dr inż. Lech Michalski - Katedra Inżynierii Drogowej Politechniki Gdańskiej

PROBLEMY
FUNCJONOWANIA DROGI
I ICH OCENA W
PROJEKTOWANIU DRÓG

Zagadnienia

 

Warunki ruchu i przepustowość

drogi

 

Bezpieczeństwo ruchu drogowego

 

Oddziaływanie ruchu drogowego na

środowisko

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

2

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

3

Przepustowość dróg

 

Definicja przepustowości

 

Przepustowość teoretyczna

 

Metoda HCM

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

4

Największa liczba jednostek ruchu,

która może przejechać przez

przekrój poprzeczny drogi w

jednostce czasu

Przepustowość wyjściowa
Przepustowość projektowa
Przepustowość praktyczna
Przepustowość sprowadzona

Definicja przepustowości

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

5

Związek
prędkość – natężenie - gęstość

A

B C

D

E

F

N

kr

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

6

Przepustowość teoretyczna

 

Bezpieczny odstęp

l

b

= v

2

/2 (1/a

1

– 1/a

2

) + vt

r

+l

1

 

Przepustowość teoretyczna

C

t

= 3600v/l

b

V – prędkość
a

1

- opóźnienie 1 pojazdu

a

2

- opóźnienie 2 pojazdu

t

r

- czas reakcji

l

1

– długość 1 pojazdu

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

7

Metody

 

HCM 50, 65, 85, 2000

 

RAS Q

 

MADI

 

szwedzka

 

Polskie adaptacje

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

8

Założenia metody HCM

 

Poziom swobody ruchu

 

Krytyczne natężenie

 

Idealne warunki drogowo-ruchowe

 

Drogi dwupasowe

 

Drogi wielopasowe

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

9

Poziomy swobody ruchu

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

10

Miary warunków ruchu

 

Procent czasu blokowania pojazdów

 

Średnia prędkość jazdy

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

11

Idealne warunki drogowo-ruchowe

 

Prędkość projektowa

 

Szerokość pasów

 

Pobocza

 

Wyprzedzanie

 

Samochody osobowe

 

Struktura 50%/50%

 

Ruch niezakłócony

 

Teren płaski

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

12

Krytyczne natężenie ruchu
długich odcinków

Q

ki

= 2800 (Q/C)

i

f

k

f

p

f

c

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

13

Krytyczne natężenie ruchu
na wzniesieniach

Q

ki

= 2800 (Q/C) f

k

f

p

f

so

f

cw

dr inż. Lech Michalski - Katedra Inżynierii Drogowej Politechniki Gdańskiej

BEZPIECZEŃSTWO
RUCHU DROGOWEGO

Bezpieczeństwo ruchu drogowego

 

Definicje, wskaźniki

 

Czynniki wpływające na brd

 

Środki poprawy brd

dr inż. Lech Michalski - Podstawy Inżynierii Ruchu

15

Ryzyko na 100 mln osobokilometrów

samochód 1,1

prom 0,33

samolot 0,08

pociąg 0,04

Definicje

 

zdarzenie drogowe

 

ofiara ranna

 

ofiara zabita

 

kolizja

 

wypadek

Liczby i wskaźniki

 

Liczba wypadków, zabitych, rannych LW,
LZ, LR

 

Wskaźniki

 

LW, LZ, LR na 1000 mk

 

LW, LZ, LR na km

 

LW, LZ, LR na 1 mln pojkm

 

LW na 1 mlnTkm

 

LZ na 100 wypadków

Motoryzacja a wypadki

Lata

Udział różnych okoliczności – przyczyn

wypadków z uwzględnieniem różnych poziomów

oddziaływania

2

%

÷ 3%

65

%

÷

57

%

-

2

%

24

%

÷

27%

4

%

÷

6%

1

%

÷

3

%

1

%

28

%

÷

34

%

-

9

4

%

÷

9

5

%

-

8

%

÷

12%

d

wa

czynniki

t

rz

y

czynniki

d

wa

czynniki

p

oje

dyncze

˛

Czynniki jako p

rzyczyny

wypadku

Droga i otoczenie

Pojazd

Użytkownik

drogi

Całkowity procentowy udział każdego czynnika

Czynniki drogowe wpływające na brd

 

