Este documento introduce los conceptos básicos del diseño geométrico de carreteras. Explica que el diseño geométrico establece la configuración tridimensional de una carretera considerando factores como la orografía, el tráfico y los objetivos de funcionalidad, seguridad y comodidad. También describe que el proceso de diseño es iterativo, evaluando continuamente la geometría propuesta para optimizarla considerando todos los factores. Finalmente, detalla los diferentes objetivos y factores que deben tenerse en cuenta en el diseño geométrico

1. Introducción al Diseño Geométrico de
Carreteras: Concepción y Planteamiento
Resumen El diseñogeométricode una carretera suponela parte más importantedesu
concepcióny proyecto,ya quepermite establecersudisposiciónespacialmás adecuada
sobreel territorio,para que se adaptea sus características y condicionantes;peroa su
vez pueda facilitarunaaccesibilidad y movilidaddelas personas y las mercancíasque
sea segura, cómoda,sostenibley en unos tiempos que estén proporcionados a la
magnitud dela demanda demovilidad,es decir,que sea funcionaly eficaza uncoste
razonable. El diseñogeométrico se lleva a cabomedianteunprocesodediseñoiterativo,
dondese va construyendola geometría dela carretera a través de unmodelo espacial
que continuamenteseevalúa,según todos los condicionantes y objetivos deldiseño,para
procedera introducirmodificaciones continuasenel mismo,buscandola optimizaciónde
la realidad física y funcionalfinal.2 Objetivos El objetivoprincipales que se comprenda
cómose concibeuna carretera a través desu diseñogeométrico,y el planteamientoque
conlleva,teniendo en cuenta todos los factores propios delterritoriopordondetrazarla
carretera y los criterios del diseño,intentandosatisfaceralmáximolos diferentes
objetivos del diseño.Además,seaprenderá conmás detalle: cada unodelos objetivos del
diseñogeométricode una carretera,los factores o condicionantes externos y los factores
o criterios propios deldiseño.3 IntroducciónEldiseñogeométricoes la parte más
importantedel proyectodeuna carretera,estableciendoenbasea los condicionantes o
factores existentes la configuracióngeométrica definitivadelconjuntotridimensional
que supone,para satisfaceralmáximolos objetivos fundamentales,es decir,la
funcionalidad,la seguridad,la comodidad,la integraciónambientalensuentorno, la
armonía oestética,la economía y la elasticidad dela soluciónfinal.Para ello,hay que
llevar a cabounprocesode diseñoiterativo,dondeseva conformandola geometría de la
carretera a través de unmodelo tridimensional(figura1)quecontinuamenteseevalúa,
segúntodos los condicionantes y objetivos deldiseño,para procedera modificaciones en
el mismo,buscandola optimizacióndela realidad físicay funcionalfinal.Figura 1.
Modelo tridimensionaldela carretera 4 Objetivos deldiseñogeométrico Conel diseño
geométrico hay que intentarlogrartodos los objetivos del mismo,que son:la
funcionalidad,la seguridad,la comodidad,la integraciónambiental,la armonía o
estética, la economía y la elasticidad dela soluciónfinal.Perono todos ellos estánen
correspondencia,sinoquealgunos de ellos son contrapuestos.Portanto,en la evaluación
del diseñogeométricohabrá quellevar a cabounbalanceconjuntoentrelos diferentes
objetivos que tengan unefecto contrario.Porejemplo, una solucióndeldiseñogeométrico
que suponga menores pendientes longitudinales supondráuna mejorfuncionalidad,al
facilitarla evolucióndelos vehículos,conunmenorcoste de funcionamientodelos
mismos,perolo mas normal,ante orografías quenoseanllanas,será que haya unmayor
coste de ejecuciónal habermayores movimientos detierras y una menorintegración
ambientalalaparecermayores taludes y ocupaciones deterrenos.La funcionalidad
vendrá determinada poreltipode vía a proyectary sus características,así comoporel

2. volumeny propiedades deltráficoquese estime pueda recorrerla cuandoestéen servicio,
permitiendouna adecuada movilidad porelterritorioa los usuarios y mercancías a
través de una suficientevelocidad derecorridodelconjuntode la circulación.Estosupone
realizarpreviamenteunestudiodeestimacióndela demanda detráficoy,enparaleloal
diseño,unestudiode capacidad y niveldeserviciodeltráficopara asegurarquedurante
el periododevida dela carretera (normalmente20 años)sepueda ofreceruna adecuada
calidad dela circulación.La seguridadvialha deser la premisa básicaencualquier
