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UNIVERSIDAD RICARDO PALMA

ESCUELA DE POSGRADO

MAESTRÍA EN INGENIERÍA VIAL

MENCIÓN EN CARRETERAS, PUENTES Y TÚNELES

CURSO: DISEÑO AVANZADO DE CARRETERAS y SEGURIDAD VIAL

TRABAJO N°1

CARRILES: ENFOQUE HACIA LA SEGURIDAD VIAL

ALUMNOS:

ESPEJO GOMEZ RUDDYGALINDO TRIGOS DANTE

GONZALES ROLDAN RICARDOLOPEZ GUERREROS FERNANDINOLOPEZ LAZO ROBERTO MARTIN

PROFESOR: Msc. Ing. RICARDO ZEVALLOS MENESES

Lima- Peru

Setiembre 2015.

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Dedicatoria

Dedicamos el presente trabajo, a la integridad de nuestras familias por el desinteresado acompañamiento brindado durante el desempeño de nuestra profesión y ahora en el reto que

representa el estudio del grado de maestría en ingeniería vial.

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Agradecimientos

Al PADRE CELESTIAL quien nos otorga salud y bienestar para emprender a diario la ardua labor como hijos, padres, profesionales y alumnos

A la Universidad Ricardo Palma por ofrecer el programa de Maestría en Ingeniería Vial, que persigue nuestro crecimiento profesional acorde a exigencias contemporáneas del mercado

laboral.

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Resumen

El presente trabajo, de naturaleza descriptiva y explicativa, busca exponer y comentar principales investigaciones internacionales y su asociación con normatividad nacional sobre el

dimensionamiento de carriles (preferentemente anchos) y su impacto inmediato sobre la seguridad vial que redunda finalmente en costos sociales y de operación vehicular

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Tabla de Contenidos

CARRILES EN VIAS DE TRANSPORTE / Reporte NCHRP 15-27 USA

Capítulo 1 Introducción.

1.1 Antecedentes…………………………………………………………….… 61.2 Objetivos…………………………………………………………………... 71.3 Justificación……………………………………………………………….. 7

Capítulo 2 Marco Teórico Fundamental:

2.1 Conceptos Básicos…………………………………………………………72.2 Relación Accidentes -Seguridad- Elementos de Diseño………….2.3 Resultados Estadísticos y Normativas Anteriores a NCHRP 15-27……...15

Capítulo 3 Marco Teórico Específico: 3.1 Dimensionamiento de sección trasversal………………………………….17 3.2 Factores Modificatorios de Accidentes AMF……………………………..17 3.3 Estimación de Indicadores AMF y CRF…………………………………..19

Capítulo 4 Desarrollo y Aplicación:

4.1 Propuestas según Investigación NCHRP 15-27…………………………….21

Capítulo 5 Carril según Normativa local y Extranjera: Comparación con Normas o códigos locales y regionales……………..………………………………………………23

Capítulo 6 Conclusiones…………………………………………………………………26

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Capítulo I

INTRODUCCION

Los serios inconvenientes que afrontan a diario los diversos estados de la región, referidos al

aumento de flujo vehicular e índices de accidentalidad, obligan a entidades gubernamentales,

apoyadas en algunos casos por universidades y entes de cooperación tecnológica y científica, a

desarrollar bastos programas de investigación.

Desde 1962 la Asociación Americana de Carreteras y Transporte Oficial AASHTO inaugura un

plan de pesquisas sustentado económicamente por el propio gobierno de EEUU así como por la

prestigiosa Administradora Federal de Carreteras FHWA-USA recurriendo y validando al

juicio experto de profesionales dedicados exclusivamente a desarrollar modelos de solución

integral al problema suscitado. El programa de investigación se nutre de cada problemática local

surgida en diversos estados o agencias administradores de carreteras de USA siendo uno de sus

objetivos ampliar las contribuciones presentes y no eliminar o descalificar las anteriores.

La seguridad vial que impone el estado americano es claramente fortalecida con investigación

científica a través de los programas mencionados cuyo legado se extiende hasta países

latinoamericanos, como el nuestro.

Esta sociedad (seguridad-diseño vial), contrae elevados grados de interacción promovidos por

los mismos gobiernos de primer mundo respecto a países como el nuestro donde la normativa

surge, casi siempre, de imposiciones y copias extranjeras alejadas muchas veces de la realidad

nacional

1.1 Antecedentes: El estudio de investigación comentado se origina bajo el dominio de

NCHRP (National Cooporative Highway Research Program) reporte 15-27 para el centro de

investigaciones de la Universidad de Kentucky y determina resultados sobre la seguridad e

impactos operacionales de elementos de diseño geométrico en carreteras rurales (llamadas así

a aquellas vías que difieren de autopistas). Además revela modelos de predicción de impactos

o colisiones y factores de modificación de accidentes (AMF) para diversos anchos de berma y

calzadas de cuatro carriles constituyendo documentos valiosos para aquellos profesionales

dedicados al diseño geométrico vial.

En muchas ocasiones los profesionales diseñadores se encuentran bajo aquella disyuntiva de

aceptar protocolos que la norma impone en desmedro de la seguridad vial, ingeniería específica,

medio ambiente, costo- beneficios, etc.

