WĘZŁY WIELOPOZIOMOWE

Transkrypt

1 WĘZŁY WIELOPOZIOMOWE 1. PODSTAWOWE POJĘCIA Węzeł - przecięcie lub rozwidlenie dróg (przeważnie dróg ekspresowych i autostrad) w dwóch lub więcej poziomach z pełną lub częściową możliwością wyboru kierunku jazdy. Skrajnia drogi - powierzchnia prostopadła do osi drogi, w której muszą się zmieścić obrysy zewnętrzne pojazdów. W obrębie skrajni nie mogą się znajdować budynki, drzewa, ani żadne urządzenia oprócz barierek ochronnych. Rys. 1. Obrys skrajni dla jezdni drogi klasy A i S h skrajnia drogi h 4,70 m dla dróg klasy A, S i GP h 4,60 m dla dróg klasy G i Z h 4,50 m dla dróg klasy L i D Rys. 2. Wysokość skrajni w zależności od klasy drogi Wysokość skrajni należy do tzw. punktów stałych niwelety, tak jak np. wysokość osi drogi krzyżującej się z projektowaną drogą na skrzyżowaniach jednopoziomowych. 1

2 2. ŁĄCZNICE Typy łącznic ze względu na ich kształt i rodzaje manewrów wykonywanych przez kierowców: łącznice bezpośrednie D łącznice półbezpośrednie S łącznice pośrednie L (direct). (semi-direct). (loop). Łącznice należy projektować z dostosowaniem do: prognozowanego kierunkowego rozkładu ruchu, typu węzła, rodzaju połączenia i rozdzielenia potoków pojazdów, warunków lokalnych wyznaczonych głownie przez dostępność i topografię terenu. Rodzaje łącznic ze względu na elementy przekroju poprzecznego: przekrój jednopasowy P-l - jezdnia wraz z opaskami szer. 6,0 m oraz gruntowe pobocza o szer. 1,0 m. i + 2% 2 3% 34 % pobocze gruntowe opaska pas ruchu opaska pobocze gruntowe 1,0 1,0 4,0 1,0 1,0 Przekrój P-1 stosowany, gdy długość łącznicy (bez pasów włączania i wyłączania) L m i natężenie N P/h przekrój dwupasowy P-2 - jezdnia wraz z opaskami szer. 8,0 m oraz gruntowe pobocza o szer. l,0 m. i + 2% 2 3% 34 % pobocze gruntowe opaska 2 pasy ruchu opaska pobocze gruntowe 1,0 0,5 2 x 3,5 0,5 1,0 2

3 Przekrój P-2 stosowany, gdy długość łącznicy (bez pasów włączania i wyłączania) L > m i natężenie N P/h przekrój dwupasowy P-3 - jezdnia wraz z opaską z lewej strony szer. 7,5 m, pas awaryjny szer. 2,0 m po prawej stronie jezdni oraz gruntowe pobocza, każde o szer. 1,0 m. i + 2% 2 3% 34 % pobocze gruntowe opaska 2 pasy ruchu pas awaryjny pobocze gruntowe 1,0 0,5 2 x 3,5 2,0 1,0 Przekrój P-3 stosowany, gdy natężenie ruchu na łącznicy N > P/h (niezależnie od długości łacznicy) przekrój dwupasowy dwukierunkowy P-4 - jezdnia wraz z opaskami szerokości 8,0 m oraz gruntowe pobocza, każde o szerokości 1,0 m. 68 % 23 % 23 % 68 % pobocze gruntowe jezdnia (2 pasy ruchu + opaski) 8,0 1,0 (2 x 3,5 + 2 x 0,5) 1,0 pobocze gruntowe Szerokość jezdni łącznicy powinna być zwiększona na łuku kołowym w planie o promieniu R < 150 m o wartość: = 50/R - na łącznicy P-1, = 70/R - na łącznicy P-2, P-3 lub P-4. Przekrój P-4 stosowany, gdy długość łącznicy L > 130 m i natężenie N < P/h (w obu kierunkach) Podstawowe zasady trasowania w planie łącznic na węźle drogowym: Należy zapewnić wymaganą widoczność na zatrzymanie. Należy zapewnić dostatecznie wczesną dostrzegalność punktów rozdziału i połączeń potoków ruchu na łącznicach. Należy zachować między punktami rozdziału ruchu odległości nie mniejsze niż wynikające ze zdolności reakcji i czasu czytania znaków drogowych. Należy dążyć do możliwie dużej płynności optycznej trasy łącznicy i umożliwić odpowiednio wczesne rozpoznawanie elementów o najmniejszych parametrach (tj. w ograniczonym zakresie obowiązują zasady koordynacji trasy w planie i przekroju podłużnym). Koordynacja drogi w planie i w przekroju podłużnym - jest to przestrzenna kompozycja elementów geometrycznych drogi w planie i w przekroju podłużnym zapewniająca ciągłość pola widzenia jezdni, płynność oraz brak wzrokowych złudzeń deformacji krawędzi jezdni z punktu widzenia kierowcy, na odległość: 300 m dla V p = 120 km/h 250 m dla V p = 100 km/h 200 m dla V p = 80 km/h 3

