículos alcanzados (tanto autos
como camiones) salen hacia la banquina.
Esto indica que las situaciones con tres
vehículos muy cerca uno del otro envueltos en
una maniobra de adelantamiento son frecuen-
tes.
En un lugar se registraron situaciones tales,
“tres-vehículos”, en el 66% de todos los adelan-
tamientos. Este comportamiento es cuestiona-
ble debido a cómo se interpreta el código de
tránsito sueco.
El uso de la banquina en las situaciones de
adelantamiento no varía con distancias visuales
disponibles o tipo de obstrucción visual. El an-
tecedente por la demanda de 350 m como dis-
tancia mínima en las nuevas guías para cami-
nos de 13 m es un concepto de adelantamiento
seguro.
En casos donde un vehículo alcanzado no
pueda usar la banquina, tiene que efectuarse
un adelantamiento ordinario. Los resultados
muestran que los adelantamientos diurnos se
realizan en distancias algo cortas. En promedio
para todos los adelantamientos ordinarios el
50% de los conductores aceptan una distancia
visual libre de 240 m cuando se adelantan a un
automóvil. Pero el valor para adelantamiento
volador (flying; cuando el vehículo que se ade-
lanta no ajusta su velocidad al vehículo adelan-
tado, sino que continúa con su velocidad uni-
forme durante la maniobra) es de 190 m y de
360 m para adelantamientos acelerados, con
un vehículo en sentido contrario.
Los valores correspondientes para adelan-
tamientos de un camión con acoplado son en
promedio de unos 325 m. Para el adelanta-
miento volador de un camión con acoplado el
valor es de 205 m, y de 520 m para uno acele-
rado, con vehículo visible en sentido contrario.
Para tránsito en oscuridad, el comporta-
miento es diferente. El uso de banquinas pavi-
mentadas disminuye. Un simple estudio manual
mostró que sólo alrededor del 30% de los autos
y el 40% de los camiones circulan por la ban-
quina en situaciones de alcance.
Resultados de Estudios Empíricos en Cami-
nos de 9 m
Los caminos de 9 m tienen un comportamiento
de adelantamiento muy diferente al de los ca-
minos de 13 m.
Hay una pronunciada demanda por distancias
visuales libres más largas para el adelanta-
miento. Brevemente, los resultados medios de
todos los adelantamientos muestran que, al
adelantarse a un auto, el 50% de los conducto-
res aceptan una distancia visual libre de 440-
510 m, según la velocidad del vehículo alcan-
zado.
Para adelantarse a un camión, los conductores
necesitan distancias visuales libres medias
mayores, alrededor de 500 m para camión sin
acoplado, y 590 m para camión con acoplado.
La Figura 9 presenta las diferencias en
demandas para longitudes de distancias visua-
les de adelantamiento en caminos de 9 y 13 m
para de diferentes clases de vehículos. Clara-
mente muestra que los conductores más cui-
dadosos (la curva del 85°percentil) en caminos
de 9 m requieren distancias visuales libres en
el rango de 700-900 m.
Esta es la razón de por qué las guías nuevas
recomiendan distancias visuales de hasta 900
m.
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Tabla 6. Descripción de Diseños de Distancias Visuales para Simulación
Distancia visual máx. N°de máx. por km Proporción de distancia visual > 300 m (%) Clase visual
1000 2 100 I
1 70 II
0.5 35 III
800 2 100 I
1 50 II
0.5 25 III
600 2 60 II
1 30 III
0.5 15 IV
400 3 30 III
2 20 IV
1 10 IV
Tabla 7. 50°y 85°Percentiles de Distancias Visu ales de Adelantamiento de Vehículos Dife-
rentes en Caminos de 9 m
Tipo vehículo Tipo adelantamiento Distancia visual (m)
50 pctl 85 pctl
Volador, sin opuesto 232 351
Adelantamiento Autos
Volador, con opuesto 284 431
Volador, sin opuesto 269 367
Adelantamiento Camiones
Volador, con opuesto 325 482
Acelerado sin opuesto 508 943
Velocidad adelantamiento
autos < 90 (km/h)
Acelerado con opuesto 643 980
Acelerado sin opuesto 576 1033
Velocidad adelantamiento
autos > 90 (km/h)
Acelerado con opuesto 693 1056
Acelerado sin opuesto 548 893
Adelantamiento camión
sin acoplado
Acelerado con opuesto 700 1 060
Acelerado sin opuesto 695 1 133
Adelantamiento camión
con acoplado
Acelerado con opuesto 852 1263
12 http://onlinepubs.trb.org/Onlinepubs/circulars/ec003/ch1.pdf
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FIGURA 9. Distancias Visuales de Adelantamiento Medidas en Caminos de 13 y 9 m
Además de este tipo de camino hay una
muy pronunciada diferencia de demanda de
distancias visuales libres entre diferentes tipos
de adelantamiento, especialmente entre ade-
lantamientos voladores y acelerados, y también
debido a las obstrucciones visuales.
La Tabla 7 presenta demandas de distancia
visual de adelantamiento para todas las clases
de adelantamientos en los caminos de 9 m; se
muestran los 50° y 85° percentiles de los con-
ductores; uno puede observar que para un ade-
lantamiento volador de un auto sin vehículo
opuesto visible, el valor 50°percentil es de 230
m. El valor correspondiente para un adelanta-
miento acelerado de un auto, con velocidad
superior a 90 km/h y vehículo opuesto visible
es de 690 m. (El promedio de todos los adelan-
tamientos juntos es de 510 m).
Para el adelantamiento volador de un ca-
mión con acoplado sin vehículo opuesto visible,
el valor del 50°percentil es de 270 m para ade-
lantamientos acelerados con vehículo visible
opuesto el mismo valor es de 850 m (el prome-
dio de todos los adelantamientos es de 590 m).
Resultados de Simulación - Caminos 13 m
Se analizaron las medidas de comportamiento
de tránsito siguientes:
1. Velocidad de viaje de autos y camiones
medidas como velocidad media en el seg-
mento de camino simulado.
2. Relación de adelantamiento de autos: nú-
mero de adelantamientos realizados por los
autos dividido por el número de autos km
de segmento de camino.
3. Proporción de tiempo de viaje demorado
por autos y camiones: medida del nivel de
servicio usada en HCM. Demora se definió
como separación menor que 6 s.
4. Tiempo de fila promedio en un pelotón de
autos: tiempo medio de un auto en un pelo-
tón antes de realizar un adelantamiento
acelerado. (Medida calculada en sólo en
caminos de 13 m).
Por cada medida, se calculó un valor medio
para el camino simulado en cada clase visual
con diferentes flujos de tránsito.
Sin embargo, la clase visual de diseño IV
en la Tabla 6 no se simuló para los caminos de
13 m.
Los resultados de las simulaciones en el
camino de 13 m prueban que tiene un buen
comportamiento del tránsito, independiente-
mente de la visual de diseño. Aun en el volu-
men de tránsito de 1600 vph la velocidad de los
autos es superior a 90 km/h, Figura 10.
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FIGURA 10. Velocidad Simulada de Viaje
para Autos y Camiones en Función del Flujo
de Tránsito – Caminos de 13 m
La relación de adelantamiento es alta y cons-
tantemente creciente con el volumen de tránsi-
to. La proporción del tiempo de viaje demorado
es baja y sólo alrededor del 15% a 1600 vph,
también cuando las condiciones visuales son
malas, Figuras 11 y 12.
FIGURA 11. Relación de Adelantamiento
Simulado para Autos en Función del Caudal
de Tránsito – Caminos de 13 m
FIGURA 12. Proporción de Tiempo Demora-
do de Viaje para Autos y Camiones en Fun-
ción del Caudal de Tránsito – Caminos de 13
m
Estos resultados de simulaciones están de
acuerdo con datos empíricos en caminos de 13
m, donde VTI midió velocidades y adelanta-
mientos hasta 1500 vph.
Resultados de Simulación - Caminos 9 m
Se analizaron los mismos efectos de las simu-
laciones en caminos de 9 m, donde el compor-
tamiento del tránsito depende en gran medida
de diseño visual. Por ejemplo, para obtener una
velocidad de viaje para autos de 80 km/h en el
flujo de 700 vph, el diseño visual debe ser por
lo menos de clase II. Esto significa que en pro-
medio el 55% de la longitud de camino debe
tener distancia visual superior a los 300 m, Fi-
gura 13.
14 http://onlinepubs.trb.org/Onlinepubs/circulars/ec003/ch1.pdf
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FIGURA 13. Velocidad de Viaje Simulada
para Autos y Camiones en Función del Cau-
dal de Tránsito – Caminos de 9 m
En estas condiciones, la proporción de tiempo
de viaje demorado es algo menor que 60%
(NdS C), Figura 14.
En un flujo inferior a 1000 vph, la velocidad de
viaje para autos está claramente por debajo de
los 80 km/h, independientemente del diseño
visual. La proporción de tiempo de viaje demo-
rado es mayor que 60% (NdS D).
En estos volúmenes de tránsito el tiempo de fila
es bastante alto, por lo menos 8 minutos para
clase visual I, Figura 15.
En un flujo mayor que 1000 vph, la velocidad
de viaje para autos está claramente por debajo
de 80 km/h.
FIGURA 14. Proporción de Tiempo de Viaje
Demorado, Autos y Camiones en Función
del Flujo de Tránsito – Caminos de 9 m
FIGURA 15. Tiempo de Fila Promedio en
Pelotones de Autos Constreñidos – Camino
de 9 m
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Evaluaciones de las Simulaciones
Para evaluar los resultados presentados en las
Figuras 10-15 se propusieron varios criterios
para definir un comportamiento eficiente del
tránsito:
1. La velocidad de viaje de autos debe ser 80
km/h o mayor (V ≥ VR-10).
2. La proporción de tiempo de viaje demorado
de autos no debe superar 60-65% (la parte
más baja de NdS D).
3. El tiempo de fila medio para autos en un
pelotón no debe superar 5 minutos. Esto
significa una longitud de viaje de 6.5-7 km a
unos 80 km/h.
Como aplicación de los criterios considere
un TMDA de 7000 vehículos, para un camino
de 9 m. El tránsito de hora de diseño es enton-
ces de 840 vph.
Los efectos de este flujo en la clase visual I
son:
• Velocidad de viaje 80 kph (de Figura 13)
• Proporción de tiempo de viaje demorado
58% (de Figura 14)
• Tiempo de fila 6.5 minutos (de Figura 15).
Se cumplen dos de tres criterios para efi-
ciente comportamiento del tránsito.
No se cumple el criterio de tiempo de fila, pero
si el diseño visual es extremadamente bueno
(todas longitudes visuales entre 600 y 1000 m)
el tiempo de fila se reducirá a unos 5 min.
Todos los resultados mostrados son para
una composición normal de vehículos con unos
10-15% de camiones.
Si la proporción es más alta o más baja, las
velocidades de viaje de los autos se modifican
usando factores de ajuste determinados por
simulaciones con altas y bajas proporciones de
camiones.
Este método con factores de ajuste se usa en
lugar de valores pcu.
PROPUESTAS PARA
GUÍAS GENERALES DE DISEÑO
Sobre la base de los criterios propuestos, las
simulaciones de tránsito y el estudio empírico
de las guías generales, el VTI propuso las guí-
as de diseño generales para caminos de 9 m y
13 m. Normalmente, los caminos con TMDA >
7000 deben construirse con un ancho de 13 m.
La distancia visual mínima a lo largo del camino
debe ser alta, preferiblemente > 350-400 m.
Para un TMDA de 5000-7000 puede elegirse
un camino de 9 m. En tal caso, la distancia vi-
sual debe ser muy buena y bien planeada. En
un TMDA de 5000, debe elegirse un buen dise-
ño de clase I con 70-90% de distancia visual
mayor que 300 m. Además, en promedio debe
proveerse la larga distancia visual máxima de
800-900 m por lo menos una vez por km. En un
TMDA próximo a 7000, el diseño visual debe
ser extremadamente bueno. Todas las distan-
cias deben ser mayores que 500 m y debe pro-
veerse hasta un máximo de 1000 m. Además,
en este caso la frecuencia de la distancia
máxima debe ser alta, con 1.5 a 2 por km. En
un TMDA de 3000 en un camino de 9 m, los
requerimientos sobre diseño visual pueden
reducirse y todavía satisfacer los criterios esta-
blecidos. Aquí, la clase visual II con 50-60% de
visual sobre 300 m es aceptable. Esto significa
una largo máximo visual por km con una longi-
tud de unos 800 m o dos máximas más cortas
con una longitud de 500-550 m. Si se cumplen
los requerimientos visuales en un camino de 9
m, pueden proveerse carriles de ascenso de
por lo menos 1.5 km de longitud, como opción.
Los criterios propuestos y las situaciones de
diseño ilustran cómo pueden aplicarse a un
camino los “criterios de comportamiento funcio-
nal del tránsito”. Los criterios y situaciones de
tránsito de diseño se proponen como ejemplos.
Otros tipos y valores de criterios; p.e., para
minimizar la frecuencia de situaciones de ade-
lantamientos descontrolados de 3-vehículos en
caminos de 13 m pueden resultar en diferentes
propuestas de ancho y visual de diseño.
16 http://onlinepubs.trb.org/Onlinepubs/circulars/ec003/ch1.pdf
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REFERENCIAS
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model and the programme system. VTI Rapport 321 A. VTI Linköping, Sweden.
Nuevos Enfoques de Diseño Geométrico Vial en Polonia 1/9
Traducción: franjusierra@arnet.com.ar
Francisco Justo Sierra franjusierra@yahoo.com
Ingeniero Civil UBA Beccar, invierno 2007
NUEVOS ENFOQUES PARA EL DISEÑO GEOMÉTRICO VIAL EN POLONIA
Tadeusz Sandecki, Universidad Técnica de Varsovia
http://onlinepubs.trb.org/onlinepubs/circulars/ec003/ch4.pdf
Según tests y mediciones de campo en los caminos polacos, los cambios recientes introdu-
cidos en las Políticas de Diseño Geométrico Vial influyeron positivamente en la seguridad
del tránsito y en la calidad operacional.
Los nuevos elementos son:
• velocidad determinante y su determinación sobre la base de elementos de diseño tales
que tengan que ajustarse a la velocidad de los vehículos de pasajeros en flujo libre, con
respecto a la seguridad vial,
• procedimientos de evaluación de la corrección del diseño del alineamiento vial,
• estricta determinación de los requerimientos de visibilidad en los caminos,
• principios de planificación para la reconstrucción de caminos rurales de dos-carriles con
banquinas pavimentadas.
Así, los requerimientos se enfocan en el control del diseño geométrico y en la distancia vi-
sual.
VELOCIDAD DIRECTRIZ Y VELOCIDAD DETERMINANTE EN DISEÑOS VIALES
El control básico en los diseños viales es la velocidad directriz; sin embargo, en el proceso
de diseño también se introdujo una velocidad determinante, en cuanto está estrictamente
conectada con la velocidad prevista en el camino.
La velocidad directriz, VD, se elige sobre la base de la función del camino en una red vial, y
el tipo de terreno, mientras se toman en consideración factores económicos. La velocidad
directriz se usa para determinar los valores límites –los más grandes o los más pequeños-
de los elementos de diseño geométrico, y el alcance de las obras adicionales necesarias. La
velocidad directriz representa las funciones viales en una red, y es constante en secciones
largas de camino.
La velocidad determinante, VM, se usa para determinar el alineamiento vial (trazado). Pro-
vee una posibilidad para determinar elementos de diseño tales como las intersecciones y los
distribuidores, la cual, respecto de la seguridad vial, debe ajustarse a la velocidad de los
vehículos-de-pasajeros en flujo libre.
Las funciones de las velocidades directriz y determinante en el proceso de diseño y en el
diseño de los elementos, intersecciones y distribuidores, influidos por estas dos velocidades,
se muestran en la Figura 1.
La manera de determinar las velocidades determinantes está ajustada por el rango de datos
disponibles en la etapa de diseño, y los resultados de modelos de estimaciones de velocidad
en el proceso de determinar las velocidades. El valor del 85º percentil de distribución de ve-
locidad de vehículos-de-pasajeros en flujo libre sobre pavimentos húmedos se supuso como
una velocidad determinante.
La forma de determinar la velocidad depende del tipo de desarrollo al costado-del-camino, y
el tipo de sección-transversal, Figura 1:
1. En un camino de dos-carriles en zona rural, la velocidad determinante VM se deter-
mina para cada sección vial homogénea respecto del grado de curvatura. La velocidad es un
promedio ponderado de velocidades calculadas a lo largo del camino, determinadas desde
el Gráfico de la Figura 2, o usando un programa de computadora. El cálculo de la velocidad
depende del tipo de sección-transversal, pendiente, radio de curva horizontal y ángulo al
centro. El modelo de estimación de velocidad descrito arriba define la dependencia elabora-
da sobre la base de resultados de pruebas realizadas en los caminos polacos.
2/9 Nuevos Enfoques de Diseño Geométrico Vial en Polonia
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2. En un camino de doble calzada en zona rural
• VM = VD + 10 km/h para VD = 100 km/h;
• VM = VD + 20km/h para VD < 100 km/h;
donde:
VM = velocidad determinante (km/h); VD = velocidad directriz (km/h).
3. Para un camino en zona urbana, la velocidad determinante VM debe suponerse co-
mo el límite de velocidad más alto para un vehículo-de-pasajeros en el camino, determinada
por un límite de velocidad, e incrementado por:
20 km/h si es un camino de sección-transversal rural,
o 10 km/h si es un camino de sección tipo semi-calle o calle.
Una forma simplificada de determinar la velocidad determinante VM se aplicó a caminos
especificados en las secciones 2 y 3 anteriores, debido a la falta de un modelo de estima-
ción de velocidad para estos caminos. La forma de determinar la velocidad determinante,
incluida en las Políticas de Diseño Geométrico Vial se modificará y se detallará más al dis-
poner de nuevas experiencias.
Figura 1 Velocidad Directriz y Velocidad Determinante en Diseños Viales
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Figura 2 Gráfico para Calcular la Velocidad
EVALUACIÓN DE LA CORRECCIÓN DEL DISEÑO DEL ALINEAMIENTO VIAL
En la práctica, la velocidad determinante es variable a lo largo del camino. El alcance de los
cambios de velocidad a lo largo del camino y la conformidad con la velocidad directriz es la
base para la evaluación de la corrección del diseño del alineamiento vial, y del nivel de se-
guridad del tránsito.
