10.53 nchrp 633 efectos anchosbanquina&medianasobreseguridad

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Efectos de Anchos de
Banquina y Mediana
sobre la Seguridad
Nikiforos Stamatiadis
Jerry Pigman
UNIVERSITY OF KENTUCKY
Lexington, KY
COOPERATION
John Sacksteder
HMB PROFESSIONAL ENGINEERS, INC.
Frankfort, KY
Wendel Ruff
ABMB ENGINEERS INC.
Jackson, MS
Dominique Lord
TEXAS TRANSPORTATION INSTITUTE
ZACHRY DEPARTMENT OF CIVIL ENGI-
NEERING
TEXAS A&M UNIVERSITY
2009
PREFACIO
Edward T. Harrigan,
Oficial de Personal
Junta de Investigación de Transporte
Hallazgos de investigación para cuantificar los efectos operativos y de seguridad de las compensaciones de
los elementos de diseño y sus riesgos asociados. Incluye modelos específicos de predicción de siniestros
recomendados y factores de modificación de choques (CMF) para de los anchos de banquinas y mediana
en caminos rurales de cuatro carriles, CR4C, de interés inmediato para los ingenieros de los organismos
viales estatales responsables del diseño geométrico y las operaciones y seguridad del tránsito.
____________________________________________________________________________
Las normas de diseño dan un punto de referencia para desarrollar los elementos que componen
el diseño vial. Idealmente, cada diseño cumple las normas apropiadas. A veces, los proyectistas
se enfrentan a situaciones en las que el cumplimiento de las normas puede no ser práctico desde
una perspectiva de ingeniería, ambiental, comunitaria o de costo-beneficio. Entonces, deben to-
mar decisiones con respecto a los efectos y riesgos asociados con el cumplimiento o superación
de las normas de diseño, o permitir excepciones; por ejemplo, en situaciones sensibles al con-
texto. Se necesita una evaluación integral de los efectos operativos y de seguridad de las com-
pensaciones en los elementos de diseño para guiar a los proyectista en la valoración apro-
piado de regateos en los elementos de diseño, con las preocupaciones de seguridad y operativas
para la gama completa de diseños viales, desde volúmenes bajos hasta grandes, caminos loca-
les y arteriales, y 3-R hasta obras nuevas.

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La investigación tuvo dos objetivos:
1) Cuantificar los efectos operacionales y de seguridad de las compensaciones de los elementos
de diseño y sus riesgos asociados.
2) Desarrollar guías para ayudar al proyectista a tomar decisiones razonables entre las posi-
bles compensaciones de los elementos de diseño.
La investigación se realizó en dos fases:
I) Revisión de la bibliografía y desarrollo de una metodología para recolectar y analizar datos.
II) Recopilar datos extensos de la bibliografía, bases de datos estatales individuales en el Sistema
de Información de Seguridad Vial de la FHWA y desarrollar modelos de predicción y CMF.
El alcance original del proyecto abarcó la evaluación de las compensaciones de los elementos
de diseño que abarcan la gama completa de proyectos viales, tales como Soluciones Sensibles
al Contexto y Excepciones de Diseño.
Al final de la Fase I se modificó el alcance para concentrarse en los elementos de diseño y com-
pensaciones para las cuales había suficientes datos de calidad adecuada para desarrollar
una guía bien fundada.
Específicamente, el panel del proyecto recomendó investigar el efecto sobre la seguridad de la
Flexibilidad del Diseño en CRnC de:
(1) ancho de carril,
(2) ancho de banquina y
(3) tipo y ancho de mediana.
Los CMF finales recomendados se presentan en el informe sobre los anchos de las banquinas y
mediana para CR4C, con mediana y carriles de 3,65 m.
Se dan métodos alternativos para estimar la seguridad relativa de las elecciones de elementos
de diseño utilizando CMF o modelos de predicción.
La Universidad de Kentucky en Lexington, Kentucky investigó; su informe condujo a modelos de
predicción y CMF recomendados, bajo consideración para su posible inclusión en el futuro Ma-
nual de Seguridad Vial de AASHTO.
CONTENIDO
Capítulo 1 Introducción y enfoque de inves-
tigación
Declaración del problema
Objetivos y enfoque de la investigación
Organización del Informe
Capítulo 2 Revisión de la literatura
Problemas de diseño vial
Elementos de sección transversal
Carriles
Banquinas
Medianas
Conversiones rurales de dos carriles a varios
carriles
Resumen
Capítulo 3 Análisis de datos
Metodología
Base de datos
Análisis de datos
Modelos de predicción
Caminos divididos, todos los siniestros
Caminos indivisos, todos los choques
Caminos divididos, siniestros con lesiones
Compensaciones de los CMF de los modelos
Caminos divididos
Caminos indivisos
Modelos de lesiones
Resumen
Capítulo 4 Recomendaciones de elementos
de diseño
Ancho de banquina promedio
Recomendación
Antecedentes de apoyo
Ancho de mediana
Recomendación
Barrera de mediana
Recomendación
Aplicaciones

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RESUMEN
Efectos de Anchos de Banquina y Mediana sobre la Seguridad
Los objetivos de esta investigación fueron cuantificar los efectos operacionales y de seguridad
de las compensaciones de los elementos de diseño, y desarrollar guías para ayudar a los pro-
yectistas a tomar decisiones razonables al aplicar Soluciones Sensibles al Contexto y Excepcio-
nes de Diseño. Los resultados de la investigación existente se combinaron con la experiencia
práctica reciente para establecer una guía que ayude a planificadores y proyectistas a compren-
der las relaciones, y a cuantificar las compensaciones de los elementos de diseño selecciona-
dos. Informa a la comunidad de diseño vial, y da herramientas de decisión para proyectar cami-
nos donde la Flexibilidad de diseño puede ser apropiada para el contexto del camino.
La investigación se completó en dos fases:
1. revisión de la bibliografía y desarrollo de una metodología para recopilar y analizar datos que
se usarán en la segunda fase;
2. recopilar y analizar datos para desarrollar los recursos y herramientas necesarios para com-
prender los efectos operativos y de seguridad de las compensaciones de los elementos de di-
seño.
Este informe documenta los resultados de la investigación. La revisión de la bibliografía deter-
minó que se había realizado una cantidad significativa de investigación en un intento por cuanti-
ficar las relaciones entre la seguridad y los elementos de proyecto vial, no disponibles para los
elementos de la sección transversal en CRnC.
En una investigación para determinar los efectos la flexibilidad del diseño en CRnC, el panel del
proyecto NCHRP recomendó que la segunda fase de la investigación se centrara en tres ele-
mentos geométricos: ancho de carril, ancho de banquina y tipo y ancho de mediana.
Esta decisión permitió desarrollar modelos útiles compatibles con los esfuerzos actuales en el
Manual de Seguridad Vial (HSM) de AASHTO ( 1 ), planificado como un compendio completo de
conocimientos actuales relacionados con los tratamientos de seguridad vial y una colección de
herramientas para predecir los efectos de seguridad de diferentes opciones de diseño vial.
Los elementos de diseño que se examinaron en esta investigación tienen el potencial de afectar
la seguridad. Los grados de influencia varían según el elemento de diseño y la aplicación y, a
menudo, son específicos de un conjunto de condiciones del camino. Actualmente se están reali-
zando esfuerzos paralelos para abordar la cuantificación de los efectos operacionales y de se-
guridad de la compensación de elementos de diseño para caminos rurales de dos carriles y, en
un futuro cercano, para caminos de varios carriles.
La lección clave de la bibliografía es que los valores de los elementos de diseño pueden variar. La
mayor parte de la investigación se ha dirigido a la tarea de evaluar elementos de diseño especí-
ficos, sin considerar los efectos cuando se combinan varios elementos. Un tema adicional que
no se ha discutido extensamente es la posibilidad de crear el efecto opuesto deseado por los
valores seleccionados para los elementos de diseño. Por ejemplo, las banquinas más anchos
han mostrado el potencial de mejorar la seguridad. Por otro lado, también tienen el potencial de
presentar condiciones que resulten en mayores velocidades de operación y una mayor gravedad
de los choques. Se observó un potencial de contrapeso similar para la presencia y el tipo de
barrera en las medianas.
Las decisiones de diseño y las aplicaciones de contramedidas deben considerar los tipos de
choques asociados para su modificación y luego determinar el elemento de diseño apropiado.
La investigación tuvo como objetivo desarrollar un conjunto de recomendaciones que se utiliza-
rán en la evaluación de las implicaciones de seguridad de las compensaciones de los elementos
de diseño.
Se utilizaron datos de tres estados para desarrollar modelos de predicción que podrían usarse
para este propósito, con énfasis en el desarrollo de modelos de predicción de siniestros y Facto-
res de Modificación de choques para caminos rurales de varios carriles CRnC con respecto al
ancho de carril, ancho de banquina y ancho de mediana y tipo.

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Los datos disponibles limitaron estos modelos a caminos de cuatro carriles con carriles de 3,65
m. Se desarrollaron modelos separados para instalaciones divididas y no divididas, así como
para choques totales y choques con lesiones, cada uno de los cuales incluye choques de un solo
vehículo, múltiples vehículos y todos los choques. La investigación empleó un enfoque de panel
de expertos en el que se revisaron y discutieron investigaciones anteriores junto con los modelos
desarrollados en este documento. De esta manera, la investigación comparó los resultados an-
teriores con los obtenidos para recomendar un conjunto de CMF que se pueden usar para deter-
minar los efectos de seguridad del cambio en los valores de un elemento de diseño.
Se dan recomendaciones finales para el ancho de las banquinas y el ancho medio para caminos
de cuatro carriles con carriles de 3,65 m. Los datos disponibles no permitieron el desarrollo de
recomendaciones adicionales aunque también se consideró la presencia de barrera de me-
diana. Los valores de CMF recomendados son más altos que los propuestos en el HSM princi-
palmente porque abordan todos los siniestros en lugar de solo los relacionados con el elemento
específico. Este hecho explica la mayor magnitud de estos CMF porque capturan el efecto de un
mayor número de choques. A continuación se incluye una breve revisión de la bibliografía, acom-
pañada de los resultados de la investigación y la justificación de los valores recomendados para
el ancho de las banquinas y la mediana.
Anchura de las banquinas
Investigación anterior
Las banquinas colocadas adyacentes a los carriles de circulación cumplen varias funciones, in-
cluida la parada y arranque de emergencia, el área de recuperación por error del conductor y el
soporte del borde del pavimento (2). Sin embargo, el uso de banquinas para dar un área para un
vehículo detenido representa un peligro, ya que investigaciones anteriores han demostrado que
el 11% de los siniestros fatales en autopistas están relacionados con vehículos detenidos en los
banquinas (3). También hay alguna evidencia de que las banquinas más anchos pueden fomen-
tar velocidades de operación más altas porque pueden comunicar al conductor la presencia de
un espacio más amplio para corregir errores. Por último, el número de carriles, el ancho del carril
y el ancho de las banquinas están relacionados de alguna manera, y la elección del valor geo-
métrico para cualquiera de estos elementos normalmente tiene un efecto sobre los otros elemen-
tos.
La mayor parte de la investigación completada hasta la fecha se ha centrado en caminos rurales
de dos carriles y dos sentidos (4) o, más recientemente, en caminos urbanas o suburbanas de
varios carriles (en lugar de caminos rurales), reduciendo aún más el número de referencias rele-
vantes. Hadi y otros (5) examinó el efecto del ancho de las banquinas en los choques en caminos
rurales de varios carriles. Descubrieron que para los caminos rurales divididos de cuatro carriles,
se podría lograr una pequeña reducción en los choques (1% a 3%) si la banquina sin pavimentar
se ensancha en 1 pie. Estos autores también encontraron que los caminos con banquinas entre
3 y 3,65 m tienen las tasas de siniestros más bajas. Esta relación está presente solo para ban-
quinas sin pavimentar y el factor de reducción debe usarse con precaución.
Harwood y otros (6) produjeron CMF para caminos de varios carriles. Luego, un panel de exper-
tos consideró un ajuste al CMF para caminos rurales de dos carriles, CR2C. El panel determinó
que el CMF podría seguir siendo el mismo para ambas situaciones basándose en la determina-
ción de que el ancho de la banquina tiene un efecto similar en caminos rurales de varios carriles
y de dos carriles.
Un estudio reciente de Harkey y otros (7) también evaluaron la ingeniería de tránsito y los mejo-
ramientos de ITS para desarrollar CMF para caminos rurales de varios carriles.
El estudio consideró caminos indivisos con más de 2000 vehículos por día, y los CMF desarro-
llados fueron para caminos donde los choques fueron el 35% del total. Se encuentran disponibles
procedimientos adicionales para caminos con volúmenes más bajos o diferentes porcentajes.