4 Warunki poprawnie skoordynowanej drogi w planie i w przekroju podłużnym: 1. Pokrywanie się wierzchołków łuków poziomych i pionowych w przekroju podłużnym drogi. Ewentualne wzajemne przesunięcie tych wierzchołków nie powinno być większe od ¼ długości łuku pionowego. 2. Stosowanie krzywizn poziomych (tj. łuków + krzywych przejściowych) dłuższych od łuków pionowych (min. o ok. 10%). 3. Stosowanie łuków pionowych o promieniach pięciokrotnie większych od promieni łuków poziomych. (Zalecane stosowanie łuków pionowych o promieniach 10x większych od promieni łuków poziomych) 4. Unikanie w obrębie łuków poziomych więcej niż jednego załamania niwelety. 5. Niedopuszczanie do załamań niwelety na długości krzywych przejściowych i wprowadzania innych elementów projektowych nie związanych z projektowaniem rampy drogowej. 6. Unikanie stosowania krótkich łuków poziomych na długości łuku pionowego. 7. (jeżeli pozwalają na to warunki miejscowe) Nie stosowanie długich odcinków prostych w planie oraz promieni łuków poziomych wymagających pochylenia jednostronnego jezdni: > 4% - na drogach na terenie zabudowy, > 5% - na drogach poza terenem zabudowy. 8. Unikanie, na odcinkach z dobrą widocznością przestrzenną stosowania: częstych załamań trasy w planie na odcinku niwelety o jednostajnym pochyleniu (rys. 3), częstych załamań niwelety na odcinku prostych w planie (rys. 4). Rys. 3. Droga o jednostajnej niwelecie z częstymi załamaniami w planie (efekt drogi wężykowatej) Rys. 4. Droga prosta w planie z licznymi załamaniami niwelety (efekt garbów na jezdni oraz znikania drogi z pola widzenia kierowcy) Na łącznicach klotoida (tj. krzywa przejściowa) jest często stosowana jako samodzielny element trasy, który łączy ze sobą łuki kołowe bez odcinków prostych (łącznica ma wtedy charakter płynnej linii falistej). Łączenie łuków kołowych za pomocą krzywych przejściowych odbywa się za pomocą: krzywej esowej, krzywej jajowej, krzywej ceowej (owalnej). Krzywa esowa - jako krzywa zwrotna. Zasady konstruowania krzywej esowej, zapewniające estetyczne zaprojektowanie łącznicy na węźle drogowym: każda z klotoid krzywej esowej powinna odpowiadać warunkom ustalonym dla krzywych przejściowych między prostą i łukiem kołowym, zalecane jest, aby parametry obu klotoid były równe lub miały zbliżone wartości. Dopuszczalna różnica to: A A 1 2 1,5 4

