11 fiuba dt2016 relacióndiseñogeométrico&accidentes

RELACIÓN ENTRE EL DISEÑO GEOMÉTRICO

DEL CAMINO Y LOS ACCIDENTES

EFECTO DE LA COMBINACIÓN DE TRAMOS CON PENDIENTES,

CURVAS VERTICALES Y HORIZONTALES

AUTORES: Ing. Raúl F. González – Ing. Adriana Di Campli

Ing. Patricia Vela Díaz – Ing. Paula Scordato

Departamento Transporte

Cátedra: Diseño y Operación de Caminos

¿Creen que existe correlación entre

los accidentes y el diseño

geométrico del camino?

¿Cuales creen que son los

parámetros del Diseño

Geométrico más relevantes

relacionados con la seguridad vial?

Se planteo la inquietud desde la cátedra como motivar a los

futuros ingenieros en la aplicación de estos conceptos en la

practica profesional.

INTRODUCCIÓN

Pretende establecer la correlación entre el diseño geométrico del

camino y los accidentes en rutas aplicando conceptos de seguridad vial

internacionalmente aceptados.

OBJETIVO

Estudiar la posibilidad de introducir mejoras al diseño del camino, en su

geometría y señalización para reducir la cantidad de accidentes

MOTIVACION

Highway Safety Manual

(HSM)

FUENTES DE DATOS DE

ACCIDENTES

Agencia Nacional de Seguridad

Vial (ANSV)

Sistema de Información de

Accidentes de Tránsito (SIAT-DNV)

METODOLOGIA UTILIZADA

PARÁMETROS GEOMÉTRICOS DE

RUTAS ARGENTINAS

Dirección

Nacional de

Vialidad (DNV)

Herramientas de análisis basadas en una RECOPILACION de estudios

realizados en la red de carreteras de Estados Unidos, que establecen

RELACIONES entre parámetros geométricos y accidentes.

SOFTWARE HSM

MODELO PREDICTIVO DE

ACCIDENTES

MODELOS DE PREDICCION / ALGORITMOS

Frecuencia y Distribución de accidentes en carreteras de dos carriles

indivisos, rurales, multicarriles y en arterias urbanas y suburbanas.

Condiciones base

de Camino

FACTORES DE

MODIFICACION DE

ACCIDENTES (CMFr)

CONDICIONES

GEOGRAFCAS

LOCALES (Cr)

Highway Safety Manual

(HSM)

Función de Perfomance

de Seguridad (Nspf)

Factores de Modificación

de Accidentes (CMFr)

Factor de calibración (Cr).

Publicación del FHWA 2014 “Efectos de seguridad en combinaciones de curvas

horizontales y verticales en caminos rurales de dos

carriles ” Bauer , Harwood

Factor de Modificación

de Accidentes Total -

Combinación para Curvas

Horizontales y Curvas

Verticales (CMFTot)


Función de Perfomance de Seguridad (Nspf)

Nspf = TMDA x L x 365 x 10 -6 x e (-0,312)

Nspf : predicción de frecuencia total de accidentes para

segmentos en condiciones “base” (acc/año)

TMDA: tránsito medio diario anual (veh/día)

L: longitud del segmento de camino (millas)


Factores de Modificación de Accidentes (CMFr)

Cambio relativo

en la frecuencia

esperada de

accidentes, como

consecuencia de

modificar alguna

de las

condiciones base

Elemento Valor Factor Modif

Accidentes

asociado

Ancho de carril 3,65 m CMFr1

Ancho de banquina 1,80 m CMFr2

Tipo de banquina Pavimentada

Curvatura horizontal No CMFr3

Variación de peralte <0,01 CMFr4

Pendiente longitudinal <3% CMFr5

Densidad de accesos 5/mi =

3,1 acc/Km CMFr6

Banda central sonora No CMFr7

Carriles de sobrepaso No CMFr8

Carriles de giro izquierda

bidireccionales No CMFr9

Índice de peligrosidad del costado

del camino 3 CMFr10

Iluminación No CMFr11

Control de velocidad automática

por cámaras o radar No CMFr12


INDICE DE PELIGROSIDAD (IP)

10

Evalúa el diseño de los costados del

camino según la Zona libre de

obstáculos, la pendiente del talud ,

la superficie, y los obstáculos como

ser : árboles, barreras, cabeceras de

obras de arte, etc.

