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Diseño de Alineamiento Horizontal Coherente 1/32

Caminos Rurales de Dos-Carriles

MATERIAL DIDÁCTICO NO-COMERCIAL CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL TRADUCCIÓN PARCIAL Y RESUMEN [email protected] FRANCISCO JUSTO SIERRA [email protected] INGENIERO CIVIL UBA Beccar, otoño 2009

Diseño de Alineamiento Horizontal Coherente Caminos Rurales de Dos-Carriles

Horizontal Alignment Design Consistency for Rural Two-Lane Highways Publication No. FHWA-RD-94-034

January 1995

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PRÓLOGO La política de los EUA para diseñar alineamientos horizontales de caminos rurales confía en la selección y aplicación de velocidades para obtener coherencia. Sin embargo, dado que típicamente en largas rectas los conductores seleccionan sus velocidades sin tener en cuenta las velocidades de diseño, cuando el proyectista o la política de diseño subestiman o descuidan las preferencias de velocidad del conductor, en las curvas horizontales en bajada pueden resultar grandes reducciones de velocidad en las aproximaciones y entradas, y velocidades de operación en la curva superiores a las velocidades de diseño. Se cree que las resultantes incoherencias en la velocidad de operación son una causa común de los accidentes en las curvas. La investigación documentada en este informa confirma que los índices de accidentes son más altos en las curvas horizontales que experimentan grandes reducciones de velocidad en recta-a-curva. Se desarrollaron modelos y software de computación, relacionados para ayudar a los ingenieros a trazar los perfiles esperados de velocidad de operación y carga-de-trabajo del conductor, como una función del alineamiento horizontal. Ver http://onlinepubs.trb.org/Onlinepubs/nchrp/nchrp_rpt_502.pdf Este estudio fue el primero de una nueva serie que comprende la coherencia de diseño. Los modelos desarrollados en este y siguientes esfuerzos experimentarán adicionales testeos de validación y luego se incorporarán en el Design Consistency Module del Interactive Highway Safety Design Model (IHSDM). El IHSDM comprenderá una serie de programas interactivos de computación que permitirán a los proyectistas viales y los revisores de diseños evaluar los potenciales efectos sobre la seguridad de específicas decisiones de diseño geométrico.

RESUMEN Se determinó el estado de la práctica en la coherencia del diseño geométrico vial mediante una revisión de las políticas, prácticas e investigaciones del diseño geométrico vial en los EUA y otros países. Se desarrollaron modelos y un procedimiento de computadora guiado por menús para evaluar la velocidad de operación y la carga-de-trabajo del conductor en alineamientos horizontales de caminos rurales de dos carriles. Se calibró el modelo de velocidad-de-operación sobre la base de datos de velocidad y geometría de 138 curvas horizontales y 78 de sus rectas de aproximación en 5 Estados. El modelo de carga-de-trabajo se calibró sobre la base de dos estudios de visión ocluida sobre un total de 55 sujetos. Los datos de velocidad de operación sugieren que la velocidad del 85° percentil generalmente supera la velocidad de diseño en curvas horizontales cuyas velocidades de diseño son menores que las velocidades deseadas por los conductores (o sea, la velocidad del 85° percentil en las rectas largas). Se realizó una evaluación preliminar comparando las reducciones de velocidad de operación estimadas por el modelo, versus el grado de curvatura; en tanto que la predicción de accidentes se realizó usando una base de datos de 1126 curvas en 3 Estados. La evaluación sugiere que los accidentes crecen al crecer la reducción de la velocidad desde la recta de aproximación hasta la curva horizontal.




1. INTRODUCCIÓN ANTECEDENTES La Policy on Geometric Design of Highways and Streets de la American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) establece la política de los EUA para diseñar alineamientos viales rurales; la política confía en la selección y aplicación de una velocidad de diseño o velocidad directriz para obtener coherencia entre los elementos individuales del alineamiento. Un creciente número de proyectistas, investigadores y practicantes del diseño geométrico reconoce que el concepto de velocidad de diseño según se aplica en los EUA no es capaz de garantizar alineamientos coherentes. Para tratar más explícitamente la cuestión de la coherencia vial, Australia y varios países europeos revisaron su propia implementación del concepto de velocidad-de-diseño en los alineamientos de los caminos rurales de dos-carriles. En los EUA se propusieron varios procedimientos para evaluar la coherencia de los alineamientos, pero hasta la fecha no se adoptó ninguno. Por lo tanto se realizó el estudio aquí documentado para evaluar la coherencia de diseños alternativos. El alcance se limitó a los alineamientos horizontales de caminos rurales de dos-carriles, los cuales fueron el foco de la mayoría de los trabajos previos sobre coherencia de diseño, debido a que son la fuente más común de problemas de coherencia. Este informe documenta la metodología, resultados de análisis, hallazgos clave, conclusiones y recomendaciones del estudio. OBJETIVOS Los principales objetivos de la investigación son: • Evaluar la política, práctica e investigación de la política de coherencia de diseño geométrico en

EUA, Europa, Australia y Canadá. • Recoger y analizar las operaciones de tránsito, geometría, y datos de accidentes para evaluar la

naturaleza, magnitud, y consecuencias de las incoherencias de la velocidad de operación en los caminos rurales de dos-carriles.

• Recoger y analizar datos sobre la carga-de-trabajo del conductor en las curvas horizontales usando el método de test de visión ocluida.

• Desarrollar modelos -y procedimientos para su uso- para evaluar la coherencia de diseños alternativos de alineamiento horizontal en caminos rurales de dos-carriles.

LIMITACIONES DE LA POLÍTICA ACTUAL DE DISEÑO EN LOS EUA El concepto de velocidad-de-diseño como la base de la coherencia del alineamiento en caminos rurales se originó en los 1930’s, en respuesta a los crecientes índices de accidentes en las curvas horizontales. Muchos de los caminos rurales en uso en esos años se habían diseñado y construido para vehículos tirados por caballos, cuyas bajas velocidades de operación no eran un control de diseño. Muchas de las curvas entonces existentes no eran seguras para las velocidades que los vehículos automotores podían desarrollar en sus rectas de aproximación. Por lo tanto, al crecer el número de vehículos automotores, crecieron los accidentes en tales curvas. Se adoptó el concepto de la velocidad de diseño para diseñar el alineamiento y superar el problema de seguridad. Según se lo concibió originalmente, el concepto de velocidad de diseño tuvo dos principios fundamentales: • Todas las curvas horizontales a lo largo de un alineamiento deben diseñarse para la misma

velocidad. • La velocidad de diseño debe reflejar la velocidad uniforme a la cual un alto porcentaje de

conductores desea operar.


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El concepto de velocidad de diseño intentó asegurar la coherencia del alineamiento, medida con respecto a la uniformidad de las velocidades de operación a lo largo del alineamiento. Un alineamiento coherente permitiría a la mayoría de los conductores operar con seguridad a su velocidad deseada a lo largo de todo el alineamiento, en tanto que uno incoherente requeriría a la mayoría de los conductores desacelerar desde su velocidad deseada para circular con seguridad ciertos elementos del alineamiento. En muchos aspectos, la naturaleza del problema de la seguridad planteado por las curvas horizontales actuales es el mismo que en los 1930s. Esto es, muchos de los alineamientos antiguos en actual uso tienen curvas horizontales cuyas velocidades de diseño son menores que las velocidades deseadas por la mayoría de los conductores de hoy. Una consecuencia de estas incoherencia entre las velocidades de diseño y deseada es que los índices de accidentes en las curvas horizontales son 1.5 a 4 veces mayores que en las rectas.(6) El concepto de la velocidad-de-diseño puede ofrecer velocidades de operación de aceptable uniformidad sólo para conductores cuyas velocidades deseadas no excedan la velocidad de diseño. Desafortunadamente, nuestra política de alineamientos basada en la velocidad-de-diseño permite seleccionar una velocidad de diseño menor que las velocidades deseadas por una gran mayoría de los conductores, pero esto no reconoce ni compensa las incoherencias de las velocidades-de-operación inevitablemente resultantes. Por lo tanto, la adhesión a la actual política de diseño de los EUA no garantiza más que los alineamientos resultantes sean coherentes con respecto a la uniformidad de las velocidades de operación. El Capítulo critica con más detalle el concepto de la velocidad de diseño. MARCO CONCEPTUAL Las causas y consecuencias de las incoherencias del alineamiento se explican mejor en el contexto de las interacciones conductor-vehículo-camino. La Figura 1 ilustra estas interacciones; también describe dos medidas candidatas de coherencia: velocidad de operación y carga-de-trabajo mental del conductor. Principalmente, la tarea de conducir es una tarea de procesamiento de información y toma de decisiones. La geometría del camino y otros factores (incluyendo el entorno al costado-del-camino, tiempo, dispositivos de control de tránsito, condiciones del tránsito, etc.) son los datos entrantes primarios de la tarea de conducir.

Figura 1. Diagrama de flujo de entradas y salidas d e la tarea de conducir. Los resultados de salida son las acciones de control que se traducen en las operaciones del vehículo. La operación del vehículo puede observarse y caracterizarse mediante mediciones del tránsito (incluyendo velocidad de operación, ubicación lateral, etc.). La comprensión de cómo las características del conductor (particularmente niveles de expectativa y atención) afectan el procesamiento de la información del conductor es una comprensión clave de cómo la geometría del camino influye en la operaciones y seguridad del vehículo.