diseñoviario,inspirandotodas las fases delmismo,hasta las mínimas facetas,reflejada
principalmenteenla simplicidad y uniformidad delos diseños,para queseanfácilmente
perceptibles porlos conductores y así puedanadaptargradualmentesucomportamiento
a lo largo de la carretera.La seguridad noselogra limitándosea cumplirlas normas de
diseñogeométricoporque estas tienen en cuenta e incorporan,deforma explícita o
implícita,el resto delos objetivos,especialmenteel económico.Hay que llevar a cabouna
estimacióndelos efectos operacionales dela geometría que estemos planteandopara
analizarla evoluciónprevisibledelos vehículos y el comportamientodelos conductores;
esto suponeel análisisbasadoenla seguridad sustantiva.La comodidaddelos usuarios
de los vehículos debeincrementarseenconsonancia conla mejora general de la calidad
de vida,reduciendolas aceleraciones y,especialmente,sus variaciones,queminoranel
confortde los ocupantes delos vehículos.Todoello ajustandolas curvaturas dela
geometría y sus transiciones a las velocidades deoperaciónporlas queoptanlos
conductores a lo largo de los trazados.Estoafecta sobretodo aldiseñoadecuado delas
curvas horizontales y,enmenor medida,a las curvas verticales.La integraciónensu
entorno ha de procurarminimizarlos impactos ambientales,teniendoencuenta el usoy
valores del territorioy los suelos afectados,siendobásicala mayoradaptaciónfísica
posiblea la orografía existente.Así se lograránreducirlas excavaciones y rellenos,así
comolos puentes y viaductos,redundandoenuna menorocupacióndeterrenos y en unas
barreras físicas y visuales menos intrusivas.Es muy importanteconsiderarla integración
ambientalcomoobjetivofundamentala teneren cuenta en el diseño,y nocomo una
necesidad decorreccióna posterioridelos impactos generados.La mayorpartedelos
proyectos decarretera suponenla necesidad dellevara cabola declaracióndeimpacto
ambiental(DIA).La armonía oestética dela obra resultantetiene dos posibles puntos de
vista:el exterior o estático, relacionadoconla adaptaciónpaisajísticaya mencionada,y
el interioro dinámico,vinculadoconla comodidadvisualdelconductorantelas
perspectivascambiantes quese agolpanensus pupilas y puedenllegara provocarfatiga
o distracción,motivodepeligrosidad.Hay queobtener undiseñogeométricoconjunto
que ofrezca al conductorunrecorridofácily agradable,exento de sorpresas y
desorientaciones.Loideales lograruna carretera autoexplicativa,es decir,que su
percepciónsea simplepara elconductoreinterprete de forma rápiday clara cómoha de
adaptarsea él. La economía oel menor coste global posible,tantode la ejecuciónde la
obra,comode la explotaciónfutura dela misma,alcanzandosiempreuna soluciónde
compromisoconelresto de objetivos o criterios.Aunqueen la fasede diseñose controlan
directamentelos volúmenes delas diferentes unidades deobra (excavaciones,rellenos,
etc.), se requiere en la evaluacióny comparacióndelas soluciones la estimacióndelos

3. costes de operacióndelos vehículos,sobretodorelacionadoscondiferenciasenla
longitud a recorreren el tramoy en las pendientes longitudinales quehacenque los
consumos puedanvariar.La elasticidad dela soluciónfinalpermitiría la acomodaciónde
futuras ampliaciones omejoras,siemprey cuandoestas seanprevisibles enunplazo
razonabledetiempo. Este objetivodebe ser de aplicacióncuandosediseñancarreteras
de calzada únicaqueseanuna primera fasedeuna autovía oautopista.Tambiénpuede
ser convenientealdiseñaruna autovíaoautopista contemplandoquea medioplazo,
antes de agotarsu vida útil,precisela ampliacióndeuncarrilencada calzada,quepuede
ganarseporel centro si hay una mediana suficientementeancha,oporel exterior
ampliandola ocupación.5 Factores ocondicionantes deldiseñogeométricoLos factores o
condicionantes deldiseñoa tener en cuenta sonmuy variados,perosepuedenagruparen
externos o previamenteexistentes,correspondientes alterritoriopordondesequiere
trazarla carretera,e internos o propios dela vía y sudiseño.5.1 Factores externos Los
factores externos estánrelacionados,entreotros aspectos,conla orografía delterreno
natural,la constitucióngeológica y geotécnica del mismo,el volumeny característicasde
la circulaciónactualy suestimaciónfutura,los valores ambientales delterritorio,la
climatología e hidrología dela zona, las actuaciones urbanísticas existentes y previstas,
los parámetros socio-económicos delárea y la estructura parcelariadelas propiedades.
