Intersección en cruz

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La intersección en cruz es el equivalente a la intersección en T, pero de cuatro ramales.La carretera secundaria cruza perpendicularmente a la vía principal con todos los cruces a nivel.

Image:Intersección en cruz 1.JPG

Contenido

Tipología y Concepto


   El caso más frecuente de cruce entre dos carreteras es el nudo de cuatro tramos. De entre las tipologías de nudo, la intersección en cruz resuelve el cruce mediante un ángulo recto.

   Hay 3 tipos de movimientos en las intersecciones de 4 tramos :

1.Movimiento de paso por la misma carretera
2. Giro a la derecha, directo normalmente.
3. Giro a la izquierda, que caracteriza las distintas alternativas de intersección por ser el movimiento generador de los puntos de conflicto.

   En la intersección en cruz, todos los cruces se realizan al mismo nivel, regulada con una prioridad fija de paso o con un semáforo. El caso más sencillo, resuelve los giros a izquierda de manera directa y sin canalización. Esto solo es posible para intensidades de tráfico muy bajas ya que la exposición de riesgo en los puntos de conflicto es muy elevada.

   Las mejoras en la funcionalidad y regulación del cruce, pasan por la introducción de isletas divisorias, canalizaciones de las trayectorias e incluso la inserción de una glorieta partida en la intersección.


Croquis de la intersección en cruz

En la figura se muestra un esquema de la intersección en cruz (vista en planta). En este caso, la vía principal es la que se desarrolla desde este a oeste y la secundaria la que se desarrolla de norte a sur, ya que como podemos observar tiene dibujadas unas líneas de detención. Con las flechas se ha indicado el sentido de circulación.


Funcionalidad

El ámbito de aplicación de intersección en cruz queda enmarcado en aquellas vías de tráfico reducido y de sólo un carril por sentido de circulación. Ello es así porque al ser un cruce a nivel, es necesario establecer qué vía tiene la prioridad en la intersección, lo que crea retenciones en la carretera secundaria. Es más, según el giro más frecuente que hagan los vehículos de la vía principal, los conductores de la vía secundaria se verán más o menos tiempo retenidos. Por ejemplo, si un conductor que circula por la vía que tiene la preferencia en la intersección, la atraviesa o gira a la izquierda, invadirá dos sentidos de circulación, mientras que si gira a la derecha sólo inadirá uno. Situaciones así, hacen que este tipo de intersección no sea funcional o práctico si se prevé demasiado tráfico.

En una intersección en cruz, la seguridad de los ocupantes de los vehículos se ve en peligro en todos los posibles movimientos entre una y dos veces. Esto es, cada vez que hay un cruce de trayectorias. Dada esta situación, tampoco es recomendable exponer los usuarios a este elevado riesgo con la siguiente probabilidad de accidente. Más aún, una espera en el cruce demasiado larga, puede alterar a más de un conductor y llevarle a una mala elección del momento de realización de la maniobra.

El contexto en el que más funcional es la intersección en cruz es el suelo urbano. La mayoría de las intersecciones en una ciudad se resuelven así, salvo en las que la intesidad del tráfico es muy abundandte y por ello se regulan mediante una glorieta o paso a distinto nivel. En el caso que nos ocupa y dentro de las ciudades, el flujo vehículos se controla normalmente por semáforos. Esta misma solución no es tancomún en carreta debido a la velocidad de circulación, que es mayor, y dificulta la percepción de semáforos a tiempo, y puede imposibilitar el espacio de frenado en el margen oportuno, por lo que normalmente no se ven semáforos, sino señales de preferencia.

Análisis de las características principales de las Intersecciones en cruz

El ángulo de corte entre las dos vías no difiere del ángulo recto en más de 25º, y todos los cruces se realizan a nivel. La regulación del tráfico se realiza mediante prioridad fija, o prioridad alternativa, regulada por semáforos.
En el caso más simple es no hay isletas canalizadoras, y los giros a la izquierda se realizan de manera directa. Esta disposición sólo podrá adoptarse con intensidades de tráfico bajas, tanto en los tráficos de paso como en los giros a la izquierda.

