INTERSECCIONES A DESNIVEL – INTERCAMBIADORES FACULTAD DE INGENIERÍA ESPECIALIZACIÓN EN INFRAESTRUCTURA VIAL
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DISEÑO GEOMÉTRICO AV A VANZADO
GENERALIDADES
Un paso a desnivel es un conjunto de ramales que se proyecta para facilitar un paso del tránsito entre unas carreteras carret eras que se cruzan en niveles diferentes. Zona donde dos o más carreteras se cruzan a distinto nivvel pa ni parra el de desa sarr rrol ollo lo de to todo doss lo loss mo movi vimi mieent ntos os posibles de cambio de una vía a otra, minimizando el número de puntos de conflicto. Los intercambiadores o intercambios considerados u na categoría superior intersecciones.
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GENERALIDADES
Un paso a desnivel es un conjunto de ramales que se proyecta para facilitar un paso del tránsito entre unas carreteras carret eras que se cruzan en niveles diferentes. Zona donde dos o más carreteras se cruzan a distinto nivvel pa ni parra el de desa sarr rrol ollo lo de to todo doss lo loss mo movi vimi mieent ntos os posibles de cambio de una vía a otra, minimizando el número de puntos de conflicto. Los intercambiadores o intercambios considerados u na categoría superior intersecciones.
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GENERALIDADES
Un paso a desnivel es un conjunto de ramales que se proyecta para facilitar un paso del tránsito entre unas carreteras que se cruzan en niveles diferentes. Zona donde dos o más carreteras se cruzan a distinto nivel para el desarrollo de todos los movimientos posibles de cambio de una vía a otra, minimizando el número de puntos de conflicto. Los in Los inte terc rcam ambi biad ador ores es o in inte terc rcam ambi bios os,, ta tamb mbié ién n co cono noci cido doss co como mo disstr di trib ibu uido dorres y en entr tron onqu ques es a de desn sniv ivel el son con onsi side derrad ados os un unaa categoría superior de intersecciones. La solución óptima, ocurrirá cuando el intercambio ocupe los cuatro cuadrantes para convertirse en la conocida solución en trébol. Ahí todos los movimientos del tránsito son directos y naturales.
CONDICIONES PARA LA CONSTRUCCIÓN
Las condiciones más importantes para la construcción de intercambios tienen que ver con los volúmenes de tránsito para diseño, la eliminación de embotellamientos o congestionamientos del tránsito, los aportes a la seguridad vial, la clasificación de la arteria en lo relativo al control en los accesos, los resultados del análisis de beneficios y costos, la disponibilidad de recursos para inversión, incluyendo la construcción por etapas, y la topografía del sitio.
CONDICIONES PARA LA CONSTRUCCIÓN
El factor más importante que puede justificar desnivel es el volumen de tránsito. Aunque no puede determinarse con precisión el tránsito que justifique el paso a desnivel, es un dato importante para tomar una decisión, más aun cuando se conocen los diferentes movimientos direccionales. Por lo tanto se requiere hallar en la intersección existente la capacidad de existentes. Con respecto a la composición del tránsito, un número considerable de camiones y autobuses, hace deseable un paso a desnivel, ya que la eliminación de la reducción de velocidad y paradas de este tipo de vehículos y paradas de este tipo de vehículos, ayuda a conservar la capacidad en las vías que se intersectan.
CONDICIONES PARA LA CONSTRUCCIÓN
SEGURIDAD Independientemente de los volúmenes de tránsito, una alta incidencia de accidentes en una intersección a nivel puede justificar la construcción del paso a desnivel ya que se reducen los conflictos entre el tránsito directo, el que cruza y el que da vuelta, substituyéndolos por los menos peligrosos de incorporación y separación en las zonas de entrecruzamiento. FACTIBILIDAD Por las elevadas inversiones que implica, en general, la construcción[on de una intersección a desnivel, es necesario el estudio de factibilidad, en el que debe analizarse, si a ello hubiere lugar, la construcción por etapas.
VENTAJAS •
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Se proporciona mayor seguridad al tránsito vuelta a la izquierda. La capacidad de la vía para el tránsito directo puede hacerse igual a la capacidad de la vía. Las paradas y los cambios apreciables de velocidad se elimina para el tránsito directo. El proyecto de la separación de niveles es flexible y puede adaptarse a casi todos los ángulos y posiciones de las vías que se intersectan. La construcción de la intersección a desnivel se puede realizar por etapas
DESVENTAJAS •
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Las intersecciones a desnivel son costosas. Si el trazo de la intersección es confuso y no tiene las rampas completas, es bastante inseguro para el usuario. Para los peatones, alargan los recorridos a pie, salvo que se maneje mediante un paso deprimido. Tienen problemas para la localización de paraderos. Cuando la intersección implique un paso inferior, se debe proporcionar el ancho definitivo de la estructura, ya que no se presta para la construcción por etapas. En terreno plano aumenta el costo por los terraplenes de acceso.
ELEMENTOS DE UNA INTERSECCIÓN A DESNIVEL
TIPOS La configuración de los intercambios es variada y en muy raras oportunidades es permisible hablar de soluciones únicas Sin embargo existen ciertas configuraciones básicas usuales en la práctica de la ingeniería vial, cuyo conocimiento es esencial.
El intercambio en trompeta, en T o en Y , es el más común de los que entrelazan tres ramales importantes, ya que consiste de una o más estructuras de separación de niveles, en complemento a carreteras de un solo sentido de circulación para todos los movimientos del tránsito
TIPOS
Los intercambios del tipo diamante son los más apropiados donde existen severas limitaciones en derecho de vía, ya que sus exigencias de espacio para acomodarlas rampas diagonales requeridas en cada cuadrante son mínimas, de ahí que sean extensamente utilizados en áreas urbanas y en zonas suburbanas, por causar las menores afectaciones a las propiedades colindantes.
Los intercambios de cuatro ramales se construyen donde se entrecruzan dos carreteras importantes, que necesitan redistribuir sus corrientes de tránsito en operaciones de cruce, separación, integración y entrecruzamiento, admitiéndose como soluciones las configuraciones en diamante, en trébol de cuatro hojas, con sus variantes de tres, dos y hasta una hoja, y los intercambios con conexiones directas y semidirectas.
TIPOS
La forma más elaborada y costosa de diamante es la que cuenta con una estructura de tres niveles y cuatro pares de rampas, para posibilitar el flujo ininterrumpido del tránsito en ambas carreteras que se intersectan. Las rampas diagonales son todas de 4.2 metros de ancho de carril, conpendientes menores del uno por ciento.
TIPOS
Autopista con intersección en diamante de tres niveles
Intersección en diamante típica de cuatro ramas
TIPOS Un trébol completo elimina con aros que permiten giros de 270 grados, todos los movimientos a izquierda en un intercambio, integrándolos por la derecha en la corriente deseada. A cambio, esos aros incrementan considerablemente la longitud de recorrido de los vehículos, en mayor medida según sean mayores las velocidades de diseño por cada 10 kilómetros por hora de aumento de la velocidad de diseño, se incrementa la distancia de recorrido del aro en un 50 por ciento y el tiempo en un 20 a 30 por ciento - requiriendo además extensas áreas de derecho de vía en terrenos que, usualmente, tienen costos elevados por metro cuadrado. –
Otra desventaja de los tréboles son las cortas distancias disponibles para las peligrosas maniobras de entrecruzamiento, que en cierta forma alivia la construcción de carriles colectores-distribuidores, cuya carencia complica la operación del carril derecho de la pista principal, que además de atender su propio movimiento, debe dar lugar al entrecruzamiento desde y hacia los aros del intercambio
TIPOS
TIPOS
Trébol Parcial
Trébol Completo
ESTRUCTURAS DE SEPARACIÓN DE NIVELES
La primera consideración para determinar si la carretera principal debe pasar por arriba o por debajo de la estructura de separación de niveles en un intercambio, está en función de la adaptación del diseño a la topografía del terreno, adaptación que será tanto más exitosa cuanto mejor reúna los atributos de ser una solución estéticamente agradable y funcional, además de fácil de construir y mantener.
Altura libre, h, requerida en terreno plano para habilitar el paso superior o inferior de la estructura de un cruce a desnivel.
ESTRUCTURAS DE SEPARACIÓN DE NIVELES
La mayor altura del vehículo de diseño es de 4.1 metros, aunque algunas veces se admite que los vehículos cargados alcancen alturas hasta de 4.4 metros. Si se toma en cuenta que debe haber una altura libre entre el vehículo cargado y la cara inferior de la estructura de soporte del puente de por lo menos 0.3 metros, al adicionar a los datos anteriores la pérdida de altura por los trabajos de revestimiento periódico de la carretera, se tiene que la altura libre deseable del nivel de la rasante a la cara inferior de la estructura es de 5.0 metros y de 4.4 metros el mínimo.
La distancia mínima requerida, D, para efectuar la separación de niveles depende de la velocidad de diseño, de la pendiente longitudinal de la carretera y de la altura de subida o bajada, H, necesaria para la separación de niveles. Para pendientes comprendidas entre 2 y 7 por ciento y para velocidades de 80 a 110 kilómetros por hora, aplicables a autopistas, y velocidades hasta de 50 kilómetros por hora para carreteras menores.
ESTRUCTURAS DE SEPARACIÓN DE NIVELES
DISEÑO DE RAMPAS
Las velocidades de diseño en las rampas no es posible equipararlas a las delas carreteras que intersecta, aunque no deben ser inferiores a las que muestra el cuadro.
Para las rampas de giros a derecha, la velocidad de diseño debe ser escogida entre el límite superior y el límite medio, con un uso más frecuente de este último.
DISEÑO DE RAMPAS
DISEÑO DE RAMPAS El ancho de diseño de las rampas, que incluye los hombros o su equivalente como área despejada fuera de la vía de circulación, varía según el tipo de operación de la rampa, la curvatura y los volúmenes de tránsito, pero sobre todo de la composición del tránsito. tránsito predominante de automóviles, participación de transporte de carga en camiones.
con
alguna
suficientes camiones en el tránsito como para gobernar el diseño, pero con alguna participación de combinaciones de tractores con semirremolques. El volumen de camiones pesados es del orden de 5 a 10 por ciento del tránsito total. el diseño es controlado por cabezales con semirremolques y autobuses pesados. En lo que se refiere a los hombros, cuando estos son pavimentados, deben tener un ancho uniforme a lo largo de toda la rampa, con 0.6 a 1.2 metros en el lado izquierdo y 2.4 a 3.0 metros en el lado derecho mínimo.
DISEÑO DE RAMPAS