El diseño del alineamiento vial puede juzgarse correcto si:
• La diferencia entre las velocidades determinantes de secciones adyacentes no superan
los 10 km/h; en tanto que en el diseño de reconstrucciones la diferencia es aceptable si
no supera los 15 km/h,
• la velocidad determinante en una sección de camino no supera la velocidad directriz por
más de 20 km/h.
Si estos requerimientos no se cumplen, el alineamiento geométrico debe cambiarse. Un
ejemplo de determinación de la VM en un camino de dos-carriles y la selección de los ele-
mentos del alineamiento horizontal se muestra en la Figura 3.
Los criterios de corrección del alineamiento vial supuestos en las Políticas Polacas sobre
Diseño Geométrico Vial están de acuerdo con las especificaciones sobre seguridad vial de
Lamm 1)
, quien elaboró sus criterios sobre la base de relevamientos de condiciones de trán-
sito y análisis en Alemania y los EUA.
La utilidad de tales criterios se verificará según las observaciones de las condiciones del
tránsito, y análisis de accidentes.
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Figura 3 Ejemplo de Determinación de VM y Elementos de Diseño Vial
DISTANCIA VISUAL DE DETENCIÓN
Con respecto a la seguridad vial, el objetivo básico a alcanzar durante el diseño vial es pro-
veer visibilidad a un obstáculo, de altura particular, yacente en el pavimento, desde una cier-
ta distancia que permita al conductor detener su vehículo antes del obstáculo.
Se supone que la distancia comprende una sección de camino que el vehículo atraviesa
durante el tiempo de percepción y reacción del conductor, más la distancia de frenado del
vehículo.
Los modelos de análisis de las estimaciones de velocidad aplicados para determinar la dis-
tancia de frenado indican que:
• usualmente, para describir el proceso de frenado, se usa un vehículo de modelo plano,
rígido, con un grado de libertad,
• usualmente, la interacción entre neumático de caucho y pavimento se describe en la
etapa estable del frenado como el coeficiente de fricción al deslizamiento longitudinal 2, 3)
,
• la variación del coeficiente de fricción al deslizamiento longitudinal en conexión con el
incremento de la velocidad se implementó en RAS-L-1-84 4)
,
• en el modelo 5)
, la intensidad de frenado está limitada por un valor constante de demora
media (0.375 g), independientemente de la velocidad inicial.
En todos los modelos se supone que el conductor es forzado a frenar por la aparición ines-
perada de un obstáculo en el carril de tránsito.
En realidad, durante tal frenado pueden indicarse las fases siguientes:
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• fase de lentificación de la rueda, cuando crece la deformación de una rueda, hasta al-
canzar el coeficiente de fricción de rodaje,
• fase de bloqueo de rueda, cuando tiene lugar una abrupta disminución de la velocidad
de la rueda, y el coeficiente de fricción de rodaje disminuye hasta alcanzar un total desli-
zamiento, y
• fase de deslizamiento de fuerza variable de fricción de neumático sobre el pavimento,
cuando el deslizamiento toma un largo tiempo, y el valor del coeficiente de fricción de
deslizamiento es variable, como el resultado de algunas reacciones que tienen lugar so-
bre la superficie de fricción. El valor del coeficiente de fricción de deslizamiento varía al-
rededor de cierto valor constante.
Como se indica en la Figure 4, en los modelos aplicados, el complicado proceso de los
cambios en el coeficiente de fricción de rodaje se redujo a la fase de deslizamiento.
Figura 4 Uso del Coeficiente de Fricción Durante el Frenado
La función de análisis supuesta en RAS-L-1-84 4)
donde
u = coeficiente de fricción de deslizamiento;
V = velocidad, km/h
no describe el coeficiente de fricción durante un cierto frenado en resbalamiento total, hasta
que el auto se detiene, sino que sólo es un concepto sustituto. En realidad, la función no
parece independiente del tipo de sistema de frenado con el cual está equipado el vehículo,
tanto como independiente de la estrategia de frenado elegida por un conductor.
La conclusión es que los modelos aplicados hasta el presente no proveen una base satisfac-
toria para construir elementos geométricos viales, en tanto permiten salidas descontroladas
de los vehículos ya en sus suposiciones.
Tomando en cuenta el análisis previo, se concluye que:
La distancia visual de detención requerida es la distancia necesaria para que el conductor
detenga con seguridad su vehículo después de que un obstáculo aparece inesperadamente
en el camino.
La distancia comprende la distancia de sección de camino que el vehículo atraviesa durante
6/9 Nuevos Enfoques de Diseño Geométrico Vial en Polonia
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el tiempo de reacción más la distancia segura de frenado. La distancia segura de frenado
debe alcanzarse usando la fricción de rueda con neumático de caucho para el pavimento, en
tanto que la estabilidad de conducción no es molestada y la dirección del vehículo es contro-
lada siempre durante el frenado.
Para alcanzar una representación más detallada de un auto durante el frenado y calcular la
distancia segura de frenado como la base para la requerida distancia de detención, se ela-
boró el método analítico de la conducción de un auto de tres grados de libertad. Se tomaron
en cuenta como externos los factores siguientes:
• la fuerza de arrastre frontal aerodinámico,
• los momentos de frenado de ruedas frontales y traseras como funciones no lineales del
tiempo, elaborados sobre bases de tests, y
• fuerzas tangentes, resultantes del efecto de la fricción de rueda sobre el pavimento.
Se elaboró una descripción matemática entre la rueda con neumáticos de caucho y una su-
perficie de camino, sobre la base de tests de coeficiente de fricción de rodaje y el coeficiente
de fricción de deslizamiento en pavimentos bituminosos húmedos en Polonia. La forma grá-
fica de esta descripción de muestra en la Figure 4.
Para representar en el modelo la variedad de comportamientos de los conductores se im-
plementó la siguiente estrategia de frenado:
• frenado continuo, cuando la presión sobre el pedal de freno crece hasta que el vehículo
se detiene. La estrategia es adecuada para frenado no causado por ningún peligro, y pa-
ra el llamado frenado de ‘pánico’. En ambos casos el paso de incremento de una presión
sobre el pedal de freno es diferente, así también es el proceso de frenado mismo.
• frenado cauteloso, cuando la presión sobre el pedal de freno crece, hasta el momento en
que uno de los ejes de rueda se bloquea,
• frenado pulsatorio, característica para conductores experimentados o para autos equipa-
dos con sistema ABS.
La descripción analítica de un modelo de movimien-
to de vehículo puede expresarse como un conjunto
de ecuaciones diferenciales ordinarias, las cuales
pueden resolverse aplicando sólo métodos numéri-
cos. Se escribió en Turbo-Pascal 5 un programa
que resuelve el problema. En el programa se aplicó
el método de cuarto grado de Runge – Kutty para
integrar las ecuaciones. El modelo de verificación
comprende certidumbres estadísticas según las
características del proceso de frenado adquiridas
desde el modelo, con los resultados de los tests.
En la Figura 5 se muestra un ejemplo de resultados
de cálculo de características del proceso de frenado
de un auto de pasajeros estándar que tiene una
velocidad inicial de Vo = 100 km/h y suponiendo
frenado continuo de diferente intensidad de presión
sobre el pedal de freno en diferentes tests, desde
presión pequeña hasta frenado de ‘panico’.
Figura 5 Características del Proceso de Frenado
con Velocidad Inicial Vo = 100 km/h
Nuevos Enfoques de Diseño Geométrico Vial en Polonia 7/9
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La comparación de características de proceso de frenado de un auto de pasajeros estándar
en Polonia, adquiridas del modelo elaborado con distancias de frenado supuestas en las
guías de diseño, permite sacar las conclusiones siguientes:
1. La distancia de frenado calculada según el modelo de AASHTO 3)
se corresponde
con la estrategia de frenado seguro en el caso de usar un coeficiente de fricción en
dirección longitudinal entre 50 y 70 %, Figure 5. Detallados análisis 6)
indican que un
auto es seguro si el uso del coeficiente de fricción en dirección longitudinal no supera
el 70 %. El resto, que podría entenderse como una diferencia de vector, que es
aproximadamente 70 %, debe reservarse para transmitir fuerzas laterales y momen-
tos de giro.
2. Las distancias de frenado calculadas según el método RAS- L-l 4)
se corresponden
con las distancias de frenado con casi el uso total del coeficiente de fricción longitu-
dinal, Figure 5, el cual significa que la efectividad de frenado se alcanza por parte de
experimentados conductores, o aquellos en vehículos equipados con sistema ABS.
3. El frenado seguro ocurre
mientas se tienen inten-
sidades diferentes de
frenado (desde 0.445
mientas se tiene Vo = 40
km/h, hasta 0.285 con Vo
= 100 km/h), y las dife-
rentes expresiones de
esta intensidad resultan
de diferentes índices de
riesgo aceptados por los
conductores, diferentes
características de la su-
perficie de pavimento y
diferentes estados de los
neumáticos supuestos
como ‘estándares’, Figu-
ra 6.
4. Los resultados obtenidos
del modelo elaborado de
conducción vehicular se
usaron para verificar los
requerimientos de visibi-
lidad en las guías de
nuevos diseños viales en
Polonia.
Figura 6 Intensidades Medias de Frenado
PLANIFICACIÓN DE LA RECONSTRUCCIÓN DE CAMINOS DE DOS-CARRILES
En la red vial de Polonia, el aumento de la densidad de tránsito fuerza la modernización de
la red y la construcción de nuevas rutas. Debido a muchas razones, la modernización será la
forma principal de ajustar las redes viales a las crecientes necesidades del tránsito. El tránsi-
to vial en Polonia se concentra en 4800 km de caminos internacionales, cuya mitad son ca-
minos de dos-carriles con banquinas pavimentadas de 1.5 – 2.0 m de ancho. Independien-
temente de su función básica, estos caminos proveen conexiones nacionales e internaciona-
les, y usualmente son usados por el tránsito arterial a local. La falta de colaboración surge
con la planificación de pueblos y zonas rurales.
8/9 Nuevos Enfoques de Diseño Geométrico Vial en Polonia
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Como resultado estos caminos usualmente cruzan áreas urbanas.
Así, el tránsito peatonal y ciclista aparece en los caminos. El incremento reciente de la den-
sidad de tránsito causó el uso común de las banquinas pavimentadas por vehículos de trán-
sito más lento. A menudo, esta hecho resulta en la situación de tres o cuatro vehículos en la
sección transversal del camino. Como consecuencia, la amenaza a la seguridad del tránsito
es mayor en Polonia. El problema de elaborar el programa de modernización de estos cami-
nos se volvió un asunto urgente.
Considerando el incremento estimado de la densidad de tránsito y los análisis de costos
simplificados y beneficios, se proponen los siguientes principios para reconstruir caminos
con banquinas pavimentadas, Figure 7:
Figura 7 Principios para Planificar la Reconstrucción de Caminos en Polonia
1. Las banquinas pavimentadas deben ser usadas por el tránsito peatonal, ciclista y lo-
cal, tanto como por los vehículos directos, si la densidad de tránsito, TMD, no supera
los 5000 veh/día.
2. Al tener un TMD > 5000 y tránsito peatonal y ciclista en banquina, la banquina se se-
parará de la calzada con una línea continua y sólo será adecuada para tránsito pea-
tonal y ciclista. Con TMD entre 8000 y 10000, los peatones y ciclistas son forzados
por los autos a usar la banquina de tránsito para usar sólo un borde del coronamien-
to del camino. Ningún medio de organización puede impedir efectivamente tales ac-
ciones. Los accidentes son tan costosos que en tal caso es económicamente razo-
nable para los conductores, peatones y tránsito local permanecer fuera del corona-
miento del camino. La mayor efectividad puede obtenerse mediante la reconstrucción
del camino a sección-transversal de 2 + 1.
3. Cuando el TMD previsto supere los 17000, debe planearse la construcción de una
segunda calzada, y adecuados caminos frentistas para peatones y tránsito local. El
camino sólo debe ser adecuado para vehículos automotores.
4. Si el TMD previsto supera los 27000, el programa de reconstrucción 3)
debe suplirse
con la construcción de banquinas pavimentadas.
Nuevos Enfoques de Diseño Geométrico Vial en Polonia 9/9
Traducción: franjusierra@arnet.com.ar
Francisco Justo Sierra franjusierra@yahoo.com
Ingeniero Civil UBA Beccar, invierno 2007
Para estimar los valores límites de TMD, se usaron los análisis de beneficio/costo descritos
por Transprojekt-Warszawa Ltd. Consulting Engineers. La tasa de retorno del primer año
(FYRR) incluye:
• inversión promedio y costos de mantenimiento para reconstrucción de caminos con
banquinas pavimentadas,
• costos de accidentes, y
• costos de tránsito para cuatro tipos de vehículos.
Últimamente se desarrolló en Polonia un método para estimar velocidad de viaje 8)
.
La velocidad de viaje se expresa como una función de un conjunto de variables que descri-
ben el alineamiento y señalización vial, entorno y parámetros del flujo vehicular. Se usó un
procedimiento de dos-pasos para desarrollar los modelos de velocidad. En el primer paso,
se aplicó un análisis de factor para conseguir componentes principales mutuamente inde-
pendientes. En el segundo paso, se usó un análisis de regresión múltiple para construir
ecuaciones de velocidad con componentes principales como variables independientes, y
parámetros de distribución de velocidades como variables dependientes.
Para determinar el límite de la relación velocidad-volumen y relación accidente en camino 2
+ 1, se usó un estudio alemán 9)
.
En este método se tiene en cuenta el tránsito peatonal-ciclista como una variable no-
numérica, exista o no este tránsito.
RECONOCIMIENTOS
El autor reconoce la ayuda financiera del General Directorate of Public Roads en Polonia, y
de Transprojekt-Warszawa Ltd. Consulting Engineers.
REFERENCIAS
1)
Steffen, H., R. Lamm, and A. Guenther: Sicherheits - ueberpruefung im Strassentwurf
unter Anwendung komplexer EDV - Systeme. Strassen- und Tiefbau, October 1992.
2)
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3)
A Policy on Geometric Design of Highways and Streets. AASHTO, Washington, D.C.,
1990.
4)
Richtlinien fuer die Anlage von Strassen. Teil: Linienfuehrung RAS-L-1. Fors chungs-
gesellschaft fuer Strassen-und Verkehrswesen. 1984.
5)
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6)
Sandecki, T.: Sight distances on two-lane two-way roads. M.S. thesis. Warsaw Tech-
nical University, Vol. 107, 1989 (in Polish).
7)
Olsen, P.L., D. E. Cleveland, D.S. Fancher, L. P., and W. L. Schneider: Parameters
affecting stopping sight distance. NCHRP Report 270. Transportation Research
Board, June 1984.
8)
Cielecki, A., Wiéckowski, M.: Speed models for rural roadways. Zeszyty Naukowo-
Techniczne Oddzia'u Krakowskiego SITK, 1992 (in Polish).
9)
Brannolte U.: Einsatz von Zwischenquerschnitten. Bericht der Projektgruppe Zwis-
chenquerschnitte der Bundesanstalt fuer StraBenwesen. Bergisch Gladbach, No-
vember 1992.
LA VELOCIDAD DIRECTRIZ EN EL DISEÑO GEOMÉTRICO DE CAMINOS 1/11
REVISIÓN DE PRÁCTICAS INTERNACIONALES
MATERIAL DIDÁCTICO NO-COMERCIAL CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL
TRADUCCIÓN franjusierra@arnet.com.ar
FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com
INGENIERO CIVIL UBA Beccar, junio 2009
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Abishai Polus, Ph.D., Technion - Israel Institute of Technology
Christopher M. Poe, P.E., Pennsylvania Transportation Institute
John M. Mason, Jr., Ph.D., P.E., Pennsylvania Transportation Institute
http://onlinepubs.trb.org/onlinepubs/circulars/ec003/ch5.pdf
INTRODUCCIÓN
El uso del clásico concepto de la
velocidad directriz como un criterio para
la coherencia de diseño en los caminos
rurales se originó en los EUA en los
1930s, en respuesta a los crecientes
índices de accidentes en las curvas hori-
zontales. El concepto se desarrolló como
un mecanismo para diseñar alineamien-
tos de caminos rurales que permitieran a
la mayoría de los conductores operar
uniformemente a su velocidad deseada.
Sin embargo, por el desarrollo de la
práctica y comportamiento del conductor,
el concepto perdió efectividad en produ-
cir alineamientos coherentes.
La base del concepto de la velo-
cidad directriz es la selección y aplica-
ción de una supuesta velocidad de dise-
ño con la cual se relacionan los elemen-
tos de diseño con la intención de asegu-
rar un alineamiento coherente. A su vez,
la coherencia del alineamiento puede
medirse con respecto a la uniformidad
de las velocidades de operación a lo lar-
go del alineamiento.
El ‘Libro Verde’ AASHTO de 1994
(1) define la velocidad directriz o de di-
seño como: “la máxima velocidad que
puede mantenerse sobre una sección
especificada de camino cuando las con-
diciones son tan favorables que sólo go-
biernan las características del camino.”
AASHTO da mayor clarificación cualitati-
va de esta definición algo abstracta. Sin
embargo, no se provee guía cuantitativa
sobre qué valor percentil de la distribu-
ción de velocidades debe usarse como
velocidad directriz. Así, el cumplimiento
es subjetivo y difícil de asegurar.
Por el contrario, la guía de diseño
de caminos rurales australiana y las de
la mayoría de los países europeos con-
sideran la velocidad directriz como: “el
85° percentil de distribución de las velo-
cidades en flujo libre observadas en rec-
tas largas (rectas independientes) o cur-
vas de grandes radios, en secciones de
caminos con bajos volúmenes de tránsi-
to” (2).
Los investigadores en los EUA,
Australia y algunos países de Europa
observaron disparidades entre la veloci-
dad directriz y de operación en los ali-
neamientos de caminos rurales de dos-
carriles, y revelaron que las velocidades
del 85° percentil en la mayoría de los
caminos rurales eran mayores que las
velocidades directrices en las curvas con
velocidades directrices menores que 90-
100 km/h, y que eran menores con velo-
cidades directrices mayores que unos
100 km/h. (3,4,5).