Análisis de la seguridad vial

Vamos a realizar un estudio atendiendo a las 6 formas de atravesar la intersección en cruz. Las posibilidades son: continuar recto, girar a la derecha o girar a la izquierda, y, cada caso, desde la rama principal o la secundaria.



Desde la rama principal para continuar recto:

Image:Cruz1.png
Es la forma más simple de sobrepasar la intersección.
Es posible que el vehículo se vea obligado a decelerar en poca medida. El conductor se asegurará de que no haya otro vehículo cruzando en ese momento delante de él, o vehículos parados.



Desde la rama principal para girar a la derecha:

Image:Cruz2.0.png
En este caso el vehículo bajará notablemente la velocidad para cambiar de dirección. Cosa que puede generar retenciones y, cuando el tráfico es muy denso, puede dar lugar a frenadas peligrosas e incluso a alcances.
Según el ángulo con el que se presente la rama secundaria, el conductor tendrá mayor o menor visibilidad del estado del tráfico en ésta, y ello también influirá en su capacidad para adoptar una velocidad adecuada para su incorporación. Por tanto, si el ángulo de giro es más suave1, el conductor tendrá un mejor conocimiento del tráfico en la vía secundaria; al contrario se dará con un ángulo de giro más pronunciado.

1 Moviéndonos siempre con los ángulos máximos y mínimos que definen este tipo de intersección. <span style="font-size: x-small;" />



Desde la rama principal para girar a la izquierda:

Image:Cruz3.0.png
Cuando un conductor desea realizar este giro, los posibles peligros aumentan.
Con un tráfico fluido, en ambos sentidos de circulación, es muy probable que el vehículo llegue a detenerse, y esto puede provocar retenciones y alcances más fácilmente que en el caso anterior. Observemos que el conductor debe esperar a que no se aproxime ningún vehículo en sentido contrario y además, como en el giro a derechas, atender al posible tráfico en el ramal secundario al que se incorpora. Con la misma consideración de ángulos que en el caso anterior.



Desde la rama secundaria para continuar recto:

Image:Cruz4.png
Se podría decir que este es el caso más complicado para el conductor y que genera mayores tiempos de espera. Por esto, en ocasiones no está permitido realizarlo.
Al tratarse de un ramal secundario, los vehículos circularán con menor velocidad que en el principal, por lo que el riesgo de alcance debido a las colas que se forman es menor.
El conductor mirará a ambos lados hasta que no se aproxime ningún vehículo que pudiera entorpecer su camino. Debido a que el conductor se sitúa en el lado izquierdo del vehículo, le resultará normalmente fácil mirar a este lado con todo tipo de ángulos de aproximación del ramal secundario al principal. Sin embargo, al mirar a la derecha, si el ángulo es muy cerrado, es posible que el conductor tenga que girar completamente el cuerpo para poder ver los vehículos que vienen.



Desde la rama secundaria para girar a la derecha:

Image:Cruz5.png
Como ya hemos dicho, para que un vehículo se incorpore desde la rama secundaria debe estar parado. Pero esto supone mucho menor riesgo de alcances en comparación con la vía principal.
Para el giro a derechas el conductor mirará a su izquierda y, según el ángulo con que se presente la rama principal, le resultará más o menos complicado ver los vehículos.Los peligros en este tipo de movimiento pueden derivar de una mala visibilidad.



Desde la rama secundaria para girar a la izquierda:

Image:Cruz6.png
En este último caso, el conductor mirará también a ambos lados. Porque va a cruzar el sentido que viene por su izquierda y luego incorporarse al que viene por su derecha.
La correcta visibilidad es muy importante en este giro. Como venimos diciendo, al mirar a la izquierda influye el ángulo de aproximación, pero cuando el conductor mire a la derecha, su posición dentro del vehículo le obligará en ocasiones a girar la cabeza o incluso el cuerpo. Los peligros vendrán por la mala visibilidad e incorporación sin conocimiento del tráfico.

