VYSOKÉ UENÍ TEHNIKÉ V BRN FAKULTA STAVEBNÍ ING. MARTIN SMLÝ DOPRAVNÍ INŽENÝRSTVÍ MODUL 3 NEÍZENÉ ÚROVOVÉ KIŽOVATKY STUDIJNÍ OPORY PRO STUDIJNÍ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA
Dopravní inžnýrství Modul 3 Ing. Martin Smlý, Brno 2007-2 (27) -
Obsah OBSAH 1 Úvod...4 1.1 íl...4 1.2 Požadované znalosti...4 1.3 Doba potbná k studiu...4 1.4 Klíová slova...4 2 Nízné úrovové kižovatky...5 2.1 Úrovové kižovatky prsné a stykové bz SSZ...5 2.1.1 Zpsob výpotu a posouzní...5 2.1.2 Výpot kapacity podl Hardrs...5 2.1.3 Tori kapacity nízných kižovatk...6 2.1.4 Výpot kapacity pruh s spolným azním...7 2.1.5 Ovlivnní pímých proud 1. stupn vlvo odbouící 2.stupn...8 2.1.6 Základní orintaní kapacity dopravních proud...12 2.1.7 Kritické a násldné asové odstupy...12 2.1.8 Minimální kapacita výzdu z vdlší...13 2.2 Okružní kižovatky...13 2.2.1 Zpsob výpotu kapacity vzdu do okružní kižovatky...14 2.2.2 Zásady výpotu okružních kižovatk dl TP 135...15 2.2.3 Kapacita vzdu okružní kižovatky ovnším polomru D 50 m s stykovým naponím dnopruhového vzdu na dnopruhový okružní pás...16 2.2.4 Stupn vytížní okružní kižovatky...17 2.2.5 kací doba...17 2.2.6 Délka kací fronty...18 2.2.7 Výpot kapacity okružních kižovatk o vnším prmru D > 50 m...18 2.2.8 Posouzní pro vzd na okružní pás pipoovacím pruhm..19 2.2.9 Pro spirálovit uspoádané ízdní pruhy...19 2.2.10 Pro kombinované uspoádání okružních kižovatky o vnším polomru D>50m...21 2.2.11 Jiné mtody posuzovaní kapacity okružních kižovatk používaných v svt...21 2.3 haraktristika kvality dopravy...23 3 Závr...27 3.1 Shrnutí...27 4 Studiní pramny...27 4.1 Sznam použité litratury...27 4.2 Odkazy na další studiní zdro a pramny...27-3 (27) -
Dopravní inžnýrství Modul 3 1 Úvod Tnto ubní matriál urn ako podpora vyuovaného pdmtu Dopravní inžnýrství pro studnty 5. roníku kombinovaného studia odboru Konstrukc a dopravní stavby zamné na Dopravní stavby na Fakult stavbní Vysokého uní tchnického v Brn. Ubní pomcka zpracovaná formou vhodnou pro dálkové a prznní studium. Mimo studiních txt obsahu také samohodnotící otázky a aktivity, ktré by mly uícímu s studntovi pomoci s zorintovat v oblasti dopravního inžnýrství. 1.1 íl Po absolvovaní pdmtu s pdpokládá, ž budt: - znát základní problmatiku dopravního inžnýrství, - mít základní phld o informacích v oblasti dopravního inžnýrství. 1.2 Požadované znalosti Pi studiu pdmtu Dopravní inžnýrství s pdpokládá, ž studnt s orintu v základních normách a dalších pdpisch zabývaících s silniní dopravou v xtravilánu i v intravilánu. 1.3 Doba potbná k studiu Doba potbná pro nastudování tohoto modulu s odhadu na cca 10 hodin. 1.4 Klíová slova Svtln ízná kižovatka, signální plán, naíždcí as, vyklízcí as, zlná vlna. - 4 (27) -
Nízné úrovové kižovatky 2 Nízné úrovové kižovatky Nízné úovové kižovatky sou kižovatky, kd s d pdnost v ízd dl zákona 361/2001 Sb. Provoz na tchto kižovatkách tdy ízn pouz pomocí dopravního znaní svislého i vodorovného. 2.1 Úrovové kižovatky pr sné a stykové bz SSZ Nbžnšími druhy úrpvovýcch kižovatka, pokud nzapoítávám v posldní ad kižovatky okružní, sou kižovatky prsné a stytové. Dopravní inžnýrství obor, pomocí ktrého zistím kapacitu a nutné paramtry pro návrh kižovatk. V dopravním inžnýrství s krkn kolik kam a ak rychl a dlaší postup spoívá dl tchto paramtr navrhnout pípand posoudit tyto kižovatky. 2.1.1 Zp sob výpotu a posouzní Pi navrhování úrovových nízných kižovatk s výpot výkonnosti dnotlivých dopravních proud i n-tého ádu pro konkrétní podmínky provd podl obcn užívané mtody Hardrs, pimž s uplatní hodnoty kritických asových odstup t g, prmrné hodnoty násldných asových odstup t f podl A.2.2-3 normy SN 73 6101. Pro posouzní uruící úrov kvality dopravy podl kapitoly A.4.2 normy SN 736101 odvozná z vypotné rzrvy kapacity a násldn odvozné prmrné kací doby (podl A.2.4.2 normy SN 73 6101). 