Además, como se indica en la
Tabla 1, aun a la misma velocidad direc-
triz hay diferencias en los valores para el
radio mínimo, peralte máximo, y otros
parámetros de diseño recomendados en
las guías de diseño de diferentes países.
Aunque haya coherencia en la definIción
y uso del criterio de la velocidad directriz,
hay incoherencias en las relaciones en-
tre la velocidad directriz y los elementos
2/11 Abishai Polus, Ph.D., Technion - Israel Institute ofTechnology
Christopher M. Poe, P.E., Pennsylvania Transportation Institute
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de diseño geométrico, las cuales origina-
ron los estudios de investigación desti-
nados a hallar enfoques alternativos pa-
ra diseñar las curvas horizontales.
El objetivo de este informe es
evaluar cómo se usa la velocidad direc-
triz en los EUA y otros países. Para ello
se revisaron las políticas de diseño y se
consultaron a proyectistas de 18 países.
COMENTARIOS SOBRE PRÁCTICAS COMUNES DE LA VELOCIDAD DIRECTRIZ
Hay varias diferencias en el con-
cepto de la velocidad directriz según se
lo aplica al diseño de los alineamientos
de caminos rurales en los EUA y otros
países. Mientras que los EUA y Canadá
continúan adheridos el concepto clásico
de la velocidad directriz, Australia y cinco
países de Europa; es decir, Alemania,
Suiza, Gran Bretaña, Francia y Suecia,
realzaron su uso de la velocidad directriz
para incorporar la explícita consideración
del real comportamiento del conductor a
la velocidad en términos de las velocida-
des de operación del 85° percentil. El
diseño del peralte también se basa en
las velocidades estimadas del 85° per-
centil, si exceden la velocidad directriz
del camino.
A continuación se tratan breve-
mente las prácticas de velocidad directriz
en diferentes países.
Estados Unidos de América
En los EUA, el ‘Libro Verde’ de
AASHTO 1994 establece la política de
diseño de los alineamientos de los cami-
nos rurales, la cual da una vaga defini-
ción cuantitativa para la velocidad direc-
triz o de diseño, y el concepto presenta-
do no coordina suficientemente las ca-
racterísticas geométricas individuales
como para asegurar la coherencia del
diseño. Sólo controla los valores míni-
mos de la velocidad directriz y alienta
usar valores superiores a los mínimos.
Recientes datos empíricos sugieren que
las velocidades mínimas recomendadas
por AASHTO subestiman las velocida-
des deseadas por los conductores actua-
les (3,5). Por ejemplo, en caminos colec-
tores rurales la guía de AASHTO sobre
velocidades directrices mínimas permite
seleccionar una velocidad directriz tan
baja como de 48 km/h
La política sobre el diseño del pe-
ralte, según se aplica en el clásico con-
cepto de la velocidad directriz, puede
contribuir a incoherencias en la veloci-
dad de operación. Las políticas sobre los
índices máximos de peralte y su distribu-
ción conducen a valores de peralte en
curvas con un radio dado que varían de
estado a estado, y dentro de los estados
varían de camino a camino según los
valores máximos del peralte y la veloci-
dad directriz del camino (2,6). Estas va-
riaciones en los valores del peralte influ-
yen la tarea del conductor de seleccionar
la velocidad y pueden incrementar la
disparidad entre velocidades de diseño y
de operación.
Dado que la política de AASHTO
supone que los conductores operan uni-
formemente a la velocidad directriz, el
proceso de diseño del alineamiento rural
carece de un bucle de retroalimentación
en el cual el comportamiento a la veloci-
dad del conductor, resultante del alinea-
miento diseñado, se estime y compare
con la velocidad directriz asumida.
Debido a la resultante disparidad
entre las velocidades de diseño y de
operación, especialmente en alineamien-
tos de baja velocidad directriz, es nece-
sario chequear y resolver las disparida-
des entre las velocidades de diseño en
curvas individuales y entre las velocida-
LA VELOCIDAD DIRECTRIZ EN EL DISEÑO GEOMÉTRICO DE CAMINOS 3/11
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des de operación de características su-
cesivas del alineamiento (7). También es
necesario comprender la influencia de
las características geométricas distintas
de las del alineamiento horizontal sobre
la velocidad de operación. Deben inves-
tigarse los elementos geométricos del
alineamiento vertical, sección transversal
y entorno al costado del camino para
determinar cómo afectan a las velocida-
des de operación.
Varios países adoptaron parte o
toda la política de diseño de AASHTO.
Por lo tanto, países tales como Canadá
establecen el concepto de la velocidad
directriz en la misma forma que en los
EUA (9).
Alemania
Las guías de diseño alemanas usan las
velocidades directriz, VD, y de operación
del 85° percentil, VO85, para diseñar los
alineamientos rurales. Como en los EUA,
la VD se usa para determinar los radios
mínimos de las curvas horizontales,
pendientes máximas, y valores mínimos
de k para las curvas verticales convexas.
Para evaluar y diseñar los peraltes y dis-
tancias visuales de detención se usa la
VO85 estimada.
La VO85 se estima según relaciones
empíricas basadas en la tasa de cambio
de la curvatura y en el ancho de pavi-
mento. La esperada VO85 no debe su-
perar la VD por más de 20 km/h; de otra
forma, las guías requieren aumentar la
VD o modificar el diseño para reducir la
esperada VO85. Así, el proceso de dise-
ño comprende un bucle de retroalimen-
tación en el cual el comportamiento a la
velocidad del conductor resultante del
alineamiento diseñado se estima y com-
para con la VD asumida.
El diagrama de flujo de la Figura 1
ilustra el procedimiento alemán de dise-
ño del alineamiento.
FIGURA 1 Diagrama de Flujo para Evaluar la Cohe-
rencia de Diseño del Alineamiento Alemán
Suiza
El procedimiento de coherencia
de alineamiento suizo (8) estima el perfil
de velocidad a lo largo de un alineamien-
to e identifica las diferencias excesivas
de velocidad entre elementos sucesivos.
El perfil de velocidad se estima sobre la
base de la velocidad en curvas horizon-
tales, pendiente máxima en rectas, e
índices de desaceleración y aceleración
al entrar y salir de las curvas horizonta-
les.
Originalmente se supuso que los
perfiles de velocidad suizos representa-
ban las VO85 observadas, pero los da-
tos recientes muestran mayores veloci-
dades en curvas más cerradas con su
correspondiente incremento en la expe-
riencia de accidentes.
En lugar de modificar las originales rela-
ciones velocidad-radio, los suizos las-
mantuvieron, y las usan como una
herramienta de diseño para determinar
la velocidad segura en las curvas más
cerradas.
4/11 Abishai Polus, Ph.D., Technion - Israel Institute ofTechnology
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Gran Bretaña
Las normas actuales británicas (2)
ponen énfasis en que las secciones de
caminos de dos-carriles deben tener dis-
tancia visual de adelantamiento clara-
mente adecuada o inadecuada, y que en
el diseño vial deben evitarse las seccio-
nes con distancia visual de adelanta-
miento marginalmente adecuada. Las
normas permiten curvas con radios bas-
tante grandes como para proveer distan-
cia visual de adelantamiento adecuada,
o curvas con radios bastante pequeños
como para que la distancia visual de
adelantamiento sea claramente inade-
cuada, y así, no serán mal juzgadas por
los conductores cuando se provean ade-
cuadas señales viales.
Sin embargo, no se recomiendan
curvas con radios intermedios, tales que
los conductores pudieran juzgarlos inco-
rrectamente como que proveían adecua-
da distancia visual de adelantamiento.
Distinto de los EUA y la mayoría de los
países de Europa, los británicos no em-
plean los conceptos de la clasificación
funcional. En cambio, al seleccionar una
velocidad directriz ponen énfasis en los
efectos de las restricciones de alinea-
miento y trazado (sección transversal y
control de acceso) sobre las velocidades
de operación.
La restricción de alineamiento es
función del “torcimiento”, definido por el
grado total de curvatura por kilómetro y
la media armónica de la distancia visual
disponible (2). La restricción de trazado
es función del tipo de camino (dos-
carriles y multicarriles divididos), ancho
de la sección transversal y densidad de
acceso. Se intenta equilibrar el diseño de
las VD y VO para obtener ahorros de
costo y ambientales mediante el uso de
un procedimiento iterativo para seleccio-
nar la velocidad directriz y el diseño
geométrico del alineamiento.
Australia
Las normas australianas actuales de
diseño vial (Austroads, 1989) presentan
procedimientos de diseño revisados para
alineamientos de baja-velocidad que in-
corporan considerar las velocidades de
operación para mejorar la coherencia de
diseño. En los caminos VD más baja hay
mayor variación en la VO. Para alinea-
mientos de velocidad-baja (es decir, ≤ 90
km/h) se usa como VD la VO85 (4).
Para alineamientos de alta VD (es
decir, > 100 km/h), el concepto clásico
de VD está todavía en uso porque para
tales alineamientos los estudios revela-
ron que la VO85 era menor que la VD.
Se usa una serie de tablas y valores pa-
ra estimar la VD a lo largo del alinea-
miento.
Un alineamiento se divide en secciones,
y la VO se estima para cada una de las
secciones.
Comprendiendo que los conductores
aumentarán sus velocidades en las sec-
ciones rectas, las guías de diseño de
Australia dan el incremento de velocidad
esperado en las secciones rectas y se
incluyen correcciones para pendientes
positivas.
Un proyectista puede comenzar en un
extremo del corredor con la velocidad de
la sección y continuar a lo largo del ali-
neamiento y determinar la VO en cual-
quier punto a lo largo del corredor. El
proceso también permite chequear los
radios mínimos de curvas sobre la base
de la velocidad de entrada en la curva.
Por ejemplo, una curva puede tener un
radio adecuado para la VD seleccionada,
pero si la curva es precedida por una
larga recta, entonces la VO aumenta
muy por arriba de la VO.
Este radio de curva puede no ser ade-
cuado para las verdaderas velocidades
de operación de los vehículos que entran
en la curva.
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  • 1. EFECTOS SOBRE LA SEGURIDAD DE NORMAS DE DISEÑO VIAL EN EUROPA 1 MATERIAL DIDÁCTICO NO-COMERCIAL CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL TRADUCCIÓN Y RESUMEN franjusierra@arnet.com.ar FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com INGENIERO CIVIL UBA Beccar, otoño 2009 EFECTOS SOBRE LA SEGURIDAD DE NORMAS DE DISEÑO VIAL EN EUROPA FredC. M. Wegman, SWOV Institute for Road Safety Research Marinus Slop, SWOV Institute for Road Safety Research http://onlinepubs.trb.org/onlinepubs/circulars/ec003/ch39.pdf RESUMEN REVISIÓN DE NORMAS VIALES DE DISEÑO EN EUROPA Un punto muy débil de la clasificación de los caminos europeos es la falta de definición de los caminos expresos, como distintos de las bien definidas autopistas. Los caminos ordinarios de la red europea son casi dejados sin valores o normas. La Tabla 1 ejemplifica la situación en Europa sobre la base de la información recogida por O'Cinnéide y otros. Para diferentes valores de velocidades de diseño, se dan los valores por país para los radios mínimos de las cur- vas horizontales. Aunque no por armonía, sino por razones de seguridad vial, se recomienda buscar algún acuerdo en las normas de diseño europeas. TABLA 1 Radio Mínimo de Curva Horizontal (m) Velocidad de Diseño (km/h) 140 130 120 110 100 90 85 80 70 60 50 40 30 AGR 1000 650 450 240 120 AUSTRIA 1000 700 450 250 180 125 80 45 BELGIUM 750 350 130 DENMARK 872 492 265 130 50 FINLAND 1100 650 240 120 110 FRANCE 665 425 240 120 GERMANY 800 500 380 280 200 135 GREECE 500 350 200 140 75 50 30 ICELAND 450 350 250 125 80 IRELAND 600 400 240 130 50 ITALY 985 667 440 260 120 40 NETHERLANDS 750 450* 350 260* 185 130* 85 NORWAY 430 320 230 160 110 PORTUGAL 700 450 230 170 120 80 40 SPAIN 1000 650 450 250 SWEDEN 625 500 350 160 SWITZERLAND 780 650 420 240 180 UNITED KINGDOM 720 510 360 255 180 127 T.E.M. 1000 650 450 240 NOTA: Los valores representan “Mínimos absolutos” para el RU y “Mínimo” para las velocidades de diseño de No-autopistas de todos los otros países.
  • 2. 2 FredC. M. Wegman, SWOV Institute for Road Safety Research Marinus Slop, SWOV Institute for Road Safety Research MATERIAL DIDÁCTICO NO-COMERCIAL CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL TRADUCCIÓN Y RESUMEN franjusierra@arnet.com.ar FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com INGENIERO CIVIL UBA Beccar, otoño 2009 Además del problema de diferentes normas de diseño en los países europeos, hay dife- rentes filosofías respecto a la aplicación de las normas, cuándo y cómo apartarse de ellas y cuáles son las consecuencias de se- guridad de tales apartamientos. Esta conclusión conduce a la recomenda- ción de buscar la mejor práctica concernien- te a los procedimientos de ‘excepciones y transgresiones´ de las normas, sean o no de obligatorio cumplimiento. Esto indica un programa de investigación en el cual las consecuencias de seguridad de las normas y sus transgresiones se explici- ten tanto como fuere posible. EFECTOS SOBRE LA SEGURIDAD DE LAS NORMAS DE DISEÑO VIAL Los accidentes viales causan alrededor de 50000 muertes anuales y más de un millón y medio de heridos en los caminos de la Unión Europea, UE; valores inaceptables por todos los miembros de la UE. Raras veces la causa de un acciden- tes de tránsito es muy simple; a menudo se debe a una combinación de circunstancias, en las cuales el hombre, el camino y el vehí- culo juegan importante papel. Los informes de investigaciones de diferen- tes países concluyen en que el 95% de los accidentes se deben al factor humano, 30% resultan por faltas del diseño vial, y 10% se deben a defectos mecánicos. Una conclusión de esto es que la educación (información, control policial, entrenamiento) es la forma más importante de prevenir los accidentes. Esta conclusión es errónea, y los investiga- dores alertan a menudo acerca de tal con- clusión. Por ejemplo, los mejoramientos viales ¿no intentan impedir el error humano? La información acerca de una ‘simple’ causa de los accidentes no conduce lógicamente a una conclusión acerca de la forma más efec- tiva de impedir los accidentes, sin contar el costo de las medidas. También es posible sacar erróneas conclu- siones si uno confía en los informes policia- les en los cuales la cuestión de la culpa es sólo establecida. De alguna forma, siempre alguno de los ac- tores de un accidente violó la ley. Sin embargo, esto no dice nada acerca de la forma más efectiva de impedir los acciden- tes. La clave para un tránsito vial consi- derablemente seguro es el concepto de crear una infraestructura que se adapte a las limitaciones y posibilidades de la capacidad humana por medio de un adecuado diseño de los caminos. Además, los vehículos deben simplificar las tareas de los conductores y ser construidos para proteger el ser humano vulnerable, en forma tan efectiva como sea posible. Last but not least, el usuario vial debe ser adecuadamente educado, informado y, don- de fuere necesario, controlado. El adecuado diseño vial es crucial para impedir los errores humanos en el trán- sito, y menos errores conducirán a menos accidentes. Para impedir los errores humanos deben aplicarse en forma sistemática y coherente tres principios de seguridad: • Impedir el uso incorrecto de caminos y calles, después de definir la función de una calle; función de flujo o viaje directo (movilidad, paso rápido del tránsito directo), función de distribución (rápida accesibilidad a zonas residenciales y otras), y función de acceso (ac- cesibilidad de destinos a lo largo de una calle mientras se hace a la calle segura como lugar de reunión). • Impedir grandes discrepancias en velocidad, dirección y peso a velocidades altas y mo- deradas; es decir, reducir la posibilidad de conflictos serios con anticipación. • Impedir incertidumbre entre los usuarios viales; es decir, realizar la predicibilidad del cur- so del camino y el comportamiento de la gente en el camino. Lógicamente, este enfoque conducirá a una red vial con tras categorías funciona- les: caminos y calles con función de flujo o movilidad, función de distribución, o función de acceso. Las tres funciones son de igual importancia.
  • 3. EFECTOS SOBRE LA SEGURIDAD DE NORMAS DE DISEÑO VIAL EN EUROPA 3 MATERIAL DIDÁCTICO NO-COMERCIAL CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL TRADUCCIÓN Y RESUMEN franjusierra@arnet.com.ar FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com INGENIERO CIVIL UBA Beccar, otoño 2009 Por lo tanto, en lugar de clasificación, es más adecuado el término categorización. Es aplicable a caminos en y fuera de zonas edificadas. La frecuencia de las propiedades a lo largo y en la vecindad inmediata del camino deter- mina su diseño. Lo mismo hacen los volúmenes de tránsito, específicamente con respecto a la sección transversal del camino. Según las frecuencias de propiedades y volúmenes de vehículos pueden distinguirse varios tipos de caminos dentro de una cate- goría vial. El punto es mantener clara la función del camino a los usuarios, a pesar de las dife- rencias en el diseño. Según estos principios, se espera que el adecuado diseño del camino pudiera reducir considerablemente el número de accidentes y los índices de accidentes com- parados con la situación existente en Euro- pa. Sin embargo, se admite que las relaciones entre seguridad y características viales no son cuantitativamente bien entendidas. Las relaciones entre el diseño y la seguridad están oscurecidas por una variedad de fac- tores (conductor, vehículo, circunstancias de riesgo creciente, regulación del tránsito). La mayoría de las normas de diseño vial europeo dan instrucciones definitivas para el trazado de varios elementos de un camino. Raramente se agrega información sobre los antecedentes de estas instrucciones. No se indica la importancia relativa dada a la seguridad vial en comparación con la capa- cidad, fácil llegada a destino, entorno, cos- tos, etcétera. Además, a menudo no es muy claro hasta qué extensión una cierta norma se basó en valores y relaciones reales, y en qué exten- sión sobre suposiciones y conjeturas. En tanto las suposiciones subyacen- tes podrían verse como suposiciones de naturaleza universal, no es probable que varíen entre países, porque se refieren a cifras y relaciones con un carácter predomi- nantemente objetivo. Por lo menos, no deben variar. Pero las suposiciones de esta clase no son todas idénticas en las normas nacionales. Esto, parcialmente explica las diferencias en ciertos valores de concretos elementos de diseño, en las varias normas. Esta conclusión requiere armonizar prime- ramente las suposiciones subyacentes. Al diseñar un camino se hace uso frecuente de cifras y relaciones, pero no todas ellas son igualmente firmes. Debe distinguirse entre cifras y relaciones reales y supuestas. Es esencial conocer esto, al hablar de ar- monización. En Alemania se intentó clasificar las normas para caminos urbanos en relación con su firmeza, y se distinguen así: ***** regulaciones (normas) a cumplir; **** guías que pueden exceptuarse por motivos valederos; *** recomendaciones de preferible seguimiento porque se suponen convenientes; ** sugerencias de las cuales se espera un efecto favorable; * posibilidades sobre las cuales sólo se sospecha un efecto favorable. Es necesaria una mejor comprensión del grado de firmeza técnica de las normas respectivas, con especial cuidado al aspecto seguridad. Esta información, reflejada en una diferen- ciación de status de cada norma, permitirá al proyectista usarla en la forma más adecua- da; una posibilidad práctica podría ser indi- car márgenes alrededor de ciertos valores, los cuales el proyectista podría usar en ‘emergencias’; p.e., valores mínimos desea- bles y absolutos. En cuanto a la armonización internacional concierne, la cuestión es cómo tratar las desviaciones desde la norma. Ello requiere un conjunto de instrucciones bien fundadas que indiquen cuándo se tole- ran las desviaciones.