czynniki o charakterze urbanistycznym

 

rozwiązanie geometryczne drogi

 

rozwiązania skrzyżowań

 

węzły drogowe

 

rodzaj i stan cech powierzchniowych nawierzchni

 

organizacja ruchu i jej środki

 

inne czynniki

Typ przekroju a wskaźniki wypadków

Typ przekroju

Wskaźnik wypadków

1x4

6,75

1x3 z pasami skrętu w lewo

4,96

2x2

4.02

1x5 z pasami skrętu w lewo

4,01

Typ przekroju a % typów zdarzeń

czołowe

tylne

boczne

przeszko

dy

piesi

wypa-

dnięcie z

drogi

razem

2x2 A

2

25

8

5

4

47

91

2x2 E

7

25

14

5

6

30

89

2x2 N

5

15

24

14

25

16

97

1x2 E

16

16

25

4

8

29

88

1x2 N

20

11

29

4

11

20

94

Związek wypadki - promień

Wypadki a promień i szerokość
jezdni

Wypadki na łukach

 

Wskaźniki wypadków na łukach są 1,5 – 4

razy wyższe od wypadków na prostych

 

Skutki wypadków na łukach są wyższe.

25-30% wypadków śmiertelnych ma miejsce

na łukach

 

Około 60% wypadków na łukach to utrata

panowania i wypadnięcie poj. pojazdu z łuku

 

Wypadki mają miejsce zwłaszcza na końcach

łuków

Pochylenia drogi

 

Wypadki zdarzają się częściej na

pochyleniach niż na odcinkach poziomych.

Częstość wzrasta z wzrostem pochylenia,

około 1,6% na każdy procent pochylenia

 

Częstość i ciężkość wypadków są wyższe na
spadkach niż na wzniesieniach, z dużym

udziłem pajadów ciężarowych

 

Różnica wysokości poziomów jest lepszym
wskaźnikiem ryzyka niż procent pochylenia

Natężenie ruchu i jego struktura

 

Małe natężenie – swoboda wyboru prędkości

i wyprzedzania, osłabienie uwagi kierujących -

ciężkie wypadki, niewiele kolizji

 

Średnie natężenie – ograniczenie swobody

ruchu, wzrost uwagi kierujących, ważna rola

struktury rodzajowej ruchu wpływającej na

dyspersję prędkości – mniej wypadków i kolizji

 

Duże natężenie ruchu – maleje prędkość

i możliwość wyprzedzania - duża liczba kolizji,

wypadki „seryjne”

Czynniki wpływające na powstawanie
wypadków i ich skutki

 

bezpieczeństwo czynne pojazdu –

zespół cech zmniejszających
prawdopodobieństwo zdarzenia
drogowego

 

bezpieczeństwo bierne pojazdu –

urządzenia zmniejszające skutki
wypadku drogowego

 

stan techniczny pojazdu i jego nadzór

Środki w projektowaniu i

eksploatacji bezpiecznych dróg

Podstawowe instrumenty zarządzania

bezpieczeństwem infrastruktury drogowej

 

Ocena oddziaływania na bezpieczeństwo ruchu

(RIA – Road Safety Impact Assessment),

 

Audyt bezpieczeństwa ruchu drogowego

(RSA – Road Safety Audit),

 

Zarządzanie bezpieczeństwem sieci drogowej

(NSM – Network Safety Management),

 

Przeglądy dróg

(RSI – Road Safety Inspections).

WPŁYW DROGI NA ŚRODOWISKO

 

Podczas budowy

 

Podczas eksploatacji

 

Emisja spalin

 

Hałas drogowy

 

Zanieczyszczenie wód

Model zagrożenia środowiska
naturalnego

 

TEREN I SUROWCE

 

zajmowanie terenu i odbieranie glebie jej

produkcyjnych funkcji

 

wyczerpanie surowców nieodnawialnych

 

POWIETRZE

 

zużywanie tlenu zawartego w powietrzu

atmosferycznym

 

zanieczyszczenia atmosfery

 

WODA

 

pobór wody

 

zanieczyszczenie wód powierzchniowych i

podziemnych

 

zmiana stosunków wodnych wskutek

powstawania lub modernizacji sieci

transportowej

 

ROŚLINNOŚĆ

 

wycinanie drzew i krzewów

 

niszczenie roślinności przez środki

transportowe

 

zatruwanie roślinności szkodliwymi

substancjami za pośrednictwem powietrza,

wody, gleby, itp.

