Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2605.pdf
Скачиваний:
96
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
33.4 Mб
Скачать

АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ И МОСТЫ

УДК 625,72 (430+(470+571)

АНАЛИЗ МЕТОДОВ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ РАЗВЯЗОК ГЕРМАНИИ И РОССИИ

ANALYSIS OF METHODS AND DESIGN OF TRAFFIC INTERSECTIONS

OF GERMANY AND RUSSIA

Т.В. Знаменская, К.О. Ларина

Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ), Россия, г. Омск

Аннотация. При проектировании транспортных развязок необходимо соблюдать следующие требования и условия быстрое, эффективное и безопасное перемещение

больших объемов транспортных средств. Безопасность дорожного движения является важнейшей характеристикой автомобильной дороги. Основные типы транспортных развязок, применяемых в России и Германии. Конфликтные точки при проектировании транспортных развязок: слияния, разделения, переплетения потоков. Значения расчетных скоростей, радиусов горизонтальных и вертикальных кривых на съездах, переходно-

скоростные кривые. Обеспечение безопасности в межпетлевом пространстве.

Ключевые слова: транспортные развязки, конфликтные точки, левоповоротные и правоповоротные съезды, безопасность движения.

Введение

Система скоростных автомагистралей может быть представлена как набор объектов или элементов, связанных таким образом, что все вместе они выполняют единую задачу - быстрое,

эффективное и безопасное перемещение больших объемов транспортных средств. К тому же

подобная автомагистраль является и составляющей общей транспортной системы, также

 

включающей в себя подсистемы и различные элементы

[1]. Безопасность дорожного движения

27

является важнейшей характеристикой автомобильной дороги. Германия является одной из

 

 

передовых стран по развитию автодорожной инфраструктуры, а также норм проектирования.

 

По основному закону скорость движения по автобанам не ограничена, за исключением

 

некоторых участков из-за старого покрытия, ремонта или особенностей прохождения дороги

 

(город). Однако статистика утверждает, что в Германии в 2011 году на дорогах погибло 4 002 человек

 

(1 человек из 22 500 жителей)], в России же 27 953 человек (1 человек из

5 700 жителей).

 

 

Анализ норм проектирования развязок России и Германии

 

 

 

Существенную часть аварий можно избежать, правильно выбирая сочетание

 

геометрических элементов автомобильной дороги и узлов, предупредительных элементов,

 

элементов оснащения автомобильных дорог и т.д. Важным условием проектирования дорог

 

является то, что водитель имеет право на ошибку, но последствия этой ошибки должны быть

 

минимальными. Задачей проектировщика с точки

зрения

безопасности является:

1)

 

предоставление комфортных условий проезда, исключающие ошибку водителя; 2) в случае возникновения ошибки водителя - минимизировать ее последствия.

Геометрические элементы дорог и транспортных развязок должны соответствовать ожиданиям водителя. Ожидания водителя в свою очередь формируются привычками и предыдущими элементами. Если предыдущие элементы позволили развить высокую скорость, то устраивать вслед за такими элементами резкий поворот будет очень опасно. Для того, чтобы плавно снизить скорость водителя необходима последовательность элементов с постепенным изменением параметров. Например, не безопасно после затяжного прямого участка проектировать радиус 200 метров. Однако если вставить между прямой и малым радиусом несколько последовательных кривых с радиусом 2000, 1200, 800, 400 метров в порядке уменьшения то водитель сам

постепенно снизит скорость и будет подготовлен к крутому повороту.

Рассмотрим используемые нормы для проектирования России и Германии: В настоящее

время в России проектирование транспортных развязок и отдельных съездов в частности регламентируется существующими нормами на проектирование дорог, которые разрабатывались еще в 70-80 г 20 века [5]. Однако в России до сих пор отсутствует руководства для задания и определения уровней обслуживания (LOS Level of Service) транспортных сооружений [6, 7]. Уровень обслуживания показывает безопасность, комфортность,свободу и

скорость движения (время в пути) водителя.При проектировании транспортных развязок в разных уровнях существуют три основных способа организации левых поворотов, которые позволяют уйти от точек пересечения транспортных потоков (рисунок 1).

Фундаментальные и прикладные исследования молодых учёных: материалы Международной научно- практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, 8-9 февраля 2017 г.

АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ И МОСТЫ

а)

б)

в)

Рисунок 1 – Организация движения :а) путем правого поворота после проезда путепровода на 270°;

б) по распределительному кольцу; в) движение осуществляется по специальному левоповоротному съезду

Всоответствии с российскими нормами [2, 3, 4, 5] пересечения автомобильных дорог I

категории с дорогами всех категорий, дорог II категории с дорогами II и III категорий, а также дорог III категории между собой (при перспективной суммарной интенсивности на 20-й год на

пересечении более 4000 авт./сут) следует проектировать в разных уровнях. Суммарная интенсивность движения на пересечении может быть определена как сумма подъезжающих к пересечению (или отъезжающих от него) автомобилей.