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Para caminos divididas, el borrador actual del HSM usa los valores recomendados del Proyecto
NCHRP 17-29 (8), que desarrolló CMF para ancho de banquina pavimentado para segmentos
rurales de varios carriles. Los resultados de la investigación del Proyecto 17-29 del NCHRP se
publican como Documento 126 del NCHRP solo en la Web
(www.trb.org/news/blurb_detail.asp?id=9099).
Proyecto NCHRP 15-27
Los modelos desarrollados en esta investigación demostraron que existe una relación entre el
ancho de las banquinas y los choques. Los modelos predictivos desarrollados en la investigación
apoyan las tendencias generales observadas en estudios previos para caminos rurales de dos
vías y dos vías. El estudio actual distinguió entre caminos divididos e indivisos y entre choques
de uno y varios vehículos. Esta clasificación permitió el desarrollo de cuatro modelos distintos
para abordar los problemas particulares relacionados con los tipos de siniestros y la influencia
de la presencia de la mediana. También se desarrollaron modelos agregados para todos los cho-
ques para permitir un enfoque integral para determinar los efectos generales del ancho de las
banquinas. El ancho de las banquinas utilizado es el ancho total promedio para las banquinas
izquierda y derecha (es decir, la suma de las banquinas derecho e izquierdo divididos por dos)
en el mismo sentido para caminos divididos y el ancho promedio de las banquinas derechos para
los segmentos no divididos.
Para caminos indivisos de cuatro carriles, el ancho de la banquina fue una variable predictiva
significativa para múltiples vehículos y todos los choques. El coeficiente en el modelo para cho-
ques de múltiples vehículos es −0.11 y para todos los choques es −0.07. El signo negativo es
indicativo de la influencia beneficiosa del ancho de las banquinas. Estos valores son indicativos
de las ganancias de seguridad relativas de un aumento de 0,3 m en el ancho de las banqui-
nas. Sin embargo, la magnitud de estos valores parece alta y es probable que no se puedan
alcanzar reducciones tan grandes.
Para los caminos divididos, el ancho de las banquinas se incluyó en los tres modelos. Los coefi-
cientes fueron −0.05 para un solo vehículo, −0.14 para varios vehículos y −0.12 para todos los
choques. El signo negativo vuelve a demostrar la reducción de los choques asociados al au-
mento de la anchura de las banquinas. La magnitud de los coeficientes para el vehículo múltiple
y todos los choques nuevamente parece ser excesiva.
El análisis similar para los choques solo con lesiones no produjo cambios significativos en los
coeficientes que se señalan aquí. La variable fue significativa solo para caminos divididos y los
coeficientes fueron prácticamente los mismos que los anotados para todos los choques. Los
CMF desarrollados para cada condición basados en los modelos desarrollados se resumen en
la Tabla S-1. Estos factores son para el número total de choques y para todas las gravedades
(KABCO).
Basado en la revisión del equipo de proyecto de la bibliografía, los valores recomendados para
el HSM, y la CMF de NCHRP Proyecto 15-27, la presencia de las banquinas parece influir en la
incidencia de choques, y los valores indicados para todos los siniestros de caminos indivisos
parecen razonables

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Tabla S-1. CMF basados en modelos de predicción para el ancho promedio de las banquinas.1
Categoría Ancho promedio de banquinas (pies) 2
0 3 4 5 6 7 8 10
Indiviso, de varios vehículos 1,39 1,00 0,90 0,80 0,72 0,64 0,58 0.46
Indiviso, todos los choques 1,22 1,00 0,94 0,87 0,82 0,76 0,71 0,63
Dividido, un solo vehículo 1,17 1,00 0,95 0,90 0,85 0,81 0,77 0,69
Dividido, multivehículo 1,51 1,00 0,87 0,76 0,66 0,58 0,50 0,38
Dividido, todos los choques 1,43 1,00 0,89 0,79 0,70 0,62 0,55 0,44
1 Los CMF son para todos los siniestros y todas las gravedades.
2 El ancho promedio de las banquinas para los indivisos es el promedio de las banquinas derechos; para dividido,
es el promedio de la banquina izquierdo y derecho en el mismo sentido.
Tabla S-2. Recomendar CMF para ancho de banquinas promedio (pies) .1
Categoría Ancho promedio de banquinas (pies) 2
0 3 4 5 6 7 8
Indiviso 1,22 1,00 0,94 0,87 0,82 0,76 0,71
Dividido 1,17 1,00 0,95 0,90 0,85 0,81 0,77
1 Los CMF son para todos los siniestros y gravedades.
2 El ancho promedio de las banquinas para los indivisos es el promedio de las banquinas derechas; para dividido,
es el promedio de la banquina izquierdo y derecho en el mismo sentido, y de acuerdo con las tendencias y la biblio-
grafía actual. Se recomienda el uso del CMF para todos los choques en caminos indivisos, ya que el ancho de las
banquinas no fue una variable significativa en los modelos de un vehículo solo.
El equipo del proyecto consideró los valores dados para los tres modelos de caminos divididos y
recomendó usar los valores de choques de un solo vehículo porque los valores para varios
vehículos y todos los choques eran altos y probablemente reflejan otras influencias, como el
volumen. Este ajuste se considera justificable con base en trabajos previos de Harwood y
otros (6) y los valores recomendados en el HSM (8). Diferentes partes del HSM dan diferentes
CMF para los mismos cambios en el diseño u operación; estas diferencias se están conciliando
actualmente. Los valores recomendados se resumen en la Tabla S-2.
Estos factores de modificación son para todos los choques y no para tipos específicos de cho-
ques que podrían estar relacionados con problemas de ancho de banquinas. Los valores reco-
mendados son similares a los propuestos en el HSM, y los de los caminos divididos son compa-
rables para casi todas las categorías con la excepción del CMF de banquina de 2,4 m. Para
caminos indivisos, las diferencias entre el proyecto NCHRP 15-27 y HSM recomienda CMF más
grandes. Las diferencias se atribuyen a que los CMF en el HSM se desarrollaron para choques
relacionados con las banquinas, mientras que los CMF del Proyecto NCHRP 15-27 se desarro-
llaron para todos los choques. Aunque una comparación con los valores de HSM no es estricta-
mente apropiada debido a la diferencia en los choques usados en cada modelo, la comparación
es significativa al mostrar similitudes en las tendencias y concordancia de los hallazgos. Otro
tema que debe abordarse en investigaciones futuras es la falta de CMF para anchos de banqui-
nas mayores de 2,4 m, ya que la bibliografía indica que se desconocen los efectos de seguridad
para tales anchos.
Ancho de mediana
Investigación anterior
El objetivo más importante para la presencia de medianas es la separación del tránsito. Los be-
neficios adicionales de las medianas incluyen la provisión de un área de recuperación para con-
ductores errantes, la acomodación de los movimientos de giro a la izquierda y la provisión para
paradas de emergencia. Los problemas de diseño de la mediana suelen abordar la presencia de
la mediana, junto con el tipo y el ancho. Hay algunas investigaciones sobre estos temas y sus
implicaciones en la seguridad.

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Una revisión de Hauer (9) indicó que no fue posible identificar los CMF para el ancho de mediana,
sino que señaló tres tendencias de seguridad:
(1) los choques cruzados en la mediana (es decir, vehículos opuestos) se reducen con medianas
más anchas;
(2) los choques relacionados con la mediana aumentan a medida que aumenta el ancho de la
mediana con un pico de aproximadamente 9 m y luego disminuyen a medida que la mediana se
vuelve más ancha de 9 m; y
(3) el efecto del ancho medio sobre el total de choques es cuestionable.
El estudio realizado por Hadi y otros (5) el uso de modelos binomiales negativos mostró que el
ancho de mediana influye en caminos de varios carriles, y produjeron dos modelos basados en
el rango de volumen de tránsito y el número de carriles. Este es el único estudio que examinó el
efecto del ancho de mediana en la seguridad de caminos rurales de varios carriles desde que los
varios estudios revisados por Hauer (9) y el Informe provisional del Proyecto 17-
27 del NCHRP (10) tratan sobre el ancho de mediana de las autopistas.
Tabla S-3. HMA para ancho medio en caminos rurales de varios carriles (7).
Barrera Anchura mediana (pies)
15 20 30 40 50 60 70 80 90
Con 1.000 0,997 0,990 0,984 0,977 0.971 0,964 0,958 0,951
Sin 1.000 0,994 0,981 0,969 0,957 0,945 0,933 0,922 0,910
El informe provisional para el Proyecto NCHRP 17-27 describió el desarrollo de un conjunto de
CMF para el efecto del ancho de mediana en los choques de caminos rurales de cuatro carriles
(Tabla S-3). La sección HSM sobre caminos rurales de varios carriles desarrollada a través del
Proyecto 17-29 (8) del NCHRP también propuso valores CMF para caminos rurales de varios
carriles. Se desarrollaron dos conjuntos de valores en función de la presencia de una barrera de
mediana a partir de los estudios de Miaou y otros (11) y Harkey y otros (7). Estos valores repre-
sentaron el número total de choques al considerar los choques relacionados con la mediana. Los
valores recomendados se resumen en la Tabla S-3 y se ajustaron de la línea de base normal de
medianas de 9 m presentadas en el informe. Estos CMF se utilizan para evaluar cambios en el
ancho de mediana para una instalación dividida ya existente; no se usan para estimar el desem-
peño de seguridad de los caminos cuando un camino no dividido se convierte en una instalación
dividida.
Los modelos desarrollados en esta investigación determinaron que el ancho de mediana tuvo un
efecto en choques múltiplevehiculares de caminos divididos, distinguió entre caminos divididos
e indivisos, y entre choques de uno y varios vehículos. El efecto del ancho de mediana solo se
evaluó para caminos divididos. Esta clasificación permitió desarrollar dos modelos distintos para
abordar los problemas particulares relacionados con los tipos de siniestros.
También se desarrollaron modelos agregados para todos los choques, permitir un enfoque inte-
gral y determinar los posibles efectos generales de la presencia de la barrera mediana.
El único modelo en el que el ancho de mediana fue significativo fue en choques de varios vehícu-
los, con un efecto positivo: los choques se reducen con medianas más anchas.
Esta tendencia está respaldada por la observación general de que los caminos con medianas
más anchas exhibirán tasas de choques más bajas que los caminos con medianas más estre-
chas. El coeficiente del modelo fue −0.010. El análisis de los choques con lesiones solo incluyó
esta variable nuevamente solo en modelos de choques de vehículos múltiples con un coeficiente
similar (−0.009).
El equipo del proyecto revisó la bibliografía anterior, los valores recomendados para HSM y el
CMF del Proyecto NCHRP 15-27 y concluyó que la mediana de ancho sí influye en la ocurrencia
de siniestros.