  • 4. 4 FredC. M. Wegman, SWOV Institute for Road Safety Research Marinus Slop, SWOV Institute for Road Safety Research MATERIAL DIDÁCTICO NO-COMERCIAL CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL TRADUCCIÓN Y RESUMEN franjusierra@arnet.com.ar FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com INGENIERO CIVIL UBA Beccar, otoño 2009 DISEÑO DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Para indicar las razones y criterios principales para las dimensiones de la sección transver- sal se tomaron en consideración tres fuentes: • conocimiento de las relaciones entre aspectos geométricos y operacionales, econó- micos y de seguridad; • conclusiones de la comparación de dimensiones provistas en diferentes normas; • hechos y suposiciones presentadas en las guías nacionales. La comparación del ancho de la sec- ción transversal de las autopistas muestra coincidencias relativamente grandes de las normas. La mayoría de los países de la Unión Euro- pea usa un ancho de carril de 3.75 m; rara- mente se usa el ancho de 3.25 m, y sólo para velocidad de diseño de 90 km/h. Para las banquinas pavimentadas, sólo dos países usan un ancho inferior a 2.5 m. Desde el punto de vista de la seguridad puede establecerse: • ensanchar un carril más allá de 3.5 m no causa ningún mejoramiento significativo en los índices de accidentes; puede recomendarse un ancho de carril de 3.5 m; • deben investigarse los efectos sobre la seguridad del ancho de carril de 3.25 m en auto- pistas urbanas, para determinar las consecuencias sobre la seguridad y las condiciones de uso; • ensanchar una banquina pavimentada (carril para detenciones de emergencia) más allá de 2.5 m no causa ningún mejoramiento en los índices de accidentes; • deben investigarse los efectos sobre la seguridad de un ancho total de pavimento de 11.5 a 12 m de una calzada de autopista de 2 x 2 carriles, el cual se requiere por razo- nes de mantenimiento (para usar temporariamente una calzada como un camino de cua- tro carriles y dos sentidos). Los caminos divididos no-autopistas que muestran una o más características de autopistas tienen altos índices de acciden- tes. El uso de anchas banquinas pavimentadas en estos caminos en diferentes países de- pende de algunos factores adicionales, tales como la estructura de la red vial, el paisajis- mo y la multifunción de los caminos. Aunque las anchas banquinas pavimentadas puedan tener algunas ventajas para la segu- ridad, la posibilidad de detenciones de emergencia probablemente sea un beneficio menor. Por lo tanto, una banquina pavimentada con un ancho comparable con el ancho total de un carril de emergencia no parece ser nece- sario; las bahías de seguridad (apartaderos) pueden ser una opción efectiva y económi- ca. Los caminos rurales indivisos tienen carriles de tránsito y banquinas de dimen- siones considerablemente diferentes. En varios casos se usan caminos de dos- carriles con banquinas pavimentadas como caminos de cuatro carriles. Sobre la base de investigar la seguridad se puede concluir: • las dimensiones de la sección transversal con características ambientales deben dar la impresión de estrechez, y ser simultáneamente un ‘ancho y suave espacio vial’; • en zonas rurales deben evitarse los caminos de cuatro carriles indivisos; (RN34/9 Salta) • en caminos de esta clase de mayor velocidad, la banquina pavimentada puede tener un ancho de 1.8 a 2 m; la diferencia de color o tipo de pavimento debe reforzar las funcio- nes especiales de estos carriles, de funciones diferentes de los carriles principales; • el uso de apartaderos de emergencia cada kilómetro y anchas franjas laterales parejas y con pasto pueden recomendarse para la práctica de diseño.
  • 5. EFECTOS SOBRE LA SEGURIDAD DE NORMAS DE DISEÑO VIAL EN EUROPA 5 MATERIAL DIDÁCTICO NO-COMERCIAL CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL TRADUCCIÓN Y RESUMEN franjusierra@arnet.com.ar FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com INGENIERO CIVIL UBA Beccar, otoño 2009 Para una estrategia con respecto al diseño de las banquinas (verge en el original*) pueden distinguirse tres principios generales de di- seño, aplicables a caminos divididos e indi- visos. Se listan en orden de preferencia: • zona libre de obstáculos considerada como la más segura de todas, sin peligros u obstá- culos. Los vehículos que dejan el camino pueden atravesarla libremente y quizás el con- ductor pueda retomar el control (zona despejada, clear zone) • zona con obstáculos simples; hay mobiliario vial y obstáculos rígidos simples. El equi- pamiento al costado del camino, tal como postes de iluminación y señales de tránsito tiene que diseñarse como para que no resulte un peligro para el vehículo automotor que lo choque. Si no hay forma de quitarlos, los objetos fijos tienen que ser protegidos sepa- radamente; es decir, con una barrera de choque de corta longitud o con un amortiguador de impacto. • zona relativamente menos segura, totalmente protegida; zona de peligro muy cerca de la calzada. Debería protegerse totalmente con una barrera de choque. *British : verge - a paved or planted strip of land at the edge of a road. Un relevamiento europeo de las normas de diseño de las secciones trans- versales muestra un acuerdo en cómo pro- teger la mediana y las banquinas mediante barreras de choque; sin embargo, se desco- noce si se siguen las guías. Además, una evaluación de la seguridad vial podría indicar si las nuevas circunstancias en los caminos (mayores pesos, menor es- pacio) resultan en nuevas normas de diseño para las características del costado-del- camino. Aun menos acuerdo existe entre los países europeos respecto del diseño seguro de las medianas y banquinas no-protegidas. Especialmente, permanece la cuestión de establecer los anchos de las zonas libre de obstáculos, de modo que no se requiera ninguna barrera de choque (ancho de zona- despejada). CURVAS EN CAMINOS DE DOS-CARRILES Los estudios estadísticos muestran que el índice de accidentes (accidentes por vehícu- lo-kilómetro) es más alto en curvas horizon- tales de radios menores, y que disminuye al aumentar el radio. Según varios estudios, el alineamiento en el cual está la curva es muy importante para determinar la seguridad de la curva. El índice de accidentes de curvas de radio pequeño es muy alto cuando la curvatura media de todo el alineamiento es baja, pero relativamente bajo cuando la curvatura me- dia es importante. En una curva se observan altos índices de accidentes cuando sigue a una larga sección recta, cuando su radio es más pequeño que el radio de las curvas precedentes y cuando el número de curvas por kilómetro es bajo. Otros factores externos también son relevantes para la seguridad vial: curvas cerradas en empinada bajada y corta distan- cia visual durante la aproximación, en las curva, o al final de la curva. Algunos estudios muestran que fac- tores internos (según el diseño de la curva misma) también tienen importantes efectos sobre la seguridad, especialmente en curvas con curvatura pequeña o media. El defecto principal es la irregularidad de la curvatura en la curva misma, caracterizada por la presencia de radios localmente muy pequeños comparados con el radio medio de la curva. En las curvas con transiciones, la percep- ción de la curva se deteriora, y resulta en una sobreestimación del radio final y de la velocidad posible. Respecto de las curvas, la mayoría de las normas europeas tienen una suerte de base común con el concepto de la veloci- dad directriz o de diseño, y las reglas relati- vas a valores mínimos de ciertas caracterís- ticas, especialmente el radio de la curva.
  • 6. 6 FredC. M. Wegman, SWOV Institute for Road Safety Research Marinus Slop, SWOV Institute for Road Safety Research MATERIAL DIDÁCTICO NO-COMERCIAL CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL TRADUCCIÓN Y RESUMEN franjusierra@arnet.com.ar FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com INGENIERO CIVIL UBA Beccar, otoño 2009 Algunos países toman en cuenta las reales velocidades de operación, y/o definen las condiciones de la sucesión de los diferentes elementos del alineamiento horizontal. Desde el punto de vista de la seguridad se justifica la conclusión de que la definición de un radio mínimo como dependiente de la velocidad directriz es insuficiente, e innece- sariamente restrictiva. Introducir ‘el real enfoque de velocidad’ pue- de considerarse un mejoramiento cuando se lo implementa adecuadamente, pero no pa- rece suficiente para evitar algunas incohe- rencias del alineamiento, resultantes en pro- blemas de seguridad. Desde el punto de vista de la seguridad pa- recen necesarias las recomendaciones rela- tivas a la coherencia de la sucesión de los diferentes elementos del alineamiento hori- zontal: radio de una curva que sigue a una sección recta, compatibilidad de radios de dos curvas adyacentes. Debe evitarse usar curvas compuestas por una sucesión de curvas circulares y de tran- sición del mismo sentido porque pueden generar problemas de seguridad. Además deben re-analizarse las reglas para calcular la longitud de las transiciones. En relación con la señalización de las curvas y sus efectos sobre la seguridad, parece que los resultados de las investiga- ciones no son todavía suficientes como para constituir un sólido antecedente para mejo- rar las normas. El uso de la señalización en relación con la dificultad y situación de la curva y la falta de una aproximación homogénea también de- ben mencionarse; en las regulaciones na- cionales no siempre hay reglas formales para usar o no usar señales (señales de curva, placas de chebrones) en las curvas y, cuando existen, son algo diferentes de un país a otro, e incluso en un mismo país. Los elementos verticales de delinea- ción regularmente espaciados a lo largo del exterior de la curva dan información direc- tamente útil para la tarea de perspectiva (estimación del conductor de la distancia, velocidad propia, curvatura). Menos en el caso donde se provee delinea- ción en toda la sección del camino, y no sólo en las curvas, por probables afectos perver- sos debido a un incremento de las velocida- des (homeostasis del riesgo). NORMAS DE SEGURIDAD SAA ESTAR PARA DISEÑAR Y REDISEÑAR CAMINOS Para obtener un sistema de tránsito estruc- turalmente seguro, el diseño vial debe adap- tarse óptimamente a las capacidades y limi- taciones humanas. Para mejorar la seguridad en los caminos europeos se requiere el continuo mejora- miento de las normas de diseño vial. Se estima que el mejoramiento de la inge- niería vial es uno de los factores principales detrás de la reducción de víctimas en los caminos de diversos caminos de la Unión Europea en los años recientes. El objetivo de esta investigación es capitali- zar ese trabajo y desarrollar normas ade- cuadas para la infraestructura vial. Estas normas podrían ayudar a instalar la buena práctica en todos los tipos de cami- nos europeos. Las normas técnicas finales, o pro- puestas para ellas, no pueden sólo producir- se desde una perspectiva de seguridad. Por lo tanto, el resultado de esta investiga- ción es el argumento de la seguridad para seleccionar ciertos elementos de diseño o para recomendar ciertas dimensiones. Sin embargo, usualmente la seguridad está implícita entre los criterios permitidos, pero, en cada paso del proceso de diseño, es difí- cil juzgar hasta qué extensión se tomó en cuenta la seguridad. En general, la seguridad puede con- siderarse en cuatro niveles diferentes: • seguridad alcanzada mediante la atención específica prestada durante el proceso de diseño vial detallado; • seguridad alcanzada mediante la adhesión a normas de diseño vial; • nivel de seguridad que puede alcanzarse mediante la clasificación vial; • explícita cantidad de seguridad ofrecida por el sistema conceptual de transporte que sa- tisfaga la necesidad de movilidad.
  • 7. EFECTOS SOBRE LA SEGURIDAD DE NORMAS DE DISEÑO VIAL EN EUROPA 7 MATERIAL DIDÁCTICO NO-COMERCIAL CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL TRADUCCIÓN Y RESUMEN franjusierra@arnet.com.ar FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com INGENIERO CIVIL UBA Beccar, otoño 2009 Los últimos tres temas requieren un sistema de normas propuestas como resultado del proyecto SAFESTAR. Este sistema podría por lo menos usarse como una referencia, y en gran parte como un acuerdo oficial internacional. Realizar el proyecto en el nivel de la Comunidad posibi- litará la promoción de la uniformidad en la mejor práctica de las normas de seguridad en todos los países de la Unión Europea, lo cual es importante en los esfuerzos por cumplir las políticas de la Comunidad, en particular la política de transporte común. Al analizar el informe START, un consorcio de investigación compuesto por nueve institutos unió un programa con 8 paquetes-de-trabajo. Para introducir a la brevedad este problema, la información siguiente puede darse en diferentes paquetes. 1. Autopistas: carriles de emergencia, banquinas. 2. Túneles en autopistas. 3. Autovías. 4. Sección-transversal en caminos rurales. 5. Diseño de curvas en caminos rurales. 6. Marcación de curvas en zonas rurales 7. Diseño de intersecciones 8. Auditorías de seguridad vial Las conclusiones y recomendaciones sobre un diseño vial adecuado son cruciales para impedir los errores humanos en el trán- sito; menos errores humanos resultarán en menos accidentes. Se espera que el adecuado diseño geomé- trico, según los tres principios de seguridad, puedan reducir considerablemente el núme- ro y gravedad de los accidentes, y los índi- ces de accidentes comparados con la situa- ción existente en Europa. Los tres principios son: • impedir el erróneo uso del camino des- pués de haber definido la función de ca- da camino; • impedir grandes discrepancias en direc- ción y peso, a moderadas y altas veloci- dades; • impedir la incertidumbre entre los usua- rios. Las normas de diseño vial juegan un papel vital en el diseño vial de todos los Es- tados Miembros, pero en este campo existen importantes problemas: no todos los países tienen normas de diseño para todos los tipos de caminos, no siempre las autoridades via- les aplican sus normas, algún espacio es posible para la interpretación, los argumen- tos de seguridad vial se tratan con algo más bien implícito en las normas de diseño y no hay acuerdo entre varios países. Subyacente a esto, las relaciones entre las características del camino y la seguridad no son siempre entendidas cuantitativamente. La indisponibilidad y desacuerdo de las normas de diseño para la red vial europea aumentan los riesgos y contribuyen al tama- ño actual del problema en el continente. Al crecer el tránsito internacional, se vuelve aún más válido desde el punto de vista de la seguridad armonizar las normas de diseño vial en el nivel de la Unión Europea y ex- pandir tal armonización a otros países. Se dispone de mucha información y conocimiento, y se recomienda redactar bo- rradores de informes sobre las ‘mejores prácticas´ acerca de tópicos relevantes. La Comisión Europea tomó la inicia- tiva de lanzar un programa de investigación en el campo del diseño geométrico (normas) y seguridad vial. Esta iniciativa resultará en más cooperación internacional, como puede verse en el pro- yecto SAFESTAR. Se invita a otras partes interesadas a indicar su interés en este desarrollo, y unirse a esta iniciativa.
  • 8.
  • 9. CRITERIOS DE DISEÑO E INVESTIGACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DE TRÁNSITO 1 EN LAS NUEVAS GUÍAS SUECAS SOBRE CAMINOS RURALES TRADUCCIÓN franjusierra@arnet.com.ar FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com INGENIERO CIVIL UBA Beccar, junio 2008 C CR RI IT TE ER RI IO OS S D DE E D DI IS SE EÑ ÑO O E E I IN NV VE ES ST TI IG GA AC CI IÓ ÓN N D DE EL L C CO OM MP PO OR RT TA AM MI IE EN NT TO O D DE EL L T TR RÁ ÁN NS SI IT TO O E EN N L LA AS S N NU UE EV VA AS S G GU UÍ ÍA AS S S SU UE EC CA AS S S SO OB BR RE E C CA AM MI IN NO OS S R RU UR RA AL LE ES S Torsten Bergh, National Swedish Road Administration (NSRA) Ame Carlsson, Swedish Road and Traffic Research Institute (VTI) RESUMEN Recientemente, la Administración Nacional de Vialidad Sueca (NSRA) publicó nuevas guías de diseño geométrico de caminos rurales. Se basan en extensas investigaciones del comportamiento del tránsito, seguridad vial, costos de operación de vehículos y emisiones contaminantes, principalmente realizadas por el Instituto Sueco de Investigación Vial y del Transporte (VTI). Este informe resume los criterios de diseño y recomendaciones en las nuevas guías NSRA y los hallazgos principales en la investigación VTI sobre el comportamiento del tránsito. Las principales secciones transversales suecas en caminos rurales normales con velo- cidades señalizadas de 90 y 110 km/h son: camino normal de dos-carriles: • 9 m con carriles de de 3.75 m y banquinas pavimentadas de 0.75 m con marcas de pavimento puntuales camino ancho de dos- carriles: • 13 m con carriles de 3.75 m y banquinas anchas pavimentadas de 2.75 m con mar- cas de pavimento puntuales, o 13 m con anchos carriles de tránsito de 5.5 m y ban- quinas pavimentadas de 1.0 m con marcas de pavimento realzadas continuas. Estas secciones-transversales resultan en diferentes comportamientos de tránsito debido al variado tipo de adelantamiento. Según la investigación del VTI, la sección nor- mal de dos-carriles opera con un comporta- miento tradicional de adelantamiento que re- quiere el total uso del carril opuesto y distan- cias visuales libres de 250 m en adelantamien- tos de autos y más de 900 m para adelantarse a camiones con acoplado. El camino ancho de dos-carriles da un “comportamiento de adelantamiento” más efi- ciente. En promedio, el 85% del adelantamiento y visibles vehículos opuestos giran hacia afuera usando la banquina pavimentada o el ancho total del carril ancho para dar especio al vehí- culo que se adelanta creando “situaciones de adelantamiento de tres vehículos” según la investigación VTI. Las velocidades medias de los autos en cami- nos de 13 m son mayores que la velocidad se- ñalizada hasta 700 a 1800 vph, debido a las normas de alineamiento, mientras que las velo- cidades en caminos de 9 m disminuyen rápi- damente alrededor de 200 a 500 vph. La capacidad se estima en 3000 vph para el camino de 13 m. El camino de 13 m da alrede- dor de 10% mejor comportamiento de seguri- dad que el normal de dos-carriles. La sección de 9 m se recomienda para flu- jos de tránsito con TMDA < 2500 el año de apertura, y la sección de 13 m para flujos de tránsito TMDA > 8000 en terreno plano. En el intervalo de 2500 a 8000 hay una elección en- tre la sección de 9 m con crecientes demandas de distancias visuales de adelantamiento y fre- cuencias, y la sección de 13 m con demandas más bajas en distancias visuales de adelanta- miento. Las recomendaciones de diseño se basan en los criterios de nivel-de-servicio para con- ductores simples y para conductores de la hora de diseño dentro del marco de una razonable optimación de los costos del ciclo de vida eco- nómico. Los criterios de nivel-de-servicio para el tránsito de la hora de diseño, normalmente de- finido como el 12% del TMDA para tránsito de 20 años, son: • velocidad media sección camino incluyendo demoras en intersecciones, velocidad me- dia de sección-camino incluyendo demoras de intersecciones, V ≥ VR - 10, donde VR, velocidad de referencia, es la velocidad se- ñalizada real o planeada. • tiempo medio de fila en un pelotón antes de adelantamiento ≤ 5 minutos. • grado de saturación en sección de camino e intersección DS ≤ 0.5.