 

naruszanie kompleksów leśnych wskutek

powstawania lub modernizacji sieci

transportowej oraz związane z tym zmiany

w szacie roślinnej

 

ZWIERZYNA

 

szkody wyrządzone zwierzynie w wyniku

ruchu pojazdów

 

odbieranie zwierzynie typowych dla niej

warunków bytowania

 

OSADNICTWO

 

wdzieranie się wytworów cywilizacji

(przedmiotów, obiektów, ścieków, hałasu

itp.) do miejsc, które powinny zachować

naturalny urok

 

zeszpecenie sieci osadniczej budowlami

transportowymi nie dostosowanymi do

charakteru otoczenia

 

LUDNOŚĆ

 

wypadki śmiertelne, obrażenia i różne

choroby powodowane przez transport

 

pogarszanie warunków życia ludzi w sieci

osadniczej wskutek tworzenia

skomplikowanych układów transportowych

Skład gazów spalinowych

 

tlenek węgla CO (1-9%)

 

dwutlenek węgla CO

2

(2-10%)

 

tlen O

2

(0,5-5%)

 

węglowodory HC (0,5-8%)

 

wodór H

2

(1-7%)

 

tlenek azotu NO

x

(68-79%)

 

ponadto mogą występować: związki

siarki (SO

2

), aldehydy (NxOy),

związki ołowiu (Pb) oraz cząstki

sadzy, smoły, azbestu itp..

Dźwięk określa się jako zmianę ciśnienia

odczuwaną przez ucho ludzkie. Zmiany te są

scharakteryzowane przez:

 

częstotliwość dźwięku wyrażaną w hercach;
ucho ludzkie słyszy dźwięk o częstotliwości od

20 do 20000 Hz

 

amplitudę zmian ciśnienia wyrażoną w

mikropascalach; ucho ludzkie wyczuwa dźwięk

o amplitudzie od 20 uPa, natomiast amplituda

20 mln uPa powoduje ból

Hałas drogowy

Aby uniknąć w praktycznym stosowaniu tak

dużego zakresu liczb oraz dostosować skalę

amplitudy do rzeczywistej wrażliwości

człowieka wprowadzono jednostkę zwaną

decybelem.

W skali decybelowej przyjęto wartość o dB jako

próg słyszalności i 130 dB jako próg bólu.

Konsekwencją przyjętej skali jest to, że:

 

sumowanie hałasu pochodzącego z kilku źródeł
nie odbywa się na zasadzie sumy algebraicznej

 

zwiększanie ciśnienia akustycznego o 10 dB
powoduje subiektywne wrażenie

podwojenia

hałasu

Równoważny poziom dźwięku A
(ekwiwalentny)

 

gdzie:

 

- równoważny poziom dźwięku A w przedziale czasu (t2-

t1) [dB]

 

pA – chwilowa wartość ciśnienia akustycznego A mierzone

w danym punkcie [Pa];

 

po – ciśnienie akustyczne odniesienia równe 2*10-5 Pa

 

(t2-t1) – czas obserwacji, dla którego wyznaczano poziom

równoważny

Statystyczne poziomy hałasu

 

Wskaźniki poziomów ciśnienia

akustycznego stosowane przy ocenie

klimatu akustycznego w otoczeniu

drogi.

 

Najczęściej stosowane są poziomy:
L10, L50 i L90. Oznakowania

oznaczają, odpowiednio, poziomy

hałasu przekroczone w ciągu 10%,

50%, 90% czasu obserwacji.

Wyznacza się je z dystrybuanty

poziomów hałasu L i wyraża w dB.

Dopuszczalne wartości poziomów hałasu w
środowisku podane są w Rozporządzeniu ministra
Środowiska z dnia 29lipca 2004r.

(tabela 2)

Lp.