2.1.2 Výpot kapacity podl Hardrs Pi kapacitním posouzní nízné kižovatky podl Hardrs s uru kapacita m i-tého proudu výpotm podl náslduícího vztahu: Hi m, i I Hi t gi IHi ( tg, i t f, i ) I kd: m,i kapacita i-tého proudu [voz/h], I Hi t g,i t f,i I P k ( ) P k ( ) clková intnzita nadazných proud [voz/h], kritický asový odstup [s], násldný asový odstup [s], c c m, m, I γ I podíl asu, kdy proudy nadazného stupn k sou nvzduté, intnzita píslušného nadazného proudu [voz/h], γ bzrozmrný koficint daný vztahm γ., ( t g, I H + t f, I ) - 5 (27) -
Dopravní inžnýrství Modul 3 2.1.3 Tori kapacity nízných kižovatk Základm tori výpotu : - modl rozdlní asových mzr mzi vozidly hlavního (nadazného proudu), dná s o pravdpodobnostní rozdlní, stanovní tzv. kritické mzry t g [s] mzi vozidly hlavního proudu, - modl odzdu vozidl vdlšího proudu, rsp. stanovní tzv. násldné mzry t f [s] mzi vozidly tohoto proudu. Kritický asový odstup asový odstup vozidl v nadazném dopravním proudu, ktrý 50% idi pim a 50% idi odmítn a násldný asový odstup asový odstup mzi vozidly vdlšího proudu pi vzdu do kižovatky. Druhy, charaktristiky, dopravní podaznost, nadaznost, zpsoby oznaní pro kižovatky prsné a stykové sou uvdny v tab. 1.1 a na obr. 1.1. Tab. 1.1 - Uvažované dopravní proudy pro výpot nízné kižovatky Dopravní proud haraktristika pr sná Kižovatka styková 1.stup absolutní pdnost 2,3,8,9 2,3,8 2.stup 3.stup 4.stup dnoduchá podíznost proudu 1. stupn dvonásobná podíznost proudm 1. a 2. stupn tronásobná podíznost proudm 1., 2. a 3.stupn 1,6,7,12 6,7 5,11 4 4,10 - a) prsná kižovatka b) styková kižovatka - 6 (27) -
Nízné úrovové kižovatky Obr. 1.1 - Stupn dopravních proud na prsné a stykové kižovatc Tab. 1. 2 - Sout intnzit nadazných dopravních proud na prsné kižovatc Vdlší dopravní pohyb íslo Sout intnzit nadazných dopravních proud [voz/h] Dolva z hlavní Doprava z vdlší Z vdlší ps hlavní v pímém smru Dolva z vdlší 1 I 8 + I 9 7 I 2 + I 3 6 I 2 + 0,5 x I 3 12 I 8 + 0,5 x I 9 5 I 2 + 0,5 x I 3 + I 8 + I 9 + I 1 + I 7 11 I 8 + 0,5 x I 9 + I 2 + I 3 + I 1 + I 7 4 I 2 + 0,5 x I 3 + I 8 + 0,5 x I 9 + I 1 + I 7 + I 12 + I 11 10 I 8 + 0,5 x I 9 + I 2 + 0,5 x I 3 + I 1 + I 7 + I 6 + I 5 Tab. 1.3 - Sout intnzit nadazných dopravních proud na stykové kižovatc Vdlší dopravní pohyb íslo Sout intnzit nadazných dopravních proud [voz/h] Dolva z hlavní 7 I 2 + I 3 Doprava z vdlší 6 I 2 + 0,5 x I 3 Dolva z vdlší 4 I 2 + 0,5 x I 3 + I 8 + I 7 2.1.4 Výpot kapacity pruh s spolným azním Výpot kapacity pruhu s spolným azním s skládá z kapacity proud podl vztahu: - 7 (27) -
Dopravní inžnýrství Modul 3 m n 1 kd m kapacita smíšného pruhu [voz/h], 1 a prbžný indx pro dílí proudy [-], a m m, podíl dopravního zatížní proudu na proudu smíšného pruhu, kapacita proudu [voz/h], n pot proud v spolném pruhu [-]. Pravdpodobnost nvzdutého stavu: p o m I γ I m, pi: γ n 1 a p o γ a γ (IH tg, + I t f, ), kd m kapacita smíšného pruhu [voz/h], I skutná intnzita spolného pruhu [voz/h], prbžný indx pro dílí proudy [-], I H proudu nadazný proud (intnzita nadazného proudu), p o pravdpodobnost nvzdutého stavu nadazného proudu [-], t g, t f, a kritický asový odstup [s], násldný asový odstup [s], podíl dopravního zatížní proudu na proudu smíšného pruhu, n pot proud v spolném pruhu [-]. Poznámka Pi výpotu s ako I uvažu clkové zatížní vdlšího spolného pruhu. 2.1.5 Ovlivnní pímých proud 1. stupn vlvo odbouící 2.stupn Pravdpodobnost novlivnného pohybu proudu 2.stupn : p, 0 p0 σ 1 σ kd p 0 pravdpodobnost volného pohybu proudu 2.stupn (pi spolném pruhu), I H t σ c, - 8 (27) -
