Chapter2 Aashto

Normas de diseño vial

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El Colonial Parkway conecta Jamestown, Williamsburg, y Yorktown, VA.

El Libro Verde de AASHTO Qué Contiene el Libro Verde La referencia más a menudo usada por los proyectistas durante el diseño vial es el comúnmente referido como Libro Verde. Su título oficial es A Policy on the Geometric Design of Highway and Streets, Una Política sobre el Diseño Geométrico de Carreteras y Calles. De una forma u otra, AASHTO lo publica desde los 1930s, con la edición más reciente publicada en 1994 (*). Aunque a menudo se lo ve como el dictado de un conjunto de normas nacionales, en realidad es una serie de guías sobre diseño geométrico dentro del cual el proyectista tiene un rango de flexibilidad. Como se establece en el prólogo de ese documento: El propósito de esta política es guiar al proyectista mediante la referencia de un rango de valores recomendados para las dimensiones críticas. Se permite suficiente flexibilidad para alentar diseños independientes adaptados a situaciones particulares. Para que los criterios de diseño del Libro Verde se conviertan en norma, deben ser adoptados por un Estado particular (o puede establecerse por una decisión judicial). La FHWA adoptó partes aplicables del Libro Verde como norma nacional de los caminos del Sistema Nacional de Carreteras (NHS). Estos caminos comprenden todas las rutas interestatales y algunas otras primarias. El diseño de otros caminos distintos de los del NHS son objeto de las normas del Estado particular. Usualmente, las normas adoptadas por un estado se basan en los criterios del Libro Verde.

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N. del T; En el 2001 se publicó la Cuarta Edición del Libro Verde.

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Qué no Contiene el Libro Verde El Libro Verde no es un manual de diseño. Da guías sobre las dimensiones geométricas del camino. Esto incluye anchos de carriles, medianas, banquinas, y zonas despejadas; el ancho y forma de medianas; radios de giro y otras dimensiones. Hay muchos aspectos de diseño que no están directamente tratados en el Libro Verde. Algunos de esos ítem son:
Definición del problema
Definición del proyecto
Definición de los términos del proyecto
Tratamiento estético de las superficies
Diseño dentro del contexto adecuado
Selección de la adecuada baranda de defensa y baranda de puente
Determinación de la clasificación funcional
Determinación de los requerimientos funcionales adecuados, capacidad, y nivel de servicio
Diseño de estructuras
Desarrollo paisajista
Selección de la iluminación
Desarrollo a los costados del camino
Operaciones de tránsito En el Libro Verde están referidos algunos de estos temas: 1. The Roadside Design Guide, AASHTO, 1996. 2. The Manual on Uniform Traffic Control Devices for Highway and Streets (MUTCD), FHWA, 1988. 3. A Guide for Transportation Landscape and Environmental Design, AASHTO, junio 1991. 4. Guide for the Development of Bicycle Facilities, AASHTO, agosto 1991.

Ejemplo de un camino proyectado dentro del contexto adecuado como un portal de acceso a un centro de veraneo. Es un aspecto de diseño que el Libro Verde no trata. (Clearwater, FL)

Muchas cuestiones fundamentales que afectan el diseño vial deben resolverse antes de comenzar la fase de diseño, y de que la aplicación del Libro Verde y/o normas Estatales entren en juego. Las decisiones se toman durante el desarrollo de la planificación, y es entonces cuándo comienza el diseño del camino. Las decisiones tomadas antes de la fase de diseño incluyen:
Si el mejoramiento propuesto será de dos, cuatro, seis, u ocho carriles
Si la vía tendrá mediana
Si las intersecciones serán a-nivel o distribuidores.

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El diseño comprende el difícil proceso de convergir estas decisiones de diseño previamente determinadas, con los adecuados criterios de diseño usados en el Libro Verde, funcionando dentro del ambiente existente y otras restricciones importantes, y usando el mejor juicio y experiencia del proyectista para tomar decisiones.