5 zalecana zależność między promieniami łuków kołowych łączonych krzywą esową: - przy równych parametrach A 1 i A 2 : 1 3 R2 - przy nierównych parametrach A 1 i A 2 : 1 4, 5 R2 dopuszczalna długość wstawki prostej pomiędzy początkami klotoid: R R A 1 A l 2 40 Krzywa jajowa - na której odcinek klotoidy łączy dwa zgodne co do kierunku łuki kołowe o różnych promieniach. Krzywa jajowa może być wykreślona tylko wtedy, gdy okrąg koła o mniejszym promieniu leży wewnątrz większego i oba okręgi nie mają wspólnego środka i nie przecinają się. R 2 2 gdzie: A R 2 A parametr klotoid krzywej jajowej R 2 promień łuku o mniejszej wartości. Krzywa ceowa - na której dwa odcinki klotoidy łączą (bezpośrednio lub za pomocą pomocniczego łuku kołowego) dwa zgodne łuki kołowe o jednakowych lub różnych promieniach. Krzywa ceowa składa się najczęściej z dwóch łuków kołowych oraz położonych pomiędzy nimi dwóch odcinków klotoid, przedzielonych odcinkiem pomocniczego łuku kołowego. Krzywa ceowa de facto to dwie po sobie następujące krzywe jajowe Klasyczna krzywa ceowa - gdy długość pomocniczego łuku kołowego = 0 3. Jezdnie zbierająco rozprowadzające Z-R Jezdnie Z-R są dodatkowymi łącznicami prowadzonymi wzdłuż jezdni głównych. Stosuje się je w celu zmniejszenia liczby włączeń i wyłączeń na jezdni głównej oraz przejęcia odcinków przeplatania. Przekroje poprzeczne jezdni Z-R takie jak dla łącznic w zależności od długości i natężenia ruchu, czyli P-1, P-2 lub P-3. Kształtowanie jezdni Z-R w planie i przekroju podłużnym powinno odpowiadać wymaganiom jak dla łącznic. Rys. 5. Przykład jezdni Z-R przy drodze klasy A na węźle typu WA koniczynka Prędkość projektowa jezdni Z-R powinna wynosić: Vp = 60 km/h, a wyjątkowo 70 km/h lub 80 km/h. 5

6 4. ZJAZDY I WJAZDY NA DROGĘ GŁÓWNĄ Elementy geometryczne węzła, które łączą łącznicę z drogą główną. Na zjazdach i wjazdach następuje zmiana warunków ruchu (tj. zmiana geometrii trasy w planie i przekroju podłużnym oraz zmiana przekroju poprzecznego drogi), która wymaga od kierowców, z uwagi na BRD i płynność jazdy, zmniejszenia lub zwiększenia prędkości jazdy. Aby umożliwić zmianę prędkości jazdy stosuje się pasy włączania oraz pasy wyłączania. a) Pasy wyłączania (na zjazdach) Kształtowane w formie równoległego lub kierunkowego pasa wyłączania. Wymagania dot. pasów wyłączania: powinny być zgodne z przekrojem łącznicy, powinny mieć odpowiednią długość dla redukcji prędkości pojazdów, powinny mieć wystarczającą przepustowość, powinny być właściwie oznakowane. Rys. 6. Równoległy pas wyłączania (przykład oznakowania poziomego) Długość pasa wyłączania zależy od n/w parametrów: prędkości początkowej, z jaką kierowcy zbliżają się do miejsca wyłączenia (tj. dopuszczalnej prędkość na drodze głównej), prędkości końcowej, z jaką kierowcy mogą opuścić pas wyłączania wjeżdżając na łącznicę (tj. dopuszczalnej prędkość na łącznicy), wartości dopuszczalnego opóźnienia, z jakim kierowcy przechodzą od prędkości początkowej do końcowej. Elementy składowe równoległego pasa wyłączania: klin najazdowy - na którym pas wyłączania uzyskuje pełną szerokość, odcinek zwalniania - od końca klina do początku łuku kołowego na łącznicy (odcinek prosty + krzywa przejściowa), odcinek wspólnej krawędzi - od końca klina do początku krzywizny na łącznicy (odcinek prosty). Długość klina: 100 m dla V m > 110 km/h 75 m dla V m =110 lub 100 km/h 50 m dla V m < 100 km/h Długości odcinka zwalniania: L zw = m (zależnie od V *) oraz pochylenia podłużnego pasa). *) V = 0,75 Vm (drogi głównej) Vp (łącznicy) Długość odcinka wspólnej krawędzi: 1. dla dróg klasy A i S: dla V m = 130 km/h L o 200 m. dla V m = 110 km/h L o 175 m. dla V m < 110 km/h L o 150 m. 2. dla dróg klasy GP i G: dla V m = 130 km/h L o = 150 m. dla V m = 110 km/h L o = 125 m. dla V m < 110 km/h L o = 100 m. Szerokości pasów ruchu na pasie włączania (dotyczy również pasów wyłączania): 3,50 m - przy wyłączania z drogi głównej o Vp > 80 km/h, 3,00 m - przy wyłączaniu z drogi głównej o Vp 80 km/h, 3,00 m - przy wyłączaniu z łącznicy lub drogi Z-R. Jeżeli pas wyłączania projektowany jest na łącznicy lub jezdni zbierająco - rozdzielającej Z-R stosuje się: klin o długości 60 m, odcinek wspólnej krawędzi o długości: 150 m - na węzłach typu WA, 100 m - na węzłach typu WB i WC. 6