  • 10. 2 http://onlinepubs.trb.org/Onlinepubs/circulars/ec003/ch1.pdf TRADUCCIÓN franjusierra@arnet.com.ar FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com INGENIERO CIVIL UBA Beccar, junio 2008 El principal criterio de seguridad de tránsito es: • evitar nivel de accidentes en intersecciones superior a 0.5 accidentes anuales ajustados por gravedad. INTRODUCCIÓN Recientemente, la Administración Nacional de Vialidad Sueca (NSRA) publicó nuevas guías de diseño geométrico de caminos rurales (1). Se basan en extensas investigaciones del comportamiento del tránsito, seguridad vial, costos de operación de vehículos y emisiones contaminantes, principalmente realizadas por el Instituto Sueco de Investigación Vial y del Transporte (VTI). Este informe resume los criterios de diseño y recomendaciones en las nuevas guías NSRA y los hallazgos principales en la investigación VTI sobre el comportamiento del tránsito. NUEVAS GUÍAS NSRA Criterios de Diseño y Valores Económicos Las recomendaciones de diseño se basan en criterios de niveles de servicio para conducto- res simples y para conductores de la hora-de- diseño combinados con los criterios de seguri- dad vial dentro del marco de una optimación razonable de los costos económicos en el ciclo de vida. El criterio de nivel de servicio, definido co- mo el 12% del TMDA para el tránsito a 20 años, es • velocidad media de sección de camino in- cluyendo demoras en intersecciones, V ≥ VR–10, donde VR=velocidad de referencia es la velocidad señalizada real o planeada • tiempo medio de fila en un pelotón antes de adelantamiento ≤ 5 minutes. • grado de saturación en sección de camino e intersección DS ≤ 0.5. El principal criterio de seguridad de tránsito es: • evitar nivel de accidentes en intersecciones superior a 0.5 accidentes anuales ajustados por gravedad. Los cálculos de optimación del costo eco- nómico del ciclo de vida incluyen tiempo de viaje, seguridad vial, costos de operación y emisión de vehículos (CH, NOx, CO), construc- ción y mantenimiento, adquisición de tierra y costo de intrusión. Los costos y valores eco- nómicos actualmente usados se hallan en la Tabla 1 para costos de operación y tiempo de vehículos, en la Tabla 2 los costos de acciden- tes y la Tabla 3 los costos por emisiones con- taminantes. Todos los costos están dados en coronas suecas (SEK). Secciones-Transversales y Alineamiento Las principales secciones transversales suecas en caminos rurales normales con velo- cidades señalizadas de 90 y 110 km/h son: camino normal de dos-carriles: • 9 m con carriles de de 3.75 m y banquinas pavimentadas de 0.75 m con marcas de pavimento puntuales camino ancho de dos-carriles: • 13 m con carriles de 3.75 m y banquinas anchas pavimentadas de 2.75 m con mar- cas de pavimento puntuales, camino ancho de dos-carriles • 13 m con anchos carriles de tránsito de 5.5 m y banquinas pavimentadas de 1.0 m con marcas de pavimento realzadas continuas. Tabla 1. Costos Económicos de Tiempo y Operación de Vehículos (SEK, sin impuestos 1993- 01 y sin paréntesis 1997-01), (1); SEK=Coronas suecas Costos tiempo y operación de vehículos Valor tiem- po conduc- tor y pasa- jeros Conveniencias Vehículo nuevo Neumático nuevo Combustible Costo trabajo manteni- miento Depreciación Costos capital Tipo vehículo (SEK/h) (SEK/h) (kilo SEK por unidad) (SEK por unidad) (SEK/1) (SEK/h) (SEK/km) (SEK/h) Automóvil 85.5(84) 0 112(159) 435(500) 2.65(2,86) 105 0.34 0.64 Camión 168(168) 10(20) 475(768) 1,200 2.98(2,42) (120) 1.46 2.71 Camión articu- lado 168(290) 40(85) 1,100 (2,185) (1,370) 3.37 6.28
  • 11. CRITERIOS DE DISEÑO E INVESTIGACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DE TRÁNSITO 3 EN LAS NUEVAS GUÍAS SUECAS SOBRE CAMINOS RURALES TRADUCCIÓN franjusierra@arnet.com.ar FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com INGENIERO CIVIL UBA Beccar, junio 2008 Tabla 2. Costos Económicos de Accidentes Informados por la Policía (kilo SEK, 1993-01 y entre paréntesis 1997-01), (2); SEK=Coronas suecas Nivel gravedad Costos económicos por herido Costos humanos por herido Corrección por falta de informa- ción Costo total de acci- dentes informados por la policía Mortal 1,100(1,200) 11,000(13,000) 1.0 12,100(14,200) Gravemente herido 1,100(1,400) 4,300(4,800) 2.4 5,400(6,200) Levemente herido 120(140) 110(220) 2.4 230(360) Sólo daños materiales 90(90) 10(0) 6.8 100(90) Promedio rural (accidentes por animales excluidos) 1,300 urbano 520 Tabla 3. Costos Económicos Emisiones (SEK/kg, 1993-01 y entre paréntesis 1997-01), (/) SEK=Coronas suecas Emisiones Rural Urbano NOx 25(43) 40(60) HC 15(17) 20(42) CO2 0.25(0.38) 0.25(0.38) SO2 (16) (114) Partículas (180) (1,084) Estas secciones-transversales resultan en diferentes comportamientos de tránsito debido al variado tipo de adelantamiento. Según la investigación del VTI, la sección nor- mal de dos-carriles opera con un comporta- miento tradicional de adelantamiento que re- quiere el total uso del carril opuesto y distan- cias visuales libres de 250 m en adelantamien- tos de autos y más de 900 m para adelantarse a camiones con acoplado. El camino ancho de dos-carriles da un “comportamiento de adelantamiento” más efi- ciente. En promedio, el 85% del adelantamiento y visi- bles vehículos opuestos giran hacia afuera usando la banquina pavimentada o el ancho total del carril ancho para dar especio al vehí- culo que se adelanta creando “situaciones de adelantamiento de tres vehículos” según la investigación VTI. La obediencia de la ley formal de este comportamiento de adelantamiento es cuestio- nada si el vehículo activo del adelantamiento “fuerza su camino” y/o cruza la línea central. El comportamiento del tránsito en camino ancho de dos-carriles se trata en profundidad en otro informe del simposio “The Operational and Safety Effects of New Road Types - Expe- riences from the Nordic Countries." Las guías requieren distancias visuales de detención y correspondientes radios mínimos horizontales (con 5.5% de peralte) y verticales; ver Tabla 4, independiente de la sección trans- versal, basadas en un concepto de seguridad estándar. Esto significa la posibilidad de dete- nerse desde una velocidad de viaje de VR+10 (VR velocidad señalizada) con 2 segundos de tiempo de percepción y reacción y una capaci- dad de frenado de una media de 2.6 m/s2 des- de 120 km/h y 2.75 m/s2 desde 100 km/h. La capacidad de frenado corresponde a fricciones medias disponibles en superficies húmedas acordes con las mediciones de la NSRA. La altura ojo estándar es de 1.1 m ubicado a 2 m desde el lado derecho del camino con un ángu- lo de conspicuidad de 1/60 grado. La altura de objeto varía desde 0.2 a 0.6 m ubicado a 2 m desde el lado del camino. El camino normal de dos-carriles se reco- mienda para flujos de tránsito durante el año de apertura con TMDA 2500 y el camino ancho de dos carriles arriba de TMDA 8000 en terreno plano. En el intervalo 2500 a 8000 hay una opción entre la sección de 9 m con crecientes deman- das de distancias visuales y frecuencias de adelantamiento, desde 500 m una por km a 900 m casi constantemente o alternativamente con carriles de arrastre o adelantamiento y la sec- ción de 13 m con demandas más bajas en las distancias visuales de adelantamiento, 350 m.
  • 12. 4 http://onlinepubs.trb.org/Onlinepubs/circulars/ec003/ch1.pdf TRADUCCIÓN franjusierra@arnet.com.ar FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com INGENIERO CIVIL UBA Beccar, junio 2008 Las autopistas de norma total con 2x3.75 m de carriles de tránsito, banquinas pavimen- tadas externas de 2-2.75 m e internas de 1-1.5 m para 90 km/h and 110 km/h respectivamente, equipadas con ancha mediana (≥13 m) o una mediana angosta (4 m) con una barrera se re- comiendan desde TMDA 12000. Esta norma de autopista se recomienda también para las ca- rreteras troncales nacionales Malmo- Stockholm-Gothenburg y unas pocas otras secciones viales. Esta norma de camino troncal nacional fue recientemente cuestionada por el nuevo gobierno. Por lo tanto se prepararon experimentos para testear los caminos angostos de cuatro- carriles divididos, en algunos casos con inter- secciones a nivel en el rango de flujo de TMDA 6000-12000. El soporte para las evaluaciones de los efectos operacionales del tránsito en los estu- dios de factibilidad y diseño final se dan en las guías; por ejemplo, perfiles de velocidad de vehículo solo, velocidades medias, ver Figura 1; costos de operación de vehículos y de emi- siones, ver Figuras 2 y 3, y seguridad de tránsi- to, ver Tabla 5. Tabla 4 Parámetros de Norma de Alineamiento en Guías NSRA VR Distancia visual Radio Horizontal Radio Visual adelantamiento Visual km/h detención (m) Mínimo (m) Curva Vertical Con- vexa (cóncava1 ) (m) adelantamiento Buena Baja Bueno Bajo Bueno Bajo Buena Baja (m) 90 165 135 500 400 7,000 (1550) 5,000 (2200) 110 235 195 800 600 16,000 (2200) 11,000 (1900) 900 500 350 Bueno=mínimo para nueva construcción con costos normales y efectos de intrusión Bajo=mínimo para trabajos de rehabilitación con costos muy altos y altos efectos de intrusión 1 =valor de comodidad 100 FIGURA 1. Relación Velocidad / Flujo para 9, 13 m y Sección-transversal de Autopista a 90 km/h, (1)
  • 13. CRITERIOS DE DISEÑO E INVESTIGACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DE TRÁNSITO 5 EN LAS NUEVAS GUÍAS SUECAS SOBRE CAMINOS RURALES TRADUCCIÓN franjusierra@arnet.com.ar FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com INGENIERO CIVIL UBA Beccar, junio 2008 FIGURA 2. Costos de Operación de Vehículo (SEK/veh km, 1993-01 excluyendo deprecia- ción y costos de capital) para Vehículos de Pasajeros en Carreteras con Estándar Variado, (3) Tabla 5. Tasas de Accidentes AR (Accidentes Incluyendo Sólo Daños/m Veh km), Tasas de Gravedad SR (Heridos/accidente Incluyendo Sólo Daños) y Costos Accidentes AC (Kilo- SEK/millón Veh km) para 9, 13 m y Autopista Norma Total Secciones-transversales en Velo- cidad Señalizada de 90 km/h y Clases Visuales Variables (Nivel Costo 1993-01, Ref. 4). Ex- cluidos Accidentes con Animales. Clase Visual Sección Transversal Velocidad Señalizada 1 100-70% longi- tud camino con visual >300 m 2 70-40% longi- tud camino con visual >300 m 3 40-20% longi- tud camino con visual >300 m 4 20-0% longitud camino con visual >300m 9-90 0.34 0.35 0.37 0.39 13-90 0.28 0.29 Tasa Accidente AR MW-90 0.23 9-90 0.63 0.63 0.63 0.63 13-90 0.63 0.63 Tasa Gravedad SR MW-90 0.45 9-90 528 544 574 606 13-90 430 452 Costo Accidente AC MW-90 211
  • 14. 6 http://onlinepubs.trb.org/Onlinepubs/circulars/ec003/ch1.pdf TRADUCCIÓN franjusierra@arnet.com.ar FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com INGENIERO CIVIL UBA Beccar, junio 2008 FIGURA 3. Costos Emisión (SEK/veh km 1993-01) para Vehículos de Pasajeros, Códi- go Exhaust 1986 (arriba) y 1990 (abajo), en Carreteras con Norma Variada, (3) El camino ancho de dos-carriles da veloci- dades medias de auto más altas que la veloci- dad señalizada hasta 700 a 1800 vph debido a normas de alineamiento y una capacidad alre- dedor de 3000 veh/h. Esto puede alcanzarse aproximadamente a un 10% de mejor nivel de seguridad que el camino normal de dos- carriles. Las velocidades en los caminos de 9 m disminuyen rápidamente en flujos en el interva- los de 200 a 500 vph. Las grandes diferencias entre caminos de dos-carriles y autopistas son la conveniencia del conductor, seguridad de tránsito y costos de construcción. El nivel de costo de accidentes para autopistas es sólo 50% del de camino ancho de dos carriles. Los costos de construc- ción para autopistas son aproximadamente 50% más altos que para caminos anchos de dos-carriles. La diferencia entre caminos an- chos y normales de dos-carriles es en prome- dio 35%. Zonas al Costado del Camino Las guías separan tres tipos principales de cos- tado-del-camino, CDC, según las condiciones de seguridad y drenaje: • Riesgo muy bajo de daños en los acciden- tes por salida-de-calzada, SDC. Requiere subdrenes 0.3-0.5 m debajo del nivel de plataforma. Profundidad normal de entre 1 y 2 m, Figure 4a. • Riesgo bajo de muerte en accidentes SDC. Podría estar equipado con subdrenes o cu- netas, Figura 4b. • Riesgo de muerte. Diseño tradicional con cunetas abiertas 0.3 m debajo nivel de fun- dación, Figura 4c. FIGURA 4a. Zona CDC Tipo A en Corte Roca FIGURA 4b. Zona CDC Tipo B en Corte Roca FIGURA 4c Zona CDC Tipo C Corte Roca Las zonas CDC tipos A o B se requieren en las carreteras nacionales y se recomiendan en otras con TMDA en el año de apertura más altos que 2000-4000, según la velocidad seña- lizada, sección transversal y ubicación geográ- fica. En la Figura 5 se dan los fundamentos para evaluar los efectos en los estudios de factibili- dad y diseño final. La consecuencia de un accidente SDC en un corte de roca tipo C se estima 7-8 veces peor que en un diseño tipo A.
  • 15. CRITERIOS DE DISEÑO E INVESTIGACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DE TRÁNSITO 7 EN LAS NUEVAS GUÍAS SUECAS SOBRE CAMINOS RURALES TRADUCCIÓN franjusierra@arnet.com.ar FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com INGENIERO CIVIL UBA Beccar, junio 2008 Los diseños, umbrales de flujo de tránsito y estimaciones del efecto sobre la seguridad se basan en las estadísticas de accidentes SDC, simulaciones por computadora de SDC y expe- rimentos de choques con maniquíes (5). Figura 5. Efectos de Seguridad del Tránsito Estimado sobre los Accidentes SDC (93-01) Intersecciones Las guías difieren entre intersecciones tipo secundario y principal, Figura 6. Las intersecciones secundarias no introducen ninguna medida para mejorar demoras o segu- ridad para cruce y giro a la izquierda de los conductores desde un camino secundario. Las intersecciones secundarias son no- canalizadas (tipo A), canalización del camino secundario (B) y carril de giro izquierda en ca- mino primario, normalmente con isleta al ras (C). Las intersecciones principales son las rotondas (D) y separaciones de nivel (F). Los semáforos no se usan en zonas rurales debido a muy malas experiencias de seguridad en tests a escala natural en los años 80s. En lugar de las intersecciones de 4-ramales se recomiendan las intersecciones escalonadas, que podrían competir también con interseccio- nes de tipos principales. La elección entre las intersecciones se- cundarias y principales se expresa según los umbrales de flujo de tránsito, determinados principalmente por los criterios de seguridad de tránsito, Figura 7. La elección entre separación de nivel, ro- tonda e intersección escalonada depende prin- cipalmente de la clase de función del camino y de las circunstancias locales. El soporte de la evaluación de opciones se da en las guías para efectos operacionales del tránsito, como por ejemplo seguridad vial, Figu- ra 8. Las intersecciones secundarias dan pobre se- guridad de tránsito en flujos altos del camino secundario (≥ 10% del total del tránsito entran- te). Los criterios de seguridad vial y efectos se ba- san en extensa investigación de VTI y NSRA (6). INVESTIGACIÓN VTI EN EL COMPORTA- MIENTO DEL TRÁNSITO Vistazo El VTI realizó mucha investigación en el campo del comportamiento del tránsito, seguridad vial, costos de operación de vehículo y emisiones para sostén las nuevas guías NSRA de diseño y estudios de factibilidad. Los resultados principales para los estudios de factibilidad se resumen en el NSRA "Traffic effects catalogue" (2). Este informe concentra la investigación del comportamiento del tránsito, especialmente en caminos de 9 y 13 m (7). Esta investigación se realizó en 4 pasos: • estudio empírico del comportamiento al adelantamiento en caminos de 9 y 13 m • investigación empírica de velocidad de flujo en autopistas • desarrollo de tránsito y geometría relacio- nadas con medidas de nivel-de-servicio pa- ra caminos de 9 y 13 m con condiciones vi- suales variables, usando el modelo de si- mulación VTI (8) • estimación de relaciones flujo-velocidad para secciones-transversales, límites de ve- locidad y alrededores usando el modelo de simulación VTI.