En tales casos los diseñadores buscan tomar decisiones extremas, sin conocer muchas veces los

niveles de riesgo sobre impactos del incumplimiento normativo. Se requiere siempre determinar

ventajas y desventajas sobre elección de elementos de diseño obligatorio o excepcional (fuera

de norma) y ellas no siempre se encuentran disponibles, desprendiéndose que, al discutir y

tomar decisiones sobre las características geométricas se debe añadir un coeficiente de

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seguridad generoso, donde el criterio ingenieril y seguridad vial debe ser de conveniencia

indiscutible, antes que el relacionado a estricta economía normativa y/o manuales.

En ese sentido, la investigación NCHRP se realizó en dos fases:

a) Revisión de literatura y análisis para colección de datos

b) Obtención de datos de la misma literatura y del sistema estatal de FHWA para

establecer modelos de predicción y AMF

En síntesis el estudio científico se fundamentó en el impacto sobre seguridad vial surgido de

flexibilizar el diseño vial de carreteras rurales de varios carriles según

1) Ancho de carril

2) Ancho de bermas

3) Factores de modificación de accidentes AMF (según ancho de berma y ancho de

separador central de la carretera con calzada de 4 carriles y ancho de 3.60 m)

1.2 Objetivos: Conocer e identificar ventajas, desventajas, benéficos y riesgos que implica

flexibilizar el cumplimento de normativa vial durante trazado geométrico de caminos en

procura de reafirmar de modo impostergable la seguridad de los usuarios.

1.3 Justificación: Los índices de accidentes en vías crece contradictoriamente frente

inclusiones modernas de diseño geométrico vial, por tanto es imprescindible abordar e

investigar el tipo de accidentes y sus causas, para promover nuevos elementos que los mitiguen,

La investigación NCHRP determino que las normativas locales (USA) por ejemplo no incluían

la relación accidentes vs sección transversal del camino rural de varios carriles y frente a ello

reorientaron esfuerzos en predicciones y recomendaciones de diseño excepcional, es decir

incorporar elementos o dimensiones de vía fuera de contexto, específicamente anchos de

carriles y separadores medios o centrales.

Un tópico aun levemente tratado se resume en aquellos efectos contrarios surgidos durante al

mejoramiento de anchos de bermas que promueven seguridad vial pero desencadenan mayores

velocidades de operación y el consiguiente aumento del impacto o choque vehicular.

Capítulo 2

MARCO TEORICO FUNDAMENTAL2.1 Conceptos Básicos

Seguridad Vial: Definida con aquella circunstancia marcada por conducción o transito seguro y

confortable por un camino que ofrezca esencialmente preservación de la integridad personal y

de la misma infraestructura.

Accidentes Vehiculares: Evento fortuito o intencionado que termina infringiendo lesiones o

pérdidas humanas y/o materiales por colisión o despistaje dentro de una vía.

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Elementos de diseño geométrico vial: Aquella instalaciones físicas que poseen dimensiones

dentro de un camino que configuran finalmente el escenario por donde circulan los vehículos.

Bermas, separadores centrales, curvas, carriles, sardineles, barreras, señales, rotondas, óvalos,

pasos a desnivel, intersecciones, etc.

Sección Transversal y sus Elementos

La investigación desarrollada por NCHRP enfoca tres elementos de la sección transversal de

una carretera: el ancho de carril, el ancho y tipo de hombro (berma lateral + SAC) y el ancho y

tipo de la Mediana (separador central). Con la finalidad de aclarar conceptos y terminología del

inglés y español, a continuación haremos un breve resumen de estos conceptos:

Cuadro N°1: Definiciones o traducciones

INGLES ESPAÑOL

Lane Carril Driving Lane Calzada

Shoulder Hombro (Berma + S.A.C.)Median Mediana o Separador Central

Impact of Shoulder Width and Median Width on Safety

Impacto del Ancho de Berma y el Ancho de Mediana en la Seguridad

A continuación se muestran gráficos de secciones típicas en vías:

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Sección Transversal Típica en Vías de Doble Calzada

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Calzada o superficie de rodadura

Parte de la carretera destinada a la circulación de vehículos compuesta por uno o más carriles, no

incluye la berma. La calzada se divide en carriles, destinados a la circulación de un alineamiento de

vehículos en un mismo sentido de tránsito.

El número de carriles de cada calzada se fijará de acuerdo con las previsiones y composición del tráfico,

acorde al IMDA de diseño, así como al nivel de servicio deseado. Los carriles de adelantamiento, no

serán computables para el número de carriles. Los anchos de carril que se usen, serán de 3,00 m, 3,30 m

y 3,60 m.

Se tendrán en cuenta las siguientes consideraciones:

En autopistas: El número mínimo de carriles por calzada será de dos.

En carreteras de calzada única: Serán dos carriles por calzada. (Norma de Carreteras

Peruanas DG- 2014 / MTC)

Carriles de Circulación

Divididas o no, las carreteras están provistas de uno, dos o más carriles de circulación por sentido y,

excepcionalmente de un solo carril habilitado para la circulación en ambos sentidos, con bahías o

refugios estratégicamente ubicados a lo largo de vía, para así permitir operaciones de adelantamiento o

el encuentro seguro de dos vehículos en sentidos opuestos. Se debe tomar nota que el carril es la unidad

de medida transversal, para la circulación de una sola fila de vehículos, siendo el ancho de la calzada

o superficie de rodamiento, la sumatoria de los carriles, a la que también se hace referencia en la

clasificación de las carreteras

Existe una clara y comprobada relación entre el ancho del carril, ancho utilizable de bermas o la

ubicación de obstrucciones laterales y capacidad de las carreteras, según resultados que muestra el

cuadro siguiente.