Propuestas de mejora de la seguridad vial

Dejando de lado la señalización, una primera modificación a la mejora de la seguridad vial, podría ser la generación de unas pequeñas "lágrimas" (tal y como se conoce en el argot) en la carretera secundaria. Aunque esto no evita el principal problema, que es el cruce de trayectorias, si que produce una cierta "canalización" de la circulación.

Si la solución anterior puede resultar insuficiente, podemos modificarla añadiendo en la mediana un carril de deceleración y espera para los vehículos que se disponen a girar a la izquierda desde la vía principal. Esto soluciona en parte el problema principal, ya que de este modo, las trayectorias de los vehículos que griran únicamente se cruzan en un punto. A este tipo de solución se le conoce como "giro a la indonesia". Se recomienda su utilización cuando la intersección se regula con semáforos.

Giro a la Indonesia

En caso de que la intensidad de tráfico sea muy elevada y de forma similar en los cuatro accesos, lo más adecuado sería una canalización completa. Esta tipología incluiría carriles de espera en mediana en cada uno de los accesos, y una isleta canalizadora.

En caso de que la intensidad de tráfico sea muy elevada y se produzca de forma predominante en uno de los giros, podría ser conveniente aislar ese movimiento y alejarlo del cruce.

En estos últimos casos, la intersección adquiere una cierta complejidad que tiene asociada la necesidad de una mayor superficie de construcción para las isletas, señalización, mantenimiento y complejidad en su construcción que puede cuestionarnos solucionar la intersección con otro tipo de cruce, más sencillo y de mayor seguridad (como podría ser una glorieta).

 

 

Cálculo de la capacidad en una intersección en cruz


1.- Intersecciones con señales de prioridad:

Son el tipo de intersección más frecuente. En general, la capacidad de cada acceso a la intersección se estudia por separado. Existen dos clases de accesos:

- Aquellos en que los vehículos tiene prioridad de paso

- Aquellos en los que los vehículos deben ceder el paso a los que llegan por accesos prioritarios:

 

En una carretera prioritaria la capacidad de los accesos es prácticamente la misma que en un tramo continuo, ya que los vehículos no se ven obligados a detenerse. Sólo los que quieren girar a la izquierda tienen que ceder el paso a los que vienen en sentido contrario (condiciones similares a los que acceden por accesos no prioritarios).

Para el cálculo de la capacidad en accesos no prioritarios se necesita emplear un método que tenga en cuenta el efecto de esta regulación de prioridad. En general los vehículos que llegan por la intersección no prioritaria sólo podrán acceder a la carretera prioritaria cuando no existe en ésta ningún vehículo a cierta distancia de la intersección. Esta distancia puede medirse por el tiempo que tardará en llegar a la intersección el vehículo prioritario:

- Si es largo, la mayor parte de los vehículos no prioritarios entrarán sin espera en la intersección.
- Si es corto la mayoría de ellos esperarán a que pase el vehículo prioritario.


Existe un intervalo crítico en el que el 50% de los vehículos deciden entrar en la intersección y el 50% deciden esperar. La capacidad de la sección será mayor cuantos más intervalos existan por encima del crítico en la vía prioritaria, y por tanto será función de dicho intervalo y de la intensidad.
Para determinar la capacidad de un acceso no prioritario necesitamos, por tanto, conocer la intensidad de los vehículos a los que debe dejar paso. Para ello se deben sumar las intensidades de todos los vehículos a los que se debe ceder el paso.


Intersección en cruz con carretera E-O prioritaria:

        N

           O

       S

                                                                                  Image:1.JPG

                                                                                      

Nomenclatura de movimientos:

mp: movimiento de paso
gi: giro a izquierda
gd: giro a derecha


Tabla de movimientos:


Mov. No prioritarios Mov. prioritarios
Egi Omp; Ogd
Ogi Emp; Egd
Ngd Emp; (Egd)
Sgd Omp; (Ogd)
Nmp Emp; (Egd); Egi; Omp; Ogd; Ogi
Smp Emp; Egd; Egi; Omp; (Ogd); Ogi
Ngi Emp; (Egd); Egi; Omp; (Ogd); Ogi; Smp; Sgd
Sgi Emp; Egi; (Egd); Omp; (Ogd); Ogi; Nmp; Ngd

