Procedimiento para la incorporación de la confiabilidad en el diseño geométrico de curvas horizontales aisladas

Abstract

En Chile, el diseño geométrico de curvas horizontales incorpora la seguridad a través del equilibrio dinámico entre la demanda puntual de fricción, como función de la velocidad, el radio y el peralte, y la máxima aceleración lateral tolerada por el conductor. Este equilibrio está basado sobre una consideración de comodidad, en base a relaciones determinísticas, lo cual no permiten determinar a priori el margen de seguridad que tiene el diseño. El objetivo de este trabajo, es proponer un procedimiento para incorporar la confiabilidad en el diseño geométrico de curvas horizontales, de modo de incorporar la naturaleza aleatoria de las variables de diseño. El procedimiento desarrollado permite calcular la probabilidad de falla en el diseño, considerando la diferencia entre la demanda y oferta de fricción en el pavimento para una cierta configuración de radio y peralte, y un cierto percentil de conductores. Para ello, se definen funciones de oferta de fricción (fs) respecto de distintos tipos de pavimentos, se modela la demanda de fricción (fd) en función del radio de curvatura, y percentil de velocidad, y se calculan las probabilidades de falla (Pf) de los diseños aplicando técnicas de análisis de confiabilidad, tales como el método FORM (First Order Reliability Method). Al aplicar el procedimiento al caso chileno, los resultados indican que la probabilidad de falla aumenta para radios menores a 300 metros, y para mayores percentiles de velocidad. También ocurre que para un mismo radio, las probabilidades de falla disminuyen respecto del tipo de pavimento, de manera que Pf(DTS)>Pf(Ho)>Pf(Asf), y tienden a cero cuando las velocidades de diseño son mayores o iguales a 100 Km/h.