Внемецких документах [6, 7] описываются возможности проектирования и строительства

развязок в зависимости от категорий дорог и зон влияния. В таблице 1 указывается возможность пересечений дорог в зависимости от категории дорог: по охвату территории и типу связи.

 

Таблица 1 Категории дорог и зоны действия (Германия)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Свободная

 

 

Пристроенная

 

 

 

 

 

 

Соединение

Ступень

Автобан

 

Магистралей

 

 

 

Улицы

 

 

 

 

 

 

магистраль

 

 

магистраль

 

 

 

28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AS

LS

 

VS

 

 

HS

 

 

ES

 

Континентальная

 

0

AS0

 

 

-

-

-

 

 

 

 

 

 

Большого

 

I

AS I

LS I

 

 

 

-

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

порстранства

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Надрегиональная

 

II

AS II

LS II

 

VS II

 

 

 

 

-

 

 

 

Региональная

III

-

 

LS III

 

VS III

 

 

HS III

 

 

 

 

 

 

 

 

IV

-

 

LS IV

-

 

 

HS IV

 

 

ES IV

 

 

 

Малого

 

V

-

 

LS V

-

-

 

 

ES V

 

 

пространства

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примечание: (-) - проблематично; - пересечение недопустимо.

При проектировании транспортных развязок основная задача - уйти от точек пересечения.

Элементы съездов транспортных развязок следует проектировать с учетом решения следующих задач: в ее элементах должны быть только точки слияния и разделения; высокая информативность (заблаговременно установление знаков); высокая эффективность;

наглядность и удобство. Значения допустимых расчетных скоростей и минимальные значения радиусов горизонтальных и вертикальных (выпуклых и вогнутых) кривых на съездах транспортных развязок строго регламентированы в соответствии с нормативами [6, 7].

Значения данных параметров по российским нормам представлены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2 Значения расчетных скоростей и радиусов горизонтальных и вертикальных

кривых на съездах транспортных развязок (Россия)

 

Характеристика

 

Категория дороги

 

I-II

 

III

 

 

 

 

Расчетная скорость, км/ч:

 

 

 

 

 

Левоповоротный съезд

50

 

40

 

 

Правоповоротный съезд

80

 

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фундаментальные и прикладные исследования молодых учёных: материалы Международной научно- практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, 8-9 февраля 2017 г.

АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ И МОСТЫ

Радиусы горизонтальных кривых Rmin:

 

 

Левоповоротный съезд

100

60

Правоповоротный съезд

250

125

Радиусы вертикальных кривых Rmin:

 

 

Левоповоротный съезд

2500

1500

Правоповоротный съезд

1500

1200

Таблица 3 Допускаемые наименьшие радиусы вертикальных кривых на отдельных

элементах пересечений для дорог разных категорий (Россия)

 

Наименьший радиус вертикальной

Наименьший радиус вертикальной

Типы съездов

выпуклой кривой, м, на съездах дорог

вогнутой кривой, м, на съездах дорог

 

категории

 

 

категории

 

 

 

 

 

 

 

I

II

III

I

II

III

Левоповоротные

1500

1500

1000

1200/1400

1200/400

1000/300

Правоповоротные

5000

5000

2500

2000/1000

2000/1000

1500/600

В соответствии с нормативами Германии [6, 7] значения расчетной скорости на съездах

транспортных развязок в зависимости от конфигурации съездов представлена на рисунке .

29

Рисунок 2 Назначение радиусов горизонтальных кривых съездов (Германия)

В мировой практике и в России при проектировании пересечении в разных уровнях (развязок) в используют основные типы 1) клеверный лист: полный клеверный лист; полный клеверный лист с частично совмещенными проездами для лево- и правоповоротных

направлений; обжатый клеверный лист; неполный клеверный лист; 2) распределительное кольцо с пятью путепроводами; 3) распределительное кольцо с двумя путепроводами. При проектировании примыкания в разных уровнях используют следующие основные типы: труба; кольцевое примыкание с двумя путепроводами; листовидного типа; грушевидного типа; Т-образное. Используется также проектирование комбинированных типов развязок. В более

сложных особых случаях применяется индивидуальное проектирование транспортных развязок на основе типовых. В нормативах Германии прописаны для каждого конкретного случая

Фундаментальные и прикладные исследования молодых учёных: материалы Международной научно- практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, 8-9 февраля 2017 г.

АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ И МОСТЫ

возможные допустимые решения по выбору конфигурации транспортных развязок на пересечениях (рис. 3) и примыканиях (рис. 4) [6, 7].