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El equipo determinó que los valores anotados para el único modelo con influencia del ancho
medio son razonables y están de acuerdo con las tendencias y la bibliografía actuales. El único
CMF disponible basado en los modelos desarrollados en esta investigación es para choques de
múltiples vehículos; hay una reducción del 1% por cada pie adicional de ancho medio agre-
gado. Los valores obtenidos de los modelos para choques de varios vehículos son razonables y
coinciden con la investigación anterior. Los valores recomendados se resumen en la Tabla S-4.
Estos CMF son para todos los choques y no para tipos específicos de choques que podrían estar
relacionados con problemas de ancho medio. Los valores recomendados son superiores a los
propuestos en el HSM. La diferencia podría atribuirse al hecho de que los valores de HSM tienen
en cuenta específicamente los choques relacionados con la mediana.
Tabla S-4. CMF recomendados para calzadas divididas de ancho mediano.
Categoría Anchura mediana (pies)
10 20 30 40 50 60 70 80
Multivehículo 1,00 0,91 0,83 0,75 0,68 0,62 0,57 0,51
Esta forma de contabilizar los choques en medianas no fue posible en la investigación actual, y
ajustes similares podrían afectar los valores recomendados. Otra posible relación que podría in-
fluir en estos valores es la presencia de una barrera mediana. Los tramos de caminos con una
barrera suelen tener medianas más estrechas; esto podría influir en los CMF como se muestra
en los valores de HSM. Sin embargo, el conjunto de datos disponible no era lo suficientemente
grande para examinar esta interacción.
Para determinar los CMF para todos los choques, se puede suponer que el ancho medio "no
tiene efecto" en los choques de un solo vehículo y, por lo tanto, el CMF para los choques de un
solo vehículo podría considerarse 1,00. En este caso, se puede estimar un CMF ponderado uti-
lizando los porcentajes relativos de choques de uno o varios vehículos para el camino en cues-
tión.
El CMF desarrollado aquí se puede utilizar para estimar el efecto relativo del valor del elemento
de diseño para un segmento de camino rural de cuatro carriles. El proceso descrito podría apli-
carse para determinar las implicaciones de seguridad utilizando diferentes valores para uno o
una combinación de elementos de diseño. La proporción de CMF para dos condiciones diferen-
tes se puede utilizar para establecer el cambio relativo en los choques anticipados a partir del
cambio en los valores de los elementos de diseño.
El uso de este enfoque se señaló como un método para estimar el cambio en los choques me-
diante la ecuación S-1:
Donde Δ N es el cambio en los choques y CMF i son los CMF para que los diseños sean evalua-
dos. Esta ecuación fue modificada de la forma presentada por Lord y Bonneson (12) ya que no
se dispone de modelos base o estimaciones base. Un valor positivo de Δ N denota un aumento
en la frecuencia de choques.

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Resumen de referencias
1. Highway Safety Manual Home Page. Transportation Research Board. www.highwaysafety-
manual.org. Accessed May 10, 2008.
2. AASHTO. “A Policy on Geometric Design of Highways and Streets.” Washington, D.C. (2004).
3. Agent, K. R., and J. G. Pigman. Accidents Involving Vehicles Parked on Shoulders of Limited
Access Highways, Report KTC-89-36. Kentucky Transportation Center, Lexington, KY (1989).
4. Hauer, E. “Shoulder Width, Shoulder Paving and Safety.” www.trafficsafetyresearch.com
(2000).
5. Hadi, M. A., J. Aruldhas, L. Chow, and J. Wattleworth. “Estimating Safety Effects of Cross-
Section Design for Various Highway Types Using Negative Binomial Regression,” Transporta-
tion Research Record 1500. Transportation Research Board, National Research Council,
Washington, DC (1995); pp. 169–177.
6. Harwood, D. W., E. R. Rabbani, K. R. Ricard, H. W. McGee, and G. L. Gittings. NCHRP Report
486: Systemwide Impact of Safety and Traffic Operations Design Decisions for 3R Projects.
Transportation Research Board of the National Academies, Washington, DC (2003).
7. Harkey, D. L., R. Srinivasan, J. Baek, F. M. Council., et al. NCHRP Report 617: Accident Mod-
ification Factors for Traffic Engineering and ITS Improvements. Transportation Research Board
of the National Academies, Washington, DC (2008).
8. Lord, D., B. N. Persaud, S. W. Washington, J. N. Ivan, I. van Schalkwyk, C. Lyon, T. Jonsson,
and S. R. Geedipally. NCHRP Web-Only Document 126: Methodology to Predict the Safety
Performance of Rural Multilane Rural Highways. Transportation Research Board of the National
Academies, Washington, DC, 2008.
9. Hauer, E. “The Median and Safety,” www.trafficsafetyresearch.com (2000).
10. ITrans Consulting. “NCHRP Project 17-27 Interim Report.” NCHRP 17-27: Project Parts I
and II of the Highway Safety Manual. Richmond Hill, Ont., 2005.
11. Miaou, S. P., R. P. Bligh, and D. Lord. “Developing Median Barrier Installation Guidelines:
A Benefit/Cost Analysis using Texas Data,” Transportation Research Record 1904, Transpor-
tation Research Board of the National Academies, Washington, DC (2005); pp. 3–19.
12. Lord, D., and J. Bonneson. “Role and Application of Accident Modification Factors within
Highway Design Process,” Transportation Research Record 1961, Transportation Research
Board of the National Academies, Washington DC (2006); pp. 65–73.

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CAPÍTULO 1 Introducción y enfoque de investigación
Enunciado del problema
Todo diseño vial comienza con la intención de dar una instalación segura que aborde los proble-
mas de movilidad, se adapte al entorno físico y social, y sea económicamente viable. Para lo cual
los ingenieros se basan en guías y políticas que apuntan a alcanzar tales objetivos. A veces,
puede no ser práctico ajustarse a los valores más altos posibles de todas estas guías. Por ejem-
plo, la adherencia a una determinada especificación geométrica puede crear problemas ambien-
tales, afectar estructuras históricas, ser económicamente inviable o afectar a una comunidad de
manera indeseable. Entonces, posible que el proyecto deba desviarse del valor óptimo predomi-
nante, expresado en guías y políticas. La comprensión de los efectos de tales proyectos alterna-
tivos tanto en la seguridad como en el carácter operativo es esencial para tomar una decisión
bien fundada.
El Libro Verde orienta al proyectista a referirse a un rango recomendado de valores para las
dimensiones críticas del diseño de nuevos alineamientos de caminos y aquellas que se someten
a una reconstrucción importante (1). El Libro Verde da guías, no normas, que permiten la flexi-
bilidad suficiente para fomentar diseños independientes y apropiados distintivos para situaciones
específicas. Sin embargo, tal flexibilidad puede introducir incertidumbre ya que puede haber da-
tos insuficientes para cuantificar las posibles compensaciones al evaluar las variaciones de di-
seño. Aunque el Libro Verde indica que las guías a las que se hace referencia dan una calzada
segura, cómoda y estéticamente agradable, los proyectistas pueden tener poca información so-
bre las consecuencias operativas y de seguridad que pueden resultar si se desvían del rango de
valores recomendado o seleccionan un valor de sobre otro dentro del rango .
El Libro Verde da valores de control para diseñar nuevos alineamientos o reconstrucciones im-
portantes. Para la mayoría de los valores de control, el Libro Verde indica que los rangos reco-
mendados dan una calzada segura, cómoda y estéticamente agradable; sin embargo, hay casos
en los que se necesita flexibilidad adicional y, se acude a una excepción de diseño. Este proceso
permite al proyectista considerar otros valores para un elemento específico y ajustar mejor el
diseño a la situación. En muchos casos, hay poca investigación que cuantifique tales decisiones,
y su efecto en la seguridad (2, 3).
El concepto de guías se enfatizó aún más en Flexibility in Highway Design (4), una publicación
reciente del US DOT, y se enfatiza aún más en la Guía para lograr la flexibilidad en el diseño
de caminos de AASHTO (5). En general, el enfoque anterior restó importancia al efecto del
proyecto en los entornos humanos y naturales, aumentando la posibilidad de crear amplias fran-
jas de pavimento que atraviesan comunidades y recursos naturales. Este enfoque se justificaba
argumentando que resultan diseños con mayor seguridad, pero este resultado no siempre se
obtuvo. Una revisión crítica de las guías de diseño realizada por Hauer (6) indicó que varias
guías de diseño se basan en datos empíricos de hace décadas, y algunas no están validadas a
través de la investigación.
La investigación demostró que otros valores de diseño inferiores a los sugeridos en el Libro
Verde funcionan bien para obtener flexibilidad en el diseño, al tiempo que se equilibran las preo-
cupaciones de seguridad y capacidad. Aunque al seleccionar los valores de diseño siempre se
deben considerar, la seguridad, las ramificaciones de las restricciones de costos y las preocupa-
ciones ambientales pueden justificar la consideración de un valor reducido para un elemento de
diseño. Los diseños adecuados deben evaluar las limitaciones en competencia y crear una solu-
ción que cumpla con los objetivos de movilidad y seguridad.
Objetivos y enfoque de la investigación
Esta investigación reunió el conocimiento de investigación existente y la experiencia del proyecto
para dar una guía de referencia para planificadores y proyectistas. Este esfuerzo de investigación
proporcionará a la comunidad de diseño de caminos con recursos de información y decisiones
herramientas para diseñar caminos donde la flexibilidad de diseño puede ser apropiada para el
contexto del camino.

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La investigación se realizó en dos fases. La primera fase comprendió una revisión de la biblio-
grafía y el desarrollo de una metodología para la recopilación y el análisis de datos en la segunda
fase. En la segunda fase, se recopilaron y analizaron datos para desarrollar una comprensión de
los efectos operacionales y de seguridad de las compensaciones de los elementos de diseño. El
proyecto de dos fases incluyó siete tareas específicas:
• Tareas de la Fase I
o Tarea 1: Revisión del trabajo pasado y en curso en relación con los modelos de pre-
dicción de siniestros de caminos de varios carriles rurales y los factores de modifica-
ción de siniestros (CMF).
o Tarea 2: Desarrollo de un plan de adquisición de datos identificando estados con bases
de datos de fallas que podrían usarse en la siguiente fase, así como elementos de
datos específicos.
o Tarea 3: Desarrollo de un plan de análisis de datos para manipular los datos recopila-
dos y desarrollar modelos de predicción y CMF apropiados.
o Tarea 4: Elaboración de un informe intermedio y un plan de trabajo.
• Tareas de la Fase II Tarea 5: Adquisición de los datos apropiados y análisis de los datos para
desarrollar los modelos y CMF apropiados.
o Tarea 6: Desarrollo de guías que los proyectistas podrían utilizar para evaluar las
consecuencias de seguridad de las compensaciones de elementos de diseño para ca-
minos rurales de varios carriles.
o Tarea 7: Elaboración del informe final.
La primera fase del proyecto identificó un plan para el análisis de recolección de datos que pro-
duciría modelos razonables y CMF para uso futuro. El plan fue revisado por el panel de proyectos
del NCHRP y se hicieron ajustes en la dirección del trabajo. El ajuste principal fue una desviación
del objetivo original de identificar las implicaciones de seguridad de varios elementos de diseño
y se centró solo en varios elementos específicos de la sección transversal: ancho de carril, ancho
y tipo de banquina, ancho y tipo medio, y (posiblemente) ancho de zona libre. Este enfoque re-
enfocado permitió una mejor coordinación con otros proyectos en curso del NCHRP sobre el
desarrollo del Manual de seguridad vial (HSM) (7). Se prevé que el HSM sea un documento com-
pleto de conocimientos actuales relacionados con los tratamientos de seguridad vial, así como
que contenga herramientas para predecir los efectos de seguridad de diferentes alternativas de
diseño de caminos para varias clases de caminos. Se iniciaron varios proyectos del NCHRP en
apoyo del desarrollo de HSM al mismo tiempo que el Proyecto 15-27, y se realizaron esfuerzos
para coordinar con algunos de estos proyectos para producir resultados compatibles. El equipo
del proyecto trabajó muy de cerca con el equipo del Proyecto 17-29 del NCHRP, “Metodología
para predecir el desempeño de seguridad de los caminos rurales de varios carriles”, que tenía
como objetivo desarrollar herramientas predictivas y el capítulo HSM para caminos rurales de
varios carriles .
Organización del informe
Este informe presenta los hallazgos y conclusiones de la investigación para desarrollar modelos
de predicción de siniestros y CMF para elementos de diseño específicos de caminos rurales de
varios carriles. Los resultados de la investigación se incluyen junto con recomendaciones para
futuras investigaciones.

