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INFLUENCIA DEL DISEÑO GEOMÉTRICO
SOBRE LA SEGURIDAD VIAL
Hameed Aswad Mohammed
Departamento de Ingeniería Civil - Universidad de Anbar - Iraq
2013
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RESUMEN
La seguridad vial es un tema de gran importancia en todos los países motorizados. El cho-
que de tránsito se traduce en graves problemas sociales y económicos. Los estudios se cen-
traron en el diseño geométrico y el objetivo de seguridad, para mejorar el diseño de caminos
y eliminar lugares peligrosos.
Se estudiaron los efectos sobre la seguridad de elementos de diseño de diseño geométrico
tales como curvas horizontales y verticales, anchuras de carril y banquina, peralte, anchura
de mediana, radio de curva, distancia visual, etcétera.
La relación entre los elementos de diseño geométrico y el índice de choques es compleja y
difícil de entender. Existe relativamente poca información disponible sobre las relaciones
entre los elementos de diseño geométrico y el índice de choques. Aunque se demostró cla-
ramente que los elementos geométricos muy restrictivos, tales como distancias visuales muy
cortas o curvas horizontales agudas resultan en un considerable aumento de los índices de
choques, y que ciertas combinaciones de elementos causan choques inusualmente graves.
En este trabajo se tienen en cuenta las características de los elementos de diseño geométri-
co vial, y se explica en qué medida afectan la seguridad vial.
La relación entre la seguridad y diseño geométrico se examina a través de los resultados de
estudios en distintos países. Se compara y resume el conocimiento internacional actual de la
relación con la seguridad de los principales parámetros de diseño geométrico fuera de las
intersecciones.
En general, existe un amplio consenso internacional sobre estas relaciones.
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ÍNDICE
RESUMEN
1. INTRODUCCIÓN 4
2. PARÁMETROS GEOMÉTRICOS QUE AFECTAN LA SEGURIDAD VIAL 5
3. RELACIÓN ENTRE VELOCIDAD Y SEGURIDAD 5
4. EFECTOS DEL DISEÑO GEOMÉTRICO SOBRE LOS CHOQUES 6
4.1. Efectos de la Sección Transversal 6
4.1.1. Ancho de Carril 6
4.1.2. Número de Carriles 7
4.1.3. Anchura y Tipo de Banquina 7
4.1.4. Anchura y Tipo de Mediana 8
4.1.5. Carriles de Ascenso 9
4.1.6. Densidad de Accesos a Propiedad 9
4.1.7. Barrera de Mediana 9
4.2. Efectos del Alineamiento 9
4.2.1. Radio de Curva 9
4.2.2. Índice de Cambio de Curvatura 11
4.2.3. Peralte 12
4.2.4. Curva de Transición 13
4.2.5. Distancia Visual 14
4.2.6. Pendientes 16
4.2.7. Curvas Convexas 16
4.2.8. Curvas Cóncavas 17
4.2.9. Condiciones de la Superficie 17
5. CONCLUSIÓN 20
REFERENCIAS 21
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1. INTRODUCCIÓN
Los elementos de diseño geométrico juegan un papel importante en la definición de la
eficiencia operativa del tránsito de cualquier camino.
Los elementos de diseño geométrico clave que influyen en las operaciones de tránsito
incluyen el número y anchura de carriles, presencia y anchura de banquinas y medianas,
y los alineamientos horizontal y vertical [1]
.
En términos generales, cualquier evaluación de la seguridad vial se realiza más o menos
cualitativamente. Desde el punto de vista la seguridad del tránsito es cierto afirmar que
nadie es capaz de predecir con gran certeza dónde podrían producirse choques de trán-
sito o cuándo y dónde podrían desarrollarse puntos negros de concentración de cho-
ques. Sin embargo, todo el mundo está de acuerdo en que existe una relación entre la
seguridad del tránsito y la coherencia del diseño geométrico. Siempre, la coherencia del
alineamiento representa un tema clave en el moderno diseño geométrico vial.
Un alineamiento coherente permitiría a la mayoría de los conductores operar con seguri-
dad a su velocidad deseada a lo largo de todo el alineamiento. Sin embargo, las políticas
de alineamiento existentes basadas en la velocidad directriz permiten seleccionar una
velocidad menor que las velocidades deseadas de la mayoría de los conductores [2]
.
Gran parte de la investigación sobre la seguridad vial se centra en los diferentes facto-
res que la afectan. Los factores se clasifican en función de las características del tránsi-
to, geometría del camino, estado de la superficie, clima y factores humanos. Las investi-
gaciones demostraron que las incoherencias geométricas de diseño, operaciones (mez-
cla de tránsito, volumen y velocidad), entorno y el comportamiento del conductor son las
causas comunes de los choques. La mayoría de los estudios demostraron la influencia
de diversas variables de diseño geométrico en la ocurrencia de choques y concluyeron
que no todas las variables tienen el mismo nivel de influencia en todos los lugares [3]
.
De la relación de los factores, diferentes investigadores desarrollaron la relación de la
seguridad vial -en términos de índices de frecuencia y gravedad de choques, mortalidad
y los índices de lesiones- y los elementos del camino, características del tránsito y con-
diciones del pavimento.
Muchos de los estudios previos investigaron la relación entre los índices de choques o la
frecuencia en términos número y ancho de carriles, presencia y condiciones de banquina
y mediana, densidad de accesos a propiedad, límites de velocidad señalizados, pendien-
te, curvatura horizontal, condiciones climáticas. La relación entre la seguridad vial y los
factores es el foco principal en la predicción y reducción de choques [3]
.
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2. PARÁMETROS GEOMÉTRICOS QUE AFECTAN LA SEGURIDAD VIAL
Un choque siempre se caracteriza por tener múltiples causas. El alineamiento del ca-
mino es un importante factor de influencia: la dimensión de los radios, la relación de cur-
vas consecutivas, la dimensión de las curvas verticales y las condiciones de la distancia
visual. De muchos estudios de evaluación de los efectos sobre la seguridad de los ele-
mentos de diseño del camino resulta que al presente todavía hay escasa capacidad para
explicar fenómenos de accidentalidad.
De hecho, entre las principales causas de los choques está el comportamiento del con-
ductor, principalmente influido por su personalidad, habilidades y experiencia. Además
de impactos externos como condiciones meteorológicas, condiciones del camino, hora
del día, iluminación.
Está fuera de toda duda que el análisis de los choques y su dependencia de valores téc-
nicos o factores humanos siempre debe tener en cuenta estas interacciones. La relación
entre los choques (todos: sólo daños materiales, lesiones leves, lesiones graves, morta-
les) y la geometría del camino está comprobada, pero también es una cuestión de com-
portamiento al volante, sobre todo de la velocidad.
Una y otra vez las investigaciones muestran que las curvas comparables (geometría si-
milar) se caracterizan por diferente ocurrencia del choque. Una de las razones podría ser
un comportamiento diferente de conducción: las velocidades más bajas son menos críti-
cos que mayores velocidades en las curvas.
Varios estudios orientados a crear relaciones entre la accidentalidad y las variables in-
dependientes se obtuvieron en un contexto particular, de modo que en otras condiciones
diferentes (tiempo, comportamiento del usuario, etc.) la influencia de estos factores debe
considerarse. En resumen, los choques no dependen de un solo factor, los choques son
causados más bien por una combinación de varios factores [4]
.
3. RELACIÓN ENTRE VELOCIDAD Y SEGURIDAD
La velocidad es uno de los principales parámetros de diseño geométrico, y la seguridad
es sinónimo de estudios de choques [5]
.
Por ejemplo, recientemente Finch y otros [6
llegaron a la conclusión de que una reduc-
ción de 1,6 km/h en la velocidad media reduce la incidencia de lesiones en alrededor de
5%. Generalmente se acepta que hay beneficios de seguridad sustanciales de los límites
de velocidad más bajos.
Por ejemplo, se predijo que la reducción de los límites de velocidad rurales de 100 a 90
km/h reduce las víctimas en un 11% [7]
. Es interesante observar que en muchos países
no se hace referencia a la relación entre la velocidad directriz y el límite de velocidad en
las normas de diseño geométrico [8]
. (*)
(*) Nota FiSi. En la Argentina, desde hace 20 años se mantienen señalizadas velocidades máximas hasta 40
km/h superiores a las velocidades directrices del Acceso Norte y Ramal Pilar, RN 9 y 8. Los altos índices de
muertes viales y la cantidad de puntos negros son en parte resultados de tal proceder criminal.
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4. EFECTOS DEL DISEÑO GEOMÉTRICO SOBRE LOS CHOQUES
Algunos de los elementos de diseño geométrico pueden afectar a la seguridad vial: cal-
zada, curvatura horizontal, banquina, mediana, curva vertical [9]
. Las relaciones entre al-
gunas características de estos elementos y los choques se clasifican en grupos: efectos
de la sección transversal y del alineamiento.
4.1. Efectos de la Sección Transversal
Las anchuras de los distintos elementos de la sección transversal afectan a la capacidad
de conducir para realizar maniobras evasivas y determinar las distancias laterales, tanto
entre vehículos, y entre vehículos y otros usuarios de la vía [5]
. En la bibliografía interna-
cional se mencionan especialmente los siguientes parámetros:
4.1.1. Ancho de Carril
Tradicionalmente los carriles más anchos se asocian con mayores velocidades de ope-
ración y aumento de la seguridad.
El Manual de Capacidad de Caminos (HCM) documenta que los carriles más anchos de
caminos de varios carriles resultan en velocidades de flujo libre más altas [10]
, pero muy
poco se encontró en las implicaciones de seguridad de los carriles más anchos.
Es razonable suponer que los carriles más anchos pueden dar espacio adicional para
que el conductor corrija posibles errores y así evitar choques. Sin embargo, puede espe-
rarse que un conductor se adapte al espacio disponible, y que los efectos positivos de
seguridad de los carriles más anchos se compensen con las velocidades más altas [10]
.
Por lo general, la mayoría de los estudios coinciden en que los índices de choques más
bajas se atribuyen a carriles más anchos. Pero parece que hay un ancho de carril óptimo
alrededor de 3,5 m. Los estudios también señalaron que los enfoques deben basarse en
varios parámetros de la sección transversal, y en el volumen de tránsito [4]
. Sin embargo,
los resultados de Hearne [11]
sugirieron que había un aumento marginal en la ocurrencia
de choque con un aumento de la anchura de la calzada.
Hedman [12]
señaló que algunos resultados indicaron una disminución más pronunciada
en choques con mayor anchura de calzada de 4 a 7 m, pero que poco beneficio adicional
se gana mediante la ampliación de la calzada más allá de 7 m. Zegeer [13]
,
Zegeer/Council [14]
, y Mclean [15]
demostraron que la anchura de carril de 3.4 a 3.7 m
muestra índices de mortalidad más bajos. Esto es apoyado por la conclusión del NCHRP
Report 197 [16]
de que hay poca diferencia entre el índice de choques de 3,35 m y una
anchura de carril 3,65 m.
Sin embargo, los estudios sobre los caminos rurales de bajo volumen indican que los
choques se siguen reduciendo para anchos superiores a 3,65 m, aunque a un ritmo me-
nor [17]
. El TRB [18]
señaló que carriles más anchos que 3,70 m no contribuyen a una ma-
yor seguridad, ya que pueden dar lugar a maniobras inseguras, tales como adelanta-
mientos a pesar del tránsito que viene. Otra razón es la velocidad más alta sobre carriles
más anchos que conduce a más choques.
Yagar y VanAerde [19]
encontraron que el paso de un vehículo requiere un ancho mínimo
de carril y que cualquier anchura adicional más allá de este mínimo permite conducir
más rápido y/o con una mayor medida y precepción de seguridad. Para anchos de carril
de 3,8 a 3,3 m se informó que la velocidad de operación se redujo en 5,7 km/h por cada
reducción de 1 m de ancho del carril [5]
.
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Lamm y otros [20
] encontraron una disminución significativa del índice de choques de
hasta 7,5 m secciones transversales. Council/Stewart [21]
analizaron datos de cuatro es-
tados de EUA para desarrollar un modelo de predicción para la no intersección y no de
intersección choques relacionados. Los resultados fueron estadísticamente sólo dos es-
tados e indican grandes diferencias en cuanto a los beneficios de la ampliación de las
secciones transversales.
En Carolina del Norte la ampliación de la superficie de 1m reduce los choques en un
14%, en California en un 34%. Elvik y otros [22]
también encontrado una disminución de
los índices de costos de choques si la sección transversal se ensancha por la máxima de
3m. Secciones más anchas no se atribuyen por influencia positiva en la seguridad vial.
Todas las obras mencionadas señalaron una disminución del riesgo de choques para las
secciones transversales más amplias. Esta tendencia positiva se prueba hasta un cierto
ancho de los carriles, secciones transversales más amplias se caracterizan por un bene-
ficio de seguridad inferior o incluso mediante el aumento de riesgo de choque [4]
(Figura
(1)).
4.1.2. Número de Carriles
El número de carriles es otra variable que se discutió en detalle por diversos investigado-
res. Casi todos los estudios no llegan a la conclusión de que cuanto mayor sea el núme-
ro de carriles, mayor es el índice de choque [3]
.
En su investigación, Noland, y Oh [23]
encontraron que el aumento del número de carriles
se asoció con el aumento de los choques de tránsito. En otro estudio, Abdel-Aty y Rad-
wan [24]
encontraron que más carriles en tramos viales urbanos se asocian con mayores
índices de choques.
Garber [25]
, consideró el flujo por carril y encontró que hubo un aumento en el índice de
choques al aumentar el flujo por carril. La evidencia del efecto del número de carriles se
puede ver cuando se realiza un estudio sobre la conversión de un camino de dos carriles
y dos sentidos a cuatro o seis carriles. Con este tipo de estudios, la mayoría demostra-
ron un aumento en el índice de choques [3]
.