Nízné úrovové kižovatky kd t c minimální asový odstup 2 s a I H intnzita proud 1.stupn. Píklad výpotu kapacity Výpot kapacity podízných dopravních proud nízné kižovatky v intravilánu pro náslduící symtrické dopravní zatížní: Vtv Vpravo Pímo Vlvo Pdnost B D 50 50 100 vdlší A 100 200 100 hlavní šní Protož dopravní zatížní symtrické, postaí vyštovat pouz dn vzd. Vstupní data sou uspoádána v tabulc 1.4. Tab. 1.4 Vstupní data Proud Intnzity [voz/h] íslo stupn asové mzry t g t f Poznámka I I I 6 5 I I 4 3 2 I I I 12 11 10 I I 9 8 50 2 6,5 3,7 50 3 6,5 4,0 100 4 6,6 3,8 100 1 - - 200 1 - - spolný pruh I 1 I 7 100 2 5,5 2,6 po nutno urit Proudy 2.stupn: Proud 6: I H,6 I 2 + 0,5.I 3 200 + 50 250 voz/h (podl tab.1.2) 250 m 703 voz/h (podl lánku A.2.2.2 SN, 6 250 6,5 250 2,8 73 6101) I 9 H,1 I8 + I 200 + 100 300voz / h - 9 (27) -
Dopravní inžnýrství Modul 3 Proud 1: (podl tab. 1.2) 300 m,1 300 5,5 / 300 2,9 / 974voz / h (podl lánku A.2.2.2) γ 1 (IH,1 t g,1+ I t f,1) (300 5,5+ 100 2,6) 0,588 (podl lánku A.2.2.2) m,1 I1 974 100 po (I1) 0,955 (podl lánku A.2.2.2) γ I 974 0,588 100 m,1 1 1 Pro symtrické zatížní kižovatky platí p 0 (I 1 ) p 0 (I 7 ). Proudy 3. stupn: Proud 5: I H,5 I 2 + 0,5 x I 3 + I 8 + I 9 + I 1 + I 7 750 voz/h I p ( I ) p ( I ) (Uvažu s pravdpodobností H,5 m, 5 0 1 0 7 I H,5 t g,5 I H,5 ( t g,5 t f, 5 ) stavu, ž proudy I 1 a I 7 nbudou vzduté (v pruzích nzstanou stát žádná vozidla). Tnto stav vyádn pravdpodobnostmi p 0 ( I 1 ) a p 0 ( I 7 ), 2 750 pak m 0,955 312 voz/h., 5 6,5 2,5 750 750 Jstliž vlvo odbouící z vdlší I 4 maí prot, nsmí s vyskytovat v kižovatc žádná vozidla vlvo odbouících z hlavního smru I 1 a I 7 ani pímé I 11 a vpravo odbouící protismru I 12. Musí s proto urit pravdpodobnost volného pruhu protismru. Spolný pruh vdlšího vzdu, pímý a vpravo odbouící proud: I6 : al 0,5 I : a2 5 0,5,, m, 6 m, 5 703voz /h 312voz /h 1 1 Výkonnost spolného pruhu podl c m, 5,6 432 voz.h -1. n a 0,5 0,5 + c 703 312 Pravdpodobnost nzahlcného spolného pruhu s stanoví podl rovnic: n γ a p o γ a γ 1 γ a p γ + a p λ l ol l 2 o2 2 ( I H t g + I t f ) 1 m, pi n2 násldovn: - 10 (27) -
Nízné úrovové kižovatky Pro první dílí proud I 6 platí: a 1 0,5; p 01 1 (pro nadazný proud I 2 1.stupn p 0 1). ( I H 6 t g 6 + I t f 6 ) 250 6,5+ 100 3,7 Podl rovnic γ 0, 575. 6 (Za I s dosazu do výš uvdného vztahu clkový vdlší proud I I 5 +I 6 50+50100 voz/h.) Pro druhý dílí proud I 5 platí: a 2 0,5; p 02 0,955.0,9550,912 (s nadaznými proudy I 1 a I 7 ). γ 750 6,5+ 100 4,0 5 0,231 potom γ a p γ + a p λ 0,5 0,575 + 0,5 0,912 0,231 0, 393 1 01 1 2 02 2, m,5,6 I 432 100 a konn po( I5, I6) 0, 845 γ I 432 0,393 100 m,5,6 Pro symtrické zatížní kižovatky platí p 0 (I 5,I 6 ) p 0 (I 11,I 12 ). Proud 4.stupn: Proud I 4 : I H,4 I2 + 0,5 x I3+ I8 + 0,5 x I9 + I1 + I7+ I12 + I11 800 voz/h m,4 p (I ) p (I ) p (I,I o 1 o 7 o 11 12 ) tg,4 IH,4 I H,4 tg,4 tf,4 IH,4 800 m 0,955 0,955 0,845 249voz /h 6,6 800 2,8 800 Spolný pruh vzdu B všchny proudy: Proud I 6 : Proud I 5 : Proud I 4 :,4,5, 6 a 1 0,25; c m1 703 voz/h, a 2 0,25; c m2 312 voz/h, a 3 0,50; c m3 249 voz/h, 1 0,25 0,25 0,5 + + 703 312 249 m 316voz /h - 11 (27) -
