2. Przepustowość odcinków drogowych (patrz także pytanie nr III_4).

Autostrady i drogi wielopasowe

Procedury obliczeniowe dla autostrad i dróg wielopasowych są prawie identyczne. Różnice dotyczą jedynie poprawek przy obliczaniu prędkości. W drogach wielopasowych mamy typ przekroju drogi i gęstość wjazdów, a dla autostrad liczbę pasów ruchu i gęstość węzłów na kilometr. Współczynnik wpływu szerokości pasa ruchu i odstępu przeszkód bocznych występuje w obu metodach lecz brane są z innych tablic. Bardzo zbliżona jest charakterystyka warunków drogowo - ruchowych zwanych wyjściowymi. Procedury analiz prowadzą do:

• wyznaczenia PSR (determinowanego przez kryterium gęstości ruchu) przy danej geometrii oraz natężeniu i strukturze ruchu, lub do:

• określenia liczby pasów przy danych war. drogowo - ruchowych, lub do:

• określenia natężenia krytycznego przy danych geometrycznych i strukturze ruchu.

Procedura określenia PSR obejmuje:

1) zebranie danych wejściowych (dane geometryczne, prędkość ruchu swobodnego pomierzona V_swr lub wejściowa obliczona V_swo, natężenie ruchu),

2a) jeśli znamy V_swo to:

3a) dostosowanie prędkości V_swo z uwagi na (szerokość pasów ruchu ∆V_w, liczbę pasów ruchu ∆V_n, gęstość węzłów ∆V_gw, odstęp przeszkód bocznych ∆V_wp),

4a) określenie V_swr,

2b) jeśli jest pomierzona wartość V_swr to:

3b) dostosowanie natężenia ruchu z uwzględnieniem (wahań ruchu - współczynnik wahań k₁₅, liczby pasów n, znajomości drogi w populacji kierowców fzd, udział pojazdów ciężkich fc)

4) ustalenie obliczeniowego natężenia ruchu Q₁₅

5) ustalenie krzywej zależności natężenie - prędkość

6) określenie prędkości przy użyciu krzywej zależności natężenie - prędkość,

7) obliczenie gęstości na podstawie wartości natężenia i prędkości,

8) określenie PSR.

Ustalenie V_swr

Jest to średnia prędkość samochodów osobowych mierzona podczas małych i średnich natężeń ruchu (≤1300E/h/pas). Wg procedury w HCM prędkość można określić na podstawie charakterystyki geometryczno - ruchowej odcinka autostrady ze wzoru:

V_swr= V_swo- ∆V_w-∆V_wp-∆V_n-∆V_gw,

V_swo - prędkość bazowa (110 lub 120 km/h)

Ustalenie obliczeniowego natężenia ruchu

Q₁₅=Q/(k₁₅*n*f_c*f_zd) [E/h/pas]

gdzie: Q₁₅ - natężenie 15-minutowe przeliczone na [E/h/pas],

Q - natężenie godzinne [P/h],

fc=1/[1+p_c(E_c-1)+p_r(E_r-1)]

E_c,E_r - współcz. przelicz. poj. cięż. i autobusów oraz poj. rekreacyjnych na s.o.

p_c,p_r - udziały pojazdów ciężkich i autobusów oraz pojazdów rolniczych w potoku ruchu.

Ustalenie PSR

Na podstawie obliczonej skorygowanej prędkości V_swr oraz obliczonego natężenia ruchu, wykonuje się krzywą zależności natężenia - prędkości w ruchu swobodnym, korzystając z krzywych tych zależności. Następnie wyznacza się V_rz,, a dalej k=Q₁₅/V_rz (gęstość) i na jej podstawie PSR.

Drogi dwupasowe dwukierunkowe

1) zakłada się, że przepustowość dróg wielopasowych wynosi po 1700 [so/h/pas] w każdym kierunku, a w obu jest ≤ 3200 [so/h],

2) są dwa kryteria PSR:

a) procent czasu, który kierowca porusza się za innymi pojazdami,

b) średnia prędkość podróży (Vk komunikacyjna),

3) do analizy drogę dzieli się na odcinki obliczeniowe o podobnej strukturze przekroju, ruchu i terenu, o dł. ≥3km,

4) są dwie procedury:

a) dla celów planistycznych,

b) szczegółowa dla dłuższych stromych wzniesień,

5) obliczenie prędkości swobodnej.