При пересечении дорог высоких категорий с большими интенсивностями движения необходимо устраивать транспортные развязки с непрерывным движением на обеих дорогах. Однако при этом необходимо выделять наиболее мощные сворачивающие потоки и подбирать для них наиболее комфортные условия движения с помощью правильного расположения съездов. На рис. 3 указаны некоторые варианты модификации полного клеверного листа из [5]. Как видно из рис. 3, без выраженных интенсивностей вполне подходит стандартный клеверный лист. А при появлении хоть одного сильного поворачивающего потока геометрия соответствующего съезда изменяется, приводя к дополнительным расходам на строительство, но при этом серьезно увеличивая пропускную способность направления и комфорт для водителей. Для сокращения строительных затрат на начальном. этапе в Германии проектом часто предусматривается реконструкция транспортной развязки в будущем, а строится более экономичный вариант [8].

30

Рисунок 3 Выбор типа развязки в зависимости от значений интенсивности

движения по направлениям в Германии

На застроенной территории существенно возрастает стоимость земли для размещения пересечений. Необходимо рассматривать наиболее компактные варианты пересечений транспортных коридоров в пределах города. Для пересечений высокоскоростных магистралей в

пределах города нередко требуется индивидуальный подход как к выбору места подобного пересечения, так и к принятию принципиальной схемы транспортной развязки. Но основной принцип выбора схемы выделение приоритетных потоков и предоставление им

максимального комфорта для движения. В Германии кроме основных типовых форм транспортных развязок при наличии высоких интенсивностей по направлениям и при соблюдении основного требования - безопасности движения и обеспечения высокой

Фундаментальные и прикладные исследования молодых учёных: материалы Международной научно- практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, 8-9 февраля 2017 г.

АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ И МОСТЫ

пропускной способности - проектируются более сложные развязки, требующие высоких экономических затрат (рисунок 5) [8].

Рисунок 4 Рекомендации использования систем примыканий в Германии: + подходит, - не подходит, ∙ возможно подходит

По российским нормативам [2, 5] переходно-скоростные полосы (ППС) следует

предусматривать на пересечениях и примыканиях в местах съездов и въездов: на дорогах I категории при 25 авт./сут и больше въезжающих на дорогу и съезжающих с нее; на дорогах II категории при 50 авт./сут и больше, а при количестве выходящих из потока и входящих в него

100 авт./сут и больше - также и на дорогах III категории. ППС на дорогах всех категорий следует 31

предусматривать в местах расположения остановок автобусов, троллейбусов, площадок для отдыха, у автозаправочных станций (табл. 4). Допускаемые наименьшие радиусы вертикальных

кривых на левопоротных и правоповоротных съездах для дорог разных категорий представлены в таблице 3.

Таблица 4 Длину переходно-скоростных полос (Россия)

Категория дороги

Продольный

Длина полосы полной ширины, м

Длина отгона полос разгона и

уклон,

для разгона

для торможения

торможения, м

 

 

 

 

 

 

I - II

-40

140

110

80

 

-20

160

105

80

 

0

180

100

80

 

+20

200

95

80

 

+40

230

90

80

III, III-п

-40

110

85

60

 

-20

120

80

60

 

0

130

75

60

 

+20

150

70

60

 

+40

170

65

60

IV-п, IV-V

-40

30

50

30

 

-20

35

45

30

 

0

40

40

30

 

+20

45

35

30

 

+40

50

30

30

Фундаментальные и прикладные исследования молодых учёных: материалы Международной научно- практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, 8-9 февраля 2017 г.

АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ И МОСТЫ

а) клеверный лист (основная форма) с

б) вариант клеверного листа без

в) измененный клеверный лист с

вариантами руководства отдельных

отдельной выделенной зоны

усилено- выделенным левым

съездов

между съездами

поворотом

г) измененный клеверный лист со

д) измененный клеверный лист с отдельным прямым левым

 

свободным для плана руководством

поворотным съездом и с 2 прямыми по диагонали

32

пересекающихся угловых потоков

 

 

 

(для реконструкции и демонтажа)

е) ветряная мельница и измененная система с отдельными съездами

ж) мальтийский крест

Рисунок 5 – Основные формы развязок в Германии

Фундаментальные и прикладные исследования молодых учёных: материалы Международной научно- практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, 8-9 февраля 2017 г.

АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ И МОСТЫ

В настоящее время в России проектирование транспортных развязок и отдельных съездов в частности регламентируется существующими нормами на проектирование дорог [2)], а также некоторыми рекомендациями [3, 4, 5, 9]. Однако в России до сих пор отсутствует руководства для задания и определения уровней обслуживания (LOSLevel of Service) транспортных

сооружений. Уровень обслуживания показывает безопасность, комфортность, свободу и скорость движения (время в пути) водителя. Наиболее сложным при проектировании транспортных развязок является межпетлевое пространство. Именно на этих участках возможны аварийные ситуации, снижение пропускной способности (рис. 6).

Рисунок 6 Схема взаимодействия автомобилей на межпетлевом участке (Россия): 1 - основная дорога; 2 - левоповоротный съезд №1; 3 - левоповоротный съезд №2

Самым простым изменением может быть удлинение области перестроения потоков за счет вытягивания левоповоротнего съезда вдоль основной дороги. Более дорогое решение -

устройство прямого или полупрямого левоповоротнего съезда, который позволит совсем избежать области пересечения потоков. Уменьшению количества опасных зон на транспортных развязках также служат различные усовершенствования форм. Наиболее удобные условия движения создаются, когда на основной дороге съезд находится перед въездом [6, 7]. Для этого

предусматривается отделение съезжающих и въезжающих потоков от основной дороги отдельным проездом (рис. 7). В результате вместо двух съездов и двух въездов на основном

ходу находится только один съезд, вслед за которым расположен один въезд. Область пересечения потоков переносится с основной дороги на съезд и уменьшается общее количество конфликтных точек для основного транспортного потока. Пересечение потоков на съездах происходит наименьших скоростях, что в свою очередь увеличивает пропускную 33 способность транспортной развязки и безопасность для водителей [8].

Рисунок 7 Схема выноса области межпетлевого пространства

Минимальные расстояние между пересечениями и транспортными развязками в Германии устанавливается между концом последнего отгона уширения переходно-скоростной

полосы на въезде или непосредственно въезда (при добавлении полосы к проезжей части основной дороги) развязки 1 и началом отгона уширения переходно-скоростной полосы первого

съезда или непосредственно съезда) развязки 2 (при исключении одной полосы у основной проезжей, отходящей на съезд (табл. 5).

Таблица 5 Значения расстояния между пересечениями и развязками (Германия)

Вид направления

Минимальная величина

Минимальная величина

Минимальная величина

движения следующего

изолированного

для стандартной дороги

для особых случаев

узлового пункта

узлового пункта

 

 

Развязка

300

1600

600

Примыкание

200

1100

600

Фундаментальные и прикладные исследования молодых учёных: материалы Международной научно- практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, 8-9 февраля 2017 г.

АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ И МОСТЫ

В Германии на транспортных развязках в разных уровнях возможны конфликты между различными транспортными потоками в виде разделения, переплетения и слияния. Въезды на транспортных развязках в соответствии с немецкими нормативами [6, 7] бывают нескольких типов: E1 - присоединение однополосного съезда; E2 - присоединение двухполосного съезда с предварительным уменьшением числа полос до одной; E3 - присоединение однополосного съезда с увеличением количества полос на главной дороге; E4 - присоединение двухполосного съезда; E5 - присоединение двухполосного съезда с увеличением количества полос на главной

дороге на одну (рис. 8,а). Соответственно на выезде на транспортных развязках различают нескольких типов: A1 - выезд на однополосный съезд с помощью однополосной переходно- скоростной полосы; A2 - выезд на двухполосный съезд с помощью однополосной переходно- скоростной полосы и крайней правой полосы на главной дороге; А3 - выезд на двухполосный съезд с помощью двухполосной переходно-скоростной полосы; А4 - выезд на двухполосный съезд с помощью однополосной переходно-скоростной полосы, количество полос на главной

дороге уменьшается (рис. 8,б) [6, 7].

34

а) б)

Рисунок 8 Транспортное движение при въезде (а) на главную дорогу

и на выезде (б) с главной дороги (Германия)

Вывод

Системный подход является своего рода приглашением к совместному использованию информации, накопленной специалистами разных стран при решении всевозможных вопросов. От проектировщиков требуется креативные и новые пути решения проблем при проектировании транспортных развязок. Необходимо перенимать мировой опыт, в частности Германии. В основном при проектировании транспортных развязок в России проектировщики ограничены экономическими рамками, в связи с низким финансированием по сравнению с Германией.

Научный руководитель ст. преподаватель Шнайдер В. А.

Библиографический список

1. Дж.П. Лейча. Развитие дизайна скоростных дорог автомагистралей и развязок: взгляд в историю /отрывок книги Дж.П. Лейча «Freeway and Interchange Geometric Design Handbook» (Руководство по геометрическому проектированию автомагистралей/. АТИП. №3 (46). – 2012. – 52–59 с.

Фундаментальные и прикладные исследования молодых учёных: материалы Международной научно- практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, 8-9 февраля 2017 г.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]