III LUBELSKIE FORUM DROGOWE POLSKI KONGRES DROGOWY Puławski węzeł drogowy Puławy, 5 6 kwietnia 2018 r. Wpływ wahań ruchu drogowego na drogach o charakterze rekreacyjnym na poziom hałasu mgr inż. Marcin Dębiński, dr inż. Janusz Bohatkiewicz, mgr inż. Michał Jukowski Katedra Dróg i Mostów Wydział Budownictwa i Architektury Politechnika Lubelska EKKOM Sp. z o.o.
Podstawowe parametry ruchu wpływające na poziom hałasu drogowego 1. Natężenie ruchu drogowego Warunki ruchu drogowego 2. Prędkość pojazdów Prędkość pojazdów Natężenie ruchu drogowego 3. Udział pojazdów ciężkich 4. Warunki ruchu drogowego Udział pojazdów ciężkich hałas drogowy
Warunki ruchu drogowego
Metoda HCM kategorie dróg Grupa 1: Grupa dróg, na których kierowcy oczekują dużych prędkości podróży i dużej swobody ruchu. Drogi o znaczeniu tranzytowym. Warunki charakteryzujące poziomy swobody ruchu to: średnia prędkość podróży i procent czasu jazdy w kolumnie. Grupa 2: Grupa dróg, na których kierowcy oczekują dużej swobody manewrów. Nie wymaga się dla nich takich prędkości jak dla grupy 1. Drogi pełnią funkcję dojazdów do dróg grupy 1. Warunkiem charakteryzującym poziomy swobody ruchu jest procent czasu jazdy w kolumnie. Grupa 3: Grupa dróg o charakterze lokalnym i krajobrazowym. Drogi przebiegające przez miejscowości. Niskie prędkości duże zakłócenia związane z ruchem lokalnym. Warunkiem charakteryzującym poziomy swobody ruchu jest procent podróży w ruchu swobodnym. Źródło: Teoria i praktyka Inżynieria ruchu drogowego, S. Gaca, W. Suchorzewski, M. Tracz
Metoda HCM podstawowe pojęcia Poziomy swobody ruchu: A - ruch swobodny, duża swoboda wyboru prędkości i manewrowania; B - ruch równomierny, kierowca zaczyna odczuwać obecność innych pojazdów; C - ruch równomierny, na sposób jazdy istotny wpływ wywierają inne pojazdy; D - ruch równomierny, przy dużej gęstości wybór prędkości i manewrowanie znacznie ograniczone; E - natężenia bliskie lub równe przepustowości, prędkość ustabilizowana skrajnie utrudnione manewrowanie; F - stan załamania przepływu ruchu z przejściem do stanu ruchu wymuszonego. Natężenie krytyczne to wielkość, dla którego następuje pogorszenie warunków ruchu drogowego powodujące zmianę poziomu swobody ruchu. Wartości natężeń krytycznych są to wielkości graniczne w poszczególnych poziomach swobody ruchu. Źródło: Teoria i praktyka Inżynieria ruchu drogowego, S. Gaca, W. Suchorzewski, M. Tracz
Metoda francuska NMPB-Routes-96 Metoda stosowana do analiz hałasu zgodnie z Dyrektywą 2002/49/WE Załącznik II. Metoda wykorzystuje wartości emisji uwzględniające różne stany ruchu. W NMPB-Routes-96 opisany jest szczegółowy proces stosowany do obliczeń poziomu hałasu w sąsiedztwie drogi z uwzględnieniem czynników mających wpływ na propagację dźwięku
Emisja poziomu dźwięku od pojazdów lekkich i ciężkich dla różnych sposobów jazdy na odcinkach płaskich i pochylonych Poziom emisji dźwięku A [db] Pojazdy ciężkie Pojazdy lekkie 50 1.2, 2.2, 3.2 45 1.1, 1.3, 2.1, 2.3, 3.1, 3.3, 4.3 4.2 40 35 3.1 4.1 2.1, 2.3, 3.3, 4.2 3.2 1.2, 2.2 30 4.3 1.1, 1.3 4.1 25 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Oznaczenia: Prędkość [km/h] Jazda po odcinku płaskim Jazda pod górę Jazda w dół Ruch przyspieszony 1.1 1.2 1.3 Ruch wymuszony 2.1 2.2 2.3 Przyspieszenie 3.1 3.2 3.3 Hamowanie 4.1 4.2 4.3 Źródło: Praca doktorska Wpływ geometrii, warunków i organizacji ruchu na klimat akustyczny w otoczeniu skrzyżowań J. Bohatkiewicz
Metoda Politechniki Krakowskiej p L Aeq i = 9,7log Q + 4,2logv + 0,11u c + 33,4 + L Aeq [db] p L Aeq podstawowy poziom hłasu drogowego w punkcie odniesienia Q natężenie ruchu w obu kierunkach v-chwilowa prędkość średnia u c udział pojazdów ciężkich i L Aeq poprawki wynikające z innych czynników
Fundamentalny diagram teorii ruchu drogowego W 1933 roku Greenshields opublikował pierwszy raz fundamentalny diagram w Annual Meeting of the Highway Research Board. Wykres ten wskazuje nierozerwalną zależność pomiędzy warunkami ruchu Źródło: Foundations of traffic flow theory: the fundamental diagram Greenshields Legacy Highway Traffic REINHART D. KÜHNE