Dopravní inžnýrství Modul 3 2.1.6 Základní orintaní kapacity dopravních proud V tabulc 1.5 sou uvdny základní orintaní kapacity dopravních proud nízné kižovatky, ktré pdstavuí nzašší orintaní kapacitní mz. Hodnoty sou platné pouz pro podízné dopravní proudy v samostatném dostatn dlouhém adicím pruhu, nnahrazuí kapacitní výpot nízné kižovatky pro konkrétní dopravní uspoádání a dopravní zatížní kižovatky Tab. 1.5 - Základní kapacita podízných dopravních pohyb na nízných kižovatkách Vdlší dopravní pohyb Dolva z hlavní Doprava z vdlší Úzmí Sout intnzit nadazných dopravních proud 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Kapacita podízného dopravního proudu [voz/h] Intravilán 865 682 537 422 331 259 203 158 123 Extravilán 713 539 406 306 229 172 128 96 71 Intravilán 576 441 337 256 194 147 110 83 62 Extravilán 610 440 317 228 163 117 83 59 42 Z vdlší ps hlavní Intravilán 546 425 331 258 201 156 122 95 74 v pímém smru Extravilán 574 429 320 239 179 134 100 75 56 Dolva z vdlší Intravilán 562 433 333 257 198 152 117 90 70 Extravilán 562 409 298 217 158 115 84 61 45 POZNÁMKA 1 Hodnoty kapacity sou urny z vztahu podl Hardrs, (lánk A.2.2.2) a podl tabulky A.2-5 SN 736101. POZNÁMKA 2 Vliv úzmí, v ktrém kižovatka situována, na kapacitu rozlišn v sloupci úzmí. haraktr úzmí patrný z lánku A.2.2.7 SN 736101. POZNÁMKA 3 Kapacity podízných pohyb pi iné nž uvdné intnzit nadazného dopravního proudu možné orintan odvodit intrpolací nbo xtrapolací z uvdných hodnot. 2.1.7 Kritické a násldné asové odstupy Pokud przkumm pro návrh dané kižovatky nsou zištny hodnoty psnší, použií s pro posouzní kapacity kižovatkových proud kritické asové odstupy t g a násldné asové odstupy t f, uvdné v tabulc 1.6. asové odstupy s použií pro dopravní proudy zohldnné skladbou dopravy. asové odstupy v intravilánu souvisí s uvažovanou nižší dovolnou rychlostí zpravidla v uzavné obci, v xtravilánu souvisí s uvažovanou vyšší dovolnou rychlostí zpravidla mimo uzavnou obc. - 12 (27) -
Nízné úrovové kižovatky Tab. 1.6 Kritické asové odstupy t g a násldné asové odstupy t f Druh ízdního úkonu Pi oznaní asové odstupy v skundách t g Intravilán Extravilán Intravilán Extravilán Dolva z hlavní 5,5 6,4 2,6 2,9 Doprava z vdlší Z vdlší ps hlavní v pímém smru Dolva z vdlší D pdnost v ízd! 6,5 7,3 3,7 3,1 St, d pdnost v ízd! t f 6,5 7,3 3,7 3,7 D pdnost v ízd! 6,5 7,0 4,0 3,5 St, d pdnost v ízd! 6,5 7,0 4,0 4,0 D pdnost v ízd! 6,6 7,4 3,8 3,4 St, d pdnost v ízd! 2.1.8 Minimální kapacita výzdu z vdlší 6,6 7,4 3,8 3,8 Pi xtrémn vysokém zatížní hlavního smru lz pro výzd z vdlší vtv kižovatky uvažovat minimální hodnotu kapacity 60 vozidl za hodinu. 2.2 Okružní kižovatky Okružní kižovatka z hldiska kapacity uvažována ako soustava stykových kižovatk dnosmrných komunikací. Kapacita okružních kižovatk dána kapacitami dnotlivých vzd. Základní kapacita vzdu do okružní kižovatky pdstavu maximální možnou intnzitu provozu víždících vozidl, ktrá dosažitlná pi využívání asových mzr v dopravním proudu na okružním pásu. Výpot kapacity okružních kižovatk s provádí thdy, pkroí-li podl prognózy intnzita dopravy na kižovatc zištná souštm všch vozidl víždících do kuožovatky hodnotou víc nž 18 000 voz./24h. V oddvodnných pípadch tba posoudit i pravidlné xtrémní zatížní bhm dn (obchodní a prmyslové zóny apod.). Vzd na okružní pás okružní kižovatky s z hldiska kapacity posuzu n u okružních kižovatk. U miniokružních kižovatk s nposuzu vzhldm k ich umístní. V dopravn málo významných komunikací. - 13 (27) -
