Propozycja modernizacji skrzyżowania drogi powiatowej nr 4485s w Wilamowicach z drogą powiatową nr 4490s

Transkrypt

1 DROZDOWSKA Karolina 1 KLIMCZAK Szymon 2 Propozycja modernizacji skrzyżowania drogi powiatowej nr 4485s w Wilamowicach z drogą powiatową nr 4490s WSTĘP Wzrost gospodarczy naszego kraju wpływa na dynamicznie rosnące zapotrzebowanie na transport. W wyniku tego na drogach pojawia się coraz więcej samochodów ciężarowych, przewożących różnego rodzaju ładunki. Wzrasta też liczba pojazdów osobowych na polskich szlakach komunikacyjnych. Powoduje to zwiększające się natężenie ruchu na drogach, a tym samym wzrost wypadków drogowych, gdyż wiele dróg i rozwiązań komunikacyjnych nie jest odpowiednio przystosowanych do nowych warunków. Bardzo ważne w ostatnich latach stało się analizowanie bezpieczeństwa ruchu na polskich drogach i szukanie rozwiązań, w celu zwiększenia jego poziomu. Poziom bezpieczeństwa zależy od działań ludzkich, poziomu technicznego pojazdu, a ostatnio coraz bardziej od poziomu technicznego infrastruktury drogowej. Podczas projektowania dróg, a także przebudowy istniejących, jednym z ważniejszych aspektów jest bezpieczeństwo ruchu drogowego. Wartości maksymalne i minimalne parametrów projektowych i uwarunkowania projektowe zebrane są w Rozporządzeniu Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie (Dz. U. z dnia 14 maja 1999 roku, Nr 43, poz. 430). W tym dokumencie określono warunki techniczne dotyczące dróg publicznych, z jednoczesnym uwzględnieniem przepisów prawa budowlanego, ustaleń polskich norm i innych[5,7]. W celu zapewnienia odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa na drogach należy zwrócić uwagę na proces projektowania, bo często właśnie w tym obszarze dochodzi do błędów. Duży wpływ na bezpieczeństwo ruchu mają rozwiązania wymuszające zmniejszenie prędkości, bariery energochłonne, infrastruktura podatna na uderzenia, dostosowanie geometrii drogi do jej charakteru. Budowa nowych szlaków komunikacyjnych to jednak odrębne zagadnienie. Bardzo ważnym w naszym kraju jest potrzeba modernizowania istniejących dróg a zwłaszcza ich skrzyżowań, gdyż tam najczęściej dochodzi do niebezpiecznych sytuacji prowadzących do wypadków i kolizji. W swojej pracy chciałbym podjąć problematykę związaną z modernizacją skrzyżowania dróg powiatowych nr. 4490S i 4485S zlokalizowanego w Wilamowicach. Jest to skrzyżowanie z pięcioma wlotami, które znajduje się w centrum miejscowości. Łączy ono dwie aglomeracje miejskie i prowadzony jest tam znaczny ruch tranzytowy, co stwarza liczne utrudnienia w użytkowaniu. W związki z tym istnieje potrzeba wykonania przebudowy skrzyżowania. Przedmiotem opracowania jest wykonanie koncepcji modernizacji skrzyżowania w miejscowości Wilamowice, poprzedzone pomiarem natężenia ruchu, analizy natężenia ruchu i oceny stanu nawierzchni na istniejącym skrzyżowaniu. 1. OGÓLNE ZASADY KSZTAŁTOWANIA SKRZYŻOWAŃ Skrzyżowaniem nazywamy przecięcie dróg utwardzonych, które umożliwia wybór kierunku jazdy. Jego podstawowymi elementami są wlot, czyli część drogi, z której pojazdy wjeżdżają na skrzyżowanie oraz wylot, czyli część drogi, którą pojazdy opuszczają skrzyżowanie. Ważnym pojęciem jest obszar skrzyżowania, który obejmuje wspólną część dróg danego skrzyżowania 1 Politechnika Opolska, Wydział Budownictwa, Katedra Dróg i Mostów, k.drozdowska@po.opole.pl 2 Politechnika Opolska, Wydział Budownictwa, Katedra Dróg i Mostów, s.klimczak91@gmail.com 1410