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CAPÍTULO 2 Revisión de la bibliografía
Los proyectos de caminos en los que se consideran las compensaciones de los elementos de
diseño suelen incorporar una gama completa de problemas geométricos y operativos de tránsito,
junto con restricciones ambientales cada vez más restrictivas. Estos problemas pueden requerir
una variación de los valores de referencia utilizados normalmente o de las soluciones tradiciona-
les. Además, cada proyecto es único en términos de condiciones geométricas, tránsito, historial
de seguridad, propósito y necesidad, contexto del proyecto, carácter de la comunidad y priorida-
des públicas. Lo razonable o puede funcionar en un lugar puede no ser apropiado en otro por
una serie de razones técnicas o sensibles al contexto. La revisión de la bibliografía realizada
para esta investigación examinó las implicaciones de seguridad de las compensaciones de los
elementos geométricos, y los hallazgos se presentan aquí. Además, NCHRP Synthesis of
Highway Practice 299: Recent Geometric Design Research for Improved Safety and Opera-
tions presenta una extensa revisión de la bibliografía sobre elementos de diseño geométrico para
mejorar la seguridad y las operaciones (8). La siguiente sección presenta primero una descrip-
ción general de los problemas de diseño de caminos y luego los hallazgos sobre los efectos de
elementos de sección transversal específicos para caminos de varios carriles.
Problemas de diseño vial
El Libro Verde carece de información básica suficiente para comprender las implicaciones ope-
rativas y de seguridad de las combinaciones de características geométricas críticas. La Guía
para lograr la flexibilidad en el diseño de caminos, publicada recientemente, da cierta información
sobre estas áreas, pero también carece de relaciones cuantificables para los valores de varios
elementos de diseño (5). Hay varias características geométricas que tienen un mayor efecto
cuando se combinan que cuando se consideran solas; por ejemplo, Zegeer y Deacon (9) demos-
traron que el ancho combinado de carril y banquina tiene un mayor efecto en el nivel de seguridad
de los caminos rurales de dos carriles que carril o ancho de las banquinas solo. Al mismo tiempo,
hay casos en los que estas combinaciones tienen poco o ningún efecto. La misma combinación
de ancho de carril y banquina tiene un efecto pequeño o posiblemente nulo en los caminos de
cuatro carriles. Por lo tanto, estas relaciones y sus áreas de aplicación deben examinarse más a
fondo.
Otro tema del Libro Verde que requiere información adicional de antecedentes para los proyec-
tistas se centra en la importancia relativa de varios elementos geométricos en la seguridad. Es
evidente que no todos los elementos geométricos tienen el mismo efecto en la seguridad y la
eficacia operativa, y el valor de diseño seleccionado puede afectar a elementos adicionales. Por
ejemplo, la elección de una velocidad de diseño de 45 mph o menos para un camino permite al
proyectista usar un radio de curva mínimo más pequeño, una zona despejada más estrecha, una
curva vertical más corta y distancias de visión más cortas que las de una velocidad de diseño
más alta. Aquí, el efecto es significativamente mayor que cuando se selecciona un solo elemento
de diseño para ajustar. Además, los elementos de la calzada pueden ejercer diversos grados de
influencia incluso a través de un solo elemento. Por ejemplo, el ancho de un carril ejercerá un
efecto en una calzada de dos carriles que será diferente al ejercido en una calzada de cuatro
carriles. Por lo tanto, se necesita una lista de prioridades para identificar la importancia relativa
de cada elemento geométrico. Dada la definición actual de velocidad de diseño, probablemente
sea el elemento de diseño más crítico que se debe seleccionar, ya que tiene el potencial de
afectar los valores utilizados para casi todos los demás elementos de diseño (1, 5).
La mayoría de los estudios relacionados con la seguridad y la velocidad suelen considerar el
límite de velocidad y se sabe muy poco sobre la influencia de las velocidades de diseño en la
seguridad. Se podría suponer que existe alguna relación entre las velocidades de diseño y los
límites de velocidad, pero debido a los métodos utilizados para establecer límites de velocidad
en muchos estados, no es factible desarrollar una relación sistemática entre los dos ( 10 ). Los
enfoques actuales de diseño de caminos enfatizan la velocidad como sustituto de la calidad y la
eficiencia. Este enfoque es probablemente razonable para áreas rurales donde con frecuencia
es deseable alta velocidad, pero no para caminos en áreas urbanas o suburbanas.

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Varios estudios examinaron elementos transversales y han intentado desarrollar modelos o rela-
ciones que pudieran estimar las implicaciones de seguridad de diversos componentes individua-
les. El trabajo de Zegeer y otros (11-13) identificó la relación de ancho de carril y banquina para
choques en caminos rurales de dos carriles y los cuantificó mediante el desarrollo de modelos
que luego se incluyeron en el Modelo Interactivo de Diseño de Seguridad Vial (IHSDM). Una
conclusión significativa y potencialmente útil de la bibliografía es que el elemento importante en
la reducción de choques es el ancho total disponible de la calzada. Los estudios sobre la conver-
sión de caminos de dos carriles en caminos de cuatro carriles muestran que, en general, se
logran mejoras en la seguridad con tales conversiones (14, 15). Los hallazgos del Informe
NCHRP 330: Utilización efectiva del ancho de la calle indican que existen ciertos diseños para
arterias urbanas donde la implementación de estrategias que involucran el uso de carriles más
estrechos tiene un efecto sobre la seguridad (16). Dichas estrategias incluyen el uso de carriles
centrales de doble sentido para dar vuelta a la izquierda o la eliminación del estacionamiento en
la acera, y la mayoría de estas estrategias involucraron proyectos con derecho de paso restrin-
gido y arterias con velocidades de 45 mph o menos. El estudio también concluyó que aunque el
uso de carriles más angostos, cuando se considera solo puede aumentar los tipos de choques
específicos, la presencia de otras características de diseño, como la adición de carriles de doble
sentido para girar a la izquierda, puede compensar estos aumentos. Este estudio también sub-
raya el potencial de efectos interactivos entre varios elementos de diseño y sugiere una evalua-
ción cuidadosa del uso de carriles más estrechos de lo habitual.
Una revisión más reciente de la seguridad en las normas de diseño geométrico realizada por
Hauer (6) examinó críticamente la creencia de que el cumplimiento de las normas de diseño está
directamente relacionado con caminos seguras. Esta revisión indicó que las guías de diseño
tienen un nivel de seguridad inherente, pero ese poco se sabe sobre los efectos de su aplicación
de flexibilidad en el diseño de caminos. Otro problema identificado por Hauer fue la noción de
que existen dos tipos diferentes de seguridad. Una podría denominarse seguridad nominal y se
mide “en referencia al cumplimiento de normas, garantías, directrices y procedimientos de diseño
sancionados” (6). La seguridad sustantiva, en comparación, se basa en el desempeño de segu-
ridad real del camino, es decir, la frecuencia y gravedad de los choques. El diseño de caminos
nominalmente seguros no garantiza caminos sustancialmente seguros, ya que el cumplimiento
de los valores de cada directriz no produce intrínsecamente un diseño seguro. Varios de los es-
tudios examinados se centraron en el desarrollo de modelos que investigan y cuantifican los
cambios sustanciales de seguridad derivados de la alteración de las dimensiones del diseño
(17). Otro aspecto de la seguridad observado por Fambro y otros (18) es el concepto de que la
seguridad es un continuo y no una sola decisión de sí/no. Esto implica que un cambio en el valor
elegido para un elemento de diseño en particular “puede esperarse que produzca un cambio
incremental, no absoluto, en la frecuencia y severidad de los choques” (17). Sin embargo, existe
la necesidad de comprender mejor el efecto en el nivel de seguridad de estos cambios incremen-
tales, y tales esfuerzos son esenciales para comprender y cuantificar la seguridad sustantiva de
un camino. Esto es fundamental para proyectos en los que se considera la flexibilidad de di-
seño. Las partes interesadas no aceptan fácilmente diseños que se consideran nominalmente
seguros, pero requieren la evaluación de alternativas de diseño que pueden desviarse de los
diseños nominales.
Un concepto adicional que merece atención es el de la presencia de un punto de inflexión: el
principio de que los pequeños cambios tienen poco o ningún efecto en un sistema hasta que se
alcanza un punto crucial (19). Este concepto, que se ha utilizado ampliamente en la investigación
epidemiológica, también podría utilizarse en el diseño de caminos debido a la flexibilidad dispo-
nible en los valores de los elementos de diseño. Se podría plantear la hipótesis de que las con-
secuencias operativas y de seguridad de alterar los valores de los elementos de diseño mientras
se mantienen dentro de los valores sugeridos del Libro Verde son mínimas y, por lo tanto, no
crean problemas importantes. Además, las pequeñas desviaciones de estos valores pueden no
tener un efecto significativo y, por lo tanto, el punto de inflexión de las consecuencias de seguri-
dad para cualquier valor de diseño único puede no ser detectable.

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Generalmente, el diseño vial requiere una garantía de varios niveles por parte de ingenieros
profesionales de que el diseño aprobado no resultará en niveles inaceptables de consecuencias
de seguridad. Los proyectos que requieren una excepción de diseño podrían considerarse como
aquellos que están más alejados del valor de diseño más deseable. El Proyecto NCHRP 15-22,
recientemente completado, “Consecuencias de seguridad de la flexibilidad en el diseño de cami-
nos”, encontró que las pequeñas desviaciones observadas en los estudios de casos analizados
indican que se adopta un enfoque generalmente conservador al considerar valores que varían
del diseño tradicional (20).
Elementos de sección transversal
La revisión de la bibliografía realizada para esta investigación se enfocó en tres elementos de
sección transversal: ancho de carril, tipo y ancho de banquina, y tipo y ancho de mediana. Esta
sección analiza los resultados de estos elementos de diseño. Varias de las conclusiones se han
cotejado con el informe provisional del Proyecto 17-27 del NCHRP, “Partes I y II del Manual de
seguridad vial”, (21) y el Documento 126 del NCHRP solo en Internet: Metodología para predecir
el desempeño de seguridad de los caminos rurales de varios carriles (22).
Carriles
Los carriles más anchos se asocian tradicionalmente con velocidades de operación más alta y
mayor seguridad. El Highway Capacity Manual (HCM) (23) documenta que los carriles más an-
chos para caminos de varios carriles dan como resultado velocidades de flujo libre más altas. Por
otro lado, se ha encontrado muy poco sobre las implicaciones de seguridad de carriles más an-
chos. Es razonable suponer que los carriles más anchos pueden dar espacio adicional al con-
ductor para corregir errores potenciales y así evitar choques. Sin embargo, se puede esperar que
un conductor se adapte al espacio disponible y los efectos positivos de seguridad de los carriles
más amplios pueden compensarse con las velocidades más altas.
La mayoría de las investigaciones completadas sobre este tema se han centrado en el ancho de
los carriles de los caminos de dos carriles y de dos vías, y se sabe muy poco del efecto del ancho
de los carriles en los caminos rurales de varios carriles (24).
La revisión realizada por Hauer (24) de los estudios que intentaron modelar el efecto del ancho
de los carriles en los choques de caminos rurales de varios carriles no encontró correlación. La
misma revisión indicó que solo hubo un estudio en el que se incluyó el ancho de carril en los
modelos (25), pero estos fueron para instalaciones de autopistas. Un CMF representa el cambio
anticipado en la seguridad cuando el valor de un elemento de diseño geométrico particular cam-
bia de tamaño. Un CMF mayor que 1.0 representa la situación en la que el cambio de diseño
está asociado con más choques; un CMF menor que 1.0 indica menos choques. Por lo general,
los CMF se estiman directamente a partir de los coeficientes de modelos derivados utilizando
datos de siniestros o paneles de expertos que revisan la bibliografía actual y determinan la mag-
nitud del CMF. La estimación de los CMF a partir de modelos asume que
(1) Cada CMF es independiente, ya que los parámetros del modelo se suponen independientes
(2) el cambio en la frecuencia de siniestros es exponencial.
En la práctica, los CMF pueden no ser completamente independientes, ya que los cambios en
las características del diseño geométrico en los caminos no se realizan de forma independiente
(por ejemplo, el ancho de carril y banquina se puede cambiar simultáneamente) y el La combi-
nación de estos cambios puede influir en el riesgo de siniestros. No obstante, la experiencia ob-
tenida al derivar los HMA de esta manera indica que los supuestos son razonables y, con el
desarrollo cuidadoso del modelo, los HMA resultantes pueden producir información útil sobre el
efecto de primer orden de una variable dada sobre la seguridad.
Un estudio de Harwood y otros (26) examinaron los CMF como parte de proyectos de repavi-
mentación, restauración y rehabilitación (3R).

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Un panel de expertos ajustó los CMF desarrollados para CR2C2S para permitir su uso en cami-
nos de varios carriles, específicamente caminos de cuatro carriles. Los factores no muestran
ningún efecto para los carriles de 3,3 m y un aumento del 8% al 11% para los carriles de 2,7
m. Estos CMF se resumen en la Tabla 1.
La sección del HSM sobre caminos rurales de varios carriles desarrollada como parte del Pro-
yecto NCHRP 17-27 (21) también propuso valores CMF para el ancho de carril en caminos rura-
les de varios carriles (ver Tabla 2) basado en el trabajo de Harwood y otros (26) y Harkey y
otros (27) a través de las deliberaciones de la reunión conjunta del panel de expertos de los
proyectos 17-25 / 17-29 del NCHRP. Se desarrollaron dos conjuntos de valores a partir de los
estudios de Miaou y otros (28) y Harkey y otros (27), según si la calzada se dividió en presencia
de una barrera mediana. Estos valores representaron el número total de choques al considerar
los choques relacionados con la mediana. Los valores recomendados se ajustaron a partir de la
línea de base normal de la mediana de 9 m presentada en el informe.
Tabla 1. CMF para ancho de carril de caminos de cuatro carriles (21).
Ancho de carril (pies)
9 10 11 12
Cuatro carriles indivisos 1.11 1.06 1.00 0.99
Cuatro carriles divididos 1.08 1.04 1.00 0.99
Tabla 2. CMF para ancho de carril (22).
Calzada Ancho de carril (pies)
9 10 11 12
Indiviso 1,13 1.08 1.02 1,00
Dividido 1.09 1.05 1.01 1,00
La mayoría de las investigaciones disponibles examinaron esta relación para los caminos urba-
nos, y se encontró alguna relación entre el ancho de carriles y choques. Estas relaciones no son
aplicables para los caminos considerados en este proyecto de investigación (que examina úni-
camente caminos rurales de varios carriles). En resumen, hay investigaciones pasadas limitadas
que documentan cualquier efecto del ancho de los carriles en los choques de caminos rurales de
varios carriles. El único estudio con factores definitivos es el nuevo trabajo de HSM que se basa
en un enfoque de panel de expertos.
Banquinas
Las banquinas colocadas adyacentes a los carriles de circulación cumplen varias funciones, in-
cluida la parada y arranque de emergencia, el área de recuperación por error del conductor y el
soporte del borde del pavimento (1). El uso de banquinas para dar un área donde un vehículo
podría detenerse representa un peligro adicional, ya que investigaciones anteriores demostraron
que el 11% de los siniestros mortales en autopistas se relacionaron con vehículos detenidos
sobre los banquinas (29). También hay evidencia de que las banquinas más anchos pueden
fomentar velocidades de operación más altas porque pueden comunicar al conductor la presen-
cia de un espacio más amplio para corregir errores. Finalmente, el número de carriles, el ancho
del carril y el ancho de las banquinas están interrelacionados, y la elección del valor geométrico
para cada uno de estos elementos generalmente afecta a los otros.
La mayor parte de la investigación completada hasta la fecha se centra en CR2C2S (caminos
rurales de dos carriles y dos sentidos) (30). Un problema adicional es que la mayoría de los
estudios recientes analizaron caminos urbanos o suburbanos de varios carriles (en lugar de ca-
minos rurales), lo que resulta en un número aún menor de referencias disponibles para este
elemento de diseño. Hadi y otros (25) examinaron el efecto del ancho de las banquinas en los
choques en caminos rurales de varios carriles. Sus hallazgos indicaron que para caminos rurales
divididos de cuatro carriles, se puede lograr una pequeña reducción en choques (1% a 3%) si la
banquina sin pavimentar se ensancha 0,3 m. Los autores también indican que los caminos con
anchos de banquina entre 3 m y 3,65 m tienen las tasas de siniestros más bajas.

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Sin embargo, esta relación está presente solo para banquinas sin pavimentar y el factor de re-
ducción debe usarse con precaución.
Harwood y otros (26) también produjeron CMF para caminos de varios carriles, nuevamente uti-
lizando un panel de expertos para ajustar los CMF de CR2C. En este caso, el panel determinó
que el efecto del ancho de las banquinas es similar tanto para multi y caminos rurales de dos
carriles, por lo que los CMF podrían seguir siendo los mismos. Los CMF propuestos se presentan
en la Tabla 3.
Tabla 3. CMF para ancho de banquina para caminos de carriles múltiples con TMD> 2500 vehículos / día
(21).
Ancho de banquina pavimentado (pies; un lado)
3 4 5 6 7 8
1.0 0,97 0,95 0,93 0,91 0,90
Se ha puesto más interés en la investigación del tipo de banquina que pueda afectar los cho-
ques. El enfoque del trabajo en este tema se concentró en los CR2C2S: casi ninguna investiga-
ción se dirigió a los caminos de varios carriles. Rogness y otros (31) utilizaron cambios en la tasa
de siniestros antes y después de la conversión de caminos rurales de dos carriles con banquinas
completos a caminos rurales sin dividir de cuatro carriles sin banquinas. Los resultados indicaron
que para los caminos con volúmenes en el rango de 1,000 a 3,000 vehículos/día, los choques
aumentaron después de la conversión. El estudio utilizó caminos de Texas, donde conducir por
la banquina en CR2C se considera aceptable.
Harwood y otros (32) desarrollaron CMF para la conversión de tipos de banquina en CR2C. Un
panel de expertos revisó estos factores y determinó que son apropiados para usar en caminos
de varios carriles divididos y no divididos.
Estas estimaciones, Tabla 4, fueron para convertir banquinas de pasto o grava en pavimentadas
y banquinas de césped en banquinas compuestas (parcialmente pavimentados).
Harkey y otros (27) también desarrollaron CMF para CRnC como parte de un estudio que evaluó
la ingeniería de tránsito y los mejoramientos de ITS, Tabla 5. El estudio consideró caminos indi-
visos con más de 2.000 vehículos por día, y los CMF desarrollados fueron para caminos donde
los choques relacionados con las banquinas fueron el 35% del total. Se encuentran disponibles
procedimientos adicionales para caminos con volúmenes más bajos o diferentes porcentajes.
Para caminos divididos, el borrador de HSM usa valores recomendados del Proyecto NCHRP
17-29 (22), que desarrolló el CMF para ancho de banquinas de segmentos rurales de varios
carriles. Estos CMF son para banquinas pavimentadas y también incluyen Harkey y otros CMF
para caminos indivisos, Tabla 6.
Tabla 5. CMF para ancho de banquina pavimentada (27).
Ancho de banquina pavimentado (pies)
0 2 4 6 8
1,18 1,11 1.05 1,00 0,95
En general, la bibliografía no dice nada sobre la relación entre banquina y seguridad para cami-
nos rurales de varios carriles con la excepción del nuevo trabajo de HSM. Al igual que en el caso
del ancho del carril, no hay bibliografía que documente el efecto del ancho y el tipo de banquina
en la seguridad de un segmento de la calzada. Además, los nuevos CMF desarrollados para
el HSM se basan principalmente en un enfoque de panel de expertos y en Harkey y otro trabajo
que se deriva en sí mismo del trabajo de Zegeer (12, 13).

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Medianas
El objetivo más importante para la presencia de medianas es la separación del tránsito. Los be-
neficios adicionales de las medianas incluyen la provisión de áreas de recuperación para manio-
bras errantes, la acomodación de los movimientos de giro a la izquierda y la provisión para pa-
radas de emergencia. Los problemas de diseño de la mediana suelen abordar la presencia de la
mediana, junto con su tipo y ancho. Se realizaron algunas investigaciones sobre estos temas y
sus implicaciones en la seguridad.
Hauer (33) revisó estudios que investigaron el efecto de las medianas en los niveles de seguridad
en los CRnC2S, pero no obtuvo resultados concluyentes sobre la efectividad de la presencia de
medianas en la seguridad; pero identificó el potencial de la mediana para afectar la seguridad. En
uno de estos estudios (34) examinó los CR4C divididos e indivisos en el contexto de diferencias
de seguridad entre los caminos de dos y cuatro carriles. El estudio concluyó que la presencia de
una mediana tuvo un efecto en los choques relacionado con el volumen de la calzada (los cho-
ques de caminos con medianas en comparación con caminos sin medianas exhibieron la relación
0.76 × TMD−0.05) 1.
Tabla 4. CMF para convertir banquina de CnC en C2C (21).
Tratamiento Ancho de banquina (pies; un lado)
3 4 5 6 7 8
Convertir césped en pavimentado 0,99 0,98 0,97 0,97 0,97 0,96
Convertir grava en pavimentado 1,00 1,00 1,00 0,99 0,99 0,99
Convertir césped en compuesto 1,00 0,99 0,98 0,97 0,98 0,98
Tabla 5. CMF para ancho de banquina pavimentada (27).
Ancho de banquina pavimentada (ft)
0 2 4 6 8
1.18 1.11 1.05 1.00 0.95
Tabla 6. CMF para ancho de banquina pavimentado (22).
Calzada Ancho de banquina pavimentado (pies)
0 2 4 6 8
Indiviso 1,18 1,11 1.05 1,00 0,95
Dividido 1,18 1,13 1.09 1.04 1,00
Otro estudio examinó el efecto de la presencia mediana en Oregón y también informó reduccio-
nes de siniestros debido a la presencia de medianas (35). El estudio encontró que la HMA para
la presencia mediana es 0.431, mostrando un acuerdo con los resultados de Council y Stewart
(34), pero una magnitud mayor para su efecto. Elvik y Vaa (36) también mostraron un hallazgo
similar con modelos separados para siniestros con lesiones y daños a la propiedad en un meta-
nálisis de varios estudios donde se agregó una mediana. Sus CMF fueron 0.881 para lesiones y
0.821 para choques por daños a la propiedad. El informe provisional del Proyecto NCHRP 17-27
recomendó un CMF para la presencia de una mediana en el rango de 0,85 a 0,50 (21).
También se examinó la contribución del ancho al efecto de la mediana. Hauer (33) encontró que
no era posible identificar los CMF para el ancho medio, pero más bien notó tres tendencias de
seguridad:
(1) los choques cruzados en la mediana (es decir, vehículos opuestos) se reducen con medianas
más anchas;
(2) los choques relacionados con la mediana aumentan a medida que aumenta el ancho de la
mediana, con un pico de aproximadamente 9 m, y luego disminuyen cuando la mediana se hace
más ancha que 9 m; y
(3) el efecto del ancho medio sobre el total de choques es cuestionable.

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Hadi y otros (25) utilizaron modelos binomiales negativos para mostrar que el ancho medio tiene
influencia en los caminos de varios carriles; estos autores produjeron dos modelos basados en
el rango de volumen de tránsito y el número de carriles. Este es el único estudio que examinó el
efecto del ancho medio en la seguridad de los caminos rurales de varios carriles porque los di-
versos estudios revisados por Hauer (33) y el informe provisional del Proyecto 17-27 del NCHRP
(21) tratan sobre el ancho de mediana de las autopistas.
La Tabla 7, que se tomó del informe provisional para el Proyecto 17-27 del NCHRP, presenta un
conjunto de CMF para el efecto del ancho medio en los choques de caminos rurales de cuatro
carriles; estos valores se basan en un estudio.
La sección HSM sobre caminos rurales de varios carriles desarrollada como parte del Proyecto
NCHRP 17-29 (22) también propone valores CMF para caminos rurales de varios carriles (ver
Tabla 5 en HSM). Se desarrollaron dos conjuntos de valores en función de la presencia de una
barrera mediana.
________________
1Los valores que se presentan aquí son los indicados en el informe provisional del Proyecto 17-27 del NCHRP (21)
y se han ajustado de los estudios originales.
Estos valores se basan en los estudios de Miaou y otros (28) y Harkey y otros (27), y dan cuenta
del número total de choques al considerar los choques relacionados con la mediana. Los valores
recomendados se resumen en la Tabla 8.
También se ha examinó el tipo de mediana en lo que respecta a la seguridad vial. Un metaaná-
lisis de varios estudios realizados por Elvik y Vaa (36) sugiere que existe un efecto debido al tipo
de mediana utilizada. Su análisis examinó los efectos relativos de las instalaciones de barandillas
de hormigón, acero y cables en caminos divididas de varios carriles. Los resultados indican que
el CMF para siniestros con lesiones para barreras de hormigón es de 1,15, para barreras de
acero es de 0,65 y para cables es de 0,71. El CMF resultante para todos los choques para las
barandillas medianas es 1,24, lo que indica que la presencia de una barandilla mediana, y espe-
cialmente una barandilla de hormigón, tiene el potencial de aumentar los choques. Por lo tanto,
los proyectistas deben considerar cuidadosamente si la colocación de una barrera mediana ten-
drá una influencia general positiva o negativa en la seguridad de un segmento de camino en
particular. Una barrera dará como resultado una reducción de los choques de tipo cruzado, pero
también tiene el potencial de aumentar los choques relacionados con la mediana, ya que su
ausencia podría brindar a los conductores la oportunidad de detener sus vehículos en la mediana
(37). Como afirma Hauer: “El efecto neto de colocar una barrera en la mediana es un aumento
en el total de siniestros; un aumento de los siniestros con lesiones y su efecto en el número total
de siniestros mortales no está claro en la actualidad” (33).
Fitzpatrick y otros (38) desarrollaron CMF para barreras medianas en autopistas y caminos rura-
les de cuatro y seis carriles en Texas. Para los caminos rurales, se examinó la influencia de la
barrera mediana en función de la anchura de la banquina izquierda disponible. El estudio con-
cluyó que para los caminos con una barrera, aumentar el ancho del banquina izquierdo en 1 pie
resultará en una reducción del 1.6% de los choques para los caminos de cuatro y seis carriles.
Otros estudios han demostrado que la adición de una barrera podría contribuir a que se produz-
can siniestros. Elvik (39) analizó los resultados de 32 estudios que examinaron el efecto de la
presencia de barrera mediana. Su principal conclusión fue que “. . . Las mejores estimaciones
actuales de los efectos de las barreras medianas son un aumento del 30% en la tasa de sinies-
tros, una reducción del 20% en la posibilidad de sufrir una lesión fatal, dado un siniestro, y una
reducción del 10% en la posibilidad de sufrir una lesión personal. Lesión, dado un siniestro”.
Estos hallazgos indican que, en general, los siniestros pueden aumentar, pero su gravedad
puede disminuir. Miaou y otros también señalaron que las tasas de siniestros son más altas en
los caminos con barreras de medianas en comparación con los caminos sin ellas y que las ba-
rreras de medianas presentan una mayor probabilidad de efecto de vehículos (28).
Un tipo de tratamiento de mediana que puede usarse en caminos rurales de varios carriles es un
carril de doble sentido para girar a la izquierda (TWLTL).

19/46
Este tipo de mediana se encuentra típicamente en caminos rurales donde algún desarrollo puede
estar presente o anticipado. A menudo este tratamiento medio se asocia con tipos específicos
de siniestros relacionados con acceso: giros a la izquierda dentro y fuera de un punto de acceso.
Tabla 7. CMF para el ancho medio en caminos rurales de cuatro carriles que no son autopistas (21).
Anchura mediana (pies)
10 20 30 40 50 60 70 80 90
1,00 0,91 0,85 0,80 0,76 0,73 0,70 0,67 0,65
Un tema de preocupación al estimar los efectos de seguridad de TWLTL es la densidad de ac-
ceso, ya que tiene el potencial de afectar significativamente la oportunidad de siniestros. El efecto
de estos tratamientos no se evaluó de forma exhaustiva y sus beneficios en materia de seguridad
aún requieren una verificación adicional (38).
Hauer (33) estimó que el CMF para la mayoría de los TWLTL urbanos y suburbanos varía de
0,70 a 0,90 según una revisión de varios estudios. Estos CMF son para el número total de blo-
queos y no los tipos de bloqueos asociados con la instalación de TWLTL.
En resumen, la presencia de una mediana tiene un efecto positivo en la seguridad, y algunos
CMF se desarrollaron en base a estudios previos. El ancho de la mediana también tiene un efecto
en la seguridad vial donde las medianas más anchas tienden a tener un CMF más grande. Final-
mente, la colocación de una barrera es un acto de equilibrio porque una barrera tiene el potencial
de aumentar los choques relacionados con la mediana, pero de reducir los choques cruza-
dos. Aunque este elemento ha sido examinado más que los otros dos elementos, varios de los
informes revisados indicaron que para los caminos de varios carriles, se requiere investigación
adicional para desarrollar nuevos CMF o para validar los existentes.
Conversiones rurales de dos carriles a multicarriles
Un proyecto típico para caminos rurales es la conversión de un camino de dos carriles en un
camino de cuatro carriles con o sin una mediana. Usando datos de choques de cuatro estados
del Sistema de Información de Seguridad Vial (HSIS), Council y Stewart (34) intentaron estimar
los efectos de seguridad de tales conversiones en caminos rurales. El estudio indicó que se lo-
graron ganancias de seguridad que oscilan entre el 40% y el 60% para los caminos divididas,
mientras que se lograron ganancias más pequeñas, aproximadamente el 20%, para los caminos
no divididas. Estas estimaciones se desarrollaron utilizando secciones transversales típicas para
cada tipo de camino. Los autores advirtieron que estos hallazgos se basan en un modelo predic-
tivo y deben validarse con datos reales de siniestros antes y después para brindar un apoyo
sólido a las conclusiones.
Agent y Pigman (40) compararon los efectos en la seguridad de la conversión de caminos rurales
de dos carriles en caminos de cuatro carriles o de la realineación de caminos de dos carriles. El
estudio examinó 49 ubicaciones de conversión y 24 ubicaciones donde se mejoró el camino de
dos carriles con realineación y ensanchamiento de carriles y banquinas. El estudio concluyó que
tanto las conversiones a cuatro carriles como los mejoramientos de los caminos de dos carriles
redujeron los choques después de la finalización del proyecto. Hubo una reducción del 56% para
los caminos convertidos y una reducción del 51% para los caminos mejorados de dos carri-
les. Una comparación con las tasas de siniestros en todo el estado para cada tipo de camino
reveló que los caminos convertidas de cuatro carriles exhibieron tasas de siniestros similares al
promedio estatal, mientras que las tasas de siniestros de los caminos mejoradas de dos carriles
se redujeron a aproximadamente la mitad de la tasa estatal para las de dos carriles caminos
rurales.
También se citó la influencia del volumen tanto en los caminos mejoradas como en las converti-
das, y los autores reconocen que se necesita trabajo adicional para evaluar el efecto del volumen
y determinar qué enfoque, conversión o mejora, es más apropiado. El hallazgo importante de
este estudio es que ambos enfoques mejoran la seguridad y deben considerarse como alterna-
tivas de diseño.

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Tabla 8. HMA para ancho mediano en caminos rurales de varios carriles (22).
Barrera Anchura mediana (pies)
15 20 30 40 50 60 70 80 90
Con 1.019 1.012 1.000 0,988 0,977 0,967 0,953 0,944 0,935
Sin 1.010 1.006 1.000 0,994 0,988 0,983 0,978 0.973 0,968
Resumen
Se recopilado un importante cuerpo de investigación que intenta cuantificar las relaciones entre
la seguridad y los elementos de diseño de caminos. Como se señaló anteriormente, NCHRP
Synthesis of Highway Practice 299 ha revisado y discutido varios de estos temas en profundidad,
y se alienta al lector que busque información más detallada a revisar esa publicación (8).
Varios estudios se han centrado en caminos rurales de dos carriles y han abordado problemas
relacionados con el ancho de los carriles, los anchos y tipos de banquinas, las zonas despejadas
y las alineaciones horizontales y verticales. Incluso aunque estas son las áreas generales de
interés para esta investigación, hay una falta de información con respecto a cualquier forma de
asociación entre típico y distinto de los valores típicos del diseño de varios elementos.
Hasta cierto punto, los elementos de diseño seleccionados para un examen más detenido en
esta investigación tienen el potencial de afectar la seguridad. Los grados de influencia varían
según el elemento de diseño y la aplicación y, a menudo, son específicos de un conjunto de
condiciones del camino. Actualmente se están realizando esfuerzos paralelos para abordar la
cuantificación de los efectos operativos y de seguridad derivados de la compensación de los
elementos de diseño. Específicamente, existen modelos de este tipo para caminos rurales de
dos carriles, y en un futuro próximo se desarrollarán modelos similares para caminos de varios
carriles.
La lección más directamente aplicable de la bibliografía es que los valores de los elementos de
diseño pueden variar. La mayor parte de la investigación se ha dirigido a la tarea de evaluar ele-
mentos de diseño específicos, sin considerar los efectos cuando se combinan varios elemen-
tos. Un tema adicional que no se ha discutido ampliamente son los efectos potencialmente
opuestos que pueden impartir valores seleccionados para elementos de diseño. Por ejemplo, las
banquinas más anchos han mostrado el potencial de mejorar la seguridad.
También tienen el potencial de fomentar mayores velocidades de operación que, a su vez, pue-
den conducir a una mayor gravedad de los choques. Se observó un potencial de contrapeso
similar para la presencia y el tipo de barrera en las medianas. Por lo tanto, las decisiones de
diseño y las aplicaciones de contramedidas deben considerar los tipos de choques asociados
con la modificación y luego determinar el elemento de diseño apropiado.
En la Tabla 9 se presenta un resumen de la bibliografía revisada y los hallazgos pertinentes
relacionados con los objetivos de este proyecto de investigación.

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Tabla 9. Resumen de la revisión de la bibliografía.

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CAPÍTULO 3 Análisis de datos
Metodología
Durante las últimas décadas, ha aumentó el interés por estimar las implicaciones de seguridad
de los cambios en varios elementos de diseño. Para poder determinar estos cambios, se desa-
rrollaron modelos que podrían predecir la frecuencia de la tasa de choques o el número de cho-
ques en función de diversas condiciones de tránsito y valores de elementos geométricos. Una
parte importante de la investigación anterior se dedicó a desarrollar tales modelos; En la última
década, la mayoría de los investigadores usaron modelos binomiales negativos para modelar
siniestros. Estos modelos asumen que la variación de choques no observada en los segmentos
del camino tiene una distribución gamma, mientras que los choques dentro de los sitios están
distribuidos por Poisson (41). Los modelos de Poisson, Poisson-Gamma (binomio negativo) y
otros modelos relacionados se denominan colectivamente "modelos lineales generalizados"
(GLM). Estos modelos tienen la forma general de la Ecuación 1:
Los modelos desarrollados de forma similar a la Ecuación 1 serán capaces de identificar la rela-
ción del número de choques con los diversos elementos a tener en cuenta. La medida de expo-
sición utilizada en estos modelos de predicción podría ser la tradicional vehicle-miles (es decir,
el volumen longitud x Tránsito diario medio (TMD) volume), o la longitud en sí mientras el TMD
se convierte en una variable predictora.
Los modelos binomiales negativos se utilizan típicamente en el desarrollo de Factores de Reduc-
ción de Siniestros (CRF) o Factores de Modificación de Choques (CMF). Aunque estos dos tér-
minos son en general similares en concepto, existen ligeras diferencias. Un CRF es un valor que
representa la reducción de choques debido a una mejora de la seguridad en un lugar o sección
del camino. Dichos valores representan el porcentaje de mejora en la calzada y la mayoría de
las veces tienen una connotación positiva, es decir, la intervención de seguridad tendrá un resul-
tado positivo. Por otro lado, un CMF es una constante que representa el cambio de seguridad
debido a un cambio en un valor del segmento. Estos factores suelen ser la proporción de los
valores esperados de choques con y sin el cambio. Los CMF también se utilizan como multipli-
cadores para estimar el número esperado de choques, y los valores inferiores a 1.0 indican me-
nos choques como resultado del cambio.
El concepto básico del AMF es capturar el cambio en la frecuencia de bloqueo debido al cambio
de un solo elemento. Cómo, nunca, esto a menudo no es el caso, y estos factores se han desa-
rrollado utilizando estudios transversales donde se desarrollaron y utilizaron modelos multivaria-
dos en la determinación de AMFs. Los modelos suelen incluir todos los factores que contribuyen
a la seguridad y luego utilizarlos para estimar el cambio en los bloqueos debido a un cambio en
una unidad de la variable de preocupación. Este enfoque se completa normalmente con la asis-
tencia de un panel de expertos que evade el uso de los modelos de predicción y estima el efecto
potencial para cada variable de preocupación. Estas evaluaciones podrían ser apoyadas aún
más por la literatura existente y el kno-wledge actual para la variable específica. Este enfoque se
utilizó en los modelos de carreteras rurales de dos carriles como parte del IHSDM, donde los
modelos desarrollados se utilizaron como base para la creación de los AMF. Los AMF pueden
parecer de naturaleza subjetiva, pero representan una "sabiduría" colectiva basada en el cono-
cimiento del panel de expertos, la observación sobre el terreno y los hallazgos en la literatura de
investigación. La limitación clave de este enfoque para el desarrollo de la AMF es que puede que

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no haya literatura ade- quate que se ocupe de la identificación de los impactos de seguridad de
los elementos de interés. Actualmente, hay dos métodos que se pueden utilizar para estimar
AMF mediante modelos de regresión. El primer método consiste en estimar los AMF directa-
mente a partir de los coeficientes de los modelos estadísticos. Este método ha sido utilizado por
Lord y Bonneson (42) para estimar los AMF para las carreteras rurales de frente en Texas. (41)
utilizaron un enfoque similar en su estudio.
Este método proporciona una manera sencilla de estimar los efectos de los cambios en las ca-
racterísticas de diseño geométrico. Sin embargo, aunque se supone que las variables son inde-
pendientes, pueden estar correlacionadas, lo que podría afectar a los coeficientes del modelo. El
Factor de inflación de varianza (VIF) se puede utilizar para detectar variables correlacionadas,
pero este procedimiento generalmente marca sólo casos extremos de correlación entre variables
(43).
El segundo método consiste en estimar la HMA utilizando modelos de línea de base y aplicarlos
a datos que no cumplen las condiciones nominales (41). Estos modelos se desarrollan utilizando
datos que reflejan las condiciones nominales comúnmente utilizadas por los ingenieros de diseño
o que también podrían reflejar los valores promedio de algunas variables de entrada. Estos mo-
delos suelen incluir solo el flujo de tránsito como variable de entrada. Ejemplos de condiciones
nominales para caminos rurales indivisas de cuatro carriles pueden incluir carriles de 3,65 m y
anchos de banquina de 2,4 m, secciones rectas, etc. Se prevé que al controlar las variables de
entrada, los modelos estimarán con mayor precisión el desempeño de seguridad de la instalación
para las condiciones de entrada dadas. Sin embargo, un inconveniente importante para el desa-
rrollo de modelos de línea de base está asociado con el tamaño de muestra más pequeño. De-
bido a que los datos de entrada solo incluyen datos que cumplen las condiciones nominales, el
tamaño de la muestra se puede reducir significativamente. Esta reducción puede (1) afectar la
estabilidad del modelo, especialmente si el valor medio muestral es bajo (44); (2) aumentar el
error del modelo (varianza); y (3) disminuir el poder estadístico del modelo. Actualmente se utili-
zan modelos de referencia para el HSM (45).
El segundo método fue propuesto por Washington y otros (41), quienes recalibraron modelos
para estimar el desempeño de seguridad de intersecciones rurales señalizadas y no señaliza-
das. Para este método, el modelo de línea de base se aplica primero a los sitios que no cumplen
con todas las condiciones de línea de base; entonces, los valores predichos y observados por
año se comparan, y una relación lineal entre estos dos valores se estima a través de un modelo
de regresión para determinar si CMF pueden producirse a partir de sus coeficientes. La ecuación
lineal está dada por la ecuación:

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Base de datos
El enfoque inicial fue evaluar las implicaciones de seguridad de cambios específicos en los valo-
res de los elementos de diseño mediante una revisión y análisis de casos en los que se imple-
mentaron tales cambios de flexibilidad. La reunión con el panel del proyecto NCHRP al final de
la Fase I resultó en un cambio significativo del alcance del trabajo y el tipo de datos que se
adquirirán. El debate durante la reunión se centró en los problemas y cuestiones potenciales
identificadas en el enfoque original. Ese enfoque se centró en la identificación de casos en los
que se utilizó la flexibilidad de diseño y se documentó mediante una comparación del desempeño
de seguridad de cada caso con los sitios de control donde no se requería flexibilidad. Se identi-
ficaron una variedad de problemas que llevaron a la necesidad de otro enfoque para producir la
investigación más beneficiosa. Esta investigación debe ser útil en los esfuerzos de HSM en
curso, y eso requirió este enfoque revisado. El panel del proyecto recomendó que la investigación
se concentre en caminos rurales de varios carriles y que se limite a elementos de diseño espe-
cíficos: ancho de carril, ancho de banquina y tipo y ancho de mediana. También se discutió la
posibilidad de examinar la contribución de las zonas despejadas, pero esta decisión se tomó en
función de la determinación de la disponibilidad de datos y la factibilidad potencial.
La primera tarea en la Fase II de la investigación fue identificar estados candidatos con datos de
siniestros adecuados para el análisis. El plan era recuperar datos de siniestros de los estados
que participaban en la Base de datos de HSIS de manera que se logre una distribución geográfica
amplia para garantizar la consideración del terreno, el clima y otros factores clave.
Los estados de la base de datos HSIS de FHWA incluyen California, Illinois, Maine, Michigan,
Minnesota, Carolina del Norte, Utah y Washington. La disponibilidad de datos varía entre estos
estados con respecto a los períodos de tiempo (algunos tienen menos años que otros), así como
el tipo de información disponible (no todos incluyen datos de geometría de caminos en los regis-
tros de siniestros).

26/46
Por lo tanto, los datos de estos estados se evaluaron con respecto a la disponibilidad de los
siguientes tipos y clases de datos: (1) caminos rurales de varios carriles; (2) elementos geomé-
tricos incluyendo ancho de carril y banquina y tipo y ancho de mediana; (3) nivel de gravedad del
siniestro; y (4) posiblemente, tipo de choque. Además, para estratificar los datos y los posibles
modelos de siniestros, se necesitaba el número de carriles y la clasificación funcional.
Una revisión de los datos disponibles a través de HSIS para cada estado encontró que solo Ohio
y Washington tienen datos disponibles para curvas horizontales y verticales. Al final de la Fase I
en 2005, los datos de 2004 estaban disponibles en Minnesota y se estaban procesando para los
otros estados. Además, se disponía de datos de Kentucky que el equipo de investigación había
utilizado satisfactoriamente en el pasado. Para lograr el objetivo de identificar posibles diferen-
cias geográficas entre los estados y, así, lograr una perspectiva nacional, se seleccionaron las
bases de datos de California, Kentucky y Minnesota para el análisis de la Fase II. Esto permite
una distribución geográfica razonable que debería cubrir adecuadamente los caminos que se
encuentran en todo el país. Un elemento final discutido en la reunión del panel del proyecto fue
la exclusión de las intersecciones para crear una base de datos con secciones intermedias sola-
mente.
La comprensión de las consecuencias de seguridad tanto para el número total como para los
tipos específicos de choques es de interés para evaluar las compensaciones de los elementos
de diseño. El cambio en la tasa de siniestros proporcionará una comprensión de los riesgos de
seguridad generales de la compensación aplicada. También existen tipos de choques específi-
cos que se esperaría que ocurrieran debido a una compensación en un elemento geométrico
específico; por ejemplo, si la decisión involucró el uso de medianas, el número de choques fron-
tales sería de particular interés. El análisis de tales tipos específicos de choques proporcionaría
una comprensión del efecto de ciertos tipos de decisiones. Por lo tanto, el número de todos los
choques y el número de tipos de choques específicos para cada caso se recopilarían para eva-
luar las compensaciones de seguridad de los valores variables de los elementos de diseño. Una
evaluación adicional se centraría en la gravedad de los siniestros. Es posible que las compensa-
ciones para un elemento de diseño no muestren efectos significativos en la seguridad vial expre-
sados en choques totales, pero podrían afectar la gravedad de los choques.
Los datos de California y Minnesota utilizados para esta investigación fueron proporcionados por
NCHRP Project 17-29, que también estaba trabajando en un tema similar y ya había desarrollado
y evaluado las bases de datos para estos dos estados. Los datos de Kentucky también fueron
evaluados por el equipo de investigación para dar compatibilidad entre los tres conjuntos de da-
tos y para ver que todas las variables que se examinarán proporcionaran la misma información
y valores.
Se hizo un esfuerzo para aumentar los datos de Kentucky con el ancho de zona libre disponible
para todos los segmentos incluidos en la base de datos. Las visitas al sitio se realizaron en los
437 segmentos rurales de varios carriles de la base de datos. La intención de estas visitas era
revisar la información disponible incluida en el Sistema de Información de Caminos del estado y
determinar su exactitud. El trabajo anterior con estos datos indicó inexactitudes ocasionales con
respecto a los elementos geométricos utilizados. Kentucky está realizando una revisión similar,
pero sus resultados no estaban disponibles en el momento de este trabajo de investigación. Para
cada sitio, se midieron los anchos de carril, banquina y mediana, se registraron los tipos de ban-
quina y mediana, y se hizo una estimación de la zona libre disponible. Luego, los datos se usaron
para actualizar el archivo de geometría, que a su vez se usó para desarrollar la base
La base de datos final se desarrolló agregando las bases de datos estatales individuales en
una. Para cada estado, se utilizó un período de 12 años con el examen de datos que cubren
2,387 millas. Una evaluación adicional de los datos para determinar la presencia de todas las
variables y valores comunes disponibles indicó que la mayoría de los segmentos (más del 95%)
eran instalaciones de cuatro carriles y la mayoría (más del 90%) tenían anchos de carril de 3,65
m. Los datos indican que puede haber algunas preocupaciones con respecto a la distribución de
ciertas variables, ya que un kilometraje significativo fue en valores específicos, lo que puede no