Dopravní inžnýrství Modul 3 Kapacita vzdu (voz/h) 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 Intnzita na okružním pásu (voz/h) Obr. 1.2 Orintaní kapacita vzd do okružní kižovatky Orintaní kapacita vzd do okružní kižovatky na obrázku 1.2 stanovna pro podmínky zatížní posuzované vtv rovnomrn na vzdu i výzdu. Hodnoty na obrázku 1.2 nnahrazuí výpot kapacity podl A.2.3.2 SN 736101. 2.2.1 Zp sob výpotu kapacity vzdu do okružní kižovatky Pi navrhování okružních kižovatk s kapacitní posouzní provd podl zásad a postup uvdných v TP 135 Proktování okružních kižovatk na silnicích a místních komunikacích. Okružní kižovatku možno chápat ako soustavu stykových nízných kižovatk s dnosmrným provozm. Vškré výpotové mtody vychází z tori výpotu nízné úrovové kižovatky. Na nízné kižovatc s musí idi v podazném ízdním proudu rozhodnout, kdy mž bzpn vt do prostoru kižovatky. K tomu musí odhadnout vzdálnost a rychlost ízdy ostatních vozidl, zohldnit dynamické vlastnosti svého vozidla a místní podmínky. Na základ tchto informací s rozhodu, zda pim mzru mzi vozidly v nadazném ízdním proudu nbo npim. Tori výpotu kapacity nízných kižovatk v základu založna na dvou rozdílných pístupch: - tori asových mzr (odstup) kapacita vzdu závisí na hodnotách t g (kritický asový odstup), t f (násldný asový odstup) a na tortickém rozdlní asových odstup v ízdním proudu. - mpirické vztahy (rgrsní analýza) tori kapacity založna na pozorování (mní intnzit) v dob kdy dochází k vyrpaní kapacity kižovatky. - 14 (27) -
Nízné úrovové kižovatky Výhody mpirických rgrsních mtod: - nní potba tortický matmatický modl, matmaticky dnodušší tori, - pdstavu kapacity, ktrých bylo dosažno v rálném provozu, - mž být dnoduši sldován vliv gomtri kižovatky, - nmusí být analyzováno odlišné chování rzných idi, - úinnší v pípad, kdy s idii nchovaí podl pravidl provozu (nap. v pípad vyrpané kapacity pouští idi z vdlší komunikac), - schopna psni dfinovat kapacitu vícpruhových okružních kižovatk. Nvýhody mpirických rgrsních mtod: - npnosná do odlišných podmínk. Proto sou pro rzné státy dfinovány vlastní rovnic, ktré s odlišuí n v dtailch, avšak snižuí clkovou phldnost a sou npnosné. Pro každou novou situaci nbo odlišnou gomtrii kižovatky nutné provést pro dfinování paramtr rovnic další sbr dat. - pi praktickém využití numožu proktantovi pochopit dopravní chování - sou dfinovány pouz pro mzní stavy kapacity, kdy mž být chování idi odlišné nž na funguící kižovatc. To nabývá na významu zvlášt pi zvyšování požadavk na zkrácní kací doby (úrovn kvality dopravy). 2.2.2 Zásady výpotu okružních kižovatk dl TP 135 Výpot s provádí na základ výsldk sítání dopravy a na základ prognóz pro dnotlivá období uvažované výstavby a násldného provozu okružní kžovatky. - Ppot na dnotková (kvivalntní) vozidla, 1 osobní vozidlo 1v a dno nákladní vozidlo 2 v (dno nákladní vozidlo s považu za dv vozidla). S tímto ppotm bývá hodn problém a pi iných kapacitních výpotch možné nákladní vozidlo ppoítávat na dnotková vozidla iným zpsobm. - Zatížní dopravních proud pro dnotlivé vzdy sou na základ hodnot dopravního zatížní získaných bu prostdnictvím dopravních przkum nbo dopravních prognóz urovány náslduící ti hodnoty na každém paprsku okružní kižovatky: Q intnzita vozidl na vzdu (v/h) Q a intnzita vozidl na výzdu (v/h) Q k intnzita vozidl na vozovc okružního pásu kižovatky mzi výzdm a náslduícím (posuzovaným) vzdm (v/h) - 15 (27) -
Dopravní inžnýrství Modul 3 2.2.3 Kapacita vzdu okružní kižovatky ovnším polomru D 50 m s stykovým naponím dnopruhového vzdu na dnopruhový okružní pás. Maximální hodnoty kapacity L dnoho vzdu za pdpokladu známých hodnot zatížní vzdu a výzdu sou urny na základ náslduících vztah: L 8 1500 ( Qk + α Qa ) [v/h] 9 Vzámná vzdálnost vzdu a výzdu na dnom paprsku kižovatky dána faktorm. Prostdnictvím faktoru sou zohldnny gomtrické pomry vzdu a okružní kižovatky v závislosti na vzdálnosti b mzi dvma kolizními body a. Jak vyplývá z grafu bud s vlikost faktoru snižovat s zvyuící s hodnotou vzdálnosti kolizních bod - (b) a s snižuící s rychlsotí. Tím s souasn také zvyšu kapacita vzdu. Snížní kapacity okružní kižovatky vlivm provozu chodc na pchodch s zandbává s ohldm na skutnost, ž výpot kapacity okružní kižovatky v asové dnotc dné hodiny s dostatnou kapacitovou rzrvou a v pípad vyššího dopravního zatížní na vzdu maí víždící vozidla prodlvy, ktrých využií chodci pro pchod. Obr. 1.3 Oznaní dnotlivých dopravních proud a vzdálností mzi kolizními body - na vzdu a výzdu okružní kižovatky - 16 (27) -
