Estudio de velocidades específicas de curvas horizontales en terreno plano

Abstract

Las lesiones causadas por accidentes de tránsito son un problema mundial con alto impacto social, económico, y principalmente en la salud pública. En necesario concertar esfuerzos para una prevención eficaz y sostenible, integrando estrategias que ayuden a mitigar el número de traumatismos y muertes. Una de las posibles formas de llevarlo a cabo es a través del diseño geométrico, cuyo concepto se ha extendido al punto de considerar: i) la consistencia en el diseño, ii) elementos de seguridad vial, iii) impacto ambiental, y iv) diseño geométrico lateral con zonas libres. Una disminución de la seguridad vial se correlaciona con problemas asociados a la consistencia en el trazado, y se expresa mediante variaciones de velocidad entre elementos sucesivos de una carretera (entretangencias y curvas horizontales), que pueden originar maniobras erráticas que desencadenan en choques. El Manual de Diseño Geométrico de Carreteras de Colombia ‘2008’ (MDGC), encamina la consistencia de diseño de manera preliminar mediante la metodología de asignación de velocidades por tramo homogéneo (VTR) y las velocidades específicas para cada elemento geométrico en los alineamientos horizontal y vertical. Esta metodología fue desarrollada a partir de estudios de velocidad realizados en países con idiosincrasia similar a la colombiana, y no ha sido ajustada al comportamiento que desarrolla un conductor al transitar en las carreteras colombianas. El objetivo del estudio es verificar la aplicabilidad de la asignación de la velocidad específica para carreteras rurales de dos carriles bidireccionales en terreno plano. Para esto se hizo un compendio de información secundaria relacionada con el tema, lo cual fue la base para la toma de información primaria, recolectando datos de geometría y de velocidad en la ruta 25 de la vía Panamericana en el sector de Patía – Galíndez del Departamento del Cauca, cumpliendo con los criterios de selección de los tramos de estudio. La toma de datos se llevó a cabo durante el día, en condiciones meteorológicas de clima templado, pavimento seco y de circulación a flujo libre. La velocidad fue obtenida mediante GPS con precisión de 0,1 m. La muestra incluye conductores entre 20 y 60 años de edad, sin distinción de género y con buenas condiciones de salud. Se analizaron velocidades de 50 curvas horizontales agrupadas por casos de estudio según la metodología para asignación de velocidades descrita en el MDGC. Inicialmente, se realizaron análisis descriptivos y de correlaciones (coeficiente de correlación) entre variables independientes según la agrupación de las curvas horizontales en los casos de estudio planteados en el MDGC, posteriormente se presentan los análisis para establecer la significancia estadística entre las variables de estudio, y finalmente, realizando un análisis estadístico de la metodología de asignación de velocidad específicas MDGC (INVIAS, 2008), mediante la comparación de medianas para muestras independientes y pruebas Kruskal-Wallis, con el fin de encontrar diferencias significativas entre las variables independientes y la variable respuesta (gradiente de velocidad de operación ΔV85). Con esta investigación se confirma la hipótesis planteada, dado que al aplicar la metodología de asignación de velocidades (INVIAS, 2008), se pueden generar problemas de consistencia, permitiendo al diseñador gradientes de velocidad en elementos sucesivos de hasta 20 km/h, clasificándose como un diseño “pobre” de acuerdo con la literatura (Jacob et al., 2013; Lamm & Choueiri, 1987; Lamm et al., 1988, 1986). Esta condición influye en la generación de problemas asociados con la seguridad vial, dado que, a velocidades altas de conducción se aumenta la probabilidad de que ocurra una colisión y la gravedad de las consecuencias del choque (WHO, 2013).

Injuries caused by traffic crash are a global problem with a high social, economic and mainly public health impact. It is necessary to coordinate efforts for effective and sustainable prevention, integrating strategies that help mitigate the number of injuries and deaths. One of the possible ways is through geometric design, whose concept has been extended to considering: i) geometric design consistency, ii) road safety, iii) environmental impact, and iv) clear zone design. A decrease in road safety is correlated with problems associated with the geometric design consistency, and is expressed by speed variations between successive road elements (tangent sections and horizontal curves), which can cause erratic maneuvers that trigger crashes. The Manual of Geometric Design of Roads from Colombia (MDGC), guide the geometric design consistency in a preliminary way by assigning speeds for homogeneous section (VTR) and the specific speeds for each geometric element in horizontal and vertical alignments. This methodology was developed from speed studies realized in countries with similar idiosyncrasy to Colombia people, and has not been adjusted to the driver behavior on Colombian roads. The objective of the study is to verify the applicability of the design speed assignment to horizontal curves for rural two-lane roads on flat terrain. For this, a compendium of secondary information related to the topic, which was the basis for the collection of primary information, collecting geometry and speed data on Route 25 of the Panamericana Highway in the Patía - Galíndez sector of the Department del Cauca, satisfing with the selection criteria of the study. Data collection was performed during the day, in mild weather conditions, dry pavement and free flow speed. The speed was obtained by GPS with an accuracy of 0,1 m. The sample includes drivers between 20 and 60 years of age, regardless of gender and good health conditions. The speed of 50 horizontal curves grouped by case studies were analyzed according to the methodology for assigning speed described in the MDGC. Initially, descriptive and correlation analyzes (correlation coefficient) between independent variables are included according to the grouping of the horizontal curves in the case studies raised in the MDGC, Subsequently, the analyzes are presented to establish the statistical significance between the study variables, and finally, statistical analysis of the specific speed assignment methodology MDGC (INVIAS, 2008), by comparing median for independent samples and Kruskal-Wallis test, in order to find significant differences between independent variables and response (operating speed gradient ΔV85). This research confirms the hypothesis, given that when applying the methodology for assigning speeds (INVIAS, 2008) consistency problems can be generated, allowing the designer speed gradients in successive elements of up to 20 km/h, being classified as a “poor” design according to the literature (Jacob, R, & M.V.L.R., 2013; Lamm & Choueiri, 1987; Lamm, Choueiri, Hayward, & Paluri, 1988; Lamm, Hayward, & Cargin, 1986). This condition influences the generation of problems associated with road safety, given that, at high driving speeds, the probability of collision, severity and consequences of the crash increases (WHO, 2013).