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José Raúl Aldana Vizuete Ingeniero Civil – I.T. Obras Públicas Máster en Ingeniería de Carreteras www.aulacarreteras.com [email protected]
LECCIÓN Nº5: • Carriles adicionales y otros
elementos de trazado.
TRAZADO
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ÍNDICE DE CONTENIDOS
CARRILES ADICIONALES Y OTROS ELEMENTOS DE TRAZADO Carriles de cambio de velocidad ............................................................................... 2 Cuñas de cambio de velocidad .................................................................................. 4
Carriles centrales de almacenamiento y espera ....................................................... 5
Carriles de confluencia o bifurcación ....................................................................... 7
Carriles en rampa y pendiente ................................................................................. 10
Carriles de trenzado ................................................................................................. 13
Carriles de adelantamiento ...................................................................................... 13
Carriles de convergencia y divergencia .................................................................. 14
Plataformas y carriles especiales para determinados vehículos .......................... 15
Carril BUS ............................................................................................................... 16
Carril BUS-VAO....................................................................................................... 17
Plataforma para vehículos pesados (VP) ................................................................ 17
Paradas de vehículos de transporte colectivo ....................................................... 18 Apartaderos .............................................................................................................. 19
Lechos de frenado .................................................................................................... 20
Pasos de mediana y terciana ................................................................................... 22
Ramales de transferencia ......................................................................................... 23
Vías ciclistas adyacentes ......................................................................................... 23
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CARRILES ADICIONALES Y OTROS ELEMENTOS DE TRAZADO
1. CARRILES DE CAMBIO DE VELOCIDAD
La función de los carriles de cambio de velocidad es permitir el incremento o la reducción de la velocidad, desde la correspondiente en el elemento de conexión a la correspondiente en la calzada principal (carril de aceleración) o viceversa (carril de deceleración).
Los carriles de aceleración y deceleración podrán ser a su vez de dos tipos:
a) Paralelo: El carril de cambio de velocidad está adosado al borde de la calzada y consta de dos elementos: el carril propiamente dicho y una cuña de transición en su extremo.
b) Directo: El carril de cambio de velocidad es tangente al borde de la calzada o forma con él un ángulo cuya cotangente sea una valor entre 20 y 35.
Carril de aceleración tipo paralelo
Carril de deceleración tipo paralelo
Carril de deceleración tipo directo
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Los carriles de cambio de velocidad tipo paralelos tendrán un ancho de 3,50 m mientras no se separen de la calzada.
Dispondrán de un arcén derecho de igual ancho que el arcén de la calzada hasta ese punto.
En los carriles de cambio de velocidad tipo paralelo se dispondrán cuñas de transición. La longitud de estas cuñas de transición estará en función de la velocidad de proyecto (Vp) y se obtiene a partir de la siguiente tabla.
Longitud de las cuñas de transición
Para determinar la longitud de los carriles de cambio de velocidad, la instrucción incluye unas tablas en las que se obtiene dicha longitud en función de tres factores: velocidad inicial, velocidad final e inclinación de la rasante.
Para calcular la inclinación de la rasante se tomará el valor medio de las inclinaciones en las secciones características inicial y final de los carriles de cambio de velocidad.
Longitud de los carriles de cambio de velocidad (m)
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Supongamos a modo de ejemplo que tenemos que determinar la longitud de un carril de aceleración tipo paralelo. La velocidad en el ramal de acceso es 60 km/h y la velocidad en la carretera principal es 100 km/h. Hemos determinado así mismo que la inclinación media de la rasante en ese carril de aceleración es +1,5%, por lo que la tabla a emplear sería la que se ha mostrado anteriormente (es válida para inclinaciones entre -2% y +2%). Para las velocidades definidas, obtenemos una longitud del carril de aceleración de 130 metros. Es la longitud necesaria para que un vehículo pase de 60 a 100 km/h con una inclinación media de la rasante del 1,5%.
2. CUÑAS DE CAMBIO DE VELOCIDAD
Una cuña de cambio de velocidad es una ampliación de la superficie de la calzada en forma triangular cuya función es permitir aumentar o reducir la velocidad, desde la correspondiente a los elementos de una conexión a la correspondiente en la calzada principal (o viceversa).