Nízné úrovové kižovatky Obr. 1.4 Graf pro zištní faktoru 2.2.4 Stupn vytížní okružní kižovatky Stupn vytíní okružní kžovatky s vypotou násldovn: Stup vytížní vzdu Q ALG 100 [%] L 2.2.5 kací doba Stdní kací doba (t w ) vychází z rovnic KIMBER/HOLIS odvozných z tori kání v front. Stdní kací doba s zistí z grafu a pomocí rzrvy kapacity (R) a kapacity vzdu (L ). - 17 (27) -
Dopravní inžnýrství Modul 3 Obr. 1.5 Stdní kací doba v závislosti na rzrv kapacity a kapacit vzdu Rzrva kakapacity vychází z vztahu: R L Q [v/h] Pi navrhování okružních kižovatk zpravidla št únosná kací doba do 60 skund. Dlší doba s úastníkm silniního provozu ví ako npiatlná. 2.2.6 Délka kací fronty Délka kaící fronty (L) s vypot z stdní kací doby tw (s) zištné podl z grafu takto: L Q t w Lvoz [m] Pimž L voz s uvažu pro dn osobní automobil 6m. 2.2.7 Výpot kapacity okružních kižovatk o vnším pr mru D > 50 m Kapacita takové okružní kižovatky dána tak ako u okružní kižovatky mnšího vnšího prmru kapacitou vzd. Protož návrh šní okružní kižovatky o vnším prmru D>50m mž být provdno nkolikrým zpsobm, nutno i k výpotu kapacity pistupovat individuálním zpsobm. U okružních kižovatk, kdy mzi dnotlivými vzdy taková vzdálnost, ž na ní mž docház k klasickému prpltu podobnému ako napíklad na dálnicích, možné takovou kižovatku rozdlit na dnotlivé stykové kižovaty (úrovová kižovatka typu T ) a ich kapacitu poítat oddln tak ako nkolik stykových kižovatk za sbou. - 18 (27) -
Nízné úrovové kižovatky 2.2.8 Posouzní pro vzd na okružní pás pipoovacím pruhm Pi dnopruhovém okružním dnom pásu s spoítá kapacita vzdu ako: ( 30 L ) L 1600 Q / [v/h] z Kd Q pot vozidl doucích po okružním ízdním pásu v míst piponí vzdu, Lz délka zaazovacího úsku. Pi dvoupruhovém okružním ízdním pásu s kapacita vzdu spoítá takto: [ Q ( 30/ L ) + Q 30/100] L 1600 [v/h] v z v Výpot vychází z potu vozidl v dopravním proudu a možnosti ho doplnní v závislosti na prmrné vzdálnosti vozidl za sbou pi prmrné rychlosti 50 km/h na okružním pásu s píslušnou rdukcí danou pomrm mzi konstatntou (30) a délkou zaazovacího úsku L z. Pimn byl srovnán kapacitní výpot z SN 736102 pro klasické piponí pomocí pipoovacího ízdního pruhu graf na obrázku. 24 Pípustná intnzita dnorpuhového piponí (typu V 1 a V 2 ) pro rzné akosti dopravních proud z SN 73 6102. Podl tohoto grafu pi rychlosti 60 km/h s kapacita píponé vtv (vzd) pohybu v pomru (intnzita píponé vtv/ intnzita dopr. proud prbžných pruh) od hodnot 1500/400 v/h až po 400/2000 v/h. 2.2.9 Pro spirálovit uspoádané ízdní pruhy Vzhldm k tomu, ž v tomto pípad sou na vzdu pomry vlic blízké pomrm na vzdu na okružní kižovatku o vnším polomru D<50 m (bz svtlného ízní) lz použít kapacitní vzorc pro okružní kižovatku o vnším polomru D<50m s ur4itou modifikací. Pro dn ízdní pruh na okružním pásu v míst piponí dvoupruhového vzdu: L 8 1600 ( Qk + α Qa ) [v/h] 9 Pro dva ízdní pruhy na okružním ízdním pásu v míst piponí dvoupruhového vzdu: L 8 1800 ( Qk + α Qa ) [v/h] 9-19 (27) -
Dopravní inžnýrství Modul 3 Obr. 1.6 Jdno z možného spirálovitého azní na okružní kižovatc nkdy také nazývané Vtrník Obr. 1.7 Jdno z možného spirálovitého azní na okružní kižovatc nkdy také nazývané Šnk - 20 (27) -
