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RECONCILIACIÓN DE LOS LÍMITES DE VELOCIDAD CON LAS VELOCIDADES DIRECTRICES - RESUMEN
MATERIAL DIDÁCTICO NO-COMERCIAL – CURSOS UNIVERSITARIOS DE POSGRADO
Traductor Microsoft Free Online +
+ Francisco Justo Sierra franjusierra@yahoo.com
+ Alejandra Débora Fissore alejandra.fissore@gmail.com
Ingenieros Civiles UBA/UNSa – Beccar, marzo 2013 ingenieriadeseguridadvial.blogspot.com.ar
Publication FHWA/IN/JTRP-2004/26. Joint Transportation Research Program, Indiana De-
partment of Transportation and Purdue University, West Lafayette, Indiana, 2004.
docs.lib.purdue.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1650&context=jtrp
Reconciliación de los Límites de Velocidad
con las Velocidades Directrices - Resumen
TRADUCTOR MICROSOFT ONLINE FREE +
Ingeniero Civil UBA – CPIC 6311
Ingeniera Civil UNSa – COPAIPA 3805
Beccar, marzo 2013

2/111 JTRP TECHNICAL REPORTS 2004 - PURDUE UNIVERSITY
FINAL REPORT
FHWA/IN/JTRP-2004/26
RECONCILING SPEED LIMITS WITH DESIGN SPEEDS
By
Alberto M. Figueroa Medina
Graduate Research Assistant
Andrew P. Tarko
Associate Professor
tarko@ecn.purdue.edu
School of Civil Engineering
Purdue University
jtrp@ecn.purdue.edu
http://www.purdue.edu/jtrp
Joint Transportation Research Program
Project No: C-36-10G
File No: 8-3-7
SPR- 2661
Conducted in Cooperation with the
Indiana Department of Transportation
And the
U.S. Department of Transportation
Federal Highway Administration
El contenido de este informe refleja la opinión de los autores, quienes son responsables de los
hechos y de la exactitud de los datos presentados. No necesariamente refleja las opiniones
oficiales o las políticas de la FHWA, o del Indiana DOT, en el momento de su publicación. El
informe no constituye una norma, especificación o regulación.
Purdue University
West Lafayette, IN 47907
Diciembre 2004

RECONCILIACIÓN DE LOS LÍMITES DE VELOCIDAD CON LAS VELOCIDADES DIRECTRICES - RESUMEN 3/111
Reconciliación de los límites de velocidad con las velocidades directrices
Introducción
El Manual de Diseño INDOT recomienda seleccionar una velocidad directriz basada en:
• clasificación funcional,
• zona urbana vs rural,
• topografía,
• volúmenes de tránsito y
• alcance del proyecto.
La velocidad directriz debe ser igual o mayor que la legal, o límite de velocidad previsto. Según
AASHTO, una velocidad directriz debe ser coherente con la velocidad que un conductor
probablemente espere en el camino, particularmente la primera vez que lo recorre.
Utilizando velocidades directrices, los caminos se diseñan de manera conservadora para
facilitar el movimiento seguro de los vehículos, incluso en condiciones adversas, pero razo-
nables. En consecuencia, las reales velocidades de operación del 85º percentil en flujo libre,
VO85, pueden exceder la velocidad directriz. Esta situación no provoca excesivo peligro,
porque la mayoría de los conductores perciben adecuadamente el riesgo.
Diseñados y construidos en el pasado, algunos caminos de Indiana no cumplen con los es-
tándares de diseño actual. INDOT realiza un continuo esfuerzo por modernizarlos. Debido a
los costos prohibitivos, se consideran velocidades directrices reducidas y excepciones de
diseño.
Se necesitan guías para ayudar a reducir la discrepancia entre las soluciones de diseño
económicamente justificables, y los estándares de diseño esperados por los conductores.
La predicción de la VO85 en secciones modernizadas ayudaría a los proyectistas a en-
contrar soluciones que satisfagan las expectativas de los conductores y las normas de
diseño actuales. El objetivo de la investigación fue desarrollar una herramienta para
predecir la velocidad real en los caminos modernizados de dos y cuatro carriles en
Indiana.
RESUMEN TÉCNICO p3-7
Technology Transfer and Project Implementation Information
INDOT Research
TRB Subject Code: 54-9 Traffic Performance Measures June 2004
Publication No.: FHWA/IN/JTRP-2004/26, SPR-2661 Draft Final Report

Hallazgos
Para desarrollar los modelos se utilizaron las velocidades en flujo libre y las características
geométricas recogidas en caminos rurales de dos carriles, y caminos rurales y suburbanos de
cuatro carriles. Se consideró la experiencia de accidentes en los caminos estudiados para
eliminar segmentos donde un alto número de accidentes indicara que la percepción del riesgo
por parte del conductor podría ser incorrecta. Los modelos demostraron su eficacia en iden-
tificar relaciones entre velocidad y diversas características de la geometría del camino; por
ejemplo, dimensiones de la sección transversal, elementos de curva horizontal, densidades
de intersecciones y accesos a propiedad, y tipo de mediana.
Aplicación práctica
(*) NdT: Para recordar estas olvidadas medidas de dispersión estadística, el traductor leyó:
http://www.disfrutalasmatematicas.com/datos/desviacion-estandar.html
Resumen de los revisores de la traducción
La velocidad media en flujo libre y su variabilidad se consideran factores importantes de
seguridad. Los modelos de predicción de velocidad existentes combinan la velocidad me-
dia con la dispersión de velocidad, lo que dificulta identificar los factores de la velocidad e
interpretar los resultados. Además, los modelos existentes se especializan en percentiles
seleccionados, y no son capaces de estimar todo el rango de variabilidad de la velocidad
en un punto. Este informe presenta un método avanzado de modelado de velocidades en
flujo libre, que supera las limitaciones de los modelos existentes, lo cual se logró con la
representación de la velocidad-del-percentil como una combinación lineal de la velocidad
media y de la desviación estándar, σ. (*)
Los modelos de velocidad desarrollados se incluyeron en una herramienta prototipo de
software para ayudar a los proyectistas viales a usar los modelos. La herramienta genera
un perfil de la velocidad media y velocidad-de-cualquier-percentil-especificado, VOn, para
la longitud de todo el proyecto, sobre la base de los valores del diseño preliminar. La he-
rramienta puede usarse para evaluar si las velocidades predichas cumplen con la veloci-
dad deseada para el proyecto, identifican los lugares con incoherencias de diseño y eva-
lúan posibles modificaciones de los valores de diseño en cualquier lugar.
El ‘resumen’ de la revision y ajuste al español (Argentina) del Traductor Microsoft Online Free
consistió en:
• No ajustar el texto de los capítulos referidos a técnicas estadísticas de recolección y procesa-
miento de datos, y cálculos de regresiones, por no considerarlos de interés prioritario de los
destinatarios de esta traducción: proyectistas viales y jóvenes ingenieros de cursos de pos-
grado. Se supone que a ellos les interesan más los conceptos, conclusiones, recomendaciones
y modos prácticos de aplicar los resultados y herramientas.
• Se omitió el Apéndice C, ‘SALIDA SAS
®
DE MODELOS DE VELOCIDAD’
• Los textos no revisados se incluyen sin ajuste en tamaño Arial 8.
Para los ingenieros interesados en diseñar e investigar, que quisieran completar el ajuste, tienen a
su disposición el documento Word completo; solo tienen que solicitarlo por mail a los revisores.

ÍNDICE
RESUMEN TÉCNICO
CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN 9
1.1. ANTECEDENTES 9
1.2. PROBLEMAS DE INVESTIGACIÓN 11
1.3. ALCANCE Y OBJETIVO DE LA INVESTIGACIÓN 13
1.4. BENEFICIOS ESPERADOS 14
1.5. ORGANIZACIÓN DEL INFORME 14
CAPÍTULO 2 REVISIÓN DE LA BIBLIOGRAFÍA 15
2.1. PRÁCTICAS DE SELECCIÓN DE VELOCIDADES DIRECTRICES Y LÍMITES DE VELOCIDAD 15
2.2. CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS COMO FACTORES DE VELOCIDAD 17
2.3. MODELOS DE PREDICCIÓN DISPONIBLES Y METODOLOGÍAS DE INVESTIGACIÓN 19
CAPÍTULO 3 METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN 25
3.1. ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN 25
3.2. MODELO DE VELOCIDAD DEL nº PERCENTIL 25
3.3. DESARROLLO Y CALIBRACIÓN DEL MODELO 28
CAPÍTULO 4 LA RECOPILACIÓN DE DATOS EN LOS CAMINOS RURALES DE DOS CARRILES 33
4.1. REQUISITOS DE DATOS 33
4.2. IDENTIFICACIÓN DE SEGMENTOS CANDIDATOS 33
4.3. CÁLCULO DE OCURRENCIA E ÍNDICES DE ACCIDENTES 35
4.4. RECOPILACIÓN DE DATOS DE PRUEBA 36
4.5. DATOS DE MEDICIONES GEOMÉTRICAS 37
4.6. MEDIDAS DE VELOCIDAD EN FLUJO LIBRE 38
4.7. RESUMEN DE LAS CARACTERÍSTICAS DEL CAMINO Y VELOCIDADES EN FLUJO LIBRE 39
4.8. TENDENCIAS ENTRE VELOCIDADES DE OPERACIÓN OBSERVADAS Y CARACTERÍSTICAS VIALES 41
4.9. COMPARACIÓN DE VELOCIDAD ENTRE CLASES DIFERENTES DE VEHÍCULOS 45
CAPÍTULO 5 RECOPILACIÓN DE DATOS EN CAMINOS DE CUATRO CARRILES 48
5.1. REQUISITOS DE DATOS 48
5.2. IDENTIFICACIÓN DE SEGMENTOS DE CAMINOS CANDIDATOS 48
5.3. MEDICIONES DE DATOS GEOMÉTRICOS 49
5.4. MEDIDAS DE LA VELOCIDAD EN FLUJO LIBRE 50
5.5. CÁLCULO DE LA OCURRENCIA E ÍNDICES DE ACCIDENTES 50
5.6. RESUMEN DE LAS CARACTERÍSTICAS DEL CAMINO Y VELOCIDADES EN FLUJO LIBRE 51
5.7. TENDENCIAS ENTRE VELOCIDADES DE OPERACIÓN Y CARACTERÍSTICAS VIALES 54
CAPÍTULO 6 MODELOS DE PREDICCIÓN DE VELOCIDADES DE CAMINOS RURALES DE DOS CARRILES 56
6.1. DESARROLLO DE MODELOS DE VELOCIDAD 56
6.2. DISCUSIÓN DE RESULTADOS DEL MODELO 65
6.3. EVALUACIÓN DE MODELOS DE VELOCIDAD 67
6.4. COMPARACIÓN DE LOS MODELOS TRADICIONALES Y PROPUESTOS 71
CAPÍTULO 7 MODELOS PREDECIR VELOCIDAD CAMINOS DE CUATRO CARRILES 74
7.1. DESARROLLO DE MODELOS DE VELOCIDAD 74
7.2. DISCUSIÓN DE RESULTADOS DEL MODELO 75
7.3. EVALUACIÓN DE MODELOS DE VELOCIDAD 76
CAPÍTULO 8 LÍMITES DE VELOCIDAD, VELOCIDADES DIRECTRICES Y VELOCIDADES OBSERVADAS 79
8.1. VELOCIDADES EN CAMINO RURAL DE DOS CARRILES 79
8.2. VELOCIDADES EN CAMINO DE CUATRO CARRILES 87
CAPÍTULO 9 HERRAMIENTA DE PREDICCIÓN DE VELOCIDAD PARA CAMINOS DE DOS Y CUATRO CARRILES 91
9.1. PROPÓSITO DE LA HERRAMIENTA DE PREDICCIÓN DE VELOCIDAD 91
9.2. MODELOS DE PREDICCIÓN DE VELOCIDAD 93
9.3. ENTRADAS (INPUTS) A HERRAMIENTA DE VELOCIDAD 93
9.4. RESULTADOSDE VELOCIDAD 99
CAPÍTULO 10. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 101
REFERENCIAS 103
APÉNDICES A - B 105