Dopuszczalny poziom hałasu wyrażony równoważnym poziomem dźwięku A[dB]

Przeznaczenie terenu

Drogi i linie kolejowe

Dzień

Noc

1

-

Obszary A ochrony uzdrowiskowej

-Tereny szpitali poza miastem

50

45

2

- Tereny zabudowy mieszkaniowej jednorodzinnej

- Tereny zabudowy związane z pobytem dzieci lub młodzieży

- Tereny domów opieki

- Tereny szpitali w miastach

55

50

3

- Tereny zabudowy mieszk. wielorodzinnej i zamieszkania zbiorowego

- Tereny zabudowy mieszk. jednorodzinnej z usługami rzemieślniczymi

- Tereny rekreacyjno-wypoczynkowe poza miastem

- Tereny zabudowy zagrodowej

60

50

4

Tereny w strefie śródmiejskiej miast powyżej 100tys. mieszkańców ze zwartą

zabudową mieszkaniową i koncentracją obiektów administracyjnych,

handlowych i usługowych.

65

55

Źródła hałasu

 

źródła pojedyncze (np. środki komunikacji, transportu i produkcji

w obiektach i na zewnątrz) oraz źródła zgrupowane na określonej

przestrzeni (drogi, lotniska, dworce, zajezdnie, stacje rozrządowe,

obiekty przemysłowe, rozrywkowe, sportowe itp.).

 

Poziomy dźwięku, których źródłem są środki transportu drogowego

i kolejowego, wynoszą od 75 do 95 dB, w podziale na

poszczególne rodzaje pojazdów przedstawia się to następująco:

a) pojazdy jednośladowe 79-87 dB,
b) samochody ciężarowe 83-93 dB,
c) autobusy i ciągniki 85-92 dB,
d) samochody osobowe 75-84 dB,
e) maszyny drogowe i budowlane 75-85 dB,
f) wozy oczyszczania miasta 77-95 dB

Powierzchniowe i liniowe źródła
hałasu

 

Pod pojęciem „liniowe” kryją się ciągi

komunikacyjne, takie jak:

 

- arterie komunikacyjne (w całości lub wybrane

odcinki), ulice lub ciągi ulic

 

- trasy komunikacji szynowej, czyli linie

tramwajowe, kolejki itp.

 

Powierzchniowe źródła to przede wszystkim:

 

- lotniska i drogi dojazdowe

 

- zakłady przemysłowe

 

- obiekty komunikacyjne

Czynniki wpływające na poziom hałasu

 

rodzaj i marka pojazdu

 

natężenie ruchu i udział pojazdów

ciężarowych w potoku

 

prędkość jazdy i jej zmienność

 

pochylenia drogi

 

nawierzchnia drogi

Prędkość jazdy

Natężenie ruchu

Pochylenie drogi

Czynniki tłumiące

 

ukształtowanie drogi i terenu w

przekroju poprzecznym

 

odległość odbiorcy od drogi

 

otoczenie drogi

 

warunki atmosferyczne: temperatura

i wilgotność powietrza, siła wiatru

 

sztuczne przeszkody – ekrany

dźwiękoszczelne i dźwiękochłonne

Wpływ zabudowy

Środki ochrony przed hałasem

 

organizacyjno-prawne jak organizacja

ruchu, stosowanie znaków zakazu i

nakazu

 

techniczne w ochronie czynnej

(wyciszenie źródeł hałasu) i w ochronie

biernej (izolowanie odbiorcy od źródeł

hałasu)

Środki ochrony przed hałasem

 

geometryczne ukształtowanie drogi

 

zmiany w organizacji ruchu

drogowego

 

nawierzchnia

 

strefowanie akustyczne

 

ekranowanie akustyczne

Rodzaje ekranów

 

Naturalne

Budynki, ściany, skarpy, wały

ziemne, pasy zieleni

 

Sztuczne

Specjalne płoty, mury i bariery

Sztuczne ekrany

 

Dźwiękoizolacyjne (z betonu, stali,

aluminium, tworzyw sztucznych)

 

Dźwiękochłonne (z drewnem, wełną

mineralną)

Liniowy kształt ekranów

 

prostoliniowy

 

krzywoliniowy

Właściwości akustyczne ekranów

 

ODBIJAJĄCE

 

ODBIJAJĄCO-ROZPRASZAJĄCE

 

POCHŁANIAJĄCE

Przykładowa budowa ekranu