IP= 1

IP= 7

IP= 4


Predicción de la frecuencia promedio de accidentes

para segmento de camino en un año especifico

Npredicted (accidentes /año)

Npredicted = Nspf x (CMFr1 x CMFr2 x CMFr3 x CMFr4 x CMFr5 x CMFr6 x

CMFr7 x CMFr8 x CMFr9 x CMFr10 x CMFr11 x CMFr12) x Cr

CMFri: Factor de Modificación de accidentes para cada elemento

considerado en condición de estudio

Cr : Factor de calibración local = Cr = Σ N obs / ΣN pred

Relación entre frecuencia de accidentes observada (real)

y esperada para todos los sitios de la muestra


Calculo de CMFTot para combinación de curvas

horizontales (CH) y verticales (CV)

Curva cóncava Tipo II Curva cóncava Tipo I

Curva convexa Tipo I Curva convexa Tipo II

G1;G2: pendientes tangenciales (%) A: diferencia algebraica (angular) Lvc: longitud de la curva E: externa

CH con tramo con pendiente CH con CV Convexa Tipo I CH con CV Cóncava Tipo I CH con CV Convexa Tipo II CH con CV Cóncava Tipo II

A= Diferencia algebraica G1 y G2 en por ciento. K = Lvc / A, representa una medida de la severidad de la curva vertical.

CASOS


Calculo de CMF para combinación de curvas

horizontales (CH) y verticales (CV)


Parámetro Descripción Unidad

G1 Pendiente inicial (con signo) %

G2 Pendiente Final (con signo) %

R Radio de Curva ft

LC = D Longitud de Curva Horizontal mi

LVC Longitud de Curva Vertical ft

PFI Proporción de accidentes fatales

y Heridos (FI) medio por año

Ninguna

PPDO Proporción de accidentes con

sólo daños materiales (PDO)

medio por año

Ninguna

CMFs para CH y

tangentes con

CV convexas Tipo I y II


CMFTot combinado para tramos con Curvas Horizontales

Pendientes y Curvas verticales

CMFTot ═ [ (CMFFI -1,0 ) X PFI + (CMFPDO -1,0 ) X PPDO] + 1,0

CMF Tot, puede reemplazar en la metodología del HCM

al producto de CMFr3 x CMFr5,

que tenía en cuenta la presencia de curvas horizontales y

tramos con pendientes para el sitio de análisis considerado.

CASO DE ESTUDIO

RUTA NACIONAL Nº 33

Acceso Norte a Bahía Blanca Km 27 – Km 43

CASO DE ESTUDIO

“Ironía siniestra”

Próximos 5 Kms

Camino Sinuoso”

TMDA = 4.000 veh/d

40% de pesados

VD = 110 Km/h

Ancho de calzada = 6,80 m

Banquinas de 3,00 m

No pavimentadas

Pendientes long. entre 4,94% y 0,11%.

Cinco CH en correspondencia con CV

Radios de 500 a 1000 m

CASO DE ESTUDIO

Según GIECOV (UNS) :

Foco de concentración de accidentes

RN N 33 entre km 34 y 40, caracterizado por

tratarse de un tramo de pendientes, curvas

y contracurvas conocido como:

“Los Toboganes”.

CASO DE ESTUDIO

RUTA NACIONAL Nº 33

Accidentes Totales

CASO DE ESTUDIO

RUTA

NACIONAL

Nº 33

Acc. Norte a

Bahía Blanca

CURVA HORIZONTAL

COTA PIV PROG PIV i1 i2 Lcv PC CC FC delta R Le Des Te Ee p s

Km m m % % m Km m m m º m m m m m % m

28,20 100,11 0

28,40 100,50 195 0,20 0,67 280

28,53 102,50 330 0,67 0,33 280

29,11 104,40 910 0,33 -3,42 170

29,37 95,50 1170 -3,42 0,00 90

29,48 95,50 1278 0,00 3,48 120

29,81 107,00 1605 3,48 -2,18 410

30,55 90,75 2350 -2,18 3,71 250 30,99 2789,77 9º 44' 30'' 1000 50 220,02 110,23 3,73 0 0

30,82 100,60 2615 3,71 0,00 220 31,10 2900,00

31,73 100,60 3525 0,00 0,78 300 31,21 3009,8

32,25 104,50 4052 0,78 1,15 160

33,03 113,75 4825 1,15 -3,10 170

33,34 104,12 5135 -3,10 0,00 100

33,81 104,12 5610 0,00 0,98 76

33,95 105,50 5750 0,98 0,16 100 34,11 5910 18º 31' 10'' 1000 50 365 188,05 13,31

34,40 106,20 6195 0,16 4,94 150 34,29 6092,5

35,00 117,85 6795 4,94 -4,30 252 34,48 6275

35,20 108,60 7000 -4,30 4,82 200

35,45 120,18 7250 4,82 3,16 0

35,70 128,10 7500 3,16 0,87 0

36,10 131,60 7900 0,87 0,21 65 36,20 8000 38º 41' 00'' 600 60 445 240,7 36,16

36,29 132,00 8090 0.21 -2,36 350 36,42 8222,5

36,70 122,30 8500 -2,36 -4,64 60 36,65 8445

36,87 114,40 8670 -4,64 0,00 55

36,93 114,40 8730 0,00 6,65 55

37,08 124,09 8875 6,65 3,36 0

37,34 133,00 9140 3,36 -0,11 175

37,61 132,90 9410 -0,11 -1,91 152

37,85 128,20 9645 -1,91 1,03 105

38,01 129,90 9810 1,03 -1,55 153

38,32 121,40 10115 3,25 4,84 320

38,64 137,00 10435 4,84 -4,25 350 38,47 10265 48 40" 500 80 430 266,35 49,34 6 0,6