ELABORACIÓN DEL INFORME
Los modelos de velocidad desarrollados en la investigación se incluyeron en una herra-
mienta prototipo basada en Visual Basic, para ayudar a los proyectistas viales a aplicarlos.
La herramienta prototipo, llamada modelo de predicción de velocidad de camino (MPVC),
se desarrolló como una aplicación independiente de Windows, ready-to-use, según lo
solicitado por el SAC. El usuario escribe manualmente los valores de diseño vial necesa-
rios para estimar las velocidades. La herramienta da valores por defecto para la mayoría de
las variables incluidas en los modelos de velocidad. Tales valores predeterminados co-
rresponden a valores típicos utilizados en el diseño vial, o condiciones viales de base
irrestricta. La herramienta sugiere un rango de valores para la mayoría de las variables
basadas en las mediciones de campo, y genera un perfil de velocidad media y de cualquier
velocidad de percentil especificado para todo el proyecto. El usuario puede imprimir el perfil
de velocidad y las tablas con los valores de entrada del diseño; y agregarlos a los docu-
mentos del proyecto. La sección de ayuda de la herramienta incluye el manual del usuario
con las instrucciones, los modelos de velocidad y las definiciones de las variables.
La herramienta puede integrarse al proceso de diseño vial como parte de la etapa del
diseño preliminar. Los proyectistas pueden evaluar si las velocidades predichas satisfacen
la velocidad deseada, identificar los lugares en el proyecto con cambios de velocidad que
puedan indicar posibles incoherencias de diseño posibles, y evaluar el efecto sobre la
velocidad de cualquier modificación en los valores de diseño preliminar, en cualquier
ubicación del proyecto de mejoramiento del camino.
El Manual de Diseño del INDOT define la velocidad de operación como la máxima velo-
cidad general a la cual un conductor puede viajar con seguridad, mientras no exceda la
velocidad directriz. Esta definición puede modificarse para estar de acuerdo con la defini-
ción actual de AASHTO, según la cual la velocidad de operación es la velocidad observada
a la que los conductores operan sus vehículos en condiciones en flujo libre. Normalmente
se utiliza el 85º percentil de la distribución de la velocidad de flujo continuo para representar
la velocidad de operación del camino, aunque también se ha propuesto usar percentiles.
Los modelos de velocidad incluidos en la herramienta de velocidad tienen la capacidad de
predecir cualquier percentil de velocidad en flujo libre, del 5º al 95º, en múltiplos de cinco.
Este atributo es muy importante si se cambia la política actual de velocidad de operación
para un percentil que no sea el 85º. En tales circunstancias, no habrá ninguna necesidad
de desarrollar nuevos modelos de velocidad, o de corregir la herramienta de velocidad.
En general, para proyectos de construcción/reconstrucción nuevos, el Manual de Diseño
de INDOT recomienda que el límite de velocidad señalizado sea igual a la velocidad di-
rectriz utilizada en el diseño, si ésta no excede el límite legal; y que un estudio de ingeniería
de tránsito ayude a determinar el límite de velocidad señalizado.

Utilizando las velocidades directrices, los caminos se diseñan de manera conservadora,
para facilitar el movimiento seguro de los vehículos, incluso en condiciones adversas, pero
razonables. En la mayoría de las situaciones, el 85º percentil de velocidades observadas
en flujo libre excedió la velocidad directriz. Se agregó la experiencia de accidentes para
eliminar casos donde la percepción de los conductores pudiera ser incorrecta, represen-
tada por un índice de accidentes considerablemente alto para todo el segmento de camino.
Las velocidades estimadas de los modelos desarrollados concurren con un nivel satis-
factorio de seguridad para segmentos de camino modernizados.
Todos los lugares observados en caminos de cuatro carriles y segmentos rectos en ca-
minos rurales de dos carriles tenían VO85 superiores al límite de velocidad señalizado. En
los lugares observados en curvas horizontales de caminos rurales de dos carriles, en
promedio, el 33% de los conductores operan a velocidades mayores que el límite de ve-
locidad señalizado, y el 70% operan a velocidades superiores a la velocidad aconsejada.
Además, todos los lugares observados en curvas horizontales tenían VO85 superiores a la
velocidad directriz inferida de la curva. La diferencia entre las velocidades directrices infe-
ridas y las VO85 varían de 8 a 25 km/h. Las curvas sin velocidades aconsejadas tenían
VO85 que superaban las velocidades directrices inferidas en un rango de 15 a 18 km/h.
Siguiendo la regla de 85º percentil y teniendo en cuenta el considerable índice bajo de
accidentes en esos segmentos, el límite de velocidad señalizado puede seguramente
exceder la velocidad directriz.
La actual política de diseño puede modificarse para permitir el ajuste del límite de velocidad
señalizado en un valor superior a la velocidad directriz, pero según la VO85. La experiencia
de choque puede ser una consideración adicional. Luego puede aplicarse el juicio de in-
geniería para equilibrar el costo de la seguridad y construcción en proyectos de mejora-
miento vial.

1 INTRODUCCIÓN p9-14
1.1 Antecedentes
El MUTCD 2000 es el estándar para usar señales de límite de velocidad. En la Sección 2B.11
dice: "Después de realizado un estudio según las prácticas de la ingeniería de tránsito, la
señal de límite de velocidad (R2-1) deberá mostrar el límite establecido por ley, ordenanza,
Reglamento, o el adoptada por el organismo autorizado." El MUTCD también indica que un
límite de velocidad señalizado debe ser la VO85 en flujo libre, redondeado al múltiplo más
cercano de 10 km/h.
El Artículo 40-3.01 del Manual de Diseño del INDOT 1994 enumera los factores a considerar
en los estudios de ingeniería para establecer límites de velocidad:
• VO85;
• velocidad directriz utilizada durante el diseño;
• características superficiales del camino, condición de banquina, pendiente, alineamiento y
distancia visual;
• clasificación funcional y tipo de área;
• tipo y densidad de desarrollo costado camino;
• experiencia de accidentes durante los doce meses anteriores; y
• prácticas de estacionamiento y actividad peatonal.
El manual de diseño explica que "en los proyectos nuevos de construcción/reconstrucción, por
lo general el límite de velocidad señalizado será igual a la velocidad directriz utilizada en el
diseño, si éste no excede el límite legal. Por varias razones puede realizarse un estudio de
ingeniería de tránsito para ayudar a determinar el límite de velocidad señalizado."
La Sección 40-3.02 (01) del Manual de Diseño de INDOT recomienda que la selección de una
velocidad directriz se base en la clasificación funcional, entorno urbano vs rural, terreno,
volumen de tránsito y el alcance del proyecto. La Sección 40-3.02(02) aborda directamente la
relación entre la velocidad regulatoria y la velocidad directriz, estableciendo que la velocidad
directriz debe igualar o superar al previsto límite de velocidad señalizado después de la
construcción, o el límite legal estatal de velocidad en los caminos no señalizados. También
recomienda que si la velocidad directriz propuesta en las tablas de diseño geométrico es
menor que el límite de velocidad señalizado debe seleccionarse uno de los métodos:
• aumentar la velocidad directriz de proyecto para igualar o superar los límites señalizados
establecidos o previstos; o
• solicitar una excepción de diseño de los elementos de diseño geométrico individuales (por
ejemplo, una curva horizontal) que no cumplan con el límite de velocidad establecido.
Según AASHTO 2001, se selecciona una velocidad directriz para determinar los principales
componentes geométricos de un proyecto de camino, incluyendo las dimensiones de la sec-
ción transversal, el alineamiento horizontal y el alineamiento vertical. AASHTO también re-
comienda que la velocidad directriz deba dar una operación segura y continua, y debe ser
económicamente práctica y coherente con la velocidad que los conductores son propensos a
esperar en condiciones normales.

