La velocidad de diseño es una herramienta que se utiliza para determinar las características geométricas de una nueva vía o calle durante el diseño de la misma . Contrariamente a lo que implica la palabra, la velocidad de diseño de la vía o calle no es necesariamente el límite de velocidad del vehículo o la velocidad máxima segura, que puede ser mayor o menor.
La elección de una velocidad de diseño implica encontrar un equilibrio entre varios intereses que compiten por la prioridad, [1] como las altas velocidades de los vehículos para permitir que los conductores viajen a sus destinos rápidamente frente a las bajas velocidades de los vehículos para la seguridad de las personas fuera del vehículo (como peatones y ciclistas ), [2] o el movimiento rápido del tráfico pico ( ingeniería de tráfico ) frente a la maximización del potencial de desarrollo económico de la calle ( planificación urbana ). [3]
La velocidad de diseño elegida para una carretera de alta velocidad es un factor importante a la hora de elegir los índices de peralte y los radios de las curvas , la distancia de visibilidad y las longitudes de las curvas verticales de cresta y hundimiento . Las carreteras con velocidades de diseño más altas requieren carriles más anchos , [2] curvas amplias, áreas de recuperación más amplias, zonas despejadas más amplias , peraltes de curvas más pronunciados, distancias de visibilidad más largas y crestas y valles de colinas más suaves. [2]
Las carreteras y calles con velocidades de diseño más bajas requieren carriles más estrechos, curvas más cerradas, zonas despejadas más pequeñas o nulas, menos peralte, menor distancia de visibilidad y crestas y valles más pronunciados. [2]
Si bien la velocidad de diseño de una carretera a veces se utiliza para determinar un límite de velocidad inicial, es una medida imperfecta de la velocidad máxima a la que se puede operar un vehículo motorizado por razones que incluyen:
Reconociendo las limitaciones en el uso de la velocidad de diseño para la determinación del límite de velocidad, "las velocidades de operación e incluso los límites de velocidad publicados pueden ser más altos que las velocidades de diseño sin comprometer necesariamente la seguridad" [7] y "establecer límites de velocidad más bajos arbitrariamente en ubicaciones puntuales debido a una velocidad de diseño inferida más baja no es ni eficaz ni una buena práctica de ingeniería". [8]
Para que la vía sea segura, debe comunicar al conductor el nivel real de riesgo. En otras palabras, el conductor debe sentirse incómodo al conducir de una manera insegura.
– Charles Marohn (2021) [9]
El concepto de velocidad de diseño está evolucionando. La definición en la edición de 1994 del Libro Verde de AASHTO [10] era "la velocidad máxima segura que se puede mantener en una sección específica de la carretera cuando las condiciones son tan favorables que las características de diseño de la carretera prevalecen. La velocidad de diseño asumida debe ser lógica con respecto a la topografía, el uso del terreno adyacente y la clasificación funcional de la carretera". La mayoría de los estados de EE. UU. utilizaron esta definición. [11] En 2004, la primera oración se cambió a "una velocidad seleccionada que se utiliza para determinar las diversas características geométricas de diseño de una carretera". [12] Esto refleja el hecho de que cumplir con una velocidad de diseño mínima no es suficiente para garantizar una carretera segura.
Recientemente, se ha utilizado el concepto de consistencia del diseño en lugar de las velocidades mínimas de diseño. Este método intenta conectar las expectativas de los conductores sobre la carretera con el diseño de la misma. Utiliza modelos de comportamiento del conductor para predecir las velocidades del vehículo en los segmentos de la autopista y compara la velocidad prevista en los segmentos adyacentes. Las reducciones significativas de la velocidad de un segmento al siguiente se señalan como lugares en los que los conductores pueden acabar conduciendo demasiado rápido para las condiciones de la carretera. [13]
También se está produciendo un importante cambio en la filosofía en lo que respecta a la velocidad de diseño de las calles urbanas y suburbanas. Los ingenieros de carreteras medirían la velocidad predominante en una carretera, la redondearían al siguiente múltiplo de 5 millas por hora (8,0 km/h) y diseñarían la carretera para esa velocidad, suponiendo que sería segura. Investigaciones recientes [14] y prácticas de diseño [15] se han centrado en utilizar el diseño de la calle para influir en los conductores para que elijan una velocidad adecuada para el barrio. Esta velocidad se ha denominado "velocidad objetivo" y es idealmente igual al límite de velocidad. [16]
Al planificar carreteras, la velocidad de diseño seleccionada puede basarse en varios factores o influir en ellos, entre ellos:
Debido a las diferencias en los criterios de diseño y operación, existen lugares donde el límite de velocidad señalizado basado en una velocidad del percentil 85 excede la velocidad de diseño de la carretera. Esta situación se debe a que los criterios utilizados en el diseño de carreteras incorporan un factor significativo de seguridad. En consecuencia, no es sorprendente que los automovilistas se sientan cómodos viajando a velocidades superiores a la velocidad de diseño de la carretera durante buenas condiciones climáticas. ... Aunque es obvio que la velocidad "máxima" segura se puede superar sin dificultad en curvas verticales y horizontales cuando hay buenas condiciones climáticas, es difícil convencer al público en general de que se puede superar la velocidad de diseño de una carretera con seguridad.
Una preocupación importante con el concepto de velocidad de diseño de 1954 fue el lenguaje de la definición y su relación con las medidas de velocidad operativa. El término "velocidad máxima segura" se utiliza en la definición, y se reconoció que las velocidades de operación e incluso los límites de velocidad señalizados pueden ser más altos que las velocidades de diseño sin comprometer necesariamente la seguridad. En 1997, Fambro et al. (15) recomendaron una definición revisada de velocidad de diseño para el Libro Verde, manteniendo las cinco disposiciones mencionadas anteriormente. La definición recomendada fue: "La velocidad de diseño es una velocidad seleccionada que se utiliza para determinar las diversas características de diseño geométrico de la carretera". El término "seguro" se eliminó para evitar la percepción de que las velocidades superiores a la velocidad de diseño eran "inseguras". El Grupo de trabajo sobre diseño geométrico de la AASHTO votó en noviembre de 1998 para adoptar esta definición y se incluyó en el Libro Verde de 2001 (17).
Establecer límites de velocidad más bajos de manera arbitraria en puntos específicos debido a una velocidad de diseño inferida más baja no es una práctica de ingeniería eficaz ni adecuada.