Un intercambiador urbano de un solo punto ( SPUI , / ˈs p uː i / SPOO -ee o / ˈs p juː i / SPEW -ee ), también llamado intercambiador de un solo punto ( SPI ) [1] o intercambiador de un solo punto en forma de diamante ( SPDI ), es un tipo de intercambiador de autopistas . El diseño fue creado para ayudar a mover grandes volúmenes de tráfico a través de cantidades limitadas de espacio de manera eficiente.
Un SPUI es similar en forma a un intercambio de diamante , pero tiene la ventaja de permitir que los giros a la izquierda opuestos se realicen simultáneamente al comprimir las dos intersecciones de un diamante en una sola intersección sobre o debajo de la carretera de flujo libre. [2]
El término "punto único" se refiere al hecho de que todo el tráfico que pasa por la vía arterial, así como el tráfico que gira a la izquierda para entrar o salir del intercambiador, se puede controlar desde un único conjunto de semáforos . Debido a la eficiencia espacial de las SPUI en relación con el volumen de tráfico que pueden manejar, el diseño de intercambiador se utiliza ampliamente en la reconstrucción de autopistas existentes, así como en la construcción de nuevas autopistas, particularmente en entornos urbanos densos. [3] [ Se discute la neutralidad ]
A veces, una SPUI permite que el tráfico avance directamente desde la rampa de salida hasta la rampa de entrada; esto suele suceder cuando las rampas se conectan con las vías de acceso . Dado que la mayor parte del tráfico de paso pasa por encima o por debajo de la intersección, la SPUI sigue siendo mucho más eficiente que una intersección en la superficie.
Las ventajas más citadas de los SPUI son la mejora de la eficiencia y la seguridad operativas, así como la reducción de los requisitos de derecho de paso en comparación con otras formas de intercambiadores. [4] El tráfico que gira a la izquierda desde ambas direcciones de las carreteras que se cruzan puede girar simultáneamente sin cruzar la trayectoria de los giros a la izquierda opuestos. Debido a que el tráfico que pasa por el intercambiador puede controlarse con una sola señal, los vehículos pueden despejar la intersección mucho más rápidamente que en un intercambiador en forma de diamante (que requiere dos juegos de semáforos).
Las SPUI también permiten giros más amplios, lo que facilita el movimiento de vehículos grandes, como camiones y vehículos recreativos. Además, una SPUI ocupa considerablemente menos espacio que un intercambiador de trébol completo , lo que permite que la construcción se realice en una cantidad limitada de propiedad y minimiza el uso del dominio eminente por parte del estado . [5]
Por último, se dice que las SPUI son más seguras que otros tipos de intercambiadores que ahorran espacio, como los intercambiadores en forma de diamante (estándar). Las investigaciones sugieren que, si bien puede que no haya una diferencia significativa entre los dos tipos de intercambiadores en términos de colisiones totales, las tasas de lesiones y muertes son notablemente más bajas en los SPUI que en los intercambiadores en forma de diamante. [6]
La principal desventaja de las SPUI sobre otros tipos de cruces de carreteras es el aumento de los costes debido a la necesidad de un puente más largo o más ancho. Una SPUI por debajo de una autopista (como en el diagrama superior) requiere un puente más ancho sobre la carretera de libre circulación para dejar espacio para las rampas de entrada y salida comprimidas. Sin embargo, esta desventaja plantea un problema menor en los casos en los que la carretera arterial, o que no es una autopista, ya requiere un puente muy ancho. La intersección de la calle 97 , que tiene siete carriles, con Yellowhead Trail en Edmonton , Alberta, Canadá, aunque es un intercambio en forma de diamante en concepto, requirió un puente tan ancho que la sincronización de los semáforos permite que esta intersección se comporte como una SPUI. Una SPUI por encima de una autopista (como en la foto inferior) requiere un puente más largo de la carretera de libre circulación para cruzar el área más amplia requerida para la intersección de la SPUI a continuación. [ cita requerida ]