El NCHRP Informe 504 (Fitzpatrick y otros, 2003) también notó las incoherencias entre las
definiciones y la aplicación de los conceptos de diversas velocidades (velocidad directriz,
velocidad de operación, etc.) usadas en el diseño vial, que se presentan en varios docu-
mentos. El informe estableció que la relación entre la velocidad directriz y la velocidad de
operación real del camino es débil, o que cambia con la magnitud de la velocidad directriz.
Otras limitaciones en la aplicación del concepto de velocidad directriz de AASHTO se discu-
tieron en el pasado. Fitzpatrick y otros (1999), afirmaron que dos defectos de la concepción de
la velocidad son el uso de la velocidad directriz del elemento geométrico más restrictivo en la
sección, como la velocidad de construcción del camino, y la consideración no explícita de
velocidades en rectas o curvas de operación menos restrictiva.
Krammes (2000) afirmó que la política de velocidad directriz de AASHTO no puede garantizar
velocidades de operación uniformes en los alineamientos de caminos rurales con velocidades
directrices de menos de 100 km/h. Apoyó su argumento con pruebas que muestran la dispa-
ridad entre las velocidades directrices y las velocidades de operación. Los datos de velocidad
recogidos al azar en 1978 en 12 caminos rurales de dos carriles a lo largo de puntos al azar en
rectas y curvas de velocidad directriz de 80 a 110 km/h mostraron que los conductores ex-
cedieron la velocidad directriz en secciones con velocidad directriz de 80 km/h. Los datos de
velocidad recogidos en 1991 en 28 curvas horizontales demostraron que las velocidades del
85º percentil superan la velocidad directriz en todas las curvas con velocidades directrices
iguales o inferiores a 80 km/h. McLean (1981) encontró resultados similares en los caminos de
España; las velocidades del 85º percentil superaron las velocidades directrices en curvas
horizontales con velocidades directrices iguales o inferiores a 90 km/h. Islam y Seneviratne
(1994) encontraron que la diferencia entre las velocidades del 85º percentil y las velocidades
directrices de curvas horizontales aumentó rápidamente al crecer el grado de curvatura arriba
de 8 grados (> 716 pies = 210 m).
La disparidad entre las velocidades directrices y las de operación no es exclusiva de los ca-
minos rurales de dos carriles. Fitzpatrick y otros (1997) habían medido velocidades en flujo
libre en 14 curvas horizontales y 9 curvas verticales en los caminos suburbanos. Las veloci-
dades del 85º percentil observadas fueron mayores que las velocidades directrices inferidas
en curvas horizontales, con velocidades directrices iguales o inferiores a 70 km/h, y en curvas
verticales con velocidades directrices entre 50 a 65 km/h.
Utilizando velocidades directrices, los caminos se diseñan de manera conservadora para
facilitar el movimiento seguro de vehículos, incluso en condiciones adversas, pero razonables.
El diseño, para el peor de los casos (por ejemplo, combinación de condiciones adversas),
genera soluciones conservadoras con amplio margen de seguridad incorporado. En conse-
cuencia, las velocidades del 85º percentil en flujo libre observadas pueden exceder la velo-
cidad directriz. Siguiendo la regla de VO85, y teniendo en cuenta la experiencia de choques, el
límite de velocidad señalizado puede exceder la velocidad directriz de la sección.
Se cuestionó cómo las curvas con radios y peraltes similares pueden tener velocidades
directrices diferentes para tipos diferentes de peralte máximo; en consecuencia, aumento
de incoherencias de diseño y potencial riesgo de accidentes.

1.2 Problema de investigación
En los últimos años se promovieron altamente los principios del diseño sensible al contexto
para asegurar que todo diseño vial considere los impactos ambientales, escénicos, estéticos,
históricos, comunitarios y de preservación. La aplicación de estos principios podría conducir a
situaciones donde no se puedan cumplir los estándares de diseño debido a las restricciones
locales. En tales casos, las curvas horizontales reducen la velocidad directriz en comparación
con los segmentos adyacentes en rectas, lo que requiere a los conductores reducir su velo-
cidad para negociar el cambio de la curvatura.
Un dilema similar existe para secciones rurales de Indiana, diseñadas y construidas hace
mucho tiempo. En un número considerable de secciones con velocidades controladas por el
límite legal de 90 km/h, la geometría no cumple con los actuales estándares de diseño. Puesto
que las curvas e intersecciones individuales pueden acomodar de manera segura al tránsito a
la velocidad reglamentaria, las velocidades aconsejadas figuran junto con señales de adver-
tencia. Aunque esta solución aumenta la seguridad de los usuarios del camino y permite viajar
a velocidades razonablemente altas siempre que sea posible, la solución final es actualizar las
secciones para el nivel de diseño accesible.
INDOT realiza un continuo esfuerzo por modernizar las secciones que no pueden cumplir con
los estándares de diseño actual. Debido al presupuesto limitado, los proyectistas de las sec-
ciones modernizadas a veces tienen que aplicar un enfoque de compromiso. Cumplir todos
los criterios de diseño principales puede ser de costo prohibitivo en algunos proyectos. Debe
considerarse una velocidad directriz reducida o excepciones de diseño. Se necesita un en-
foque de diseño cauteloso de ponderación de pros y contras. Por un lado, con la solución más
costosa, menos secciones se modernizan en un plazo determinado. Por otro lado, las solu-
ciones de bajo costo no pueden alcanzar el estándar de diseño de las secciones moderni-
zadas para el nivel deseable.
La política actual INDOT de diseño, restringida por regulaciones federales, recomienda que el
límite de velocidad señalizado no exceda la velocidad directriz. Este requisito puede llevar a
límites de velocidad muy bajos debido a los excesivos costos. Veamos un ejemplo donde una
velocidad de 100 km/h requiere comprar una tierra desarrollada a lo largo de la sección mo-
dernizada para dar una mayor zona despejada. Una opción para evitar la ampliación de la
zona despejada es utilizar una velocidad directriz más baja; digamos 60 km/h. La tercera
posibilidad es diseñar la calzada para 100 km/h y buscar una excepción de diseño para una
zona despejada a 65 km/h. Aunque la tercera solución parece ser lo más racional, plantea una
pregunta difícil: ¿qué límite de velocidad debe señalizarse en la sección modernizada? El
límite de velocidad señalizado de 65 km/h despertaría la desaprobación pública, mientras que
el límite de 100 km/h viola la política actual.
Se necesitan guías para para ayudar a reducir la discrepancia entre los diseños económi-
camente justificables y los estándares de diseño esperados por el público. Esta discrepancia
entre lo esperado y los estándares dados se manifiesta a través de la diferencia entre el límite
de velocidad que se puede aplicar en la sección modernizada (límite de velocidad permitido o
señalizado) y el límite de velocidad de los conductores (objetivo o límite de velocidad
deseado).

En la mayoría de los casos, el límite de velocidad deseado se puede aproximar con el límite
legal de velocidad que se aplica a la sección del camino considerada. A veces, el límite de
velocidad deseado puede ajustarse al actual límite de velocidad señalizado, si es aceptado
por los conductores.
El límite de velocidad señalizado es el tema principal de la investigación; es función del di-
seño. Hay dos formas de aumentar el límite de velocidad señalizada: (1) aumentando la ve-
locidad directriz, o (2) permitiendo que el límite de velocidad supere a la velocidad directriz. La
capacidad para aumentar fuertemente la velocidad directriz depende de la geometría del
camino existente, el desarrollo de los costados del camino, topografía y presupuesto del
proyecto. Una vez establecida la mayor velocidad directriz posible, todavía inferior al valor
deseado, debe considerarse la posibilidad de aumentar el límite de velocidad más allá de la
velocidad directriz. Esta posibilidad surge del hecho de que algunas reglas de diseño pueden
generar soluciones demasiado conservadoras. En otras palabras, el margen de seguridad
incorporado puede resultar en una geometría del camino en la cual los conductores se sienten
cómodos operando sus vehículos a velocidades mayores que la velocidad directriz designada
para un camino particular. El margen de seguridad puede variar de una solución a otra. In-
cluso es posible que la velocidad de dos opciones con el mismo diseño y costos de cons-
trucción similares tengan diferentes márgenes de seguridad. Por lo tanto, estas dos solu-
ciones no son equivalentes, ya que la solución con el más amplio margen de seguridad
permitiría establecer el límite de velocidad en el valor más cercano a la velocidad deseada.
En el informe de NCHRP 502 (Wooldridge y otros, 2003) se define la coherencia de diseño
como la conformidad entre la geometría y características de operación y las expectativas de
los conductores. Este informe da varias reglas que los proyectistas pueden utilizar para me-
jorar la coherencia del diseño de los caminos rurales de dos carriles de alta velocidad, con
respecto a cambios en las dimensiones de la sección transversal, alineamientos horizontales
y verticales, distancia de visión y otros componentes de diseño. Dos cuestiones de coherencia
usualmente tratadas son: discrepancia entre las velocidades de operación y velocidades
directrices; y la reducción de la velocidad entre sucesivas características geométricas (Otte-
sen y Krammes, 2000). El desarrollo de perfiles de velocidad se promueve como una herra-
mienta práctica para evaluar la coherencia del diseño de nuevos proyectos de diseño, y el
impacto de proyectos de mejoramiento en caminos existentes. Varios países incorporaron el
uso de la velocidad de operación prevista como base para seleccionar las velocidades direc-
trices o componentes geométricos específicos, como el valor del peralte y la distancia visual
de detención, o para detectar incoherencias de diseño (Polus y otros, 1995).
Fitzpatrick y otros (1999) desarrollaron una serie de modelos de velocidades para el IHSDM
que predice velocidades de operación del 85º percentil en los caminos rurales de dos carriles,
con el radio R de curvatura horizontal o el índice K de curvatura vertical, para las combina-
ciones de condiciones de los alineamientos horizontal y vertical. Otros estudios desarrollaron
modelos de velocidad mediante la evaluación de los efectos de las condiciones de alinea-
miento aislado o restringido en una velocidad de percentil específico, normalmente el 85º
percentil.

Aunque la VO85 se utiliza ampliamente para aproximar las velocidades de operación del
camino, se sugirieron otros percentiles para representar un alto porcentaje de conductores en
el diseño vial (Polus y otros, 1995; Bonneson, 2001). También se recomendó usar la distri-
bución de toda velocidad (Tarris y otros, 1996; Fitzpatrick y otros, 2003) para desarrollar
modelos de velocidad en lugar de centrarse en un percentil determinado, como lo hacen los
modelos ya existentes.
Es necesario un estudio de investigación para desarrollar modelos refinados que predigan la
velocidad a lo largo de un tramo de camino, sobre la base de una combinación de diversos
factores, además de los factores de curvatura horizontal y vertical; factores tales como las
dimensiones de la sección transversal, el desarrollo de los costados del camino, la distancia
de zona despejada, distancia visual, y densidad de accesos pueden tener un efecto directo
sobre la velocidad. Es necesario evaluar la efectividad de otros enfoques de modelado para
desarrollar el modelo predictivo, además de la regresión lineal simple; y el uso de la distribu-
ción de la velocidad completa.
Se necesita un estudio de investigación para establecer la orientación que ayude a los pro-
yectistas a traer el límite de velocidad señalizado cerca del límite de velocidad deseado en los
caminos modernizados. El juicio de ingeniería puede aplicarse entonces para equilibrar la
seguridad y el costo de construcción en proyectos de mejoramiento de camino. La última
condición importante es modificar la actual política de diseño para permitir el ajuste del límite
de velocidad señalizado en un valor superior a la velocidad directriz, pero según la VO85 y la
experiencia de choques en la sección del camino.
1.3 Alcance y objetivo de la investigación
El objetivo de la investigación es ayudar al INDOT a diseñar las secciones viales moderni-
zadas, para que los límites de velocidad se aproximen lo máximo posible a los límites
deseados, para lo cual se desarrolló una herramienta útil en la selección de soluciones de
diseño mediante la predicción de velocidades.
La investigación se centró en la predicción de velocidades concurrentes con un nivel satis-
factorio de seguridad. El 85º percentil de velocidades en flujo libre es particularmente útil, ya
que es una base para establecer límites de velocidad en los caminos existentes. El índice de
choques en la sección con la prevista VO85 no debe exceder un valor crítico. La experiencia
de choques se considera para eliminar secciones donde la percepción de riesgo por parte del
conductor sea demasiado baja, y que por eso cause altas velocidades o una excesiva fre-
cuencia de choques.
La investigación se centró en secciones rurales y suburbanas sin interrupciones de tránsito
causadas por semáforos o señales PARE. Se excluyeron los caminos interestatales y locales.
Se investigó la relación entre las velocidades de operación y los componentes visibles del
camino, con diferentes características verticales y horizontales, dimensiones de la sección
transversal, densidad de puntos de acceso (intersecciones con otros caminos y accesos a
propiedad) y otros factores evaluados en la investigación.