La carga-de-trabajo mental del conductor es una medida principal del procesamiento de información del conductor. Se define como “la tasa de tiempo a la cual los conductores deben realizar una dada cantidad de trabajo o tarea de conducir.”(4) El trabajo es mental (o sea, procesamiento de información) más que físico. Los requerimientos de la carga-de-trabajo del conductor crecen al crecer la complejidad de la geometría. También, la carga-de-trabajo del conductor crece cuando el tiempo disponible para procesar una dada cantidad de información disminuye debido a la mayor velocidad y/o reducciones en la distancia visual. La expectativa influye en el nivel de atención del conductor y, consecuentemente, en la tasa a la cual procesa la información necesaria para realizar la tarea de conducir (es decir, la carga-de-trabajo del conductor). La expectativa se define como “una inclinación, basada en la experiencia previa, a responder en un conjunto de maneras a la situación del camino o del tránsito.”(7) Representa las tendencias de los conductores a reaccionar a lo que ellos esperan, más que a la situación real existente del camino o del tránsito. Dos formas básicas de expectativa son a priori y ad hoc.(8) Las expectativas a priori son expectativas largamente mantenidas que los conductores traen a la tarea de conducir basados en su previa experiencia colectiva. Las inusuales características geométricas (p.e., un puente de un-carril), características con inusuales dimensiones (p.e., una curva horizontal muy larga o muy cerrada) y características combinadas en formas inusuales (p.e., una intersección oculta más allá de una curva vertical convexa) pueden violar expectativas previas. Las expectativas ad hoc, por otra parte, son de corto-plazo, que los conductores formulan durante un viaje particular en un camino particular; se basan en las prácticas y situaciones específicas del lugar encontradas en el tránsito. Las características geométricas cuyas dimensiones difieran significativamente de las características corriente-arriba (p.e., curva horizontal significativamente más cerrada que las curvas precedentes) pueden violar las expectativas ad hoc. El nivel de atención del conductor se refiere a la proporción de capacidad de procesamiento-de-información asignada a la tarea de conducir. “Los conductores asignan suficiente atención como para mantener un percibido nivel de seguridad de conducción.” La mayor parte de los caminos rurales tienen demandas de carga-de-trabajo relativamente bajas y, por lo tanto, a menudo los conductores tienen relativamente bajos niveles de atención sobre ellos. Sin embargo, las incoherencias geométricas demandan más atención que las típicamente requeridas y, por lo tanto, de lo que los conductores esperan. Si la distancia visual a una características inesperadamente demandante es adecuada, entonces los conductores deben tener tiempo suficiente como para incrementar su nivel de atención y procesar la información requerida a la tasa necesaria para seleccionar y completar las adecuadas acciones de control del vehículo; si la distancia visual no es adecuada, entonces algunos conductores pueden ser incapaces de procesar la información requerida tan rápido como sería necesario. Sin embargo, aun con amplia distancia visual, la característica debe ser suficientemente reconocible como para incitar la atención del conductor sobre ella. Las incoherencias geométricas pueden violar expectativas a priori y/o expectativas adhoc. Estas violaciones resultan de una disparidad entre los requerimientos de carga-de-trabajo esperados por los conductores y los verdaderos. Los conductores que reconocen esta disparidad aumentan su nivel de atención y ajustan su velocidad y/o trayectoria. Los conductores que fallan en reconocer la disparidad o que tardan mucho en reaccionar pueden cometer errores de velocidad y/o de trayectoria que incrementen la probabilidad de accidentes. Por lo tanto, los cambios abruptos de velocidad y/o trayectoria son manifestaciones comunes de las inesperadamente altas demandas de carga-de-trabajo asociadas con las incoherencias geométricas. FILOSOFÍA Y ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN La filosofía básica de la investigación aquí documentada es que la coherencia de diseño geométrico puede explicarse mejor en el contexto de las interacciones entre los tres componentes del sistema conductor-vehículo-camino. La Figura 2 ilustra el enfoque de la investigación que lógicamente resulta de esta filosofía.


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La geometría del camino influye en la carga-de-trabajo del conductor, operaciones del vehículo, y experiencia de accidentes. Una hipótesis fundamental es que los cambios en la carga-de-trabajo del conductor y las velocidades de operación de los vehículos, las cuales evalúan una característica geométrica en el contexto del alineamiento precedente, deben explicar mejor la experiencia de accidentes que las medidas de una característica geométrica aislada (p.e., el grado de curvatura). En la Figura 2, las ramas que se extienden desde la geometría del camino hacia las operaciones del vehículo y hacia la carga-de-trabajo del conductor representan modelos de predicción de velocidad de operación y carga-de-trabajo del conductor, en función de la geometría de la curva horizontal. Estos modelos están representados en el Capítulo 2 para velocidad de operación, y Capítulo 3 para carga-de-trabajo del conductor. La rama entre carga-de-trabajo del conductor y operaciones del vehículo representa el intento de integrar los modelos para las dos medidas. Las ramas hacia experiencia de accidentes representan la evaluación de cada medida como un predictor de experiencia de accidente. El análisis de la experiencia de accidentes en las curvas horizontales se trata en el Capítulo 5.

Figura 2. Esquema del enfoque de investigación.




2. ACTUALES POLÍTICAS Y PRÁCTICAS DE DISEÑO

DE ALINEAMIENTOS RURALES EN LOS EUA La velocidad del vehículo es el parámetro control en el diseño geométrico. “Sin duda, la ‘ecuación de diseño’ es más sensible a la velocidad del vehículo porque la aptitud para detenerse o doblar, y las fuerzas de impacto de una colisión son funciones del cuadrado de la velocidad.”(9) Una cuestión fundamental en la política y práctica de diseño es la velocidad sobre la cual debe basarse el alineamiento de un camino. En los EUA, la respuesta es la velocidad de diseño definida por AASHTO.(1) Sin embargo, hay un creciente interés acerca de la selección y aplicación de las velocidades de diseño en los EUA. Los problemas principales se relacionan con las disparidades entre las velocidades de diseño y las velocidades deseadas por los conductores, y la necesidad resultante de los conductores para reducir su velocidad deseada en ciertas características de alineamiento, particularmente curvas horizontales. En este informe, la velocidad de operación se refiere a la velocidad a la cual se observa, los conductores operan sus vehículos. El 85° percentil de la distribución de las velocidades observadas se usa como la medida principal de las velocidades de operación, asociadas con una ubicación particular o característica geométrica. Esta definición difiere de la definición clásica de velocidad de operación, la cual es “la más alta velocidad general a la cual un conductor puede viajar en un camino dado bajo las condiciones de tiempo favorables y bajo las condiciones prevalecientes de tránsito sin exceder la velocidad segura determinada por la velocidad de diseño sobre una base sección-por-sección."(1) La definición clásica es difícil de interpretar y aplicar, y raramente se usa en la práctica. En los años recientes, particularmente cuando se discute sobre velocidad de diseño, el término “velocidad de operación” tuvo el significado usado en este informe. ORÍGENES DEL DISEÑO DEL ALINEAMIENTO RURAL BASADO E N LA VELOCIDAD-DE-DISEÑO Esta sección cita a varios autores que dieron interesantes y profundas revisiones de la historia y evolución del concepto de la velocidad de diseño.(10-14) El concepto de velocidad-de-diseño se desarrolló en los 1930s como un mecanismo para diseñar alineamientos de caminos rurales que permitan a la mayoría de los conductores operar uniformemente a su velocidad deseada. Sin embargo, en tanto la práctica de diseño y el comportamiento del conductor se desarrollaron, el concepto perdió efectividad en producir alineamientos coherentes. Cuando en los EUA el transporte vial cambió de vehículos no-motorizados a motorizados al principio de los 1900s, las curvas horizontales diseñadas y/o construidas para las bajas velocidades de operación de los vehículos no-motorizados se volvieron lugares de frecuentes accidentes de los vehículos motorizados de más altas velocidades de operación.(15) Good atribuye las primeras declaraciones abogando por el concepto de velocidad-de-diseño a Young, quien argumentó en 1930 que “... los caminos... deben planearse sobre una base de millas-por-hora – esto es, secciones de caminos, preferiblemente entre pueblos, con todas las curvas peraltadas para la misma velocidad teórica.” (12-16) Las primeras bases que aparecieron en la política de AASHTO para seleccionar la velocidad de diseño reflejaron en trabajo de Barnett, quien recomendó que “La velocidad de diseño asumida de un camino debe ser la velocidad máxima razonablemente uniforme que podría adoptar el grupo de operadores de vehículos más veloces, una vez pasadas las áreas urbanas.” (17) Las declaraciones de Barnett acerca del intento del concepto de velocidad de diseño permanecen relevantes actualmente:(17) ...al diseñar cualquier sección de camino, el objetivo debe ser un equilibrio en el diseño. Todas las características deben ser seguras para la velocidad de diseño asumida. Lo inesperado es siempre peligroso, de modo que si un conductor es alentado a elevar la velocidad en unas pocas curvas sucesivas comparativamente abiertas, el punto de peligro será el comienzo de la próxima curva cerrada. En las formulaciones de Young y Barnett sobre el concepto de la velocidad-de-diseño son evidentes dos facetas clave: • Selección de la adecuada velocidad de diseño. • Aplicación de esa velocidad al diseño.


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Young puso énfasis en la aplicación de una velocidad uniforme para el diseño del peralte de todas las curvas horizontales a lo largo de un camino rural. Barnett puso énfasis en la selección de la adecuada velocidad de diseño sobre la base de un alto valor percentil de la distribución de velocidades de operación. POLÍTICA ACTUAL EN LOS EUA SOBRE LA VELOCIDAD DE DI SEÑO (ENERO 1995) La política de AASHTO 1990 define la velocidad de diseño como “la máxima velocidad segura que puede mantenerse sobre una específica sección de camino cuando las condiciones son tan favorables que gobiernan las características visibles del camino.”(1) Aunque esta definición es abstracta, AASHTO clarifica la selección y aplicación de la velocidad de diseño. Con respecto a la selección de una adecuada velocidad de diseño, AASHTO establece(1) • "La velocidad de diseño asumida debe ser lógica con respecto a la topografía, el uso del suelo

adyacente, y la clasificación funcional del camino.” • "Excepto para calles locales donde frecuentemente se incluyen intencionalmente controles de

velocidad, deben hacerse todos los esfuerzos para usar una velocidad de diseño tan alta como fuere práctico para obtener un deseado grado de seguridad, movilidad, y eficiencia bajo las restricciones de calidad ambiental, económicas, estética, e impactos estéticos y políticos.”

