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.