1.4 Beneficios esperados
Los proyectistas tendrán mejor orientación al tratar con una velocidad directriz baja donde el
límite de velocidad esperado por los conductores fuere mayor. La eliminación de límites de
velocidad demasiado bajos mejorará el cumplimiento de los conductores de las normas de
tránsito. La mejor coherencia (satisfacción de expectativas) promoverá velocidades más
adecuadas y uniformes en las secciones modernizadas. Este efecto incrementaría la segu-
ridad vial a largo plazo.
La investigación publicará resultados para permitir su consideración en la futura actualización
de manuales y guías de diseño AASHTO, FHWA e ITE.
1.5 Organización del informe
Este informe está organizado en diez capítulos:
Capítulo 1. Antecedentes del proyecto de investigación, objetivos y alcance. p9-14
Capítulo 2. Prácticas de selección de velocidades directrices y señalizadas en los límites de
velocidad. Factores de velocidad y metodologías usadas en otros estudios para
desarrollar modelos de velocidades de operación. p15-24
Capítulo 3. Metodología de la investigación propuesta para predecir la velocidad en flujo libre en caminos de dos y cuatro carriles.
p25-32.
Capítulo 4. Recopilación de datos y la relación entre los componentes de diseño y velocidades de operación observadas en los
caminos rurales de dos carriles. p33-47
Capítulo 5. Proceso de recolección de datos y una evaluación similar para caminos de cuatro carriles rurales y suburbanos.
p48-55
Capítulos 6 y 7. Proceso de calibración y evaluación de los modelos de velocidad desarrollada para caminos de dos y cuatro
carriles, respectivamente. p56-73/74-78
Capítulo 8. Comparación de límites de velocidad, velocidades directrices inferidas y veloci-
dades en las secciones observadas. Disparidad entre las velocidades de operación y
velocidades directrices en caminos de Indiana. p79-90
Capítulo 9. Herramienta de predecir velocidad desarrollada, su operación prospectiva y
aplicación en el diseño vial. p91-100
Capítulo 10. Conclusiones y recomendaciones del estudio de investigación. p101-105
Referencias p105
Si se dan cuenta de que el límite de velocidad señalizado se fijó superior a la velocidad
directriz, los conductores involucrados en accidentes pueden iniciar demandas contra el
INDOT, aunque el peligro real en el segmento no haya sido causado por las condiciones
geométricas. Tener una política basada en resultados científicos para fijar los límites de
velocidad por encima de las velocidades directrices, ayudará al INDOT a defender el di-
seño en el juzgado.

2 REVISIÓN DE LA BIBLIOGRAFÍA p15-26
2.1 Practicas de selección de velocidades directrices y límites de velocidad
La guía de diseño AASHTO 2001 relaciona directamente la velocidad directriz con las cur-
vaturas horizontal y vertical, peralte máximo y distancia visual.
Otros componentes del diseño, como las anchuras de carril y banquina, no se relacionan
directamente con la velocidad directriz; se consideran factores de las velocidades de opera-
ción. AASHTO sugiere que la velocidad de operación depende de las capacidades de los
conductores y de los vehículos, de las características físicas del camino, cantidad de inter-
ferencias, tiempo, presencia de otros vehículos, y de las limitaciones de velocidad estable-
cidas por ley o dispositivos de control de tránsito.
La guía AASHTO recomienda que la selección de la velocidad directriz considere la topogra-
fía, velocidad de operación prevista, uso del suelo adyacente y la clasificación funcional del
camino. Fitzpatrick y otros, 1997, descubrieron que los factores más utilizados por los orga-
nismos viales de los EUA al seleccionar las velocidades directrices son: ambiente urbano vs
rural, clase funcional, volumen de tránsito, costos de construcción, coherencia, y criterios de
diseño propios; el 75% está de acuerdo en que la velocidad de operación prevista debe con-
siderarse al seleccionar una velocidad directriz.
Además de los factores sugeridos por la guía AASHTO o el manual estatal de diseño, el
Informe NCHRP 504 (Fitzpatrick y otros, 2003) presenta diferentes consideraciones de los
DOT al seleccionar las velocidades directrices:
• 0 a 15 km/h sobre el límite de velocidad máxima estatal señalizada para la clasificación
funcional,
• velocidad de operación prevista, o
• 10 a 15 km/h superior a la velocidad de operación esperada.
En sus procedimientos de diseño, varios países incorporaron la velocidad de operación es-
perada como base para seleccionar velocidades directrices o componentes específicos de
diseño geométrico, tales como valor del peralte y distancia visual de detención, y para exa-
minar las diferencias entre las velocidades directrices y de operación.
La acción más frecuente de los organismos viales cuando la velocidad de operación es su-
perior a la velocidad directriz de la instalación es instalar señales de advertencia (Fitzpatrick y
otros, 1997).
Los métodos típicos para establecer velocidades aconsejadas en las curvas horizontales
incluyen lecturas del ball bank, nomogramas o cálculos directos con la fórmula simplificada de
curva, ITE 2001).
Los estudios demostraron la ineficacia de establecer velocidades aconsejadas en curvas, y
el bajo cumplimiento de los conductores de las señales de velocidad aconsejada.

Chowdhury y otros (1998) evaluaron la geometría de curva horizontal, velocidades y lecturas
de ball bank de 28 caminos de dos carriles en tres Estados; en promedio encontraron que el
90% de los conductores excedió la velocidad aconsejada y, en casi la mitad de los lugares,
nadie obedeció. Además, las velocidades aconsejadas se fijaron en valores inferiores a los
sugeridos por las lecturas del ball bank, y factores de fricción de AASHTO. También se
constató que las velocidades aconsejadas no se fijaron coherentemente en los tres Estados.
Lyles 1982 evaluó cinco configuraciones diferentes de señal de velocidad aconsejada en dos
lugares donde era necesario reducir la velocidad para negociar una curva horizontal. Las
mediciones de velocidad se tomaron a intervalos de 60 m a partir de 540 m antes de las
curvas. El estudio encontró que todos los conductores entraron en las curvas a una velocidad
más rápida que la aconsejada por la señal, y continuaron lentificando bien dentro de la curva.
Un hallazgo importante fue que todos los conductores lograron su velocidad mínima en
aproximadamente el mismo punto. Estos resultados sugieren que la mayoría de los conduc-
tores ignoran las señales de velocidad aconsejada, y que ajustan su velocidad según su
propia percepción de seguridad.
Velocidad en flujo libre y su variabilidad se consideran factores importantes de seguridad al
establecer límites de velocidad y diseñar de caminos. Los límites de velocidad deben reflejar
un compromiso entre el tiempo de recorrido y el riesgo aceptable de choque, para una clase
específica de camino. Las funciones principales de un límite de velocidad son dar un valor
límite, y reducir la dispersión de velocidades de conducción. La guía de diseño AASHTO 2001
y el MUTCD 2000 recomiendan una política de VO85 en flujo libre para establecer límites de
velocidad. TRB 1998 sugiere que los límites de velocidad señalizados deben representar:
• la velocidad máxima para un conductor prudente y razonable viajando en flujo libre con
buena visibilidad y buen tiempo, y
• la velocidad que se obligará, con cierta tolerancia por error menor de medición.
Fitzpatrick y otros, 1997, encontraron que los factores más comunes utilizados para esta-
blecer los límites de velocidad son: la VO85, experiencia de choques, desarrollo de los cos-
tados del camino y el límite máximo de velocidad impuesto por el estado. Algunos organismos
estatales utilizan la velocidad directriz como un límite de velocidad inicial, para modificarlo
más adelante con la VO85, después de que el camino está en operación. El MUTCD reco-
mienda utilizar la VO85 como una primera aproximación de la velocidad permitida en un
segmento de camino, junto con otros factores tales como las características físicas del ca-
mino, las características de control de tránsito, experiencia de choques, y cualquier otra
condición no evidente a los conductores, como el uso del suelo y las condiciones de acceso.
No hay ninguna base sólida detrás del uso de la VO85 para establecer el límite de velocidad.
La actual política podría ser la consecuencia de una política de 1941 que sugiere determinar la
crítica o máxima velocidad segura mediante la observación de la velocidad del 80º o 90º
percentil, en condiciones normales de clima y luz diurna, TRB 1998.

La mayoría se acostumbró a utilizar la VO85 para establecer límites de velocidad, mientras
que algunos favorecieron el 90º percentil. La lógica detrás del uso del 85º percentil fue que se
aproxima el límite superior del paso-de-velocidad de 15 km/h, el cual representa el rango que
abarca el mayor porcentaje de todas las velocidades medidas y que puede usarse como una
medida sustituta de la dispersión de la velocidad. En 1064 Solomon halló que en ciertas clases
de camino el índice de participación de accidente fue más bajo para los vehículos que viajan
en un rango de velocidades, cuyo límite superior fue una desviación estándar por encima de
las velocidades medias de marcha, en aproximadamente la VO85. El uso de otros percentiles
(Polus y otros, 1995; Schurr y otros, 2002) y el uso de la distribución de la velocidad de flujo
libre total (Tarris y otros, 1996; Fitzpatrick y otros, 2003) se han propuesto para encontrar
mejores estimadores del camino velocidad de operación.
2.2 Características geométricas como factores de velocidad
A pesar de la gran cantidad de investigaciones, todavía hay mucho para aprender sobre los
factores de las velocidades en flujo libre. Se cree que muchos factores participan en la se-
lección de velocidades, los que pueden categorizarse como características de la calzada, de
los conductores, de los vehículos, de viaje, de las condiciones del tránsito, ambientales, límite
de velocidad y nivel de control. Suponiendo que los conductores típicos puedan evaluar
adecuadamente todos estos factores, su selección dependerá de una decisión "óptima" entre
aumentar la seguridad y reducir el tiempo de viaje.
2.2.1 Factores de velocidad en los caminos rurales
Muchos estudios versaron sobre las características visibles de los caminos rurales como
factores de velocidad. Las velocidades de operación se relacionan directamente con ciertos
elementos de la curvatura horizontal y vertical, y con la distancia visual de detención, pen-
diente longitudinal y densidad de accesos.
• Polus y otros 2000, encontraron que las velocidades de operación en los segmentos
rectos en caminos rurales de dos carriles dependían principalmente de la longitud de la
recta y de los radios de las curvas anterior y siguiente del segmento recto. Otros ele-
mentos menos importantes fueron: presencia de espirales, límite de velocidad, nivel de
control, anchura de la sección transversal, pendiente longitudinal, talud lateral, topografía,
actitud del conductor, y capacidades de aceleración y desaceleración del vehículo.
• Schurr y otros 2002, analizaron las velocidades media, del 85º y 95º percentil en seg-
mentos rectos de caminos rurales de dos carriles con límites de velocidad iguales o su-
periores a 90 km/h. Hallaron una relación positiva entre el límite de velocidad señalizado y
las tres velocidades, mientras que el volumen de tránsito tuvo una relación negativa con
las velocidades del 85º y 95º percentil. No encontraron ninguna relación entre las dimen-
siones de la sección transversal y cualquiera de las tres velocidades.

