intersecciones viales
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INTERSECCIONES VIALESDiseño Geométrico
INTRODUCCIÓN
Justificación
• Sitios de mayor accidentalidad. En 2002 21% de accidentes sucedieron en intersecciones, y 24% de las muertes en accidente fueron en ellas. Publication No. FHWA-HRT-04-091.
• Costos de operación elevados por demoras excesivas.
• La capacidad y eficiencia operativa de las redes viales está fuertemente restringido por las intersecciones.
Definiciones y
antecedentes
“Las intersecciones son zonas comunes a dos o más carreteras que se cruzan al mismo (o diferente) nivel y en las que se incluyen las calzadas que pueden utilizar los vehículos para el desarrollo de todos los movimientos posibles”. INVIAS 98.
Otros nombres:
Entroques
Intercambios
Pasos
Ramas – Rampas – Enlaces (Rulos o Loops)
Intersecciones a nivel
Cuando se permite el cruce de
corrientes de tráfico
Intersecciones a
desnivel
Cuando NO se permite el cruce
de corrientes de tráfico
Clasificación de
intersecciones Intersecciones a nivel
Intersecciones a nivel simples sin semáforos.
Intersecciones a nivel semaforizadas.
Intersecciones a nivel con carriles adicionales para cambios de velocidad.
Intersecciones a nivel canalizadas
Glorietas
Intersecciones a desnivel.
Planeación de
una intersección
Problema de PLANEACIÓN DEL TRANSPORTE
• Cuál es la escala del problema y cuál será en el futuro? (Voluménes).
• Cuál es el mejor modo de transporte para ese problema? (Qué tipo de intersección?).
• Cómo afecta el sistema a las futuras demandas? (evolución de la demanda).
• Qué impactos habrá y cómo mitigarlos?
• Cómo administrar mejor los recursos disponibles sin sacrificar las soluciones futuras?
• Comodiad: Geometría, uniformidad y preferencias.
• Eficiencia: Velocidad y capacidad para automóviles, buses, camiones, peatones, bicicletas, etc.
Planeación de
una intersección
ESTRATEGIAS DE SOLUCIÓN
Planeación a corto y mediano
plazo
1. Mejoras operacionales en el
tráfico – semáforos,
canalizaciones, etc.
2. Se manejan desde un enfoque
heurístico y experimental.
3. Se modifican los puntos de
equilibrio de oferta y demanda.
4. Inversiones de menor monto.
5. Demandan seguimiento
permanente.
Planeación de
una intersecciónESTRATEGIAS DE SOLUCIÓN
Planeación a largo plazo o planeación estratégica
1. Grandes inversiones. Intersecciones a desnivel parte de una red vial más extensa.
2. Se hacen estimativos elaborados de la demanda futura.
3. Con mayor precisión se estiman los impactos socio-económicos y ambientales y su influencia en la demanda.
4. Involucra variables económicas como el uso del suelo, distribuciones demográficas, los costos de operación y demoras.
Premisas
Tener en cuenta a los usuarios.
Hay que garantizar que los usuarios
reconozcan que existe la intersección.
Se les debe presentar la intersección antes
de que entren a ella.
Iluminar siempre.
La administración de los tiempos para usar
las áreas de maniobra debe ser
claramente definida.
La permanencia y visibilidad de los
componentes geométricos debe
garantizarse.
Las rutas para cada usuario deben ser
claras.
DEFINICIONES Y
CONCEPTOS
GENERALES
Diagnóstico
1. Identificar usuarios e involucrados
2. Recolección de antecedentes y datos,
físicos y operacionales.
3. Visitas, horas pico, mal clima, en la noche,
etc.
4. Establecer medidas de desempeño y
criterios para identificar el problema, de
movilidad o de seguridad, para cada tipo de
usuario.
5. Definir metas y criterios de aceptación.
6. Conceptuar y declarar el problema
Maniobras en las
intersecciones y
conflictos
DIVERGENCIAS
CONVERGENCIAS
CRUCES
CONFLICTO: punto de cruce entre la trayectoria de dos o más maniobras diferentes
ÁREA DE CONFLICTO: Zona en la que los usuarios que se aproximan pueden causar trastornos a los demás conductores debido a las maniobras realizadas
Maniobra de divergencia
Maniobra de convergencia
Maniobra de Cruce
Frecuencia de
los conflictos
La frecuencia depende de los volúmenes en cada dirección.
