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Síntesis de los efectos de
las condiciones de humedad en
la velocidad y la capacidad de las carreteras
Panos D. Prevedouros, Ph.D.
Asociado Profesor de Civil Ingeniería Departamento de
Civil Engineering, Universidad de Hawai en Manoa
2540 Dole Street, 383, Honolulu, HI 96822
Teléfono: (808) 956-9698
Fax: (808) 956-5014
Correo electrónico: pdp@hawaii.edu
y
Piyalerg Kongsil, MSCE
Doctor. Candidato
Honolulu, Hawaii 21
de julio de 2003
ABSTRACTO
Las condiciones húmedas y lluviosas impactan al conductor, al vehículo y a
la calzada. Estos efectos provocan una reducción en la velocidad o la densidad (avance de seguimiento
del automóvil) o ambas, lo que, a su vez, provoca una reducción en la capacidad de
la carretera . Este artículo es una síntesis de 26 estudios que relacionan las condiciones húmedas con
la velocidad y la capacidad.
Si los resultados de todos los estudios revisados después de 1980 con datos originales de
las autopistas se promedian asumiendo pesos iguales, entonces, la reducción de velocidad promedio
es 4.7 mph en lluvia ligera (11 estudios) - HCM2000 sugiere 6.0 mph que es similar
a la reducción del 10% de FHWA - y 19.6 mph en lluvia intensa (2 estudios) - HCM2000 sugiere
12.0 mph, que es más alta que la reducción del 16% de FHWA . La reducción de capacidad
promedio es del 8,4% con lluvia ligera (7 estudios) y del 20,0% con lluvia intensa (1 estudio).

El impacto de las condiciones de lluvia en la capacidad de las carreteras es
importante. Se necesita mucha investigación adicional para reducir la amplia variación de
observaciones en estudios anteriores. Se necesita una metodología para el análisis de capacidad y
LOS de autopistas, intersecciones y arterias que tenga en cuenta las condiciones de humedad como
parte de las condiciones típicas .
INTRODUCCIÓN
A diferencia de la mayoría de los diseños de ingeniería civil que generalmente consideran las
peores condiciones posibles y a menudo agregan un factor de seguridad, el análisis del tráfico en las
carreteras es conservador al enfocarse en los períodos pico y aplicar el factor de hora pico, que
generalmente infla los volúmenes de manera considerable, pero el análisis se basa en claros clima,
pavimentos secos y condiciones diurnas. Sin embargo, en la mayoría de las áreas metropolitanas, la
lluvia y otras precipitaciones son comunes y la oscuridad prevalece durante
los períodos pico en las ciudades del norte en los meses de invierno . Por otra parte, los
incidentes, viales obras y la presencia de la policía por lo general reducen la capacidad o velocidad ,
o ambos. Como un resultado, la evaluación de las dos predominantes impactos de nivel de servicio
(LOS) y el tráfico de futuros generadores de tráfico puede ser considerablemente inexacta sea la
causa a largo plazo promedio de condiciones se ignora.
Los incidentes, las obras viales y la presencia de la policía pueden ser poco frecuentes y
aleatorios, pero la presencia de lluvia y oscuridad no lo es. Kleitsch y Cleveland ( 1 ) destacó que
la importancia de la 8% medido la capacidad de re ducción de la
lluvia en un Detroit autopista se "incrementa por el hecho de que al menos una vez cada diez está
lluvioso con la suficiente intensidad en Detroit a significativamente reducir
la autopista capacidad durante uno, o ambos de los picos de los períodos ".
Hay poca evidencia sobre el efecto del anochecer y la oscuridad en la capacidad de las
carreteras, pero hay una cantidad modesta de evidencia de la investigación sobre los efectos de las
condiciones de humedad en la capacidad de las carreteras . La mayoría de los resultados de la
investigación sugieren una reducción tanto de la capacidad como de la velocidad en condiciones
de lluvia y humedad . Esto concuerda con la observación casual de que las condiciones del tráfico en
las áreas urbanas son peores en condiciones de lluvia y humedad (colas y tiempos de viaje más
largos). Algo de esto quizás debido al modo
de conmutación de feria tiempo modos s UCH como montar en
bicicleta y caminar a motor vehículos, pero la proporción de estos modos de cercanías viajes en gran
des metropolitanas áreas es minúsculo.
La edición 2000 del Manual de Capacidad de Carreteras ( 2 ) establece que "las condiciones
básicas presuponen buen clima, buenas condiciones del pavimento, usuarios familiarizados con la
instalación y sin impedimentos para el flujo del tráfico". Para autopistas, HCM2000 especifica que
"las condiciones de base en virtud de la
cual la plena capacidad de un básica autopista segmento se logra son buenas que adre, buena visibili
dad, y no hay incidentes o accidentes". Solo en el Capítulo 22 - Instalaciones de autopistas hay una
breve explicación del efecto de las inclemencias del tiempo en forma de curvas de flujo de
velocidad para diferentes condiciones climáticas. HCM2000 sugiere que la velocidad de
flujo libre (FFS) se reduce en 10 km / h (6 mph) con lluvia ligera y en 19 km / h (12 mph) con
lluvia intensa. No se menciona la reducción de la capacidad en condiciones húmedas y lluviosas .
No han sido por lo menos 15 estudios sobre el efecto de las inclemencias del tiempo en
la carretera de la velocidad y la capacidad publicada después de la última referencia citada en
HCM2000. Este artículo presenta una síntesis exhaustiva de los hallazgos relacionados con los
efectos de las condiciones húmedas y lluviosas en la capacidad de las carreteras, incluidos los
resultados preliminares de un estudio en curso de los autores de
este artículo. El documento concluye con un resumen de las recomendaciones de resultados para
la mejora.