• Fambro y otros 2000, evaluaron las velocidades en curvas verticales convexas con dis-
tancia visual de detención limitada y en los segmentos rectos adyacentes en caminos
rurales multi - y dos carriles. Una disminución de la velocidad en la convexa (basada en la
distancia visual) la asociaron con un aumento en la diferencia de velocidad media entre la
convexa y la recta adyacente. No encontraron relación fuerte entre la distancia visual y las
velocidades del 85º percentil en las curvas convexas, excepto en los caminos de dos ca-
rriles sin banquinas.
La curvatura horizontal se documenta ampliamente como un factor clave de la velo-
cidad en los caminos rurales de dos carriles.
• Islam y Seneviratne 1994, encontraron relaciones diferentes entre el grado de curva y
velocidades del 85º percentil en los puntos de principio, medio y final de las curvas hori-
zontales.
• Fitzpatrick y otros 1999 encontraron una relación entre el grado de curva y las velocidades
del 85º percentil para diferentes pendientes del camino, y en combinación con curvas
verticales.
• Schurr y otros 2002 encontraron que las velocidades media, y del 85° y 95° percentiles en
medio de las curvas horizontales aumentan al disminuir el ángulo de desviación de la
curva y al aumentar la longitud de la curva. Un factor adicional importante para cada ve-
locidad fue: a) el límite de velocidad señalizado para las velocidades medias, b) la pen-
diente de aproximación para el 85º percentil y c) el TMD para la velocidad del 95° percentil.
Resultados similares han sido encontrados en otros países.
• McLean 1981 afirma que en las rectas de los caminos australianos sobre las velocidades
de aproximación influyen la clasificación funcional, propósito y longitud del viaje, proxi-
midad a centros urbanos y el estándar global del alineamiento. Aunque no encontró rela-
ción, sugirió rangos para la VO85 en segmentos rectos: 115 a 120 km/h en terreno plano,
90 a 110 km/h en ondulado, y 70 km/h en montañoso. Las velocidades de operación en
curvas horizontales fueron fuertemente dependiente de la curvatura y de la velocidad de
operación en la recta anterior, y algo relacionadas con la distancia visual.
• Kanellaidis y otros 1990 encontraron una relación similar en los caminos de Grecia.
2.2.2 Factores de velocidad en otros tipos de camino
La investigación de factores de velocidad para otros tipos de caminos no es tan extensa como
con los caminos rurales de dos carriles.
• Fitzpatrick y otros 1997 evaluaron las velocidades de operación en las curvas horizontales
y verticales en caminos suburbanos; encontraron una relación entre la VO85 y la densidad
de accesos en aproximaciones rectas a curvas horizontales. No encontraron relación en-
tre aproximaciones rectas y curvas verticales. Los estudios sugieren que la curvatura y la
densidad de accesos son buenos predictores de la velocidad en las curvas horizontales, y
que la velocidad directriz inferida basada en la distancia visual es un buen predictor de la
velocidad en curvas verticales.
• Poe y Mason, Jr. 2000 evaluaron las velocidades de operación en las rectas y curvas
horizontales en las calles colectoras urbanas y suburbanas.

La curvatura, anchura del carril y una calificación de riesgo al costado del camino resultaron
factores significativos de la velocidad media en el punto medio de la curva. Cuando se com-
binaron las velocidades observadas en rectas y curvas como una sola muestra, sólo la cur-
vatura y el valor absoluto de la pendiente longitudinal del camino resultaron factores signifi-
cativos de la velocidad media.
2.3 Modelos de predicción disponibles y metodologías de investigación
Puede afirmarse que casi todos los modelos existentes tienen la forma:
(2.1)
Donde V es la velocidad media o la velocidad de operación en el lugar i, Xk es el valor de la variable exógena de k en el lugar i, bk
es el parámetro de regresión asociado a la variable k, y ε es el término de perturbación normalmente distribuido. El término de
perturbación aleatoria generalmente se supone que tienen un valor medio de cero y una varianza constante de o2. La mayoría de
los estudios existentes utiliza un enfoque de la metodología basado en el efecto de horizontal aislado o condiciones de alinea-
miento vertical. Otro enfoque utilizado por lo general era que la velocidad es una función de las características de la curva local y
una combinación de otros parámetros geométricos. Esta sección presenta una revisión de estudios recientes que desarrolló
modelos de velocidad para características geométricas autopista diferentes para los caminos rurales y suburbanos.
Fambro y otros, 2000, recogieron velocidades en 41 curvas verticales convexas con distancia visual de detención limitada en
caminos rurales multi - y dos carriles en tres estados. Incluyeron sólo los segmentos con curvas convexas de 90 o menos km/h de
velocidad directriz, sección transversal constante y uso del suelo adyacente. Las velocidades se midieron en el punto en la curva
con menor distancia visual, y en la recta de aproximación, al menos 100 antes de la curva. Midieron como mínimo 100 veloci-
dades una pistola de radar. Hallaron que sólo la distancia visual tenía se relacionaba con la velocidad directriz de la convexa en
caminos rurales de dos carriles sin banquinas.
El modelo de mínimos cuadrados ordinarios (MCO) y su coeficiente de determinación (R) son los siguientes
McLean, 1981, midió como mínimo velocidades en flujo libre en 120 curvas horizontales en los caminos rurales de dos carriles en
Australia. Seleccionó sólo segmentos sin intersecciones o características inusuales del camino. También midió velocidades de 20
segmentos rectos para estimar la velocidad de operación en recta. El volumen de tránsito, el pavimento y los anchos de ban-
quinas, la pendiente, la distancia visual, el radio de la curva y la índice de peralte se registraron para cada lugar. El modelo OLS
y su valor R2
son las siguientes:

Islam y Seneviratne (1994) modelos desarrollados para estimar las velocidades del 85º percentil al principio, medio y puntos
finales de las curvas horizontales en los caminos rurales de dos carriles. Un total de 1128 observaciones de velocidad se tomaron
en 8 curvas horizontales en Utah. Estos lugares fueron seleccionados para que las velocidades de la curva no fueran afectadas
por la distancia de visión limitada, pendientes superiores al 5%, pavimento defectuoso o alineamiento adversa. Los modelos OLS
y sus correspondientes valores de R son las siguientes:
Se encontró una estimación diferente para el grado de curvatura en cada modelo. Este hallazgo sugiere que los conductores no
operan a una velocidad constante en curvas horizontales y que una parte de la desaceleración y la aceleración ocurren todavía en
la curva. Los modelos sugieren también que la velocidad más baja se produce en el punto medio para curvas de grados-de 6 o
superior y que la velocidad al final de la curva es siempre la más alta. Las velocidades de transición entre la recta y la curva
pueden estar influenciadas por los componentes de la recta y la curva. Los modelos muestran también que la relación entre la
velocidad y la curvatura no es estrictamente lineal.
Schurr y otros (2002) modelos diferentes desarrollados para predecir la media, el 85º percentil y 95 velocidades en segmentos
rectos y en el centro de curvas horizontales en los caminos rurales de dos carriles de Nebraska. Velocidades en flujo libre fueron
medidos en 50 lugares con límites de velocidad que van de 90 a 105 km/h y con volúmenes diarios hasta 5000 vpd. Estos lugares
fueron seleccionados para que las condiciones del pavimento, intersecciones, curvas verticales y elementos de camino no
afectaran a las velocidades de la curva.
No se incluyeron los lugares con barandas, señales de control de tránsito, señalizadas en los límites de velocidad, señales de
velocidad consultivo o carril ampliación en 300 m de la curva. Las velocidades se midieron con dos detectores magnéticos de
tránsito, una ubicada en el punto medio de la curva y los otros 180 m antes de la curva. Se registraron al menos 112 observa-
ciones de velocidad con avanzadas de 5 o más segundos en condiciones secas y durante el día. Se recolectaron el ancho de la
calzada, el límite de velocidad señalizada y componentes horizontal y vertical de la curva. Los modelos OLS desarrollados para
estimar la media y la velocidad de 85º percentil y sus valores de R2
son las siguientes:

Este estudio encontró algunas variables significativas diferentes para cada velocidad. Además, distintas estimaciones encon-
tradas para esas variables compartidas por los modelos. El primer hallazgo muestra el potencial para encontrar diversa velocidad
media y factores de dispersión de velocidad en un lugar. El segundo hallazgo muestra que el efecto de un componente específico
del camino puede ser diferente para la velocidad media y la dispersión de la velocidad.
Fitzpatrick y otros (1999) recogidos velocidad y datos geométricos en caminos rurales de dos carriles de seis Estados. Por lo
menos 100 observaciones de velocidad se hicieron durante el día, condiciones secas y las utilizando pistolas de radar y clasifi-
cadores de tránsito conectados a los Sensores piezoeléctricos. Todos los lugares fueron localizados en los segmentos de bajo
volumen. Se obtuvieron los componentes del camino como la pendiente, el ancho del pavimento, el diseño vial, la densidad de la
calzada y el límite de velocidad señalizado.
Se evaluaron estos componentes y distintos índices de alineamiento para 88 lugares ubicados en las rectas, pero no se encontró
relación con la velocidad de operación. Una velocidad de operación de 100 km/h fue sugerida por segmentos rectos. Este valor se
basó en el valor medio del rango observado de 93 a 104 km/h en la VO85. Un estudio patrocinado por la FHWA en 1994 tuvo
resultados similares y sugirió una recta revoluciones de 98 km/h basado en el valor medio del 85º percentil observado veloci-
dades.
Polus y otros, (2000) desarrollan un modelo para predecir el funcionamiento velocidades en segmentos rectos utilizando los datos
recogidos por Fitzpatrick y otros, (1999). Los lugares fueron divididos en cuatro grupos basados en la longitud de la recta y el
radio de las curvas horizontales anteriores y siguiendo el segmento recta. Se desarrollaron modelos OLS diferentes para cada
grupo recta. El siguiente modelo de velocidad fue sugerido por segmentos con dos pequeñas curvas (radio menor de 250 metros)
y una longitud recta de menos de 500 pies:
Fitzpatrick y otros (1999) desarrollados OLS modelos para estimar velocidades del 85º percentil para diferentes combinaciones
de alineamientos horizontales y verticales. Algunas de las combinaciones de curvas horizontales en actualizaciones o retrocede,
curvas horizontales, combinadas con hundimiento o convexa curvas verticales y se comban o convexa curvas verticales en los
segmentos rectos. Las velocidades se midieron en dos puntos de cóncava y curvas verticales de convexa no limitada-distancia
visual y en tres puntos en las curvas de la distancia de visión limitada. Los tres puntos seleccionados fueron el punto medio de la
curva vertical, el punto de vista-distancia mínima y el punto medio de la recta anterior. Para lugares de curvas horizontales y
verticales, velocidades se midieron en el punto medio de la curva horizontal y en el punto de vista-distancia mínima de la curva
vertical, si se tratara de una curva de la distancia de visión limitada. De lo contrario, las velocidades se midieron a medio camino
entre el punto de la curva horizontal de intersección y el punto de intersección de la curva vertical. En todos los casos, también se
midieron velocidades en la recta anterior. Los siguientes modelos OLS fueron sugeridos para curvas horizontales, combinadas
con una curva de holgura vertical y para curvas horizontales, combinadas con una curva vertical de la convexa vista limitada,
respectivamente:

Este estudio parece ser uno de los primeros en analizar el efecto en velocidades de combinaciones específicas de las condi-
ciones de alineamiento vertical y horizontal de operación. Por lo general, se desarrollaron modelos para condiciones de ali-
neamiento horizontal o vertical aislado. Este estudio, sin embargo, no pudo incorporar las dimensiones de la sección transversal
y otros componentes importantes del camino como factores en los modelos de velocidad. Los modelos de velocidad desarro-
llados en este estudio utilizan solamente el radio de las curvas horizontales o el tipo de curvatura vertical como variables expli-
cativas para una serie de combinaciones de alineamiento y sugieren valores de velocidad de rectas y otras combinaciones de
alineamiento de funcionamiento. Refinamiento adicional es necesario desarrollar modelos de velocidad con la capacidad de
predicción de velocidades de operación a lo largo de un segmento de camino basada en múltiples factores que sólo un conjunto
fijo de combinaciones de alineamiento horizontal y vertical.
Fitzpatrick y otros (2003) recogen velocidad y datos geométricos en 78 páginas de clases diferentes de la autopista en seis
Estados. Los lugares fueron menos de 0.2 km aparte de curvas horizontales y 0.3 km aparte de las semáforos o señales de
PARE. El límite de velocidad señalizado varió de 40 a 90 km/h. La anchura de la sección transversal, la información del camino,
la densidad de accesos, el límite de velocidad y la actividad peatonal se recolectaron en cada lugar. Por lo menos 100 gratis
velocidades de flujo libre fueron medidas en cada lugar utilizando unos clasificadores de pistola o tránsito de láser. Se desarro-
llaron modelos de velocidad para cinco clases diferentes del camino. Excepto el límite de velocidad señalizado y la densidad de
accesos, ninguna otra característica del camino tenía una relación con las velocidades de operación. Cuatro de los modelos
desarrollados de OLS y sus valores de R2
son las siguientes:
Fitzpatrick y otros (1997) velocidades medidos en 14 curvas horizontales, curvas verticales 9 y la recta adyacente en caminos
suburbanas. Las curvas horizontales habían deducido velocidades directrices de 60 a 125 km/h y las curvas verticales habían
deducido velocidades directrices de 50 a 60 km/h. La velocidad directriz fue deducida con la actual política de diseño y las
variables observadas. Tres de los modelos OLS desarrollados y sus valores de R son las siguientes:

Poe y Mason, Jr. (2000) medidas velocidades en rectas y en varios puntos dentro y fuera de las curvas horizontales en 27 lugares
ubicados en las calles urbanas y suburbanas del colector. El límite de velocidad señalizado en el segmento fue 40 o 55 km/h.
Todos los segmentos tenían cordones y más segmentos incluyen estacionamiento en el sentido de la marcha. Se midieron las
velocidades con detectores magnéticos en el principio, medio y final de curvas horizontales, a 45 m antes y después de curvas y
en el segmento adyacente de la recta. Se desarrollaron modelos de efectos fijos utilizando velocidades medidos en curvas
horizontales y las rectas de enfoque. Los modelos describen los efectos fijos de las características geométricas y los efectos de
lugar al azar utilizando una variable dummy para cada lugar. La curvatura, la anchura del carril, la pendiente del camino y una
calificación de riesgo camino fueron factores significativos de velocidad media cuando cada punto fue utilizado por separado para
calibrar un modelo. Se desarrolló un modelo adicional utilizando las velocidades desde tres puntos de la curva y un punto antes
de la curva. Sólo la curvatura y la pendiente absoluta fueron factores significativos de velocidad media en este modelo. Los
modelos desarrollados para el inicio y el punto medio de curvas horizontales son las siguientes
La relevancia de este estudio es el uso de un enfoque de efectos fijos para el desarrollo de los modelos de velocidad en vez del
mecanismo típico de OLS. El modelo de efectos fijos es capaz de explicar los efectos fijos debido a los componentes del camino
y los efectos aleatorios debido a la variación del lugar. El enfoque de modelado puede mejorarse aún más si los lugares son
considerados como una variable aleatoria en lugar de una variable dummy. Los lugares de observación pueden considerarse
como una variable aleatoria porque proviene de la selección de los lugares en un estudio de una población mucho más grande
que queremos hacer inferencias sobre (Hsiao, 1986).
Los modelos existentes estiman un percentil de velocidad específica y no distinguen entre los factores de velocidad media y los
factores de dispersión de velocidad. Inter-interpretación de los resultados hace difícil porque oscurece ambos factores utilizando
un valor específico de percentil de la distribución de la velocidad en flujo libre.
Es posible que un camino con una velocidad promedio y variabilidad de baja velocidad tenga el mismo 85º percentil velocidad
como un camino con una velocidad media mucha menor, pero mayor variabilidad de la velocidad.

Modelado de la distribución de la velocidad en flujo libre todo, sugerida por Tarris y otros (1996) y Fitzpatrick y otros (2003) podría
corregir este problema. La velocidad media en flujo libre y su variabilidad a través de conductores se consideran factores im-
portantes de seguridad. Se cree que los conductores individuales realizan una relación inversa entre el tiempo de viaje y segu-
ridad al seleccionar la velocidad deseada en un viaje. La relación entre la velocidad y accidentes ha sido estudiada con ningún
vínculo irrefutable. Hay una discusión permanente en cuanto a qué factor - la velocidad media o la dispersión de la velocidad -
tiene un impacto en la seguridad. Cualquier opinión es defendible. Un aumento en la velocidad media aumenta la gravedad del
accidente, mientras que un aumento en la variabilidad de la velocidad aumenta la frecuencia de las interacciones entre vehículos.
Solomon concluyó en 1964 que la dispersión de velocidad tiene una relación en forma de U con la índice de participación del
accidente. La relación sugiere que un incremento en la desviación entre la velocidad de un motorista y la velocidad media del
tránsito se relaciona con una mayor posibilidad de participación en un accidente. Esta relación ha sido bastante aceptada como
punto de referencia para estudios posteriores (TRB, 1998). Aunque el estudio de Salomon fue criticado para usar las estima-
ciones de la velocidad de informes de bloqueo y una comparación realista con los datos de la velocidad media de tránsito, otros
estudios han replicado (aunque en menor medida) la relación en forma de U. Garber y Gadiraju (1989) encontró evidencia que
índices de choques de tipos diferentes de camino incrementan con un aumento en la variación de la velocidad y que acelera el
incremento promedio no es necesariamente vinculado a un aumento en las índices de accidente. Su estudio llegó a la conclusión
de que la varianza mínima velocidad se produce cuando la diferencia entre la velocidad directriz y el límite de velocidad señali-
zado es entre 10 y 20 km/h. Además, encontraron que la velocidad aumentaba con mejores condiciones geométricas, sin tener en
cuenta el límite de velocidad señalizada. Collins y otros (1999) encontró dispersión de baja velocidad para curvas horizontales
con valores de radios de menos de 100 m y, a medida que los radios aumentaron el rango de velocidad de dispersión también
aumentada. También se constató que la dispersión de la velocidad disminuye con cada vez mayor ancho de pavimento en
segmentos donde el límite de velocidad señalizado excedió la velocidad directriz o donde existían incoherencias de diseño.
Estos resultados muestran la contribución potencial de los componentes del diseño como
factores de velocidad, y argumentan a favor del desarrollo de un modelo capaz de incluir el
impacto de los componentes del diseño como factor de dispersión de velocidad para mejorar
la seguridad de soluciones de diseño de camino. Es necesaria una metodología que puede
encontrar relaciones significativas entre los componentes del diseño vial, velocidades medias
y dispersión de velocidad. Al ser capaces de identificar por separado los factores de velocidad
media y dispersión de velocidad, se podría mejorar la interpretación de los resultados.