Cada conflicto es siempre un accidente potencial.
TIPOS DE
INTERSECCIÓN
Tipos y
ejemplos de
intersecciones
De dos ramas
De tres ramas
Con más de tres ramas
Cómo se elige el tipo?
1. No. De ramas
2. Topografía
3. Importancia y tipo de las vías
4. Volúmenes de tráfico
5. Trayectorias, velocidades y tipo de operación esperada
Tres ramas
SIN CANALIZACIÓN
Simple
Con carriles de desaceleración y resguardo para giros a la derecha
Con carriles exclusivos para giros a la izquierda
Hay dificultades encontrando donde instalar las señales verticales.
Es difícil dar prioridad a las corrientes principales a menos de que sean los de la vía en sentido horizontal.
Tres ramas
INTERSECCIONES CON CANALIZACIÒN MENOR
Se reducen las áreas pavimentadas.
El número de vueltas y enlaces depende de los volúmenes de maniobra.
Un solo enlace induce los giros a la izquierda desde el camino principal.
Tres ramas
INTERSECCIONES CANALIZADAS
Las islas no deberían tener superficies inferiores a los 7m². AASHTO 2001. Ver INVIAS -3.7.4.
Fig. 9.8B para volúmenes entre intermedios a grandes. (>500vph en la hora pico), por ejemplo.
Tres ramas
Lo que no se debe hacer, en especial si no hay certeza del control con semáforos.
Hay que poner cuidado adicional si se permite la circulación en dos sentidos sobre los accesos.
Tres ramas
INTERSECCIONES “SOBRE CANALIZADAS”
Mientras sea posible deben evitarse diseños “sofisticados” o muy elaborados como estos. A menos que puedan operar correctamente solo con dispositivos de control de tráfico.
Cuatro ramas
SIN CANALIZAR
Las más frecuentes aunque normalmente su diseño es el más simple.
Pueden llevar algunos carriles adicionales (Flared intersection).
Nuevamente, los ángulos de incidencia deben ser casi ortogonales 60º -120º..
Es ventajoso y económico simular las canalizaciones con marcas horizontales, pero hay que estar seguro de los mantenimientos. Muy útil en zonas áridas o donde se presente nieve.
Cuatro ramas
CANALIZADAS
La prioridad en la canalización es brindar enlaces para giro a la derecha. En especial cuando hay vehículos grandes o giros en ángulos menores de 90º.
Si hay presencia representativa de peatones siempre canalizar.
Los carriles adicionales se emplean para almacenamiento, áreas para cambio de velocidad y zonas donde maniobrar.
Cuatro ramas
CANALIZADAS ÓPTIMAS
Normalmente son intersecciones semaforizadas.
Cuatro ramas
SOBRECANALIZADAS
Estas intersecciones también son normalmente semaforizadas.
Estos altos grados de canalización solamente se justifican si se saben las velocidades y volúmenes de las trayectorias que gobernarán la operación.
Cuatro ramas
Múltiples
ramas
Evitarlas a toda costa !!!
La primera estrategia es administrarlas mediante dispositivos de control (semáforos, señales, etc)
Cuando los volúmenes lo demandan, se comienza por retirar del área principal de la intersección algunos conflictos.
Glorietas
DISEÑO Y
PROYECTO DE
INTERSECCIONES
Objetivos del
diseño
• Seguridad: Velocidad, geometría, controles de acceso, iluminación y señalización.
• Comodidad: Geometría, uniformidad y preferencias.
• Eficiencia: Velocidad y capacidad para automóviles, buses, camiones, peatones, bicicletas, etc.
• Consideraciones de crecimiento a futuro.
EL DISEÑO
Elementos a considerar en el diseño
Factores Socio económicos
Costos de construcción, operación y
mantenimiento
Consecuencias de la restricción de
accesos
Consumo de energía
Consideraciones Ambientales
Incrementos en polución y ruido
Corredores y contaminación visual
Elementos a considerar en el diseño
Factores Humanos
Hábitos de conducción
Capacidad de los conductores para tomar decisiones
Tiempos de decisión y reacción
Hábitos y comportamiento de los peatones y ciclistas
Consideraciones del tráfico
Capacidad
Hora y tiempos de maniobra
Tamaño y forma de los vehículos
Velocidades de operación
Accidentalidad (experiencias)
Elementos físicos
Topografía y uso del suelo
Alineamientos y perfiles
Distancias de visibilidad
Ángulos de intersección
Área disponible para conflictos
Velocidades / sección transversal
Dispositivos de control
Señalización
Iluminación y redes de servicios
Área total de la intersección
Drenaje, pavimentos y consideraciones geotécnicas.