Nízné úrovové kižovatky 2.2.10 Pro kombinované uspoádání okružních kižovatky o vnším polomru D>50m J nutno posoudit kapacitu takové okružní kižovatky v závislosti na kapacit každého vzdu podl píslušných pdchozích vzorc výpotu kapacity okružních kižovatk. 2.2.11 Jiné mtody posuzovaní kapacity okružních kižovatk používaných v svt NMEKO Pvodní rgrsní mtoda podl Stuw (1992) (xponnciální) zohldovala krom potu pruh na okruhu a na vzdu i vnší prmr okružní kižovatky, pot ramn kižovatky a vzdálnost mzi výzdm a vzdm. Jí platnost však byla vymzna bžnými rozmry okružních kižovatk. Zdnodušní výpotu pinsla linární rgrsní mtoda Brilon, Bondzio (1996), kdy kapacita vzdu závisla pouz na potu pruh na okruhu a vzdu. V souasné dob v Nmcku pro výpot kapacity oficiáln využívána mtoda Wu (1997), ktrá souástí nmcké píruky HBS (2001). Mtoda vychází z tori asových mzr, kdy kapacita vzdu závisí na potu pruh na vzdu a okruhu a na hodnotách t g, t f (ty sou nastavny ako konstanty, což s mi zdá ako píliš zdnodušuící prvk) Nnovší poznatky výzkumných pracoviš (nap. Brilon, Bäumr (2004)) však odhaluí npsnosti této mtody v pípad vzd s vyšší intnzitou na vzdu nž na okruhu u vícpruhových okružních kižovatk. V souasné dob s na RU Bochum pracu na vylpšných rovnicích pro vícpruhové okružní kižovatky. Do nich vstupuí i zpsuící paramtry pro pot pruh na vzdu. ŠVÝARSKO Švýcarská rgrsní mtoda VSS (1991) (Simon) urna pouz pro dnopruhové okružní kižovatky. Zohldu i vliv vyšší intnzity na vzdu do kižovatky. Empirická mtoda Bovy (1991) vyvinutá na ETH Lausann má pomrn širokou platnost a pbírána v ad iných stát. Tato mtoda základm i pro mtodu použitou v ských TP135. Všobcn mtoda použitlná pro okružní kižovatky s dním i víc pruhy na okruhu i na vzdch. Vstupními paramtry sou krom píslušných intnzit a potu pruh i vzdálnost mzi výzdm a vzdm vliv intnzity na okruhu () a vliv intnzity na vzdu (). Pomrn podrobn s problmatikou kapacity okružních kižovatk zabývá i švýcarská norma SN 640 024 (1999), ktrá uvažu krom iného i s vlivm podélného sklonu, na základ ktrého s upravuí ppoítací koficinty na dnotková vozidla (nap. koficint pro nákladní soupravy s pohybu mzi 1,2 až 6). - 21 (27) -
Dopravní inžnýrství Modul 3 VELKÁ BRITÁNIE Mtoda státní výzkumného institutu TRL vychází z mtody Kimbr (1980), ktrá klasickou linární rgrsní mtodou a výsldná kapacita závisí na mnoha gomtrických paramtrch kižovatky (mimo iné i na úhlu piponí, šíc vzdu apod.). USA HM (2000) využívá rovnic podl Hardrs, kd vstupními vliinami sou tg (4,1 až 4,6 s) a tf (2,6 až 3,1 s). Výpotová mtoda podl Roundabout Kapacity Guid (2000) pbírá ásti z mnoha iných mtod v závislosti na vlikosti okružní kižovatky, potu pruh na vzdu a na okruhu. FRANIE V Francii vznikla ada mtod. Empirická mtoda Louah (1988), urná pro výpot kapacity okružních kižovatk v xtravilánu, má za vstupní paramtry výpotu mimo iné i šíku vzdu, šíku dlicího ostrvku a šíku okružního pásu. Mtoda organizac ETUR (1988) dnoduchou linární rgrsí závislou na intnzit na okruhu. Pro posuzování kapacity okružních kižovatk v intravilánu v Francii využíván softwar GIRABASE (1997), do ktrého vstupu ada paramtr, vtn polomru stdního ostrova, vnšího prmru kižovatky apod. NIZOZEMSKO Mtoda Botma (1997) zohldu mimo iné i intnzitu cyklist na okruhu. Smrnic pro okružní kižovatky z výzkumné instituc ROW (1999) vychází z mtody Bovy (1991), významn však zohldu vliv cyklistické dopravy ak v rámci ízdního proudu, tak na kižuící cyklistické stzc. AUSTRÁLIE Pomrn propracovaná mtoda Troutbck (1989), kd kapacita závisí na