  • 16. 8 http://onlinepubs.trb.org/Onlinepubs/circulars/ec003/ch1.pdf TRADUCCIÓN franjusierra@arnet.com.ar FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com INGENIERO CIVIL UBA Beccar, junio 2008 FIGURA 6. Tipos de Intersecciones Secundarias y Principales en Zonas Rurales FIGURA 7. Flujo de Tránsito – Criterios de Seguridad de Tránsito para Elección Entre Inter- secciones Secundarias y Principales, intersecciones de 3 ramales (arriba) y de 4 ramales (abajo).
  • 17. CRITERIOS DE DISEÑO E INVESTIGACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DE TRÁNSITO 9 EN LAS NUEVAS GUÍAS SUECAS SOBRE CAMINOS RURALES TRADUCCIÓN franjusierra@arnet.com.ar FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com INGENIERO CIVIL UBA Beccar, junio 2008 FIGURA 8. Tasa Corregidas de Gravedad de Accidentes (93-01) por año y Tipo de Intersec- ción en Caminos Rurales a 90 km/h (excluidos accidentes con animales) La meta del estudio empírico fue investigar cómo la conducta de adelantamiento está in- fluida por la sección transversal, distancia vi- sual disponible, velocidades reales, tipos de vehículos y el flujo de tránsito en caminos rura- les de dos carriles. El relevamiento se realizó usando registros de video desde un helicóptero. Los videos se analizaron manualmente respec- to la conducta de adelantamiento y conducción por la banquina en las situaciones de sobrepa- so. Los datos se tomaron de cuatro lugares del campo con secciones transversales de 9 y 13 m, con TMDAs de 5000 y 10000. Los flujos horarios fueron de 500-1200 vph para los luga- res de 9 m, y de 200-1400 vpd para los de 13 m. En los lugares de 13 m se registraron más de unas 2000 situaciones de adelantamiento con conducción por la banquina y 500 adelan- tamientos normales con distancias visuales de 200 m. Para los lugares de 9 m se midieron 2000 situaciones de adelantamiento. En el análisis de los datos se crearon fun- ciones de probabilidad para diferentes tipos de adelantamiento, las cuales indican la probabili- dad de adelantamiento iniciado como una fun- ción de la distancia visual disponible. La con- ducta de adelantamiento y la función de proba- bilidad depende del tipo de adelantamiento (volador o acelerado), velocidad y tipo de vehí- culo adelantado (auto arriba o abajo de los 90 km/h, camión con o sin acoplado), y también de las obstrucciones visuales (terreno o vehículo visible que viene). Estas nuevas funciones de probabilidad (32 en total) reemplazaron funciones anteriores usa- das en el modelo de simulación VTI para cami- nos rurales. El análisis de la visual de diseño compren- de una gran serie de simulaciones en flujos de bajo y alto tránsito en secciones transversales de 9 y 13 m con distancias visuales variables. El alineamiento del camino simulado era algo plano con velocidad señalizada de 90 km/h. Los perfiles de distancia visual se crearon usando distancia visual máxima de 400, 600, 800 y 1000 m con frecuencias de 0.5, 1 y 2 veces por km de longitud de camino, (también 3 veces por km para longitud máxima de 400 m). Estos diseños visuales también se clasificaron según la clase de visual donde también se cla- sificaron según el sistema de clase visual usa- do en el tradicional modelo de planificación de NSRA. Esta clasificación se basa en la proporción de distancias visuales arriba de los 300 m a lo largo del camino, Tabla 5. La Tabla 6 da una descripción detallada de todos los diseños de distancia visual con correspondientes clases visuales usadas en las simulaciones.
  • 18. 10 http://onlinepubs.trb.org/Onlinepubs/circulars/ec003/ch1.pdf TRADUCCIÓN franjusierra@arnet.com.ar FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com INGENIERO CIVIL UBA Beccar, junio 2008 Por cada simulación se calcularon varias medidas de comportamiento de tránsito, tales como velocidad de viaje, proporción de tiempo de viaje demorado, frecuencias de adelanta- mientos, y tiempo medio de fila (a la cola) en pelotones. Resultados de Estudios Empíricos en Cami- nos de 13 m El hallazgo principal en camino de 13 m es la alta proporción de vehículos que usan la an- cha banquina pavimentada cuando son alcan- zados, para facilitar el adelantamiento. Los resultados muestran que a la luz del día, el 85% de los vehículos alcanzados (tanto autos como camiones) salen hacia la banquina. Esto indica que las situaciones con tres vehículos muy cerca uno del otro envueltos en una maniobra de adelantamiento son frecuen- tes. En un lugar se registraron situaciones tales, “tres-vehículos”, en el 66% de todos los adelan- tamientos. Este comportamiento es cuestiona- ble debido a cómo se interpreta el código de tránsito sueco. El uso de la banquina en las situaciones de adelantamiento no varía con distancias visuales disponibles o tipo de obstrucción visual. El an- tecedente por la demanda de 350 m como dis- tancia mínima en las nuevas guías para cami- nos de 13 m es un concepto de adelantamiento seguro. En casos donde un vehículo alcanzado no pueda usar la banquina, tiene que efectuarse un adelantamiento ordinario. Los resultados muestran que los adelantamientos diurnos se realizan en distancias algo cortas. En promedio para todos los adelantamientos ordinarios el 50% de los conductores aceptan una distancia visual libre de 240 m cuando se adelantan a un automóvil. Pero el valor para adelantamiento volador (flying; cuando el vehículo que se ade- lanta no ajusta su velocidad al vehículo adelan- tado, sino que continúa con su velocidad uni- forme durante la maniobra) es de 190 m y de 360 m para adelantamientos acelerados, con un vehículo en sentido contrario. Los valores correspondientes para adelan- tamientos de un camión con acoplado son en promedio de unos 325 m. Para el adelanta- miento volador de un camión con acoplado el valor es de 205 m, y de 520 m para uno acele- rado, con vehículo visible en sentido contrario. Para tránsito en oscuridad, el comporta- miento es diferente. El uso de banquinas pavi- mentadas disminuye. Un simple estudio manual mostró que sólo alrededor del 30% de los autos y el 40% de los camiones circulan por la ban- quina en situaciones de alcance. Resultados de Estudios Empíricos en Cami- nos de 9 m Los caminos de 9 m tienen un comportamiento de adelantamiento muy diferente al de los ca- minos de 13 m. Hay una pronunciada demanda por distancias visuales libres más largas para el adelanta- miento. Brevemente, los resultados medios de todos los adelantamientos muestran que, al adelantarse a un auto, el 50% de los conducto- res aceptan una distancia visual libre de 440- 510 m, según la velocidad del vehículo alcan- zado. Para adelantarse a un camión, los conductores necesitan distancias visuales libres medias mayores, alrededor de 500 m para camión sin acoplado, y 590 m para camión con acoplado. La Figura 9 presenta las diferencias en demandas para longitudes de distancias visua- les de adelantamiento en caminos de 9 y 13 m para de diferentes clases de vehículos. Clara- mente muestra que los conductores más cui- dadosos (la curva del 85°percentil) en caminos de 9 m requieren distancias visuales libres en el rango de 700-900 m. Esta es la razón de por qué las guías nuevas recomiendan distancias visuales de hasta 900 m.
  • 19. CRITERIOS DE DISEÑO E INVESTIGACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DE TRÁNSITO 11 EN LAS NUEVAS GUÍAS SUECAS SOBRE CAMINOS RURALES TRADUCCIÓN franjusierra@arnet.com.ar FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com INGENIERO CIVIL UBA Beccar, junio 2008 Tabla 6. Descripción de Diseños de Distancias Visuales para Simulación Distancia visual máx. N°de máx. por km Proporción de distancia visual > 300 m (%) Clase visual 1000 2 100 I 1 70 II 0.5 35 III 800 2 100 I 1 50 II 0.5 25 III 600 2 60 II 1 30 III 0.5 15 IV 400 3 30 III 2 20 IV 1 10 IV Tabla 7. 50°y 85°Percentiles de Distancias Visu ales de Adelantamiento de Vehículos Dife- rentes en Caminos de 9 m Tipo vehículo Tipo adelantamiento Distancia visual (m) 50 pctl 85 pctl Volador, sin opuesto 232 351 Adelantamiento Autos Volador, con opuesto 284 431 Volador, sin opuesto 269 367 Adelantamiento Camiones Volador, con opuesto 325 482 Acelerado sin opuesto 508 943 Velocidad adelantamiento autos < 90 (km/h) Acelerado con opuesto 643 980 Acelerado sin opuesto 576 1033 Velocidad adelantamiento autos > 90 (km/h) Acelerado con opuesto 693 1056 Acelerado sin opuesto 548 893 Adelantamiento camión sin acoplado Acelerado con opuesto 700 1 060 Acelerado sin opuesto 695 1 133 Adelantamiento camión con acoplado Acelerado con opuesto 852 1263
  • 20. 12 http://onlinepubs.trb.org/Onlinepubs/circulars/ec003/ch1.pdf TRADUCCIÓN franjusierra@arnet.com.ar FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com INGENIERO CIVIL UBA Beccar, junio 2008 FIGURA 9. Distancias Visuales de Adelantamiento Medidas en Caminos de 13 y 9 m Además de este tipo de camino hay una muy pronunciada diferencia de demanda de distancias visuales libres entre diferentes tipos de adelantamiento, especialmente entre ade- lantamientos voladores y acelerados, y también debido a las obstrucciones visuales. La Tabla 7 presenta demandas de distancia visual de adelantamiento para todas las clases de adelantamientos en los caminos de 9 m; se muestran los 50° y 85° percentiles de los con- ductores; uno puede observar que para un ade- lantamiento volador de un auto sin vehículo opuesto visible, el valor 50°percentil es de 230 m. El valor correspondiente para un adelanta- miento acelerado de un auto, con velocidad superior a 90 km/h y vehículo opuesto visible es de 690 m. (El promedio de todos los adelan- tamientos juntos es de 510 m). Para el adelantamiento volador de un ca- mión con acoplado sin vehículo opuesto visible, el valor del 50°percentil es de 270 m para ade- lantamientos acelerados con vehículo visible opuesto el mismo valor es de 850 m (el prome- dio de todos los adelantamientos es de 590 m). Resultados de Simulación - Caminos 13 m Se analizaron las medidas de comportamiento de tránsito siguientes: 1. Velocidad de viaje de autos y camiones medidas como velocidad media en el seg- mento de camino simulado. 2. Relación de adelantamiento de autos: nú- mero de adelantamientos realizados por los autos dividido por el número de autos km de segmento de camino. 3. Proporción de tiempo de viaje demorado por autos y camiones: medida del nivel de servicio usada en HCM. Demora se definió como separación menor que 6 s. 4. Tiempo de fila promedio en un pelotón de autos: tiempo medio de un auto en un pelo- tón antes de realizar un adelantamiento acelerado. (Medida calculada en sólo en caminos de 13 m). Por cada medida, se calculó un valor medio para el camino simulado en cada clase visual con diferentes flujos de tránsito. Sin embargo, la clase visual de diseño IV en la Tabla 6 no se simuló para los caminos de 13 m. Los resultados de las simulaciones en el camino de 13 m prueban que tiene un buen comportamiento del tránsito, independiente- mente de la visual de diseño. Aun en el volu- men de tránsito de 1600 vph la velocidad de los autos es superior a 90 km/h, Figura 10.
  • 21. CRITERIOS DE DISEÑO E INVESTIGACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DE TRÁNSITO 13 EN LAS NUEVAS GUÍAS SUECAS SOBRE CAMINOS RURALES TRADUCCIÓN franjusierra@arnet.com.ar FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com INGENIERO CIVIL UBA Beccar, junio 2008 FIGURA 10. Velocidad Simulada de Viaje para Autos y Camiones en Función del Flujo de Tránsito – Caminos de 13 m La relación de adelantamiento es alta y cons- tantemente creciente con el volumen de tránsi- to. La proporción del tiempo de viaje demorado es baja y sólo alrededor del 15% a 1600 vph, también cuando las condiciones visuales son malas, Figuras 11 y 12. FIGURA 11. Relación de Adelantamiento Simulado para Autos en Función del Caudal de Tránsito – Caminos de 13 m FIGURA 12. Proporción de Tiempo Demora- do de Viaje para Autos y Camiones en Fun- ción del Caudal de Tránsito – Caminos de 13 m Estos resultados de simulaciones están de acuerdo con datos empíricos en caminos de 13 m, donde VTI midió velocidades y adelanta- mientos hasta 1500 vph. Resultados de Simulación - Caminos 9 m Se analizaron los mismos efectos de las simu- laciones en caminos de 9 m, donde el compor- tamiento del tránsito depende en gran medida de diseño visual. Por ejemplo, para obtener una velocidad de viaje para autos de 80 km/h en el flujo de 700 vph, el diseño visual debe ser por lo menos de clase II. Esto significa que en pro- medio el 55% de la longitud de camino debe tener distancia visual superior a los 300 m, Fi- gura 13.
  • 22. 14 http://onlinepubs.trb.org/Onlinepubs/circulars/ec003/ch1.pdf TRADUCCIÓN franjusierra@arnet.com.ar FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com INGENIERO CIVIL UBA Beccar, junio 2008 FIGURA 13. Velocidad de Viaje Simulada para Autos y Camiones en Función del Cau- dal de Tránsito – Caminos de 9 m En estas condiciones, la proporción de tiempo de viaje demorado es algo menor que 60% (NdS C), Figura 14. En un flujo inferior a 1000 vph, la velocidad de viaje para autos está claramente por debajo de los 80 km/h, independientemente del diseño visual. La proporción de tiempo de viaje demo- rado es mayor que 60% (NdS D). En estos volúmenes de tránsito el tiempo de fila es bastante alto, por lo menos 8 minutos para clase visual I, Figura 15. En un flujo mayor que 1000 vph, la velocidad de viaje para autos está claramente por debajo de 80 km/h. FIGURA 14. Proporción de Tiempo de Viaje Demorado, Autos y Camiones en Función del Flujo de Tránsito – Caminos de 9 m FIGURA 15. Tiempo de Fila Promedio en Pelotones de Autos Constreñidos – Camino de 9 m
  • 23. CRITERIOS DE DISEÑO E INVESTIGACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DE TRÁNSITO 15 EN LAS NUEVAS GUÍAS SUECAS SOBRE CAMINOS RURALES TRADUCCIÓN franjusierra@arnet.com.ar FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com INGENIERO CIVIL UBA Beccar, junio 2008 Evaluaciones de las Simulaciones Para evaluar los resultados presentados en las Figuras 10-15 se propusieron varios criterios para definir un comportamiento eficiente del tránsito: 1. La velocidad de viaje de autos debe ser 80 km/h o mayor (V ≥ VR-10). 2. La proporción de tiempo de viaje demorado de autos no debe superar 60-65% (la parte más baja de NdS D). 3. El tiempo de fila medio para autos en un pelotón no debe superar 5 minutos. Esto significa una longitud de viaje de 6.5-7 km a unos 80 km/h. Como aplicación de los criterios considere un TMDA de 7000 vehículos, para un camino de 9 m. El tránsito de hora de diseño es enton- ces de 840 vph. Los efectos de este flujo en la clase visual I son: • Velocidad de viaje 80 kph (de Figura 13) • Proporción de tiempo de viaje demorado 58% (de Figura 14) • Tiempo de fila 6.5 minutos (de Figura 15). Se cumplen dos de tres criterios para efi- ciente comportamiento del tránsito. No se cumple el criterio de tiempo de fila, pero si el diseño visual es extremadamente bueno (todas longitudes visuales entre 600 y 1000 m) el tiempo de fila se reducirá a unos 5 min. Todos los resultados mostrados son para una composición normal de vehículos con unos 10-15% de camiones. Si la proporción es más alta o más baja, las velocidades de viaje de los autos se modifican usando factores de ajuste determinados por simulaciones con altas y bajas proporciones de camiones. Este método con factores de ajuste se usa en lugar de valores pcu. PROPUESTAS PARA GUÍAS GENERALES DE DISEÑO Sobre la base de los criterios propuestos, las simulaciones de tránsito y el estudio empírico de las guías generales, el VTI propuso las guí- as de diseño generales para caminos de 9 m y 13 m. Normalmente, los caminos con TMDA > 7000 deben construirse con un ancho de 13 m. La distancia visual mínima a lo largo del camino debe ser alta, preferiblemente > 350-400 m. Para un TMDA de 5000-7000 puede elegirse un camino de 9 m. En tal caso, la distancia vi- sual debe ser muy buena y bien planeada. En un TMDA de 5000, debe elegirse un buen dise- ño de clase I con 70-90% de distancia visual mayor que 300 m. Además, en promedio debe proveerse la larga distancia visual máxima de 800-900 m por lo menos una vez por km. En un TMDA próximo a 7000, el diseño visual debe ser extremadamente bueno. Todas las distan- cias deben ser mayores que 500 m y debe pro- veerse hasta un máximo de 1000 m. Además, en este caso la frecuencia de la distancia máxima debe ser alta, con 1.5 a 2 por km. En un TMDA de 3000 en un camino de 9 m, los requerimientos sobre diseño visual pueden reducirse y todavía satisfacer los criterios esta- blecidos. Aquí, la clase visual II con 50-60% de visual sobre 300 m es aceptable. Esto significa una largo máximo visual por km con una longi- tud de unos 800 m o dos máximas más cortas con una longitud de 500-550 m. Si se cumplen los requerimientos visuales en un camino de 9 m, pueden proveerse carriles de ascenso de por lo menos 1.5 km de longitud, como opción. Los criterios propuestos y las situaciones de diseño ilustran cómo pueden aplicarse a un camino los “criterios de comportamiento funcio- nal del tránsito”. Los criterios y situaciones de tránsito de diseño se proponen como ejemplos. Otros tipos y valores de criterios; p.e., para minimizar la frecuencia de situaciones de ade- lantamientos descontrolados de 3-vehículos en caminos de 13 m pueden resultar en diferentes propuestas de ancho y visual de diseño.