Afectaciones prediales
Posibilidad de ampliar
Estructuras y detalles especiales
Dos diseños???
Diseño físico
Geometría y distribución de las áreas
disponibles para maniobras.
Radios de giro, ancho de rampas y
enlaces, etc.
Diseño Funcional
Distancias de percepción y reacción
Distancias para maniobras
Distancias de almacenamiento para colas.
Geometría y
áreas de
maniobra
El primer paso del diseño es estudiar las áreas de maniobra.
Incluye: área potencial de colisión y los accesos.
Pueden ser: simples, múltiples y compuestas.
1. Evitar áreas de maniobra múltiples, excepto si son divergencias.
2. Siempre tratar de convertir las áreas de maniobra múltiples en dos o más simples.
3. Buscar siempre maniobras de divergencia y convergencia en lugar de cruces.
Separación de los conflictos, un ejemplo.
Concepto de
velocidad
relativa
4. Mantener la velocidad relativa baja, sugiere un flujo continuo.
Tratamiento y
soluciones
1. CANALIZACIÓN, CONTROL DE ACCESO
Y REDISEÑO GEOMÉTRICO.
2. COORDINACIÓN DE SEÑALES
3. PRIORIDADES Y PRELACIONES
4. AJUSTES PARA PEATONES Y CICLISTAS
1. Ajustes en andenes y ochaves
2. Mejorar su señalización exclusiva
3. Ajustar los tiempos de semáforos
4. Pasos a desnivel
5. Carriles exclusivos para ciclistas
6. Mejorar iluminación
5. MEJORAS EN LAS APROXIMACIONES
1. Tamaño y disposición de señales y semáforos
2. Control de velocidad
3. Distancias de visibilidad
CANALIZACIÓN Y
DISEÑO GEOMÉTRICO
CANALIZACIÓN Y SEPARADORES
Objetivos
Ofrecer sitios de espera a los vehículos
Separar direcciones de flujo
Refugio para los peatones
Acceso a propiedades
Diseño
Se proyecta el ancho y detalles de los
extremos.
Elegir entre física o virtual. Mantenimiento,
velocidad, iluminación, peatones,
drenaje, etc.
Extremo semicircular o “bullet nose”.
CANALIZACIÓN Y
DISEÑO GEOMÉTRICO
CONTROL DE ACCESO
Objetivos
Limitar acceso a vías de mejor
especificación.
Reunir volúmenes en cantidades más
grandes como acceso a propiedades
Restringir giros a la izquierda
Diseño
Se proyecta como canalizaciones.
Eventualmente, en especial para
intersecciones con más de cuatro
ramas, se cierran ramas.
CANALIZACIÓN Y
DISEÑO GEOMÉTRICO
AJUSTAR CRUCE DE ALINEAMIENTOS
Objetivos
Mejorar la visibilidad
Disminuir el área de maniobra y conflictos
Separar los flujos y conflictos
Diseño
Se proyecta una nueva intersección
CANALIZACIÓN Y
DISEÑO GEOMÉTRICO
REDUCIR EL NÚMERO DE CONFLICTOS
EN EL ÁREA DE MANIOBRA
Objetivos
Facilitar la toma de decisiones del usuario
Diseño
Se proyecta una nueva intersección,
cambiando una de cuatro ramas por
dos de tres, etc.
En condiciones de volúmenes muy
elevados es mejor semaforizar en
una sola intersección de cuatro
ramas.
CANALIZACIÓN Y
DISEÑO GEOMÉTRICO
GIROS A LA IZQUIERDA INDIRECTOS
Objetivos
Separar los conflictos
Diseño
Se proyectan brazos adicionales
CANALIZACIÓN Y
DISEÑO GEOMÉTRICO
GIROS EN U
Objetivos
Separar los conflictos
Diseño
Se proyectan canalizaciones a través del
separador.
CANALIZACIÓN Y
DISEÑO GEOMÉTRICO
CANALIZACIÓN Y
DISEÑO GEOMÉTRICO
CANALIZACIÓN Y
DISEÑO GEOMÉTRICO
Después de
elegir el tipo de
intersección
qué???Se determinan los criterios de
diseño.