Existen dos tipos de cuña de velocidad:
a) Cuña de aceleración (o de incorporación). b) Cuña de deceleración (o de salida).
Cuñas de cambio de velocidad
La longitud de las cuñas de cambio de velocidad estará en función de la velocidad de proyecto de la vía principal (Vp), y es recogida en la siguiente tabla:
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Longitud de las cuñas de transición
Esta longitud se mide desde la sección de inicio o final (sección característica de 0 m) hasta la sección donde la separación entre los bordes de la cuña y de la calzada principal sea 3,5 m (sección característica de 3,5 m).
El ancho de las cuñas de cambio de velocidad será variable desde 0 a 3,5 m. Dispondrá de un arcén del mismo ancho que el de la calzada.
3. CARRILES CENTRALES DE ALMACENAMIENTO Y ESPERA
Los carriles centrales de almacenamiento y espera son aquellos que se sitúan en el centro de la calzada para realizar una detención antes de efectuar una maniobra de giro.
Se podrán disponer únicamente en carreteras convencionales o en vías de servicio de doble sentido.
Los carriles centrales de almacenamiento y espera constarán en general de dos elementos:
1) Tramo de almacenamiento y espera. 2) Tramo de cambio de velocidad (carril o cuña de cambio de velocidad).
Estos carriles centrales pueden ser de los siguientes tipos:
a) Carriles centrales de almacenamiento y espera con deceleración previa. b) Carriles centrales de almacenamiento y espera con aceleración
posterior.
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Carril con deceleración previa
Carril con aceleración posterior
Los carriles centrales tendrán un ancho de 3,5 m y se procurará proyectarlos siempre en alineaciones rectas.
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Si la longitud necesaria para las maniobras de aceleración-deceleración fuese físicamente inviable, se podrá reducir la Vp del tramo para que dicha longitud necesaria sea menor.
La desviación de los carriles para crear el espacio necesario para alojar estos carriles centrales se hará de manera gradual.
La longitud del tramo de almacenamiento y espera se determinará en función de la demanda del tráfico estimado para las carreteras conectadas por la intersección y será como mínimo de 20 m.
Carril central de almacenamiento y espera con aceleración posterior
4. CARRILES DE CONFLUENCIA O BIFURCACIÓN
Las confluencias y bifurcaciones se establecerán donde se produzca concurrencia de flujos de tráfico similares, debiendo ser similares las Vp de ambas carreteras.
Si fuese necesario, podrá aumentarse o reducirse el número de carriles de forma gradual en la calzada común.
Estos carriles podrán ser de dos tipos:
a) de ancho constante: 3,50 m.
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b) de ancho variable: variación lineal del carril de 3,50 a 7,00 m.
Confluencia con carriles de ancho constante
Confluencia con carriles de ancho variable
La disminución del número de carriles en confluencias con carriles de ancho constante se hará preferiblemente suprimiendo carriles de la calzada por la que circulan un menor número de vehículos pesados del siguiente modo:
- Después de una confluencia se mantendrán 4 carriles en una longitud de 500 m, y posteriormente se suprimirá un carril con una cuña de longitud 250 m.
- Si fuese necesario suprimir un segundo carril, se mantendrán los 3 carriles durante 500 m, para mediante otra cuña de longitud 250 m, pasar de 3 a 2 carriles.
Supresión de dos carriles por la izquierda
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Supresión de dos carriles por la derecha
En el caso de las bifurcaciones con carriles de ancho constante, el incremento del número de carriles se hará del siguiente modo:
- Para pasar de 3 a 4 carriles, se añadirá un carril por la derecha con una cuña de longitud 160 m, manteniendo los 4 carriles en una longitud de 500 m y posteriormente proceder a la bifurcación.
- Para pasar de 2 a 4 carriles, se añadirá un carril por la derecha con una cuña de longitud 160 m, manteniendo los 3 carriles durante 250 m, agregando posteriormente un segundo carril por la derecha con otra cuña de longitud 160 m, manteniendo los 4 carriles durante 500 m antes de la bifurcación.