  • 24. 16 http://onlinepubs.trb.org/Onlinepubs/circulars/ec003/ch1.pdf TRADUCCIÓN franjusierra@arnet.com.ar FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com INGENIERO CIVIL UBA Beccar, junio 2008 REFERENCIAS 1. NSRA (1994). Road Design 94 part 3-8 (in Swedish). NSRA publication 1994:049-062. NSRA Borlänge, Sweden. 2. NSRA (1993). EVA - Effect evaluations at feasibility studies (in Swedish). NSRA 1993-11-24. NSRA Borlange, Sweden. 3. Ulf Hammarström and Bo Karlsson (1994). Vehicle operating costs and emissions for road planning (in Swedish). VTI notat T 150. VTI Linköping, Sweden. 4. Urban Björketun (1991). Trafflc safety models – rural roadlinks (in Swedish). PM 1991-06. VTI Linköping, Sweden. 5. Gunilla Ragnarsson (1989). Economic costs ofrun-off- accidents at varying road side are de- signs (in Swedish). VTI Report 345. VTI Linköping, Sweden. 6. Torsten Bergh (1991). Intersections without Traffic Signáis - Swedish Experience on Capacity and Safety. Intersections without Traffic Signal II p 192-213. Springer Verlag Berlin, Germany. 7. Arne Carlsson (1993). Road alignment and overtaking sight (in Swedish). VTI Meddelande 712. VTI Linköping, Sweden. 8. Anders Brodin&Arne Carlsson (1986). The VTI traffic simulation model. A description of the model and the programme system. VTI Rapport 321 A. VTI Linköping, Sweden.
  • 25. Nuevos Enfoques de Diseño Geométrico Vial en Polonia 1/9 Traducción: franjusierra@arnet.com.ar Francisco Justo Sierra franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA Beccar, invierno 2007 NUEVOS ENFOQUES PARA EL DISEÑO GEOMÉTRICO VIAL EN POLONIA Tadeusz Sandecki, Universidad Técnica de Varsovia http://onlinepubs.trb.org/onlinepubs/circulars/ec003/ch4.pdf Según tests y mediciones de campo en los caminos polacos, los cambios recientes introdu- cidos en las Políticas de Diseño Geométrico Vial influyeron positivamente en la seguridad del tránsito y en la calidad operacional. Los nuevos elementos son: • velocidad determinante y su determinación sobre la base de elementos de diseño tales que tengan que ajustarse a la velocidad de los vehículos de pasajeros en flujo libre, con respecto a la seguridad vial, • procedimientos de evaluación de la corrección del diseño del alineamiento vial, • estricta determinación de los requerimientos de visibilidad en los caminos, • principios de planificación para la reconstrucción de caminos rurales de dos-carriles con banquinas pavimentadas. Así, los requerimientos se enfocan en el control del diseño geométrico y en la distancia vi- sual. VELOCIDAD DIRECTRIZ Y VELOCIDAD DETERMINANTE EN DISEÑOS VIALES El control básico en los diseños viales es la velocidad directriz; sin embargo, en el proceso de diseño también se introdujo una velocidad determinante, en cuanto está estrictamente conectada con la velocidad prevista en el camino. La velocidad directriz, VD, se elige sobre la base de la función del camino en una red vial, y el tipo de terreno, mientras se toman en consideración factores económicos. La velocidad directriz se usa para determinar los valores límites –los más grandes o los más pequeños- de los elementos de diseño geométrico, y el alcance de las obras adicionales necesarias. La velocidad directriz representa las funciones viales en una red, y es constante en secciones largas de camino. La velocidad determinante, VM, se usa para determinar el alineamiento vial (trazado). Pro- vee una posibilidad para determinar elementos de diseño tales como las intersecciones y los distribuidores, la cual, respecto de la seguridad vial, debe ajustarse a la velocidad de los vehículos-de-pasajeros en flujo libre. Las funciones de las velocidades directriz y determinante en el proceso de diseño y en el diseño de los elementos, intersecciones y distribuidores, influidos por estas dos velocidades, se muestran en la Figura 1. La manera de determinar las velocidades determinantes está ajustada por el rango de datos disponibles en la etapa de diseño, y los resultados de modelos de estimaciones de velocidad en el proceso de determinar las velocidades. El valor del 85º percentil de distribución de ve- locidad de vehículos-de-pasajeros en flujo libre sobre pavimentos húmedos se supuso como una velocidad determinante. La forma de determinar la velocidad depende del tipo de desarrollo al costado-del-camino, y el tipo de sección-transversal, Figura 1: 1. En un camino de dos-carriles en zona rural, la velocidad determinante VM se deter- mina para cada sección vial homogénea respecto del grado de curvatura. La velocidad es un promedio ponderado de velocidades calculadas a lo largo del camino, determinadas desde el Gráfico de la Figura 2, o usando un programa de computadora. El cálculo de la velocidad depende del tipo de sección-transversal, pendiente, radio de curva horizontal y ángulo al centro. El modelo de estimación de velocidad descrito arriba define la dependencia elabora- da sobre la base de resultados de pruebas realizadas en los caminos polacos.
  • 26. 2/9 Nuevos Enfoques de Diseño Geométrico Vial en Polonia Traducción: franjusierra@arnet.com.ar Francisco Justo Sierra franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA Beccar, invierno 2007 2. En un camino de doble calzada en zona rural • VM = VD + 10 km/h para VD = 100 km/h; • VM = VD + 20km/h para VD < 100 km/h; donde: VM = velocidad determinante (km/h); VD = velocidad directriz (km/h). 3. Para un camino en zona urbana, la velocidad determinante VM debe suponerse co- mo el límite de velocidad más alto para un vehículo-de-pasajeros en el camino, determinada por un límite de velocidad, e incrementado por: 20 km/h si es un camino de sección-transversal rural, o 10 km/h si es un camino de sección tipo semi-calle o calle. Una forma simplificada de determinar la velocidad determinante VM se aplicó a caminos especificados en las secciones 2 y 3 anteriores, debido a la falta de un modelo de estima- ción de velocidad para estos caminos. La forma de determinar la velocidad determinante, incluida en las Políticas de Diseño Geométrico Vial se modificará y se detallará más al dis- poner de nuevas experiencias. Figura 1 Velocidad Directriz y Velocidad Determinante en Diseños Viales
  • 27. Nuevos Enfoques de Diseño Geométrico Vial en Polonia 3/9 Traducción: franjusierra@arnet.com.ar Francisco Justo Sierra franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA Beccar, invierno 2007 Figura 2 Gráfico para Calcular la Velocidad EVALUACIÓN DE LA CORRECCIÓN DEL DISEÑO DEL ALINEAMIENTO VIAL En la práctica, la velocidad determinante es variable a lo largo del camino. El alcance de los cambios de velocidad a lo largo del camino y la conformidad con la velocidad directriz es la base para la evaluación de la corrección del diseño del alineamiento vial, y del nivel de se- guridad del tránsito. El diseño del alineamiento vial puede juzgarse correcto si: • La diferencia entre las velocidades determinantes de secciones adyacentes no superan los 10 km/h; en tanto que en el diseño de reconstrucciones la diferencia es aceptable si no supera los 15 km/h, • la velocidad determinante en una sección de camino no supera la velocidad directriz por más de 20 km/h. Si estos requerimientos no se cumplen, el alineamiento geométrico debe cambiarse. Un ejemplo de determinación de la VM en un camino de dos-carriles y la selección de los ele- mentos del alineamiento horizontal se muestra en la Figura 3. Los criterios de corrección del alineamiento vial supuestos en las Políticas Polacas sobre Diseño Geométrico Vial están de acuerdo con las especificaciones sobre seguridad vial de Lamm 1) , quien elaboró sus criterios sobre la base de relevamientos de condiciones de trán- sito y análisis en Alemania y los EUA. La utilidad de tales criterios se verificará según las observaciones de las condiciones del tránsito, y análisis de accidentes.
  • 28. 4/9 Nuevos Enfoques de Diseño Geométrico Vial en Polonia Traducción: franjusierra@arnet.com.ar Francisco Justo Sierra franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA Beccar, invierno 2007 Figura 3 Ejemplo de Determinación de VM y Elementos de Diseño Vial DISTANCIA VISUAL DE DETENCIÓN Con respecto a la seguridad vial, el objetivo básico a alcanzar durante el diseño vial es pro- veer visibilidad a un obstáculo, de altura particular, yacente en el pavimento, desde una cier- ta distancia que permita al conductor detener su vehículo antes del obstáculo. Se supone que la distancia comprende una sección de camino que el vehículo atraviesa durante el tiempo de percepción y reacción del conductor, más la distancia de frenado del vehículo. Los modelos de análisis de las estimaciones de velocidad aplicados para determinar la dis- tancia de frenado indican que: • usualmente, para describir el proceso de frenado, se usa un vehículo de modelo plano, rígido, con un grado de libertad, • usualmente, la interacción entre neumático de caucho y pavimento se describe en la etapa estable del frenado como el coeficiente de fricción al deslizamiento longitudinal 2, 3) , • la variación del coeficiente de fricción al deslizamiento longitudinal en conexión con el incremento de la velocidad se implementó en RAS-L-1-84 4) , • en el modelo 5) , la intensidad de frenado está limitada por un valor constante de demora media (0.375 g), independientemente de la velocidad inicial. En todos los modelos se supone que el conductor es forzado a frenar por la aparición ines- perada de un obstáculo en el carril de tránsito. En realidad, durante tal frenado pueden indicarse las fases siguientes:
  • 29. Nuevos Enfoques de Diseño Geométrico Vial en Polonia 5/9 Traducción: franjusierra@arnet.com.ar Francisco Justo Sierra franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA Beccar, invierno 2007 • fase de lentificación de la rueda, cuando crece la deformación de una rueda, hasta al- canzar el coeficiente de fricción de rodaje, • fase de bloqueo de rueda, cuando tiene lugar una abrupta disminución de la velocidad de la rueda, y el coeficiente de fricción de rodaje disminuye hasta alcanzar un total desli- zamiento, y • fase de deslizamiento de fuerza variable de fricción de neumático sobre el pavimento, cuando el deslizamiento toma un largo tiempo, y el valor del coeficiente de fricción de deslizamiento es variable, como el resultado de algunas reacciones que tienen lugar so- bre la superficie de fricción. El valor del coeficiente de fricción de deslizamiento varía al- rededor de cierto valor constante. Como se indica en la Figure 4, en los modelos aplicados, el complicado proceso de los cambios en el coeficiente de fricción de rodaje se redujo a la fase de deslizamiento. Figura 4 Uso del Coeficiente de Fricción Durante el Frenado La función de análisis supuesta en RAS-L-1-84 4) donde u = coeficiente de fricción de deslizamiento; V = velocidad, km/h no describe el coeficiente de fricción durante un cierto frenado en resbalamiento total, hasta que el auto se detiene, sino que sólo es un concepto sustituto. En realidad, la función no parece independiente del tipo de sistema de frenado con el cual está equipado el vehículo, tanto como independiente de la estrategia de frenado elegida por un conductor. La conclusión es que los modelos aplicados hasta el presente no proveen una base satisfac- toria para construir elementos geométricos viales, en tanto permiten salidas descontroladas de los vehículos ya en sus suposiciones. Tomando en cuenta el análisis previo, se concluye que: La distancia visual de detención requerida es la distancia necesaria para que el conductor detenga con seguridad su vehículo después de que un obstáculo aparece inesperadamente en el camino. La distancia comprende la distancia de sección de camino que el vehículo atraviesa durante
  • 30. 6/9 Nuevos Enfoques de Diseño Geométrico Vial en Polonia Traducción: franjusierra@arnet.com.ar Francisco Justo Sierra franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA Beccar, invierno 2007 el tiempo de reacción más la distancia segura de frenado. La distancia segura de frenado debe alcanzarse usando la fricción de rueda con neumático de caucho para el pavimento, en tanto que la estabilidad de conducción no es molestada y la dirección del vehículo es contro- lada siempre durante el frenado. Para alcanzar una representación más detallada de un auto durante el frenado y calcular la distancia segura de frenado como la base para la requerida distancia de detención, se ela- boró el método analítico de la conducción de un auto de tres grados de libertad. Se tomaron en cuenta como externos los factores siguientes: • la fuerza de arrastre frontal aerodinámico, • los momentos de frenado de ruedas frontales y traseras como funciones no lineales del tiempo, elaborados sobre bases de tests, y • fuerzas tangentes, resultantes del efecto de la fricción de rueda sobre el pavimento. Se elaboró una descripción matemática entre la rueda con neumáticos de caucho y una su- perficie de camino, sobre la base de tests de coeficiente de fricción de rodaje y el coeficiente de fricción de deslizamiento en pavimentos bituminosos húmedos en Polonia. La forma grá- fica de esta descripción de muestra en la Figure 4. Para representar en el modelo la variedad de comportamientos de los conductores se im- plementó la siguiente estrategia de frenado: • frenado continuo, cuando la presión sobre el pedal de freno crece hasta que el vehículo se detiene. La estrategia es adecuada para frenado no causado por ningún peligro, y pa- ra el llamado frenado de ‘pánico’. En ambos casos el paso de incremento de una presión sobre el pedal de freno es diferente, así también es el proceso de frenado mismo. • frenado cauteloso, cuando la presión sobre el pedal de freno crece, hasta el momento en que uno de los ejes de rueda se bloquea, • frenado pulsatorio, característica para conductores experimentados o para autos equipa- dos con sistema ABS. La descripción analítica de un modelo de movimien- to de vehículo puede expresarse como un conjunto de ecuaciones diferenciales ordinarias, las cuales pueden resolverse aplicando sólo métodos numéri- cos. Se escribió en Turbo-Pascal 5 un programa que resuelve el problema. En el programa se aplicó el método de cuarto grado de Runge – Kutty para integrar las ecuaciones. El modelo de verificación comprende certidumbres estadísticas según las características del proceso de frenado adquiridas desde el modelo, con los resultados de los tests. En la Figura 5 se muestra un ejemplo de resultados de cálculo de características del proceso de frenado de un auto de pasajeros estándar que tiene una velocidad inicial de Vo = 100 km/h y suponiendo frenado continuo de diferente intensidad de presión sobre el pedal de freno en diferentes tests, desde presión pequeña hasta frenado de ‘panico’. Figura 5 Características del Proceso de Frenado con Velocidad Inicial Vo = 100 km/h
  • 31. Nuevos Enfoques de Diseño Geométrico Vial en Polonia 7/9 Traducción: franjusierra@arnet.com.ar Francisco Justo Sierra franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA Beccar, invierno 2007 La comparación de características de proceso de frenado de un auto de pasajeros estándar en Polonia, adquiridas del modelo elaborado con distancias de frenado supuestas en las guías de diseño, permite sacar las conclusiones siguientes: 1. La distancia de frenado calculada según el modelo de AASHTO 3) se corresponde con la estrategia de frenado seguro en el caso de usar un coeficiente de fricción en dirección longitudinal entre 50 y 70 %, Figure 5. Detallados análisis 6) indican que un auto es seguro si el uso del coeficiente de fricción en dirección longitudinal no supera el 70 %. El resto, que podría entenderse como una diferencia de vector, que es aproximadamente 70 %, debe reservarse para transmitir fuerzas laterales y momen- tos de giro. 2. Las distancias de frenado calculadas según el método RAS- L-l 4) se corresponden con las distancias de frenado con casi el uso total del coeficiente de fricción longitu- dinal, Figure 5, el cual significa que la efectividad de frenado se alcanza por parte de experimentados conductores, o aquellos en vehículos equipados con sistema ABS. 3. El frenado seguro ocurre mientas se tienen inten- sidades diferentes de frenado (desde 0.445 mientas se tiene Vo = 40 km/h, hasta 0.285 con Vo = 100 km/h), y las dife- rentes expresiones de esta intensidad resultan de diferentes índices de riesgo aceptados por los conductores, diferentes características de la su- perficie de pavimento y diferentes estados de los neumáticos supuestos como ‘estándares’, Figu- ra 6. 4. Los resultados obtenidos del modelo elaborado de conducción vehicular se usaron para verificar los requerimientos de visibi- lidad en las guías de nuevos diseños viales en Polonia. Figura 6 Intensidades Medias de Frenado PLANIFICACIÓN DE LA RECONSTRUCCIÓN DE CAMINOS DE DOS-CARRILES En la red vial de Polonia, el aumento de la densidad de tránsito fuerza la modernización de la red y la construcción de nuevas rutas. Debido a muchas razones, la modernización será la forma principal de ajustar las redes viales a las crecientes necesidades del tránsito. El tránsi- to vial en Polonia se concentra en 4800 km de caminos internacionales, cuya mitad son ca- minos de dos-carriles con banquinas pavimentadas de 1.5 – 2.0 m de ancho. Independien- temente de su función básica, estos caminos proveen conexiones nacionales e internaciona- les, y usualmente son usados por el tránsito arterial a local. La falta de colaboración surge con la planificación de pueblos y zonas rurales.