7 7

8 b) Pasy włączania (na wjazdach) Kształtowane zawsze w formie równoległego pasa włączania. Wymagania dot. pasów włączania: odpowiednia długość w celu uzyskania najmniejszej różnicy prędkości pomiędzy pojazdami włączającymi się a pojazdami poruszającymi się po prawym pasie jezdni głównej, jak najmniejszy kąt wjazdu z łącznicy na pas włączania, zachowanie niezbędnej widoczności na dojeździe do pasa i widoczności z pasa włączania na jezdnię główną w bocznym lusterku. Długość pasa włączania zależy od n/w parametrów: prędkości początkowej, z jaką kierowca porusza się na końcu łącznicy przed pasem włączania (tj. dopuszczalnej prędkość na łącznicy), prędkości końcowej, z jaką kierowcy mogą opuścić pas włączania wjeżdżając na drogę główną (tj. dop. prędkość na drodze głównej), przyśpieszenia z jakim kierowcy przechodzą od prędkości początkowej do końcowej. Elementy składowe równoległego pasa włączania: klin wyjazdowy - na którym następuje zanikanie pasa włączania, odcinek przyspieszania - od końca łuku kołowego na łącznicy do początku klina (krzywa przejściowa + odcinek prosty), odcinek wspólnej krawędzi - od końca krzywizny na łącznicy do początku klina (odcinek prosty). a) włączenie łącznicy jednopasowej P-1 b) włączenie łącznicy dwupasowej P-2 Rys. 7. Przykłady oznakowania pasa włączania z łącznicy o przekroju P-1 (a) i z łącznicy o przekroju P-2 (b) Długość klina: 100 m dla V m > 110 km/h 75 m dla V m =110 lub 100 km/h 50 m dla V m < 100 km/h Długości odcinka przyspieszania: L zw = m (zależnie od V oraz pochylenia podłużnego pasa). Długość odcinka wspólnej krawędzi: 1) dla dróg klasy A i S: dla V m = 130 km/h L ow 250 m. dla V m = 110 km/h L ow 200 m. dla V m < 110 km/h L ow 150 m. 2) dla dróg klasy GP i G: dla V m = 130 km/h L ow = 200 m. dla V m = 110 km/h L ow = 150 m. dla V m < 110 km/h L ow = 100 m. 8

9 Jeżeli pas włączania projektowany jest na łącznicy lub jezdni Z-R stosuje się: klin o długości 60 m, odcinek wspólnej krawędzi o długości 90 m. 9

10 Pola widoczności na dojeździe do pasa włączania oraz kształtowanie niwelety łącznicy dojazdowej (patrz rysunek poniżej) Rys. 8. Pole widoczności na dojeździe do pasa włączania Długość odcinka CD m, Długość odcinka AB - 50 m (dla dróg klasy A i S) - 20 m (dla dróg klasy GP, Z-R i łącznic) Rys. 9. Kształtowanie niwelety łącznicy na dojeździe do pasa włączania (odcinek L 1 odpowiada odcinkowi AB wg rys. 8) c) Odcinki przeplatania Odcinki przeplatania to odcinki drogi jednokierunkowej, na której występuje splot dwóch dróg na początku odcinka, a następnie rozplot na dwie drogi jednokierunkowe na końcu odcinka. Manewr przeplatania strumieni pojazdów - gdy zjazd z drogi głównej zlokalizowany jest bezpośrednio za wjazdem na drogę główną. Odcinek przeplatania na węzłach może występować na jezdni: drogi klasy S (nie zalecane), drogi klasy GP i drogach niższych klas, drogi Z-R (zalecane), łącznicy. Długość odcinka przeplatania na jezdniach głównych: 250 m. Długość odcinka przeplatania na jezdni Z-R: m. Pomocnicze kryterium do ustalania długości odcinków przeplatania L na węźle: L [m] 0,5 Q [P/h] - dla odc. przeplatania zlokalizowanego na drodze klasy S i GP L [m] 0,3 Q [P/h] - dla odc. przeplatania zlokalizowanego na drodze Z-R L [m] 0,2 Q [P/h] - dla odc. przeplatania zlokalizowanego na łącznicy gdzie: Q [P/h] - natężenie ruchu pojazdów przeplatających się (suma potoków przeplatających się) 10