Los criterios y parámetros de diseño dependen de los componentes de cada intersección (enlaces, rampas de salida, abertura en los separadores, islas canalizadoras, etc.)
Como en el diseño de carretera abierta, rigen los principios de visibilidad para determinar la seguridad.
Enlaces
(Turning roadways)
Generalmente se diseñan para giros a la derecha.
Dependiendo de la demanda (volúmenes y velocidad):
1. Diseño del borde mínimo de giro
2. Diseño con isla triangular
3. Diseño para flujo continuo.
La mayoría de los criterios también son válidos para intersecciones y pasos a desnivel.
Diseño borde mínimo
INVIAS
Intersecciones de prioridad nosemaforizadas(Controladas con PARE).
Diseño por borde
mínimo
Donde el espacio está muy restringido.
En intersecciones de prioridad o semaforizadas.
Se asume una trayectoria mínima de giro. Se emplean plantillas y vehículos tipo.
Velocidad mínima teórica 15Km/h.
También se pueden determinar las dimensiones de la restricción con base en tablas, ajustadas para cada tipo de vehículo y ángulo de giro.
Diseño por borde
mínimo
Donde el espacio está muy restringido.
En intersecciones de prioridad o semaforizadas.
Se asume una trayectoria mínima de giro. Se emplean plantillas y vehículos tipo.
Velocidad mínima teórica 15Km/h.
También se pueden determinar las dimensiones de la restricción con base en tablas, ajustadas para cada tipo de vehículo y ángulo de giro.
Diseño por borde
mínimo
Según el criterio AASHTO, el trazo de borde mínimo se puede lograr con un radio mínimo y sobreanchos.
O con curvas compuestas de radios simétricos o asimétricos.
Como se asume una velocidad mínima de giro,, pueden hacer falta los carriles de aceleración o desaceleración según los volúmenes.
Diseño por borde
mínimo
Donde el espacio está muy restringido.
En intersecciones de prioridad o semaforizadas.
Se asume una trayectoria mínima de giro. Se emplean plantillas y vehículos tipo.
Velocidad mínima teórica 15Km/h.
También se pueden determinar las dimensiones de la restricción con base en tablas, ajustadas para cada tipo de vehículo y ángulo de giro.
Diseño con isla
triangular
Las islas se incluyen para:
Separar los conflictos
Controlar el ángulo de los conflictos
Reducir áreas de pavimento
Regular el tráfico y facilitar la correcta operación de la intersección
Favorecer los giros predominantes
Proteger a los peatones
Proteger y almacenar los vehículos que giran o cruzan
Ofrecer espacio para los dispositivos de control
Diseño con isla
triangular
El ancho del enlace debe ser superior a 4.2m.
El diseño debe garantizar los giros con un ancho adicional de al menos 60cm.
Si se diseña para camiones con remolque los anchos son mucho mayores, y con señalización se obliga a que los vehículos menores mantengan un solo carril de flujo
Diseño con isla
triangular
Diseño para flujo
continuo
Se acompaña el enlace con un carril de desaceleración.
La longitud del carril de desaceleración debe ser suficiente para que el usuario no tenga que desacelerar abruptamente.
Debe permitir adelantar parcialmente el peralte.
La velocidad de diseño de los enlaces de flujo continuo está dictada por la capacidad que se quiera dar a la intersección, pero generalmente no debe estar por debajo 20 a 30Km/h respecto a las vías principales.
Ajuste de
peraltes para
enlaces libres
Aplican los parámetros de carretera abierta, sin embargo los usuarios aceptan cambios de aceleración más rápidos.
Hay que tener precaución con los cambios de pendiente transversal entre la corona de las dos vías.
Una diferencia algebraica de pendientes transversales deseable es 4 ó 5% pero puede ser mayor para velocidades inferiores a los 40Km/h. Depende de a ocurrencia de vehículos pesados también.
Abertura en el
separador – un
ejemplo
Carriles de
aceleración y
desaceleración
Carriles de
aceleración y
desaceleración
Diseño
geométrico
Alineamiento
Que los usuarios reconozcan laexistencia de la intersecciónpero también a los demásusuarios.
La seguridad se dicta por lafacilidad con la que elusuario reconozca elfuncionamiento de laintersección y que lasdistancias de visibilidad lebrinden el tiempo paraefectuar las maniobras.
Por seguridad y economía buscarsiempre intersecciones enángulos rectos.