potu pruh na vzdu a na okruhu, na vnším prmru kižovatky, na šíc vzdu apod. ŠVÉDSKO Pomrn podrobn rozpracovaná švédská mtoda Hagring (1996) vychází z podobného koncptu ako mtoda australská. Kapacita vzdu závislá na mnoha faktorch daných zména gomtrií kižovatky. IZRAEL Pomrn dnoduchou mtodou izralská mtoda Polus, Samuli (1997) založná na výzkumu šsti okružních kižovatk. Mtoda mpirické rgrsní analýzy. Kapacita závislá mimo iné i na vnším prmru kižovatky. POLSKO Polská mtoda vyšla v GDDP (1996) a vychází z nmcké mtody Stuw (1992), ktrou zdnodušu zaokrouhlním vstupních hodnot. - 22 (27) -
Nízné úrovové kižovatky RAKOUSKO Jdnoduché využití linární rgrs pdstavu mtoda Fischr (1997), kd kapacita závislá pouz na intnzit na okruhu. Smnic RVS 3.44 (2001) však doporuu k posuzování kapacity mtodu Bovy (1991) 2.3 haraktristika kvality dopravy Kritérim kvality dopravy na úrovových nízných kižovatkách stdní kací doba na vzdu do kižovatky. Stdní kací dobu lz urit na základ tori front podl obrázku 1.3 v závislosti na kapacitní rzrv Rz a kapacit vzdu. Rzrva kapacity s stanoví z vztahu: kd: Rz rzrva kapacity [voz/h], I kapacita vzdu [voz/h], intnzita vzdu [voz/h]. Rz I Obr. 1.8 - Stdní kací doba v závislosti na rzrv kapacity a kapacit vzdu Píslušný stup kvality dopravy v rozmzí A F s stanoví v závislosti na délc stdní kací doby na vzdu do nízné kižovatky podl tabulky 1.7. - 23 (27) -
Dopravní inžnýrství Modul 3 Tab. 1.7 - Limitní hodnoty stdní kací doby na vzdu do nízné kižovatky (prsné, stykové i okružní) Oznaní Úrov kvality dopravy haraktristika doby kání kací doby v skundách Stdní kací doba A Doba kání vlmi malá 10 B Zdržní št bz front 20 Odinlé krátké fronty 30 D Stabilní stav s vysokými ztrátami 45 E Nstabilní stav > 45 F Pkroná kapacita - Stup A: Stup B: Stup : Stup D: Stup E: Stup F: Doba kání vlmi malá. Dopravní proud dávaící pdnost v ízd ovlivnný. Doba kání malá. Doba kání citlná. Vznikaí odinlé krátké fronty. Fronta vozidl vyvolává výrazné asové ztráty. Dopravní situac št stabilní. Tvoí s fronta, ktrá s pi xistuícím zatížní iž nsnižu. haraktristická citlivá závislost, kdy malé zmny zatížní vyvolaí prudký nárst ztrát. Kapacita pkrona. Fronta vozidl narstá bz ohldu na dobu kání. Kižovatka ptížna v dlším asovém intrvalu. Posouzní délky fronty Pro pípad omzné délky odboovacích ízdních pruh nutné stanovit délku fronty pro píslušný dopravní proud. Délka fronty na vzdch do nízné kižovatky s urí podl obrázku 4 na základ stupn vytížní a V a hodnoty kapacity. Stup vytížní dán náslduícím vztahm: kd: a V stup vytížní [-], I n a V In návrhová intnzita dopravního proudu [voz/h], kapacita vzdu do kižovatky [voz/h]. Prmrná délka fronty na obrázku 4 dána náslduícím vztahm: - 24 (27) -
Nízné úrovové kižovatky - 25 (27) - ( ) [ ] ( ) + + + + a 8 3,0 a 1 1 a 4 ln(0,05) a 8 a 1 1 a 4 N v 2 v v v 2 v v kd: N prmrná délka fronty [voz] a V stup vytížní [-], kapacita vzdu do kižovatky [voz/hod]. Obr. 1.9 - Prmrná délka fronty na vzdch do nízné kižovatky v závislosti na stupni vytížní a v
Závr 3 Závr 3.1 Shrnutí Tnto modul uvádí základní informac, ktré sou ptbné pro kapacitní posouzní úrovových kižovatk. 4 Studiní pramny 4.1 Sznam použité litratury [1] SN 73 61 02 Proktování kižovatk na pozmních komunikacích (koncpt z bzna 2007). [2] TP 135 Proktování okružních kižovatk na silnicích a místních komunikacích (záí 2005) [3] Disrtaní prác: Stanovní paramtr pro vložní okružních kižovatky do trasy komunikac v urbanizovaném úzmí. 4.2 Odkazy na další studiní zdro a pramny [1] 1F52I/063/120 Aktualizac výpotových modl pro stanovní kapacity okružních kižovatk www.dip.cz. - 27 (27) -