2 i ograniczony jest wyznaczonymi liniami lub domniemanymi liniami zatrzymania oraz ich przedłużeniami. Skrzyżowania są najważniejszymi elementami drogi, mają istotny wpływ na bezpieczeństwo i przepustowość ruchu, powinny również w odpowiedni sposób wkomponowywać się w otoczenie. Projektowane skrzyżowanie powinno spełniać szereg wymagań, podstawowe z nich to bezpieczeństwo ruchu, przejezdność, widoczność, sprawność ruchu [3]. W celu zapewnienia bezpieczeństwa dla użytkowników ruchu skrzyżowanie powinno się kształtować w taki sposób, aby w jak największym stopniu wyeliminować możliwość podejmowania błędnych decyzji przez uczestników. Bezpieczne skrzyżowanie jest przejrzyste, zrozumiałe, łatwo rozpoznawalne oraz przejezdne. Przejezdność i sprawność ruchu na skrzyżowaniu- jest zapewniona, kiedy dla miarodajnego pojazdu zapewniona jest możliwość swobodnego przejazdu w wybranym kierunku, bez zakłóceń dla pojazdów towarzyszących. Podstawowe wymagania, które powinny być spełnione: dostosowanie szerokość pasów ruchu do pojazdu miarodajnego, wyraźne odznaczenie pasów ruchu liniami poziomymi, przystosowanie krawędzie jezdni do toru ruchu pojazdu miarodajnego. Widoczność na skrzyżowaniu przy dojeździe do skrzyżowania jest zapewniona wtedy, gdy pole widoczności wolne jest od przeszkód. Dodatkowo skrzyżowania powinny być projektowane w taki sposób, aby w jak największym stopniu wyeliminować ich niekorzystny wpływ na otoczenie. Należy zredukować: występujący hałas i drgania, zanieczyszczenia środowiska, zmiany w krajobrazie. Ważnym aspektem jest wyznaczenie drogi z pierwszeństwem przejazdu - powinna być w czytelny sposób oznaczona, aby wyeliminować elementy niepewności wśród prowadzących pojazdy oraz popełniane przez nich błędy. Dla skrzyżowań trzywlotowych jest to droga przelotowa, a dla czterowlotowych jest to droga o wyższym standardzie. 2. CHARAKTERYSTYKA PRZEDMIOTOWEGO SKRZYŻOWANIA 2.1. Dane ogólne Skrzyżowanie zlokalizowane jest w mieście Wilamowice, w powiecie Bielskim, województwie Śląskim. Tworzy je przecięcie się drogi powiatowej nr 4485S (ul. Paderewskiego oraz Więźniów Oświęcimia) z drogą powiatową nr 4490S (ul. Jana III Sobieskiego), drogą powiatową nr 4498S (ul. Piłsudskiego) oraz dochodząca do nich droga gminna nr S (ul. Rynek). Skrzyżowanie znajduje się na km 10+ drogi powiatowej nr 4485S łączącej miejscowości Bielsko-Biała i Jawiszowice. Na wyżej opisanym przecięciu dróg występuje znaczny ruch kołowy oraz transportowy ze względu na usytuowanie miedzy dwoma dużymi miejscowościami: Bielsko- Biała i Oświęcim. Następstwem tego jest wzrost zagrożenia dla użytkowników ruchu drogowego oraz pieszych. Przedmiotem opracowania jest skrzyżowanie zwykłe, składające się z pięciu wlotów: wlot A droga klasy G posiadająca 2 pasy ruchu o szerokości 4,5m, wlot B droga klasy Z posiadająca 2 pasy ruchu o szerokości 3,25m, wlot C droga klasy G posiadająca 2 pasy ruchu o szerokości 5,0m, wlot D droga klasy Z posiadająca 2 pasy ruchu o szerokości 2,5m, wlot E droga klasy D posiadająca 1 pas ruchu o szerokości 5,0m. Pierwszeństwo przejazdu posiada droga nr. 4485S, drogi dochodzące do skrzyżowania oznaczone są znakami pionowymi B-20 STOP. Wszystkie ulice za wyjątkiem ul. Rynek są drogami dwukierunkowymi o trzech możliwych kierunkach jazdy: na wprost, skręt w prawo i skręt w lewo. Droga jedno kierunkowa umożliwia wjazd na skrzyżowanie. Na każdym wlocie znajdują się przejścia dla pieszych oraz chodniki z obu stron. W obrębie skrzyżowania nie występują zatoki autobusowe. Schemat wlotów obrazuje Rys

3 Wjazd z ulicy jednokierunkowej powoduje dużo zamieszania oraz wprowadza kierowców w dezorientację i błędne określenie pierwszeństwa przejazdu, co może doprowadzić do kolizji. Tranzytowy charakter drogi powiatowej nr. 4485S wpływa dodatkowo na znaczący wzrost prędkości przemieszczających się po skrzyżowaniu pojazdów. Rys. 1. Oznaczenie wlotów [8] 2.2. Ocena stanu technicznego nawierzchni drogowej Ocenę nawierzchni przeprowadzono wykorzystując system oceny nawierzchni (SOSN), którego podstawowym celem jest [1]: ujednolicenie oceny stanu technicznego nawierzchni, uzyskanie danych do kształtowania polityki utrzymania dróg, uzyskanie danych do planowanych remontów, uzyskanie informacji wymaganych do podziału środków finansowych przeznaczonych na remonty. Badanie nawierzchni można przeprowadzić dwiema metodami: oceną wizualną oraz pomiarem z zastosowaniem specjalistycznych urządzeń pomiarowych. W metodzie uwzględnia się 6 rodzajów uszkodzeń nawierzchni [1]: pęknięcia podłużne, pęknięcia poprzeczne, pęknięcia siatkowe, łaty, ubytki ziaren i lepiszcza, wyboje. Wizualna ocena stanu technicznego nawierzchni została wykonana w dniu r. W kolejnych dniach została wykonana wymiana nawierzchni na skrzyżowaniu, dlatego też podane w kolejnym akapicie informację będą dotyczyły stanu technicznego z dnia r. Celem oceny była identyfikacja mankamentów mogących potencjalnie wpływać na powstanie zdarzeń drogowych. Nawierzchnia na przedmiotowym skrzyżowaniu była w złym stanie (Rys. 2 a). Występowało wiele ubytków, które pomimo corocznego łatania odnawiały się na nowo. Zaobserwowano liczne pęknięcia podłużne występujące na wszystkich wlotach łączące się z siatką pęknięć i wykruszeniami (Rys. 2 b.). Na skrzyżowaniu jest złe odwodnienie, co powoduje powstanie zastoisk wodnych, ponieważ woda nie ma odpowiedniego ujścia do kanalizacji. Taka sytuacja połączona z lokalizacją skrzyżowania stwarza duże zagrożenie dla uczestników ruchu. Biorąc pod uwagę wszystkie zbadane rodzaje uszkodzeń stan nawierzchni na dzień r. oceniono na klasę C stan niezadowalający, nawierzchnia za znacznymi uszkodzeniami. Pomimo wymiany nawierzchni na nową (w krótkim czasie po dokonaniu oceny wizualnej przez autora) istnieje duże prawdopodobieństwo, że z powodu nieodpowiedniego odwonienia, jej stan w przyszłości ulegnie ponownemu uszkodzeniu. 1412

4 a.) b.) Rys. 2. a.) Widok ogólny na rozpatrywane skrzyżowanie; b.) pęknięcia siatkowe o dużej szkodliwości ze względu na ubytki [8] 2.3. Analiza ruchu na skrzyżowaniu W celu uzyskania informacji o rzeczywistych warunkach drogowo-ruchowych panujących na skrzyżowaniu przeprowadzono pomiary natężenia ruchu. Zostały one wykonane przez autora dnia 15 listopada 2013r. (piątek) w godzinach porannych oraz popołudniowych metodą ręczną w przedziałach godzinowych, przyjmując skok 15 minutowy. Pogoda w tym dniu była słoneczna, a nawierzchnia sucha. Badanie obejmowało określenie natężenia ruchu, struktury rodzajowej, wyznaczenia godziny szczytu dla całego skrzyżowania oraz określenia natężenia ruchu w godzinie szczytu. Pojazdy podzielono na osobowe, dostawcze, ciężarowe, ciężarowe z przyczepą, autobusy, motocykle i rowery. Wyniki pomiarów podano w pojazdach rzeczywistych [P/h], a następnie przeliczono na pojazdy umowne [E/h], wykorzystując następujące współczynniki [4]: dla samochodów osobowych i dostawczych O przyjęto współczynnik 1,0, dla samochodów ciężarowych i dla autobusów C i A przyjęto współczynnik 1,7, dla samochodów ciężarowych z przyczepą CE przyjęto współczynnik 2,5, dla motocykli i rowerów M i R przyjęto współczynnik 0,5. Z przeprowadzonych obliczeń zestawionych w wykresach kolumnowych (Rys. 3 i 4) można zauważyć, że szczyt popołudniowy jest nieznacznie większy niż poranny, przypada między godzinami 14:15 15: 15, czyli w czasie teoretycznego powrotu ludzi z pracy i natężenie ruchu wynosi 756 pojazdów rzeczywistych na godzinę. Dodatkowo zauważono, że ruch na wlotach A, B i C jest znacznie większe niż na wlotach D i E, co wskazuje na większe znaczenie tych dróg. Natężenie ruchu na drodze podporządkowanej tj. wlocie B jest porównywalne z wlotami A i C, czyli drogi z pierwszeństwem przejazdu, co może prowadzić do powstawania zatorów na wlocie B. Strukturę rodzajową oblicza się na poprzez wyznaczenie procentowego udziału wyszczególnionych rodzajów pojazdów przemierzających skrzyżowanie w godzinie szczytu. Na przedmiotowym skrzyżowaniu otrzymana struktura przedstawia większościowy udział samochodów osobowych (94%), co informuje o miejskim charakterze skrzyżowania. Na wlotach A, B i C występuje znaczący udział samochodów ciężkich w ogólnym natężeniu ruchu, pokazując częściowo tranzytowy charakter tych dróg; na wlotach D i E praktycznie nie występuje ruch pojazdów ciężkich dzięki wprowadzeniu ograniczenia ruchu do 10t. W celu poprawy warunków ruchu oraz wyeliminowaniu możliwości tworzenia się zatorów należy przebudować przedmiotowe skrzyżowanie na małe rondo. 1413

5 Rys. 3. Wykres kolumnowy obrazujący zmiany natężenia ruchu w godzinach porannych Rys. 4. Wykres kolumnowy obrazujący zmiany natężenia ruchu w godzinach porannych 3. KONCEPCJA PROJEKTOWA PRZEBUDOWY SKRZYŻOWANIA Głównym celem potencjalnej modernizacji skrzyżowania jest poprawa bezpieczeństwa użytkowników. Dodatkowo planowane rozwiązanie powinno zapewniać poprawę przepustowości na wlotach dróg podporządkowanych, zredukować prędkości na dojazdach do skrzyżowania, stworzyć optymalną widoczność na dojazdach i przejeździe przez skrzyżowanie, uregulować kwestii pierwszeństwa przejazdu, a także ułatwić wykonywanie manewru skrętu w lewo na drodze z pierwszeństwem przejazdu. Jako potencjalne rozwiązanie przyjęto skrzyżowanie o ruchu okrężnym. Wybór uzasadniony jest tym, że ronda znacząco redukują ilość kolizji oraz wypadków, dodatkowo wpływają na bezpieczeństwo pieszych, co jest szczególnie istotne, gdyż skrzyżowanie zlokalizowane jest w centrum miejscowości Wilamowice. Następnym istotnym aspektem przy wyborze tego typu rozwiązania jest ilość 5 wlotów, co utrudnia organizację ruchu oraz powoduję podejmowanie błędnych decyzji przez kierujących. Rozważano możliwość zastosowania ronda okrągłego oraz owalnego. Ostatecznie opracowano koncepcję tego pierwszego rozwiązania. Głównym czynnikiem wpływającym na projekt ronda okrągłego jest oszczędność miejsca oraz kosztów budowy Zaletą tego rozwiązania jest znaczna 1414

6 redukcja prędkości pojazdów poprzez zastosowanie odpowiednio wyprofilowanych dojazdów oraz spełnieniu wymagań zawartych w wytycznych do projektowania małych rond [3]. Dodatkowym atutem przemawiającym za tym rozwiązaniem jest większa możliwość zachowania historycznego przebiegu ulic oraz mniejszy wpływ na zmiany w krajobrazie Rynku w Wilamowicach. Zaproponowany projekt małego ronda przedstawiony w zarysie na Rys. 5, które ma następujące główne parametry geometryczne: zewnętrzna średnica ronda 35m; ilość wlotów 5; ilość wylotów 4; szerokość jezdni na rondzie 5m; pochylenie jezdni 2%; szerokość pierścienia 1,5m; pochylenie pierścienia 4%; średnica wyspy środkowej 22m, Tak przyjęty wariant znacząco zredukuje prędkość pojazdów przemieszczających się po skrzyżowaniu. Zastosowanie pierścienia z kostki brukowej oraz szerokiego pasa ułatwi poruszanie się pojazdów ciężkich. Poprzez wprowadzenie poprawnego oznakowania (Rys. 6), oraz oświetlenia poprawi się czytelność skrzyżowania oraz panująca na nim widoczność. DP 4498S ul. Piłsudzkiego Legenda: Kostka brukowa Powierzchnia wyłączona Teren zielony 600 DG S ul. Rynek 350 DP 4485S B ul. Więźniów Oświęcimia 775 DP 4485S ul. Paderewskiego Miejsca parkingowe Chodnik Urząd Gminy Stojak na rowery 1000 ul. Sobieskiego DP 4490S ul. Rynek Chodnik Szkoła Droga dojazdowa Rys. 5. Projekt koncepcyjny modernizacji skrzyżowania w miejscowości Wilamowice [8] Dla opisywanego projektu skrzyżowania o ruchu okrężnym zaprojektowano konstrukcję nowej nawierzchni [2]. Po uprzednio wyznaczonej kategorii ruchu KR4, wybrano nawierzchnię typu A (nawierzchnia z podbudową z kruszywa łamanego stabilizowanego mechanicznie) według Katalogu typowych nawierzchni półsztywnych i podatnych [2]. Do katalogowej konstrukcji została dołączona wymagana warstwa pomocnicza stabilizowana cementem o grubości 10 cm. Nawierzchnia składa się z asfaltowej warstwy ścieralnej gr. 5cm, asfaltowej warstwy wiążącej gr. 8cm, podbudowy z betonu asfaltowego gr. 10cm, podbudowy z kruszywa łamanego stabilizowanego mechanicznie gr. 20cm, podbudowy pomocniczej stabilizowanej cementem gr. 10cm, warstwy odsączającej gr. 15cm, gruntu rodzimego. 1415

7 B-33 B-20 B-2 C-2 C-9 U-5a D-3 DP 4498S ul. Piłsudzkiego Legenda: Kostka brukowa Powierzchnia wyłączona Teren zielony DG S ul. Rynek B-33 DP 4485S ul. Więźniów Oświęcimia D-3 C-9 U-5a B-33 B-33 DP 4485S ul. Paderewskiego miejsca parkingowe C-9 U-5a ul. Rynek Droga dojazdowa Stojak na rowery Chodnik Urząd Gminy Rys. 6. Schemat organizacji ruchu na rondzie [8] ul. Sobieskiego DP 4490S B-22 Chodnik Szkoła WNIOSKI W wyniku przeprowadzonych analiz wykonano projekt koncepcyjny przebudowy skrzyżowania drogi powiatowej nr 4485s z drogą powiatową nr 4490S w Wilamowicach. Głównym zamierzeniem była poprawa bezpieczeństwa, wzrost przepustowości oraz ułatwienie podejmowania decyzji kierującym pojazdy. Największym problemem w obecnym rozwiązaniu jest ilość 5 wlotów oraz błędne decyzje podejmowane przez kierowców wjeżdżających na skrzyżowanie z wlotów D oraz E. Przeprowadzono badania natężenia ruchu, z których wynika znaczny udział pojazdów z wlotów A, B oraz C. Fakty te przemawiają za koniecznością przebudowy obecnego skrzyżowania. Studium literatury oraz założeń projektowych doprowadziło do utworzenia wariantu możliwej przebudowy skrzyżowania w skrzyżowanie o ruchu okrężnym, które zapewnia znaczny wzrost bezpieczeństwa dzięki wymuszeniu na kierujących redukcji prędkości. Rozwiązanie to poprawia także widoczność i reguluję w jasny sposób sprawę pierwszeństwa przejazdu Streszczenie Praca zawiera opis stanu bezpieczeństwa ruchu drogowego na skrzyżowaniu dróg powiatowych nr. 4490S i 4485S zlokalizowanego w Wilamowicach. Jest to skrzyżowania z pięcioma wlotami, które znajduje się w centrum miejscowości w powiecie Bielskim, województwie Śląskim. Na początku opracowania zamieszczono ogólne zasady kształtowania skrzyżowań. Przeprowadzono wizualną ocenę stanu technicznego nawierzchni. Wykonano analizy ruchu na skrzyżowaniu. Wyznaczono godzinę szczytu oraz strukturę rodzajową na skrzyżowaniu podczas tej godziny i rozkład pojazdów ciężkich. Dla opisanego skrzyżowania zaproponowano koncepcję przebudowy na skrzyżowanie typu rondo z pięcioma wlotami oraz zaproponowano nową konstrukcję nawierzchni. Opracowano także koncepcyjny projekt organizacji ruchu na przedmiotowym rondzie, mające na celu dodatkowe usprawnienie poziomu bezpieczeństwa ruchu drogowego. Opracowanie zakończono stosownymi wnioskami 1416

8 Proposition modernization of the junction the county road No. 4485s in Wilamowicach of the district road No. 4490s Abstract The paper contains a description of the traffic safety at the intersection of county roads no. 4490S and 4485S located in Wilamowicach. It is a junction of five inlets, which is located in the center of the village in the district of Bielsko, the province of Silesia. At the beginning of the development contains general rules for forming crossings. Conducted a visual assessment of the technical condition of the surface. Taken traffic analysis at the intersection. They were rush hour and the generic structure at the intersection during this time and the distribution of heavy vehicles. For the described intersection proposed redevelopment concept for the type of roundabout junction with five inlets and proposes a new design surface. Also developed a conceptual design for the organization of traffic on the present roundabout, designed to further improve the level of road safety. The development was completed appropriate proposals BIBLIOGRAFIA 1. GDDP, Katalog typowych uszkodzeń nawierzchni bitumicznych dla potrzeb ciągłego obmiaru uszkodzeń metodą oceny wizualnej w systemie oceny stanu nawierzchni SOSN, Warszawa 2002r. 2. GDDP, Katalog typowych konstrukcji nawierzchni podatnych i półsztywnych, Warszawa Instrukcja do projektowania małych rond, GDDP, Warszawa Datka S., Suchorzewski W., Tracz M. Inżynieria ruchu, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 1999r. 5. Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 2 marca 1999 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie. (Dz.U. nr 43 poz. 430) 6. Sieniawska-Kuras A. Budownictwo drogowe w zarysie, Wydawnictwo KaBe, Krosno 2010r. 7. Ustawa z dnia 21 marca 1985 r. o drogach publicznych. (Dz.U nr 14 poz. 60) 8. Opracowanie własne wykonane przez autorów 1417