Tipos de proyectos de mejoramiento vial Hay cuatro tipos básicos de proyectos de mejoramiento físico, algunos de los cuales deben cumplir con las normas, y otros no. Estos tipos de proyectos de mejoramiento se tratan a continuación.

Construcción Nueva Como implica su nombre, esta acción comprende la construcción de una nueva obra vial donde actualmente no existe nada de su tipo. Esto podría tomar la forma de un desvío construido para llevar el tránsito directo alrededor de un pueblo existente, o podría ser una nueva ruta de acceso de dos carriles que une una carretera arterial con un parque Estatal.

Tipos de carreteras 1. Construcción Nueva 2. Reconstrucción 3. 3R 4. Mantenimiento

Reconstrucción Típicamente, comprende un cambio importante de un camino existente, en general dentro del mismo corredor de zona de camino. En muchas partes del país los caminos se construyeron de dos carriles a principios del siglo 20 como caminos granja-a-mercado, que se reconstruyeron en las pasadas pocas décadas como caminos arteriales multicarriles divididos, para acomodar mejor las demandas de viaje generadas por el desarrollo suburbano. La reconstrucción también comprende hacer sustanciales modificaciones a los más antiguos alineamientos horizontal y vertical para eliminar los problemas de seguridad y de accidentes.

La reconstrucción puede comprender un importante cambio de apariencia. Reconstrucción de la 7th Street. (Phoenix, AZ)

Antes reconstrucción.

Después reconstrucción.

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Repavimentación, Restauración, Rehabilitación (3R) Los proyectos 3R se enfocan primariamente en la preservación y extensión de la vida de servicio de vías existentes y mejoramientos de la seguridad. Bajo la clasificación de proyectos 3R, los tipos de mejoramientos de las carreteras federales existentes incluyen: repavimentación, reparación de la estructura y juntas del pavimento, ensanchamientos menores de carriles y banquinas, alteraciones menores de las pendientes verticales y curvas horizontales, reparaciones de puentes, y remoción o protección de obstáculos a los costados del camino. El Informe Especial 214 del Transportation Research Board, Designing Safer Roads, Practices for Resurfacing and Rehabilitation (1987), documenta el resultado de un estudio sobre la efectividad de costo de las normas de diseño geométrico para proyectos 3R. Se invitó a cada estado a desarrollar y adoptar criterios de diseño mínimos para proyectos de no-autopistas. El resultado es que típicamente los estados usan criterios de diseño más bajos que los del Libro Verde de AASHTO.

Es necesario el mantenimiento progresivo para mantener las vías en buena condición. (RT. 136, Westport, CT)

Mantenimiento Típicamente, las actividades de mantenimiento comprenden las acciones necesarias para mantener en condición una obra vial existente. Las actividades de mantenimiento incluyen el repintado de líneas de carril y borde, remoción de basura acumulada en las embocaduras de drenaje, reparación de estructuras de drenaje superficial, corte de pasto, y remoción de nieve. Los criterios de diseño sólo se aplican en las tres primeras de estas acciones: construcción nueva, reconstrucción importante y proyectos 3R. Además, dado que generalmente los proyectos 3R no comprenden más que cambios menores en la geometría del alineamiento de la plataforma, excepto para mejorar la seguridad, la FHWA y los Departamentos de Transporte Estatales reconocen que no siempre debe adoptarse el Libro Verde de AASHTO para estos proyectos. Dado que los proyectos 3R tienen mínimo impacto, la aplicación de los criterios de diseño del Libro Verde puede afectar el carácter de un camino. Como se establece en el Libro Verde, los caminos existentes que no cumplen las guías de diseño geométrico no son necesariamente inseguros, y no necesariamente deben mejorarse para cumplir los criterios de diseño.

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El hecho de presentar aquí nuevos valores de diseño no implica que las calles y carreteras existentes sean inseguras, ni se ordena la iniciación de proyectos de mejoramiento... Para los proyectos de este tipo (repavimentación, restauración, o rehabilitación [3R]), donde no sean necesarias o prácticas revisiones importantes de las curvaturas horizontal y vertical, pueden mantenerse los valores de diseño existentes.

Relación entre el libro verde y los manuales de diseño estatales y locales Como ya se estableció, para que el Libro Verde se vuelva una norma para un Estado particular, debe ser adoptado por el Estado (o puede decidirlo la justicia). Aunque todos los Departamentos de Transporte Estatales pueden no usar específicamente el Libro Verde como su norma, los manuales de diseño vial Estatales se derivan y hacen explícita referencia a él. A pesar de este origen común, hay algunas variaciones en términos del grado de adherencia de las normas Estatales, a todo el contenido del documento. Por ejemplo, la Tabla 2.1 presenta una comparación de los valores de la distancia mínima de visibilidad de detención para un rango de velocidades de diseño, según se define en la edición 1994 del Libro Verde de AASHTO y en las versiones más recientes de los manuales de diseño de California, Oregon y Virginia. Tabla 2.1 Ejemplo de diferencias de criterios entrevarios estados. Velocidad Diseño, km/h

AASHTO(1)

DDT California(2)

DDT Oregon(3)

DDT Virginia(4)

60

74.3 - 84.6

85

80

80

80

112.80 - 139.4

130

120

120

100

157 - 205

190

160

160

120

202.9 - 285.6

255

210

210

130

N.A. (5)

290

N.A.

N.A.

Notas: (1) A Policy on Geometric Design of Highway and Streets, AASHTO, 1994, p. 120, Tabla III.1. (2) Interim Selected Metric Values for Geometric Design, California DOT, diciembre 15, 1993, p. 2, Tabla 201.1. (3) Metric Highway Design Manual, Oregon DOT, 1994, p. 92, Figura 410. (4) Road Design Manual, Volumen 2 (Métrico), Virginia DOT, agosto 1994, p. 27, Tabla III.1. (5) N.A. = No Aplicable

El Libro Verde de AASHTO da un rango de valores para la mínima distancia de visibilidad de detención, en tanto cada uno de los tres Estados sólo da un valor mínimo. En cada caso, el requerimiento de California es el más alto. Además, la distancia de visibilidad de detención de California presenta un límite superior de velocidad de diseño de 130 km/h (81 mph), a pesar de que las normas de AASHTO(*), Oregon y Virginia no reconocen el uso de una velocidad de diseño superior a 120 km/h (75 mph). Típicamente, los criterios mínimos establecidos por Oregon y Virginia, caen el la parte media inferior de los valores aceptables de AASHTO. Esta situación se encuentra en la mayoría de los otros Estados, porque en el pasado buscaban cumplir o superar los valores mínimos establecidos por AASHTO en sus diseños, y esto se reflejó en sus normas.

*

130 km/h en la Edición 2001 del Libro Verde.

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Normas de Estados Nuevos y Locales Desde la aprobación de la ISTEA en 1001, se permite a los Estados desarrollar sus normas de diseño vial fuera de los criterios del Libro Verde. Algunos Estados desarrollaron o están en el proceso de desarrollar nuevas normas para caminos fuera del NHS. Idaho y Maine desarrollaron tales normas de diseño separadas, Colorado y Vermont están en varios etapas de desarrollo de normas separadas, y South Carolina planea hacerlo en el futuro próximo. Estas normas darán a los proyectistas un mayor rango de flexibilidad cuando trabajen en proyectos de mejoramiento de caminos no-NHS. El Departamento de Transporte de Rhode Island fue particularmente innovativo al desarrollar nuevas normas Estatales para todos los caminos Estatales. Rhode Island decidió que debido a sus recursos históricos, escénicos y culturales a lo largo de muchos de sus caminos, sería inapropiado hacer cambios importantes a la geometría y alineamiento que pudieran afectar negativamente esos recursos. Cuando sea posible, preferiría mantener las obras existentes con sus alineamientos geométricos. Para construcción nueva, se seguirían las normas basadas en el Libro Verde. Este enfoque ayudará a preservar los recursos a lo largo de los más viejos caminos de Rhode Island y ayudará a los ingenieros a mantener los caminos en una forma que el público siente es la adecuada para las comunidades.