11 Rys. 10. Przykład oznakowania pasa przeplatania na jezdni głównej Rys. 11. Przykład oznakowania pasa przeplatania na jezdni Z-R 5. LOKALIZACJA WĘZŁÓW I ELEMENTÓW WĘZŁA Rys. 12. Min. odległości pomiędzy węzłami oraz min. odległości pomiędzy pasami wyłączania (tj. pomiędzy punktami rozdziału ruchu) wynikające ze zdolności reakcji kierowców i czasu czytania znaków drogowych 6. OZNAKOWANIE PIONOWE WĘZŁÓW (organizacja ruchu) Prawidłowa organizacja ruchu na węźle zapewnia efektywną pracę węzła, tj.: optymalne parametry płynności, sprawności i bezpieczeństwa jazdy, czytelność rozwiązania węzła. Toteż stosowane jest oznakowanie poziome i pionowe, które porządkuje ruch i informuje kierowców, a w szczególności: ostrzega kierowców o potencjalnym zagrożeniu, informuje o kierunkach jazdy i zasadach ich wyboru. Nieprawidłowe oznakowanie może wprowadzać w błąd kierowców, a tym samym zwiększać zagrożenia w ruchu drogowym. 11

12 Oznakowanie węzłów powinno być uzupełnieniem, które ma umożliwić właściwą interpretację elementów geometrycznych, a nie środkiem do poprawy błędów w projektowaniu geometrii węzła. Warunki stosowania oznakowania węzłów drogowych: Układ oznakowania określonego typu powinien być stały, zarówno pod względem rodzaju jak i miejsca oznakowania. Oznakowanie powinno jednoznacznie wskazywać nie tylko kierunek jazdy do pobliskiej miejscowości, ale także potwierdzać prawidłowość jazdy wzdłuż szlaku krajowego lub międzynarodowego. Oznakowanie powinno umożliwiać kierowcy kilkakrotne odczytanie kierunku jazdy, w miarę zbliżania się do węzła. Na kolejnych znakach danej grupy powinny pojawiać się takie same informacje dotyczące szlaku bądź miejscowości. Na jezdniach wielopasowych znaki powinny być umieszczane po obu stronach jezdni, bądź nad nią. W miejscach rozdzielenia pasa wyłączenia od jezdni głównej nie wolno stawiać przeszkód stałych. Wykorzystanie do zainstalowania oznakowania istniejących podpór, jak maszty oświetleniowe, wiadukty, zmniejsza liczbę niebezpiecznych przeszkód w obszarze węzła i poprawia jego widoczność. Szerokość znaków nad jezdnią powinna odpowiadać szerokości pasów, których te znaki dotyczą. Obiekty o obniżonej skrajni powinny być poprzedzone bramką będącą ostatnim przed obiektem sprawdzianem wysokości pojazdu. Rys. 13. Urządzenie bramowe nad jezdnią Rys. 14. Tablica szlaku na wyłączeniu węzła Znaki nad autostradą powinny być raczej oświetlane niż podświetlane. Z uwagi na krótki czas zbliżania się do węzła liczba wierszy na tablicy drogowskazowej nie powinna przekraczać sześciu. Zawsze na wylocie węzła należy podać tablicę szlaku drogowego, która utwierdza kierowcę w przekonaniu o właściwym wyborze kierunku jazdy. Na najbardziej obciążonych odcinkach autostrady zaleca się stosować systemy dynamicznego zarządzania ruchem, które zwiększają efektywność autostrady i minimalizują skutki zatłoczenia, a zwłaszcza wypadków i innych zdarzeń drogowych. 12