Aumento de carriles en bifurcaciones
Tanto en las bifurcaciones como en las confluencias con carriles de ancho variable, la transición de los 7,00 m a los 3,50 m (o viceversa) se llevará a cabo en una longitud mínima de 500 m.
Convergencia con carril de ancho variable
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Bifurcación con carril de ancho variable
En bifurcaciones, la diferencia entre la Vp del tronco antes de la bifurcación y las velocidades específicas de la primera curva de cada calzada resultante no será superior a 20 km/h.
5. CARRILES EN RAMPA Y PENDIENTE
Para proyectar un carril adicional en rampa en una carretera convencional deberá cumplirse:
a) Intensidad de vehículos superior a 200 veh/hora en el sentido de subida. b) Intensidad de vehículos pesados superior a 20 veh.pesados/hora en el
sentido de subida. c) Que se reproduzca una de las 3 circunstancias siguientes:
- Reducción de la velocidad de los vehículos pesados en 15 km/h respecto de la velocidad de proyecto (Vp).
- Nivel de servicio D ó E en la rampa. - Pérdida de dos niveles de servicio respecto del existente en el
tramo anterior.
Nota: El establecimiento de carriles adicionales en rampa en carreteras de calzadas separadas solo estará justificado si en dicha rampa se alcanza un nivel de servicio C ó D.
En el siguiente ábaco podemos determinar gráficamente la reducción de velocidad que tendrá un vehículo pesado que tiene una velocidad al inicio de la rampa de 100 km/h.
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Reducción de la velocidad de un vehículo pesado en una rampa desde los 100
km/h
La conclusión que obtenemos del ejemplo marcado en el ábaco anterior es que un vehículo pesado que al inicio de una rampa de inclinación 4% circula a 100 km/h, una vez que ha recorrido una longitud de 350 metros en dicha rampa, habrá visto reducida su velocidad en 12 km/h (es decir, circulará a 88 km/h).
Para determinar el inicio y el final de un carril adicional en rampa (y por lo tanto su longitud), se tendrá en cuenta:
- El inicio del carril adicional en rampa se situará donde los vehículos pesados reduzcan su velocidad en 10 km/h respecto de la Vp.
- El final del carril adicional en rampa se dispondrá donde, una vez superado el vértice del acuerdo, el vehículo pesado recupere la velocidad. En carreteras convencionales, además deberá disponerse de visibilidad de adelantamiento para la Vp.
Sobre el mismo ábaco, podemos determinar en qué punto la velocidad del vehículo pesado se ha visto reducida en 10 km/h, si la inclinación de la rasante es por ejemplo del 5%.
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Reducción de velocidad de los vehículos pesados en rampa desde los 100
km/h
Se comprueba que aproximadamente a los 210 metros de la rampa, es cuando el vehículo pesado ha pasado de circular a 100 km/h a circular a 90 km/h. Por lo tanto, será en ese punto donde debe iniciarse el carril adicional.
Antes del inicio y después del final de los carriles adicionales en rampa se dispondrán cuñas de transición.
Al final de los carriles adicionales para la circulación rápida, después de la cuña de transición, se dispondrá un tramo cebreado de longitud mínima 200 m.
El inicio y el final de los carriles adicionales en pendiente se proyectarán con el mismo criterio que para los carriles adicionales en rampa.
En carreteras convencionales, en toda la longitud del carril adicional, no se permitirá que los vehículos que circulan por el sentido de los dos carriles invadan el sentido opuesto.
Carril adicional para circulación rápida
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Carril adicional para circulación lenta
6. CARRILES DE TRENZADO
Los carriles de trenzado constituyen la unión entre un carril de aceleración y uno de deceleración.
La longitud efectiva del carril es aquella en la que están autorizadas las maniobras de entrada y salida del carril.
Para que sea considerado carril de trenzado, la longitud máxima del carril medida entre las secciones características de 1,00 m no deberá ser superior a 1500 m.
La anchura de este carril será de 3,5 m y dispondrá en toda su longitud de un arcén derecho igual al de la calzada principal.
Carril de trenzado
7. CARRILES DE ADELANTAMIENTO
Se utiliza en carreteras convencionales para mejorar el nivel de servicio o reducir la accidentabilidad por falta de oportunidades de adelantamiento.