Los caminos escénicos pueden beneficiarse de las nuevas normas Estatales. (Snickersville Tnpk., VA)

En los años recientes, una cantidad de gobiernos locales (primariamente condados) también desarrollaron sus propias guías de diseño geométrico para permitir una mayor flexibilidad de diseño en los caminos locales. En estos casos, las guías de diseño locales se refieren explícitamente a las de sus respectivos organismos Estatales; y/o el Libro Verde de AASHTO. Por ejemplo, las Design Guidelines and Standards for Scenic and Historic Roads, publicadas en junio de 1994 por el Departamento de Obras Públicas del Prince George's County (Maryland), se prepararon específicamente para asegurar la adecuación y seguridad de cualquier nuevo o mejorado camino del condado según las guías, y preservar los valores escénicos de las zonas adyacentes.

Los criterios específicos para caminos escénicos pueden ayudar a minimizar el impacto sobre valiosos recursos, tales como estas vallas de roca. (Paris Lexington Road, KY)

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El proceso de excepción de diseño A pesar del rango de flexibilidad que existe con respecto a virtualmente todas las principales características de diseño vial, hay situaciones en que la aplicación de aun los mínimos criterios podrían resultar en inaceptables altos costos o importante impacto en el entorno adyacente. Cuando sea adecuado, para tales casos el proceso de excepción permite el uso de criterios más bajos que los especificados como valores mínimos aceptables en el Libro Verde. Si el proyecto vial no es del NHS, el Estado no necesita la aprobación de la FHWA para una excepción de diseño. Bajo la ISTEA, el Estado puede solicitar una excepción de la supervisión de la FHWA en proyectos no-NHS. En los proyectos sobre rutas del NHS, la FHWA requiere que todas las excepciones de aceptadas guías y políticas se justifiquen y documenten de alguna manera, y requiere formal aprobación para 13 específicos criterios de control. El proceso de justificación y documentación, aunque no se requiere, también pueden seguirlo los Estados con excepción de la supervisión de la FHWA en proyectos no-NHS. Estos criterios son: 1. Velocidad de diseño 2. Ancho de carril 3. Ancho de banquina 4. Ancho de puente 5. Capacidad estructural 6. Alineamiento horizontal 7. Alineamiento vertical 8. Pendiente 9. Distancia de visibilidad de detención 10. Pendiente transversal 11. Peralte 12. Gálibo vertical 13. Gálibo horizontal (zona despejada no incluida) En gran parte, las excepciones a estos 13 criterios pueden identificarse y definirse fácilmente. Dos ítem, gálibo horizontal y velocidad de diseño requieren mayor explicación.

Gálibo Horizontal Para las zonas despejadas, los criterios de la Roadside Design Guide de AASHTO deberían considerarse como guías y no como una norma nacional que requiere una excepción de diseño si no se cumple numéricamente.

Velocidad de Diseño Se usa la velocidad de diseño para determinar los elementos individuales de diseño, tales como distancia de visibilidad de detención y curvatura horizontal. Por lo tanto, una excepción a la velocidad de diseño es una excepción de todos los varios elementos de diseño afectados por ella, y debería justificarse sobre esa base.

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Unos pocos puntos para recordar al evaluar las excepciones de diseño:
Debería considerarse el efecto de la variación sobre la seguridad y operación de la vía y su compatibilidad con las secciones adyacentes del camino.
Debería considerarse la clasificación funcional del camino, la cantidad y carácter del tránsito, el tipo de proyecto, y la historia de accidentes del camino.
También debería examinarse el costo de alcanzar las normas totales, y cualquier impacto sobre las características escénicas, históricas y otras ambientales.
Finalmente, deberían considerarse los tres temas siguientes. ¿Cuál es el grado al cual se reduce una guía? ¿Afectará la excepción otras guías? ¿Hay cualesquiera guías adicionales que pudieran mitigar la desviación? En los proyectos de mantenimiento preventivo no se necesitan excepciones para retener las características existentes.

Responsabilidad civil relacionada con el libro verde Los reclamos contra los organismos viales han crecido desde principios de los 1970s cuando AASHTO comenzó a encuestar a los Estados acerca de los reclamos por responsabilidad civil. Esto se debe parcialmente a la tendencia de no permitir más a los organismos viales de casi todos los Estados la inmunidad de diseño (inmunidad soberana). Hay evidencia para creer que muchos de estos casos comprenden alegaciones de fallas en los dispositivos de control de tránsito o mantenimiento. Aunque en comparación, el número de los alegados defectos de diseño es relativamente pequeño, la responsabilidad civil es todavía un asunto de real interés para los ingenieros viales. El agravio indemnizable en juicio civil se refiere a un error civil, en este caso cometido por los organismos viales. La negligencia es un término usado para clasificar el agravio, en el cual el perjuicio no es intencional, pero donde hubo fallas al usar el debido cuidado en el tratamiento, al compararlo con lo que un hombre razonable hubiera hecho. La responsabilidad es la responsabilidad de restituir a la parte perjudicada por medio de una acción o pago determinados judicialmente. Finalmente, los Estados protegidos con inmunidad soberana para el diseño no pueden ser demandados por decisiones relativas al diseño. (La inmunidad soberana sólo existe actualmente en un puñado de Estados) El Libro Verde de AASHTO -distinto de normas viales adoptadas por otros Estados, regulaciones Federales y Estatales, y publicaciones con resultados de investigaciones del Transportation Research Board- se usa a menudo en casos de demandas para educar al jurado acerca del nivel normal de la práctica de diseño. Además, se usan testigos expertos, quienes a su vez confían en el texto escrito para explicar al jurado las prácticas normales aceptadas para diseñar. Sin embargo, esto no significa que la adhesión a prácticas normales aceptadas, tales como las guías del Libro Verde, automáticamente establece que se ejerció un razonable cuidado. Inversamente, la desviación desde las guías por medio de una excepción de diseño, no establece automáticamente una negligencia. La mejor defensa para un ingeniero de diseño es presentar evidencia persuasiva de que las guías no fueron aplicables a las circunstancias del proyecto, o que razonablemente las guías no podrían cumplirse. (Debería advertirse que una defensa económica no es la más efectiva). Es altamente recomendable que los ingenieros documenten las razones de sus decisiones. Si la justificación documentada por el proyectista describe completamente los factores físicos y ambientales que hicieron necesaria la excepción o cualquier diseño, es probable que esto sea legalmente persuasivo de que se siguieron los procedimientos correctos, y últimamente se tomó la decisión apropiada. Además, es útil tener declaraciones de otros expertos en diseño que estén de acuerdo con la decisión documentada. Como resultado de los

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El diseño de una carretera, seguro y con mínimo impacto sobre su ambiente circundante, puede ser una tarea difícil para los ingenieros. A veces es necesaria una excepción de diseño, como fue el caso de este proyecto. (Bethel, VT)

asuntos relacionados con los litigios, los ingenieros pueden tentarse a ser muy conservadores en sus diseños viales, y evitar soluciones innovativas y creativas de los problemas de diseño. En tanto, es importante para los ingenieros viales hacer sus trabajos en forma tan completa y cuidadosa como posible; evitar las soluciones únicas no es la respuesta, ya que se puede socavar la práctica de diseño y limitar el crecimiento en la profesión. Los ingenieros deben recordar que la experiencia y el juicio son todavía valiosas herramientas que deberían aplicarse para resolver los problemas de diseño y que, con confianza en la completa y sana documentación, los asuntos de responsabilidad civil no necesariamente son impedimentos para alcanzar un buen diseño vial.

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