Toda esta informaciónsiemprees básicay previaaliniciodeldiseñogeométrico,porlo
que hay que empezarrecopilandooextrayendotodos los datos precisos,para analizarlos
y establecerlas conclusiones y parámetros quepuedanafectary condicionarrealmente
el diseño.Nunca sedebearrancareldiseñogeométricode una carretera cuandose
disponga tansolodela cartografía,porqueel trazadoque vayamosdesplegandosobreel
territoriotiene grandes probabilidades deversecondicionadoocoartadoporlas
restricciones quevayanaflorandoalavanzarenel estudiode los diferentes factores
externos. 5.2 Factores internos Los factores internos deldiseñocontemplanlas
velocidades a teneren cuenta para el mismo,los efectos operacionales dela geometría
especialmentevinculados conla seguridad exigibley los relacionados conla estética y
armonía dela solución.Los efectos operacionales dela geometría dela carretera
vinculadosconla seguridad afectana la visibilidadnecesaria para poderefectuarlas
maniobras quese desarrollanhabitualmenteenel manejo de los vehículos,a la necesaria
estabilidaddelos vehículos ensu circulacióna lolargo de las curvas y a la consistenciau
homogeneidad delos diseños para garantizaralconductorunas evoluciones graduales y
sencillas,que no conllevensorpresas repentinas conrespectoa lo esperadoodeseadopor
el mismo.5.2.1 Velocidades enel diseñoEn el diseñogeométricode carreteras la
velocidad quepodrándesarrollarlos vehículos sobrela vía es un parámetrofundamental
y básico.La cuestiónprimordialestriba encuales la velocidad más apropiada enla que
se debe basareltrazado.Históricamenteelcriterioclásicoha sidoseleccionary aplicarla
velocidad deproyecto(internacionalmenteconocida comovelocidad dediseño),taly
comofue definida y adoptadaenEstados Unidosen1936 (Barnett, J.), suponiendoque
todos los vehículos vana circulary manteneruniformementeesa velocidad a lolargo de
la vía.Suselecciónse basa principalmenteenla clase o tipode carretera y en las
característicasorográficas y urbanísticas delentorno.Suaplicaciónpermiteestablecer

4. la referencia mínima para algunos parámetros básicos deldiseño,comoel radiomínimo
de las curvas y las distanciasdevisibilidad necesarias para determinadasmaniobras a lo
largo de la vía.Durantelas dos últimas décadas enalgunos países seha reexaminadoel
conceptoclásicoy revisadolos métodos para tenermejor en cuenta las disparidades
manifiestasentrela velocidad deproyectoy las velocidades normales deoperaciónque
desarrollanlos conductores,especialmenteencarreteras convencionales (deuna sola
calzada)rurales.Mientras queel conceptode velocidad deproyectofuedesarrolladoen
el convencimientodeque los conductores circularíana dicha velocidad,sincomprobación
alguna,las velocidades deoperaciónobservadas y entendidas comoaquellas a las que los
conductores optanpara manejarsus vehículos,sonenmuchos casos discordantes conel
criterioclásico.Portodoello, aunquela velocidad deproyectosiguesiendounconceptoy
parámetrobásico,apareceninteresantes diferencias ensuseleccióny aplicación,al
basarla más directamenteenel comportamientorealprevisibledelos conductores,
satisfaciendolas expectativas delos mismos.Teniendoencuenta que los conductores
optanporundeterminadoniveldevelocidad enfuncióndeltipode carretera porla que
circulany sus característicasgeométricas,condicionadostambiénporla configuración
física dela orografía y los desarrollos urbanísticos delentorno,la selecciónde la
velocidad deproyectoha deaproximarselomáximoposiblea ese nivelesperado,porlo