4.1.3. Anchura y Tipo de Banquina
Hay varios propósitos en la prestación de banquina a lo largo de los caminos: acomodar
a los vehículos detenidos para que no invadan el carril de circulación, trabajos de man-
tenimiento, facilitar el acceso de los vehículos de emergencia y proteger la integridad es-
tructural del pavimento [3]
.
En general, sobre el impacto de la anchura de las banquinas hay varias opiniones en la
bibliografía; se discuten tanto aspectos positivos como negativos. Al ser una zona libre
de obstáculos le da al conductor la posibilidad de recuperar el control después de perder
accidentalmente el control sobre el vehículo [4]
.
También hay evidencia de que las banquinas más anchas pueden animar a velocidades
de operación más altas, ya que comunican al conductor la presencia de espacio más
amplio para corregir de errores.
Por último, el número de carriles, anchuras de carril y de banquinas están relacionados
entre sí, y la elección del valor geométrico para cada uno de estos elementos afecta a
los demás elementos [10]
.
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El efecto de la anchura y tipo de las banquinas fue señalado por diversos estudios como
un aspecto importante en la frecuencia de choques. El efecto de la anchura y material de
pavimentación de las banquinas va mano a mano con el ancho de carril, y sucesos a los
costados de la calzada [3]
.
El estudio de Zegeer [13]
demostró que el aumento de la anchura de la banquina está
asociado con una disminución de los choques. En caminos con banquinas de 0.9-2.7 m
se determinó una reducción del 21% del total de choques, frente a caminos sin banqui-
nas. Se sugirió que para los caminos sin banquinas la anchura óptima del banquina es
de aproximadamente 1,5 m.
Hedman [12]
encontró una reducción de los choques con aumentos de los anchos de
banquinas hasta 2 m, por encima de 2 m los beneficios crecieron menos. Cuando la
banquina se amplió 0.3 m, en los caminos de 2 carriles se redujeron los choques en un
1% al 3% y los heridos de 2% al 4% [4]
. Miaou [27]
indica una reducción de los choques
8,8% relacionada con una ampliación de ancho de banquina de 0.3 m.
En general, el diseño de las banquinas con respecto al pavimento y anchura tiene una
influencia positiva en la seguridad vial. Estos efectos se muestran en numerosos trabajos
de investigación en los últimos años. A igual que el ancho de la calzada, el efecto positi-
vo se hace más pequeño hasta un cierto ancho de las banquinas, a partir del cual las
ampliaciones no tienen ningún impacto positivo. Además las banquinas pavimentadas in-
fluyen positivamente en la seguridad, especialmente en los caminos angostos [4]
.
4.1.4. Anchura y Tipo de Mediana
El objetivo más importante de la presencia de las medianas es separar el tránsito de
sentido contrario. Los beneficios adicionales incluyen la provisión áreas de recuperación
para las maniobras erróneas, alojamiento protegido de giros-izquierda, y provisión para
paradas de emergencia. Típicamente los temas de diseño de medianas tratan su pre-
sencia, junto con su tipo y ancho [10]
.
Un estudio que evaluó medianas encontró que la seguridad del tipo disminuyó en el or-
den siguiente: al ras sin pavimentar, elevada con cordón, resistencia al cruce, CGIDS [28]
Las medianas más anchas también parecen ser superiores a las angostas con barrera
física, ya que estas solo pueden ser eficaces si los vehículos en realidad chocan contra
ellas.
Otro estudio [29]
encontró que el tipo de mediana y la naturaleza del uso de la tierra afec-
tan significativamente el índice de choques.
Srinivasan [30]
encontró que en los caminos de alta velocidad con dos o más carriles por
sentido, las medianas mejoran la seguridad de varias maneras; por ejemplo, reduciendo
el número de choques frontales.
Las normas de diseño danés [31]
muestran la relación entre la anchura de la mediana y la
frecuencia de choques de la sección, y un índice de gravedad de las medianas con y sin
barrera de choque. En particular las medianas con barreras reducen la gravedad de los
choques, pero las medianas más ancha que 3 m muestran poco beneficio adicional. En
claro contraste, los estudios de los EUA muestran una reducción constante del número
de choques con heridos lesiones para anchos de hasta 12 metros y más [17]
.
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4.1.5. Carriles de Ascenso
Un carril de ascenso es un carril adicional en el sentido de subida para los vehículos pe-
sados, cuyas velocidades se reducen de manera significativa por la pendiente. La cre-
ciente tasa de choques se relaciona directamente con la reducción de la velocidad de los
vehículos pesados en tramos de fuerte pendiente (subida/bajada) en los caminos de dos
carriles y dos sentidos [32]
.
Hedman [12] cita un estudio sueco que llegó a la conclusión de que los carriles de as-
censo en caminos rurales de dos carriles reducen el índice total de choques en un pro-
medio del 25%, 10% y 20% en pendientes moderadas hasta (3% a 4%) y el 20% al 40%
en pendientes más pronunciadas.
También se observó que la reducción de choques adicional puede obtenerse hasta una
distancia de aproximadamente 1 km más allá de la subida [5]
. En estudios anteriores,
Jorgensen [33]
no encontró cambios en la experiencia de choques en los EUA debido a la
provisión de carriles de ascenso, mientras que Martin y Voorthees [34]
encontraron una
reducción del 13% de los choques en el Reino Unido.
4.1.6. Densidad de Accesos a Propiedad
La densidad de accesos a propiedad, AP, se refiere principalmente a la cantidad de en-
tradas de vehículos en un segmento de camino. Es uno de los factores señalados como
determinantes de los índices de choques en los caminos.
Un estudio realizado en Nueva Jersey [35]
sobre el impacto de los AP en los índices de
choques de los caminos de varios carriles encontró que aproximadamente el 30% de los
choques informados fueron en secciones a mitad-de-cuadra, causadas por la presencia
de AP. Otro hallazgo fue que aproximadamente el 25% de los vehículos nue-
vos/existentes desde/hacia los AP chocaron con el tránsito de largo recorrido.
Karlafftis y otros [36]
encontraron que para los caminos rurales de varios carriles, la me-
diana y el control de acceso fueron los factores más importantes, seguidos por la in-
fluencia de las condiciones del pavimento en el choque.
Alguna evidencia empírica sugiere que el índice de choques aumenta linealmente con la
densidad de acceso, pero algunos encuentran que el aumento es más que lineal. El mo-
delo desarrollado por Gluck y otros [37]
sugiere que un aumento de 6 a 12 AP por km au-
mentaría los índices de choques en aproximadamente un 30%.
Papayannoulis y otros [38]
relacionaron la seguridad de tránsito con el espaciamiento de
los AP, y presentaron los resultados en ocho estados. Encontraron que la mayoría de las
bibliografías muestran un aumento en los choques como resultado del aumento en el
número de AP. El estudio sugiere que un camino con 38 AP por km tendría el triple del
índice de choques en comparación con los 6 AP por km.
4.1.7. Barrera de Mediana
La revisión de la bibliografía identificó resultados contradictorios para la presencia de ba-
rreras centrales [39]. Algunos demostraron que las barreras centrales tienen un efecto
positivo, es decir, reducen los choques [21]
; otros indicaron que existe una relación entre
la presencia de barreras y la anchura de la banquina izquierda [41]
.
Otra tendencia que se observó en la bibliografía es el aumento general de los choques
con presencia mediana, pero una reducción de la gravedad de estos choques [42]
.
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En general, el hecho de colocar un obstáculo (barrera) en el entorno de la calzada da un
blanco para los choques, que puede conducir a un mayor número de choques [39]
.
El tipo de la barrera de la mediana es también un aspecto importante, ya que los estu-
dios demostraron que diferentes tipos (especialmente de hormigón) tienen el potencial
de aumentar los choques [22]
. La presencia de una barrera reducirá los choques por cru-
ce de la mediana, pero tiene el potencial de aumentar los choques relacionados con la
mediana, dado que la ausencia de barrera podría dar oportunidades a los conductores
de detenerse en la mediana [39]
.
Se deben considerar la gravedad y el tipo de choque con y sin barrera de mediana. Las
barreras centrales tienen el potencial de reducir los choques de cruce, que a menudo re-
sultan en lesiones graves. Por lo tanto, la presencia de la barrera tiene el potencial de
impactar los niveles de gravedad [39]
.
4.2. Efectos del Alineamiento
El alineamiento de camino puede describirse en términos muy específicos, tales como
curvas y pendientes individuales, o en términos más generales, tales como tipos de te-
rreno o topografía [43]
.
4.2.1. Radio de Curva
El radio es el factor principal de la curva horizontal y de los choques de tránsito. Cuando
el radio es menor, el índice de choques es mayor. La estabilidad transversal (incluye el
deslizamiento y vuelco) ocurre antes que la estabilidad longitudinal en la curva, según la
teoría de la dirección del vehículo, por lo que el valor del radio se decide por la estabili-
dad transversal del vehículo [44]
.
En cada categoría se calcularon y correlacionaron el radio-medio y el grado de curvatura
contra el logaritmo natural del índice medio de choques. Los resultados apoyan los resul-
tados anteriores de que la agudeza de la curva es significativa. El mayor radio resulta de
la agrupación de sitios y por lo tanto, no refleja la variabilidad entre los sitios individuales.
La Tabla (1) muestra el modelo de predicación desarrollado a partir de un estudio reali-
zado en Suecia en un camino con límite de velocidad de 90 km/h [45]
.
Departamento de Transporte [46]
incluyen gráficos que comparan índices de choques de
curvatura horizontal a una tasa de choques base por medio de un multiplicador que se
ajusta estrechamente con los valores suecos mostrados en la Tabla (1). La diferencia
entre las secciones rectas y curvas llega a ser significativa en un radio de unos 100 m.
Los datos del Reino Unido indican continuamente una creciente tasa de choques con la
reducción del radio.
Tabla (1): Factores de Reducción de Choques para Varios Aumentos del Radio [45]
Este aumento en el índice de choques se hace particularmente evidente para radios de
curva por debajo de 200 m.
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Simpson y Kerman [47]
observaron que las curvas de radio bajos dan lugar a longitudes
de curva mucho más cortas y que las consecuencias globales de los choques pueden no
ser tan malas como parece. Se demostró en investigaciones anteriores que las curvas
horizontales experimentan tasas de choques hasta cuatro veces las de los tramos rectos
[48]
. Glennon y otros [49]
, Zegeer y otros [50]
, Glennon [51]
demostraron que las curvas más
suaves están asociados con índices de choques más bajos en comparación con las cur-
vas más agudas. Para las curvas horizontales, choques con heridos parecen ser más
dominante que los choques solo con daños materiales PDO, (Property Damage Only).
Estos investigadores también encontraron que las curvas horizontales parecen tener
proporcionalmente más choques frontales y refilones laterales de sentido contario, contra
objetos fijos, vuelcos y choques nocturnos en comparación con los sectores rectos [48]
.
La mayoría de las investigaciones muestran que con el aumento de los radios disminuye
la frecuencia de los choques [4]
.
Radios menores que 500 [52]
o 600 m [53]
están asociados con índices de choques más al-
tas. La OCDE [54]
sugiere que los radios más pequeños que 430 m son críticos. Debido a
aspectos dinámicos de la conducción, se sugiere que la mayoría de los choques en cur-
vas son por despistes (ROR, Run-Off-Road). Leutzbach/Zoellmer encontraron que el ín-
dice de choques y el de sus costos disminuyen hasta radios de 1.000 m.
Los resultados confirman la investigación de Krebs/Klockner: el beneficio de seguridad
se vuelve menos en radios por encima de 400 m [4]
.
En Glennon y otros [55]
el grado de la curva ∆º se usa como un parámetro en lugar del
radio de la curva, R = 30.48/∆rad.
Se investigaron segmento de camino de 1 kilómetro de longitud compuesto de una curva
y recta de por lo menos 200 m. Todas las investigaciones señalaron un impacto impor-
tante del radio de curva en la seguridad vial. De hecho, los radios pequeños se caracte-
rizan por una frecuencia y gravedad de choques superior. El tipo de choque más común
es por despiste (ROR). Hay diferentes opiniones respecto del radio a partir del cual el
efecto sobre los choques disminuye; más bien se trata de un rango de 400 a 600 m [4]
.
4.2.2. Índice de Cambio de Curvatura
Varios proyectos de investigación demostraron que la tasa de cambio de curvatura
(Curvature Change Rate, CCR) como valor de elementos consecutivos (*) se correlacio-
na con parámetros relevantes de la seguridad.
El CCR caracteriza a una combinación de elementos consecutivos a pesar de que el ra-
dio representa sólo un único elemento. El antecedente es que radios idénticos podrían
causar un comportamiento de conducción diferente, y por lo tanto un riesgo de choque
diferente [4]
. Por lo tanto, el CCR es un valor más apropiado para describir las propieda-
des geométricas de varios elementos. Pfundt y Babkov investigaron la relación entre el
número de curvas y el número de choques. Encontraron que los caminos con muchas
curvas se caracterizan por menos choques que los caminos con pocas curvas [4]
.
Krebs/Klockner dedujeron una correlación entre los CCR e indicadores de choques: a
mayor CCR resultan mayores índices de choques y de sus costos.
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Hiersche y otros investigaron los caminos con alineamientos modernos e históricos. De-
bido a un aumento de CCR se encontraron con una inclinación progresiva del índice de
choques en los alineamientos históricos, pero un descenso en los caminos con el ali-
neamiento actual. Estos resultados también se probaron en Durth y otros [4]
. Análogo a
Hiersche investigaron alineamientos modernos e históricos. Los resultados muestran que
los caminos con CCR similar y alineamiento continuo se caracterizan por riesgo de cho-
que más bajo que los caminos con alineamiento discontinuo.
En general un CCR más alto está asociado con mayores índices de choques y de sus
costos [4]
.