EFECTOS PREVISTOS DE LA LLUVIA SOBRE LAS CONDICIONES PREVIABLES
La intensidad de la luz, la lluvia, la niebla, el hielo y la nieve son importantes para la
capacidad de las carreteras ( 3 ). Los principales factores de impedancia debidos a la lluvia
son ( 4,5,6 ):
• La presencia de un agua película en la superficie de la pavimento.
• Visibilidad reducida y dispersión de la luz .
• Gotas de lluvia , aerosoles y suciedad de la carretera en los parabrisas de
los vehículos .
La lluvia afecta las carreteras, los vehículos y los conductores. Los principales efectos de la
lluvia en las carreteras son la reducción de la fricción entre la banda de rodadura
del neumático y la superficie de la carretera , y la reducción de la resistencia
al deslizamiento del pavimento . El espesor de la película de agua puede variar desde húmedo o
visiblemente húmedo hasta una profundidad de varios milímetros. La reducción de la resistencia al
deslizamiento del pavimento es un resultado combinado de factores como el espesor de la película
de agua en la superficie, la textura del pavimento, la profundidad y composición de la banda de
rodadura del neumático y la velocidad del vehículo. Cuando se excede un espesor crítico de
película de agua, puede ocurrir aquaplaning y se pierde la fricción entre los neumáticos y la
carretera . En general, la lluvia reduce la estabilidad y maniobrabilidad del vehículo ( 6 ).
El parabrisas y las ventanas de los vehículos d urante la lluvia están cubiertos por las gotas de
lluvia , que conducen a la mala visibilidad. Además, las salpicaduras y las salpicaduras de otros
vehículos empeoran los problemas de visibilidad al añadir una película de suciedad. El diámetro y
la concentración de la gota de lluvia se correlacionan con la intensidad de la lluvia .
Visibilidad se reduce con el aumento de la lluvia caída de diámetro, y la intensidad de la
precipitación que puede ser expresada en términos de volumen de agua por unidad
de área por unidad de tiempo, por ejemplo, en cm 3
/ s ( 7 ).
Visibilidad reducción es sobre todo atribuible a ( 4 ):
• El combinado efecto de una pantalla de lluvia y luz causas brillante y dispersión
de la luz que afecta a la visual, la percepción de los conductores.
• Las gotas y el cristal del parabrisas crean lentes desequilibrados que reflejan
la luz en los ojos del conductor . La superficie de las gotas también dispersa la luz.
El problema de la reducción de la visibilidad es más grave cuando llueve por la noche
( 4 ). El efecto general de la lluvia en los conductores es una mala visibilidad y reconocimiento de
objetos. Los conductores pueden tratar de mantener largas distancias entre los vehículos y la
unidad en más lentas velocidades a un UENTA para el más largo percepción / reacción de
tiempo y detener la distancia durante la lluvia.
El resultado de los efectos mencionados anteriormente de la lluvia en carretera, vehículo y el
conductor de rendimiento es un cambio de la relación fundamental del flujo de densidad de
velocidad como se muestra en la Figura 1: Los
conductores pueden disminuir su velocidad para asegurar que se pueden detener de manera
segura si es necesario y / o alargan su avance de seguimiento de automóviles porque las distancias
de frenado sobre pavimento mojado son más largas debido a la reducción de la fricción.
REVISIÓN CRONOLÓGICA DE ESTUDIOS PERTINENTES
Esta sec ción presenta una cronológico Resumen de anteriores estudios sobre los efectos de
mojado pavimento y condiciones de lluvia sobre la capacidad. Las características básicas de los
estudios aquí revisados se resumen en la Tabla 1.
Stohner ( 8 ) realizó un estudio para el Departamento de Obras Públicas del Estado de Nueva
York sobre las velocidades de los automóviles de pasajeros en pavimentos secos y húmedos en

Nueva York, en la primavera de 1954. Cinco ubicaciones en carreteras rurales libres de
intersecciones y con mínima interferencia de la calzada e fueron seleccionados desarrollo. Había
cuatro sitios en caminos de dos carriles y un sitio en un camino dividido de cuatro carriles . Dos de
los sitios de dos carriles tenían pavimentos de asfalto y los otros tres sitios tenían pavimentos de
asfalto. Para minimizar el efecto de los grados de la velocidad, EAC ubicación h seleccionado tenía
una horizontal curva con razonablemente largo y aproximadamente de nivel de
grado tangentes. El grado de las curvas varió de 2,5 a 9 grados.
El estudio se centró únicamente en los turismos. El tiempo de recolección de datos dependió
de la presencia de condiciones húmedas y lluviosas. Se midieron las velocidades de flujo libre
(FFS) de los turismos . Para evitar los efectos de la interacción entre los vehículos en el flujo
de tráfico , los vehículos que siguieron a una distancia de 9 segundos o menos fueron excluidos de
los datos. La intensidad de la
lluvia varió de 2,8 a 67,3 mm (0,11 a 2,65 pulgadas ) de lluvia durante los períodos de recopilación
de datos que variaron
de 1¾ a 4 horas. Se menciona que la intensidad de las precipitaciones no causa dificultades
de visibilidad a los conductores.
La velocidad media de los turismos en condiciones secas y mojadas no fue
significativamente diferente ( 8 ). La caída máxima de la velocidad promedio en condiciones
húmedas en ubicaciones de tangente y curva fue de 4,44 km / h (2,76 mph) y 2,96 km /
h (1,84 mph), respectivamente. En dos de los cinco sitios, la velocidad promedio en condiciones hú
medas fue mayor que en condiciones secas .
Jones y col. ( 3 ) realizó un estudio para el Departamento de Carreteras de Texas publicado
en 1970 para evaluar el efecto de la lluvia en la capacidad de las autopistas. El estudio se realizó en
una sección de tres carriles de la autopista Gulf Freeway (T-45) cerca del centro de Houston. La
sección de la autopista seleccionada tenía un sistema de control de
la autopista totalmente operativo y un sistema
de detección automática conectado a una computadora para la adquisición de datos. Se
seleccionaron dos subsecciones con cuellos de botella que tenían caudales máximos históricos
que superan la capacidad. Los datos de flujo de tráfico de la mañana y la tarde del período pico
se recopilaron de los detectores y se convirtieron en mediciones de flujo de tráfico y densidad de 5
minutos .
Los registros de precipitación se obtuvieron de dos estaciones. Las
precipitaciones intensidad fue no recogió porque la intensidad de lluvia podría variar a lo largo
de la longitud de la porción de 6,6 kilometros (3,5 millas) de la autopista y a lo largo de los picos
2 horas. En cambio, cada día se clasificó como "seco" o "lluvioso". La mayor parte de la
precipitación registrada fue de aproximadamente 0,02 pulgadas (0,51 mm) o más
durante condiciones húmedas . Se desarrollaron modelos de caudal y velocidad :
q = 89,02 * k * ( 1 - (k / 319,96) 0,7
) (1)
u = 89,02 * ( 1 - (k / 319,96) 0,7
) (2)
dónde,
q = flujo en vph u =
velocidad en mph
k = densidad en vpm
Las capacidades medias durante condiciones secas para esta sección de la autopista de tres
carriles variaron entre 5.570 y 5.845 vph. Los resultados mostraron que la lluvia redujo
la capacidad de las autopistas entre un 14% y un 19%, con una confianza estadística del 95% .

