La velocidad de diseño es una herramienta utilizada para determinar las características geométricas de una nueva vía o calle durante el diseño de la vía . Contrariamente a lo que implica la palabra, la velocidad de diseño de la carretera o calle no es necesariamente el límite de velocidad del vehículo o la velocidad máxima segura; que puede ser mayor o menor.
Elegir una velocidad de diseño significa encontrar un equilibrio entre varios intereses que compiten por la prioridad, [1] como velocidades altas de los vehículos para permitir a los conductores viajar a sus destinos rápidamente versus velocidades bajas de los vehículos para la seguridad de las personas fuera del vehículo (como peatones y ciclistas ), [2] o movimiento rápido del tráfico pico ( ingeniería de tráfico ) versus maximizar el 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 al elegir las tasas de peralte y los radios de las curvas , la distancia visual 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 pronunciadas, distancias visuales 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 pronunciadas/cerradas, zonas más pequeñas o nulas, menos peraltes, menos distancia visual 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 de motor 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 necesariamente comprometer la seguridad" [7] y "estableciendo arbitrariamente límites de velocidad más bajos en ubicaciones puntuales debido a una Una velocidad de diseño más baja inferida no es efectiva ni es una buena práctica de ingeniería". [8]
Para ser segura, la calle debe comunicar el nivel real de riesgo al conductor. 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 gobiernan. La velocidad de diseño asumida debe "Será lógico con respecto a la topografía, el uso del suelo adyacente y la clasificación funcional de la carretera". La mayoría de los estados de EE. UU. utilizaron esta definición. [11] En 2004, la primera frase se cambió a "una velocidad seleccionada utilizada para determinar las diversas características de diseño geométrico de una carretera". [12] Esto refleja el hecho de que cumplir con una velocidad mínima de diseño no es suficiente para garantizar una carretera segura.
Recientemente, se ha utilizado el concepto de coherencia en el diseño en lugar de velocidades mínimas de diseño. Esto intenta conectar las expectativas del conductor sobre la carretera con el diseño de la misma. Utiliza modelos de comportamiento del conductor para predecir las velocidades de los vehículos en segmentos de autopista y compara la velocidad prevista en segmentos adyacentes. Las reducciones significativas de velocidad de un segmento a otro se señalan como lugares donde los conductores pueden terminar conduciendo demasiado rápido para las condiciones de la carretera. [13]
También se está produciendo un cambio importante en la filosofía con respecto a la velocidad de diseño de las calles urbanas y suburbanas. Los ingenieros de carreteras medirían la velocidad predominante en una carretera, redondearían al siguiente múltiplo de 5 millas por hora (8,0 km/h) y diseñarían la carretera para esa velocidad, asumiendo 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 apropiada para el vecindario. Esta velocidad se ha denominado "velocidad objetivo" e idealmente es igual al límite de velocidad. [dieciséis]
Cuando se planifican carreteras, la velocidad de diseño seleccionada puede basarse en varios factores o influir en ellos, entre ellos:
Debido a diferencias en los criterios de diseño y operación, hay lugares donde el límite de velocidad publicado basado en un 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 importante factor de seguridad. En consecuencia, no es sorprendente que los automovilistas se sientan cómodos viajando a velocidades mayores que la velocidad de diseño de la carretera durante buenas condiciones climáticas. ... Si bien es obvio que la velocidad "máxima" segura se puede exceder sin dificultad en curvas verticales y horizontales cuando se presentan buenas condiciones climáticas, es difícil convencer al público en general de que la velocidad de diseño de una vía se puede exceder 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. En la definición se utiliza el término "velocidad máxima segura", y se reconoció que 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. En 1997, Fambro et al. (15) recomendaron una definición revisada de velocidad de diseño para el Libro Verde manteniendo al mismo tiempo 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 velocidades superiores a la velocidad de diseño eran "inseguras". El Grupo de Trabajo de AASHTO sobre Diseño Geométrico votó en noviembre de 1998 a favor de adoptar esta definición y se incluyó en el Libro Verde de 2001 (17).
Establecer arbitrariamente límites de velocidad más bajos en ubicaciones puntuales debido a una velocidad de diseño inferida más baja no es eficaz ni es una buena práctica de ingeniería.