Debido a que los vehículos deben poder cruzar la acera de seis maneras diferentes, una SPUI generalmente tiene una gran área de pavimento sin control en el medio de la intersección. Esto puede ser peligroso, en particular si los conductores no están familiarizados con el tipo de intersección. Los conductores que hacen un giro a la izquierda pueden confundirse cuando el tráfico que gira en sentido contrario los pasa por el lado derecho . [ cita requerida ]
Debido a la gran área de intersección, los semáforos necesitan una fase amarilla y roja más larga para despejar la intersección y, aun así, puede que no sea lo suficientemente larga para que un ciclista que ingresa con luz verde o amarilla pueda cruzar antes de que el tráfico opuesto obtenga luz verde. [4] En general, los diseños SPUI no se deben utilizar donde se espera tráfico de bicicletas a menos que se proporcionen cambios bastante sustanciales en el diseño o adaptaciones especiales. [7]
Por lo general, los peatones no pueden atravesar una intersección con una luz verde. Pueden necesitarse hasta cuatro ciclos para recorrer toda la longitud de una SPUI. [7]
Por último, las SPUI pueden resultar algo difíciles de limpiar de nieve. Es posible que haya que cerrar la amplia zona en la que se cruzan los carriles para permitir una limpieza eficiente y exhaustiva, para evitar que una máquina quitanieves deje montones de nieve que interfieran con el tráfico y la visibilidad en medio de la calzada sin control. Además, si la amplia zona de calzada sin control se encuentra sobre un puente, como en el diagrama, la nieve no se puede empujar hacia los lados del puente, ya que puede suponer un peligro para la carretera que se encuentra debajo. Este problema puede verse agravado por el ancho comparativamente grande del puente que requiere la SPUI.
Dado que un SPUI solo permite giros a la izquierda y a la derecha, los conductores no pueden volver a ingresar a la autopista de la que salen (si, por ejemplo, se dan cuenta de que han tomado la salida equivocada) dentro de un SPUI.
Se requieren semáforos trifásicos . Otros tipos de intercambiadores diseñados para lograr eficiencia, como el trébol parcial de seis rampas y el diamante divergente , requieren solo dos fases de semáforo.
El primer SPUI se inauguró el 25 de febrero de 1974, [ cita requerida ] a lo largo de la Ruta 19 de EE. UU. ( State Road 55 ), que pasa por la State Road 60 al este de Clearwater, Florida . Fue diseñado por Wallace Hawkes, Director de Ingeniería de Transporte en JE Greiner Company (más tarde URS Corporation ), a quien se lo ha llamado el "abuelo del intercambiador urbano". [ cita requerida ] Este diseño se ha modificado desde entonces para incluir caminos de servicio en cada dirección. [8]
Varias SPUI, construidas en la década de 1970 y posteriormente, se encuentran en las autopistas alemanas, como la A40 , A42 , A44 , A46 , A57 , A59 y A113 en Berlín . También hay una SPUI en Frankenschnellweg , la parte urbana de la A73 , y Maximilianstraße, en Núremberg (en 49°27′06″N 11°02′17″E / 49.451708, -11.038102 ). También se pueden encontrar versiones más pequeñas del SPUI en carreteras que no son autopistas en ciudades alemanas, con tráfico que gira a la derecha bajo control de semáforos, ubicadas en Heilbronn , Karlsruhe , Sindelfingen , Stuttgart y Wiesbaden . [ cita requerida ]
También se encuentran SPUI en Australia, Canadá, Hong Kong, Indonesia y Singapur. [ cita requerida ]
Una variante poco común de la SPUI es la SPUI invertida , en la que las calzadas de la vía de libre circulación están separadas, con rampas de entrada y salida a la izquierda que discurren entre las calzadas y llegan a una única intersección a nivel con la calle transversal. Esta puede construirse de forma menos costosa que una SPUI estándar al permitir puentes más cortos y simples en el intercambiador. Sin embargo, esto invierte la convención habitual de colocar las rampas de entrada y salida de la calzada en el lado derecho de la calzada, en lugar de colocarlas en el lado izquierdo, generalmente considerado el carril de adelantamiento .