Kleitsch y Cleveland ( 1 ) informaron en 1971 una disminución de la capacidad del 8%
durante la lluvia y observaron que el grado de impacto estaba directamente relacionado con
la intensidad de la lluvia . Se afirma que la aplicación de medición pionera en la rampa Lod ge
autopista tuvo un efecto debido a que un
casi contemporáneo estudio en Houston ( 3 ) había observado casi dos veces tan alta una capacidad
de reducción.
El artículo de Maeki en Tielehti (en finlandés, 1972 - citado en Edwards 1999 ) presenta
los resultados de un estudio de velocidad en condiciones climáticas adversas en Finlandia. Alrededor
del 30% del total de 11.500 datos de velocidad se obtuvieron mediante pistolas de radar (velocidad
punto) y el resto se recogieron mediante encuestas de placas de matrícula (aver edad de
viajes velocidades). Las
observaciones incluyeron tiempo condiciones, pavimento condiciones y tipo de pavimento incluyend
o sin terminar aceite de grava y gravilla carreteras , que eran comunes en Finlandia.
Las velocidades en pavimentos mojados se redujeron en aproximadamente un 4% en el tráfico
de volumen ligero y en un 2% en el tráfico de gran volumen en carreteras de superficie dura .
Un informe de la FHWA de 1977 ( 10 ) presenta los impactos económicos de
las inclemencias del tiempo en cada tipo de instalación. Las reducciones de velocidad
recomendadas fueron las siguientes: seco 0%, mojado 0%, mojado y nevado 13%, mojado y
fangoso 22%, fangoso en caminos de ruedas 30%, nevado y adherente
35%, nevando y compactado 42%.
El informe de 1981 de Reis al Minnesota DOT (citado en HCM1985 ( 11 )) presenta un
estudio sobre una sección de tres carriles con cuellos de botella en la vía libre I-35W en
Minneapolis. La demanda máxima en la sección estudiada generalmente excede la capacidad. Se
tuvo en cuenta la intensidad de las precipitaciones. La lluvia redujo significativamente la capacidad
de la autopista y el impacto de la lluvia en la capacidad dependió del grado de intensidad de la
lluvia . Una cantidad mínima de precipitación redujo la capacidad en un 8% y la capacidad se
redujo en un 0,6% por cada 0,25 mm / h (0,01 pulgadas) adicionales por hora de lluvia. En
condiciones de nieve, la capacidad disminuyó un 8% en condiciones de trazas y un 2,8% por cada
0,01 pulgadas adicionales por hora (0,25 mm / h).
Galin ( 12 ) investigó varios factores a fines de la década de 1970 que podrían afectar las
velocidades en las carreteras rurales australianas de dos carriles mediante análisis de regresión
múltiple. Análisis de velocidades
se realiza por considerar dos climáticas condiciones: seco y mojado del pavimento. Las condiciones
de humedad provocaron una caída en la velocidad promedio de viaje de aproximadamente 7 km / h
(4,35 mph). Sin embargo, Edwards ( 9 ) argumentó que este resultado puede tener una importancia
limitada porque las condiciones base no estaban claramente
definidas y el número de datos observados era pequeño (27 a 72 vehículos).
Olson y col. ( 13 ) El estudio publicado en 1984 investigó las diferencias entre
las distribuciones de velocidad en pavimentos secos y húmedos durante el día. Las ubicaciones del
estudio fueron un conjunto de 26 estaciones de monitoreo de velocidad permanentes, que incluían
7 carreteras interestatales, 15 arterias rurales y 4 recolectores rurales en Illinois. Se analizaron
los datos de velocidad en días con lluvia y días secos adyacentes . El análisis tuvo en cuenta los
efectos de la hora del día. Aunque se recopilaron varias fechas con alta probabilidad de lluvia en
una gran parte de Illinois, no se cuantificó la información sobre la intensidad de la lluvia . Los días
se clasificaron como "secos" o "lluviosos". La velocidad media, la velocidad
a diversos percentiles, y estándar de desviación se estima. La prueba de Kolmogorov-
Smirnov prueba fue el uso d para investigar las diferencias entre las distribuciones de velocidad
días húmedos y secos. No hay diferencias entre la distribución de la velocidad diaria en seco y
lluvioso día que fueron significativos a un 95% de confianza de nivel se encuentran.
Hall y Barrow ( 14 ) informaron en 1988 sobre la relación de los buques entre los índices de
flujo y la ocupación de las carreteras en condiciones climáticas adversas para su uso en la detección

automática de incidentes. El estudio se realizó en una sección de 10 km del Queen Elizabeth Way
cerca de Hamilton, Ontario. Para el control para el efecto de los grados, de tráfico de
datos se recogieron a partir de dos datos de recogida de estaciones en secciones relativamente
nivel. Se seleccionaron para el análisis los días con una duración de lluvia de 8 horas o más . Los
datos meteorológicos se obtuvieron de la estación meteorológica del aeropuerto de Hamilton, pero
no se modeló la intensidad de la lluvia . Los días se clasificaron como "día de clima adverso" o " día
de clima despejado ". Los días de clima adverso incluyeron días con períodos prolongados de
lluvia. Los datos
de congestionadas condiciones fueron removidos de la análisis. Se estimaron modelos de regresión :
ln (flujo) = 5,385 + 0,8137 * ln (occ) "claro tiempo día" (3) ln (flujo) = 5,352 + 0,7969 * ln
(occ) "adverso tiempo día" (4)
dónde,
flujo = fluir tasa en vph oc
c = ocupación en %
Los modelos indican que en las condiciones de flujo pesados y para una ocupación del
27%, máximo flujo cayó por sobre 270 vph o 8,5% por debajo de la clara del tiempo días máximo.
Hawkins ( 15 ) informó en 1988 sobre la relación entre la velocidad de los vehículos y
las condiciones meteorológicas en la autopista M1 del Reino Unido en Nottinghamshire. Las
condiciones climáticas se clasificaron en nueve condiciones con visibilidad clara y pavimento seco
como base. La velocidad comenzó a disminuir cuando la visibilidad se redujo a unos 300 m (984
pies), y todos los carriles mostraron una reducción de entre el 25% y el 30% cuando la visibilidad
alcanzó los 100 m (328 pies). Ambos fueron lluvia ligera y pesada constante o informó a causar una
reducción de velocidad de alrededor de 4 km / h (2,5 mph) en los carriles lentos y en el centro
y cerca de 6 km / h (3,7 mph) en el carril rápido. Se reportaron mayores impactos en la velocidad
como resultado del fuerte viento en contra - reducción de velocidad de hasta 13 km / h (8.1 mph) - y
nieve o nieve - reducción de velocidad de 30 km / ha 40 km / h (18.6 mph a 24.9 mph).
Lamm y col. ( 16 ) informaron en 1990 sobre los efectos de los parámetros de diseño , el vol
umen de tráfico y los pavimentos mojados sobre las velocidades de flujo libre de los
automóviles de pasajeros en las secciones curvas de las carreteras rurales de dos carriles . Los sitios
seleccionados fueron 24 secciones de carreteras curvas de carreteras rurales de dos carriles en
el estado de Nueva York, que estaban libres de intersecciones y con una interferencia mínima
del desarrollo de la carretera . Para Mini Mize el efecto de los grados en que
operan velocidades de coches, cada curva sitio tenía curva horizontal aproximada de 0 a 27 grados
con tangentes razonablemente largo. Otro sitio de requisitos de selección incluyen segmentos que
tienen hombros pavimentadas, no hay cambios en el pavimento y de los hombros anchos,
protegidas por barreras de protección cuando la altura del terraplén superó 1,5, grado ≤ 5%,
400 ≤ ADDT ≤ 5.000 veh / día y características físicas no potencialmente peligrosos
como puentes estrechos .
Se midió la velocidad de vehículos aislados con un intervalo de tiempo mínimo entre ellos
de aproximadamente 6 segundos, o los que encabezaban un pelotón de vehículos. La intensidad de
las precipitaciones varió de un rocío a una lluvia moderadamente intensa. La lluvia observada
nunca fue lo suficientemente intensa como para afectar la visibilidad del conductor . El grado de la
curva se encuentra a afectar a la velocidad como sigue ( 16 ):
V 85 = 58,656 - 1.135 * DC (5)

dónde,
V 85 = 85 º
percentil de velocidades muestreados en mph DC =
grado de la curva (intervalo de 0º-27º)
Las pruebas de Kolmogorov-Smirnov mostraron que las velocidades de funcionamiento de los
automóviles en pavimentos secos y mojados no eran estadísticamente diferentes. Además, los
conductores tenían no significativamente disminuyen su velocidad para dar cuenta de las
curvaturas en húmedas condiciones.
Ibrahim y Hall ( 17 ) informaron en 1994 sobre las operaciones de la autopista en
condiciones climáticas adversas en una sección de Queen Elizabeth Way en Mississauga,
Ontario. Tres de capacidad parámetros, el volumen, la ocupación y la
velocidad, se recogieron continuamente en 30-
sec. intervalos. Dos sitios con medidos velocidades y fluir de datos, y sin restricciones de rampa o de
tejido secciones, fueron seleccionados para el análisis. Se utilizaron datos de tráfico no
congestionados desde las 10 a. M. Hasta las 4 p. M. Se tuvieron en cuenta el tipo y la intensidad de
la precipitación. Las condiciones meteorológicas se clasificaron en seis tipos: claro, lluvia ligera,
lluvia intensa, nieve ligera, nieve intensa y tormentas de nieve. La intensidad de la lluvia fue
indicada por la acumulación en pluviómetros. La intensidad de la nieve se midió según criterios
de visibilidad .
Tanto la relación flujo-ocupación como la velocidad- flujo se vieron afectadas por las
condiciones climáticas. El grado del efecto correspondió a la severidad de las condiciones
climáticas. La lluvia ligera
causó efectos mínimos en ambas relaciones. La lluvia ligera provocó una caída en
la velocidad de menos de 2 km / h (1.2 mph). Las
fuertes lluvias causaron graves , como una reducción de la velocidad que varió de 5 a 10 km /
h (3,1 mph
a 6.2 mph). Se estimó que los caudales máximos disminuían entre un 10% y un 20% durante
las condiciones de lluvia intensa .
Brilon y Ponzlet ( 18 ) informaron en 1996 sobre un estudio de fluctuaciones de velocidades
promedio de 15 estaciones en autopistas alemanas. Se monitorearon continuamente diez secciones de
4 carriles (dos carriles por dirección) y cinco secciones de 6 carriles entre 1991 y 1993. Los datos
meteorológicos se obtuvieron de estaciones meteorológicas ubicadas entre 5 y 50 km (3 a 31 millas)
de cada área observada. . Aunque, no había fuentes perfectas de datos meteorológicos, que
proporcionaron suficiente información para clasificar las condiciones climáticas en cinco categorías:
seco, húmedo, seco o mojado, un poco de nieve , y la nieve y el hielo.
La influencia de varios factores independientes se examinó con ANOVA y
varios integrales modelos fueron desarrollados que representó para el año, el mes, el
tipo de día (de lunes a viernes, sábado día antes de vacaciones y vacaciones), la ubicación, la luz
del día y la oscuridad, la densidad del tráfico, el porcentaje de pesados vehículos, y el
tiempo en cinco categorías que definen anteriormente.
Condiciones de las carreteras mojadas causaron una reducción de velocidad de
aproximadamente 9,5 km / h (5,9 mph) en 2-la ne autopistas, y alrededor de 12 km / h (7,46 mph) en
las autopistas 3-carril ( 18 ). Se estimó que la capacidad de las autopistas se redujo en

aproximadamente 350 vph en las de 2 carriles y más de 500 vph en las de 3 carriles . La reducción
de velocidad fue mayor en la oscuridad. La velocidad media se redujo en unos 5 km / h (3,1 mph) en
la oscuridad. La reducción de capacidad debido a la oscuridad en las autopistas de 2 y 3 carriles se
estimó en 200 y 375 vph, respectivamente.
Hogema ( 19 ) informó en 1996 que la lluvia provocó una reducción de
la velocidad media de unos 11 km / h (6,8 mph) en las autopistas holandesas, con el mayor impacto
observado en el carril rápido, que era el carril con menor volumen de tráfico. Edwards ( 9 ) señala
que se obtuvieron los datos del
tiempo considerablemente lejos desde el estudio sitio, los observados vehículos fueron no separados
de acuerdo a tipo, y la iluminación condiciones era no un factor de en el análisis.
Kockelman ( 20 ) informó en 1998 sobre su investigación que las condiciones climáticas, el
conductor y las características de la población de vehículos afectan la relación flujo-densidad de
un segmento de carretera homogéneo . Los datos se obtuvieron del Proyecto de Patrulla de Servicio
de Autopistas de detectores de bucle emparejados en una sección de 5 carriles de la I-880 en
Hayward, California. Se seleccionó el carril 2 (el segundo desde la mediana) para evitar la fusión de
los efectos de las rampas aguas arriba y aguas abajo (el carril 1 es un carril HOV ). El carril 2 fue el
más utilizado con altas velocidades; El 50% de las velocidades superaron los 100 km / h (62
mph). Los datos meteorológicos se obtuvieron de diversas fuentes, como informes de periódicos
e informes de la NOAA . Las precipitaciones de intensidad se no considera; día eran ya
sea "lluvia" o "seca".
Kockelman concluyó que la lluvia podría tener una influencia estadísticamente significativa en
la relación flujo- densidad . Factores tales como carreteras usuarios y Ty pe de vehículos podrían ta
mbién ser importante.
Holdener ( 21 ) informó en 1998 sobre el efecto de la lluvia en la velocidad y capacidad de
la autopista utilizando datos de la autopista US 290 en Houston, Texas. Las precipitaciones tuvieron
un impacto significativo en la velocidad. Las condiciones húmedas provocaron una caída en la
velocidad de 0,2 a 37,9 km / h (0,12 a 23,6 mph) con una caída de velocidad promedio de 13,9 km /
h (8,6 mph) cuando el volumen de tráfico estaba en o cerca de su capacidad durante el período pico
de la tarde. Una caída de velocidad de 10,7 a 16,3 km / h (6,7 a 10,1 mph) con una caída de
velocidad promedio de 13,1 km / h (8,1 mph) ocurrió cuando el volumen era bajo, durante el
mediodía. Se estimó que las condiciones húmedas provocaron una reducción de
la capacidad de aproximadamente un 8% a un 24%.
En 1998, mayo (citado en 25,27 ) sintetiza los efectos de adverso w eather condiciones en capac
idad autopista basados en el trabajo anterior en ( 17 ) y ( 18 ). FFS recomendaciones de Mayo por
los HCM2000 fueron como sigue:
Condición Limpio y
seco
FFS (km /
h) 120
Lluvia ligera y nieve
ligera
110
Lluvia Pesada 100
Fuertes nevadas 70
Edwards ( 9 ) informó en 1981 sobre sus investigaciones sobre el comportamiento de
los conductores en tres condiciones climáticas : seco, lluvioso y con niebla. Los datos de tráfico se
recopilaron en un tramo de dos carriles de la autopista M4 en Cardiff, Reino Unido. Los datos
fueron registrados por un contador de tráfico automatizado en el sitio. Para disminuir el efecto de
desánimo visual, los datos de velocidad puntual se obtuvieron mediante una pistola de velocidad de
radar móvil desde un punto topográfico elevado. Los datos meteorológicos fueron registrados
manualmente por el observador que recopiló los datos de velocidad. Las condiciones climáticas
se clasificaron en soleado (despejado), opaco (nublado, nublado), lluvia constante / fuerte, llovizna

(rocío en la superficie de la carretera) y brumoso (niebla). Se investigaron tanto la velocidad media
como la del
percentil 85 . Los resultados sugieren que los conductores disminuyeron su
velocidad durante la lluvia. Este hallazgo fue estadísticamente significativo, pero la reducción de
velocidad fue pequeña, aproximadamente a 4,8 km / h (3 mph). La variación de velocidad en la
lluvia fue menor que en condiciones secas, es decir, los
conductores mantuvieron velocidades más estables y más bajas del vehículo en condiciones
de lluvia .
Martin y col. ( 22,23 ) informaron en 2000 sobre operaciones en calles arteriales debido a las
inclemencias del tiempo . Los datos de tráfico se recopilaron en dos intersecciones. Los flujos de
saturación se obtuvieron con recolectores de datos de tráfico automatizados. Las velocidades se
recopilaron utilizando pistolas rad ar. Los datos de flujo de saturación y velocidad se obtuvieron en
días de clima seco y 14 días de clima inclemente diferentes durante el invierno de 1999-2000. El
procedimiento de recogida de datos implica que los observadores manualmente registraron tiempo de
datos , mientras que la recogida
de tráfico da ta. Las condiciones meteorológicas se clasificaron en siete condiciones: normal /
despejado, lluvia, mojado y nevando, mojado y fangoso, fangoso en los caminos de las
ruedas, nevado y pegajoso, y superficie llena de nieve. La velocidad media disminuyó un 10% con la
lluvia. Lluvia causó una reducción i n saturación de flujo de aproximadamente 6%. El promedio de
puesta en marcha perdida de tiempo aumentó desde
2,0 seg. A 2,1 seg. Avanzar más larga, más lenta la velocidad, y la disminución de velocidad de
aceleración son las principales razones para la reducción en la saturación de flujo.
En 2000, Zuylen ( 24 ) citó "un reciente manual holandés de capacidad para autopistas" en
el que la capacidad se reduce en un 5% en la oscuridad, en un 9% en condiciones
de lluvia en pavimentos de porosidad regular y en un 6% en pavimentos porosos que ofrecen
un mejor drenaje del agua. .
Kyte y col. ( 25 ) midió la velocidad de flujo libre predominante en buenas condiciones y en
condiciones de lluvia, nieve, niebla, baja visibilidad y vientos fuertes. Los datos se recopilaron entre
1996 y 2000 de una sección de 4 carriles de nivel de grado de la I-84. Los volúmenes solían estar por
debajo de 500 vphpl. Se obtuvieron el recuento y la velocidad por carril, el tiempo y la longitud de
los datos del vehículo. Los sensores meteorológicos y de visibilidad se ubicaron en la misma área
para medir la velocidad del viento, la dirección, la temperatura del aire, la humedad relativa , el
estado de la superficie de la carretera, el tipo y la cantidad de precipitación y la
visibilidad. El modelo de velocidad desarrollado incluye varios factores climáticos ( 25 ):
velocidad = 100,2 - 16,4 * nieve - 9,5 * húmedo + 77,3 * vis - 11,7 * viento (6) donde,
velocidad = de coche de pasajeros de velocidad en km / h
nieve = variable que indica la presencia de nieve en
la calzada mojado = variable que indica que
el pavimento está mojado
vis = visibilidad, igual a 0,28 km (919 pies) cuando la visibilidad
es ≥ 0,28 km y el valor real de la visibilidad cuando la visibilidad
es < 0,28 km
viento = variable que indica que la velocidad del viento supera los 24 km /
h (15 mph)
La velocidad disminuyó en 9.5 km / h (5.9 mph) cuando el pavimento estaba mojado. La velocidad
disminuyó en 11,7 km / h (7,3 mph) cuando la velocidad del viento excedió los 24 km / h (15
mph). La velocidad disminuyó en 0,77 km / h (0,48 mph) por cada 0,01 km (33 pies) por debajo
de la visibilidad crítica de 0,28 km.

Venugopal y Tarko ( 26 ) informaron en 2001 sobre factores potenciales de reducción de
capacidad como lluvia y viento, vehículos pesados , tipo de caída de carril , presencia policial y pres
encia de un novedoso sistema de control de tráfico llamado Indiana Lane Merge System (ILMS)
para zonas de trabajo. en autopistas rurales donde algunos carriles se cerraron temporalmente. Se
recopilaron datos de tráfico de las zonas de trabajo en secciones rurales de dos carriles de la I-65
cerca de Lafayette, Indiana. Los datos incluían el volumen de tráfico, el porcentaje de vehículos
pesados, la presencia de ILMS, la presencia de lluvia, la velocidad del viento, el tipo de caída de
carril y la presencia de la policía. El volumen promedio en la ubicación estudiada fue
de aproximadamente 1320 vphpln. La fuente de datos meteorológicos de lluvia y
viento del Departamento de Ciencias Atmosféricas y de la Tierra de la Universidad de Purdue. La
estación meteorológica estaba a unas 5 millas de la ubicación del estudio . La intensidad de las
precipitaciones no fue un factor observado. El análisis de covarianza indicó
que solo cuatro factores, ILMS, rai n, policía y vehículos pesados eran importantes. El modelo
de capacidad estimado que se muestra
a continuación reveló una reducción de capacidad de aproximadamente 140 vph (o 10%):
C = 1433 - 76M - 140R - 196P - 4.04H (7)
dónde,
C = capacidad de la zona
de trabajo expresada en vph M = variable indicadora
para ILMS
R = variable indicadora de lluvia
P = variable indicadora de presencia policial
H = porcentaje de vehículos pesados en el flujo de tráfico
Kyte y col. ( 27 ) informaron en 2001 sobre los efectos de factores relacionados con el
clima, como la visibilidad, el estado de la superficie de la carretera, las precipitaciones y la
velocidad del viento en las velocidades de flujo libre. Los datos se recopilaron durante dos períodos
de invierno , 1997-1998 y 1998-1999, como parte de una prueba de operación de campo
de ITS de un sistema de alerta de tormentas , ubicado en una sección aislada en la I-84 en el sureste
de Idaho.
Se instalaron sensores para obtener datos de tráfico, visibilidad, carreteras y clima. Las condiciones
normales incluían ausencia de precipitaciones, calzada seca, visibilidad superior a 0,37 km (0,23
millas) y velocidad del viento inferior a 16 km / h (9,94 mph). La velocidad media de los vehículos
de pasajeros fue de 117,1 km / h (72,8 mph) y la velocidad media de los camiones fue de 98,8 km / h
(61,4 mph). La velocidad media de todos los vehículos fue de 109,0 km / h (67,7 mph). La tasa de
flujo promedio de 5 minutos en el sitio observado fue de 269 vph con 52% de volumen de truco .
La lluvia ligera provocó una caída en la velocidad entre 14,1 y 19,5 km /
h (8,8 a 12,1 mph). Las fuertes lluvias provocaron una caída en la velocidad de aproximadamente
31,6 km / h (19,6 mph). El modelo de mejor ajuste incluyó tres variables: velocidad
del viento , intensidad de la precipitación y condiciones del pavimento ( 27 ):
velocidad = 126.53 - 9.03 * WS - 5.43 * PC - 8.74 * R (8)
dónde,
velocidad = prevaleciente promedio vehículo velocidad en km / h
WS = velocidad del viento en dos niveles, WS ≤ 48 km / h, WS ≥ 48 km / h
PC = condición del pavimento con tres niveles, 1 = seco, 2 = mojado, 3 =
nieve / hielo R = intensidad de lluvia con 4 niveles, 1 = ninguno, 2 =
ligero, 3 = medio, 4 = pesado

El sitio web de Administración del clima de la FHWA ( 28 ) contiene resúmenes completos
del efecto del clima en los sistemas de tráfico, pero no se citan las fuentes de información. El sitio
informa que el 22% de los choques con lesiones y el 18% de los choques fatales entre 1995 y 1999
ocurrieron en condiciones climáticas adversas . En adición se informa los siguientes impactos:
a) Autopistas: la lluvia ligera reduce la velocidad en aproximadamente
un 10%, disminuyendo la capacidad en aproximadamente un 4%.
b) Autopistas: Las fuertes lluvias reducen la velocidad en aproximadamente un 16%, reduciendo
la capacidad en aproximadamente un 8%.
c) Arteriales: La lluvia reduce la velocidad en un 10% y la capacidad en un 6%.
Chin y col. ( 29 ) informaron en 2002 sobre una evaluación de los efectos agregados de
diversas pérdidas de capacidad no recurrentes. Descubrieron que las inclemencias del tiempo
representaron el 23,5% de la demora total y el 23,3% de la demora por conductor debido a pérdidas
de capacidad por choques, averías, zonas de trabajo , clima adverso y señalización
subóptima. Solo se consideraron las condiciones de hielo, niebla y s now porque, según su revisión
de ( 16,17,18 ), la lluvia no impide sustancialmente los flujos de
tráfico . Esta conclusión es incompatible con la mayoría de las conclusiones de
los estudios revisados en este documento.
Los autores de este trabajo están involucrados en el análisis continuo de las cintas de vídeo
127 de cuatro horas registradas entre 1996 y 2000 de las cámaras de autopista y vigilancia arterial en
Honolulu, que es la 11 ª
área metropolitana más grande en los principales c estadounidenses y
exhibe problemas ongestion durante los períodos pico. Se midieron los avances promedio para
pelotones de tráfico que variaban en tamaño entre 6 y 61 vehículos (el tamaño promedio de pelotón
es 12). Los datos se recopilaron durante condiciones de mucha actividad pero fluidas y los avances
se midieron en ubicaciones idénticas en tres condiciones: condiciones secas (680 pelotones),
pavimento mojado pero sin lluvia (436 pelotones) y condiciones de lluvia ligera a moderada (388
pelotones). De un total de 1.504 pelotones observados, 323 en arterias de clase I de 6 carriles y 1.181
en segmentos de autopistas de 6 carriles. La distribución de mediciones por carril fue bastante
uniforme con 399 pelotones observados en el carril derecho (hombro), 454 en
el carril central y 651 en el carril izquierdo . Los resultados de par-sabia pruebas t son como sigue:
Todas las observaciones
h sig. h
autopista
firma
r.
h
Arteria
l
firm
ar.
Seco 1,50 95% 1,4
4
95% 1,6
9
95%
Lluvia 1.62 1,5
5
1,7
6
Seco 1,50 95% 1,4
4
95% 1,6
9
85%
Mojado 1,68 1,5
6
1,7
7
Estos resultados indican que bajo ambas húmedas y de luz de
lluvia condiciones, autopista capacidad se redujo en 8,3% y la capacidad calle arterial se redujo en

un 4,7%, en promedio. Aunque estas reducciones son modestas, pueden causar un deterioro
sustancial en el nivel de servicio en los períodos pico .
Distintos modelos fueron estimados para las autopistas y arterias, como sigue (todos
los parámetros son significativos en el 95% de nivel):
h = 1,411 + 0,052 G + 0,056 R + 0,448 W (arterias, R 2
= 0,30) (9)
h = 1,504 + 0,062 R - 0,034 T (autopista, R 2
= 0,10) (10)
dónde,
h = avance en seg.
G = grado en %
R = condiciones lluviosas o húmedas , 1 = lluvia / húmedo, 0 = seco
W = día de fin de semana, 1 = fin de semana o feriado, 0 = día normal de trabajo
T = autopista izquierda del carril
RESUMEN Y DISCUSION
Se revisaron un total de 26 estudios relacionados con los impactos de
la lluvia y las condiciones de humedad en la capacidad y las operaciones de las carreteras . La
Tabla 2 resume los resultados de la reducción de velocidad debido a las inclemencias del tiempo. Si
los resultados de todos los estudios primarios posteriores a 1980 que se centran en las autopistas se
promedian asumiendo pesos iguales, entonces, los resultados de la reducción de velocidad son
los siguientes:
• 7,6 kmh o 4,7 mph en lluvia ligera ( N = 11) - HCM2000 sugiere 6,0 mph, que
es semejante a la de la FHWA reducción del 10% (6 mph es 10% de
un 60 mph autopista media velocidad en seco condiciones).
• 31.6 kilometros / h o 19,6 mph en pesado lluvia ( N =
2) - HCM2000 sugiere 12,0 mph que es más alta que la de la FHWA 16% de reducción.
N es el número de primarios estudios, que es decir, estudios con original de datos.
De manera similar, la Tabla 3 resume los resultados de la reducción de capacidad debido a
las inclemencias del tiempo.
Si los resultados de todos los principales estudios después de 1980 que se centraron en las
autopistas son promediadas asumiendo igualdad de pesos, a continuación, los resultados de la
capacidad de reducción son como sigue:
• 8.4% en lluvia ligera ( N = 7).
• 20,0% con lluvia intensa ( N = 1).
Por lo tanto, se puede concluir que la figura 22-7 en HCM2000 se aproxima
aproximadamente a los promedios de varios estudios en términos de reducción de velocidad en
condiciones de flujo libre. Sin embargo, los promedios de reducción de capacidad de siete estudios
indican que del 5% al 10% de la capacidad se puede perder en condiciones de lluvia ligera y
humedad, lo que puede causar una reducción importante en el nivel de servicio en condiciones de
congestión. En un documento separado se presenta una metodología para abordar los efectos del
clima húmedo y lluvioso en el análisis de la capacidad de intersecciones señalizadas ( 30 ). La
propuesta de procedimiento es un esperaron promedio de condiciones con y sin precipitaciones
basado en probabilidades derivadas de datos meteorológicos fácilmente disponible para la mayoría
de los condados en los EE.UU. La misma metodología puede ser aplicada a la análisis de autopistas.