Tabla N°1: Efecto combinado sobre capacidad ideal del Ancho de Carril y la ubicación de las restricciones laterales

Ancho Útil de berma u obstrucción lateral

Porcentaje de Capacidad en relaciónal carril de 3.6 m

Metros 3.6 m 3.3 m 3.0 m

CARRETERAS DE DOS CARRILES

1.8 100 93 84

1.2 92 85 77

0.6 81 75 68

0.0 70 65 58CARRETERAS DE CUATRO CARRILES SIN SEPARADOR

1.8 100 95 89

1.2 98 94 88

0.6 95 92 86

0 88 85 80

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Fuente: AASHTO, A Policy on Geometric Design of Highways and Streets, 1994, p. 334.

De la información insertada en cuadro anterior, se puede apreciar la manera sensible como la falta de

bermas disminuye la capacidad de una carretera típica de dos carriles, en 30% cuando el ancho de carril

es de 3.6 metros y en 42% cuando el ancho de carril disminuye a 3.0 metros. Experiencias en países en

desarrollo, también han indicado que para carriles de 3.0 metros de ancho, la velocidad relativa

disminuye en 15%. Disminución de capacidad significa mayores posibilidades de accidentes en

situaciones azarosas del tránsito.

Carril de ascenso Constituye un carril adicional aplicado vía de dos carriles y sobre rampas o pendiente

de subida (pendiente >%) cuando los camiones pesados hayan perdido una velocidad de 25 km/hora de

su tránsito normal y se requiere un espacio físico para adelantamiento. Su longitud no será inferior a

300 m con ancho mínimo de 3.0 m

Ancho de los Carriles. El mismo cuadro demuestra también que la selección del ancho de carriles es

una decisión de gran incidencia en la capacidad de carreteras. Como parámetro de referencia durante el

diseño, se debe tener presente la estructura del tránsito proyectado, cuya medida de importancia

relativa del tránsito pesado dentro del mismo, demandará que la dimensión de cada carril sea habilitada

para que camiones y combinaciones de vehículos de diseño, con 3.6 metros de ancho, se puedan

instalarse cómodamente y a velocidades permisibles, dentro de la franja de circulación que les ha sido

habilitada.

* Towards Safer Roads in Developing Countries, Transport and Road Research Laboratory, Overseas Development Administration, UK, 1991.

El ancho de carril de 3.6 metros es deseable para las carreteras de la red regional de manera que una

calzada de dos carriles con 7.2 ms ofrecerá óptimas condiciones para circulación vehicular. Cuando

existan restricciones en el derecho de vía, el carril de 3.30 metros se considerará recomendable, en tanto

aquel carril de 3.0 m de ancho es aceptable únicamente en el caso de vías diseñadas para baja velocidad.

Se admite el uso de carriles de 3.3 m en la parte interior de autopistas y hasta 3.9 m en carriles

exteriores, para ofrecer mayor comodidad y seguridad a vehículos lentos y bicicletas. En el diseño de

carriles contiguos y de doble sentido de circulación, en el centro de la sección transversal para facilitar

los giros a izquierda, los anchos recomendables varían entre 3.0 y 4.8 m.

Los carriles de aceleración y deceleración, al igual que carriles adicionales para ascensos y descensos,

determinados por alineamiento vertical de las carreteras con porcentajes significativos de vehículos

pesados en la corriente del tránsito y bajas velocidades, deberán disponer de un ancho mínimo de 3.3 m.

Pendiente Transversal de los Carriles. Al margen de lo indicado en las Normas Peruanas DG-MTC,

cuando existan más de dos carriles por sentido, cada carril adicional irá incrementando su pendiente

transversal entre 0.5 y 1.0%. En áreas de intensa precipitación pluvial, la pendiente de los carriles

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centrales puede incrementarse a 2.5%, con un medio por ciento incremental (Δ=0.5%) en carriles

contiguos hacia fuera, pero sin superar un 4.0%.

Para carreteras con superficie de rodadura con calidad intermedia, la pendiente transversal desde la

cresta de la sección puede variarse entre 1.5 y 3.0%, en tanto que carreteras con superficie de

rodamiento de baja calidad, el rango de pendiente transversal puede fijarse entre 2.0 y 4.0%.

Bermas u Hombros o Espaldones

Franja longitudinal, paralela y adyacente a la calzada o superficie de la carretera, que sirve como

confinamiento de la capa de rodadura y se utiliza como zona de seguridad para estacionamiento de

vehículos en caso de emergencias.

Cualquiera sea la superficie de acabado de la berma, en general debe mantener el mismo nivel e

inclinación (bombeo o peralte) de la superficie de rodadura o calzada, acorde a la evaluación técnica y

económica del proyecto, está constituida por materiales similares a la capa de rodadura o calzada.

Las autopistas contarán con bermas interiores y exteriores en cada calzada, siendo las primeras de un

ancho inferior.

En carreteras de calzada única, las bermas deben tener anchos iguales.

La función como zona de seguridad, se refiere a aquellos casos en que algún vehículo emerja de la

calzada, en cuyo caso dicha zona constituye un margen de seguridad para realizar maniobra de

emergencia que evite accidentes.

(Normas Carreteras Peruanas DG 2014)

Tabla N°2 Anchos Mínimos de Bermas y Aceras

Tipo de Carretera Acceso Calidad de

superficies

Ancho de Bermas (m)

Ancho de Aceras (m)

codigo Identificacion Internos ExternosAR Autopistas Regionales Controlado Alta 1.0 - 1.5 1.8 – 2.5TS Troncales Sub urbanas Controlado Alta 1.0 -1.5 1.8 - 2.5 1.2 – 2.0TR Troncales Rurales - Alta 0.5 – 1.0* 1.2 - 1.8 1.2 – 1.5CS Colectoras Sub urbanas - Intermedia 0.5* 1.2 - 1.5 1.0 – 1.2CR Colectoras Rurales - Intermedia - 1.2 – 1.5 1.0 – 1.2

* Solamente con separador central o mediana

Medianas o Franjas Separadoras Centrales

La mediana o franja separadora central es una franja de terreno localizada al centro de los carriles de

sentido contrario en carreteras divididas, (puede también separar calzadas con carriles del mismo sentido) que

puede construirse al nivel de la vía principal o tener su sección transversal elevada o deprimida, siendo

preferible esta última solución por su contribución al drenaje longitudinal en autopistas y carreteras

divididas, recomendándose en este caso particular que su pendiente sea en proporción 6 a 1, aunque una

relación de 4 a 1 puede ser igualmente aceptable. Todos los conductos de drenaje en el separador deben

construirse a ras del suelo y protegidos con parrillas, para que evitar constituirse en peligrosos

obstáculos para los vehículos temerarios (pérdida de control)

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Los separadores centrales o medianas tienen las siguientes funciones principales:

Separar físicamente los flujos de tránsito de sentido contrario (también pueden ejecutarlo en

igual dirección)

Evitar o reducir el deslumbramiento durante la conducción nocturna, de los conductores de

ambos sentidos de circulación.

Dotar a la carretera de un ancho de reserva para futuras ampliaciones, función que se le otorga

una considerable importancia.

Embellecer la vía y mejorar la calidad ambiental de su entorno.

En situaciones especiales puede servir para la atención del movimiento Peatonal

Tabla N°3 Anchos de Separador central (Medianas) recomendables para las Carreteras de la red vial Regional

(Centroamérica)

Tipo Clasificación Ancho de Mediana (m)

AR Autopistas Regionales 4 -12

TS Troncales Sub urbanas 4 - 10TR Troncales Rurales 2 - 6

CS Colectoras Sub urbanas Sin mediana (separador)

CR Colectoras Rurales Sin mediana (separador)

En zonas rurales o montañosas el ancho mínimo de mediana se puede reducir a un (1.0 m) metro,

llegando en casos extremos a limitarse en 0.5 m, minimizando su participación en beneficios

anunciados. La experiencia ha demostrado que medianas o separadores centrales pueden permitir

anchos de 12 m ó más, para incrementar al máximo la sensación de separación e independencia de

operación entre sentidos opuestos. Dentro de este elenco de opciones y bajo visión práctica, se

recomiendan aquellos anchos mostrados en cuadro anterior, autorizado para aplicar a carreteras del

sistema regional centroamericano.

Ancho de 4.0 m es suficiente para la construcción de un carril para giros a izquierda, con 3.0 a 3.5 m

para la franja de circulación y dimensión restante para proveer un bordillo mínimo separador, a la vez

protector. Además, se pueden permitir giros en U, desde luego no con ventajas que ofrecen las medianas

mayores que alcanzan 8 y 10 m. Un separador central o mediana de 10 m provee suficiente refugio

transversalmente para el automóvil y camión pequeño de diseño, que son los componentes más

frecuentes en el tránsito, pero con algunas limitaciones para autobús de diseño.

Factor de Modificación de Accidentes (AMF) o Factor de Modificación de Choques (CMF)

Conceptualmente AMF representa el cambio previsto de seguridad cuando se origina modificación del

tamaño en cualquier elemento geométrico de vía. Valores mayores a 1.0 confirman que algún cambio de

elemento de diseño genera más accidentes, situación contraria ocurre con valores inferiores a la unidad

(deseable)

2.2 Relación Accidentes-Seguridad- Elementos de diseño:

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La investigación NCHRP buscaba correlacionar accidentes registrados en el pasado con implicancias

de seguridad asociadas a elementos de diseño geométrico convencional.

Se colectaron datos de tres estados de EEUU (cuatro carriles de 3.60 m) en busca de establecer modelos

de predicción y lograr calibrar Factores de Modificación de Accidentes AMF que se impongan a

normativas de diseño vial (convirtiéndolas en excepcionales) respecto a caminos de varios carriles con

especial y total atención al ancho de carril, de berma y separador central.

El desarrollo toma como pautas de control accidentes individuales, múltiples, caminos de calzadas

separadas y juntas en procura de hallar AMF bajo lineamientos de seguridad sobre los elementos de

diseños geometrico. Dichos valores resultaron consecuentemente de mayor magnitud que aquellos

surgidos del Manual de Seguridad de Carreteras USA (HSM) dado que capturaron mayor universo de

accidentes suscitados.

Algunos enfoques clásicos revelan que la velocidad de operación equivale a calidad y eficiencia en

caminos rurales, donde tal velocidad es factor importante pero resulta irrelevante en rutas urbanas por

ejemplo.

2.3 Resultados Estadísticos y Normativas Anteriores.

Las bermas sirven esencialmente como área de parada de vehículos, para mitigación de errores del

conductor y confinamiento del pavimento.