Leutzbach/Zoellmer dedujeron un ligero aumento del índice de choques relacionados
con el CCR. En CCR = 100 gon/km el aumento se detiene y el índice de choques se ha-
ce más baja, mientras que los CCR aumenta. Ellos asumen que dos efectos diferentes
se superponen: por una parte el número de choques aumenta de acuerdo con el volu-
men de tránsito y por el otro la gravedad media de los choques disminuye debido a que
creciente CCR causa una velocidad más baja. Debido a los diversos tipos de choques,
Leutzbach/Zoellmer [4]
encontraron que el número de choques de tránsito y los choques
en sentido longitudinal aumentan con CCR. Esta tendencia también se reflejó en el índi-
ce de choques que aumentó al doble. Estos resultados muestran un mayor riesgo de
choques de conducción si el alineamiento horizontal se caracteriza por muchas curvas.
El estudio de Hammerschmidt investigó la relación entre CCR y choques en 500 kilóme-
tros de caminos rurales secundarios. Los resultados demostraron que CCR entre 150 y
250 gon/km tienen altos índices de choques. Los CCR por debajo de 100 gon/km causan
menos que 25% de costos de choques y CCR arriba 250 gon/km se caracteriza por una
disminución del índice de coste de los choques, de nuevo debido a bajas velocidades.
En general, se demostró que a mayor CCR, mayor es el riesgo de un choque. Lo impor-
tante es que con el aumento de CCR la gravedad de los choques disminuye a causa de
la disminución de las velocidades. Esta es la principal diferencia entre los tramos de ca-
mino de geometría similar (CCR = constante) y elementos individuales que interrumpen
el alineamiento [4]
.
(*) Nota FiSi
Lamm designa CCR a la curvatura de un solo elemento, recordando que la curvatura es la relación entre el
valor absoluto del ángulo de las tangentes extremas de un arco y su longitud, generalmente expresada en
rad/m en análisis matemático y en gon/km en aplicaciones viales. (100 gones = 90º sexagesimales).
Lamm designa CCRS a la curvatura media de un segmento vial de varios elementos, de longitud total L =
∑Li, siendo i los elementos curvos y rectos (CCR=0); es decir:
CCRS =∑ (CCRi x Li) / ∑Li = ∑∆i / ∑Li, llamado CCR en este informe.
4.2.3. Peralte
En general, para contrarrestar alguna fuerza centrífuga que actúe sobre un vehículo que
marcha sobre una curva, la pendiente transversal del pavimento está diseñada con un
borde exterior más alto que el interior, dentro de una sola pendiente llamada peralte.
El peralte puede contrarrestar toda o parte de la fuerza centrífuga y puede mejorar la es-
tabilidad y comodidad de los viajes. La ecuación de valor de peralte transversal (1) se
puede deducir del equilibrio dinámico del vehículo cuando viaja en la curva horizontal:
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Para I = 2-2.5% 2.5% 3%
Es U = 0.035 0.040 0.045... [44]
El valor del peralte puede calcularse según la velocidad directriz, radio, alineamiento, y
considera la condición natural local. Un valor de peralte inadecuado o sin peralte, todos
provocan choques [44]
.
El alineamiento horizontal y el peralte de la curva tienen un impacto sobre el comporta-
miento a la seguridad del tránsito vial. La investigación que relaciona la seguridad del
tránsito con el alineamiento horizontal se mostró de manera consistente que los choques
de tránsito aumentan con la curva cada vez más cerradas. Las curvas más agudas en
los segmentos que de otro modo tienen un buen alineamiento, tienden a sorprender a los
conductores y crear situaciones aún más peligrosas [48]
.
La coherencia de las velocidades directrices a lo largo de sectores significativos de los
caminos fue defendida por algunos, como un medio de controlar la incidencia de las cur-
vas sorpresivas en los alineamientos suaves. Las velocidades directrices de las curvas
horizontales sirven como función de las políticas de máximo peralte adoptadas por los
organismos viales. Por lo tanto, un diseño de curva simple puede considerarse como que
tiene diferentes velocidades directrices para los organismos que tienen diferentes políti-
cas de peralte máximo [56]
.
El peralte de las curvas horizontales se utiliza como variable de entrada en la metodolo-
gía del Manual Seguridad Vial (HSM) para caminos rurales de dos carriles. La metodolo-
gía HSM considera la diferencia entre el peralte real y el peralte recomendado por la po-
lítica de AASHTO. Peralte afecta a la seguridad en la metodología HSM sólo cuando es-
ta diferencia excede 0,01. Los valores del peralte pueden determinarse a partir de los da-
tos existentes en los archivos de inventario vial computarizados, de los planos conforme
a obra, o de las mediciones de campo del Manual de Seguridad Vial [57]
.
4.2.4. Curva de Transición
La curvatura de la curva de transición será proporcional a la longitud de la curva; esto
puede hacer que los conductores giren el volante igualmente en alguna velocidad.
Cuando el vehículo entra en una curva circular desde una recta con cierta velocidad, o
desde una curva circular a una recta, su trayectoria es coherente con la curva de convo-
lución matemática, por lo que toma la curva de convolución como una transición [44]
. La
longitud mínima de la curva de transición debe cumplir con la expresión siguiente:
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Donde:
L = longitud de la curva de transición (m)
V = velocidad directriz (km/h)
t = menor duración del trayecto en curva de transición (s), ≥ 3 s.
De acuerdo con la característica de la curva de convoluta, se puede obtener la fórmula
de la siguiente manera:
C = rl = RL
Dónde:
C = parámetro de curva de transición (m2
) que muestra el grado de cambio de la curvatu-
ra de transición;
r = radio de curvatura de punto aleatorio en la curva de transición (m),
l = longitud desde el punto aleatorio hasta el punto de comienzo de la curva de transición
(m),
Ls = longitud de la curva de transición (m),
R es el radio de la curva circular al final de la curva de transición (m).
Los cambios de curvatura de transición son relativamente lentos cuando el valor del pa-
rámetro C es grande, esto puede hacer que los conductores sientan que el alineamiento
es coherente y manejen el volante fácilmente. Por el contrario, cuando el valor de C es
pequeño, los conductores manejan el volante con dificultad; esto puede causar un cho-
que. Por lo tanto, se debe adoptar valor mayor del parámetro C, como sea posible [44]
.
Algunos estudios concluyeron que las curvas de transición son peligrosas debido a la
subestimación del conductor de la gravedad de la curvatura horizontal [58, 59]
. Informes de
Stewart [60]
de un estudio del DOT de California comprende el estudio de un camino sin
curvas de transición el cual mostró que los caminos con curvas de transición tenían, en
promedio, 73% más de choques con heridos (probabilidad 1) que los otros.
También el DOT de California en el informe "Choques en Curvas Espirales de Transi-
ción” recomienda NO usar transiciones en las curvas. Sin embargo, se entiende que los
estudios recientes en Alemania y el Reino Unido concluyeron que el impacto de las tran-
siciones en materia de seguridad es neutro [47]
.
4.2.5. Distancia Visual
La distancia visual se define como la longitud continua de la calzada que el conductor
puede ver en los planos horizontal y vertical [61]
.
Es importante para la seguridad vial. Obviamente, traerá alta tasa de choques si la dis-
tancia visual no es suficiente; y esto puede observarse en los lugares en los que la dis-
tancia visual es mala en curvas horizontales de radio pequeño, curvas verticales conve-
xas de parámetro pequeño, intersecciones, y en las maniobras de adelantamiento. Para
garantizar la seguridad del tránsito, la distancia visual debe ser suficientemente larga al
diseñar los alineamientos horizontal y vertical [44]
.
Las distancias visuales incluyen la distancia visual de detención y la de adelantamiento.
La de detención es la requerida por el conductor para ser capaz de detener el vehículo
antes de que golpee un objeto en el camino [61]
.
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Esta es la distancia visual mínima prevista y es uno de los principales factores que con-
trolan el costo y el impacto ambiental del diseño vial, por afectar la disposición y tamaño
de muchos otros elementos de diseño. Aunque las distancias visuales de detención mí-
nimas se especifican por motivos de seguridad, hay poca información disponible sobre la
relación entre la distancia visual de detención y la seguridad. Sin embargo, en general se
acepta que las distancias visuales cortas son peligrosas [5]
. En la tabla (2) se enumeran
distancias visuales de detención para diferentes velocidades directrices.
La distancia visual de adelantamiento es la distancia visual mínima requerida para que el
conductor de un vehículo se adelante a otro vehículo con seguridad y comodidad. El
adelantamiento debe realizarse asumiendo que el vehículo que se aproxima está a la
vista y mantiene la velocidad directriz sin reducción, después de iniciar la maniobra de
adelantamiento [62]
. Es de vital importancia para el buen funcionamiento de la sección vial
dada; sólo se aplica a vías de doble sentido. Son mucho más grandes en valor que las
distancias visuales de detención, por lo tanto, las realidades económicas dictan que sólo
puedan cumplirse en un terreno relativamente plano donde los alineamientos verticales y
horizontales permitan diseñar un camino relativamente sencillo y a nivel [61]
.
Los valores para diferentes velocidades directrices se dan en la Tabla (3). Sin embargo,
ninguna relación entre la longitud o la proporción de pasar distancia visual y choques
podría estar situado [5]
.
En general la distancia visual afecta a la seguridad vial ya que resulta de la geometría
solapada con el terreno existente y está probada la influencia de los parámetros geomé-
tricos [4]
.
En algunos estudios se investigaron diversos radios que corresponden a diferentes dis-
tancias visuales. Las distancias visuales y los radios se subdividieron en grupos. Espe-
cialmente en curvas con radios pequeños (R < 400 m), el índice de choques es mucho
mayor que en otras curvas, si la distancia visual es menor que 100 m. Con el aumento
de la distancia visual la diferencia entre las curvas es cada vez más pequeña [4]
. En los
lugares con distancias visuales cortas debido a las curvas verticales convexas la fre-
cuencia de choques es del 52% [18]
.
Hall y Turner [63]
encontraron que la distancia visual de detención inadecuada no garanti-
za la ocurrencia de choques. (Nota FiSi: Por lo menos debe haber tránsito)
Glennon [55]
señala que el mejoramiento de las distancias visuales en las curvas se aso-
cia con gran rentabilidad, sobre todo cuando se realizan medidas de bajo costo, tales
como la limpieza de vegetación, etc. Encontró que el mejoramiento de las distancias vi-
suales en curvas verticales convexas sólo es efectivo si el camino se caracteriza por un
alto volumen de tránsito.
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Hedman [64]
encontró que los índices de choques disminuyen al aumentar la distancia vi-
sual. Pero si las distancias visuales están por encima de la distancia visual de detención,
pero por debajo de la distancia visual de adelantamiento, el conductor puede iniciar ma-
niobras de adelantamiento a pesar de que la distancia visual es demasiado corta para
ello.
Lamm y otros [20]
determinaron altos índices de choques para distancias visuales < 100
m. Para > 150 m determinaron menor efecto positivo adicional.
Elvik/Vaa [22]
calcularon que el mejoramiento de la distancia visual no conduce inevita-
blemente a una disminución del riesgo de choques. Descubrieron que los mejoramientos
de las distancias visuales cortas de 200 metros a más de 200 m causaron un empeora-
miento significativo del riesgo de choque. Varios trabajos de investigación demostraron
la influencia de las distancias visuales sobre la seguridad vial. Especialmente las distan-
cias visuales cortas se corresponden con una alta frecuencia de choques. También se
demostró que un mejoramiento no sólo se caracteriza por los aspectos positivos. Las
distancias visuales más grandes que sugieren la posibilidad de adelantamiento podrían
causar un choque [4]
.
4.2.6. Pendientes
Generalmente las pendientes fuertes se asocian con mayores índices de choques.
Citando investigación sueca, Hedman [12]
declaró que las pendientes de 2.5% y 4% au-
mentan los choques en un 10% y 20%, respectivamente, en comparación con los cami-
nos próximos a la horizontal.
Después de examinar los resultados de una serie de estudios en los EUA, Glennon y
otros [65]
concluyeron que las secciones en pendiente tienen índices de choques más al-
tas que las secciones de nivel, que las pendientes pronunciadas tienen índices de cho-
ques más altos que las pendientes suaves, y que las bajadas tienen índices de choques
más altos que las subidas. El Departamento de Transporte [66]
incluyó un gráfico que
coincide con las conclusiones de Glennon.
Simpson y Kerman [47]
observaron que las consecuencias globales de choques de gran-
des pendientes no están sirviendo como parecía al principio, dado que las pendientes
fuertes son más cortas.
El Transportation Research Board [16]
llegó a la conclusión de que el índice de choques
aumenta con las pendientes en las curvas.
4.2.7. Curvas Convexas
Generalmente las curvas verticales convexas mínimas se basan en la prestación de dis-
tancia visual de detención en todos los puntos a lo largo de la curva.
El Informe Especial TRB 214 [67]
incluye una ecuación según la cual puede estimarse la
frecuencia de choques en un segmento de camino que contenga una sola curva vertical
convexa y sus aproximaciones rectas, y concluye que no se sabe si la geometría de las
curvas verticales tiene un efecto significativo sobre la gravedad del choque.
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Sin embargo, Srinivasan [30]
indicó que "los cambios frecuentes en el alineamiento verti-
cal también dan lugar a una reducción de la distancia visual en las curvas verticales con-
vexas, lo cual se relaciona con choques", la combinación de la pendiente y el peralte en
las curvas es importante [5]
.
4.2.8. Curvas Cóncavas La longitud de una curva cóncava está relacionada con la distan-
cia visual de detención, la diferencia algebraica de pendientes, la propagación ascenden-
te de los faros, etc. Falta información sobre los impactos de seguridad de las curvas
cóncavas. Se dijo que una flexibilización de la distancia visual de detención en las curvas
cóncavas en terreno relativamente plano no tiene ningún efecto significativo [5, 66]
.
4.2.9. Condiciones de la Superficie
El tránsito, las condiciones meteorológicas y del terreno exponen al desgaste a la super-
ficie de la calzada. Surcos, grietas y desniveles en la superficie reducen la comodidad de
la conducción y pueden ser un peligro para el tránsito. Pueden dificultar el mantener un
vehículo automotor en un curso estable. Los grandes agujeros en la superficie del ca-
mino pueden dañar a los vehículos y provocar la pérdida de control del conductor de su
vehículo. La lisura y la fricción son dos características importantes que influyen en la se-
guridad vial. La lisura es una medida de la regularidad de una superficie del camino.
Todos los tipos de superficies de caminos (rígidos, flexibles, grava, etc.) se deterioran a
una velocidad que varía según la acción combinada de varios factores: la carga axial de
los vehículos; volúmenes de tránsito, condiciones meteorológicas; calidad de los mate-
riales, técnicas de construcción. Estos deterioros tienen un impacto en la rugosidad de la
superficie del camino causando agrietamiento, deformación o desintegración.
Varios indicadores pueden servir para estimar la calidad de la regularidad longitudinal de
una superficie del camino, pero el índice de rugosidad internacional (IRI), desarrollado
por el Banco Mundial en la década de 1980 s, es el más utilizado en la actualidad.
El (IRI) mide el movimiento vertical de la suspensión del vehículo que viaja en el camino
bajo condiciones de prueba normalizadas (metro de desplazamiento vertical por kilóme-
tro recorrido).
La resistencia del pavimento al deslizamiento es la fuerza de fricción desarrollado en el
área de contacto del neumático-pavimento; es la fuerza que resiste el deslizamiento so-
bre la superficie del pavimento, y es un componente esencial de la seguridad del tránsi-
to, ya que da el agarre que un neumático necesita para mantener el control del vehículo
y parar en situaciones de emergencia [4]
.
La resistencia al deslizamiento tiene dos componentes principales: la adherencia y la his-
téresis. La adhesión resulta del corte de los enlaces moleculares que se forman cuando
se presiona el caucho de los neumáticos en estrecho contacto con las partículas de la
superficie del pavimento.
La histéresis resulta de la disipación de energía cuando el caucho del neumático se de-
forma al pasar a través de las asperezas de un pavimento de superficie rugosa [68]
. Los
valores numéricos de fricción difíciles de deslizamiento se utilizan en todo el mundo. En
Suecia, la fricción húmeda de calzada deberá medirse con dispositivos de deslizamiento
fijo (Skiddometer BV-11 o Saab Fricción, SFT).
Son deseables valores de fricción de 0,5. Finlandia estableció los niveles de fricción
aceptable como una función de la velocidad como se muestra en la Tabla (4) [69, 70]
. En el
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Reino Unido se desarrolló una política para establecer los niveles de fricción aceptables
para diferentes caminos y situación del tránsito.
La Tabla (5) resume los valores tomados con el dispositivo SCRM (fuerza lateral Coefi-
ciente camino Inventario Machine).
Un estudio de la Administración Nacional de Caminos finlandesa examinó el grado en el
que los conductores toman en consideración los pavimentos resbaladizos [69, 71]
. Se pidió
a los conductores evaluar el resbalamiento en una escala de medida y se dividieron los
resultados en cuatro categorías de coeficientes de fricción (f):
Buen agarre f = 0.45
Bastante buen agarre 0,35<f<0,45)
Bastante resbaladiza 0,25<f<0,35
Resbaladiza f<0,25
Los resultados mostraron que los conductores eran malos evaluadores de las condicio-
nes reales del camino.
Menos del 30% de las evaluaciones coincidió con los valores medidos, y más de 27% di-
fieren por 2 a 3 de las categorías. Según el estudio, al disminuir la fricción la relación en-
tre la estimación del conductor y las condiciones reales aumentó. En consecuencia, la
resistencia al deslizamiento del pavimento no tuvo una influencia significativa en la velo-
cidad de conducción.
En 1984, el Grupo Internacional de Expertos Científicos sobre la Optimación de Caracte-
rísticas de la Superficie de los Caminos de la OECD (Organización para Cooperación y
Desarrollo Económico) indicó que en los EUA cualquier reducción de la fricción se aso-
ciaba con un aumento constante de los choques.
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Los análisis detallados revelaron una relación lineal entre los choques y la resistencia al
deslizamiento, como una función adecuada para interpretar los datos. Esta función del
comportamiento entra en conflicto con otras relaciones obtenidas de Europa.
Un estudio de los caminos rurales de alta velocidad en Alemania sugirió una relación no
lineal, con una pendiente mayor en valores de baja fricción que para valores de alta fric-
ción. Wallman y Astrom [69]
también informaron un análisis de regresión similar en Ale-
mania por Schulze [72]
. Otro estudio descrito por Wallman y Astrom con un comporta-
miento similar es del noruego Veg-greosprosjektet, con cuyas mediciones de fricción y
observaciones del camino se evaluaron los índices de choques para diferentes intervalos
de fricción, tal como se resume en las Tablas (6) y (7).
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5. CONCLUSIÓN
Después de revisar los muchos estudios relacionados con la seguridad de la sección transver-
sal y el alineamiento de los elementos se puede concluir lo siguiente:
 Las condiciones de carril y banquina afectan directamente los choques por salida desde la
calzada (ROR=Run-Off-Road) y frontales (OD). Otros tipos de choques, como los choques
por alcance y ángulo, no se ven directamente afectados por estas condiciones.
 La presencia de una mediana tiene el efecto de reducir tipos específicos de choques, tales
como choques frontales. Las medianas, en particular con barreras, reducen la gravedad de
los choques por cambio de carriles.
 Los choques ROR y OD disminuyen con el aumento de anchuras de carriles y banquinas. El
efecto marginal de incrementos de anchuras de carriles y banquinas disminuye.
 En caminos de varios carriles, a más carriles, menor será el índice de choques.
 Las banquinas más anchas que 2,5 m dan poca seguridad adicional. A medida que el ancho
de la banquina de mediana aumenta, los choques aumentan. (Sic: As the median shoulder width
increase, accidents increase)
 A partir de la limitada información disponible, parece que los carriles que suben pueden re-
ducir significativamente los índices de choques.
 El ancho de carril tiene un mayor efecto en la seguridad que el ancho de las banquinas.
 Las banquinas sin estabilizar (grava suelta, ripio, tierra cruda o césped) tienen más altos
índices de choques que las estabilizadas (p.ej., grava + asfalto) o pavimentadas (p.ej., asfal-
to u hormigón).
 La probabilidad de un choque en caminos rurales de dos carriles es más alta en las intersec-
ciones, curvas horizontales y puentes. El índice medio de choques en curvas es unas tres
veces el índice de choques en las rectas.
 Las curvas horizontales son más peligrosas cuando se combinan con pendientes y superfi-
cies con bajos coeficientes de fricción. Las curvas tienen mayores índices de choques que
los tramos rectos de longitud y composición del tránsito similar. Esta diferencia se evidencia
en los radios de menos de 1000 m. El aumento de los índices de choques se vuelve particu-
larmente importante en radios inferiores a 200 m. Las curvas de radio pequeños ocupan lon-
gitudes más cortas, y las implicaciones globales de los choques no suelen ser tan graves
como parece.
 Sólo hay una pequeña disminución de la velocidad adoptada por los conductores que se
acercan a curvas de radios significativamente menores que los radios mínimos especificados
para la velocidad directriz. Sin embargo, con radios de curva por debajo de 200 m se limita la
velocidad media a 90 km/h.
 El índice promedio de choque de vehículo-solo en las curvas es aproximadamente cuatro
veces el índice promedio de choques de vehículo-solo en las rectas. En cuanto a las descrip-
ciones del terreno, en general se encontró que el índice de choques en terrenos montañosos
pueden ser 30% más que en terreno llano.
 Los choques aumentan con la pendiente, y en las bajadas hay índices de choques más altos
que en las subidas. Sin embargo, las implicaciones globales de choques en pendientes em-
pinadas pueden no ser graves, ya que las pendientes más fuertes suelen ser más cortas. Se
ignora si la geometría de las curvas verticales tiene un efecto significativo en la gravedad de
los choques.
 Parece haber poca reducción de la seguridad como resultado del uso de distancias visuales
menores que los valores mínimos especificados en las normas de diseño geométrico, aun-
que hay un aumento significativo en el índice de choques para distancias visuales menores
que 100 m.
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  • 1. http://www.slideshare.net/iaeme/the-influence-of-road-geometric-design-elements-on-highway-safety MATERIAL DIDÁCTICO NO COMERCIAL – CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL Traductor GOOGLE + + Francisco Justo Sierra CPIC 6311 franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA ingenieriadeseguridadvial.blogspot.com.ar Beccar, septiembre 2014 INFLUENCIA DEL DISEÑO GEOMÉTRICO SOBRE LA SEGURIDAD VIAL Hameed Aswad Mohammed Departamento de Ingeniería Civil - Universidad de Anbar - Iraq 2013
  • 2. 2/23 Hameed Aswad Mohammed – Universidad de Anbar - Irak MATERIAL DIDÁCTICO NO COMERCIAL – CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL Traductor GOOGLE + + Francisco Justo Sierra CPIC 6311 franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA ingenieriadeseguridadvial.blogspot.com.ar Beccar, septiembre 2014 RESUMEN La seguridad vial es un tema de gran importancia en todos los países motorizados. El cho- que de tránsito se traduce en graves problemas sociales y económicos. Los estudios se cen- traron en el diseño geométrico y el objetivo de seguridad, para mejorar el diseño de caminos y eliminar lugares peligrosos. Se estudiaron los efectos sobre la seguridad de elementos de diseño de diseño geométrico tales como curvas horizontales y verticales, anchuras de carril y banquina, peralte, anchura de mediana, radio de curva, distancia visual, etcétera. La relación entre los elementos de diseño geométrico y el índice de choques es compleja y difícil de entender. Existe relativamente poca información disponible sobre las relaciones entre los elementos de diseño geométrico y el índice de choques. Aunque se demostró cla- ramente que los elementos geométricos muy restrictivos, tales como distancias visuales muy cortas o curvas horizontales agudas resultan en un considerable aumento de los índices de choques, y que ciertas combinaciones de elementos causan choques inusualmente graves. En este trabajo se tienen en cuenta las características de los elementos de diseño geométri- co vial, y se explica en qué medida afectan la seguridad vial. La relación entre la seguridad y diseño geométrico se examina a través de los resultados de estudios en distintos países. Se compara y resume el conocimiento internacional actual de la relación con la seguridad de los principales parámetros de diseño geométrico fuera de las intersecciones. En general, existe un amplio consenso internacional sobre estas relaciones.
  • 3. Influencia del Diseño Geométrico sobre la Seguridad Vial 3/23 MATERIAL DIDÁCTICO NO COMERCIAL – CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL Traductor GOOGLE + + Francisco Justo Sierra CPIC 6311 franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA ingenieriadeseguridadvial.blogspot.com.ar Beccar, septiembre 2014 ÍNDICE RESUMEN 1. INTRODUCCIÓN 4 2. PARÁMETROS GEOMÉTRICOS QUE AFECTAN LA SEGURIDAD VIAL 5 3. RELACIÓN ENTRE VELOCIDAD Y SEGURIDAD 5 4. EFECTOS DEL DISEÑO GEOMÉTRICO SOBRE LOS CHOQUES 6 4.1. Efectos de la Sección Transversal 6 4.1.1. Ancho de Carril 6 4.1.2. Número de Carriles 7 4.1.3. Anchura y Tipo de Banquina 7 4.1.4. Anchura y Tipo de Mediana 8 4.1.5. Carriles de Ascenso 9 4.1.6. Densidad de Accesos a Propiedad 9 4.1.7. Barrera de Mediana 9 4.2. Efectos del Alineamiento 9 4.2.1. Radio de Curva 9 4.2.2. Índice de Cambio de Curvatura 11 4.2.3. Peralte 12 4.2.4. Curva de Transición 13 4.2.5. Distancia Visual 14 4.2.6. Pendientes 16 4.2.7. Curvas Convexas 16 4.2.8. Curvas Cóncavas 17 4.2.9. Condiciones de la Superficie 17 5. CONCLUSIÓN 20 REFERENCIAS 21
  • 4. 4/23 Hameed Aswad Mohammed – Universidad de Anbar - Irak MATERIAL DIDÁCTICO NO COMERCIAL – CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL Traductor GOOGLE + + Francisco Justo Sierra CPIC 6311 franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA ingenieriadeseguridadvial.blogspot.com.ar Beccar, septiembre 2014 1. INTRODUCCIÓN Los elementos de diseño geométrico juegan un papel importante en la definición de la eficiencia operativa del tránsito de cualquier camino. Los elementos de diseño geométrico clave que influyen en las operaciones de tránsito incluyen el número y anchura de carriles, presencia y anchura de banquinas y medianas, y los alineamientos horizontal y vertical [1] . En términos generales, cualquier evaluación de la seguridad vial se realiza más o menos cualitativamente. Desde el punto de vista la seguridad del tránsito es cierto afirmar que nadie es capaz de predecir con gran certeza dónde podrían producirse choques de trán- sito o cuándo y dónde podrían desarrollarse puntos negros de concentración de cho- ques. Sin embargo, todo el mundo está de acuerdo en que existe una relación entre la seguridad del tránsito y la coherencia del diseño geométrico. Siempre, la coherencia del alineamiento representa un tema clave en el moderno diseño geométrico vial. Un alineamiento coherente permitiría a la mayoría de los conductores operar con seguri- dad a su velocidad deseada a lo largo de todo el alineamiento. Sin embargo, las políticas de alineamiento existentes basadas en la velocidad directriz permiten seleccionar una velocidad menor que las velocidades deseadas de la mayoría de los conductores [2] . Gran parte de la investigación sobre la seguridad vial se centra en los diferentes facto- res que la afectan. Los factores se clasifican en función de las características del tránsi- to, geometría del camino, estado de la superficie, clima y factores humanos. Las investi- gaciones demostraron que las incoherencias geométricas de diseño, operaciones (mez- cla de tránsito, volumen y velocidad), entorno y el comportamiento del conductor son las causas comunes de los choques. La mayoría de los estudios demostraron la influencia de diversas variables de diseño geométrico en la ocurrencia de choques y concluyeron que no todas las variables tienen el mismo nivel de influencia en todos los lugares [3] . De la relación de los factores, diferentes investigadores desarrollaron la relación de la seguridad vial -en términos de índices de frecuencia y gravedad de choques, mortalidad y los índices de lesiones- y los elementos del camino, características del tránsito y con- diciones del pavimento. Muchos de los estudios previos investigaron la relación entre los índices de choques o la frecuencia en términos número y ancho de carriles, presencia y condiciones de banquina y mediana, densidad de accesos a propiedad, límites de velocidad señalizados, pendien- te, curvatura horizontal, condiciones climáticas. La relación entre la seguridad vial y los factores es el foco principal en la predicción y reducción de choques [3] .
  • 5. Influencia del Diseño Geométrico sobre la Seguridad Vial 5/23 MATERIAL DIDÁCTICO NO COMERCIAL – CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL Traductor GOOGLE + + Francisco Justo Sierra CPIC 6311 franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA ingenieriadeseguridadvial.blogspot.com.ar Beccar, septiembre 2014 2. PARÁMETROS GEOMÉTRICOS QUE AFECTAN LA SEGURIDAD VIAL Un choque siempre se caracteriza por tener múltiples causas. El alineamiento del ca- mino es un importante factor de influencia: la dimensión de los radios, la relación de cur- vas consecutivas, la dimensión de las curvas verticales y las condiciones de la distancia visual. De muchos estudios de evaluación de los efectos sobre la seguridad de los ele- mentos de diseño del camino resulta que al presente todavía hay escasa capacidad para explicar fenómenos de accidentalidad. De hecho, entre las principales causas de los choques está el comportamiento del con- ductor, principalmente influido por su personalidad, habilidades y experiencia. Además de impactos externos como condiciones meteorológicas, condiciones del camino, hora del día, iluminación. Está fuera de toda duda que el análisis de los choques y su dependencia de valores téc- nicos o factores humanos siempre debe tener en cuenta estas interacciones. La relación entre los choques (todos: sólo daños materiales, lesiones leves, lesiones graves, morta- les) y la geometría del camino está comprobada, pero también es una cuestión de com- portamiento al volante, sobre todo de la velocidad. Una y otra vez las investigaciones muestran que las curvas comparables (geometría si- milar) se caracterizan por diferente ocurrencia del choque. Una de las razones podría ser un comportamiento diferente de conducción: las velocidades más bajas son menos críti- cos que mayores velocidades en las curvas. Varios estudios orientados a crear relaciones entre la accidentalidad y las variables in- dependientes se obtuvieron en un contexto particular, de modo que en otras condiciones diferentes (tiempo, comportamiento del usuario, etc.) la influencia de estos factores debe considerarse. En resumen, los choques no dependen de un solo factor, los choques son causados más bien por una combinación de varios factores [4] . 3. RELACIÓN ENTRE VELOCIDAD Y SEGURIDAD La velocidad es uno de los principales parámetros de diseño geométrico, y la seguridad es sinónimo de estudios de choques [5] . Por ejemplo, recientemente Finch y otros [6 llegaron a la conclusión de que una reduc- ción de 1,6 km/h en la velocidad media reduce la incidencia de lesiones en alrededor de 5%. Generalmente se acepta que hay beneficios de seguridad sustanciales de los límites de velocidad más bajos. Por ejemplo, se predijo que la reducción de los límites de velocidad rurales de 100 a 90 km/h reduce las víctimas en un 11% [7] . Es interesante observar que en muchos países no se hace referencia a la relación entre la velocidad directriz y el límite de velocidad en las normas de diseño geométrico [8] . (*) (*) Nota FiSi. En la Argentina, desde hace 20 años se mantienen señalizadas velocidades máximas hasta 40 km/h superiores a las velocidades directrices del Acceso Norte y Ramal Pilar, RN 9 y 8. Los altos índices de muertes viales y la cantidad de puntos negros son en parte resultados de tal proceder criminal.
  • 6. 6/23 Hameed Aswad Mohammed – Universidad de Anbar - Irak MATERIAL DIDÁCTICO NO COMERCIAL – CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL Traductor GOOGLE + + Francisco Justo Sierra CPIC 6311 franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA ingenieriadeseguridadvial.blogspot.com.ar Beccar, septiembre 2014 4. EFECTOS DEL DISEÑO GEOMÉTRICO SOBRE LOS CHOQUES Algunos de los elementos de diseño geométrico pueden afectar a la seguridad vial: cal- zada, curvatura horizontal, banquina, mediana, curva vertical [9] . Las relaciones entre al- gunas características de estos elementos y los choques se clasifican en grupos: efectos de la sección transversal y del alineamiento. 4.1. Efectos de la Sección Transversal Las anchuras de los distintos elementos de la sección transversal afectan a la capacidad de conducir para realizar maniobras evasivas y determinar las distancias laterales, tanto entre vehículos, y entre vehículos y otros usuarios de la vía [5] . En la bibliografía interna- cional se mencionan especialmente los siguientes parámetros: 4.1.1. Ancho de Carril Tradicionalmente los carriles más anchos se asocian con mayores velocidades de ope- ración y aumento de la seguridad. El Manual de Capacidad de Caminos (HCM) documenta que los carriles más anchos de caminos de varios carriles resultan en velocidades de flujo libre más altas [10] , pero muy poco se encontró en las implicaciones de seguridad de los carriles más anchos. Es razonable suponer que los carriles más anchos pueden dar espacio adicional para que el conductor corrija posibles errores y así evitar choques. Sin embargo, puede espe- rarse que un conductor se adapte al espacio disponible, y que los efectos positivos de seguridad de los carriles más anchos se compensen con las velocidades más altas [10] . Por lo general, la mayoría de los estudios coinciden en que los índices de choques más bajas se atribuyen a carriles más anchos. Pero parece que hay un ancho de carril óptimo alrededor de 3,5 m. Los estudios también señalaron que los enfoques deben basarse en varios parámetros de la sección transversal, y en el volumen de tránsito [4] . Sin embargo, los resultados de Hearne [11] sugirieron que había un aumento marginal en la ocurrencia de choque con un aumento de la anchura de la calzada. Hedman [12] señaló que algunos resultados indicaron una disminución más pronunciada en choques con mayor anchura de calzada de 4 a 7 m, pero que poco beneficio adicional se gana mediante la ampliación de la calzada más allá de 7 m. Zegeer [13] , Zegeer/Council [14] , y Mclean [15] demostraron que la anchura de carril de 3.4 a 3.7 m muestra índices de mortalidad más bajos. Esto es apoyado por la conclusión del NCHRP Report 197 [16] de que hay poca diferencia entre el índice de choques de 3,35 m y una anchura de carril 3,65 m. Sin embargo, los estudios sobre los caminos rurales de bajo volumen indican que los choques se siguen reduciendo para anchos superiores a 3,65 m, aunque a un ritmo me- nor [17] . El TRB [18] señaló que carriles más anchos que 3,70 m no contribuyen a una ma- yor seguridad, ya que pueden dar lugar a maniobras inseguras, tales como adelanta- mientos a pesar del tránsito que viene. Otra razón es la velocidad más alta sobre carriles más anchos que conduce a más choques. Yagar y VanAerde [19] encontraron que el paso de un vehículo requiere un ancho mínimo de carril y que cualquier anchura adicional más allá de este mínimo permite conducir más rápido y/o con una mayor medida y precepción de seguridad. Para anchos de carril de 3,8 a 3,3 m se informó que la velocidad de operación se redujo en 5,7 km/h por cada reducción de 1 m de ancho del carril [5] .
  • 7. Influencia del Diseño Geométrico sobre la Seguridad Vial 7/23 MATERIAL DIDÁCTICO NO COMERCIAL – CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL Traductor GOOGLE + + Francisco Justo Sierra CPIC 6311 franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA ingenieriadeseguridadvial.blogspot.com.ar Beccar, septiembre 2014 Lamm y otros [20 ] encontraron una disminución significativa del índice de choques de hasta 7,5 m secciones transversales. Council/Stewart [21] analizaron datos de cuatro es- tados de EUA para desarrollar un modelo de predicción para la no intersección y no de intersección choques relacionados. Los resultados fueron estadísticamente sólo dos es- tados e indican grandes diferencias en cuanto a los beneficios de la ampliación de las secciones transversales. En Carolina del Norte la ampliación de la superficie de 1m reduce los choques en un 14%, en California en un 34%. Elvik y otros [22] también encontrado una disminución de los índices de costos de choques si la sección transversal se ensancha por la máxima de 3m. Secciones más anchas no se atribuyen por influencia positiva en la seguridad vial. Todas las obras mencionadas señalaron una disminución del riesgo de choques para las secciones transversales más amplias. Esta tendencia positiva se prueba hasta un cierto ancho de los carriles, secciones transversales más amplias se caracterizan por un bene- ficio de seguridad inferior o incluso mediante el aumento de riesgo de choque [4] (Figura (1)). 4.1.2. Número de Carriles El número de carriles es otra variable que se discutió en detalle por diversos investigado- res. Casi todos los estudios no llegan a la conclusión de que cuanto mayor sea el núme- ro de carriles, mayor es el índice de choque [3] . En su investigación, Noland, y Oh [23] encontraron que el aumento del número de carriles se asoció con el aumento de los choques de tránsito. En otro estudio, Abdel-Aty y Rad- wan [24] encontraron que más carriles en tramos viales urbanos se asocian con mayores índices de choques. Garber [25] , consideró el flujo por carril y encontró que hubo un aumento en el índice de choques al aumentar el flujo por carril. La evidencia del efecto del número de carriles se puede ver cuando se realiza un estudio sobre la conversión de un camino de dos carriles y dos sentidos a cuatro o seis carriles. Con este tipo de estudios, la mayoría demostra- ron un aumento en el índice de choques [3] . 4.1.3. Anchura y Tipo de Banquina Hay varios propósitos en la prestación de banquina a lo largo de los caminos: acomodar a los vehículos detenidos para que no invadan el carril de circulación, trabajos de man- tenimiento, facilitar el acceso de los vehículos de emergencia y proteger la integridad es- tructural del pavimento [3] . En general, sobre el impacto de la anchura de las banquinas hay varias opiniones en la bibliografía; se discuten tanto aspectos positivos como negativos. Al ser una zona libre de obstáculos le da al conductor la posibilidad de recuperar el control después de perder accidentalmente el control sobre el vehículo [4] . También hay evidencia de que las banquinas más anchas pueden animar a velocidades de operación más altas, ya que comunican al conductor la presencia de espacio más amplio para corregir de errores. Por último, el número de carriles, anchuras de carril y de banquinas están relacionados entre sí, y la elección del valor geométrico para cada uno de estos elementos afecta a los demás elementos [10] .
  • 8. 8/23 Hameed Aswad Mohammed – Universidad de Anbar - Irak MATERIAL DIDÁCTICO NO COMERCIAL – CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL Traductor GOOGLE + + Francisco Justo Sierra CPIC 6311 franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA ingenieriadeseguridadvial.blogspot.com.ar Beccar, septiembre 2014 El efecto de la anchura y tipo de las banquinas fue señalado por diversos estudios como un aspecto importante en la frecuencia de choques. El efecto de la anchura y material de pavimentación de las banquinas va mano a mano con el ancho de carril, y sucesos a los costados de la calzada [3] . El estudio de Zegeer [13] demostró que el aumento de la anchura de la banquina está asociado con una disminución de los choques. En caminos con banquinas de 0.9-2.7 m se determinó una reducción del 21% del total de choques, frente a caminos sin banqui- nas. Se sugirió que para los caminos sin banquinas la anchura óptima del banquina es de aproximadamente 1,5 m. Hedman [12] encontró una reducción de los choques con aumentos de los anchos de banquinas hasta 2 m, por encima de 2 m los beneficios crecieron menos. Cuando la banquina se amplió 0.3 m, en los caminos de 2 carriles se redujeron los choques en un 1% al 3% y los heridos de 2% al 4% [4] . Miaou [27] indica una reducción de los choques 8,8% relacionada con una ampliación de ancho de banquina de 0.3 m. En general, el diseño de las banquinas con respecto al pavimento y anchura tiene una influencia positiva en la seguridad vial. Estos efectos se muestran en numerosos trabajos de investigación en los últimos años. A igual que el ancho de la calzada, el efecto positi- vo se hace más pequeño hasta un cierto ancho de las banquinas, a partir del cual las ampliaciones no tienen ningún impacto positivo. Además las banquinas pavimentadas in- fluyen positivamente en la seguridad, especialmente en los caminos angostos [4] . 4.1.4. Anchura y Tipo de Mediana El objetivo más importante de la presencia de las medianas es separar el tránsito de sentido contrario. Los beneficios adicionales incluyen la provisión áreas de recuperación para las maniobras erróneas, alojamiento protegido de giros-izquierda, y provisión para paradas de emergencia. Típicamente los temas de diseño de medianas tratan su pre- sencia, junto con su tipo y ancho [10] . Un estudio que evaluó medianas encontró que la seguridad del tipo disminuyó en el or- den siguiente: al ras sin pavimentar, elevada con cordón, resistencia al cruce, CGIDS [28] Las medianas más anchas también parecen ser superiores a las angostas con barrera física, ya que estas solo pueden ser eficaces si los vehículos en realidad chocan contra ellas. Otro estudio [29] encontró que el tipo de mediana y la naturaleza del uso de la tierra afec- tan significativamente el índice de choques. Srinivasan [30] encontró que en los caminos de alta velocidad con dos o más carriles por sentido, las medianas mejoran la seguridad de varias maneras; por ejemplo, reduciendo el número de choques frontales. Las normas de diseño danés [31] muestran la relación entre la anchura de la mediana y la frecuencia de choques de la sección, y un índice de gravedad de las medianas con y sin barrera de choque. En particular las medianas con barreras reducen la gravedad de los choques, pero las medianas más ancha que 3 m muestran poco beneficio adicional. En claro contraste, los estudios de los EUA muestran una reducción constante del número de choques con heridos lesiones para anchos de hasta 12 metros y más [17] .
  • 9. Influencia del Diseño Geométrico sobre la Seguridad Vial 9/23 MATERIAL DIDÁCTICO NO COMERCIAL – CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL Traductor GOOGLE + + Francisco Justo Sierra CPIC 6311 franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA ingenieriadeseguridadvial.blogspot.com.ar Beccar, septiembre 2014 4.1.5. Carriles de Ascenso Un carril de ascenso es un carril adicional en el sentido de subida para los vehículos pe- sados, cuyas velocidades se reducen de manera significativa por la pendiente. La cre- ciente tasa de choques se relaciona directamente con la reducción de la velocidad de los vehículos pesados en tramos de fuerte pendiente (subida/bajada) en los caminos de dos carriles y dos sentidos [32] . Hedman [12] cita un estudio sueco que llegó a la conclusión de que los carriles de as- censo en caminos rurales de dos carriles reducen el índice total de choques en un pro- medio del 25%, 10% y 20% en pendientes moderadas hasta (3% a 4%) y el 20% al 40% en pendientes más pronunciadas. También se observó que la reducción de choques adicional puede obtenerse hasta una distancia de aproximadamente 1 km más allá de la subida [5] . En estudios anteriores, Jorgensen [33] no encontró cambios en la experiencia de choques en los EUA debido a la provisión de carriles de ascenso, mientras que Martin y Voorthees [34] encontraron una reducción del 13% de los choques en el Reino Unido. 4.1.6. Densidad de Accesos a Propiedad La densidad de accesos a propiedad, AP, se refiere principalmente a la cantidad de en- tradas de vehículos en un segmento de camino. Es uno de los factores señalados como determinantes de los índices de choques en los caminos. Un estudio realizado en Nueva Jersey [35] sobre el impacto de los AP en los índices de choques de los caminos de varios carriles encontró que aproximadamente el 30% de los choques informados fueron en secciones a mitad-de-cuadra, causadas por la presencia de AP. Otro hallazgo fue que aproximadamente el 25% de los vehículos nue- vos/existentes desde/hacia los AP chocaron con el tránsito de largo recorrido. Karlafftis y otros [36] encontraron que para los caminos rurales de varios carriles, la me- diana y el control de acceso fueron los factores más importantes, seguidos por la in- fluencia de las condiciones del pavimento en el choque. Alguna evidencia empírica sugiere que el índice de choques aumenta linealmente con la densidad de acceso, pero algunos encuentran que el aumento es más que lineal. El mo- delo desarrollado por Gluck y otros [37] sugiere que un aumento de 6 a 12 AP por km au- mentaría los índices de choques en aproximadamente un 30%. Papayannoulis y otros [38] relacionaron la seguridad de tránsito con el espaciamiento de los AP, y presentaron los resultados en ocho estados. Encontraron que la mayoría de las bibliografías muestran un aumento en los choques como resultado del aumento en el número de AP. El estudio sugiere que un camino con 38 AP por km tendría el triple del índice de choques en comparación con los 6 AP por km. 4.1.7. Barrera de Mediana La revisión de la bibliografía identificó resultados contradictorios para la presencia de ba- rreras centrales [39]. Algunos demostraron que las barreras centrales tienen un efecto positivo, es decir, reducen los choques [21] ; otros indicaron que existe una relación entre la presencia de barreras y la anchura de la banquina izquierda [41] . Otra tendencia que se observó en la bibliografía es el aumento general de los choques con presencia mediana, pero una reducción de la gravedad de estos choques [42] .
  • 10. 10/23 Hameed Aswad Mohammed – Universidad de Anbar - Irak MATERIAL DIDÁCTICO NO COMERCIAL – CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL Traductor GOOGLE + + Francisco Justo Sierra CPIC 6311 franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA ingenieriadeseguridadvial.blogspot.com.ar Beccar, septiembre 2014 En general, el hecho de colocar un obstáculo (barrera) en el entorno de la calzada da un blanco para los choques, que puede conducir a un mayor número de choques [39] . El tipo de la barrera de la mediana es también un aspecto importante, ya que los estu- dios demostraron que diferentes tipos (especialmente de hormigón) tienen el potencial de aumentar los choques [22] . La presencia de una barrera reducirá los choques por cru- ce de la mediana, pero tiene el potencial de aumentar los choques relacionados con la mediana, dado que la ausencia de barrera podría dar oportunidades a los conductores de detenerse en la mediana [39] . Se deben considerar la gravedad y el tipo de choque con y sin barrera de mediana. Las barreras centrales tienen el potencial de reducir los choques de cruce, que a menudo re- sultan en lesiones graves. Por lo tanto, la presencia de la barrera tiene el potencial de impactar los niveles de gravedad [39] . 4.2. Efectos del Alineamiento El alineamiento de camino puede describirse en términos muy específicos, tales como curvas y pendientes individuales, o en términos más generales, tales como tipos de te- rreno o topografía [43] . 4.2.1. Radio de Curva El radio es el factor principal de la curva horizontal y de los choques de tránsito. Cuando el radio es menor, el índice de choques es mayor. La estabilidad transversal (incluye el deslizamiento y vuelco) ocurre antes que la estabilidad longitudinal en la curva, según la teoría de la dirección del vehículo, por lo que el valor del radio se decide por la estabili- dad transversal del vehículo [44] . En cada categoría se calcularon y correlacionaron el radio-medio y el grado de curvatura contra el logaritmo natural del índice medio de choques. Los resultados apoyan los resul- tados anteriores de que la agudeza de la curva es significativa. El mayor radio resulta de la agrupación de sitios y por lo tanto, no refleja la variabilidad entre los sitios individuales. La Tabla (1) muestra el modelo de predicación desarrollado a partir de un estudio reali- zado en Suecia en un camino con límite de velocidad de 90 km/h [45] . Departamento de Transporte [46] incluyen gráficos que comparan índices de choques de curvatura horizontal a una tasa de choques base por medio de un multiplicador que se ajusta estrechamente con los valores suecos mostrados en la Tabla (1). La diferencia entre las secciones rectas y curvas llega a ser significativa en un radio de unos 100 m. Los datos del Reino Unido indican continuamente una creciente tasa de choques con la reducción del radio. Tabla (1): Factores de Reducción de Choques para Varios Aumentos del Radio [45] Este aumento en el índice de choques se hace particularmente evidente para radios de curva por debajo de 200 m.
  • 11. Influencia del Diseño Geométrico sobre la Seguridad Vial 11/23 MATERIAL DIDÁCTICO NO COMERCIAL – CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL Traductor GOOGLE + + Francisco Justo Sierra CPIC 6311 franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA ingenieriadeseguridadvial.blogspot.com.ar Beccar, septiembre 2014 Simpson y Kerman [47] observaron que las curvas de radio bajos dan lugar a longitudes de curva mucho más cortas y que las consecuencias globales de los choques pueden no ser tan malas como parece. Se demostró en investigaciones anteriores que las curvas horizontales experimentan tasas de choques hasta cuatro veces las de los tramos rectos [48] . Glennon y otros [49] , Zegeer y otros [50] , Glennon [51] demostraron que las curvas más suaves están asociados con índices de choques más bajos en comparación con las cur- vas más agudas. Para las curvas horizontales, choques con heridos parecen ser más dominante que los choques solo con daños materiales PDO, (Property Damage Only). Estos investigadores también encontraron que las curvas horizontales parecen tener proporcionalmente más choques frontales y refilones laterales de sentido contario, contra objetos fijos, vuelcos y choques nocturnos en comparación con los sectores rectos [48] . La mayoría de las investigaciones muestran que con el aumento de los radios disminuye la frecuencia de los choques [4] . Radios menores que 500 [52] o 600 m [53] están asociados con índices de choques más al- tas. La OCDE [54] sugiere que los radios más pequeños que 430 m son críticos. Debido a aspectos dinámicos de la conducción, se sugiere que la mayoría de los choques en cur- vas son por despistes (ROR, Run-Off-Road). Leutzbach/Zoellmer encontraron que el ín- dice de choques y el de sus costos disminuyen hasta radios de 1.000 m. Los resultados confirman la investigación de Krebs/Klockner: el beneficio de seguridad se vuelve menos en radios por encima de 400 m [4] . En Glennon y otros [55] el grado de la curva ∆º se usa como un parámetro en lugar del radio de la curva, R = 30.48/∆rad. Se investigaron segmento de camino de 1 kilómetro de longitud compuesto de una curva y recta de por lo menos 200 m. Todas las investigaciones señalaron un impacto impor- tante del radio de curva en la seguridad vial. De hecho, los radios pequeños se caracte- rizan por una frecuencia y gravedad de choques superior. El tipo de choque más común es por despiste (ROR). Hay diferentes opiniones respecto del radio a partir del cual el efecto sobre los choques disminuye; más bien se trata de un rango de 400 a 600 m [4] . 4.2.2. Índice de Cambio de Curvatura Varios proyectos de investigación demostraron que la tasa de cambio de curvatura (Curvature Change Rate, CCR) como valor de elementos consecutivos (*) se correlacio- na con parámetros relevantes de la seguridad. El CCR caracteriza a una combinación de elementos consecutivos a pesar de que el ra- dio representa sólo un único elemento. El antecedente es que radios idénticos podrían causar un comportamiento de conducción diferente, y por lo tanto un riesgo de choque diferente [4] . Por lo tanto, el CCR es un valor más apropiado para describir las propieda- des geométricas de varios elementos. Pfundt y Babkov investigaron la relación entre el número de curvas y el número de choques. Encontraron que los caminos con muchas curvas se caracterizan por menos choques que los caminos con pocas curvas [4] . Krebs/Klockner dedujeron una correlación entre los CCR e indicadores de choques: a mayor CCR resultan mayores índices de choques y de sus costos.
  • 12. 12/23 Hameed Aswad Mohammed – Universidad de Anbar - Irak MATERIAL DIDÁCTICO NO COMERCIAL – CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL Traductor GOOGLE + + Francisco Justo Sierra CPIC 6311 franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA ingenieriadeseguridadvial.blogspot.com.ar Beccar, septiembre 2014 Hiersche y otros investigaron los caminos con alineamientos modernos e históricos. De- bido a un aumento de CCR se encontraron con una inclinación progresiva del índice de choques en los alineamientos históricos, pero un descenso en los caminos con el ali- neamiento actual. Estos resultados también se probaron en Durth y otros [4] . Análogo a Hiersche investigaron alineamientos modernos e históricos. Los resultados muestran que los caminos con CCR similar y alineamiento continuo se caracterizan por riesgo de cho- que más bajo que los caminos con alineamiento discontinuo. En general un CCR más alto está asociado con mayores índices de choques y de sus costos [4] . Leutzbach/Zoellmer dedujeron un ligero aumento del índice de choques relacionados con el CCR. En CCR = 100 gon/km el aumento se detiene y el índice de choques se ha- ce más baja, mientras que los CCR aumenta. Ellos asumen que dos efectos diferentes se superponen: por una parte el número de choques aumenta de acuerdo con el volu- men de tránsito y por el otro la gravedad media de los choques disminuye debido a que creciente CCR causa una velocidad más baja. Debido a los diversos tipos de choques, Leutzbach/Zoellmer [4] encontraron que el número de choques de tránsito y los choques en sentido longitudinal aumentan con CCR. Esta tendencia también se reflejó en el índi- ce de choques que aumentó al doble. Estos resultados muestran un mayor riesgo de choques de conducción si el alineamiento horizontal se caracteriza por muchas curvas. El estudio de Hammerschmidt investigó la relación entre CCR y choques en 500 kilóme- tros de caminos rurales secundarios. Los resultados demostraron que CCR entre 150 y 250 gon/km tienen altos índices de choques. Los CCR por debajo de 100 gon/km causan menos que 25% de costos de choques y CCR arriba 250 gon/km se caracteriza por una disminución del índice de coste de los choques, de nuevo debido a bajas velocidades. En general, se demostró que a mayor CCR, mayor es el riesgo de un choque. Lo impor- tante es que con el aumento de CCR la gravedad de los choques disminuye a causa de la disminución de las velocidades. Esta es la principal diferencia entre los tramos de ca- mino de geometría similar (CCR = constante) y elementos individuales que interrumpen el alineamiento [4] . (*) Nota FiSi Lamm designa CCR a la curvatura de un solo elemento, recordando que la curvatura es la relación entre el valor absoluto del ángulo de las tangentes extremas de un arco y su longitud, generalmente expresada en rad/m en análisis matemático y en gon/km en aplicaciones viales. (100 gones = 90º sexagesimales). Lamm designa CCRS a la curvatura media de un segmento vial de varios elementos, de longitud total L = ∑Li, siendo i los elementos curvos y rectos (CCR=0); es decir: CCRS =∑ (CCRi x Li) / ∑Li = ∑∆i / ∑Li, llamado CCR en este informe. 4.2.3. Peralte En general, para contrarrestar alguna fuerza centrífuga que actúe sobre un vehículo que marcha sobre una curva, la pendiente transversal del pavimento está diseñada con un borde exterior más alto que el interior, dentro de una sola pendiente llamada peralte. El peralte puede contrarrestar toda o parte de la fuerza centrífuga y puede mejorar la es- tabilidad y comodidad de los viajes. La ecuación de valor de peralte transversal (1) se puede deducir del equilibrio dinámico del vehículo cuando viaja en la curva horizontal:
  • 13. Influencia del Diseño Geométrico sobre la Seguridad Vial 13/23 MATERIAL DIDÁCTICO NO COMERCIAL – CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL Traductor GOOGLE + + Francisco Justo Sierra CPIC 6311 franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA ingenieriadeseguridadvial.blogspot.com.ar Beccar, septiembre 2014 Para I = 2-2.5% 2.5% 3% Es U = 0.035 0.040 0.045... [44] El valor del peralte puede calcularse según la velocidad directriz, radio, alineamiento, y considera la condición natural local. Un valor de peralte inadecuado o sin peralte, todos provocan choques [44] . El alineamiento horizontal y el peralte de la curva tienen un impacto sobre el comporta- miento a la seguridad del tránsito vial. La investigación que relaciona la seguridad del tránsito con el alineamiento horizontal se mostró de manera consistente que los choques de tránsito aumentan con la curva cada vez más cerradas. Las curvas más agudas en los segmentos que de otro modo tienen un buen alineamiento, tienden a sorprender a los conductores y crear situaciones aún más peligrosas [48] . La coherencia de las velocidades directrices a lo largo de sectores significativos de los caminos fue defendida por algunos, como un medio de controlar la incidencia de las cur- vas sorpresivas en los alineamientos suaves. Las velocidades directrices de las curvas horizontales sirven como función de las políticas de máximo peralte adoptadas por los organismos viales. Por lo tanto, un diseño de curva simple puede considerarse como que tiene diferentes velocidades directrices para los organismos que tienen diferentes políti- cas de peralte máximo [56] . El peralte de las curvas horizontales se utiliza como variable de entrada en la metodolo- gía del Manual Seguridad Vial (HSM) para caminos rurales de dos carriles. La metodolo- gía HSM considera la diferencia entre el peralte real y el peralte recomendado por la po- lítica de AASHTO. Peralte afecta a la seguridad en la metodología HSM sólo cuando es- ta diferencia excede 0,01. Los valores del peralte pueden determinarse a partir de los da- tos existentes en los archivos de inventario vial computarizados, de los planos conforme a obra, o de las mediciones de campo del Manual de Seguridad Vial [57] . 4.2.4. Curva de Transición La curvatura de la curva de transición será proporcional a la longitud de la curva; esto puede hacer que los conductores giren el volante igualmente en alguna velocidad. Cuando el vehículo entra en una curva circular desde una recta con cierta velocidad, o desde una curva circular a una recta, su trayectoria es coherente con la curva de convo- lución matemática, por lo que toma la curva de convolución como una transición [44] . La longitud mínima de la curva de transición debe cumplir con la expresión siguiente:
  • 14. 14/23 Hameed Aswad Mohammed – Universidad de Anbar - Irak MATERIAL DIDÁCTICO NO COMERCIAL – CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL Traductor GOOGLE + + Francisco Justo Sierra CPIC 6311 franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA ingenieriadeseguridadvial.blogspot.com.ar Beccar, septiembre 2014 Donde: L = longitud de la curva de transición (m) V = velocidad directriz (km/h) t = menor duración del trayecto en curva de transición (s), ≥ 3 s. De acuerdo con la característica de la curva de convoluta, se puede obtener la fórmula de la siguiente manera: C = rl = RL Dónde: C = parámetro de curva de transición (m2 ) que muestra el grado de cambio de la curvatu- ra de transición; r = radio de curvatura de punto aleatorio en la curva de transición (m), l = longitud desde el punto aleatorio hasta el punto de comienzo de la curva de transición (m), Ls = longitud de la curva de transición (m), R es el radio de la curva circular al final de la curva de transición (m). Los cambios de curvatura de transición son relativamente lentos cuando el valor del pa- rámetro C es grande, esto puede hacer que los conductores sientan que el alineamiento es coherente y manejen el volante fácilmente. Por el contrario, cuando el valor de C es pequeño, los conductores manejan el volante con dificultad; esto puede causar un cho- que. Por lo tanto, se debe adoptar valor mayor del parámetro C, como sea posible [44] . Algunos estudios concluyeron que las curvas de transición son peligrosas debido a la subestimación del conductor de la gravedad de la curvatura horizontal [58, 59] . Informes de Stewart [60] de un estudio del DOT de California comprende el estudio de un camino sin curvas de transición el cual mostró que los caminos con curvas de transición tenían, en promedio, 73% más de choques con heridos (probabilidad 1) que los otros. También el DOT de California en el informe "Choques en Curvas Espirales de Transi- ción” recomienda NO usar transiciones en las curvas. Sin embargo, se entiende que los estudios recientes en Alemania y el Reino Unido concluyeron que el impacto de las tran- siciones en materia de seguridad es neutro [47] . 4.2.5. Distancia Visual La distancia visual se define como la longitud continua de la calzada que el conductor puede ver en los planos horizontal y vertical [61] . Es importante para la seguridad vial. Obviamente, traerá alta tasa de choques si la dis- tancia visual no es suficiente; y esto puede observarse en los lugares en los que la dis- tancia visual es mala en curvas horizontales de radio pequeño, curvas verticales conve- xas de parámetro pequeño, intersecciones, y en las maniobras de adelantamiento. Para garantizar la seguridad del tránsito, la distancia visual debe ser suficientemente larga al diseñar los alineamientos horizontal y vertical [44] . Las distancias visuales incluyen la distancia visual de detención y la de adelantamiento. La de detención es la requerida por el conductor para ser capaz de detener el vehículo antes de que golpee un objeto en el camino [61] .
  • 15. Influencia del Diseño Geométrico sobre la Seguridad Vial 15/23 MATERIAL DIDÁCTICO NO COMERCIAL – CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL Traductor GOOGLE + + Francisco Justo Sierra CPIC 6311 franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA ingenieriadeseguridadvial.blogspot.com.ar Beccar, septiembre 2014 Esta es la distancia visual mínima prevista y es uno de los principales factores que con- trolan el costo y el impacto ambiental del diseño vial, por afectar la disposición y tamaño de muchos otros elementos de diseño. Aunque las distancias visuales de detención mí- nimas se especifican por motivos de seguridad, hay poca información disponible sobre la relación entre la distancia visual de detención y la seguridad. Sin embargo, en general se acepta que las distancias visuales cortas son peligrosas [5] . En la tabla (2) se enumeran distancias visuales de detención para diferentes velocidades directrices. La distancia visual de adelantamiento es la distancia visual mínima requerida para que el conductor de un vehículo se adelante a otro vehículo con seguridad y comodidad. El adelantamiento debe realizarse asumiendo que el vehículo que se aproxima está a la vista y mantiene la velocidad directriz sin reducción, después de iniciar la maniobra de adelantamiento [62] . Es de vital importancia para el buen funcionamiento de la sección vial dada; sólo se aplica a vías de doble sentido. Son mucho más grandes en valor que las distancias visuales de detención, por lo tanto, las realidades económicas dictan que sólo puedan cumplirse en un terreno relativamente plano donde los alineamientos verticales y horizontales permitan diseñar un camino relativamente sencillo y a nivel [61] . Los valores para diferentes velocidades directrices se dan en la Tabla (3). Sin embargo, ninguna relación entre la longitud o la proporción de pasar distancia visual y choques podría estar situado [5] . En general la distancia visual afecta a la seguridad vial ya que resulta de la geometría solapada con el terreno existente y está probada la influencia de los parámetros geomé- tricos [4] . En algunos estudios se investigaron diversos radios que corresponden a diferentes dis- tancias visuales. Las distancias visuales y los radios se subdividieron en grupos. Espe- cialmente en curvas con radios pequeños (R < 400 m), el índice de choques es mucho mayor que en otras curvas, si la distancia visual es menor que 100 m. Con el aumento de la distancia visual la diferencia entre las curvas es cada vez más pequeña [4] . En los lugares con distancias visuales cortas debido a las curvas verticales convexas la fre- cuencia de choques es del 52% [18] . Hall y Turner [63] encontraron que la distancia visual de detención inadecuada no garanti- za la ocurrencia de choques. (Nota FiSi: Por lo menos debe haber tránsito) Glennon [55] señala que el mejoramiento de las distancias visuales en las curvas se aso- cia con gran rentabilidad, sobre todo cuando se realizan medidas de bajo costo, tales como la limpieza de vegetación, etc. Encontró que el mejoramiento de las distancias vi- suales en curvas verticales convexas sólo es efectivo si el camino se caracteriza por un alto volumen de tránsito.
  • 16. 16/23 Hameed Aswad Mohammed – Universidad de Anbar - Irak MATERIAL DIDÁCTICO NO COMERCIAL – CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL Traductor GOOGLE + + Francisco Justo Sierra CPIC 6311 franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA ingenieriadeseguridadvial.blogspot.com.ar Beccar, septiembre 2014 Hedman [64] encontró que los índices de choques disminuyen al aumentar la distancia vi- sual. Pero si las distancias visuales están por encima de la distancia visual de detención, pero por debajo de la distancia visual de adelantamiento, el conductor puede iniciar ma- niobras de adelantamiento a pesar de que la distancia visual es demasiado corta para ello. Lamm y otros [20] determinaron altos índices de choques para distancias visuales < 100 m. Para > 150 m determinaron menor efecto positivo adicional. Elvik/Vaa [22] calcularon que el mejoramiento de la distancia visual no conduce inevita- blemente a una disminución del riesgo de choques. Descubrieron que los mejoramientos de las distancias visuales cortas de 200 metros a más de 200 m causaron un empeora- miento significativo del riesgo de choque. Varios trabajos de investigación demostraron la influencia de las distancias visuales sobre la seguridad vial. Especialmente las distan- cias visuales cortas se corresponden con una alta frecuencia de choques. También se demostró que un mejoramiento no sólo se caracteriza por los aspectos positivos. Las distancias visuales más grandes que sugieren la posibilidad de adelantamiento podrían causar un choque [4] . 4.2.6. Pendientes Generalmente las pendientes fuertes se asocian con mayores índices de choques. Citando investigación sueca, Hedman [12] declaró que las pendientes de 2.5% y 4% au- mentan los choques en un 10% y 20%, respectivamente, en comparación con los cami- nos próximos a la horizontal. Después de examinar los resultados de una serie de estudios en los EUA, Glennon y otros [65] concluyeron que las secciones en pendiente tienen índices de choques más al- tas que las secciones de nivel, que las pendientes pronunciadas tienen índices de cho- ques más altos que las pendientes suaves, y que las bajadas tienen índices de choques más altos que las subidas. El Departamento de Transporte [66] incluyó un gráfico que coincide con las conclusiones de Glennon. Simpson y Kerman [47] observaron que las consecuencias globales de choques de gran- des pendientes no están sirviendo como parecía al principio, dado que las pendientes fuertes son más cortas. El Transportation Research Board [16] llegó a la conclusión de que el índice de choques aumenta con las pendientes en las curvas. 4.2.7. Curvas Convexas Generalmente las curvas verticales convexas mínimas se basan en la prestación de dis- tancia visual de detención en todos los puntos a lo largo de la curva. El Informe Especial TRB 214 [67] incluye una ecuación según la cual puede estimarse la frecuencia de choques en un segmento de camino que contenga una sola curva vertical convexa y sus aproximaciones rectas, y concluye que no se sabe si la geometría de las curvas verticales tiene un efecto significativo sobre la gravedad del choque.
  • 17. Influencia del Diseño Geométrico sobre la Seguridad Vial 17/23 MATERIAL DIDÁCTICO NO COMERCIAL – CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL Traductor GOOGLE + + Francisco Justo Sierra CPIC 6311 franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA ingenieriadeseguridadvial.blogspot.com.ar Beccar, septiembre 2014 Sin embargo, Srinivasan [30] indicó que "los cambios frecuentes en el alineamiento verti- cal también dan lugar a una reducción de la distancia visual en las curvas verticales con- vexas, lo cual se relaciona con choques", la combinación de la pendiente y el peralte en las curvas es importante [5] . 4.2.8. Curvas Cóncavas La longitud de una curva cóncava está relacionada con la distan- cia visual de detención, la diferencia algebraica de pendientes, la propagación ascenden- te de los faros, etc. Falta información sobre los impactos de seguridad de las curvas cóncavas. Se dijo que una flexibilización de la distancia visual de detención en las curvas cóncavas en terreno relativamente plano no tiene ningún efecto significativo [5, 66] . 4.2.9. Condiciones de la Superficie El tránsito, las condiciones meteorológicas y del terreno exponen al desgaste a la super- ficie de la calzada. Surcos, grietas y desniveles en la superficie reducen la comodidad de la conducción y pueden ser un peligro para el tránsito. Pueden dificultar el mantener un vehículo automotor en un curso estable. Los grandes agujeros en la superficie del ca- mino pueden dañar a los vehículos y provocar la pérdida de control del conductor de su vehículo. La lisura y la fricción son dos características importantes que influyen en la se- guridad vial. La lisura es una medida de la regularidad de una superficie del camino. Todos los tipos de superficies de caminos (rígidos, flexibles, grava, etc.) se deterioran a una velocidad que varía según la acción combinada de varios factores: la carga axial de los vehículos; volúmenes de tránsito, condiciones meteorológicas; calidad de los mate- riales, técnicas de construcción. Estos deterioros tienen un impacto en la rugosidad de la superficie del camino causando agrietamiento, deformación o desintegración. Varios indicadores pueden servir para estimar la calidad de la regularidad longitudinal de una superficie del camino, pero el índice de rugosidad internacional (IRI), desarrollado por el Banco Mundial en la década de 1980 s, es el más utilizado en la actualidad. El (IRI) mide el movimiento vertical de la suspensión del vehículo que viaja en el camino bajo condiciones de prueba normalizadas (metro de desplazamiento vertical por kilóme- tro recorrido). La resistencia del pavimento al deslizamiento es la fuerza de fricción desarrollado en el área de contacto del neumático-pavimento; es la fuerza que resiste el deslizamiento so- bre la superficie del pavimento, y es un componente esencial de la seguridad del tránsi- to, ya que da el agarre que un neumático necesita para mantener el control del vehículo y parar en situaciones de emergencia [4] . La resistencia al deslizamiento tiene dos componentes principales: la adherencia y la his- téresis. La adhesión resulta del corte de los enlaces moleculares que se forman cuando se presiona el caucho de los neumáticos en estrecho contacto con las partículas de la superficie del pavimento. La histéresis resulta de la disipación de energía cuando el caucho del neumático se de- forma al pasar a través de las asperezas de un pavimento de superficie rugosa [68] . Los valores numéricos de fricción difíciles de deslizamiento se utilizan en todo el mundo. En Suecia, la fricción húmeda de calzada deberá medirse con dispositivos de deslizamiento fijo (Skiddometer BV-11 o Saab Fricción, SFT). Son deseables valores de fricción de 0,5. Finlandia estableció los niveles de fricción aceptable como una función de la velocidad como se muestra en la Tabla (4) [69, 70] . En el
  • 18. 18/23 Hameed Aswad Mohammed – Universidad de Anbar - Irak MATERIAL DIDÁCTICO NO COMERCIAL – CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL Traductor GOOGLE + + Francisco Justo Sierra CPIC 6311 franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA ingenieriadeseguridadvial.blogspot.com.ar Beccar, septiembre 2014 Reino Unido se desarrolló una política para establecer los niveles de fricción aceptables para diferentes caminos y situación del tránsito. La Tabla (5) resume los valores tomados con el dispositivo SCRM (fuerza lateral Coefi- ciente camino Inventario Machine). Un estudio de la Administración Nacional de Caminos finlandesa examinó el grado en el que los conductores toman en consideración los pavimentos resbaladizos [69, 71] . Se pidió a los conductores evaluar el resbalamiento en una escala de medida y se dividieron los resultados en cuatro categorías de coeficientes de fricción (f): Buen agarre f = 0.45 Bastante buen agarre 0,35<f<0,45) Bastante resbaladiza 0,25<f<0,35 Resbaladiza f<0,25 Los resultados mostraron que los conductores eran malos evaluadores de las condicio- nes reales del camino. Menos del 30% de las evaluaciones coincidió con los valores medidos, y más de 27% di- fieren por 2 a 3 de las categorías. Según el estudio, al disminuir la fricción la relación en- tre la estimación del conductor y las condiciones reales aumentó. En consecuencia, la resistencia al deslizamiento del pavimento no tuvo una influencia significativa en la velo- cidad de conducción. En 1984, el Grupo Internacional de Expertos Científicos sobre la Optimación de Caracte- rísticas de la Superficie de los Caminos de la OECD (Organización para Cooperación y Desarrollo Económico) indicó que en los EUA cualquier reducción de la fricción se aso- ciaba con un aumento constante de los choques.