Se dispondrá por la izquierda del carril que sea objeto de adelantamiento.
La longitud del carril de adelantamiento se medirá entre las secciones características de 3,50 m.
En carreteras convencionales donde exista un carril de adelantamiento, se dispondrá entre ambos sentidos de circulación arcenes interiores de 1 m y el espacio suficiente para la implantación de un sistema de contención de vehículos.
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Antes del inicio y después del final del carril de adelantamiento se dispondrán cuñas de transición.
Al final del carril de adelantamiento, después de la cuña de transición, se dispondrá un tramo de cebreado de longitud mínima 200 m. Esta longitud podrá reducirse siempre y cuando se cumpla que la longitud de la cuña mas la longitud de dicho cebreado reducido sea mayor o igual que la distancia de parada (Dp).
Carril de adelantamiento
Si en un tramo de carretera convencional se proyectan carriles de adelantamiento alternativos en ambos sentidos, se hará con los siguientes condicionantes:
1) Entre los inicios de ambos carriles de adelantamiento, habrá la longitud necesaria para disponer en cada sentido la cuña de transición previa al inicio del carril de adelantamiento.
2) Entre los finales de ambos carriles, habrá la longitud necesaria para disponer en cada sentido la zona cebreada reducida.
3) La longitud de cada carril de adelantamiento no será superior a 1500 m.
Carriles de adelantamiento alternativos
8. CARRILES DE CONVERGENCIA Y DIVERGENCIA
Los carriles de convergencia y divergencia se diseñan para aumentar la longitud de los carriles de cambio de velocidad de tipo paralelo (respecto de la necesaria para un carril de cambio de velocidad), mejorando su funcionamiento.
Con el proyecto de los carriles de convergencia y divergencia conseguimos:
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1) Mejorar el nivel de servicio en el año horizonte. 2) Evitar que las posibles retenciones en los ramales de acceso afecten al
tronco de la carretera. 3) Aumentar las posibilidades de incorporación al tronco de la carretera en
el caso de los carriles de aceleración, si la IMD en la hora de proyecto es elevada o con un porcentaje de vehículos pesados elevado.
Se utilizarán generalmente en tramos urbanos y periurbanos con una IMD elevada.
Al inicio de un carril de divergencia y al final de un carril de convergencia se proyectará cuña de transición.
Estos carriles tendrán un ancho de 3,50 m, e igual arcén y pendiente transversal que la calzada en que se encuentra.
Carril de convergencia
Carril de divergencia
9. PLATAFORMAS Y CARRILES ESPECIALES PARA DETERMINADOS VEHÍCULOS
Podemos distinguir tres tipos de carriles o plataformas especiales:
1) Para vehículos de transporte colectivo (BUS). 2) Para vehículos de alta ocupación (VAO). 3) Para vehículos pesados (VP).
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Según su localización y características, pueden ser:
a) Plataforma independiente: Plataforma de uno o varios carriles con trenzado independiente a la vía principal a la que sirve o conecta. Si están próximas entre sí, puede ser necesario disponer de sistemas de contención de vehículos.
b) Plataforma adosada: Plataforma de uno o varios carriles adosados a una vía principal, pero separada de ella por sistemas de contención.
c) Carril especializado: Carril que forma parte de una plataforma de más de un carril, estando separada únicamente por marcas viales (y eventualmente balizamiento).
9.1. Carril BUS
Diseñados exclusivamente para el uso por parte de vehículos automóviles con más de 9 plazas (autobuses, microbuses, etc.).
Este carril podrá ser de uso exclusivo (carril reservado) o de uso preferente (en algunos tramos puede ser compartido con otros vehículos).
Por el sentido de circulación, podrán ser unidireccionales o bidireccionales.
Se podrán proyectar en aquellas vías que generen congestión e importantes retrasos en las líneas de transporte colectivo.
El ancho del carril será 3,50 m cuando este adosado a algún otro carril. En caso de ser una plataforma con un único carril, deberá tener un ancho de 4,00 m para permitir adelantamientos en caso de avería de un vehículo.
Podrán disponerse a la derecha de la calzada principal o a la izquierda.