Fundamentalny diagram teorii ruchu drogowego Zmiana natężenia ruchu wpływa znacząco na prędkość pojazdów Źródło: Teoria i praktyka Inżynieria ruchu drogowego, S. Gaca, W. Suchorzewski, M. Tracz
Przykład analizy zależności pomiędzy warunkami ruchu a poziomem hałasu drogowego Założenia do analizy: Teren płaski Stałe parametry geometryczne drogi: 3,5 m szerokość pasa ruchu i 1,5 m szerokość pobocza Brak zjazdów publicznych i indywidualnych Zmienny udział pojazdów ciężkich Zmienne natężenia ruchu Rozkład natężenia 50/50
Równoważny poziom dźwięku Wpływ zmiany natężenia ruchu i udziału pojazdów ciężkich na hałas drogowy - podejście klasyczne 78 76 Stała prędkość V=100 km/h (v-constans) 74 72 70 68 uc=5% uc=5% uc=10% uc=5% uc=10% uc=5% uc=15% uc=10% uc=15% uc=10% uc=5% uc=15% uc=5% uc=15% uc=10% uc=5% uc=10% uc=15% 66 64 62 200 500 1000 1500 2000 2000 2500 2500 3000 3000 3500 3500
Równoważny poziom dźwięku Wpływ zmiany natężenia ruchu i udziału pojazdów ciężkich na hałas drogowy - podejście z uwzględnieniem zmiany prędkości wraz ze zmianą natężenia ruchu drogowego 76 74 72 70 68 uc=5% uc=5% uc=10% uc=5% uc=10% uc=5% uc=15% uc=10% uc=15% uc=10% uc=5% uc=15% uc=5% uc=15% uc=10% uc=5% uc=10% uc=15% 66 64 62 200 500 1000 1500 2000 2500 2500 3000 3000 3500 3500
Wpływ zmiany natężenia ruchu i udziału pojazdów ciężkich na hałas drogowy - porównanie dwóch podejść Równoważny poziom dźwięku 78 76 74 72 70 uc=5%_zv uc=5% uc=10%_zv uc=10% uc=15%_zv uc=15% 68 66 64 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
Wpływ zmiany natężenia ruchu i udziału pojazdów ciężkich na hałas drogowy - porównanie rozrzutu wyników w dwóch podejściach Nie uwzględniając zmiany prędkości Uwzględniając zmianę prędkości
Przykład analizy zależności pomiędzy warunkami ruchu drogowego, a poziomem hałasu drogowego Równoważny poziom dźwięku 76 Poziomy swobody ruchu 74 72 70 68 uc=5% uc=10% uc=15% 66 64 62 A (200) B (500) C (1000) C (1500) D (2000) E (2500) E (3000) F (3500)
Równoważny poziom dźwięku Poziom swobody ruchu 76 74 PSR D PSR E Q kr =1572 Q kr =1910 PSR F 72 PSR C Q kr =1022 70 68 PSR B Q kr =561 uc=5% uc=10% uc=15% 66 PSR A 64 62 200 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Poziom swobody ruchu - przykładowe obliczenia 1. Punkt pomiarowy numer 1 DK 47 Natężenie ruchu: 1120 P/h Średnia prędkość 70 km/h Udział pojazdów ciężkich 3 % Pomierzony poziom hałasu drogowego 70,5 db Obliczony poziom hałasu drogowego 71,1 db 2. Punkt pomiarowy numer 2 DW 964 Natężenie ruchu 566 P/h Średnia prędkość 60 km/h Udział pojazdów ciężkich 7 % Pomierzony poziom hałasu drogowego 68,8 db Obliczony poziom hałasu drogowego 68,5 db 3. Punkt pomiarowy numer 3 DW 780 Natężenie ruchu 1476 P/h Średnia prędkość 64,5 km/h Udział pojazdów ciężkich 9 % Pomierzony poziom hałasu drogowego 71,7 db Obliczony poziom hałasu drogowego 72,7 db
Równoważny poziom dźwięku Poziom swobody ruchu - przykładowe obliczenia 76 74 PKT 1= 71,1 db PKT 1=70,5 db PSR D PSR E PSR F 72 PKT 2=68,8 db PSR C PKT 2=68,5 db 70 68 PSR B PSR A PKT 3=72,7 db PKT 3=71,7 db uc=5% uc=10% uc=15% 66 64 Numer Punktu Poziom swobody ruchu 1 C 2 B 3 C 62 200 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Równoważny poziom dźwięku Poziom swobody ruchu-przykładowe obliczenia 76 74 PSR D PSR E PSR F 72 PSR C 70 68 PSR B PSR A uc=5% uc=10% uc=15% 66 64 62 200 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
WNIOSKI 1. Wpływ zmienności natężenia ruchu drogowego ma znaczący wpływ na wielkość poziomu hałasu drogowego. 2. Obliczając poziom hałasu drogowego przy zmiennym natężeniu ruchu drogowego należy uwzględniać zmianę prędkości wywołaną zwiększoną liczbą pojazdów przejeżdżających przez przekrój oraz zmianą udziału pojazdów ciężkich. 3. Pominięcie zależności pomiędzy natężeniem ruchu a prędkością i jej zmianą wraz wzrostem natężenia ruch przy prognozowaniu poziomu hałasu drogowego może powodować znaczące błędy w obliczeniach. 4. W ramach zalecanych poziomów swobody ruchu w projektowaniu nowych dróg występuje znacząca różnica poziomów hałasu drogowego około 5 db (w analizowanym przykładzie).
Dziękuję za uwagę