También existe una variante de la SPUI invertida, que se puede utilizar cuando una vía secundaria termina en una vía de circulación libre, en lugar de cruzarla. En esta variante, una calzada de la vía de circulación libre está separada a nivel de la vía secundaria, como en una SPUI invertida típica, mientras que la otra calzada de la vía de circulación libre está a nivel de la vía secundaria, pero aún separada de ella, como ocurre en una intersección continua en forma de T (o gaviota) de color verde .
Existe un cruce de vías en Pultney Township, Belmont County, Ohio , entre la State Route 7 (SR 7) y la Interstate 470 (I-470) en 40°02′52″N 80°44′01″O / 40.047657, -80.733542 . Las rampas que llevan hacia y desde la I-470 corren al oeste de la SR 7, pero no están conectadas directamente con ella; estas rampas forman la "calle lateral" en este cruce. La calzada en dirección sur de la SR 7 pasa por encima del cruce, mientras que la calzada en dirección norte permanece a nivel. Las rampas de entrada y salida de la izquierda de la SR 7 corren entre sus calzadas, y se encuentran con las rampas de la I-470 en una intersección a nivel. Las rampas de la I-470 continúan hasta un intercambiador de trompeta con la I-470. La I-470 misma forma un puente sobre ambas calzadas de la SR 7 a poca distancia al norte de la intersección de las rampas de la I-470 y la SR 7. Es probable que este diseño no se haya elegido por ahorrar costos, sino porque la calzada en dirección norte de la SR 7 está bordeada por vías ferroviarias, propiedades comerciales y el río Ohio , y porque la I-470 forma un puente sobre el río justo al este de la SR 7; un diseño de intercambiador más convencional probablemente era más difícil de lograr.
Existe otro intercambiador de este tipo en Millvale, Pensilvania , cerca de Pittsburgh , en el cruce entre la Ruta 28 de Pensilvania (PA 28) y el Puente de la Calle 40. La calzada en dirección norte de la PA 28 pasa por debajo del intercambiador, con rampas a la izquierda que se unen en el puente (la rampa de entrada en dirección norte no proporciona acceso directo a la PA 28). La calzada en dirección sur de la PA 28 tiene una intersección verde continua en forma de T con el puente. [11]
Existe un intercambiador similar en Coal Grove, Ohio , en el cruce de la Ruta 52 de EE. UU. (US 52) con el Puente Ben Williamson Memorial y el Puente Simeon Willis Memorial , que cruzan el río Ohio y conducen hacia y desde Ashland, Kentucky , respectivamente. La calzada en dirección este de la US 52 pasa por debajo del intercambiador, con rampas de entrada y salida a la izquierda hacia los puentes. La calzada en dirección oeste de la US 52, que se estrecha a un solo carril, tiene una intersección en T verde continua con los puentes. Las rampas se cruzan entre sí a nivel, con una intersección controlada por semáforos . [12]
Anteriormente existía un intercambiador como el de Millvale, Pensilvania, en la intersección de la SR 7 y la SR 822 en el ahora demolido puente Fort Steuben en Steubenville, Ohio . La calzada en dirección norte de la SR 7 pasaba por debajo del puente, con rampas a la izquierda que se encontraban con la entrada al puente, mientras que la calzada en dirección sur tenía una intersección verde continua en forma de T con el puente. [13]
Un SPUI desplazado es similar a un intercambio de diamantes, sin embargo, al hacer que dos de las rampas sean pasos elevados o pasos inferiores , todas las rampas se empujan hacia un lado de la carretera, donde se encuentran con la calle de superficie en una sola intersección. [14] Un ejemplo de esto es el intercambio entre la Interestatal 225 y Alameda Avenue cerca del centro comercial Town Center en Aurora en Aurora, Colorado , Estados Unidos (en 39°42′40″N 104°49′33″O / 39.711189, -104.825807 ).
Una SPUI de tres niveles es similar a una SPUI estándar, pero incluye una separación de niveles adicional que permite el libre flujo del tráfico en la intersección; [15] [16] dicho tráfico pasa por alto la intersección señalizada. La intersección restante, libre del tráfico de la intersección, utiliza un semáforo de dos fases para gestionar los giros a la izquierda en pares, de forma similar al flujo de tráfico en una SPUI invertida.
Algunos ejemplos incluyen:
