3. Расчет пропускной способности дороги и коэффициента загрузки движения

Пропускная способность автодороги P,ед/ч — это максимальное количество автомобилей, которое может пропустить данный участок дороги в единицу времени.

P,ед/ч измеряется в одном или в двух направлениях в рассматриваемых дорожных и погодно — климатических условиях.

Пропускная способность многополосных улиц увеличивается не строго пропорционально числу полос. Это явление объясняется тем, что на многополосной улице при наличии пересечений в одном уровне, автомобили часто маневрируют для поворотов налево и направо, разворотов на пересечениях, подъезда к краю проезжей части при остановке. Кроме того, даже при отсутствии указанных перестроений параллельные насыщенные потоки автомобилей создают стеснение движения из-за относительно небольших и непостоянных боковых интервалов, так как водители не в состоянии обеспечить постоянное движение, идеально совпадающее с воображаемой осью размеченной полосы дороги. В общем виде пропускная способность многополосной дороги PМП, ед/ч с учетом влияния регулируемого пересечения определяется по формуле:

(2)

где РМП – пропускная способность полосы движения, ед./ч;

КМП – коэффициент многополосности;

α- коэффициент, учитывающий влияние регулируемого пересечения.

Рекомендуется при расчетах принимать следующие коэффициенты многополосности: для двухполосной дороги одного направления — 1,9; для трехполосной – 2,7; для четырехполосной – 3,5.

При наличии на дороге пересечений в одном уровне, на перекрестках с интенсивным движением приходится прерывать поток транспортных средств для пропуска их по пересекающимся направлениям с помощью светофорного регулирования. В этом случае для движения транспортного потока данного направления через перекресток используют лишь часть расчетного времени, так как остальная часть отводится для пересекающегося потока. Поэтому коэффициент зависит от состояния удельной интенсивности пересекающихся потоков и оптимальности режима регулирования. При близких по удельной интенсивности пересекающихся потоках этот коэффициент колеблется в пределах 0,4 – 0,6.

Пропускная способность полосы определяется по формуле

, (3)

где VA – скорость движения транспортных средств, км/ч;

LД – динамический габарит автомобиля, м,

, (4)

где VA– скорость движения транспортных средств, м/с;

LА– средняя длина транспортного средства в потоке, м.

Коэффициент многополосности принимаем равным 1.9 т.к исследуемый УДС имеет 2 полосы для движения в одном направлении.

Коэффициент, учитывающий влияние регулируемого пересечения, принимаем 0.5.

Скорость движения транспортных средств принимаем равной 50 км/ч или 13,9 м/с .

Среднюю длину транспортного средства в потоке принимаем равной 4.2 м.

LД=4,2+13,9+0,03*13,9+1=19,5 м;

РП=1000*50/19,5=2564,1 ед/ч;

РМП=2564,1*1,9*0,4=1948,7 ед/ч.

Одним из основных эксплуатационных параметров действующей автодороги является уровень ее загрузки, который характеризуется коэффициентом загрузки дороги, определяемым из следующей зависимости:

, (5)

где — интенсивность движения на автодороге, ед./ч;

— пропускная способность дороги, ед./ ч.

Произведём расчет уровня загрузки по разным интервалам времени для перекрестка ул. Смидович и ул. Волнянского/Седова

Методика оценки пропускной способности автомобильных дорог

Пропускная способность – максимальное число автомобилей, которое может пропустить участок дороги в единицу времени в одном или двух направлениях в рассматриваемых дорожных и погодно-климатических условиях. Пропускная способность автомобильных дорог зависит от числа полос движения и пропускной способности каждой полосы движения.

Пропускной способностью одной полосы называют максимальное количество транспортных средств, проходящих через сечение полосы движения в течение одного часа в одном направлении при соблюдении условий безопасности движения.

Как правило, пропускную способность полосы движения определяют на основе упрощенной динамической теории транспортного потока. В соответствии с этой теорией приняты условия:

  • – автомобили в транспортном потоке движутся друг за другом без обгона;
  • – скорость всех автомобилей одинакова и не меняется во время движения;
  • – автомобили движутся на одинаковом постоянном расстоянии друг от друга, достаточном для полного торможения заднего автомобиля при остановке впереди едущего автомобиля.

Фактическая пропускная способность движения, как правило, меньше теоретически возможной, поскольку не соблюдаются два основных требования расчетной схемы: одинаковая скорость потока и непрерывность движения.

При проектировании дорог расчетная пропускная способность одной полосы в приведенных к легковому автомобилю единицахможет быть ориентировочно принята по табл. 6.3.

Таблица 6.3

Расчетная пропускная способность полосы движения

Проезжая часть, категория дороги

Расчетная пропускная способность полосы движения Ррасч, авт./ч

Автомобильная дорога IA, 1Б категорий, четырех- и более полосная проезжая часть с разделительной полосой, городская магистральная дорога скоростного движения

Автомобильная дорога IB категории, четырехполосная проезжая часть с разделительной полосой

Автомобильная дорога II категории, четырехполосная проезжая часть без разделительной полосы

Автомобильные дороги II–IV категорий, трехполосная проезжая часть, городские магистральные улицы с регулируемым движением

Количество полос движения на автомагистралях, скоростных и многополосных автомобильных дорогах устанавливается в зависимости от расчетной интенсивности движения и нормируемого значения уровня загрузки дороги движением с округлением в бо́льшую сторону по формуле

где п – количество полос движения в одном направлении;– расчетная часовая интенсивность движения в одном направлении, приведенная к легковому автомобилю, авт./ч; г – коэффициент загрузки движением (см. табл. 6.2);– расчетная пропускная способность одной полосы движения, приведенная к легковому автомобилю (см. табл. 6.3).

По СП 34.13330.2012 пропускная способность одной полосы на перспективу 20 лет не должна превышать 7000 авт./сут, приведенных к легковому автомобилю.

В ОДМ 218.2.020–2012 введено понятие «практическая пропускная способность» Р, под которой понимают пропускную способность участка дороги в реальных условиях движения.

При оценке практической пропускной способности Р двухполосных автомобильных дорог в конкретных дорожных условиях рекомендуется использовать уравнение

где– максимальная практическая пропускная способность легковых автомобилей, авт./ч;– итоговый коэффициент снижения пропускной способности, равный произведению частных коэффициентов

Максимальная практическая пропускная способностьустанавливается для эталонного участка дороги – горизонтального прямолинейного в плане с количеством полос движения не менее двух; при ширине полосы 3,75 м; укрепленных обочинах шириной 3 м; при расчетном расстоянии видимости, превышающем 800 м; сухом, ровном, шероховатом дорожном покрытии; на обочинах отсутствуют боковые препятствия, снижающие скорость, расстояние между пересечениями в одном уровне составляет более 5 км, при благоприятных погодно-климатических условиях и транспортном потоке, состоящем только из легковых автомобилей (табл. 6.4).

Таблица 6.4

Максимальная практическая пропускная способность Ртах

Тип дороги

Максимальная практическая пропускная способность рх max

Двухполосные дороги

3600 в оба направления

Трехполосные дороги

4000 в оба направления

Четырехполосные без разделительной полосы

2100 по одной полосе

Четырехполосные с разделительной полосой

2200 по одной полосе

Шестиполосные без разделительной полосы

2200 по одной полосе

Шестиполосные с разделительной полосой

2300 по одной полосе

Автомобильные магистрали, имеющие восемь полос

2300 по одной полосе

Значения коэффициентовприведены в табл. 6.5–6.15.

Таблица 6.5

Коэффициент β1

Автомобильная дорога

Ширина, м

Р.

полосы

проезжей части

Многополосная

3,0

Многополосная

3,5

Многополосная

>3,75

1,0

Двухполосная

6,0

0,85/0,54

Двухполосная

7,0

0,9/0,71

Двухполосная

7,5

1,0/0,87

Примечание. В знаменателе приведены коэффициенты при наличии снежного наката на полосе движения.

Таблица 6.6

Коэффициент β2

Ширина обочины, м

3,75

2,50

2,0

1,5

Р2

0,97

0,92

0,8

0,7

Таблица 6.7

Коэффициент β3

Расстояние от кромки проезжей части до препятствия

β3 при ширине полосы движения, м

боковые помехи с одной стороны

боковые помехи с обеих сторон

>3,75

3,0 <b< 3,75

3,0 <

>3,75

3,0 < b < 3,75

3,0 <

2,5

0,98

0,98

0,96

2,0

0,99

0,95

0,98

0,97

0,93

1,5

0,97

0,95

0,94

0,93

0,91

0,95

0,90

0,91

0,88

0,85

0,5

0,83

0,80

0,88

0,78

0,75

0,85

0,78

0,75

0,82

0,73

0,70

Таблица 6.8

Значения коэффициента β4

Количество автопоездов в потоке, %

β4 при числе легких и средних грузовых автомобилей, %

0,99

0,98

0,94

0,90

0,86

0,97

0,91

0,88

0,84

0,95

0,93

0,88

0,85

0,81

0,90

0,85

0,82

0,78

0,90

0,82

0,79

0,76

0,79

0,76

0,73

0,84

0,76

0,72

0,70

Таблица 6.9

Значения коэффициента β5

Про

дольный

уклон,

Длина

подъема,

м

β5 при количестве автопоездов в потоке, %

Про

дольный

уклон,

Длина

подъема,

м

β3 при количестве автопоездов в потоке, %

0,98

0,97

0,94

0,89

0,90

0,85

0,80

0,74

0,97

0,94

0,92

0,87

0,86

0,80

0,75

0,70

0,92

0,90

0,84

0,82

0,76

0,71

0,64

0,95

0,93

0,83

0,77

0,70

0,63

0,95

0,93

0,91

0,83

0,77

0,71

0,64

0,55

0,93

0,90

0,88

0,80

0,70

0,63

0,53

0,47

0,93

0,90

0,86

0,80

0,75

0,60

0,55

0,91

0,88

0,83

0,76

0,63

0,55

0,48

0,41

0,88

0,85

0,80

0,72

Таблица 6.10

Значения коэффициентов β6

Расстояние видимости, м

β6

0,68

0,73

0,84

0,80

0,98

1,0

Таблица 6.11

Значения коэффициентов β7

Радиус кривой в плане, м

< 100

β7

0,85

0,96

0,99

1,0

Таблица 6.12

Значения коэффициентов β8

Ограничение скорости знаком, км/ч

β8

0,44

0,76

0,88

0,96

0,98

1,0

Таблица 6.13

Значения коэффициента β9

Число автомобилей, поворачивающих налево, %

Тип пересечения

Т-образное

Четырехстороннее

β9 при ширине проезжей части основной дороги, м

7,0

7,5

10,5

7,0

7,5

10,5

Необорудованное пересечение

0,97

0,98

1,00

0,94

0,95

0,98

0,85

0,87

0,92

0,82

0,83

0,91

0,73

0,75

0,83

0,70

0,71

0,82

0,60

0,62

0,75

0,57

0,58

0,73

0,45

0,47

0,72

0,41

0,41

0,70

Частично оборудованное пересечение с островками без переходно-скоростных полос

1,0

1,0

1,0

0,98

0,99

0,97

0,98

0,98

0,97

0,99

0,93

0,94

0,97

0,91

0,92

0,97

0,87

0,88

0,84

0,85

0,93

0,87

0,88

0,92

0,84

0,85

0,92

Полностью канализированное пересечение

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

0,97

0,99

0,95

0,97

0,98

Таблица 6.14

Значения коэффициентов β10, β11, β12, β13

Тип обочины

β10

Грунтовая обочина без укрепления

1,0

Обочины укреплены щебнем с краевой полосой из бетонных плит

0,99

Обочины укреплены щебнем без вяжущего

0,99

Грунтовая обочина, неровная, с колеями

0,90

Неукрепленные обочины в сухом состоянии

0,90

Тип покрытия

β11

Шероховатое асфальто- или цементобетонное, черное щебеночное покрытие

1,0

Асфальтобетонное покрытие без поверхностной обработки

0,91

Сборное бетонное покрытие

0,86

Булыжная мостовая

0,42

Грунтовая дорога без пыли, сухая

0,90

Грунтовая дорога размокшая

0.1–0.3

Площадка отдыха, бензозаправочные станции или остановочные площадки с полным отделением от основной дороги и наличием специальной полосы для въезда

То же, при наличии только отгона ширины

То же, при отсутствии полосы и отгона

То же, без отделения от основной проезжей части

0,64

Разметка

Осевая разметка

Краевая и осевая разметки

Разметка полос на подъемах с дополнительной полосой

1,50

То же, на четырехполосной дороге

То же, на трехполосной дороге

Двойная осевая разметка

1,12

Таблица 6.15

Значения коэффициента β14

Число автобусов в потоке, %

β4 при числе легковых автомобилей в потоке, %

0,82

0,76

0,72

0,68

0,69

0,66

0,73

0,71

0,67

0,66

0,64

0,66

0,62

0,64

0,63

0,61

Зарубежный опыт

Максимальная пропускная способность полосы движения, принимаемая в ФРГ, США и Франции, приведена в табл. 6.16.

Таблица 6.16

Максимальная пропускная способность полосы движения в ФРГ, США и Франции

Пропускная способность полосы, авт./ч

ФРГ

США

Франция

Автомагистрали

Скоростной дороги

Двухполосной дороги

Примечание. В числах с косой чертой первая цифра означает теоретическую пропускную способность, вторая – практическую.

  • ОДМ 218.2.020–2012 «Методические рекомендации по оценке пропускной способности автомобильных дорог» (изданы на основании распоряжения Росавтодора от 17 февраля 2012 г. № 49-р).

Пропускная способность автомобильных дорог

Пропускная способность одной полосы движения, т. е. то максимальное количество единиц подвижного состава, которое может проследовать по дороге, при движении с расчетной скоростью в одном направлении за определенный период времени, например один час, определяется исходя из следующих данных:

V — заданная техническая скорость движения автомобилей, км/час;

х — среднее расстояние (габаритная длина), занимаемая одним автомобилем (автопоездом), м;
— интервал (промежуток времени) между следующими один за другим автомобилями, час. Приэтих показателях в течение 1 часа по дороге может быть пропущено N автомобилей (искомая пропускная способность), следующих друг за другом с интервалом I час Nt = 1 час,
откуда , где коэффициент 1000 введен в числитель с целью обеспечить единство измерителей (поскольку скорость учитывается в км/час, а расстояния — в м)

Строительство дорожной инфраструктуры

Однако на этом вывод выражения пропускной способности не заканчивается, так как величина х должна быть расшифрована и представлена как функция скорости V.

Рис. 5. Положение двух идущих один за другим автомобилей в условиях максимального использования пропускной способности одной полосы движения дороги

Величина хможет быть представлена как сумма следующих трех элементов (рис. 5)

, где l1 — средняя габаритная длина единицы подвижного состава; l2 -расстояние, проходимое автомобилем с установившейся скоростью за время так называемой реакции шофера (т. е. до момента осознания необходимости торможения); l3 — дистанция торможения.

Величина l1 постоянная, а l2 и l3 — переменные, функционально зависящие от величины расчетной скорости движения. Величина l2 представляет собой произведение

где — продолжительность реакции шофера (обычно, в пределах 0,5-1,0 сек).

Так как величина l2 должна быть получена в метрах, тогда как V берется в км/час, а в секундах, то в последнюю формулу вводятся дополнительные коэффициенты и она принимает следующий вид:

м Дистанция торможения l3 определяется исходя из величины живой силы, накопленной автомобилем к моменту начала торможения и полностью погашаемой к моменту остановки:

где

М — масса автомобиля;

Q — вес автомобиля (при условии, что все его колеса заторможены);

— коэффициент сцепления колес автомобиля с поверхностью проезжей части дороги при движении «юзом» (коэффициент трения скольжения);

Значения для сухой дороги 0,5 0,7; для обледеневшей — 0,1. Поскольку живая сила может быть выражена через величину веса автомобиля, то

где g = 9,81 м/сек2- ускорение силы тяжести.

После сокращения обеих частей уравнения на величину Q определяют l3, одновременно преобразуя скорость из м/сек в км/час

Подставляя наиденные значения в уравнение
получаем формулу для определения пропускной способности одной полосы движения в окончательном виде:

При анализе функциональной зависимости величины пропускной способности от скорости движения видно, что в данном случае приходится иметь дело с кривой второго порядка (рис. 6). Отсюда следует, что при каком-то определенном значении скорости пропускная способность достигает максимума, после чего начинается ее уменьшение. Это происходит потому, что при дальнейшем увеличении V возрастающая в квадратичной прогрессии и входящая в знаменатель дроби величина тормозной дистанции l3 приобретает такие размеры, что общая величина дроби уменьшается, а следовательно, пропускная способность снижается.

От величины пропускной способности зависит количество полос движения, а следовательно, и ширина проезжей части дороги.

Рис. 6. Диаграмма зависимости пропускной способности дороги от расчетной скорости движения Так например, если ожидаемая интенсивность движения по дороге 1500 автомобилей в час максимума в одном направлении, а пропускная способность одной полосы — 750 авт/час, то для обеспечения нормальной работы дороги в данном направлении понадобятся две полосы движения. Если интенсивность движения в обратном направлении в течение этого же часа близка к 1500 авт/час, то дорога должна быть устроена четырехполосной. Однако при явной неравномерности густоты движения по направлениям иногда прибегают к особым мерам регулирования движения, добиваясь пропуска повышенного количества автомобилей в одном направлении без увеличения количества полос движения и общей ширины дороги. Так, если на четырехполосной дороге интенсивность движения в одном направлении в час максимума (например, утром при движении из пригорода к городу) предполагается увеличить до 2250 автомобилей, но известно, что густота движения в обратном направлении не превысит в этот час 750 автомобилей, то объявляют (с помощью сигнальных знаков, щуцлиний и т. д.) три полосы движения, предназначенными для движения в одном направлении а одну полосу — для движения в другом направлении. Если же картина меняется и начинается разъезд из города, достигающий интенсивности 2250 автомобилей в час, в то время как поток из пригорода составляет всего 750 автомобилей в час, то три полосы предназначаются для обратного направления.

Пропускная способность дороги. Определение и виды

Под пропускной способностью дороги понимают максимально возможное число автомобилей, которое может пройти через сечение дороги за единицу времени.

На пропускную способность влияет значительное количество факторов и прежде всего следующие:

· технические параметры автомобилей и дороги;

· интенсивность и состав движения;

· погодные условия (дождь, снегопад, гололед, туман);

· безопасный интервал между автомобилями.

Однако необходимо отметить, что, рассматривая движение автомобилей и оценивая пределы возможной интенсивности потока, мы характеризуем по существу не дорогу, а комплекс ВАДС. Это объясняется тем, что характеристики транспортных средств и водителя могут оказывать не меньшее влияние на пропускную способность, чем параметры дороги. Большое влияние на фактическое значение пропускной способности может оказывать состояние среды. Фактическая пропускная способность особенно падает при сильном дожде, тумане, обильном снегопаде, гололедице.