• "La velocidad de diseño elegida debe ser coherente con la velocidad que probablemente espere el conductor. Donde haya una obvia condición difícil, los conductores son más predispuestos a aceptar una menor velocidad de operación que donde no haya ninguna razón aparente para ello."

• "Una carretera de más alta clasificación funcional puede justificar una velocidad de diseño más alta que un camino menos importante en topografía similar, particularmente donde loa ahorros en la operación de vehículos y otros costos de operación son suficiente para superar los mayores costos de derecho-de-vía y construcción. Sin embargo, una baja velocidad de diseño no debe asumirse para un camino secundario donde la topografía sea tan que probablemente los conductores viajen a altas velocidades. Los conductores no ajustan sus velocidades a la importancia del camino, sino su percepción de limitaciones físicas y el tránsito."

• "La velocidad seleccionada para diseñar debe ajustarse a los deseos y hábitos de viaje de casi todos los conductores. ... Una distribución cumulativa de las velocidades de los vehículos tiene el típico patrón S cuando se la grafica como porcentaje de vehículos versus velocidades observadas. La velocidad de diseño elegida debe ser de un alto valor percentil en esta curva de distribución de velocidad; es decir, casi todas las velocidades típicamente deseadas por los conductores, donde esto sea posible."

• "Una consideración pertinente al seleccionar las velocidades de diseño es la longitud de viaje promedio. Cuanto más largo el viaje, mayor el deseo de más rápida circulación."

La Tabla 1 resume las recomendaciones de AASHTO 1990 sobre velocidades de diseño mínimas para caminos rurales. Las recomendaciones se basan en la clasificación funcional y terreno. Para colectores y locales se da guía adicional en función de los volúmenes de tránsito. Tabla 1. Guías de AASHTO sobre velocidad de diseño mínima para caminos rurales, km/h (1)

Con relación a la aplicación de la velocidad de diseño seleccionada, la política de AASHTO 1990 da la guía siguiente:(1) • "Una vez seleccionada la velocidad de diseño, todas las características pertinentes del camino

debe relacionarse a ella para obtener un diseño equilibrado." • "Donde fuere posible deben usarse valores e diseño superiores a los mínimos; a menudo, debido

a numerosas estricciones encontradas deben reconocerse y usarse valores prácticos."




• "Aunque la velocidad de diseño seleccionada establece el máximo grado de curvatura y mínima distancia visual necesaria para una operación segura, no debe haber ninguna restricción sobre el uso de curvas más amplias o mayores distancias visuales donde tales mejoramientos puedan proveerse como parte de un diseño económico. Aun en terreno ondulado puede ajustarse una ocasional recta o curva amplia. Ellas no necesariamente alentarán a lo conductores a elevar la velocidad, pero si se introduce una sucesión de ellas, naturalmente los conductores elegirán velocidades más altas, y esa sección de camino debe diseñarse para una mayor velocidad. Una recta de longitud sustancial es también apta para alentar una alta velocidad de operación. En tales casos, debe asumirse una velocidad más alta y todas las características geométricas, particularmente la distancia visual en curvas verticales convexas, deben relacionarse con ella."

• "Al diseñar una sustancial longitud de camino, donde fuere posible es deseable asumir una velocidad de diseño constante. Los cambios en el terreno y otros controles físicos en ciertas secciones pueden dictar un cambio en la velocidad de diseño. De ser así, la introducción de una velocidad de diseño menor no debe hacerse abruptamente, sino que debe efectuarse sobre distancia suficiente como para permitir a los conductores cambiar gradualmente la velocidad antes de alcanzar la sección de camino con la menor velocidad de diseño."

• "Donde fuere necesario reducir la velocidad de diseño, muchos conductores pueden no percibir la condición de menor velocidad adelante, y es importante que sean prevenidos con suficiente anticipación. La condición cambiante debe indicarse mediante controles tales como señales de zonificación de velocidad y velocidades de curvas."

La guía de AASHTO es razonable, y refleja con exactitud el intento original y el espíritu del concepto de la velocidad de diseño. El cumplimiento de este propósito y espíritu deben minimizar los problemas de coherencia. Sin embargo, no se da una guía cuantitativa, y es difícil asegurar el cumplimiento. Por ejemplo, falta guía sobre el valor percentil de la distribución de velocidad que debe usarse como velocidad de diseño, la longitud de recta o número de curvas abiertas en sucesión como para alentar a los conductores a elevar la velocidad, la distancia suficiente para efectuar un cambio gradual en las velocidades de diseño, etcétera. PRÁCTICA ACTUAL EN LOS EUA PARA ASEGURAR LA COHEREN CIA DE DISEÑO Se revisaron las políticas y prácticas de diseño geométrico de nueve organismos estatales viales: California, Colorado, Florida, Illinois, Nueva York, Oregon, Pennsylvania, Texas, y Washington. Procedimiento de Revisión Se revisaron los manuales de diseño y políticas sobre proyectos de repavimentación, restauración y rehabilitación (3R) de cada estado. Además se entrevistó telefónicamente a individuos responsables de los manuales y políticas de diseño geométrico estatales. Los temas tratados se resumen en la Figura 3. Resumen de los Hallazgos Las políticas y prácticas de diseño de construcción nueva concuerdan con la política de AASHTO.(1) Las discusiones en los manuales de diseño estatales sobre la selección y aplicación de velocidades de diseño para alineamientos de caminos rurales son casi idénticas a la política de AASHTO. La mayor parte de las políticas estatales sobre diseño de proyectos 3R se establecieron después del Transportation Research Board Special Report 214, Designing Safer Roads: Practices for Resurfacing, Restoration, and Rehabilitation.(18) En el Informe Especial 214, la curvatura para la curvatura horizontal y vertical se basa en la disparidad entre una velocidad de diseño de una curva, y el 85° percentil de la velocidad de aproximación a la curva (es decir, velocidad de operación). Algunos estados modificaron estas guías para poner énfasis la experiencia probada de accidentes; si una característica es deficiente, pero no tiene un probado problema de accidentes, entonces no sería obligatorio un mejoramiento.


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Para curvatura horizontal, el Informe Especial 214 recomienda:(18) Los organismos viales deben incrementar el peralte de las curvas horizontales cuando la velocidad de diseño de una curva existente está por debajo de las velocidades de marcha de los vehículos que se aproximan y el peralte existente esté por debajo del máximo admisible especificado por la política de AASHTO para construcción nueva. Los organismos viales deben evaluar la reconstrucción de las curvas horizontales cuando la velocidad de diseño de la curva existente esté 25 km/h por debajo de las velocidades de marcha de los vehículos que se aproximan (suponiendo que el peralte mejorado no puede reducir esta diferencia por debajo de 25 km/h) y el TMDA es mayor que 750 vehículos por día. Para curvatura vertical, el Informe Especial 214 recomienda:(18) Los organismos viales deben evaluar la reconstrucción de las curvas verticales convexas cuando a) oculten la vista de peligros importantes, tales como intersecciones, curvas horizontales cerradas, o puentes angostos; b) el TMDA sea mayor que 1500; y c) la velocidad de diseño de la curva -basada en la mínima distancia visual provista- sea 30 km/h menor que las velocidades medias de los vehículos en la convexidad. REVISIÓN DE LAS PRÁCTICAS DE ORGANISMOS VIALES ESTA TALES 1. Geometric Design Policies. Procedures. Standards, and Guidelines:

• What documents contain your geometric design policies, procedures, standards, and guidelines for new location and reconstruction projects? For 3R projects? For safety projects?

• Who (residency/district/region/central office) is responsible for the prioritization, geometric design, and review of new location and reconstruction projects? Of 3R projects? Of safety projects?

• What are your most common types of design work now? During the next 10 years? 2. Geometric Design Consistency Problems in the State:

• For which geometric fea tures do you have the greatest difficulty in complying with existing design standards for new location and reconstruction projects? For 3R projects? For safety projects?

• On what types of roads and in which parts of your State are geometric ínconsistencies most likely to be found?

• What are the most common causes of geometric Ínconsistencies in your State? 3. Procedures for Evaluating Geometric Design Consistency:

• Do you currently use quantitative procedures to evalúate the consistency of existing and/or proposed alignments?

• Is there a need for quantitative procedures for evaluating alternative alignments and determining whether or not design exceptions are justified? If so, how and where in your project development process could such procedures best be incorporated?

4. Possible Future Cooperation: • Could you help us identify study sites for consistency evaluaüon and speed data collection? Obtain

roadway inventory and plan-profile sheets? Obtain accident data? Obtain county of residence information from license píate data? Obtain approvals from the appropriate Department personnel in the local área?

Figura 3. Cuestionario sobre prácticas de organismo s viales estatales. Varios estados tienen otras políticas o programas que también tratan problemas de coherencia. Por ejemplo, California usa lista de chequeo como formal herramienta para documentar que la revisión del proyecto consideró temas importantes, y que las justificaciones escritas para las excepciones se proveen según necesidad. Las preguntas de la lista incluyen: “Las curvas horizontales, ¿preceden a las curvas verticales de modo que las curvas horizontales no sean ocultadas por las curvas verticales? y ¿Se consideraron y eliminaron los puntos fantasmas?




Nueva York tiene políticas de diseño que: 1) consideran las condiciones de los accesos al determinar los anchos de puente en los proyectos de reemplazo de puentes. 2) usan la velocidad del 85° percentil como la velo cidad de diseño, aun si es menor que el límite de velocidad señalizado, y 3) consideran la compatibilidad con la sección adyacente al tomar decisiones acerca de una excepción de diseño. Hace varios años, el Pennsylvania Department of Transportation comenzó una iniciativa de corredor de seguridad. Tradicionalmente, los proyectos de seguridad se eligieron sobre la base de una relación beneficio/costo y realizados sobre una base puntual. Sin embargo, los problemas de seguridad persistieron entre las secciones mejoradas. El Departamento implementó la iniciativa de corredor de seguridad para evaluar trechos más largos de camino, y realizaron proyectos en esas longitudes más largas. Esta iniciativa incorpora el sistema-amplio de evaluación de características, un concepto importante de la coherencia. Los tipos más comunes de trabajo de diseño en los estados revisados son proyectos 3R en caminos rurales de dos-carriles y en autopistas, rehabilitación de puentes, proyectos de reemplazo, y proyectos de seguridad. Sólo un estado identificó nuevos proyectos de alineamiento como un componente principal de su trabajo durante los próximos 10 años. Varios estados indicaron probables mejoramientos de caminos rurales, desde dos hasta cuatro carriles. Las respuestas a la pregunta sobre los tipos más comunes de problemas de coherencia se relacionaron con las normas más difíciles de cumplir por parte de los Estados. La mayor parte identificaron a las curvas horizontales y verticales en primer o segundo orden. El tipo de terreno (plano, ondulado, montañoso) influye si el problema es más probable que sea horizontal o vertical. Otras características identificadas fueron los taludes laterales y los anchos de carril y banquina. Las dificultades para cumplir con las normas son más comunes en caminos rurales de dos-carriles en terreno ondulado o montañoso. Un Estado indicó que los problemas más comunes eran en los caminos de bajo-volumen porque las características más graves de alineamiento en los caminos de más alto volumen ya se habían solucionado. A veces, los altos costos de construcción, dificultades en adquirir zona-de-camino, intereses públicos, restricciones ambientales, y los requerimientos para justificar excepciones pueden conducir a especificar una velocidad de diseño más baja que las sugeridas por las actuales velocidades de operación. Varios estados indicaron que este contrato de investigación podría ser útil si pudiera ayudar a determinar cuándo y dónde deben hacerse los mejoramientos de alineamiento. En algunos casos, los proyectistas necesitan justificación para convencer a los tomadores-de-decisiones de que los costos de los mejoramientos están justificados. En otros casos, los proyectistas necesitan ayuda para justificar excepciones de diseño. Los Estados urgen en que los procedimientos a desarrollar en esta investigación sean fáciles de usar, aunque no necesariamente procedimientos de “recetarios de cocina”, y que preferiblemente no requieran datos nuevos. EVIDENCIA DE DISPARIDAD ENTRE LAS VELOCIDADES DE DI SEÑO Y OPERACIÓN En los 1930s, el concepto de velocidad-de-diseño originado como respuesta a los problemas de seguridad resultantes de la creciente disparidad entre las velocidades para las cuales se diseñaron y/o construyeron las curvas horizontales, y las velocidades a las cuales los conductores eligen operar sus vehículos. Dos estudios recientes indicaron una actual disparidad entre las velocidades de diseño y operación en caminos rurales de dos-carriles.


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Los datos de velocidad recogidos durante 1978 en 12 caminos de dos-carriles en 3 estados (Arkansas, Illinois, y Texas) se resumen en la Tabla 2.(4) Los datos de velocidad se recogieron en puntos al azar a lo largo de rectas y curvas de caminos con velocidades de diseño de 80, 97 y 113 km/h. Mientras la velocidad de diseño de 113 km/h comprende casi el 95° percentil de las velocidades de operación, la velocidad de diseño de 97 km/h representa sólo la velocidad media de operación, (50° percentil), y la velocidad de diseño de 80 km/h fue excedida por la mayoría. En 1991, los datos de velocidad informados sobre 28 curvas horizontales en Maryland, Virginia y Virginia del Este se resumen en la Figura 4.(19) Cada punto de datos en la figura representa la medida velocidad del 85° percentil, y la velocidad de diseño inferida por una curva horizontal. La línea diagonal indica iguales velocidades del 85° percentil y las de diseño. La velocidad de diseño inferida (velocidad máxima segura) se calculó usando la ecuación estándar de peralte, dados el grado de curvatura y el peralte medido cerca del punto medio de la curva. La velocidad de diseño inferida es la velocidad máxima, en incrementos de 10 km/h, cuyos correspondientes factores de fricción no superen los factores máximos de fricción lateral recomendados en una adenda a la política de AASHTO 1990 sobre "Interim Selected Metric Values for Geometric Design."(1) Tabla 2. Estadísticas de velocidad-de-operación dur ante 1978 en caminos rurales de dos-carriles según la velocidad-de-diseño. (4)

Una curva tenía una velocidad-de-diseño de 100 km/h, y las otras 27 curvas tenían velocidades-de-diseño entre 30 y 80 km/h, las cuales tenían velocidades del 85° percentil que superaban la velocidad de diseño. Sólo la única curva de 100 km/h de velocidad de diseño tuvo una observada velocidad de operación del 85° percentil menor que la velocidad de diseño.

Figura 4. Velocidad del 85° percentil versus veloci dad de diseño inferida para 28 curvas en 3 Estados. (19) La Figura 4 es remarcablemente coherente con una figura similar publicada por McLean para caminos rurales de dos-carriles australianos.(20)




McLean halló que las curvas horizontales con velocidades-de-diseño menores que 90 km/h tenías velocidades del 85° percentil coherentemente mayores que la velocidad de diseño, mientras que las curvas con velocidades de diseño superiores a 90 km/h tenían velocidades del 85° percentil coherentemente más lentas que la velocidad de diseño. Estos datos sugieren que las velocidades del 85° percentil superan a las velocidades-de-diseño m enores que 100 km/h en las curvas horizontales de caminos rurales de dos-carriles. Los hallazgos de McLean incitaron a revisar los procedimientos australianos de diseño con menores velocidades de diseño. En los EUA, la cuestión para los autores de la política de diseño geométrico es si las disparidades similares observadas también deben incitar revisiones de procedimientos para seleccionar y aplicar las velocidades de diseño. CRÍTICA DE LA VELOCIDAD-DE-DISEÑO EN LOS EUA BASADA EN LA POLÍTICA DE DISEÑO DEL ALINEAMIENTO Hay varias debilidades en el concepto de velocidad de diseño según se la aplica en los EUA al diseñar los alineamientos horizontales rurales, las cuales redujeron la efectividad del concepto, a tal punto que la adhesión a él no garantiza más obtener alineamientos coherentes. Las debilidades existen en los procedimientos para seleccionar y aplicar la velocidad-de-diseño al diseñar el alineamiento horizontal rural. Proceso de Selección de la Velocidad-de-Diseño AASHTO sugiere que la velocidad de diseño “debe ser coherente con la velocidad que probablemente espere un conductor”, y “debe ajustarse a los deseos y hábitos de viaje de casi todos los conductores.”(1) Sin embargo, el australiano McLean argumenta que la “velocidad de diseño no es más la velocidad adoptada por ‘el grupo más rápido de conductores, sino que se volvió un valor de procedimiento de diseño usado para el ‘diseño y correlación de elementos de diseño’ que sea además una máxima velocidad segura.”(13) Good sugiere, "... parece que hubo un cambio en el énfasis desde la velocidad-de-diseño como una velocidad que podría esperarse del comportamiento del conductor, hasta una velocidad que es ‘segura’ desde el punto de vista del proyectista."(12) Las guías de AASHTO sobre velocidades mínimas de diseño permiten seleccionar velocidades tan bajas como 48 km/h en caminos colectores rurales.(1) Los datos de la Tabla 2 y Figura 4 sugieren que estas guías subestiman las velocidades deseadas por los conductores, y que los autores de la política de diseño en los EUA deben reconsiderar estos valores mínimos recomendados para construcción nueva. Proceso de Aplicación de la Velocidad-de-Diseño Hay varias fallas fundamentales en la lógica y suposiciones subyacentes en cómo la velocidad de diseño se aplica en la práctica vial de diseño en los EUA, las cuales probablemente crean problemas sólo si la velocidad de diseño resulta menor que las velocidades deseadas por los conductores. La Tabla 2 y Figura 4 indican que la disparidad entre las velocidades de diseño y de se restringe casi totalmente a las curvas horizontales con velocidades de diseño menores que 100 km/h. Según se aplica en los EUA, el concepto de velocidad-de-diseño supone que un diseño será coherente si las características individuales del diseño comparten la misma velocidad de diseño. Desafortunadamente, como se lo implementó en los EUA, el concepto no puede garantizar un alineamiento que promueva velocidades de operación uniformes que no superen la velocidad de diseño. Una limitación fundamental es que la velocidad de diseño se aplica sólo a las curvas horizontales y verticales, y no a las rectas que conectan tales curvas. La velocidad de diseño no tiene significado práctico en las rectas horizontales. No da ningún fundamento para establecer longitudes máximas de rectas como para promover la coherencia mediante el control de las máximas velocidades de operación que puedan alcanzarse. Las declaraciones de AASHTO que alientan el uso de valores superiores a los mínimos también pueden tener un efecto negativo en la coherencia entre los elementos del alineamiento al facilitar velocidades de operación que superen la velocidad de diseño del elemento de control. Aunque AASHTO sugiere controles generales que tratan cualitativamente la coordinación y coherencia entre los elementos de los alineamientos horizontal y vertical, no da guía cuantitativa para ayudar a asegurar la coherencia del alineamiento.


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El concepto de velocidad de diseño no da coordinación suficiente entre las características individuales como para asegurar coherencia; sólo controla los valores mínimos y alienta usar valores mayores que tales mínimos. Por ejemplo, una carretera con una velocidad de diseño de 80 km/h podría tener sólo una curva con una máxima velocidad segura de 80 km/h, y todas las otras con velocidades máximas seguras de 120 km/h. Como resultado, es probable que las velocidades de operación de los que se aproximan a la curva crítica superen la velocidad de diseño de 80 km/h; es decir, tal alineamiento cumpliría la velocidad de diseño, pero puede violar la expectativa ad hoc y mostrar indeseables perfiles de velocidad-de-operación. La política de AASHTO sobre la distribución del peralte en curvas menos cerradas que la del máximo grado de curvatura (radio mínimo), lo cual es el principal mecanismo para asegurar un alineamiento horizontal coherente en el concepto de la velocidad-de-diseño, también tiene una fallida suposición que limita la extensión a la cual puede confiarse como para promover velocidades de operación uniformes. Hayward anota, “El método usado por la mayoría de los estados para distribuir el peralte máximo en todo el rango de curvas de radios intermedios debilitó la relación entre la velocidad de diseño y los límites de velocidad sugeridos por las leyes de la física."(21) La tasa de peralte recomendada para las curvas crece parabólicamente desde cero para grado de curvatura cero (una recta), hasta la tasa máxima de peralte seleccionada para el máximo grado de curvatura a una dada velocidad de diseño. El factor de fricción-lateral a la velocidad de diseño para una curva con un grado de curvatura dado y la tasa recomendada de peralte también crece parabólicamente desde cero para la recta hasta el valor máximo supuesto en el máximo grado de curvatura. La suposición requerida por esta distribución de factores de fricción-lateral es que los conductores operen uniformemente a la velocidad de diseño (sea 50 o 120 km/h), aun en curvas en las cuales ellos podrían operar a velocidades más altas sin exceder el factor de fricción-lateral máximo supuesto. Claramente, esta suposición es irrazonable. Hayward puntualiza otra limitación en la aptitud de AASHTO para asegurar el diseño de alineamientos coherentes en todos los EUA: “Dado que diferentes estados emplean diferentes tasas de peralte máximo, la misma curva puede tener diferentes valores de velocidad-de-diseño en diferentes estados”.(21) El resultado es una falta de coherencia entre los estados. Las curvas del mismo grado de curvatura que tienen diferentes tasas de peralte en diferentes estados complican la tarea del conducto de seleccionar la adecuada velocidad en una curva. Dado que incorrectamente la política de AASHTO supone que los conductores operan uniformemente a la seleccionada velocidad de diseño, al proceso de diseño de los alineamientos rurales carece de un rulo de retroalimentación en el cual se estime el comportamiento de velocidad del conductor, resultante del alineamiento diseñado, y se lo compare con la supuesta velocidad de diseño. Dada la casi inevitable disparidad entre las velocidades de diseño y de operación en alineamientos de baja velocidad de diseño, es necesario chequear y resolver las disparidades entre la velocidad de diseño y la estimada velocidad de operación en curvas individuales y entre las velocidades de operación en características sucesivas del alineamiento. Varios países introdujeron tal rulo de retroalimentación en sus procedimientos de diseño, especialmente para caminos con bajas velocidades de diseño.

McLean resume bien las limitaciones del concepto de la velocidad de diseño.(13) La velocidad de diseño... realmente sólo tiene significado en presencia de características físicas del camino que limitan la velocidad segura de viaje. Este no es el caso para secciones rectas planas. Aun para características que limiten la velocidad segura de viaje, la velocidad de diseño sólo especifica valores mínimos; arriba de los valores mínimos se recomiendan valores según lo permitan la topografía y la economía. Así, un camino puede proyectarse con una velocidad de diseño constante según la conciba el proyectista, aunque haya considerable variación en la velocidad estándar y, para el conductor, parece haber una amplia variación en la velocidad de diseño.




PRÁCTICAS DE SEÑALIZACIÓN DE CURVAS Las prácticas de señalización de curvas intentan influir en el comportamiento a la velocidad del conductor y, por lo tanto, merece considerarse en relación con las prácticas de diseño de curvas. AASHTO hace notar que, “Donde fuere necesario reducir la velocidad de diseño, muchos conductores pueden no percibir la condición de baja velocidad adelante, y es importante prevenirlos con bastante anticipación. La cambiante condición debe indicarse mediante controles tales como señales de zona-de-velocidad y señales de curvas.”(1) Las placas de velocidad-aconsejada en las señales de advertencia de curva deben ayudar a mitigar la disparidad entre las velocidades de diseño y de operación. Sin embargo, un relevamiento de comportamientos de motoristas en 1989 indica que las placas de velocidades aconsejadas tienen uno de los más bajos índices de cumplimiento de todos los dispositivos de control de tránsito.(22) Una colección de datos relacionados con la velocidad de 113 curvas en 4 Estados (California, Nueva York, Texas, y Virginia) halló: “En una abrumadora mayoría de las observaciones, las velocidades de los vehículos en curva fueron superiores a la velocidad aconsejada y señalizada.”(19) El estudio de 1991 cuyos datos para 28 curvas en 3 Estados se ilustraron en la Figura 4, produjo un hallazgo similar: “En la mayoría de las curvas, las velocidades aconsejadas y señalizadas estuvieron bien por debajo de la velocidad prevaleciente del tránsito.(19) La Figura 5 resume la observada velocidad del 85° p ercentil en función de la velocidad aconsejada-señalizada para las mismas 28 curvas. Ambos estudios sugirieron que la disparidad observada entre las velocidades de operación y aconsejadas-señalizadas se debía en parte a la falta de uniformidad en la selección de velocidades señalizadas.(19-22) Merritt relevó el método estatal para determinar la velocidad aconsejada que debía señalizarse en una curva horizontal.(15) Los dos métodos básicos comprenden factores máximo de fricción-lateral de AASHTO o mediciones del indicador ball-bank, correspondientes a similares factores de fricción-lateral.

Figura 5. Velocidad 85° percentil versus velocidad aconsejada-señalizada para 28 curvas en 3 Estados.

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Los datos indican que uniformemente los conductores superan las velocidades aconsejadas-señalizadas en las curvas; esto sugiere que los conductores toleran mayor aceleración lateral o fricción lateral que la supuesta con propósitos de diseño y señalización.(19-22) La Figura 6 muestra el factor de fricción-lateral correspondiente a las velocidades del 85° percentil de la Figura 4 en función de la inferida velocidad de diseño; también muestra los factores de fricción-lateral máxima según la velocidad de diseño para niveles de comodidad, en vehículos de pasajeros, medidos durante los 1940s. Estos niveles de comodidad pueden actualizarse dados los cambios en el vehículo de diseño y en las preferencias y tolerancias de los conductores y, por lo tanto, pueden no reflejar a los conductores y vehículos actuales.

Figura 6. Factor de fricción-lateral en la velocida d del 85° percentil versus la velocidad de diseño i nferida para 28 curvas en 3 Estados. (19) Cuando se aplican a la señalización de velocidad aconsejada, estos factores de fricción-lateral dan velocidades aconsejadas irrealmente bajas, y niegan a los conductores la significante información de curva que necesitan. Desafortunadamente se dispone de poca información sobre cómo los conductores juzgan la curvatura horizontal y seleccionan una velocidad adecuada. Un estudio halló que los conductores comienzan a desacelerar sólo una corta distancia antes de la curva que requiera una reducción de velocidad, y continúan desacelerando entre el comienzo y el punto medio de la curva.(23) Estos datos sugieren que los conductores tienen dificultad en juzgar la agudeza de la curvatura y la velocidad adecuada antes de entrar en una curva. De la experiencia de conducir a través de miles de curvas se deduce: • Para los conductores es difícil y complicado juzgar la agudeza de curvatura desde una recta de

aproximación por las variaciones en la longitud de las curvas, alineamiento vertical, y entorno antecedente. Por ejemplo, cuanto más larga la curva de un dado grado de curvatura, más aguda parece desde la recta de aproximación.

• Sólo después de entrar en la curva y experimentar la aceleración lateral es posible determinar con precisión la adecuada velocidad de operación.

De ser correctas, estas observaciones se agregan a la importancia de la coherencia de diseño de los alineamientos horizontales rurales y en la significancia de la señalización de curvas.




RESUMEN La política de los EUA sobre la velocidad de diseño de alineamientos rurales confía en la selección y aplicación de una velocidad de diseño para obtener coherencia con respecto a las velocidades de operación. AASHTO indica que la velocidad de diseño seleccionada debe “incluir las velocidades típicamente deseadas por casi todos conductores”.(1) Sin embargo, recientes datos empíricos sugieren que las velocidades de diseño mínimas recomendadas por AASHTO subestiman las velocidades deseadas. La política de los EUA sobre el diseño del alineamiento rural basado en la velocidad de diseño puede facilitar velocidades de operación uniformes a lo largo de un alineamiento sólo a los conductores cuyas velocidades deseadas sean menores o iguales que la velocidad de diseño. La Tabla 2 y la Figura 4 sugieren que las adversas disparidades entre las velocidades de diseño y operación se restringen casi exclusivamente a alineamientos con velocidades de diseño menores que 100 km/h. La política de los EUA supone que los conductores no superarán la velocidad de diseño, aunque la práctica norteamericana permite la selección de velocidades de diseño menores que las velocidades deseadas por los conductores. La política no provee guía cuantitativa sobre cómo mitigar las disparidades entre las velocidades de diseño y de operación (ilustradas en la Tabla 2 y Figura 4) porque incorrectamente presume que tales disparidades no ocurren. La política de los EUA sobre el diseño del peralte puede promover, más que mitigar, las incoherencias de la velocidad de operación. Las políticas sobre las tasas de peralte máximo y sobre la distribución del peralte conducen a tasas de peralte en curvas con un dado radio que pueden variar de Estado a Estado, e incluso en un estado, según la tasa de peralte máximo y la velocidad de diseño del camino. Estas variaciones en los índices de peralte complican la tarea del conductor de seleccionar la velocidad en las curvas horizontales y pueden exacerbar la disparidad entre las velocidades de diseño y de operación. Las prácticas de señalización de la velocidad aconsejada en las curvas horizontales se basan generalmente en los factores máximos de fricción lateral de AASHTO, pero también carecen de uniformidad de amplitud nacional. En la actualidad, estos factores de fricción-lateral pueden no reflejar el diseño de los vehículos ni las tolerancias de los conductores. La falta de uniformidad y uso de valores que no reflejan el comportamiento del conductor de hoy reducen la efectividad de las prácticas actuales de señalización de curvas para mitigar las disparidades entre las velocidades de diseño y de operación.


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3. MEDIDAS DE COHERENCIA BASADAS EN LA VELOCIDAD-DE-OPERACIÓN

Uno de los objetivos principales de este estudio fue desarrollar un procedimiento de evaluación de la coherencia basado en la velocidad-de-operación para los caminos rurales de dos-carriles en los EUA. Este capítulo presenta los resultados de la evaluación de las mediciones de la coherencia de diseño basadas en la velocidad-de-operación y documenta el desarrollo de un procedimiento de evaluación en el orden siguiente: 1. Revisión de las consideraciones de la velocidad-de-operación en las prácticas de diseños de

alineamientos en Europa, Australia, y Canadá. 2. Tratamiento de previos desarrollos en los EUA de procedimientos de la evaluación de la

coherencia basados en la velocidad de operación. 3. Revisión de la investigación previa que caracteriza el comportamiento de velocidad del conductor

en alineamientos horizontales rurales. 4. Presentación de los datos recogidos en este estudio para caracterizar el comportamiento a la

velocidad del conductor norteamericano y análisis estadísticos. 5. Descripción del desarrollo de un modelo de perfil de velocidad para evaluar la coherencia basada

en la velocidad-de-operación en alineamientos horizontales de caminos rurales de dos-carriles. 6. Introducción de un procedimiento microcomputadorizado para evaluar la coherencia basada en la

velocidad-de-operación. Resumen Mientras los EUA y Canadá continúan adheridos al concepto de la velocidad de diseño, cinco países europeos y Australia realzaron el uso de la velocidad de diseño para incorporar explícitamente la consideración del verdadero comportamiento a la velocidad del conductor en términos de las velocidades de operación del 85° percentil. Tres pa íses (Francia, Alemania y Suiza) tienen técnicas de estimación del perfil-de-velocidad para evaluar la coherencia a lo largo de un alineamiento. El diseño del peralte se basa en las velocidades de operación del 85° percentil, si ellas superan la velocidad de diseño del camino.




RESUMEN

Este Capítulo documenta el desarrollo de un modelo de perfil de velocidad para estimar reducciones en las velocidades de operación del 85° percentil, desde rectas de aproximación hasta curvas horizontales en caminos rurales de dos-carriles. El modelo de perfil-de-velocidad se calibró usando datos de velocidad y geometría colectados en 138 curvas horizontales y 78 rectas de aproximación en 29 caminos rurales en 3 regiones de los EUA. El análisis produjo varios hallazgos importantes respecto de las velocidades en curvas horizontales y en largas secciones rectas. Con respecto a las velocidades del 85° percentil en largas rectas, no fue posible desarrollar una ecuación estadística útil. La única diferencia identificada fue que las velocidades en recta en caminos planos en Texas fueron significativamente más veloces que en caminos en terreno ondulado en el Este y Oeste. La media general de 98 km/h de las velocidades del 85° percentil en todas las secciones de largas rect as es una estimación razonable de las velocidades deseadas en este tipo de camino, aunque probablemente estén constreñidas por el límite de velocidad señalizado. Con respecto a las velocidades del 85° percentil e n curvas horizontales, se seleccionó como más apropiado un modelo lineal con respecto al grado de curvatura. Además del grado de curvatura, la longitud de la curva y el ángulo de desviación también tuvieron efectos estadísticamente significativos sobre las velocidades en curvas. Ni las características de la aproximación (distancia visual, longitud de la recta de aproximación, y el precedente grado de curvatura) ni la sección transversal a través de la curva (ancho de calzada y ancho total del pavimento) fueron predictores estadísticamente significativos. Las velocidades del 85° percentil en los carriles interior y exterior de las curvas no fueron significativamente diferentes. Las velocidades el 85° percentil en curvas con grad os de curvatura < 4° no difirieron significativamente de las velocidades del 85° perce ntil en largas rectas. El comportamiento a la velocidad del conductor observado en las curvas horizontales confirma los resultados de estudios previos que revelaron una disparidad entre las velocidades del 85° percentil y las velocidades de diseño. Los dato s colectados durante este estudio indican que la velocidad del 85° percentil supera la velocidad de diseño en la mayoría de las curvas cuya velocidad de diseño es menor que la velocidad deseada en largas rectas – 98 km/h. Se observó una considerable variabilidad entre los índices de peralte usados en las curvas con un dado grado de curvatura. Estos hallazgos sugieren varias recomendaciones para mejorar la política de diseño de alineamientos horizontales rurales en los EUA: 1) AASHTO debe revisar los datos recientes sobre el comportamiento del conductor a la velocidad, y considerar revisiones a las guías sobre la velocidad de diseño mínima, 2) el modelo de perfil-de-velocidad desarrollado durante este estudio debe servir como basa para el rulo de retroalimentación, incorporado en los procedimientos de diseño, para chequear las incoherencias de la velocidad-de-operación en alineamiento horizontales de caminos rurales con velocidades de diseño < 100 km/h, y 3) AASHTO debe considerar la revisión de sus políticas para promover la uniformidad nacional de diseño de las curvas horizontales, incluyendo la adopción de un valor nacional de índice máximo de peralte, y revisar el método de seleccionar el valor del peralte para una curva particular. Los métodos alternativos son para: 1) seleccionar el peralte de una curva sobre la base de la estimada velocidad del 85° de aproximación a la curva (lo cual se usa en varios países de Europa), o 2) especificar un único valor del peralte para cada grado de curvatura. Se desarrollaron varias formas para el modelo del perfil-de-velocidad (ya sea usando ecuaciones de regresiones simple-lineal o múltiple-lineal para estimar las velocidades del 85° percentil en curvas, y con o sin considerar el efecto de la distancia visual limitada). Un estudio preliminar de validación sugiere que el modelo produce razonables estimaciones de reducción de la velocidad.


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La forma de modelo que no considera el efecto de la distancia visual y que usa la ecuación de regresión múltiple-lineal produjo las estimaciones más precisas de reducción de la velocidad. Dado que este estudio de validación usó un subconjunto de los mismos datos usados para calibrar el modelo de perfil de velocidad, aunque en diferentes formas, se recomienda un amplio estudio de validación usando una base independiente de datos.




4. MEDIDAS DE COHERENCIA BASADAS

EN LA CARGA-DE-TRABAJO DEL CONDUCTOR

Las medidas de la coherencia del diseño geométrico, basadas en la carga de trabajo del conductor tienen un atractivo conceptual. Sin embargo, su desarrollo fue limitado por la dificultad para medir la carga-de-trabajo. Messer, Mounce, y Brackett desarrollaron un procedimiento para evaluar la coherencia del diseño geométrico sobre la base de un modelo que estima la carga de trabajo del conductor en función de la geometría del camino.(25) Sin embargo, este procedimiento no se usó extensivamente. La crítica principal es que se basa en valoraciones subjetivas más que en medidas objetivas de la carga de trabajo. Por lo tanto, este estudio se enfocó en obtener mediciones objetivas de la carga de trabajo del conductor, con el alcance limitado a las curvas horizontales y rectas. Este capítulo evalúa las medidas de coherencia basadas en la carga de trabajo del conductor y documenta el desarrollo de un modelo de carga de trabajo del conductor basado en mediciones de tests de visión ocluida. El capítulo se organiza así: 1. Se revisó la investigación en tres tópicos: carga de trabajo del conductor; modelo de Messer,

Mounce y Bracket; métodos alternativos para medir la carga de trabajo del conductor. 2. Se describe la metodología del estudio para la medición objetiva de la carga de trabajo del

conductor en curvas horizontales que usan tests de visión ocluida. 3. Se presentan resultados de análisis estadísticos. 4. Finalmente, se introduce un procedimiento para evaluar la coherencia, basado en la carga de

trabajo del conductor y dirigido por computadora. CONCLUSIONES De los tests de visión ocluida pueden obtenerse varias conclusiones. La primera conclusión es que los tests de visión ocluida son un método razonable para obtener objetivas mediciones de la carga de trabajo del conductor en curvas horizontales. La segunda conclusión es que la carga de trabajo del conductor en una curva horizontal crece al crecer el grado de curvatura. La tercera conclusión es que la carga de trabajo del conductor no difiere significativamente en las curvas horizontales con ángulos de deflexión de 20° y 45°. La cuarta conclusión es que la carga de trabajo del conductor tiene un pico cerca del comienzo de las curvas horizontales.


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5. EVALUACIÓN DE ACCIDENTES Una hipótesis fundamental de este estudio es que los cambios en la carga-de-trabajo del conductor y en la velocidad de operación, que evalúan una característica geométrica en el contexto del alineamiento precedente, deben ser mejores predictores de la ocurrencia de accidentes que las medidas de la característica en soledad. El análisis estadístico para evaluar esta hipótesis se enfoca en la estimada reducción de velocidad y en el grado de curvatura como predictores de índices de accidentes en curvas horizontales. El cambio en la carga de trabajo del conductor no se evaluó porque se estima como una función lineal del grado de curvatura y, por lo tanto, produciría resultados idénticos al grado de curvatura. Primero, se revisó la investigación previa sobre experiencia de accidentes en curvas horizontales de caminos rurales de dos-carriles. Segundo, se discutió el análisis metodológico usado en este estudio. Tercero, se presentaron los resultados del análisis. INVESTIGACIÓN PREVIA DE ACCIDENTES VIALES EN CURVA El compendio de 1992 sobre Safety Effectiveness of Highway Design Features, Volume II, Alignment lista los factores que la investigación previa sugirió estar relacionada con la experiencia de accidentes en curvas horizontales:(6)

• Volumen y composición del tránsito en la curva (porcentaje de camiones). • Características de la curva (grado de curvatura, longitud de la curva, ángulo al centro o de

desviación, peralte, espirales de transición). • Elementos de la sección-transversal (ancho carril, ancho banquina, tipo banquina, pendiente

banquina). • Peligros laterales en la curva (zona despejada, talud, rigidez y tipo de obstáculos). • Distancia visual de detención en curva, o en el acceso a la curva. • Alineamiento vertical en la curva horizontal. • Distancia a curvas adyacentes. • Presencia/distancia desde la curva hasta la más próxima intersección, acceso a propiedad,

puente, etcétera. • Fricción del pavimento. • Presencia y tipo de dispositivos de control de tránsito (señales y delineación). • Oreos. La mayor parte de estos factores – características de curva, elementos de la sección transversal, peligros laterales en la curva, distancia visual de detención en la curva, y alineamiento vertical en la curva – se relacionan con las condiciones locales en la curvas. Varios otros factores – distancia visual en el acceso a la curva; distancia a curvas adyacentes; y distancia desde la curva a la intersección más próxima, acceso a propiedad, puente, etc. – se relacionan con el contexto geométrico en el cual se ubica la curva; estos factores se incorporan en varios procedimientos de evaluación de la coherencia y distinguen medidas de coherencia de las medidas de curvas en soledad. La importancia de estos factores contextuales en la experiencia de accidentes en curvas horizontales determina grandemente los beneficios incrementales de la predicción de accidentes de medidas de coherencia sobre las medidas de las condiciones locales de las curvas. Por ejemplo, la principal medida de coherencia basada en la velocidad de operación de la coherencia – la reducción de la velocidad del 85° percentil desde la recta de acces o hasta el punto medio de la curva horizontal – es una función de alguna o de todas las variables siguientes, según la forma del modelo de perfil de velocidad usado: • grado de curvatura y longitud de la curva, • longitud de la recta precedente, • grado de curvatura y longitud de la curva precedente, • distancia visual de la curva.




El modelo de carga-de-trabajo desarrollado por Messer, Mounce y Brackett estima la carga-de-trabajo del conductor como una función de: (4) • grado de curvatura, • ángulo de desviación, • distancia visual hasta la curva, • distancia desde la característica geométrica anterior. Si los factores contextuales explican una significativa variabilidad en la experiencia de accidentes no explicados mediante medidas de curvas en soledad, y estos factores contextuales se modelan adecuadamente en los procedimientos de evaluación de la coherencia, entonces las medidas de coherencia deben ser mejores predictores de la experiencia de accidentes en curvas que las medidas de curvas en soledad. El resto de esta revisión se centra en los resultados de investigaciones previas que proveen claves hacia la significación de estos factores contextuales. La discusión se divide en dos secciones: 1) medidas geométricas correlacionadas con la experiencia de accidentes en curvas, y 2) medidas sustitutas basadas en operación de velocidad para experiencia de accidentes.

RESUMEN

Debido a la pobreza de los datos de accidentes, se agruparon los lugares de curva en intervalos de reducción de velocidad o grado de curvatura. Se calculó el índice medio de accidentes y la reducción media de velocidad (o grado medio de curvatura) en cada intervalo. El intervalo – más que una curva individual – fue la unidad de observación. En el análisis de regresión se usó el índice medio de accidentes como variable dependiente, y la reducción de velocidad media (o grado medio de curvatura) como variable independiente. Se evaluaron las reducciones de velocidad usando cuatro formas alternativas del modelo de perfil-de-velocidad (o sea, usando ya sea un modelo lineal simple o múltiple de regresión para las velocidades del 85° percentil en curvas, con y sin considerar e l efecto de la distancia visual). Se recomendó la forma de modelo de perfil-de-velocidad que usa la ecuación de regresión lineal múltiple de las velocidades del 85° percentil en cu rvas, que considera el efecto de la distancia visual. La reducción media de velocidad y el grado medio de curvatura fueron buenos predictores del índice medio de accidentes con curvas horizontales (valores-R2 de 0.91 y 0.83, respectivamente). Los valores-R2 altos se atribuyen al uso de intervalos de lugares curvos como la unidad de observación. En la relación entre el índice medio de accidentes en función del grado medio de curvatura ocurrió un punto de quiebre (entre 4° y 5°) en el mismo lugar que en la relación de la velocidad del 85° percenti l en función del grado de curvatura. Este punto de quiebre corresponde al grado máximo de curvatura a una velocidad de diseño de 100 km/h, el cual, a su vez, corresponde a la velocidad media de 90 km/h de la velocidad del 85° percentil en largas rectas (o sea, el 85° percentil de los co nductores a la velocidad deseada en la clase de camino estudiada). Por lo tanto, se concluye que las estimaciones de reducción de velocidad a partir del modelo de perfil-de-velocidad descrito en el Capítulo 3 ayudan a explicar la relación entre el grado de curvatura y la experiencia de accidentes en las curvas horizontales. Las curvas horizontales que no requieren reducciones de velocidad (generalmente curvas con grados de curvatura < 4°) tienen similares índices medios de accidentes más bajos que los índices medios de accidentes para curvas que no requieren reducciones de velocidad. Cuando las curvas se agrupan en intervalos de reducción-de-velocidad, el índice medio de accidentes en curvas horizontales crece aproximadamente linealmente con la reducción de la velocidad media.


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6. RESUMEN, HALLAZGOS, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

RESUMEN Este estudio comprende cuatro empeños principales: • Revisar la política, práctica e investigación de la coherencia de diseño geométrico en los EUA y

países extranjeros. • Colectar y analizar datos de velocidad de operación y de geometría vial, y desarrollar un modelo y

un procedimiento micro-computadorizado para su uso, para evaluar la coherencia de diseño basada en la velocidad de operación.

• Colectar y analizar datos de la carga-de-trabajo del conductor usando el método de test de visión ocluida, y desarrollar un modelo y un procedimiento microcomputadorizado para su uso-para evaluar la coherencia de diseño sobre la base de la carga-de-trabajo del conductor.

• Colectar datos de accidentes y de geometría vial, y evaluar preliminarmente la reducción de las velocidades de operación del 85° percentil desde un a aproximación recta a una curva horizontal como un predictor de la experiencia de accidentes en curvas.

• La colección de datos y el desarrollo del modelo se limitaron a los alineamientos horizontales de caminos rurales de dos-carriles en terreno llano y ondulado.

La revisión de la política y práctica de la coherencia del diseño geométrico en los EUA incluyó una evaluación crítica de la política de AASHTO en el diseño del alineamiento rural, el cual se basa en el concepto de la velocidad-de-diseño. Se evaluaron las prácticas de diseño en nueve estados—California, Colorado, Florida, Illinois, Nueva York, Oregón, Pennsylvania, Texas, y Wáshington—para identificar prácticas relacionadas con la coherencia de diseño. Para compararlas, se evaluaron las políticas y prácticas relacionadas con la coherencia del diseño geométrico en otros siete países: Australia, Canadá, Francia, Alemania, Gran Bretaña, Suecia y Suiza. Se colectaron las velocidades de operación y los datos de la geometría vial de 138 curvas horizontales y 78 de sus rectas de aproximación en 29 caminos de 5 estados: Nueva York, Oregón, Pennsylvania, Texas, y Wáshington. En total se obtuvieron 22740 observaciones utilizables de velocidad. Se infirieron velocidades de diseño a partir del grado de curvatura y peraltes, y se compararon con las velocidades del 85° percentil observadas. Las velocidades de diseño inferidas variaron entre 40 y 100 km/h. Se usaron los análisis de regresión y varianza para identificar estadísticamente significativos predictores de las velocidades del 85° percentil en largas rectas y en curvas horizontales. Usando un modelo de regresión para las velocidades del 85° percentil en las curvas horizontales, la media de las velocidades observadas del 85° percent il en largas rectas, y las tasas de aceleración y desaceleración informadas por Lamm y otros, se calibró un modelo de perfil-de-velocidad similar al usado en Suiza y Francia, basado en ecuaciones desarrolladas por Lamm y otros. (45) También se desarrolló una forma alternativa de modelo de perfil-de-velocidad inspirado por la revisión de los procedimientos de diseño de Francia, la cual considera el efecto de la distancia visual limitada en curvas, sobre la magnitud de la reducción de velocidad desde la recta de aproximación a la curva. Se desarrolló un procedimiento microcomputadorizado para simplificar el uso del modelo de perfil de velocidad. Se midió la carga-de-trabajo del conductor en curvas horizontales usando el método de test de visión ocluida sobre una serie de curvas de prueba tendidas en las anteriores pistas de aeropuerto en la Texas A&M Proving Ground Research Facility. Se desarrollaron e instalaron en un vehículo de prueba sistemas de gafas de oclusión visual y de colección de datos microcomputadorizado. Se evaluaron dos parámetros de la geometría de la curva: grao de curvatura (incluyendo 3°, 6°, 9°, y 12°) y ángulo de desviación (20°, 45°, y 90°). Se realizaron dos estudios separados y se obtuvieron mediciones por un total de 55 ítems.




Se calculó la carga-de-trabajo como la proporción del tiempo de conducción requerida por los conductores para permanecer en una trayectoria prefijada mientras viaja con su velocidad fija mediante un control de crucero. Se usaron los análisis de varianza y regresión para determinar la relación entre la carga del conductor en curvas y el grado de curvatura y ángulo de desviación. Se desarrolló una ecuación de regresión de la carga-de-trabajo del conductor en función del grado de curvatura, y se la incorporó en un procedimiento microcomputadorizado que estima el incremento de la carga-de-trabajo desde una recta hasta una curva horizontal. En tres Estados: Nueva York, Texas y Wáshington se colectaron datos de accidentes y de geometría viales de 1126 lugares de curvas (dos sentidos para cada una de 563 curvas). Se dispuso de informes de accidentes de 5 años (1987-1991) en Texas y Wáshington, y de 3 años y 2 meses en Nueva York. En total se identificaron 235 accidentes—consistentes de vehículos-solos desviados de la calzada y de múltiples—vehículos en el mismo y distinto sentido. Se usó un análisis de regresión para evaluar preliminarmente el poder de las estimaciones de reducción de accidentes sobre la base de formas alternativas del modelo de perfil-de-velocidad. Debido a la pobreza de los datos, los lugares de curva se agruparon en intervalos de reducción de velocidad, y los intervalos se usaron como observaciones. El índice medio de accidentes fue regresionado en función de la reducción media de velocidad. El índice de accidentes se definió por millón de vehículos-kilómetros viajados en las curvas. Similarmente se analizó usando el grado de curvatura. También se analizaron otras variables independientes con efectos sobre el índice medio de accidentes, incluidos Estados, ángulo de deflexión, ancho de calzada, y ancho total de pavimento (carril más banquina). HALLAZGOS La revisión de la política, práctica e investigación de la coherencia de diseño de los EUA y países extranjeros produjo los hallazgos siguientes: • En los EUA, la práctica de diseño de alineamientos rurales sigue estrechamente la política de

AASHTO. Esta política confía en el concepto de la velocidad-de-diseño para dar coherencia a la velocidad de operación.