Carril BUS de uso exclusivo en la izquierda
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9.2. Carril BUS-VAO
Carriles donde además de los vehículos de transporte colectivo (más de 9 plazas), se permite la circulación de vehículos de alta ocupación (VAO).
Se considera vehículo de alta ocupación a aquel destinado exclusivamente al transporte de viajeros con una masa máxima de 3500 kg y que esté ocupado por un determinado número de personas.
Generalmente se proyecta en tramos urbanos y periurbanos, utilizando un carril específico o una plataforma dispuesta en la mediana de la autovía o autopista.
Carril BUS-VAO en plataforma adosada
9.3. Plataforma para vehículos pesados (VP)
Son plataformas (independientes o adosadas) reservadas exclusivamente a la circulación de vehículos pesados.
Se considera vehículo pesado a aquel que tiene una masa máxima superior a 3.500 kg, destinado al transporte de mercancías o al transporte de personas con más de 9 plazas.
El ancho de este carril será de 3,50 m (excepcionalmente puede ser 3,75 m). En el caso de que haya un único carril en la plataforma, su ancho será siempre
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de 4,00 m para facilitar el adelantamiento a un vehículo que pueda quedar averiado en la vía.
Carril VP en plataforma adosada
10. PARADAS DE VEHÍCULOS DE TRANSPORTE COLECTIVO
En una carretera, los vehículos de transporte colectivo no podrán pararse en carriles destinados a la circulación, por lo que se proyectarán paradas mediante ensanchamientos en la plataforma.
Las paradas constarán de un carril de cambio de velocidad o cuña de deceleración, un tramo de detención, y un carril de cambio de velocidad o cuña de aceleración.
El ancho total de las paradas en el tramo de detención será de 4,50 m. Así mismo, en el tramo de detención se dispondrá una acera con un ancho mínimo de 1,50 m.
La longitud del tramo de detención estará en función del uso (longitud de los vehículos, coincidencia de vehículos, etc.).
Si se prevé la parada de dos vehículos simultáneamente, la longitud del tramo de detención será de 30 m para vehículos rígidos y 40 m para los articulados. En caso de que no se prevea dicha coincidencia, la longitud será de 15 m para vehículos rígidos y 20 m para vehículos articulados.
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Parada para vehículos de transporte colectivo con cuñas
11. APARTADEROS
Los apartaderos son ensanches de la plataforma destinados a permitir la detención o el estacionamiento temporal de determinados vehículos.
Se distinguen tres tipos de apartaderos:
1) Apartadero de conservación y explotación. 2) Apartadero de emergencia. 3) Apartadero para revisión y control de vehículos pesados.
Apartadero de conservación y explotación
Apartadero de emergencia
Apartadero para revisión y control de vehículos pesados
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12. LECHOS DE FRENADO
En los tramos de carreteras donde existan pendientes elevadas y prolongadas, y los vehículos puedan perder el control por avería en los frenos, se proyectarán lechos de frenado para facilitar la detención de dichos vehículos.
Deberá considerarse la posibilidad de proyectar lechos de frenado donde se cumpla simultáneamente las siguientes dos condiciones:
𝑖 > 5 𝑖2 · 𝑙 > 60
Donde:
- i: Pendiente media de la rasante descendente (%). - l: Longitud del tramo descendente (km).
Los lechos de frenado pueden ser adyacentes a la plataforma o estar en una vía de servicio segregada diseñada para tal fin.
Si se dispone junto a la plataforma de la carretera, la separación entre los bordes de la calzada y del lecho será como mínimo de 2,00 m.
El ancho mínimo del lecho será 4,50 m, y generalmente suelen diseñarse con una profundidad de 50 cm y rellenos de grava rodada de tamaños 5/10mm.
Lecho de frenado adyacente
La longitud del lecho de frenado estará en función de la velocidad de entrada en él (tabla). Estas longitudes podrán aumentarse cuando se ubiquen en rasante descendente a razón de un 3% de longitud cada 1% de pendiente respecto de la pendiente horizontal (0%).