13 Rys. 15. Przykład tablicy o zmiennej treści umieszczony nad autostradą Rys. 16. Przykład typowego oznakowania pionowego jezdni głównej autostrady w obrębie węzła Rys. 17. Przykład typowego oznakowania pionowego jezdni głównej drogi ekspresowej w obrębie węzła 13

14 Oznakowanie poziome Rys. 18. Linia pojedyncza przerywana - długa P-1a, gdy V dop > 70 km/h Rys. 19. Linia pojedyncza przerywana - krótka P-1b, gdy V dop 70 km/h Rys. 20. Linia pojedyncza przerywana wydzielająca P-1c Rys. 21. Linia krawędziowa ciągła szeroka P-7b o szer. 0,24 m, na drogach klasy A i S oraz drogach posiadających twarde pobocze i opaskę Rys. 22. Rozmieszczenie strzałek kierunkowych na wlocie (w tym na pasie wyłączenia, patrz rys. 6) Rys. 24. Strzałka naprowadzająca Rys. 23. Strzałka kierunkowa długa, gdy V dop > 70 km/h krótka, gdy V dop 70 km/h 14

15 Rys. 25. Rozmieszczenie strzałek naprowadzających Odległości między strzałkami wynoszą kolejno, licząc od końca pasa: a, 2a, 3a i 4a, gdzie a jest odległością ostatniej strzałki od końca pasa i wynosi: a = 15 m gdy V dop 70 km/h a = 25 m gdy V dop > 70 km/h Patrz też rys. 7. Znaki pionowe Rys. 26. Znak A-6d Rys. 27. Znak A-7 Rys. 28. Tabliczka T-1 Rys. 29. Znak U-4a, na autostradach i drogach ekspresowych Znaki pionowe na węzłach generalnie należy ustawiać wg rys. 16 i 17. Znaki ostrzegawcze, w tym znak A-6d wlot drogi jednokierunkowej, ustawia się w następujących odległościach od wskazywanego miejsca niebezpiecznego: L > 300 m gdy droga o prędkości dopuszczalnej Vdop 100 km/h L = m gdy droga o prędkości dopuszczalnej Vdop = 90 km/h L = m gdy droga o prędkości dopuszczalnej Vdop = 80 km/h L = m gdy droga o prędkości dopuszczalnej Vdop = 70 km/h L = m gdy droga o prędkości dopuszczalnej Vdop 60 km/h Znak A-7 Ustąp pierwszeństwa ustawia się w odległości: L 50 m gdy droga o prędkości dopuszczalnej Vdop > 60 km/h L 25 m gdy droga o prędkości dopuszczalnej Vdop 60 km/h Na drogach o dopuszczalnej prędkości Vdop > 60 km/h, znak A-7 należy poprzedzić w odległości od 150 do 300 m znakiem A-7 z tabliczką T-1. Znaki kierunku i miejscowości, typu E usytuowanie wg rys. 16 i 17. Rys. 30. Znak D-7 umieszcza się na początku drogi klasy S oraz na początku łącznicy wjazdowej Rys. 31. Znak D-8 umieszcza się na końcu drogi kl. S oraz na końcu łącznicy wyjazdowej Rys. 32. Znak D-9 umieszcza się na początku autostrady oraz na początku łącznicy wjazdowej Rys. 33. Znak D-10 umieszcza się na końcu autostrady i na końcu łącznicy wyjazdowej z autostrady 15

16 Rys. 34. Znak D-13a Początek pasa ruchu umieszcza się w odległości 100 m przed początkiem dodatkowego pasa ruchu, np. na łącznicach, na których następuje zwiększenie liczby pasów ruchu Rys. 35. Znaki D-14 i D-14a Koniec pasa ruchu umieszcza się przed końcem pasa ruchu w odległości: m na drodze o prędkości V dop > 60 km/h m na drodze o prędkości V dop 60 km/h np. na łącznicach, na których następuje redukcja liczby pasów ruchu Rys. 36. Znak B-33 Ograniczenie prędkości, np. na łącznicach wyjazdowych Rys. 37. Tablica E-1a Na strzałce symbolizującej drogę wyjazdową (łącznicę) na tablicy zasadniczej można umieścić znak uprzedzający o ograniczeniu prędkości, jeżeli odpowiadający mu znak znajduje się na tej drodze 16