Algunos datos estadísticos y conclusiones validadas antes de la investigación muestran que:

Accidentes Fatales por parada de vehículos en bermas= 11%

Número de carriles, ancho de carril y berma se relaciona entre sí. La Elección de la dimensión de

cualquiera de ellos incide en los demás.

En carreteras de 4 carriles, con bermas sin pavimentar la reducción de accidentes puede reducirse

entre 1% a 3% si el ancho de tal berma se incrementa en 0.30 m

Bermas sin pavimentar, con anchos entre 3.0 a 3.6 m producen menor índice de accidentes

Los AMF para caminos rurales de dos o más carriles podrían considerarse invariables dado que su

efecto es análogo (Harwood et al.)

Los separadores centrales son útiles para diferenciar el sentido del tráfico, preparar la maniobra de giro

y eventualmente permitir parada de emergencia.

Hauer determinó que era imposible calcular AMF asociados al ancho del separador central pero si logra

incluir tres conceptos o sugerencias esenciales sobre seguridad.

Bloquear el impacto de vehículos en dirección opuesta con anchos incrementados del separador

central.

Aumento de accidentes cuando ancho de separador central crece hasta 9.15 y luego decrecen

cuando dicho ancho supera tales 9.15 m.

El efecto del ancho de separador central en aparición de accidentes es realmente cuestionable.

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Capítulo 3

MARCO TEORICO ESPECÍFICO

3.1 Dimensionamiento de sección trasversal

El presente estudio como se manifestó se apoya en la relación existente entre ancho de carril, berma y

separador central con el reforzamiento de niveles de seguridad vial y en ese intento NCHRP 15-27

desarrolla modelos predictivos donde la variable fundamental recae en tales anchos de berma y

demuestra ciertamente que incrementos de 0.30 m inciden favorablemente en la reducción del AMF,

como muestran tablas posteriores.

Estudios recientes demostraron que el número de carriles y ancho de berma para vías de dos (2) carriles

tienen mayor impacto en la seguridad vial que en caminos de cuatro (4) carriles por ejemplo

Es largamente aceptado que mayores anchos de carriles promueven mejores niveles de seguridad para

conductores que intenten corregir su operación pero a su vez incita a desarrollar superiores velocidades

de operación, Esta realidad ha sido investigada y valorada en caminos de dos (2) carriles, más en

aquellos de cuatro (4) carriles pierde sensibilidad.

3.2 Factores Modificatorios de Accidentes AMF

Los factores de modificación de accidentes AMF son el resultado de resolver el modelo calibrado y

correlacionado con anchos de la sección transversal, según la investigación NCHRP 15-27. A

continuación se describen tales valores según la caracterización de entrada (datos iniciales de

investigación: tipo de vía y cantidad de vehículos analizados en accidentes) cuya variable principal es el

ancho de berma

Tabla N°4: AMF según Modelo Predictivo: Ancho Berma

Categoría de vía

Ancho medio de berma (m)

0.0 0.90 1.20 1.50 1.80 2.10 2.40 3.05

sin dividir / varios

vehículos 1.39 1.0 0.90 0.80 0.72 0.64 0.58 0.46

Sin dividir / todos

accidentes 1.22 1.0 0.94 0.87 0.82 0.76 0.71 0.61

Dividida /vehículo

solo 1.17 1.0 0.95 0.9 0.85 0.81 0.77 0.69

Dividida /varios

vehículos 1.51 1.0 0.87 0.76 0.66 0.58 0.50 0.38

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Dividida /todos

accidentes 1.43 1.0 0.89 0.79 0.70 0.62 0.55 0.44

Se desarrolla posteriormente un ajuste para evitar sobre estimar AMF en virtud del exceso de

consideraciones sobre accidentes y vehículos múltiples, proponiéndose la tabla N°5, donde se evidencia

la falta de información confiable para seguridad vial con anchos de berma superiores a 2.44 m (8 pies)

Tabla N°5: AMF resumido según Modelo Predictivo: Ancho Berma

Categoría de vía

Ancho medio de berma (m)

0.0 0.90 1.20 1.50 1.80 2.1 2.4

sin dividir /

vehículo solo

1.22 1.0 0.94 0.87 0.82 0.76 0.71

Dividido / vehículo

solo

1.17 1.0 0.95 0.90 0.85 0.81 0.77

Ahora se abordan valores de AMF según la caracterización de entrada (datas iniciales de investigación)

cuya variable principal es aquel ancho del separador central

La NCHRP en su reporte parcial 17-27 modela la investigación para carreteras rurales de varios carriles

y obtiene AMF cuyos valores pueden ser tomados para proponer cambios de ancho sobre una vía

existente y dividida. Más no es posible utilizarlos durante rendimientos de seguridad en vías no

divididas que se pretende separarlas.

Tabla N°6: AMF según Modelo Predictivo: Ancho del Separador central (barreras)

Separador

Ancho de separador central (m)

4.6 6.0 9.15 12.2 15.4 21,4 24.4 27.5

Con barrera 1.0 0.997 0.990 0.984 0.977 0.964 0.958 0.951

Sin barrera 1.0 0.994 0.981 0.969 0.957 0.933 0.922 0.910

Del cuadro anterior se aprecia claramente cómo impacta el elemento llamado barrera en la tendencia

creciente de accidentabilidad por sensación de incomodidad frente a su presencia, sin embargo el

modelo final de NCHRP 15-27 recomienda no incorporarlo.