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permitir el desarrollo de modelos completos. Por ejemplo, se pensó en crear modelos separados
para instalaciones de cuatro y seis carriles. Sin embargo, los datos disponibles indican que solo
hay 35 segmentos para instalaciones de seis carriles que representan 205.45 millas (8.6%) del
kilometraje total. Por lo tanto, se tomó la decisión de desarrollar modelos solo para segmentos
de cuatro carriles y 3,65 m de ancho de carril. Este enfoque dio como resultado un nuevo con-
junto de datos que tenía una extensión total de 1,433.7 millas con 35,694 choques de los cuales
9,024 fueron choques con lesiones. El TMD varió de 241 a 77,250 vehículos / día, y el total de
millas para caminos divididas fue 1,241.4. Todos los tramos se clasificaron como no de autopista,
aunque estas instalaciones podrían calificar como caminos rurales de varios carriles y todas tie-
nen una longitud mayor a 0.10 millas. Se utilizó un promedio de los anchos de las banquinas
izquierdo y derecho como el ancho de las banquinas, ya que este enfoque dio como resultado
modelos con coeficientes más razonables e intuitivos. El ancho de banquina promedio se calcula
como la media del ancho izquierdo y de banquina en el mismo sentido para caminos divididos y
como la media para las banquinas derechos en segmentos no divididos. Además, se verificó el
tipo de banquina para garantizar que ambos banquinas utilizados en el cálculo sean del mismo
tipo. Todos los segmentos incluidos en el conjunto de datos final tenían el mismo tipo de banqui-
nas derecho e izquierdo. Finalmente, toda herida se incluye 20 niveles (lesiones ABC) y muertes
(K) en los choques con lesiones.
Estas bases de datos estatales exhibieron varios valores para las variables comúnmente nom-
bradas. Por ejemplo, la base de datos de California codifica los tipos de barrera mediana de
manera diferente que Minnesota y Kentucky. Era importante descifrar estas diferencias y deter-
minar las categorías y grupos comunes entre las tres bases de datos estatales. Se hizo evidente
que se debería evaluar la similitud de la codificación de datos entre estas bases de datos para
evitar una mala interpretación de los resultados.
La unidad de análisis en el proceso de desarrollo del modelo es un segmento de camino que
tiene geometría y condiciones de tránsito homogéneas. La base de datos aquí desarrollada uti-
lizó este enfoque y, por lo tanto, permite el desarrollo de modelos que tendrán al segmento como
una unidad. La Tabla 10 presenta un resumen de las variables consideradas y el número de
segmentos en la base de datos final por cada estado (como se describió anteriormente). En todos
los casos, el término "siniestro con lesiones" denota siniestros con lesiones y muertes.
Los datos de la Tabla 10 indican que la mayoría de los segmentos son caminos divididas sin
barreras medianas, con anchos de banquina entre 6 y 2,4 m y con volúmenes de tránsito entre
5,000 y 15,000 vehículos / día. Todas son caminos rurales de cuatro carriles con carriles de 3,65
m. Existen diferencias entre los estados para ciertas variables; por ejemplo, la mayoría de los
caminos con mayor TMD están en California y representan aproximadamente un tercio de los
segmentos dentro del estado.
California y Minnesota también tenían una gran cantidad de segmentos con medianas anchas
(mayores de 18 m), mientras que la mayoría de las anchuras medianas de Kentucky eran más
estrechas (más de la mitad de los segmentos eran menores que 6 m). Estas diferencias entre
estados pueden afectar el desarrollo del modelo porque pueden influir en la presencia o ausencia
de una variable, así como en la magnitud de sus coeficientes. Además de esta evaluación, tam-
bién se realizó un análisis preliminar para estimar las tasas de siniestros para las variables de
interés (Tabla 11). Los datos muestran que, en general, las autopistas divididas tienen tasas de
choques más bajas, los segmentos con una barrera mediana tienen índices de choques más
altos que los segmentos sin ellos, y hay una diferencia entre choques de uno y varios vehículos
dependiendo de si el camino está dividido. El ancho medio tiene un efecto positivo (es decir,
tasas de choques más bajas) hasta 12 m; las tasas de siniestros aumentan por encima de ese
ancho. Lo mismo podría observarse para el ancho de las banquinas, donde la tasa de choques
disminuye hasta 1,8 m y luego varía a medida que la banquina se ensancha.
Estas tendencias son observaciones simples y no se realizaron pruebas estadísticas para deter-
minar su significación estadística.

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Tabla 10. Extensión de las variables en la base de datos.
Variable Categorías Dividido Indiviso
California Kentucky Minnesota California Kentucky Minnesota
Choques Todas 16.951 4.045 8.035 2.765 5.106 681 3.495 995 1.037 405 1.068 133
Lesión
Arterial principal si 571 539 615 164 73 84
No 183 71 46 125 8 31
Barrera mediana si 95 3 6 N / A N / A N / A
No 659 607 655 N / A N / A N / A
Banquina derecha
pavimentado
sí
No
624
130
530
80
595
66
243
46
68
13
47
68
Ancho promedio
de banquinas
(pies)
0 0 1 10 6 2 49
0-2 49 27 1 20 7 2
2-4 102 32 14 124 1 9
4-6 87 218 99 36 19 13
6–8 412 329 536 75 31 18
8+ 104 3 1 28 21 24
TMD (vehículos /
día; 000s)
<5 65 61 91 103 4 34
5-10 116 172 268 80 31 38
10-15 181 239 178 53 23 32
15-20 131 89 92 34 12 10
20-25 89 30 26 12 8
> 25 172 19 6 7 3 1
Anchura mediana
(pies)
<10 55 101 27 N / A N / A N / A
10-20 177 188 12 N / A N / A N / A
20-30 116 159 20 N / A N / A N / A
30–40 59 108 37 N / A N / A N / A
40–50 149 37 142 N / A N / A N / A
50–60 32 14 185 N / A N / A N / A
> 60 166 3 238 N / A N / A N / A
Análisis de datos
Se desarrollaron modelos predictivos para evaluar las compensaciones entre los elementos de
diseño seleccionados. La unidad de análisis es un segmento de camino con su historial de si-
niestros asociado. Los registros de la base de datos se basan en segmentos de caminos que
tienen características geométricas consistentes para su longitud correspondiente. Cada registro
incluía el número total de siniestros y el número total de siniestros con lesiones. Se hizo una
distinción con respecto al número de vehículos involucrados en el choque, con choques clasifi-
cados como de un solo vehículo o de múltiples vehículos para choques totales y con lesiones. El
objetivo del análisis fue aislar el efecto de un solo parámetro. Por ejemplo, todos los segmentos
de camino en arterias no divididas de cuatro carriles se utilizarían en el desarrollo de un modelo
para determinar el efecto potencial de las diversas características en el número total de choques
u otros tipos de choques (es decir, un solo vehículo, varios vehículos o choques de lesiones).

29/46
Tabla 11. Tasas de siniestros para las variables seleccionadas.
Variable Categorías Dividido Indiviso
Arterial principal si 48,97 77.15
No 51,63 77,83
Barrera mediana si 98,95 N / A
No 46,67 N / A
Vehículos Único
Multi
29,21
20,15
36,68
39,44
Banquina derecho pavimentado Si
no
74,21
60,40
128,84
79,25
Ancho promedio de banquinas (pies) 0 89,45 155,51
0-2 82,26 87.04
2-4 60.15 75,89
4-6 53.15 64,51
6–8 45,47 65.08
8+ 38,92 52,56
TMD (vehículos / día; 000s) <5 72,78 92,90
5-10 49,88 75,94
10-15 40,32 68,28
15-20 45,55 58,10
20-25 38,86 89,10
> 25 63,32 93,53
Anchura mediana (pies) <10 74,75 N / A
10-20 55,65 N / A
20-30 47,99 N / A
30–40 38,85 N / A
40–50 42,56 N / A
50–60 43,90 N / A
> 60 46,98 N / A
El análisis de datos se centró en el desarrollo de modelos por elemento de diseño para evaluar los efectos de
seguridad operacional de las compensaciones entre los valores de cada elemento de diseño y predecir las
posibles consecuencias de seguridad operacional expresadas como número de choques por unidad de
tiempo. También se desarrollaron modelos para predecir siniestros por nivel de gravedad. Sin embargo, no se
desarrollaron modelos para tipos de siniestros específicos debido a la falta de datos de siniestros disponi-
bles. Para el modelado estadístico, se utilizaron GLM porque se consideran más apropiados para las variables
que normalmente no se distribuyen.
Dichos modelos utilizan una función de máxima verosimilitud para determinar qué variables son significativas
y qué tan bien se ajusta el modelo a los datos. Los choques se consideran eventos aleatorios que siguen una
distribución de Poisson; por lo tanto, el uso de GLM es apropiado. Estos modelos se derivan de un enfoque
estadístico relativamente reciente; la bibliografía sugiere que fueron ganando popularidad entre los investiga-
dores (39-41).
Se utilizó el software estadístico SAS para desarrollar los modelos de predicción y determinar sus coeficientes
(46). Se implementó el procedimiento de Modelado Generalizado (GENMOD) y se estimaron los coeficientes
del modelo mediante el método de máxima verosimilitud. Este enfoque se adapta bien al desarrollo de modelos
que tienen predictores continuos o categóricos2. Las estadísticas de desviación residual se utilizaron para
evaluar la bondad de ajuste del modelo. Inicialmente, todas las variables de interés se incluyeron en el modelo
y las variables con coeficientes que no eran estadísticamente significativos (al nivel del 5%) se eliminaron del
modelo. Este proceso se siguió hasta obtener un modelo en el que todas las variables ingresadas eran esta-
dísticamente significativas. También se evaluaron los signos de los coeficientes para determinar si reflejaban
las tendencias de siniestros observadas anteriormente.

30/46
Un resultado deseable de tal modelo es la determinación del efecto relativo de seguridad de elementos geo-
métricos específicos. Esto requiere la disponibilidad de datos adecuados para establecer tales comparaciones,
así como el aislamiento del efecto de cada elemento. Hay problemas potenciales que deben considerarse
cuando se desarrolla un modelo. Primero, los modelos desarrollados en esta investigación predicen el número
de choques para una condición dada. Esta decisión se tomó durante la reunión del panel del proyecto, durante
la cual se discutió la idoneidad de las tasas de siniestros y el número de siniestros. La decisión se basó en la
necesidad de desarrollar resultados que pudieran eventualmente ser usados en el HSM. El fundamento de
esta decisión es que la tendencia actual es evitar el uso de índices de siniestros debido a los problemas po-
tenciales que surgen de la suposición implícita de linealidad entre el volumen y los siniestros, así como el
posible uso indebido por parte de usuarios inconscientes que pueden asumir que un cambio en el tránsito los
volúmenes podrían afectar proporcionalmente el número de siniestros. Por lo tanto, se decidió separar los
datos en segmentos divididos e indivisos y desarrollar modelos separados para cada grupo.
Los modelos desarrollados en esta investigación fueron validados para determinar su bondad de ajuste. Los
datos disponibles se dividieron aleatoriamente en dos conjuntos: uno se usó en el desarrollo del modelo, mien-
tras que el segundo se usó para evaluar la fuerza del modelo para predecir el número de choques. Este es un
enfoque aceptado para determinar la bondad de ajuste de un modelo, aunque reduce a la mitad los datos
disponibles para desarrollar el modelo.
Modelos de predicción
Se desarrollaron y evaluaron modelos para determinar su aplicabilidad y capacidad para producir predictores
con signos de coeficientes razonables. Inicialmente, se desarrollaron modelos donde la exposición se consi-
deraba el producto de la longitud y el volumen de tránsito. Sin embargo, estos modelos produjeron resultados
consistentemente contrarios a la intuición: los signos de los coeficientes eran opuestos a las expectativas a
priori basadas en investigaciones anteriores. Por lo tanto, se produjo una segunda ronda de modelos que utilizó
el volumen como predictor con el objetivo de obtener modelos más robustos con coeficientes más acordes con
trabajos anteriores. Estos nuevos modelos se ajustaron mejor y la mayoría de los coeficientes coincidieron con
los resultados de investigaciones anteriores. La forma general de estos modelos fue la siguiente:
Las variables de predicción variaron para cada condición (segmentos divididos y no divididos y choques de un
solo vehículo, múltiples vehículos y todos los choques) se analizan en los siguientes párrafos. El término ln
12 se incluye en cada modelo para dar los resultados en unidades de choques por año (ya que se utilizaron
12 años de datos para estimar el modelo).

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