38,80 129,43 10600 -4,25 -2,24 38,68 10480

38,95 126,00 10750 -2,24 1,60 350 38,90 10695

39,15 129,11 10945 1,60 2,15 39,05 10845 51 52' 500 80 430 283,39 56,58 6 0,6

39,34 133,10 11135 2,15 0,11 210 39,26 11060

39,51 133,30 11305 0,11 1,32 39,48 11275

40,38 144,85 12180 1,32 0,13 160

40,70 145,28 12500 0,13

41,88 156,75 13675 0,97 -4,78 260

42,11 145,50 13910 -4,78 1,15 260

42,23 146,50 14025 1,15 2,88

42,35 150,11 14150 2,88 1,30 310

42,56 152,50 14355 1,30 0,72 345

CURVA VERTICAL

CONCLUSIONES

RUTA NACIONAL Nº 33 Acceso Norte a Bahía Blanca

Tramo Km 27 – Km 43

Caminos de dos carriles Indivisos: CMFs para curvas horizontales y Verticales

Horizontal Vertical

31 Curva horizontal Tipo 2 Convexa 3,7 0,0 3,7 3.281 0,14 722 195 0,321 0,679 1,28 1,13 1,18

34 Curva horizontal Tipo 2 Cóncava 0,2 4,9 4,8 3.281 0,23 492 103 0,321 0,679 1,27 1,20 1,22

36 Curva horizontal Tipo 1 Convexa 0,2 -2,4 2,6 1.969 0,28 1.148 447 0,321 0,679 1,07 1,04 1,05

38 Curva horizontal Tipo 1 Convexa 4,8 -4,3 9,1 1.640 0,27 1.148 126 0,321 0,679 1,32 1,16 1,21

39 Curva horizontal Tipo 2 Convexa 2,2 0,1 2,0 1.640 0,27 689 338 0,321 0,679 1,48 1,21 1,30

CMF FI CMF PDO

K

(L vc /A) P FI CMF TOT

Progresiva

Km

Geometría Pendiente

Inicial

Pendiente

Final

A

(Por ciento) R (ft)

L VC

(ft) P PDO

L C

(mi)

HSM CMF Total

Tramo PK CMF 3r x CMR 5r

Combinación

CH y CV

27

28

29 1,00 1,00

30

31 1,11 1,18

32

33 1,00 1,00

34 1,07 1,22

35

36 1,09 1,05

37

38 1,23 1,21

39 1,12 1,30

40

41

42 1,00 1,07

43 1,00 1,00

HSM Con CMF CH y CV Reales

Tramo PK N predicted rs N predicted rs N observados

27 0,63 0,18

28 0,63 0,00

29 0,63 0,63 0,29

30 0,63 0,18

31 0,70 0,74 0,47

32 0,72 0,41

33 0,72 0,72 0,47

34 0,77 0,88 0,76

35 0,74 0,18

36 0,73 0,70 0,41

37 0,67 0,00

38 0,88 0,87 0,06

39 0,80 0,93 0,82

40 0,67 0,06

41 0,67 0,06

42 0,63 0,67 0,18

43 0,63 0,63 0,47

CONCLUSIONES

CONCLUSIONES

Para el caso de estudio, visto el proceso realizado en este

trabajo se recomendaría como mejora ampliar los radios de las

curvas a valores mayores a 500 m con la coordinación

planialtimétrica correspondiente.

Este trabajo es una primera aproximación hacia el análisis de

las metodologías a aplicar en casos de combinación de curvas

horizontales y verticales. Se propone extender la utilización del

estudio a tramos de distintas rutas del país.

Se propone designar una comisión de trabajo integrada por

profesionales especialistas dedicados a investigar estos temas

(contemplando la visión multidisciplinaria) y a elaborar normativas

de diseño con énfasis en la seguridad vial.

Muchas gracias

Ing. Raúl F. González – Ing. Adriana Di Campli

Ing. Patricia Vela Díaz – Ing. Paula Scordato

Departamento Transporte

Cátedra: Diseño y Operación de Caminos

11 fiuba dt2016 relacióndiseñogeométrico&accidentes

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