Un único modelo de accidentes múltiples, efectivamente confirma que la tasa de accidentes decrece con

el aumento del ancho del separador central, Finalmente NCHRP 15-27 concluye que ciertamente existe

decremento de 1% de accidentes para cada 0,30 m de ancho adicionado al separador, según tabla N°7

Tabla N°7: AMF según Modelo Predictivo: Ancho Separador central en vías divididas

Ancho de separador central (m)

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Separador 4.6 6.0 9.15 12.2 15.4 18.3 21.4 24.4

Multi vehículo 1.0 0.91 0.83 0.75 0.68 0.62 0.57 0.51

Harwood desarrolla nueva investigación sobre AMF para vía de dos carriles en procura de extrapolar su

empleo en carreteras de más carriles (4), obteniendo el siguiente resultado (Tabla N°8 y 9)

Tabla N°8 AMF según ancho de carril (aplicada a cuatro carriles)

Calzada

Ancho de carril (m)

2.75 3.00 3.30 3.60

No Dividida 4 carriles 1.11 1.06 1.00 0.99

Dividida 4 carriles 1.08 1.04 1.00 0.99

Tabla N°9 NCHRP 17-37 AMF según ancho de carril (varios carriles)

Calzada

Ancho de carril (m)

2.75 3.00 3.30 3.60

Dividida 1.13 1.08 1.02 1.00

Sin dividir 1.09 1.05 1.01 1.00

3.3 Estimación de Indicadores AMF o CRF.

La metodología de evaluación referida a adoptar medidas de seguridad en proyectos viales en general

debe apoyarse en postulados estadísticos sobre el análisis de accidentes ocurridos y las causas que los

ocasionan. Por ello, es posible adoptar investigación científica internacional y promover su adaptación a

condiciones propias del país, elaborando metodología de estudio en la medida que se disponga e

incremente información suficientemente confiable.

Los factores AMF habitualmente son usados para determinar medidas de seguridad vial, tanto en etapa

de verificación sobre coherencia y coordinación planialtimétrica de secciones transversales, como

también en la evaluación de proyectos destinados a mejorar condiciones de seguridad de un camino ya

existente.

Es un método basado en la experiencia norteamericana, que permite estimar la disminución de

accidentes que pueden generarse a partir de la construcción de determinado elementos de diseño o

mejoramiento de aquellos en servicio (fortalecimiento de seguridad vial) para proyectos específicos.

Esta metodología se incorpora en modelos predictivo e interactivo para la seguridad en diseño vial

(Interactive Highway Safety Design Model, IHSDM) desarrollado en Estados Unidos como herramienta

computacional para el análisis del impacto durante adopción de determinadas premisas de diseño sobre

la seguridad en el proyecto vial.

20

Los AMF se definen como aquel efecto de las acciones de seguridad adoptadas en términos de

accidentes (Na) bajo situación original de la vía (antes de construir medidas correctivas) y la cantidad

de accidentes luego de construir la medida (Nd).

Los factores de modificación de accidentes se define como:

AMF= Nd/Na

El coeficiente presentado, esta intrínsecamente ligado a condiciones definidas como “situación base”

(cualquier efecto de medida debe ser comparado con la misma situación original o base de datos de

accidentes analizados). Por ejemplo es conocido que la probabilidad de ocurrencia de accidentes en un

camino de dos carriles y de dos sentidos se incrementa a medida que se adopta menores anchos de

carril, pero, ¿Cuál es el ancho considerado como situación base u original?, convencionalmente, se

adoptó en ancho estándar de 3.60 m como valor correspondiente a la situación original o base.

Bajo el criterio anterior, menores anchos a esta calzada, tendrán valores de AMF superiores a 1.0, dado

que se esperan mayores accidentes cuando el ancho del carril se reduzca. Así mismo, es predecible que

la probabilidad de ocurrencia de accidentes se incremente a medida que el tránsito (IMDA) se

incremente, por lo cual implica que el valor del AMF está también en función al tránsito existente.

Las consideraciones anteriormente detalladas fueron integradas Software de determinación de AMF,

donde se considera un número importante de aspectos relacionados con el diseño vial y efectos de

adoptar diferentes alternativas (pendientes, radios de curvaturas horizontales, peraltes, anchos de carril,

anchos de bermas centrales o medianas, etc.) en términos de factores AMF.

Factores de Reducción de Accidentes (CRF)

La bibliografía internacional también presenta otro factor a través del cual se pretende cuantificar el

efecto de cualquier elemento de seguridad, íntimamente relacionado con el correspondiente factor AMF.

Se trata del Coeficiente de Reducción de Accidentes (Crash Reduction Factor, CRF), definido de la

siguiente manera:

CRF = 1 – (Nd / Na)Es decir, que CRF cuantifica la proporción bajo la cual se reduce o incrementa la cantidad de accidentes

al construir una determinada medida sobre ciertas situaciones originales.

Relación entre AMF y CRF

Reemplazando valores se obtiene:

AMF = CRF -1

Ambos conceptos son entonces conceptualmente equivalentes, aunque semánticamente resulta

apropiado hablar de “modificación” en la cantidad de accidentes por la aplicación de determinada

medida, que de “reducción”, ya que no necesariamente se obtendrá siempre alguna disminución al

adoptar un determinado elemento. Por ello, las publicaciones internacionales recomiendan adoptar AMF

en lugar de CRF para enfrentar amplios conceptos modernos.

.-

21

Capítulo 4

DESARROLLO Y APLICACION:

4.1 Propuestas según Investigación NCHRP 15-27:

Esta investigación tuvo como objetivo elaborar un conjunto de recomendaciones sobre implicaciones de

seguridad frente a elementos de diseño de compensaciones seleccionados. El equipo de investigación

utilizó un enfoque “experto panel” donde la investigación previa fue revisada y discutida junto con

modelos desarrollados en este documento. El equipo examinó y comparó el trabajo pasado

complementado aquí y recomienda un conjunto de AMF que podría ser utilizado en la determinación de

los efectos de seguridad a partir de variaciones en valores de un elemento de diseño.

Sus recomendaciones finales fueron destinadas el ancho de bermas y ancho de separador central para

carreteras de cuatro carriles con anchos de 3.6 m. La información disponible no permitía el desarrollo de

recomendaciones adicionales a pesar que también se consideró la presencia de barrera en separador o

berma central. Los valores recomendados son más altos que aquellos propuestos en HSM

principalmente porque se dirigen a todos los accidentes y no aquellos relacionados con elementos

específicos

Se desarrollaron dos conjuntos de AMF recomendados para anchos de berma utilizables en función de

calzadas divididas y sin dividir. Cada conjunto aborda el propio efecto del ancho en bermas sobre

posible aparición de choque o impacto para el número total de colisiones y representa aquel cambio

relativo del uso de valor específico. A través del enfoque de panel de expertos, el equipo de

investigación llegó a la conclusión que estos AMF eran apropiadas y razonables para estimar el efecto

del ancho de bermas sobre la ocurrencia de accidentes. El aumento del ancho de bermas en 0.30 m para

carreteras sin dividir genera reducción de accidentes en aproximadamente 6%, mientras que para

carreteras divididas la reducción es casi 5%. Estos valores se conforman en trabajos anteriores y

demuestran el efecto positivo del ancho de berma en la ocurrencia de accidente.

Tabla 10: % Reducción accidentes por ancho berma

Tipo de carreteras % Redacción accidentes (Δ ancho =0,30 m)

Divididas 5%

Sin dividir 6%

Se recomienda un único conjunto de AMF para el ancho del separador central, con accidentes de

múltiples vehículos en carreteras divididas, pues esta variable sólo estaba presente en el modelo

22

predictivo bajo accidentes con diversos vehículos. El equipo de investigación a través de su enfoque

experto ha determinado que este factor era razonable y recomendó finalmente su uso. El efecto de la

anchura de separador central en accidentes corresponde aproximadamente una reducción del 8% con

cada aumento de 3.0 m de ancho medio. Un AMF para todos los accidentes podría ser desarrollado bajo

supuesto que la frecuencia de vehículos individuales es 1.00 y la estimación de promedio ponderado

utilizando porcentajes de accidentes de uno y varios vehículos como pesos.

NCHRP 15-27 deja perfectamente refrendadas las tablas N°4, 5 ,6 y 7 como documentos sugeridos de

uso vial

Tabla 11: % Reducción accidentes por ancho separador central

Tipo de carreteras % Redacción accidentes (Δ ancho =3.0 m)

Múltiples vehículos 8%

Dentro de las limitaciones de la investigación se cuenta con:

a) Efecto de barrera en separador central, fue identificado en la propia investigación y literatura

previa, sin embargo, el pequeño número de segmentos con barreras impidió la evaluación de defectos

del tipo de barrera o de la interacción entre ellas y el ancho de separador central o la proximidad de la

barrera a los carriles de circulación. Estas cuestiones deben abordarse en el futuro para determinar la

eficacia de las barreras de bermas centrales y revisar las directrices existentes para su colocación. La

literatura sugiere que tipo de barrera puede influir en los accidentes; esta es otra área de posible trabajo

futuro.

b) Un objetivo original de esta investigación fue determinar el efecto del número de carriles y el

ancho de carril en accidentes de carreteras rurales de varios carriles. La información disponible no

permitía estimar este efecto. El efecto de la anchura del carril ha sido documentado en la investigación

anterior, y se demostró tener un efecto sobre los accidentes. Se trata de un elemento de diseño que

podrían influir en el comportamiento del conductor y de las velocidades de operación y, Por lo tanto, se

debe prestar mayor atención al determinar las implicaciones de seguridad las compensaciones de ancho

de carril

c) Los efectos las bermas pavimentadas y la presencia de los carriles de giro izquierdo fueron

identificados en esta investigación, pero proporciona resultados aparentemente contra indicados e poco

intuitivos. Los modelos mostraron que los accidentes aumentan en segmentos bermas pavimentadas y

carriles de giro a la izquierda. Estas características en general son consideradas como mejorías de

seguridad pero necesita investigación adicional para determinar su eficacia y determinar si existen

condiciones que reafirmen que su presencia puede efectivamente contribuir a ocurrencia de choques. Es

posible que la presencia de bermas pavimentadas aliente velocidades más altas, mientras que la

presencia de los carriles de izquierda a su vez puede crear obstáculos en el camino con un impacto sobre

los tipos de accidentes específicos.