 

 


En cuanto al intervalo crítico, varía según el tipo de movimiento que se realiza y la mayor o menor facilidad de maniobra que permiten las características del acceso (depende de trazado, visibilidad, señalización, etc.). Se necesita conocer también el tiempo que transcurre entre dos salidas sucesivas de vehículos de un acceso no prioritario cuando se forma una cola de vehículos esperando para poder entrar en la intersección. Si no se conocen se pueden adoptar los siguientes:




Image:Imagen2.jpg

 

Aplicando la teoría de colas podemos determinar:

 

Image:Primera ecuacion.JPG

Con los siguientes significados:
C = capacidad del acceso no preferente (vehículos/hora)
I = intensidad de tráfico de los movimientos a los que se debe ceder el paso
(vehic/hora)
T = Intervalo critico (segundos)
t = intervalo entre vehículos sucesivos (segundos)


Para determinar la demora media podemos emplear la fórmula:


Image:Ecuacion 1.JPG 



Siendo:
d= demora media en el acceso (segundos)
C= capacidad del acceso (vehículos/hora)
I= Intensidad de tráfico en el acceso (vehículos/h)
H = tiempo que transcurre desde que el tráfico alcanzó su nivel actual.
Normalmente H=1/4
La fórmula es válida para I tanto mayores como menores que C

Si I es inferior a un 80% de C, podemos usar:


Image:Segunda ecuacion.JPG

Para determinar el nivel de servicio:


Image:3).jpg

 

2.- Intersecciones con semáforos.

Son las más características de las redes urbanas (aunque no las más numerosas). Cada acceso puede estudiarse de forma independiente.
Funcionamiento de semáforos más común: tiempos fijos (fase roja + fase verde = cte (ciclo del semáforo).
Mientras el semáforo esté en fase verde podrán pasar por el acceso un número máximo de vehículos por hora (intensidad de saturación del acceso).
Multiplicando esta intensidad de saturación por la relación entre la duración de la fase verde y el ciclo se obtiene el máximo de vehículos por hora que pueden pasar en una hora(capacidad del acceso).


Image:Ecuacion 3.JPG

 

T = duración del ciclo (segundos)
S = Intensidad de saturación del acceso (vehic/hora)
V = duración de la fase verde para ese acceso (seg


Si en el acceso existen unos carriles reservados para determinados movimientos (por ejemplo, giros a izquierda o derecha) se estudian separadamente de los demás carriles del acceso. Cada grupo de carriles está formado por uno o varios carriles desde el que se pueden realizar uno o varios movimientos, y de acuerdo con el Manual de Capacidad:


Image:Ecuacion 4.JPG 

S = intensidad de saturación del grupo de carriles (vehic/hora)
N = número de carriles del grupo de carriles.
F = factores de corrección.



Image:Tabla corregida2.JPG

 


Una vez conocidas las intensidades de saturación de cada grupo de carriles, obtenemos la demora media:


Image:4).jpg

 

 

I= intensidad en el grupo de carriles (v/h)
S = intensidad de saturación del grupo (v/h)
V = duración d e la fase verde (s)
T = duración del ciclo (s)
H = duración del periodo de estudio (h) (generalmente H=1/4)
K = parámetro que tiene en cuenta el tipo de regulación y la coordinación con otros semáforos. En semáforos aislados de tiempo fijo k=0,5

 


Para determinar el nivel de servicio:


Image:5).jpg


Referencias

Véase también

Intersección en T, Intersección en X, Intersección en Y, Intersección en estrella, Glorieta, Glorieta partida

Herramientas personales
Proyecto realizado por:
Asociación Española de la Carretera
proy. TSI-070100-2008-50
financiado por:
Ministerio de Industria Turismo y Comercio
IV Edicin del "Premio Internacional a la Innovacin en Carretera Juan Antonio Fernandez del Campo"