Procedura obliczania przepustowości

1) określenie prędkości w ruchu swobodnym:

a) drogą pomiarów V_swr = V_pom + 0,0125(Q₁₅/f_c),

b) jeżeli prędkość obliczona analitycznie V_swr = V_sp-∆V_wp-∆V_gd,

V_sp - prędkość podstawowa (np. miarodajna),

∆V_wp - korekta ze względu na szerokość pasów i poboczy,

∆V_gd - korekta ze względu na gęstość wjazdów na km,

2) określenie obliczeniowego natężenia ruchu

Q₁₅ = Q/(k₁₅*f_c*f_s) [E/h],

f_s - współczynnik ze względu na pochylenie drogi,

Q - natężenie w godzinie szczytu,

f_c = 1/[1+p_c(E_c-1)+p_r(E_r-1)]

Istnieją dwie procedury:

a) dla obliczania założonych długich i dużych spadków,

b) uproszczona gdzie E_c i E_r zależą od ukształtowania terenu,

3) obliczenie mierników PSR

V_sr=V_so-0,0125*Q₁₅-∆V_bzw

∆V_bzw - zależy od procentu odcinków bez możliwości wyprzedzania.

Metoda HCM obliczania przepustowości dróg dwupasowych dwukierunkowych.

Istota metody HCM polega na stosowaniu pojęć:

• poziomu swobody ruchu PSR,

• krytycznego natężenia ruchu Q_ki,

• idealnych warunków drogowo - ruchowych.

Klasyfikacja warunków ruchu jest sprowadzona do ustalenia PSR przy istniejącym lub prognozowanym natężeniu ruchu, ponadto wyznacza się specjalną procedurę prędkości podróży. Dla dróg dwupasowych dwukierunkowych miernikami PSR są:

• procent czasu blokowania,

• średnie prędkość podróży,

• stopień wykorzystania przepustowości.

Zestaw idealnych warunków drogowo - ruchowych.

Wg wytycznych polskich, dla dróg dwupasowych dwukierunkowych są to:

• prędkość projektowa V_pr=100 km/h,

• szerokość pasów ruchu w ≥ 3,75m,

• pobocza o szerokości w_g ≥ 1,80m, wolne od przeszkód,

• brak odcinków bez możliwości wyprzedzania,

• tylko samochody osobowe,

• równomierność kierunkowa ruchu (50/50),

• ruch nie jest zakłócony ruchem pojazdów skręcających lub skrzyżowaniami,

• teren płaski.

Dla takich warunków poziom swobody PSR E osiąga wartość 2800 [p/h].

Krytyczne natężenie ruchu Q_ki - po przekroczeniu którego warunki ruchu będą gorsze od ustalonych dla danego poziomu. Obliczenia są wykonywane jedną z dwóch procedur obliczeniowych:

• analiza zwykła dwukierunkowa - dla terenu płaskiego i falistego,

fk - wsp. wpływu rozkłady kierunkowego,

fp - wsp. wpływu szerokości pasów i poboczy,

fc - wsp. wpływu pojazdów cięzkich.

(Q/C)_i - wsp. określający stosunek krytycznego natężenia ruchu Q do przepustowości dla danego PSR, ukształtowania drogi i terenu.

• analiza specjalna jednokierunkowa - dla terenu górzystego,

fso - wsp. wpływu pochylenia na prędkość,

fcw - wsp. wpływu pojazdów ciężkich.

(Q/C)_i - wsp. określający stosunek krytycznego natężenia ruchu Q do przepustowości dla zadanej średniej prędkości na wzniesieniu.

Przepustowość jest definiowana jako największa liczba jednostek (pojazdów lub pieszych), które może przepuścić przekrój drogi (ulicy, wlot na skrzyżowanie) w jednostce czasu. Definicja ta nie mówi nic o warunkach i bezpieczeństwie ruchu na drodze obciążonej ruchem o natężeniu równym przepustowości. Stąd w praktycznych metodach obliczania przepustowości dróg są wprowadzane takie pojęcia, jak przepustowość projektowa, praktyczna itp., związane z wymaganiami odnośnie do warunków ruchu.