• Según la práctica en los EUA, el concepto de la velocidad-de-diseño puede asegurar coherencia

de velocidad-de-operación sólo cuando la velocidad-de-diseño supera a la velocidad deseada por los conductores de un alto percentil.

• En los EUA, la política de diseño de alineamientos carece de chequeos necesarios para evitar

incoherencias de la velocidad de operación cuando la velocidad de diseño es menor que la velocidad deseada.

• La investigación previa sobre el comportamiento-a-la-velocidad del conductor en caminos rurales

de dos-carriles de los EUA sugiere que la política de AASHTO permite la selección de velocidades de diseño menores que las velocidades deseadas por lo conductores, particularmente en caminos colectores, en terreno llano y ondulado.

• En los EUA, la falta de uniformidad en la práctica relativa al diseño del peralte complica la tarea

de conducir. • La falta de uniformidad en la práctica de los EUA reduce la credibilidad y efectividad de la

señalización de velocidad-aconsejada en las curvas horizontales. • En varios países europeos y en Australia, la política de diseño para caminos rurales de dos-

carriles incorpora un bucle de retroalimentación para estimar las velocidades del 85° percentil en alineamientos horizontales, para chequear grandes disparidades entre las velocidades de diseño y las de operación del 85° percentil sobre una curv a horizontal, y entre las velocidades del 85° percentil de sucesivos elementos de alineamientos horizontales, y para modificar el diseño del alineamiento para reducir las disparidades.


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La evaluación del actual comportamiento a la velocidad del conductor norteamericano en alineamientos horizontales de caminos rurales de dos-sentidos resultó en los hallazgos siguientes: • La velocidad deseada por los conductores en los caminos rurales de dos-carriles estudiados—de

volumen bajo-a-moderado (< 3500 v/d), caminos arteriales menores y colectores con velocidades de diseño de 100 km/h o menos en terreno llano u ondulado—se estimó usando las velocidades medias observadas del 85° percentil en rectas larga s. El valor estimado fue de 98 km/h.

• En curvas cuyas inferidas velocidades de diseño fueron menores que las velocidades deseadas

por los conductores, generalmente las velocidades de operación del 85° percentil superaron las respectivas velocidades de diseño; en tanto que generalmente en las curvas cuyas velocidades de diseño fueron mayores que las velocidades deseadas, las velocidades de operación del 85° percentil fueron menores que las respectivas velocidades de diseño.

• En curvas cuyas velocidades de diseño inferidas fueron mayores que las velocidades deseadas

por los conductores (es decir, grado de curvatura < 4°), las velocidades de operación del 85° percentil no fueron significativamente diferentes de las velocidades de operación medias del 85° percentil en rectas largas. En curvas con grados de curvatura > 4°, las velocidades del 85° percentil disminuyó aproximadamente en forma lineal al disminuir el grado de curvatura.

• Todas las formas de ecuaciones de regresión para la velocidad de operación del 85° percentil en

curvas, como función del grado de curvatura (lineal, exponencial, inversa y polinómica) proveen mediciones similares de buen-ajuste para los datos colectados para este estudio. Se seleccionó la forma lineal como la ecuación preferida debido a su simplicidad.

• Además del grado de curvatura, dos variables independientes fueron estadísticamente

significativas en las ecuaciones de regresión para las velocidades del 85° percentil en curvas: longitud y ángulo de desviación. La significancia del ángulo de desviación indica la interacción entre la longitud y grado de curvatura. En las curvas > 4° las velocidades de operación del 85° percentil crecen al crecer la longitud; mientras que para curvas > 4°, las velocidades de o peración del 85° percentil disminuyen al crecer la longitud. La ecuación multilineal con tres variables independientes—grado de curvatura, longitud de curva, y ángulo de desviación—sólo aclaró 1.5% más de variabilidad entre las velocidades de operación del 85° percentil en curvas que el modelo simple-li neal con el grado de curvatura como única variable independiente. Sin embargo, se prefiere la ecuación lineal-múltiple dado que tiene exactamente los mismos requerimientos de datos que la ecuación lineal-simple.

La evaluación de la carga-de-trabajo del conductor en curvas horizontales que usa el método del test de visión ocluida aportó los hallazgos siguientes: • Existe una relación lineal entre la carga-de-trabajo del conductor, medida mediante tests de visión

ocluida, y el grado de curvatura. La carga-de-trabajo del conductor crece al crecer el grado de curvatura.

• La carga-de-trabajo del conductor en curvas no difiere significativamente entre ángulos de

desviación de 20° y 45°, lo cual abarca un gran por centaje de los ángulos de desviación de las curvas horizontales.

• Las demandas de información del conductor comienzan a crecer en las rectas de aproximación y

tienen un pico cerca del comienzo de las curvas horizontales. El análisis de accidentes proveyó la siguiente evaluación preliminar de las estimaciones de reducción-de-velocidad como un predictor de la experiencia de accidentes en las curvas horizontales: • Cuando los lugares de curva se agrupan en categorías con similares estimaciones de reducción

de la velocidad, el índice medio de accidentes crece aproximadamente en forma lineal al crecer la reducción media de velocidad.




• Las estimaciones de reducción-de-velocidad basadas en la ecuación de regresión lineal-múltiple para las velocidades de operación del 85° percentil en curvas proveyeron mejor predicción de los índices de accidentes que la ecuación lineal-simple. Al considerar el efecto de la distancia visual limitada en curvas en el modelo de perfil-de-velocidad mejoró la predicción de los índices medios de accidentes. Sin embargo, dado que los datos de distancia visual en curvas son difíciles de obtener, no se consideró práctico incluir la distancia visual en el modelo de perfil de velocidad.

• Para intervalos de lugares de curva cuyas velocidades de diseño fueron mayores que las

velocidades deseadas por los conductores (o sea, grado de curvatura < 4°), los índices medios de accidentes crecieron aproximadamente en forma lineal al crecer el grado de curvatura medio.

CONCLUSIONES Sobre la base de los hallazgos del estudio parecen justificarse las conclusiones generales siguientes: • Las curvas horizontales cuyas velocidades de diseño sean menores que la velocidad deseada del

conductor en largas rectas muestran incoherencias en la velocidad de operación que aumentan la posibilidad de accidentes.

• La política de diseño de alineamientos rurales en los EUA carece de la aptitud para identificar y

tratar las incoherencias de la velocidad de operación. • El modelo de perfil-de-velocidad calibrado en este estudio da un mecanismo para evaluar la

coherencia de la velocidad-de-operación en alineamientos rurales con velocidades de diseño < 100 km/h comparables con los adoptados en Europa y Australia.

• Los tests de visión ocluida realizados durante este estudio produjeron medidas razonables de la

carga-de-trabajo del conductor. RECOMENDACIONES • Sobre la base de los hallazgos y conclusiones de este estudio se formulan las recomendaciones

siguientes: • AASHTO debe revisar los datos recientes sobre la distribución de las actuales velocidades

deseadas por los conductores en caminos rurales, recolectar datos adicionales según fuere necesario, y considerar revisiones de sus velocidades mínimas de diseño que representan, en propias palabras de AASHTO, un “valor de alto-percentil en esta distribución de velocidad.” El percentil exacto debe ser sometido a debate técnico más allá del alcance de este estudio. La práctica internacional es usar el percentil 85°, pe ro podría considerarse un percentil mayor. Debe tomarse la decisión en el contexto del proceso global de diseño con respecto a dónde se introducen márgenes de seguridad; es decir, un margen de seguridad en la velocidad de diseño y/o en otros valores de diseño (p.e., el factor máximo de fricción lateral para diseñar las curvas horizontales).

• AASHTO debe considerar incorporar un bucle de retroalimentación que identifique y trate las

incoherencias del alineamiento en el proceso de diseño del alineamiento de caminos rurales con velocidades de diseño menores que las velocidades deseadas por los conductores. El modelo de perfil-de-velocidad presentado da una base para el bucle de retroalimentación que refleja la práctica internacional y el comportamiento actual del conductor norteamericano.

• La FHWA debe considerar continuar con la investigación para desarrollar y validar más el modelo

de perfil-de-velocidad presentado. Deben recogerse datos para validar los índices supuestos y los lugares relativos a las curvas en los cuales ocurren las aceleraciones y desaceleraciones. La investigación también debe chequear la razonabilidad del modelo para condiciones de alineamientos y regiones de los EUA, diferentes de las representadas por los datos recogidos.


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• AASHTO debe considerar cambios en sus políticas sobre el diseño del peralte, incluyendo la adopción de un índice máximo nacional, y revisar el método para seleccionar el peralte de una curva particular; por ejemplo, podría ser 1) seleccionar la tasa de peralte para una curva sobre la base de las velocidades del 85% percentil de aproximación a la curva, o 2) especificar una única tasa de peralte para cada grado de curvatura.

• Debe desarrollarse un nuevo sistema de información de curvas, o modificarse el existente para

mejorar la precisión, uniformidad y efectividad de la información disponible, donde los conductores seleccionan una velocidad y trayectoria adecuadas a través de una curva horizontal. Como base para desarrollar/modificar el sistema de información deben realizarse investigaciones adicionales para clarificar cómo los conductores juzgan la curvatura horizontal y seleccionan las adecuadas velocidades y trayectorias a través de una curva. La FHWA debe considerar investigación adicional para desarrollar más los conceptos de carga-de-trabajo del conductor y los métodos de medición del test de visión ocluida desarrollado en este estudio. Estos conceptos y métodos son promisorios para proveer valioso conocimiento sobre los requerimientos de información del conductor y comportamiento de la tarea de guiado, y para servir como una base genérica para medir la magnitud de los problemas operacionales y de seguridad experimentados por los conductores.




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13 fhwa 1995 alineamiento horizontal coherente cr2 c

Engineering

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