23

d) El equipo de investigación descubrió que existe heterogeneidad entre las diferentes bases de

datos de los estados disponibles en HSIS (Manual de Seguridad Vial USA) . Aunque el HSIS fue

desarrollado para proporcionar conjuntos de información a emplear bajo tendencias de escala nacional,

algunas variables no son comunes a todos los estados. Otras áreas de preocupación son las diferencias

en el nivel de detalle proporcionado por cada estado y las inconsistencias en la codificación dentro de

variables comunes. Por ejemplo, las variables comunes no son coordinadas; esto a menudo conduce al

incremento de datos hacia categorías menos detalladas o incluso al binario (sí / no).

Capítulo 5

CARRILES SEGÚN NORMATIVIDAD LOCAL Y EXTRANJERA: Comparación con Normas o códigos locales

A continuación se presentan cuadros resumidos mostrando valores principales de aquellos indicadores del modelo predictivo NCHRP 15-27 (anchos de berma, calzada y separador central con la normatividad peruana.

Tabla N°12 Comparativo entre Anchos de carriles, bermas y separadores centrales (NCHRP USA - Peru - Colombia)

Manual,

Normativa ,

Tratado

Criterio elección Ancho

Calzada m

Ancho Carril m Ancho Berma m Ancho separador central m

NCHRP-1527 Seguridad vial N.A >=3.30 (AMF<1.0) 0.9 a 3,0 © 0.30 > 6.0 (AMF<1.0)

Peru DG 2014

Capacidad IMDA y

Orografía, Nivel

servicio

7.20, 6.6 y 6.0. 3.0, 3.30 y 3.6 3.0, 2.6, 2.0, 1.2, 0.9, 0.5

> 6.0 (primera clase)

6.0 a 1.0 **(segunda clase)

Colombia

Capacidad IMDA y

Orografía, Nivel

servicio

7.3, 7.0, 6.6, 6.0 3.0 , 3.3, 3.5, 3.65 2.5, 2.0, 1.8, 1.5, 1.0, 0.5 >4.0 m

** Instalar contención

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Carriles: Normativa peruana amparada bajo Manual de Carreteras MTC, Diseño Geométrico 2014

Anchos de calzada en tangente (MTC DG 2014)

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Anchos de Berma (MTC DG 2014)

% Bombeo o pendiente trasversal (MTC DG 2014)

Carriles: Normativa colombiana amparada bajo Manual de Diseño Geométrico: Instituto Nacional de

Vías Colombia (2008)

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Anchos de calzada en tangente (Manual Diseño Vial Colombiano 2008)

Anchos de bermas (Manual Diseño Vial Colombiano 2008)

% Bombeo o pendiente trasversal (Manual Diseño Vial Colombiano 2008)

Capítulo 6

CONCLUSIONES

27

La investigación científica, de tipo experimental, desarrollada por NCHRP.15-27 representa un

patrón de comparación para elementos de diseño vial, específicamente ancho de carriles, bermas

y separadores centrales, cuyo objetico es permitir adopción de valores excepcionales o fuera de

normatividad tendientes a preservar la seguridad vial frente a accidentes de tránsito.

Los valores recomendados por NCHRP 15-27 (investigación actual), es concordante con las

revisiones pasadas, lográndose establecer AMF numéricamente semejantes para anchos de

carriles, bermas y separadores centrales.

La investigación científica, de tipo experimental, desarrollada por NCHRP15-27 identificó las

siguientes áreas donde la investigación resulto incierta:

o Barrera en separador central.

o Número de carriles y el ancho de carril en accidentes de carreteras rurales con varios

carriles.

o Efectos las bermas pavimentadas y la presencia de los carriles de giro izquierdo

o Heterogeneidad entre las diferentes bases de datos para los estados disponibles en HSIS

(Manual de Seguridad Vial USA).

Los valores recomendados de AMF pueden ser empleados para valorar el impacto relativo

durante la elección de un elemento de diseño geométrico que conlleven, incluso, a sustentar le

elección de valores fuera de normatividad.

Se comprueba que el incremento de anchos de bermas, carriles y separadores centrales reducen

valores del AMF (inferiores a 1.0) y por tanto promueven altas condiciones de seguridad vial.

La normativa peruana clasifica el diseño geométrico según importancia de vía (IMDA), niveles

de servicio ofertado y orografía en tanto que la investigación NCHRP 15-27 modela sus

resultados en función del grado de accidentalidad sobre vías rurales con posibilidad de

extrapolar tal información a carreteras con mayor o menor número de carriles.

Las dimensiones establecidas en manual peruano DG-2014 para anchos de carriles, bermas y

separadores centrales, en líneas generales son concordantes a valores mínimos establecidos en

la investigación NCHRP-1527 (tabla N12) exceptuando el ancho correspondiente a 3.0 m

asignado a caminos de tercera clase (IMDA <400).

La reglamentación vial colombiana se considera análoga a la peruana y a gran parte de países

latinoamericanos, con ligera modificación respecto al ancho de calzada que supera a la peruana

en 0.10 para autopistas y carreteras de primer y segundo orden, a partir 70 km/hora.

En Peru la normativa permite construir el separador central mediante anchos desde 6.0 m en

tanto la colombiana restringe desde 4.0 m. (vías de primera clase), La centroamericana permite

desde 4.0 m hasta 12 m para utopistas (tabla N°3)

La pendiente transversal de carriles (bombeo) para manual colombiano están sectorizados por

tipo de rodadura en tanto para normativa peruana se complementa con precipitación anual, pero

con valores porcentuales idénticos.

28

Los máximos anchos de berma en Perú llegan a 3.0 m, que representa 0.5 m más que la norma

colombiana.