  • 19. Influencia del Diseño Geométrico sobre la Seguridad Vial 19/23 MATERIAL DIDÁCTICO NO COMERCIAL – CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL Traductor GOOGLE + + Francisco Justo Sierra CPIC 6311 franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA ingenieriadeseguridadvial.blogspot.com.ar Beccar, septiembre 2014 Los análisis detallados revelaron una relación lineal entre los choques y la resistencia al deslizamiento, como una función adecuada para interpretar los datos. Esta función del comportamiento entra en conflicto con otras relaciones obtenidas de Europa. Un estudio de los caminos rurales de alta velocidad en Alemania sugirió una relación no lineal, con una pendiente mayor en valores de baja fricción que para valores de alta fric- ción. Wallman y Astrom [69] también informaron un análisis de regresión similar en Ale- mania por Schulze [72] . Otro estudio descrito por Wallman y Astrom con un comporta- miento similar es del noruego Veg-greosprosjektet, con cuyas mediciones de fricción y observaciones del camino se evaluaron los índices de choques para diferentes intervalos de fricción, tal como se resume en las Tablas (6) y (7).
  • 20. 20/23 Hameed Aswad Mohammed – Universidad de Anbar - Irak MATERIAL DIDÁCTICO NO COMERCIAL – CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL Traductor GOOGLE + + Francisco Justo Sierra CPIC 6311 franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA ingenieriadeseguridadvial.blogspot.com.ar Beccar, septiembre 2014 5. CONCLUSIÓN Después de revisar los muchos estudios relacionados con la seguridad de la sección transver- sal y el alineamiento de los elementos se puede concluir lo siguiente:  Las condiciones de carril y banquina afectan directamente los choques por salida desde la calzada (ROR=Run-Off-Road) y frontales (OD). Otros tipos de choques, como los choques por alcance y ángulo, no se ven directamente afectados por estas condiciones.  La presencia de una mediana tiene el efecto de reducir tipos específicos de choques, tales como choques frontales. Las medianas, en particular con barreras, reducen la gravedad de los choques por cambio de carriles.  Los choques ROR y OD disminuyen con el aumento de anchuras de carriles y banquinas. El efecto marginal de incrementos de anchuras de carriles y banquinas disminuye.  En caminos de varios carriles, a más carriles, menor será el índice de choques.  Las banquinas más anchas que 2,5 m dan poca seguridad adicional. A medida que el ancho de la banquina de mediana aumenta, los choques aumentan. (Sic: As the median shoulder width increase, accidents increase)  A partir de la limitada información disponible, parece que los carriles que suben pueden re- ducir significativamente los índices de choques.  El ancho de carril tiene un mayor efecto en la seguridad que el ancho de las banquinas.  Las banquinas sin estabilizar (grava suelta, ripio, tierra cruda o césped) tienen más altos índices de choques que las estabilizadas (p.ej., grava + asfalto) o pavimentadas (p.ej., asfal- to u hormigón).  La probabilidad de un choque en caminos rurales de dos carriles es más alta en las intersec- ciones, curvas horizontales y puentes. El índice medio de choques en curvas es unas tres veces el índice de choques en las rectas.  Las curvas horizontales son más peligrosas cuando se combinan con pendientes y superfi- cies con bajos coeficientes de fricción. Las curvas tienen mayores índices de choques que los tramos rectos de longitud y composición del tránsito similar. Esta diferencia se evidencia en los radios de menos de 1000 m. El aumento de los índices de choques se vuelve particu- larmente importante en radios inferiores a 200 m. Las curvas de radio pequeños ocupan lon- gitudes más cortas, y las implicaciones globales de los choques no suelen ser tan graves como parece.  Sólo hay una pequeña disminución de la velocidad adoptada por los conductores que se acercan a curvas de radios significativamente menores que los radios mínimos especificados para la velocidad directriz. Sin embargo, con radios de curva por debajo de 200 m se limita la velocidad media a 90 km/h.  El índice promedio de choque de vehículo-solo en las curvas es aproximadamente cuatro veces el índice promedio de choques de vehículo-solo en las rectas. En cuanto a las descrip- ciones del terreno, en general se encontró que el índice de choques en terrenos montañosos pueden ser 30% más que en terreno llano.  Los choques aumentan con la pendiente, y en las bajadas hay índices de choques más altos que en las subidas. Sin embargo, las implicaciones globales de choques en pendientes em- pinadas pueden no ser graves, ya que las pendientes más fuertes suelen ser más cortas. Se ignora si la geometría de las curvas verticales tiene un efecto significativo en la gravedad de los choques.  Parece haber poca reducción de la seguridad como resultado del uso de distancias visuales menores que los valores mínimos especificados en las normas de diseño geométrico, aun- que hay un aumento significativo en el índice de choques para distancias visuales menores que 100 m.
  • 21. Influencia del Diseño Geométrico sobre la Seguridad Vial 21/23 MATERIAL DIDÁCTICO NO COMERCIAL – CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL Traductor GOOGLE + + Francisco Justo Sierra CPIC 6311 franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA ingenieriadeseguridadvial.blogspot.com.ar Beccar, septiembre 2014 REFERENCIAS [1] Douglas, W., Joseoh, E., y Kelth, K., "Efectos operativos y de seguridad de la autopista Geometrics en el final del milenio y más allá", TRB, National Research Council, Washington, DC, 2000. [2] Lamm, R., Psarianos, B., Choueiri, EM y Soilemezoglou, G., "Un enfoque práctico de la Seguridad de Cami- nos Diseño Geométrico Estudios Internacionales de casos: Alemania, Grecia, Lebanan, y EUA", Transporta- tion Research Record, 1994. [3] Deo, Chimba, "Evaluación de las características geométricas y de tránsito que afectan a la seguridad de las seis vías Dividido Las vías de acceso", M.Sc., The State College de Ingeniería, Universidad de la Florida 2004. 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  • 22. 22/23 Hameed Aswad Mohammed – Universidad de Anbar - Irak MATERIAL DIDÁCTICO NO COMERCIAL – CURSOS UNIVERSITARIOS POSGRADO ORIENTACIÓN VIAL Traductor GOOGLE + + Francisco Justo Sierra CPIC 6311 franjusierra@yahoo.com Ingeniero Civil UBA ingenieriadeseguridadvial.blogspot.com.ar Beccar, septiembre 2014 [28] Hadi, MA, Aruldhas, J., Chow, LF, y Wattleworth, JA, "Efectos de Estimación de seguridad de la sección de diseño de varios tipos Highway Usando regresión binomial negativa", el Centro de Investigación del Trans- porte de la Universidad de Florida, 1995. [29] Sawalha, Z., y Sayed, T., "Evaluación de la Seguridad de Caminos Urban Arterial", Journal of Transportation Engineering, 2001. [30] Srinivasan, S., "Efecto de la Calzada Elementos y Medio Ambiente de la Seguridad Vial", Institución de Inge- nieros, Vol.63, 1982. [31] La Dirección de Caminos, "ingeniería de tránsito en los caminos y tipos de vías de acceso", Catálogo de Tipos de Nuevos Caminos y Caminos en zonas rurales, el Comité Técnico de Normas de Caminos, Copen- hague, 1981. [32] Garber, NJ, y Hotel, Los Ángeles, "Tránsito y Caminos Ingeniería", tercera edición de la Universidad de Vir- gina, EUA, 2002. [33] Jorgensen, RE, "Evaluación de Criterios para el mejoramiento de la seguridad en el camino", Departamento de Comercio de EUA, Oficina de Caminos Públicos, Washington, DC, 1996. [34] Martin y Voorthees Associates, "Crawler Carril Estudio: Evaluación Económica", el Departamento de Medio Ambiente, London, 1978. [35] Mouskos, KC, Sol, W., y Qu.T., "Impacto de las calzadas de acceso en Choques tarifas en autopistas Cana- lizadores", Centro Nacional de Transporte y Productividad Industrial, Nueva Jersey Institute of Technology, 1999. [36] Karlarftis, MG, y Golias, I., "Efecto del camino de geometría y Tránsito de Caminos Rurales Volúmenes en Choques de Cambio", Accident Analysis and Prevention 34, PP 357-365, 2000. [37] Gluck, J. Levinson SA, y Stover, VG, "Impacto de técnicas de gestión de acceso", NCHRP Informe 420, Programa Nacional Cooperativo de Investigación de Caminos de la Junta de Investigación del Transporte, Washington, DC, 1999. [38] Papayannoulis, V., Gluck, JS, Feeney, K., "Acceso Espacio y Seguridad en el Tránsito", TRB Circular E- C019: Simposio urbano de la calle. [39] Nikiforos S., Dominique L., Jerry P., John S. y R. Wendel, "Impactos de seguridad del diseño Elemento com- pensación por los caminos con varios carriles rurales", ASCE Journal of Engineering Transporte, de agosto de 2010. [40] Hauer, E., "La mediana y la seguridad", www.trafficsafetyresearch.com [41] Fitzpatrick, K.: Señor, D., y Park, B., "Factores de Choques de modificación de las medianas de las autopis- tas y caminos canalizadores en Tejas", TRB Annual Meeting CD-Rom, 2008. [42] Elvik, R., "El Valor de Seguridad de Barandas y Choque Cojines", Accident Analysis and Prevention, 27 (4), PP 523-550, 1995. [43] Bester, CJ, y Makunje, JA, "El Efecto del Camino Rural de geometría sobre la seguridad en el sur de África", de la Universidad de Stellenbosch, Pretoria, 1994. [44] Zhang Yingxue, "Análisis de la Relación entre el camino Horizontal Curva y Seguridad en el Tránsito", Confe- rencia Internacional sobre la Medición de la Tecnología y Mechtronics Automation, China, 2009. [45] Brude, U., J. Lassen y H. Thulin, "Influencia del camino de Alineamiento en Choques de Tránsito", VTI Med- delande, PP: 235, 1980. [46] Departamento de Transporte, "Highway Enlace Advertencias de Diseño Nota TA 43/84, London, 1984. [47] Simoson D., Kerman JA," El Fondo de Investigación y Desarrollo a la autopista Enlace Design ", Ingeniería de Tránsito y Control 23 (9), 1982. [48] Ali Aram, "Factores de seguridad eficaz en las curvas horizontales de caminos de dos carriles", Journal of Applied Sciences 10 (22), Malasia, PP 2814-2822, 2010. [49] Glennon, J., "Efecto del alineamiento de Seguridad en los caminos, relación entre las características clave Highway Safety and", SAR6, TRB Ltd., Washington, DC, PP 48-63, 1985. [50] Zegeer, CV, J. Stewart, Council F. y D. Reinfurt "rentables mejoras geométricas para la seguridad hasta clasificación de las curvas horizontales", Informe No. FHWA-RD-90-021 de la Administración Federal de Caminos, Washington, DC, 1991. [51] Glennon, J., "Efecto del Pavimento/banquina Devolución de Seguridad en los caminos de Estado del Informe de Arte Número 6: Relación entre la seguridad y la clave Highway Features", Transportation Research Board Ltd., Washington, DC, PP 1 -21, 1987. [52] Mcbean, PA, "La Influencia del camino de geometría en una muestra de sitios de choques", de transporte y de Laboratorio de Investigación Road, informe de laboratorio, Laboratorio Report LR 1053, PP 16, Crowt- horne, 1982. [53] Johnston, IR, "Modificación del comportamiento del conductor en las curvas de caminos rurales", Proc 11 Australiana Conference Board Road Research 11 (4), Australia, PP 115-134, 1982.
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