El impacto de las condiciones de lluvia en la capacidad de las carreteras es importante. La
investigación adicional se necesita para reducir la amplia variación de las
observaciones en anteriores estudios y para desarrollar precisa
ajuste factores y modificaciones a la HCM procedimiento para la
contabilidad para la presencia de mojado condiciones como
parte de típicas condiciones. Específicamente,
• HCM2000, Capítulo 22 sobre Autopistas: el tratamiento de las inclemencias del
tiempo se basa en
un ajuste de las relaciones fundamentales basadas en evidencia empírica limitada recopilada
en condiciones de flujo libre. Esto debe actualizarse investigando toda la relación quk a
lo largo
de una amplia gama de valores predominantes para varias instalaciones, principalmente en
Áreas urbanas de EE . UU .
• En general, la información sobre los efectos de la lluvia en las arterias y
las intersecciones señalizadas es limitada.
• Una metodología se necesitaba para la
capacidad y LOS análisis de autopistas, intersecciones y arterias que da cuenta de
condiciones de humedad como parte de las condiciones típicas (por ejemplo, a largo
plazo probabilidad de precipitaciones en los períodos pico.)
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las autopistas . Informe TrS-
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las autopistas . En Highway Research Record 321 , HRB, Washington, DC, 1970, págs. 74-82.
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Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE), París, Francia, 1976.
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la carretera : su interacción y su optimización: un informe de investigación del transporte por
carretera . Organización para la Cooperación operación y el
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Washington, DC, 2001, págs. 60-
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trabajo de autopistas rurales . Presentado en Transportation Research Board 80 t h
Reunión Anual,
Washington DC, de enero de de 2001.
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la velocidad de flujo libre . En Actas del Cuarto Simposio Internacional sobre Capital
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de Investigación , TRB, Washington, DC, 2001.
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capacidad vial e impactos en el desempeño . Informe ORNL / TM-
2002/3. Laboratorio Nacional Oak Ridge , Oak Ridge, TN, 2002, http://www-
cta.ornl.gov/Publications/ORNL_TM- 2002_3.pdf. Consultado en junio
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las condiciones húmedas en el análisis de capacidad de intersección señalizada . Presentado para
la Reunión Anual de 2004 de la TRB. www.eng.hawaii.edu/-panos/ f_wet_P_rain.pdf.

FIGURA 1 Reducción conceptual del caudal, la velocidad y la densidad debido a las condiciones de
humedad.
(Los datos que se muestran son solo para fines ilustrativos ).

TABLA 1. LISTA CRONOLÓGICA DE ESTUDIOS RELACIONADOS CON
LA CAPACIDAD DE LAS CARRETERAS Y EL CLIMA DE INCLINACIÓN
Parámetros m
edidos
A
u
t
o
r
e
s
Año o
Public
ación
Localización Ty correo o Facility S
ee
d
Fl
ui
r
ensi
dad
Satura
ción
Fluir
1 Stohner 195
6
Nueva York,
EE . UU.
Carretera rural
de dos y cuatro carriles
� - - -
2 Jones, Goolsby y Brewer 197
0
Texas, Estados
Unidos
autopista - � - -
3 Kleitsch y Cleveland 197
1
nosotros no conocido - � - -
4 Maeki 197
2
Finlandia no conocido � - - -
5 FHWA 197
7
nosotros no conocido � - - -
6 Reis 198
1
nosotros autopista - � - -
7 Galin 198
1
Australia Carretera rural de dos
carriles
� - - -
8 Olson, Cleveland, Fancher
y Kostyniuk
198
4
Tllinois, Estad
os Unidos
Carretera interestatal , Art
erial, Colector
� - - -
9 Hall y Barrow 198
8
Ontario, Canad
á
autopista - � � -
10 Hawkins 198
8
Reino Unido autopista � - - -
11 Lamm, Choueiri y Mailaen
der
199
0
Nueva York,
EE . UU.
Carretera rural de dos
carriles
� - - -
12 Tbrahim y Hall 199
4
Ontario, Canad
á
autopista � � � -
13 Brilon y Ponzlet 199
6
Alemania autopista � � - -
14 Hogema 199
6
la Holanda autopista � - - -
15 Kockelman 199
8
Cali ornia, Est
ados Unidos
Autopista interestatal - � � -
dieci
séis
Titular 199
8
Texas, Estados
Unidos
autopista � - - -
17 Mayo 199
8
nosotros no conocido � - - -
18 Edwards 199
9
Gran Bretaña autopista � - - -

19 Martin, Perrin, Hansen y Q
uintana
200
0
Utah, EE . UU
.
Pasillos con 2 interseccion
es
� � - �
20 Zuylen 200
0
la Holanda Autopistas - � - -
21 HCM 2000 200
0
nosotros autopista � - - -
22 Kyte, Khatib, Shanon y Kit
chener
200
1
Tdaho, Estado
s Unidos
autopista � - - -
24 Venugo al y Tarko 200
1
Tndiana, Estad
os Unidos
Zona de obras
de carreteras rurales
de dos carriles
- � - -
25 Kyte, Khatib, Shanon y Kit
chener
200
1
Tdaho, Estado
s Unidos
autopista � - - -
26 Prevedouros 200
3
Hawái, EE . U
U.
Autopistas y arterias clase
T
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TABLA 2. REDUCCIÓN DE VELOCIDAD DEBIDO AL CLI
MA INCLUIDO
Au s
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C p c p R uc
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Ru
7 c u c u
Washington 77 p c s
GRAMO Aus tu 7 p
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GRAMO
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s
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pag
C
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C
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7
TABLA 3. REDUCCIÓN DE CAPACIDAD DEBIDO AL CLIMA INCLUIDO
Auto
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Año de
ublicació
n
Localizació
n
Tipo de instalació
n
Reducción
de capacidad
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