3 METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN p25-32
3.1 Enfoque de la investigación
La mayoría de los enfoques utilizados en los estudios previos se centró en los efectos aislados
de componentes de los alineamientos horizontal o vertical sobre las velocidades. Además, los
modelos existentes estiman un percentil de velocidad específica y no distinguen entre los
factores de velocidad media y los factores de dispersión de velocidad, que conducen a re-
sultados a veces difíciles de interpretar.
Este estudio considera varias configuraciones del camino, incluyendo las dimensiones de la
sección transversal, zona despejada lateral, distancia visual disponible, densidad de accesos,
desarrollo del suelo y el alineamiento. En varios puntos se relevaron la geometría del camino y
las velocidades en flujo libre: en los segmentos rectos, y antes, dentro o después de curvas
horizontales, curvas verticales e intersecciones. Se utilizaron mapas viales para identificar
segmentos candidatos por sus características de alineamiento. Se eliminaron segmentos con
índices de accidentes considerablemente altos. La única restricción impuesta a la selección
del segmento fue que las velocidades no debían ser afectadas por semáforos o señales
PARE. El esquema de selección de la muestra utilizada da la capacidad de predecir la velo-
cidad de cualquier percentil para una diversa combinación de componentes de camino y
ausencia de peligros excesivos.
3.2. Modelo de velocidad del nº percentil
En esta sección de trata un método avanzado de modelado de percentiles de velocidades en
flujo libre. El modelo supera las limitaciones de los modelos existentes de velocidad y
es capaz de modelar cualquier percentil de velocidad. Esto resulta de la representación
del percentil de velocidad como una combinación lineal de la media y la desviación
estándar, y datos de panel. Se discuten dos modelos alternativos: un modelo de mínimos
cuadrados ordinarios (MCO) para datos de panel, y un modelo de mínimos cuadrados ge-
neralizados (GLS) que considera efectos aleatorios.
3.2.1 Modelo de percentil sin efectos aleatorios
Con la asunción de velocidades del vehículo individual normalmente distribuida en un lugar, cualquier velocidad de percentil en el
lugar (Vip) puede calcularse multiplicando el valor correspondiente de Zp con la desviación estándar de velocidad individual (IA)
y agregar ese producto a la velocidad media de pth valoro (mi). El valor de Zp es la variable normal estandarizada corresponde a
un percentil seleccionado; por ejemplo, Z50 = 0,0 y Z85 = 1.036. Esta función puede representarse como un modelo estadístico
mediante la adición de un término de perturbación normal de iid (libras esterlinas). El modelo de percentil OLS utilizando datos de
panel tiene la siguiente forma:
La suposición de normalidad de £ es útil porque conduce a los parámetros de regresión que son aproximadamente t distribuida.
La suposición de normalidad para £ se cumple estrictamente para las estimaciones de percentil 50 bajo el supuesto de las
velocidades individuales normalmente distribuidas. Los percentiles distantes de la media tenga la distribución de sus estima-
ciones considerablemente sesgado que dificultaría la suposición de normalidad. La suposición de normalidad se evaluó para el
quinto 85º percentil y 95 las estimaciones hechas utilizando el método de Monte Carlo. Un centenar de números aleatorios se
generaron para 100 variables utilizando un valor promedio de 58.55 mph (94.2 km/h) y una desviación estándar de 3.55 mph (a
5.7 km/h). Figura 3-1 presenta los histogramas de frecuencia para el quinto, estima el 85º percentil y 95.

Figura 3-1 Histogramas de frecuencia
para estimaciones de percentiles 5º, 85º
y 95º
Aunque las distribuciones son razonablemente simétricas, la estadística de Shapiro-Wilk (W) se utilizó para probar para las
salidas de la normalidad. La estadística W para el quinto, las estimaciones del 85º percentil y 95 tuvieron valores p de 0.99, 0.19
y 0,82, respectivamente. Las estadísticas de W establecen que no existe evidencia suficiente para concluir que las estimaciones
de percentil no son normales con una confianza del 95%. Se concluyó entonces que las distribuciones de las estimaciones de tres
percentil cumplen la suposición de normalidad. El rango percentil considerado en este estudio se limita desde el quinto a los
percentiles 95 para permitir que la suposición de normalidad sostener. En cualquier caso, si predecir futuros media respuestas es
el modelado sólo propósito, entonces haciendo caso omiso de normalidad no obstaculizará la capacidad de hacer predicciones
(Washington y otros, 2003).
Suponga que la velocidad media en flujo libre de vehículos en un segmento del camino se ve afectada por algunas características
del camino y está representada por la siguiente función:

Donde el coeficiente de a¡ representa el efecto del parámetro X¡ en el valor de la velocidad media. Además, supongamos que la
desviación estándar de velocidad individual en un segmento de camino puede verse afectada por algunas características del
camino y está representada por la siguiente función:
Donde el coeficiente bk representa el efecto del parámetro Xk en la desviación estándar de velocidad individual. Un modelo lineal
para estimar cualquier velocidad de percentil de pth puede disponerse insertando el lado derecho de las ecuaciones 3.2 y 3.3 en
la ecuación 3.1. Modelo linear a esti compañero cualquier pth velocidad del percentil es la siguiente:
El modelo en la ecuación 3.4 se denota como OLS-PD para acentuar esa regresión de mínimos cuadrados ordinarios se aplica a
los datos de panel. El enfoque de datos de panel con frecuencia se utiliza para aplicaciones econométricas cuando múltiples
observaciones sobre cada individuo están presentes en el conjunto de datos. Estudios médicos han utilizado enfoques de
modelado comparable con datos de panel para obtener estimaciones de percentil. Morgenstern (2002) había modelado el agua
corporal total promedio en función de las características de los pacientes, mientras que la desviación estándar de las observa-
ciones individuales suponía constante. Morrell (1997) utilizada regresión de dos pasos para modelar por separado el valor medio
y la desviación estándar de umbrales de audiencia. El enfoque propuesto en nuestro estudio va un paso más allá por calibrar los
términos de la media y desviación estándar en un solo paso.
Los datos del panel fueron creados multiplicando todas las posibles variables explicativas por el valor normal estándar corres-
pondiente a un percentil correspondiente. Se calcularon las velocidades del percentil del 5 para el percentil 95, en incrementos de
cinco, para todos los lugares. Al contar con un mayor número de observaciones que conjuntos de datos transversales típicos,
conjuntos de datos de panel tienen más grados de libertad, reducción de colinealidad entre las variables explicativas y mejorar la
eficiencia de los parámetros estimados (Hsiao, 1986). Por ejemplo, datos de 32 páginas producirá un panel de 608 observa-
ciones, en lugar de sólo 32 observaciones si un conjunto de datos transversal basado sólo en la media o la VO85. El modelo de
OLS-PD puede mejorarse mediante la adición de efectos aleatorios percentil-específicas y lugar para evitar un sesgo en la
estimación de los parámetros del modelo causados por factores desconocidos no incorporados en el modelo de regresión.
3.2.2 Modelo percentil con efectos al azar
Los efectos aleatorios de lugares en el modelo lineal que se muestra en la ecuación 3.4 pueden captarse con cambios aleatorios
de lugar específico m (Greene, 2003) como sigue:
El modelo de efectos aleatorios (RE) correctamente capta tanto el azar (inexplicable) y fijo (explicadas) efectos asignando una
parte de la variabilidad no explicada a los lugares, var(y) y la porción restante, var(£), a toda la muestra. La covarianza entre los
efectos aleatorios £ y m se asume igual a cero. El modelo RE es un modelo de regresión de mínimos
cuadrados generalizados basado en la suposición de que los efectos específicos del lugar
inexplicados NO están correlacionados con las variables incluidas en el modelo. El modelo RE
ofrece una formulación conveniente cuando n unidades de sección transversal se dibujan
aleatoriamente desde una población (Washington y otros, 2003), y las conclusiones acerca de
esa población es el principal objetivo.

Los efectos aleatorios de la dimensión de percentil en los datos del panel se pueden capturar también con cambios aleatorios
percentil específica un > p (Greene, 2003) en la ecuación 3.5 como sigue:
En este modelo, el número de percentiles observado para cada grupo ni el número de lugares que se observa en cada periodo es
necesario fijarse. Los datos pueden consistir en una muestra de observaciones indexado por tanto lugar y percentil específico. El
grupo creado en este estudio se equilibra con todos los lugares con el mismo número (19) de los valores de percentil. Aplica-
ciones de datos de panel, modelado con efectos aleatorios están presentes en la asignación de tránsito dinámico, propiedad de
coche y estudios de generación de viaje, entre otros. Poe y Mason, Jr. (2000) utilizan un enfoque de modelado que incorpora el
efecto aleatorio de los lugares individuales mientras que los efectos fijos de geométricos en velocidades medias de modelado.
Tarris y otros (1996) aplican un modelo de efectos aleatorios por conductores de indi-persona cross-sectioning como un grupo y
la ubicación de sensores de velocidad diferentes como un período de tiempo. Una comparación que muestra que las ventajas de
la RE modelo sobre los modelos OLS y OLS-PD se presenta en el capítulo 6.
3.3 Calibración y desarrollo del modelo
La Figura 3-2 presenta un diagrama de flujo con el procedimiento utilizado en este estudio para desarrollar los modelos de
velocidad para caminos rurales de dos carriles. El procedimiento utilizado para desarrollar los modelos de velocidad para caminos
de cuatro carriles se simplificó considerablemente y se explica más adelante en este capítulo.
El primer paso fue la colección y evaluación de las características de geometría de camino y velocidades en flujo libre de un
número determinado de lugares de observación. Capítulo 4 trata el proceso de recolección de datos para caminos rurales de dos
carriles. Capítulo 5 analiza el proceso de recolección de datos para caminos de cuatro carriles. El segundo paso implicó la
construcción de los datos de panel, como se explica en la sección 3.2.1. El panel para caminos de dos carriles está compuesto
por 3002 observaciones (158 puntos multiplicados por 19 observaciones de velocidad del percentil por punto); mientras que el
panel para caminos de cuatro carriles se compone de 950 observaciones (50 puntos multiplicados por 19 observaciones de
velocidad del percentil por spot).
Los modelos de velocidad para caminos rurales de dos carriles se desarrollaron siguiendo un proceso iterativo. Se estimaron
índices de aceleración y desaceleración medias preliminares de observaciones de campo y la porción de las secciones de
transición en la recta inicialmente fue asumida en el inicio del proceso de calibración. Se desarrollaron modelos de velocidad
promedio preliminar de rectas y curvas horizontales usando lugares seleccionados. Treinta y dos lugares fueron seleccionados
para desarrollar el modelo de rectas y veinte lugares fueron seleccionados para desarrollar el modelo de curvas horizontales. Se
realizó un análisis para justificar que las velocidades en las rectas seleccionadas estaban libres de la influencia de curvas
horizontales. Se compararon las velocidades de lugares situados en curvas horizontales y el adyacente del segmento recta y
calculó la longitud de las secciones de transición para los lugares utilizando las índices medias de aceleración y desaceleración.
Se concluyó que los lugares de treinta y dos seleccionados como rectas lugares fueron situados fuera de la sección de la tran-
sición de una curva horizontal.
Se utilizaron los modelos preliminares para estimar las velocidades medias en las rectas y curvas de todos los lugares en la
muestra.
La velocidad media de la curva se estimó sólo para aquellos lugares con información de la curva. Si la velocidad media de la curva
estimada fue mayor que la velocidad media estimada de recta, la curva suponía tener ningún impacto en las velocidades. En otras
palabras, el diseño de la curva permite negociar la curva a una velocidad de por lo menos igual a la velocidad, influenciada por las
características del camino y dimensiones de la sección transversal; por lo tanto velocidades pueden estimarse mediante el
modelo de velocidad recta. Además, se suponía que las otras velocidades de percentil seguirá la misma tendencia que la
velocidad media (por ejemplo si la velocidad promedio en la curva es superior a la velocidad media en el segmento de la recta, la
velocidad del percentil de pth en la curva también será mayor que la velocidad del percentil de pth en el segmento recta).

