Análisis del comportamiento de conductores en curvas de bajo ángulo de deflexión.

Abstract

[ES] Esta Tesis Doctoral se centra en el estudio de las curvas de bajo ángulo de deflexión, las cuales son esenciales para el diseño geométrico, pero cuyos criterios de diseño difieren del resto y pueden producir mermas en la seguridad vial. Fundamentalmente, se pueden distinguir tres tipos de afecciones: percepción errónea, trayectorias erráticas y velocidades excesivas. Una percepción errónea puede darse especialmente cuando el desarrollo de la curva es muy reducido. En este caso, la curva puede aparecer como un quiebro, que puede llevar a los conductores a realizar maniobras erráticas, según perciben su curvatura. Esto puede agravarse con la presencia de acuerdos en alzado. Las velocidades excesivas (que pueden darse en los casos de percepción errónea o no), son fruto de la elevada visibilidad en las mismas, combinada con radios intermedios y, en ocasiones, su sección transversal. En muchas ocasiones, los usuarios tienden a cortar ligeramente la trazada (invadiendo el arcén o el carril de sentido contrario), aumentando la posibilidad de choque frontal o salida de vía. La baja deflexión de estas curvas impide disponer curvas de transición (suele realizarse directamente la transición de recta a curva circular). Por ello, las diferentes normativas tienen expresiones particulares para determinar el radio o desarrollo mínimos de estas. El problema es que dichas expresiones no están basadas en estudios experimentales que corroboren su efectividad. En esta Tesis Doctoral se pretende profundizar en el conocimiento en ambos aspectos, con el fin de validar los criterios actuales, o bien proporcionar unos nuevos con fundamento científico. Mediante dos encuestas - una presencial y otra online - en las que se muestran vídeos de curvas de esta tipología, se consulta a voluntarios acerca de su percepción, velocidad y posición tentativas. Se han considerado más de 300 curvas en este estudio. La operación vehicular se analiza mediante un estudio naturalístico sobre cuatro curvas de bajo ángulo con diferente configuración transversal y nivel de tráfico. Se ha podido determinar que la sección transversal tiene una importante influencia sobre la velocidad desarrollada. Como resultado, se presenta un criterio de desarrollo mínimo, más simple que en la mayoría de actuales normativas, pues no es dependiente del ángulo de deflexión. Se ofrecen dos umbrales, uno recomendable a partir del cual la percepción es adecuada y no causa disminución en la velocidad, y otro obligatorio, por debajo del cual no se garantiza una percepción adecuada.

[CAT] Aquesta Tesi Doctoral es centra en l'estudi de les corbes de baix angle de deflexió, les quals són essencials per al disseny geomètric, però que tenen criteris de disseny diferents a la resta, amb possibles penalitzacions a la seguretat viària. Fonamentalment, es poden distingir tres tipus d'afeccions: percepció errònia, trajectòries erràtiques i velocitats excessives. Una percepció errònia pot donar-se especialment quan la llargària de la corba és molt reduïda. En aquest cas, la corba pot visualitzar-se com una finta, la qual pot fer que els conductors a fer maniobres erràtiques, segons perceben la curvatura. Això pot agreujar-se amb la coincidència d'acords verticals. Les velocitats excessives (que poden coincidir o no amb una percepció errònia), son resultat de la seua elevada visibilitat, combinada amb radis mitjans i, en ocasions, la seua secció transversal. Freqüentment, els usuaris poden retallar lleugerament la corba (envaït parcialment ell voral o el carril de sentit contrari), augmentant la possibilitat de xoc frontal o eixida de via. La baixa deflexió d'aquestes corbes impedeix disposar corbes de transició (sol realitzar-se directament la transició de recta a corba circular). És per això que les diferents normatives presenten expressions particulars per a determinar el radi o la llargària mínima d'aquestes. El problema es que aquestes expressions no estan basades en estudis experimentals que asseveren la seua efectivitat. En aquesta Tesi Doctoral es pretén profunditzar en el coneixement d'ambdós aspectes, amb l'objectiu de validar els criteris actuals, o bé proporcionar uns de nous amb fonament científic. Mitjançant dues enquestes - una presencial i altra online - en las que es mostren vídeos de corbes d'aquesta tipologia, es pregunta a voluntaris sobre la percepció, velocitat i posició temptatives. S'han considerat més de 300 corbes en aquest estudi. La operació vehicular s'ha analitzat mitjançant un estudi natural¿lístic sobre quatre corbes de baix angle amb diferent configuració transversal i nivell de trànsit. S'ha determinat que aquesta secció transversal té una influència important sobre la velocitat desenvolupada. Com a resultat, es presenta un criteri de llargària mínima, més simple que el d'altres normatives actuals, ja que no hi depèn de l'angle de deflexió. S'ofereixen dos umbrals, un recomanable a partir del qual la percepció és adequada i no redueix la velocitat, i un altre obligatori, sot a el qual la percepció estaria compromesa.

[EN] This Doctoral Thesis focuses on the analysis of low deflection curves. These curves are necessary for horizontal alignments, but the design criteria differ from other curves, sometimes causing lack of safety. There are three main safety concerns: erroneous perception, erratic trajectories, and speeding. Short low deflection curves are more prone to misperceptions. Such the case, these curves might appear as a kink, with drivers being more likely to perform erratic maneuvers. This would get even worse if combined with vertical curves. Speeding behaviors (which may happen at misperceived curves or not), are generally caused by the high sight distance, combined with medium-to-high radii and, occasionally, with a wide cross-section. Drivers tend to cut the curves, invading shoulder or the opposite direction. This increases the probability of run-of-road or head-on crashes. Due to the low angle, spirals are not required to perform tangent-to-curve transition (tangent is directly connected to the circular curve). Thus, different guidelines present particular expressions to determine their minimum radius or minimum length. Unfortunately, these expressions are not supported by experimental studies. This Doctoral Thesis aims at studying in depth these curves, in order to validate existing criteria or determine new criteria to apply. To questionnaires - in-person and online - showing videos covering these curves have been developed. Volunteers have been asked about preception, lateral position and speed. More than 300 curves have been considered in this study. Vehicle operation has been studied by means of a naturalistic study on four low-deflection curves, with different cross-section and traffic characteristics. As a result, cross-section has been found to contribute enormously to speeding. As a result, two-threshold criterion has been provided. This establishes minimum thresholds for the curve length. This criterion is simpler than most of the existing ones. A minimum recommended threshold is provided to ensure a good perception combined with no speed variation. A lower, critical threshold is provided to ensure a good perception.