que se establecen unos rangos deposibles velocidades deproyectopara cada tipode
carretera y orografía,sinmucha holgura,paraofreceruna geometría quese acomodea
las expectativas razonables delos conductores y,portanto,sea segura y cómoda.El resto
de factores y los criterios uobjetivos del diseñocondicionaránla seleccióndefinitiva dela
más adecuadavelocidad deproyecto,entreellos el volumende tráficoesperado.Elque
haya unmayoromenornivelde demanda detráficonoafecta las velocidades quepueden
llegar a desarrollarlos vehículos a efectos de garantizarles conla geometría su
seguridad y comodidad enla circulación,puestoque las situaciones más comprometidas
o críticas seproduciránsiempreconvehículos ligeros,que sonlos que puedendesarrollar
velocidades mayores,y circulaciónlibre,es decir,turismos circulandoensolitarioocon
suficientehuecoconrespectoal precedente, para queasí sea el conductor,enfunciónde
las características físicas quepercibedela carretera y su entorno, el que elige con
libertad la velocidad queconsidera adecuada encada lugary momento.Lo que si
justificará elnivelde demanda detráficoprevisible,sinlugara dudas,es una mayoro
menorfuncionalidady,portanto, rentabilidad globaldela inversión.Sehaceinevitable
una adecuadatramificacióndela carretera a diseñarparaquelas diferentes velocidades
de proyectoseleccionadas seajustena las características mencionadas encada tramo,
siendoimprescindiblequelos tramos tengan una longitud mínima suficiente(2 km)para
que el conductorpueda hacerla lectura apropiadadela vía y suentorno, traduciéndola
en un nivelde velocidades deoperaciónacordeconla velocidad deproyectoutilizada,
escalonandoprogresivamentelas distintas velocidades deproyectodelos sucesivos
tramos para favorecerla acomodacióna las nuevas condiciones,evitandoasílos cambios
bruscos.Comola velocidad deproyectoseaplica parala determinación delas
característicasmínimasdelos parámetros básicos dela geometría,siemprese ha
consideradoconvenientela utilizacióndevalores superiores cuandofuera posible,a

5. pesardeseguirsuponiendoquela circulaciónseproduciría a dicha velocidad.Así se
provocanvelocidades deoperaciónenalgunas partes dela vía superiores a la velocidad
de proyecto,debidoa que los conductores observanuntrazadodecondiciones más
suaves quelas mínimas oestrictas,porloque se les invita a circulara una mayor
velocidad.Deesta forma se consumenlos márgenes de seguridad disponibles,pudiendo
llegarse a agotarcon la peligrosidadqueello supone.Portanto, aunquela velocidad de
proyectosiga siendoel parámetrobásicoeinicialdeldiseñogeométrico,seleccionada
estrechamentecon las condiciones físicasdela vía y suentorno y, portanto, con el nivel
de velocidad alque vana desearoperarlos conductores,y que nos condicionalas
característicasmínimasdelos parámetros geométricos,nose puedeseguirsuponiendo
que los conductores vana hacercircularsiempresus vehículos manteniendoesa
velocidad,porloque hay que estimarlas velocidades deoperaciónquepuedenllegar a
desarrollara lo largo de cada unodelos elementos del trazado,diseñándolos en
correspondencia conellas y así garantizarla seguridad y comodidaddelos usuarios dela
carretera.Internacionalmenteseacepta comovelocidad deoperacióndeunelemento del
trazadoaquella velocidad delos vehículos ligeros circulandoenflujo libreque sólo es
superada porel15% delos mismos,es decir,el percentil 85 de la distribucióndelas
velocidades individuales devehículos ligeros enflujo libre.