Figura 3-2 Procedimiento de desarrollo de modelos de velocidad
Las velocidades promedios preliminares fueron usadas conjuntamente con las índices de aceleración y desaceleración medias
estimadas para calcular la longitud de las secciones de transición de todos los lugares que contienen las curvas. La longitud de la
sección de transición representa la distancia utilizada por los conductores para ajustar sus velocidades basados en la aplicación
de su aceleración deseada o índice de desaceleración. Figura 3-3 presenta un esquema de la estrategia utilizada para la
velocidad en las secciones de transición.
Se determinó la longitud de la sección de transición de la recta a la curva, Ld, en pies, como:
Se determinó la longitud de la sección de transición de la curva a la recta, La, en pies, como:

El diseño de la sección de transición incluye el peralte y las transiciones del alineamiento. Normas de diseño de Indiana no
requieren el uso de curvas de la espiral para diseñar las secciones de transición. AASHTO (2001) indica que la práctica normal en
estos casos es dividir la longitud del desarrollo (runoff) entre la recta y tramos curvos y evite colocar la longitud entera del
desarrollo (runoff) sobre la recta o lo siguiente curva el camino espiral natural adoptado por los conductores. Mayoría de los
organismos usa un valor único, de 60 a 80%, para localizar la longitud de la escorrentía en la recta antes de la curva. Lyles (1982)
y Fitzpatrick y otros (1999) encontraron evidencia para apoyar que parte de la transición se produce en la curva. Sus estudios
encontraron que conductores desacelerar y aceleran en la curva horizontal, aunque no fue dada ninguna estimación del por-
centaje de la longitud de transición en las curvas.
Consideraciones teóricas sugieren colocar una porción más grande de la longitud de la escorrentía en la recta, en un rango de 70
a 90%, para ofrecer las mejores condiciones (AASHTO, 2001). Aunque la proporción determinada depende del número de
carriles girada y la velocidad directriz, el uso de un único valor para todas las velocidades y anchos rotados es considerado
aceptable por la AASHTO. La proporción de sección tanto desaceleración y aceleración de la transición en las rectas, td y ta, fue
inicialmente fijado en 85%. Las proporciones, así como las índices de aceleración y desaceleración, se calibrarán como parte del
modelo de desarrollo.
Figura 3-3 Modelos de velocidades en secciones de transición curva
El valor de la porción de las secciones de transición en la recta fue aplicado a todo el panel y los lugares de observación fueron
clasificados con base en su ubicación con respecto a curvas horizontales. El grupo se subdividió en cuatro submuestras: lugares
de rectas, lugares en curvas horizontales, en las secciones de transición de desaceleración y aceleración de la transición sec-
ciones. Estos cuatro submuestras fueron utilizados para calibrar las nuevas modelos de velocidad, nuevas índices de aceleración
y desaceleración medias y nuevos valores para la porción de la sección de transición situada en la recta.
En casos donde la longitud de la curva era menor que el tamaño combinado de la desaceleración y las secciones de transición de
aceleración en la curva, no se alcanzó la velocidad media estimada en la curva (por ejemplo, la longitud de la curva eficaz, LEC,
es cero). Figura 3-4 se presenta un esquema de este caso. La curva efectiva se definió como la sección de la curva horizontal
donde conductores mantienen una velocidad constante dinaria. La longitud de la curva efectiva se calculó como la longitud de la
curva horizontal menos la longitud de las secciones de transición de desaceleración y aceleración en la curva. Cuando la longitud
de la curva efectiva es cero, la velocidad a lo largo de la curva fue determinada únicamente por los modelos de la sección de
transición (aplicando la índice de desaceleración o aceleración). Si las secciones de transición comprometido por el interior de la
curva, la reducción de velocidad más pequeña debido a la desaceleración o la aceleración en un lugar específico fue seleccio-
nada y el lugar fue clasificar en la transición de desaceleración o aceleración submuestra.

Figura 3-4 Modelado las secciones de transición para curvas cortas
Modelos de velocidad fueron desarrollados independientemente por la recta y submuestras de curvas horizontales siguiendo el
modelo presentado en la sección 3.2.
Se compararon las estimaciones del parámetro calibradas para los modelos de la recta y la curva entre dos Iteraciones sucesivas
para verificar si se llegó a convergencia. Si se alcanzaba una convergencia, fue detenido el proceso iterativo y el rendimiento de
los modelos de velocidad fue evaluado. De lo contrario, continuó el proceso iterativo.
Los nuevos modelos de velocidad para las rectas y curvas horizontales se aplicaron a las submuestras de las secciones de
transición. Se estimaron las velocidades de percentil recta y la curva del 5 a los percentiles 95, para todos los lugares. Los
modelos de velocidad para secciones de transición se calibraron usando los estimados y las velocidades de percentil observada
y la distancia del lugar de la curva. La velocidad en las secciones de transición depende de las velocidades estimadas en la recta
y la curva de las índices de aceleración y desaceleración, la longitud de las secciones de transición y la porción de las secciones
de transición fuera de la curva. El modelo de velocidad para la sección de transición de desaceleración tiene la forma siguiente:
La calibración de las ecuaciones 3.9 y 3.10 proporcionó nuevas índices de aceleración y desaceleración y las partes nuevas de
las secciones de transición de aceleración y desaceleración que ocurren fuera de la curva. Se compararon los parámetros
estimados obtenidos para los modelos de transición entre dos Iteraciones sucesivas para verificar si se llegó a convergencia. Si
se alcanzaba una convergencia, fue detenido el proceso iterativo y se evaluó el rendimiento de los modelos. De lo contrario,
continuó el proceso iterativo.

Los nuevos valores para td, ta, d y se aplicaron todo el panel junto con la nueva recta y modelos de velocidad de curva horizontal
para llevar a cabo una nueva iteración por la reclasificación de los lugares de acuerdo a su ubicación con respecto a curvas
horizontales. La única restricción impuesta en el proceso de iteración debía tener un número razonable de lugares asignados a
cualquier submuestra para calibrar el modelo de velocidad. Un mínimo de 14 páginas fue deseado en cualquier submuestra tener
suficiente variabilidad en los valores de las variables explicativas. Cuando el número de lugares asignados a cualquier sub-
muestra no conoció esta restricción se mantuvieron el modelo calibrado y los lugares asignados en la última iteración.
El proceso de desarrollo de modelo fue detenido cuando no hubo cambios en la clasificación de lugares entre dos iteraciones
consecutivos y los modelos de velocidades no pueden mejorarse aún más. D y un valores evaluaron de iteración a iteración para
verificar la convergencia, el cambio porcentual en el número de lugares asignados a cada submuestra, estima el parámetro, el
coeficiente de valores de determinación (R2
) y el td, ta.
El procedimiento de desarrollo del modelo se simplificó considerablemente para caminos de cuatro carriles. El modelo de una
sola velocidad sólo se calibró debido a la falta de impacto significativo de curvas. Por lo tanto, no era necesario ningún proceso
iterativo. El desarrollo del modelo para caminos de cuatro carriles consistió en sólo cuatro pasos: recopilación de datos y eva-
luación, construcción de los datos de panel, velocidad modelo calibración y evaluación de la actuación de la modelo.
Aunque también se recolectaron las características de alineamiento horizontal y vertical de caminos de cuatro carriles, se puso
más énfasis en la diversificación de las dimensiones de la sección transversal y la densidad de accesos. Además, se puso más
énfasis en segmentos se-catadióptricos ubicados en lugares suburbanos que en zonas rurales. El diseño de curvas en los
caminos de cuatro carriles es más uniforme que en caminos rurales de dos carriles que promueven mejor velocidad coherencia;
por lo tanto puntos en caminos de cuatro carriles donde los cambios de velocidad se ven obligados por las condiciones adversas
de la curvatura son mínimos. Segmentos con curvas muy se encuentra sobre todo en las zonas urbanas, con escritos de límites
de velocidad inferior a 40 millas por hora (60 km/h) o situadas demasiado cerca de las semáforos o señales de PARE. No hay
suficientes lugares fueron situados en curvas horizontales o secciones de transición para poder calibrar los modelos de velocidad
para aquellos lugares en caminos de cuatro carriles.

4 RECOPILACIÓN DE DATOS EN CAMINOS RURALES DE DOS CARRILES P33-47
Este capítulo describe la selección del segmento de camino de dos carriles, y la recolección
de datos. El alcance de la recolección fue reunir información de geometría y velocidades en
flujo libre en segmentos que los conductores puedan considerar como que tiene índices de
accidentes razonablemente bajos. La Figura 4-1 presenta un diagrama de flujo con la selec-
ción del segmento y los procedimientos de colección de datos. Se describen los criterios de
selección y evaluación de los datos de accidentes, y de las medidas de las características
geométricas (visibles) del camino, y velocidades en flujo libre. Se analizan los resultados de
un análisis preliminar.
4.1. Requisitos de datos
Camino mapas y fotos aéreas fueron utilizados para identificar segmentos de camino candidato basados en su alineamiento y
ubicación. Accidente de tránsito y datos de bases volumen debían determinar la exposición de accidente rara de los segmentos
del candidato. Una variedad de características de segmento y las características de alineamiento horizontal y vertical se midieron
en el campo que se utilizará como posibles variables explicativas en el proceso de modelado. Características como las dimen-
siones de la sección transversal, el camino zona despejada, la pendiente del camino, la distancia visual y el límite de velocidad
señalizado fueron destinados a segmentos rectos. Curva horizontal componentes como el grado de curvatura y la índice de
peralte máximo se centraron en curvas horizontales y en las secciones de transición.
4.2. Identificación de segmentos candidatos
El objetivo principal del proceso de selección del segmento debía incluir tantas configuraciones de camino, basadas en las
dimensiones de la sección transversal, la zona despejada de camino, la distancia visual disponible y otras características geo-
métricas, como sea posible. Segmentos de recta camino con curvas verticales y segmentos que contienen curvas cerradas
horizontales fueron altamente deseados.

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