  • 32. 8/9 Nuevos Enfoques de Diseño Geométrico Vial en Polonia Traducción: franjusierra@arnet.com.ar Francisco Justo Sierra franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA Beccar, invierno 2007 Como resultado estos caminos usualmente cruzan áreas urbanas. Así, el tránsito peatonal y ciclista aparece en los caminos. El incremento reciente de la den- sidad de tránsito causó el uso común de las banquinas pavimentadas por vehículos de trán- sito más lento. A menudo, esta hecho resulta en la situación de tres o cuatro vehículos en la sección transversal del camino. Como consecuencia, la amenaza a la seguridad del tránsito es mayor en Polonia. El problema de elaborar el programa de modernización de estos cami- nos se volvió un asunto urgente. Considerando el incremento estimado de la densidad de tránsito y los análisis de costos simplificados y beneficios, se proponen los siguientes principios para reconstruir caminos con banquinas pavimentadas, Figure 7: Figura 7 Principios para Planificar la Reconstrucción de Caminos en Polonia 1. Las banquinas pavimentadas deben ser usadas por el tránsito peatonal, ciclista y lo- cal, tanto como por los vehículos directos, si la densidad de tránsito, TMD, no supera los 5000 veh/día. 2. Al tener un TMD > 5000 y tránsito peatonal y ciclista en banquina, la banquina se se- parará de la calzada con una línea continua y sólo será adecuada para tránsito pea- tonal y ciclista. Con TMD entre 8000 y 10000, los peatones y ciclistas son forzados por los autos a usar la banquina de tránsito para usar sólo un borde del coronamien- to del camino. Ningún medio de organización puede impedir efectivamente tales ac- ciones. Los accidentes son tan costosos que en tal caso es económicamente razo- nable para los conductores, peatones y tránsito local permanecer fuera del corona- miento del camino. La mayor efectividad puede obtenerse mediante la reconstrucción del camino a sección-transversal de 2 + 1. 3. Cuando el TMD previsto supere los 17000, debe planearse la construcción de una segunda calzada, y adecuados caminos frentistas para peatones y tránsito local. El camino sólo debe ser adecuado para vehículos automotores. 4. Si el TMD previsto supera los 27000, el programa de reconstrucción 3) debe suplirse con la construcción de banquinas pavimentadas.
  • 33. Nuevos Enfoques de Diseño Geométrico Vial en Polonia 9/9 Traducción: franjusierra@arnet.com.ar Francisco Justo Sierra franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA Beccar, invierno 2007 Para estimar los valores límites de TMD, se usaron los análisis de beneficio/costo descritos por Transprojekt-Warszawa Ltd. Consulting Engineers. La tasa de retorno del primer año (FYRR) incluye: • inversión promedio y costos de mantenimiento para reconstrucción de caminos con banquinas pavimentadas, • costos de accidentes, y • costos de tránsito para cuatro tipos de vehículos. Últimamente se desarrolló en Polonia un método para estimar velocidad de viaje 8) . La velocidad de viaje se expresa como una función de un conjunto de variables que descri- ben el alineamiento y señalización vial, entorno y parámetros del flujo vehicular. Se usó un procedimiento de dos-pasos para desarrollar los modelos de velocidad. En el primer paso, se aplicó un análisis de factor para conseguir componentes principales mutuamente inde- pendientes. En el segundo paso, se usó un análisis de regresión múltiple para construir ecuaciones de velocidad con componentes principales como variables independientes, y parámetros de distribución de velocidades como variables dependientes. Para determinar el límite de la relación velocidad-volumen y relación accidente en camino 2 + 1, se usó un estudio alemán 9) . En este método se tiene en cuenta el tránsito peatonal-ciclista como una variable no- numérica, exista o no este tránsito. RECONOCIMIENTOS El autor reconoce la ayuda financiera del General Directorate of Public Roads en Polonia, y de Transprojekt-Warszawa Ltd. Consulting Engineers. REFERENCIAS 1) Steffen, H., R. Lamm, and A. Guenther: Sicherheits - ueberpruefung im Strassentwurf unter Anwendung komplexer EDV - Systeme. Strassen- und Tiefbau, October 1992. 2) A Policy on Geometric Highways Design. Warsaw, 1966 (in Polish). 3) A Policy on Geometric Design of Highways and Streets. AASHTO, Washington, D.C., 1990. 4) Richtlinien fuer die Anlage von Strassen. Teil: Linienfuehrung RAS-L-1. Fors chungs- gesellschaft fuer Strassen-und Verkehrswesen. 1984. 5) Highway Link Design. Department of Transport. London 1984. 6) Sandecki, T.: Sight distances on two-lane two-way roads. M.S. thesis. Warsaw Tech- nical University, Vol. 107, 1989 (in Polish). 7) Olsen, P.L., D. E. Cleveland, D.S. Fancher, L. P., and W. L. Schneider: Parameters affecting stopping sight distance. NCHRP Report 270. Transportation Research Board, June 1984. 8) Cielecki, A., Wiéckowski, M.: Speed models for rural roadways. Zeszyty Naukowo- Techniczne Oddzia'u Krakowskiego SITK, 1992 (in Polish). 9) Brannolte U.: Einsatz von Zwischenquerschnitten. Bericht der Projektgruppe Zwis- chenquerschnitte der Bundesanstalt fuer StraBenwesen. Bergisch Gladbach, No- vember 1992.
  • 34.
  • 35. LA VELOCIDAD DIRECTRIZ EN EL DISEÑO GEOMÉTRICO DE CAMINOS 1/11 REVISIÓN DE PRÁCTICAS INTERNACIONALES MATERIAL DIDÁCTICO NO-COMERCIAL CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL TRADUCCIÓN franjusierra@arnet.com.ar FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com INGENIERO CIVIL UBA Beccar, junio 2009 L LA A V VE EL LO OC CI ID DA AD D D DI IR RE EC CT TR RI IZ Z E EN N E EL L D DI IS SE EÑ ÑO O G GE EO OM MÉ ÉT TR RI IC CO O D DE E C CA AM MI IN NO OS S R RE EV VI IS SI IÓ ÓN N D DE E P PR RÁ ÁC CT TI IC CA AS S I IN NT TE ER RN NA AC CI IO ON NA AL LE ES S Abishai Polus, Ph.D., Technion - Israel Institute of Technology Christopher M. Poe, P.E., Pennsylvania Transportation Institute John M. Mason, Jr., Ph.D., P.E., Pennsylvania Transportation Institute http://onlinepubs.trb.org/onlinepubs/circulars/ec003/ch5.pdf INTRODUCCIÓN El uso del clásico concepto de la velocidad directriz como un criterio para la coherencia de diseño en los caminos rurales se originó en los EUA en los 1930s, en respuesta a los crecientes índices de accidentes en las curvas hori- zontales. El concepto se desarrolló como un mecanismo para diseñar alineamien- tos de caminos rurales que permitieran a la mayoría de los conductores operar uniformemente a su velocidad deseada. Sin embargo, por el desarrollo de la práctica y comportamiento del conductor, el concepto perdió efectividad en produ- cir alineamientos coherentes. La base del concepto de la velo- cidad directriz es la selección y aplica- ción de una supuesta velocidad de dise- ño con la cual se relacionan los elemen- tos de diseño con la intención de asegu- rar un alineamiento coherente. A su vez, la coherencia del alineamiento puede medirse con respecto a la uniformidad de las velocidades de operación a lo lar- go del alineamiento. El ‘Libro Verde’ AASHTO de 1994 (1) define la velocidad directriz o de di- seño como: “la máxima velocidad que puede mantenerse sobre una sección especificada de camino cuando las con- diciones son tan favorables que sólo go- biernan las características del camino.” AASHTO da mayor clarificación cualitati- va de esta definición algo abstracta. Sin embargo, no se provee guía cuantitativa sobre qué valor percentil de la distribu- ción de velocidades debe usarse como velocidad directriz. Así, el cumplimiento es subjetivo y difícil de asegurar. Por el contrario, la guía de diseño de caminos rurales australiana y las de la mayoría de los países europeos con- sideran la velocidad directriz como: “el 85° percentil de distribución de las velo- cidades en flujo libre observadas en rec- tas largas (rectas independientes) o cur- vas de grandes radios, en secciones de caminos con bajos volúmenes de tránsi- to” (2). Los investigadores en los EUA, Australia y algunos países de Europa observaron disparidades entre la veloci- dad directriz y de operación en los ali- neamientos de caminos rurales de dos- carriles, y revelaron que las velocidades del 85° percentil en la mayoría de los caminos rurales eran mayores que las velocidades directrices en las curvas con velocidades directrices menores que 90- 100 km/h, y que eran menores con velo- cidades directrices mayores que unos 100 km/h. (3,4,5). Además, como se indica en la Tabla 1, aun a la misma velocidad direc- triz hay diferencias en los valores para el radio mínimo, peralte máximo, y otros parámetros de diseño recomendados en las guías de diseño de diferentes países. Aunque haya coherencia en la definIción y uso del criterio de la velocidad directriz, hay incoherencias en las relaciones en- tre la velocidad directriz y los elementos
  • 36. 2/11 Abishai Polus, Ph.D., Technion - Israel Institute ofTechnology Christopher M. Poe, P.E., Pennsylvania Transportation Institute John M. Masón, Jr., Ph.D., P.E., Pennsylvania Transportation Institute MATERIAL DIDÁCTICO NO-COMERCIAL CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL TRADUCCIÓN franjusierra@arnet.com.ar FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com INGENIERO CIVIL UBA Beccar, junio 2009 de diseño geométrico, las cuales origina- ron los estudios de investigación desti- nados a hallar enfoques alternativos pa- ra diseñar las curvas horizontales. El objetivo de este informe es evaluar cómo se usa la velocidad direc- triz en los EUA y otros países. Para ello se revisaron las políticas de diseño y se consultaron a proyectistas de 18 países. COMENTARIOS SOBRE PRÁCTICAS COMUNES DE LA VELOCIDAD DIRECTRIZ Hay varias diferencias en el con- cepto de la velocidad directriz según se lo aplica al diseño de los alineamientos de caminos rurales en los EUA y otros países. Mientras que los EUA y Canadá continúan adheridos el concepto clásico de la velocidad directriz, Australia y cinco países de Europa; es decir, Alemania, Suiza, Gran Bretaña, Francia y Suecia, realzaron su uso de la velocidad directriz para incorporar la explícita consideración del real comportamiento del conductor a la velocidad en términos de las velocida- des de operación del 85° percentil. El diseño del peralte también se basa en las velocidades estimadas del 85° per- centil, si exceden la velocidad directriz del camino. A continuación se tratan breve- mente las prácticas de velocidad directriz en diferentes países. Estados Unidos de América En los EUA, el ‘Libro Verde’ de AASHTO 1994 establece la política de diseño de los alineamientos de los cami- nos rurales, la cual da una vaga defini- ción cuantitativa para la velocidad direc- triz o de diseño, y el concepto presenta- do no coordina suficientemente las ca- racterísticas geométricas individuales como para asegurar la coherencia del diseño. Sólo controla los valores míni- mos de la velocidad directriz y alienta usar valores superiores a los mínimos. Recientes datos empíricos sugieren que las velocidades mínimas recomendadas por AASHTO subestiman las velocida- des deseadas por los conductores actua- les (3,5). Por ejemplo, en caminos colec- tores rurales la guía de AASHTO sobre velocidades directrices mínimas permite seleccionar una velocidad directriz tan baja como de 48 km/h La política sobre el diseño del pe- ralte, según se aplica en el clásico con- cepto de la velocidad directriz, puede contribuir a incoherencias en la veloci- dad de operación. Las políticas sobre los índices máximos de peralte y su distribu- ción conducen a valores de peralte en curvas con un radio dado que varían de estado a estado, y dentro de los estados varían de camino a camino según los valores máximos del peralte y la veloci- dad directriz del camino (2,6). Estas va- riaciones en los valores del peralte influ- yen la tarea del conductor de seleccionar la velocidad y pueden incrementar la disparidad entre velocidades de diseño y de operación. Dado que la política de AASHTO supone que los conductores operan uni- formemente a la velocidad directriz, el proceso de diseño del alineamiento rural carece de un bucle de retroalimentación en el cual el comportamiento a la veloci- dad del conductor, resultante del alinea- miento diseñado, se estime y compare con la velocidad directriz asumida. Debido a la resultante disparidad entre las velocidades de diseño y de operación, especialmente en alineamien- tos de baja velocidad directriz, es nece- sario chequear y resolver las disparida- des entre las velocidades de diseño en curvas individuales y entre las velocida-
  • 37. LA VELOCIDAD DIRECTRIZ EN EL DISEÑO GEOMÉTRICO DE CAMINOS 3/11 REVISIÓN DE PRÁCTICAS INTERNACIONALES MATERIAL DIDÁCTICO NO-COMERCIAL CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL TRADUCCIÓN franjusierra@arnet.com.ar FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com INGENIERO CIVIL UBA Beccar, junio 2009 des de operación de características su- cesivas del alineamiento (7). También es necesario comprender la influencia de las características geométricas distintas de las del alineamiento horizontal sobre la velocidad de operación. Deben inves- tigarse los elementos geométricos del alineamiento vertical, sección transversal y entorno al costado del camino para determinar cómo afectan a las velocida- des de operación. Varios países adoptaron parte o toda la política de diseño de AASHTO. Por lo tanto, países tales como Canadá establecen el concepto de la velocidad directriz en la misma forma que en los EUA (9). Alemania Las guías de diseño alemanas usan las velocidades directriz, VD, y de operación del 85° percentil, VO85, para diseñar los alineamientos rurales. Como en los EUA, la VD se usa para determinar los radios mínimos de las curvas horizontales, pendientes máximas, y valores mínimos de k para las curvas verticales convexas. Para evaluar y diseñar los peraltes y dis- tancias visuales de detención se usa la VO85 estimada. La VO85 se estima según relaciones empíricas basadas en la tasa de cambio de la curvatura y en el ancho de pavi- mento. La esperada VO85 no debe su- perar la VD por más de 20 km/h; de otra forma, las guías requieren aumentar la VD o modificar el diseño para reducir la esperada VO85. Así, el proceso de dise- ño comprende un bucle de retroalimen- tación en el cual el comportamiento a la velocidad del conductor resultante del alineamiento diseñado se estima y com- para con la VD asumida. El diagrama de flujo de la Figura 1 ilustra el procedimiento alemán de dise- ño del alineamiento. FIGURA 1 Diagrama de Flujo para Evaluar la Cohe- rencia de Diseño del Alineamiento Alemán Suiza El procedimiento de coherencia de alineamiento suizo (8) estima el perfil de velocidad a lo largo de un alineamien- to e identifica las diferencias excesivas de velocidad entre elementos sucesivos. El perfil de velocidad se estima sobre la base de la velocidad en curvas horizon- tales, pendiente máxima en rectas, e índices de desaceleración y aceleración al entrar y salir de las curvas horizonta- les. Originalmente se supuso que los perfiles de velocidad suizos representa- ban las VO85 observadas, pero los da- tos recientes muestran mayores veloci- dades en curvas más cerradas con su correspondiente incremento en la expe- riencia de accidentes. En lugar de modificar las originales rela- ciones velocidad-radio, los suizos las- mantuvieron, y las usan como una herramienta de diseño para determinar la velocidad segura en las curvas más cerradas.
  • 38. 4/11 Abishai Polus, Ph.D., Technion - Israel Institute ofTechnology Christopher M. Poe, P.E., Pennsylvania Transportation Institute John M. Masón, Jr., Ph.D., P.E., Pennsylvania Transportation Institute MATERIAL DIDÁCTICO NO-COMERCIAL CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL TRADUCCIÓN franjusierra@arnet.com.ar FRANCISCO JUSTO SIERRA franjusierra@yahoo.com INGENIERO CIVIL UBA Beccar, junio 2009 Gran Bretaña Las normas actuales británicas (2) ponen énfasis en que las secciones de caminos de dos-carriles deben tener dis- tancia visual de adelantamiento clara- mente adecuada o inadecuada, y que en el diseño vial deben evitarse las seccio- nes con distancia visual de adelanta- miento marginalmente adecuada. Las normas permiten curvas con radios bas- tante grandes como para proveer distan- cia visual de adelantamiento adecuada, o curvas con radios bastante pequeños como para que la distancia visual de adelantamiento sea claramente inade- cuada, y así, no serán mal juzgadas por los conductores cuando se provean ade- cuadas señales viales. Sin embargo, no se recomiendan curvas con radios intermedios, tales que los conductores pudieran juzgarlos inco- rrectamente como que proveían adecua- da distancia visual de adelantamiento. Distinto de los EUA y la mayoría de los países de Europa, los británicos no em- plean los conceptos de la clasificación funcional. En cambio, al seleccionar una velocidad directriz ponen énfasis en los efectos de las restricciones de alinea- miento y trazado (sección transversal y control de acceso) sobre las velocidades de operación. La restricción de alineamiento es función del “torcimiento”, definido por el grado total de curvatura por kilómetro y la media armónica de la distancia visual disponible (2). La restricción de trazado es función del tipo de camino (dos- carriles y multicarriles divididos), ancho de la sección transversal y densidad de acceso. Se intenta equilibrar el diseño de las VD y VO para obtener ahorros de costo y ambientales mediante el uso de un procedimiento iterativo para seleccio- nar la velocidad directriz y el diseño geométrico del alineamiento. Australia Las normas australianas actuales de diseño vial (Austroads, 1989) presentan procedimientos de diseño revisados para alineamientos de baja-velocidad que in- corporan considerar las velocidades de operación para mejorar la coherencia de diseño. En los caminos VD más baja hay mayor variación en la VO. Para alinea- mientos de velocidad-baja (es decir, ≤ 90 km/h) se usa como VD la VO85 (4). Para alineamientos de alta VD (es decir, > 100 km/h), el concepto clásico de VD está todavía en uso porque para tales alineamientos los estudios revela- ron que la VO85 era menor que la VD. Se usa una serie de tablas y valores pa- ra estimar la VD a lo largo del alinea- miento. Un alineamiento se divide en secciones, y la VO se estima para cada una de las secciones. Comprendiendo que los conductores aumentarán sus velocidades en las sec- ciones rectas, las guías de diseño de Australia dan el incremento de velocidad esperado en las secciones rectas y se incluyen correcciones para pendientes positivas. Un proyectista puede comenzar en un extremo del corredor con la velocidad de la sección y continuar a lo largo del ali- neamiento y determinar la VO en cual- quier punto a lo largo del corredor. El proceso también permite chequear los radios mínimos de curvas sobre la base de la velocidad de entrada en la curva. Por ejemplo, una curva puede tener un radio adecuado para la VD seleccionada, pero si la curva es precedida por una larga recta, entonces la VO aumenta muy por arriba de la VO. Este radio de curva puede no ser ade- cuado para las verdaderas velocidades de operación de los vehículos que entran en la curva.