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Longitud de los lechos de frenado
Supongamos por ejemplo que tenemos una rasante descendiente en la que la velocidad es 100 km/h. La rasante descendiente tiene una inclinación del -2%. Por lo tanto a la longitud obtenida en la tabla (115 metros) tenemos que sumarle un 6% por la inclinación de la rasante (2·3%). Por lo tanto la longitud final del lecho será:
115 + 0,06 · (115) = 122 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠
Lecho de frenado adyacente a la plataforma
Lecho de frenado en vía de servicio
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13. PASOS DE MEDIANA Y TERCIANA
Paso de mediana es la interrupción en la separación física entre los dos sentidos de circulación en una carretera de calzadas separadas, que facilita la comunicación entre ambas en casos singulares y de emergencias.
En su diseño se empleará una velocidad igual a la mitad de la Vp de la carretera. En todo caso, la longitud libre mínima en los pasos de mediana será de 40 m.
Paso de terciana es la interrupción en la separación física entre dos plataformas separadas correspondiente a una carretera y a una vía complementaria, que facilita la comunicación entre ambas en casos singulares y de emergencias.
Los pasos de terciana se diseñarán con el mismo criterio que los pasos de mediana, considerando una velocidad igual a la mitad de la mayor de las velocidades de las vías conectadas.
De manera general, se proyectarán pasos de mediana y terciana cada 2 km, a 200 m del extremo de túneles de L>500m, y a 200 m de los estribos de obras de paso de L>100m.
Paso de mediana en autovía
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14. RAMALES DE TRANSFERENCIA
En una carretera de calzadas separadas donde, para un mismo sentido de circulación existan una calzada central y una vía complementaria para regular la accesibilidad y la movilidad, el ramal de transferencia es el ramal que permite la conexión entre ambas vías.
Estos ramales de transferencia están constituidos por 3 elementos:
- Salida. - Ramal (entre la nariz de la salida y la punta de la entrada). - Entrada.
La velocidad de diseño del ramal será igual a la Vp de la vía central, o Vp-20 (km/h).
El ancho de la plataforma será tal que permita adelantar a un vehículo que quede averiado en el ramal.
La opción más habitual es segregar un carril en la salida y adosar un carril en la entrada, mediante bifurcaciones y confluencias.
Carril de transferencia (I)
Carril de transferencia (II)
15. VÍAS CICLISTAS ADYACENTES
El diseño de las vías ciclistas no es objeto de la Norma 3.1-IC, pero debido a las importantes interacciones que puede haber entre dichas vías ciclistas y las
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carreteras, vamos a ver algunos criterios básicos que hay que tener en cuenta para la correcta coordinación entre ambos.
Las intersecciones entre carreteras y vías ciclistas deberán cumplir las siguientes condiciones:
- Existencia de visibilidad de parada y cruce reciprocas. - Recorrido mínimo de los ciclistas en el trazado en planta de las
intersecciones. - Disposición, en su caso, de refugios de espera con una longitud mínima
de 2,00 m. - Señalización específica. - Pavimento diferenciado de la vía ciclista en las inmediaciones a las
intersecciones.
En tramos interurbanos, cualquier vía ciclista que discurra próxima a la carretera deberá estar segregada de la misma, para lo que se proyectará una pista-bici con trazado independiente.
Si no fuese posible segregar las vías ciclistas por medio de una pista-bici, podrán adosarse a la plataforma de la carretera, con los siguientes condicionantes:
- En tramos urbanos y periurbanos de cualquier tipo de carretera, se proyectará un carril-bici protegido, que es la vía ciclista con elementos laterales que la separan físicamente de la carretera. La franja lateral que actuando como berma constituya la separación física entre la carretera y el carril-bici tendrá un ancho de 1,50 m. Además dispondrá de sistema de contención de vehículos y un cerramiento entre ambas vías.
- En tramos urbanos de carreteras convencionales y multicarril con velocidad de proyecto (Vp) menor o igual a 50 km/h, cuando no sea posible disponer un carril-bici protegido, se proyectará un carril-bici adosado a la plataforma de la carretera con una separación mínima de 1 m entre la plataforma de la carretera y el carril-bici.
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Vía ciclista (I) Vía ciclista (II)
Vía ciclista (III) Vía ciclista (IV)