Для упрощения в качестве исходных следует рассматривать однородные потоки движения (колонное движение), то есть пропускную способность одной полосы движения.

Можно назвать следующие модификации понятия пропускной способности: теоретическая, номинальная, нормальная, эффективная, собственная, практическая, фактическая. Такое многообразие терминов отражает различный методический подход к определению данного критерия, а так же большое число факторов, оказывающих влияние на показатель пропускной способности в реальных условиях дорожного движения. Естественно поэтому, что в зависимости от числа учитываемых факторов и точности оценки влияния каждого из них для одних и тех же путей сообщения получают существенно различающиеся значения пропускной способности.

Существуют две принципиально различные оценки пропускной способности: на перегоне и на пересечении дорог в одном уровне. В первом случае транспортный поток при достаточной интенсивности может считаться непрерывным. Характерной особенностью второй оценки являются периодические разрывы потока для пропуска автомобилей по пересекающимся направлениям, обусловленные светофорным регулированием.


Можно разделить понятие пропускной способности на три: расчетная Рр, фактическая Рф, нормативная Рн.

Расчетную пропускную способность определяют теоретическим путем по различным расчетным формулам. Для этого могут быть использованы математические модели транспортного потока и эмпирические формулы, основанные на обобщении исследовательских данных.

Определение фактической пропускной способности возможно лишь на действующих дорогах и в сложившихся условиях дорожного движения. Эти данные имеют особенно большое практическое значение, так как позволяют реально оценить пропускную способность при обеспечении определенного уровня скорости и безопасности движения.

Объективность определения фактической пропускной способности зависит от обоснованности методики, тщательности исследования и обработки результатов. Учитывая значения данных, характеризующих пропускную способность, исследователь должен особое внимание обращать на выбор участка наблюдения, достаточность объема регулируемой информации и точность измерения скорости автомобилей в потоке.

Наиболее простым является использование нормативной пропускной способности, которая задается в официальных нормативных документах, например, в «строительных нормах и правилах». Следует, однако, иметь в виду, что при этом не может быть учтен весь комплекс факторов и условий, характеризующих участок дороги. Поэтому ее значения для многих конкретных условий являются заниженными, а для некоторых завышенными.

К условиям, обеспечивающим повышение пропускной способности автодороги, относятся, во-первых, более прогрессивные нормы проектирования плана и продольного профиля, во-вторых, устройство дополнительных полос движения на подъемах и переходно-скоростных полос движения на пересечениях в одном уровне;
в-третьих, применение определенных средств регулирования, связанных с разметкой проезжей части и полной информацией водителя об условиях движения на участке дороги. При увеличении скорости более 50–60 км/час пропускная способность дороги начинает снижаться.

Пропускная способность дорог может быть повышена:

а) перестройкой неудачных сочетаний элементов плана и продольного профиля, не вызывающих резкого изменения скоростей;

б) устранением при реконструкции дорог минимальных значений технических параметров плана и профиля, продолжением дорог вне населенных пунктов на достаточном от них удалении для исключения влияния пешеходного движения,

в) уширением проезжей части для разделения потока автомобилей по составу (дополнительные полосы на подъемах, на пересечениях, полосы для местного движения, для автобусов) и обеспечения оптимальной загрузки, при которой движение происходит с достаточно высокими скоростями;

г) устройством пересечений с другими дорогами (автомобильными и железными), отвечающих требованиям пропуска интенсивных потоков автомобилей (канализированные пересечения, транспортные развязки в разных уровнях);

д) повышением сцепных качеств и ровности покрытия;

е) обустройством дороги автобусными остановками, подъездами к АЗС, мотелям, площадкам отдыха, освещением, связью и другими элементами инженерного оборудования, обеспечивающими эффективное использование ширины проезжей части и придорожных сооружений без помех для основного движения.


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *