Gyorsforgalmú utak folyópálya-szakaszai Dr. Fi István Úttervezés MSc. Gyorsforgalmú utak folyópálya-szakaszai 3. előadás

A gyorsforgalmú út meghatározása (HCM 2000, 2010) A gyorsforgalmú út olyan osztottpályás főútvonal, amelynek a csomópontjai különszintűek és irányonként 2, vagy több sávval rendelkezik. A gyorsforgalmú út forgalomlebonyolódási körülményeit a forgalomban résztvevő járművek közötti kölcsönhatások, a gyorsforgalmú út geometriai jellemzői, valamint a környezeti vi-szonyok határozzák meg.

A gyorsforgalmú út elemei Egy gyorsforgalmú útnak általában 3 féle alkotóeleme van: Gyorsforgalmú úti folyópályaszakasz: nincsenek becsatlakozó- és kiváló mozgások. Fonódási szakasz: olyan egyenes szakaszok, ahol 2, vagy több járműáramlat keresztezi egymást. Rámpa kapcsolatok: azon pontok, ahol a fel- és lehajtórámpák csatlakoznak a gyorsforgalmú úthoz. A következő ábrán láthatóak ezek a szakaszok.

A gyorsforgalmú út elemei

Meghatározások és megnevezések A következő kifejezéseket fontos tisztázni az elmélethez: A gyorsforgalmú út mértékadó forgalma MOF, illetve a 15 percig tartó maximális forgalomnagyság 4×es szorzóval óraforgalommá felszorozva (HCM-2000 E/h/sáv). A forgalmi viszonyok: a forgalom járműkategóriák szerinti százalékos összetétele és a járművezetők jellemzői. Az útvonal jellemzők a gyorsforgalmú út geometriai jellemzői.

A gyorsforgalmú út forgalmi jellemzői Alap sebesség-forgalomnagyság jellemzők ideális feltételek mellett Az ideális feltételek: 3.60 m minimális sávszélesség, 1.80 m biztonsági oldaltávolság a forgalmi sáv széle és a legközelebbi útmenti objektum között, a forgalomban csak személygépjármű vesz részt, járművezetők nagy része ismeri a helyszínt. A következő ábra az ideális feltételek mellett működő gyorsforgalmú úti folyópályaelem sebesség-forgalomnagyság összefüggéseit ábrázolja.

A HCM 2000, 2010 alapján: Az előírás az alábbi ábra szerint kezeli a folyópálya szakaszokat

A kapacitásgörbék egyenletei  

A gyorsforgalmú út forgalmi jellemzői Szabad áramlási sebesség A szabad áramlási sebesség az a sebesség, amely nulla forgalomnagyság esetén, csak a vonalvezetési adottságok hatására alakul ki (nálunk ez a tervezési sebesség). A szabad áramlási sebességre az alábbiak hatnak: 1 Tervezési sebesség (vízszintes és magassági vonalvezetés), 2 Rámpák előfordulási gyakorisága, a be- és kilépő járművek kilométerenkénti száma, 3 A környezet átlagos beépítettsége, bonyolultsága és összetétele, 4 Sebességkorlátozások.

A gyorsforgalmú út forgalmi jellemzői Kapacitás Az előző ábrák görbéinek jellege: (a) az a konstans tartomány, ahol a sebesség nem érzékeny a növekvő forgalomnagyságra (ez a tartomány 1300 E/h/sáv, 120 km/h és 1750 E/h/sáv, 90 km/h között található), (b) az a tartomány, ahol a növekvő forgalomnagyság már sebességcsökkenést eredményez. Ideális forgalmi- és útjellemzők mellett a kapacitás a gyorsforgalmú úton a 2400 E/h/sáv. (Mo-on 1200-1700 E/h/sáv: Külterület; 1400-1800 E/h/sáv: Belterület)

A gyorsforgalmú út forgalmi jellemzői (ÚME)   Külterület Megfelelő Fm Eltűrhető Fe szolgáltatási szinthez tartozó megengedett forgalomnagyság E/ó Autópályák forgalmi sávonként 1200 1700 Autóút 2×2 forgalmi sáv forgalmi sávonként 1100 1600 Autóút, két forgalmi sávos kétirányú forgalommal összesen 2000 Belterület 1400 1800 Autóút forgalmi sávonként, egy irányban legalább két sáv

A szolgáltatás mérése A szolgáltatási szintek (LOS: Level of Service) Mivel a gyorsforgalmú utakon a sebesség majdnem állandó egy széles tartományon belül, ezért a sebesség nem elégséges a szolgáltatási szint meghatározásához. A vezetők számára ennél inkább mértékadó a forgalmi áramlatban való mozgási lehetőség. Ez a tulajdonság a forgalom sűrűségével [E/km/sáv] jellemezhető. A sűrűség ugyanis változó mennyiség, folyamatosan növekszik a forgalomnagyság növekedésével.

A szolgáltatás mérése A szolgáltatási szintek (LOS) A szolgáltatási szintekhez tartozó sűrűségértékek az alábbiak: szolgáltatási szint legnagyobb sűrűség [E/km/sáv] A 0-7 B >7-11 C >11-16 D >16-22 E >22-28 F >28 – nem szolgáltatás

A szolgáltatás mérése A szolgáltatási szintek A gyorsforgalmú úti folyópályaelemekre vonatkozó szolgáltatási szintek ismérvei a következő táblázatban találhatóak 120, 110, 100 és 90 km/h szabad áramlási sebességre.

A szolgáltatási szintek kritériumai (maximális sűrűség, átlagsebesség, a forgalom/ kapacitás, a szolgáltatási szinthez tartozó maximális forgalom) az alábbiak

A szolgáltatási szintek leírása 1 Az ‘A’ szolgáltatási szint esetén az átlagos forgalmi sebességek a szabad áramlási sebesség körül vannak. A járművek mozgása a forgalmi áramlatban zavartalan. Még az 'A' szolgáltatási szinthez tartozó legnagyobb sűrűségnél is a járművek közötti átlagos távolság kb 161 m, azaz 26 járműhossz.

A szolgáltatási szintek leírása 2 A ‘B’ szolgáltatási szint szintén meglehetősen szabad áramlást jelent, és a sebességek a szabad áramlási sebesség környékén tarthatóak. A járművek közötti legkisebb távolság kb. 100 m, azaz 18 járműhossz.

A szolgáltatási szintek leírása 3 A ‘C’ szolgáltatási szint még mindig a szabad áramlási se-bességhez közeli sebességeket biztosít a gyorsforgalmú úton. A mozgási szabadság kissé korlátozott, a sávváltás több óvatosságot igényel. A legkisebb átlagos távolság 67 m, azaz 11 járműhossz körül van.

A szolgáltatási szintek leírása 4 A ’D’ szolgáltatási szintnél a sebesség a forgalomnagyság növekedésével kissé elkezd csökkenni. Ekkor a sűrűség valamivel gyorsabban nő a növekvő forgalommal. A mozgási szabadság erősebben korlátozott. Még kis balesetek is sorképződéshez vezetnek. A szolgáltatási szint határán a járművek között kb 50 m, azaz 9 járműhossz van.

A szolgáltatási szintek leírása 5 Az ‘E’ szolgáltatási szint alsó határa a kapacitáshatáron lévő forgalomlebonyolódást jellemzi. A járművek kb. 6 jármű távolságban haladnak, kis helyet hagyva a mozgásra a még min-dig 80 km/h körüli sebességnél. Bármely forgalmi zavar lassulást és zavarási hullámot hozhat létre, ami továbbterjed.

A szolgáltatási szintek leírása 6 Az ‘F’ szolgáltatási szint a járműforgalom leállása.

FFS=BFFS-fLW-fLC-fN-fID Alapösszefüggések A szabad áramlási sebesség (Free-flow speed) [km/h] FFS=BFFS-fLW-fLC-fN-fID ahol: FFS a szabad áramlási sebesség [km/h] BFFS az alap (base) FFS 110 km/h városban 120 km/h külsőségben fLW sávszélesség tényezője fLC a jobboldali szabad oldaltávolság tényezője fN a sávszám tényezője fID a csomópontsűrűség tényezője

FFS tényezők

FFS tényezők

A kapacitás számítása Ahol: vp a mértékadó forgalom, a 15 perces csúcsidőszak négyszeres forgalomnagysága ideális körülmények között (E/ó/sáv) V a csúcsórában jelentkező, az adott forgalmi és geometriai körülmények közötti forgalmi teljesítmény [J/ó] PHF csúcsóra tényező fp a járművezető gyakorlottságát kifejező tényező. A tényező értéke 0,85 és 1,0 között változik. A 1,0-ás érték akkor használható, ha a létesítményt munkanapi forgalom veszi igénybe. A kisebb értékek az olyan eltérő forgalmak (hétvégi, szabadidős) jellemzésére szolgálnak. fHV nehézgépjármű átszámítási tényező

A kapacitás számítása PT a nehézgépjárművek aránya a forgalomáramlásban PR a lakóautók aránya a forgalomáramlásban ET nehézgépjárművek egyenérték tényezője ER a lakóautók egyenérték tényezője

A kapacitás számítása A személygépkocsi egyenértéket kifejező egységjármű-szorzók (ET, ER) általános terepjelleg esetén gyorsforgalmú úti elemekre az alábbi táblázatban találhatók.

Az általános terepjelleg definíciója Síkvidék – az a vízszintes vonalvezetés, amely lehetővé teszi a nehézgépjárművek számára is a személygépjárművekkel közel azonos sebesség fenntartását. Dombvidék - bármely emelkedő-összetétel, amely a nehézgépjárművek számára a személygépkocsiknál lényegesen kisebb sebesség fenntartását teszi lehetővé. Hegyvidék - bármely emelkedő-összetétel, amely a nehézgépjárműveket az un. mászósebességgel való haladásra készteti. (A ‘mászósebesség’ azon legnagyobb hosszútávú sebesség, amelyet a tehergépjármű adott % esésű emelkedőn még tartani tud.)

Egyedi emelkedők vizsgálata Egyedi emelkedők egyenértékszorzói Bármely 3 %-nál kissé kisebb esésű (de ≥ 2%), 600 méternél hosszabb, vagy 3 %, valamint nagyobb esésű, 400 méternél hosszabb szakasz külön elemként vizsgálandó. Emelkedő: A következő táblázatok megadják az egyedi emelkedőkhöz tartozó ET és ER értékeket. Ezen tényezők változnak az eséssel, az emelkedő hosszával és a tehergépjármű/busz járművek %-os forgalomi arányával.

Tehergépjárművek és buszok egyenérték-szorzói egyedi emelkedőkön (I Tehergépjárművek és buszok egyenérték-szorzói egyedi emelkedőkön (I. rész (23-9)) Megjegyzés: ha az esés hossza egy értékhatárra esik, alkalmazzuk a nagyobb értéket; interpolálás a közbenső esés [%] adatokra alkalmazható.

Tehergépjárművek és buszok egyenérték-szorzói egyedi emelkedőkön (II Tehergépjárművek és buszok egyenérték-szorzói egyedi emelkedőkön (II. rész (23-9)) Megjegyzés: ha az esés hossza egy határra esik, alkalmazzuk a nagyobb ér-téket; interpolálás a közbenső esés [%] adatokra alkalmaz-ható.

Lakókocsik egyenértékszorzói egyedi emelkedőkön (23-10) Megjegyzés: ha az esés hossza egy határra esik, alkalmazzuk a nagyobb ér-téket; interpolálás a közbenső esés [%] adatokra alkalmazha-tó.

A nehézgépjárművek jelenléte miatti kiegyenlítés egyedi lejtőkön Lejtők: ahol a lejtő miatt a tehergépjárműveknek gyakran alacsonyabb sebességfokozatot kell használni, hogy elkerüljék a túl nagy sebességet és az ellenőrzés alóli kifutást. A lejtőkhöz tartozó ET értékek a következő táblázatban találhatóak. Összetett emelkedők: A legtöbb gyorsforgalmú út függőleges vonalvezetése emelkedők és lejtők sorozata. Általában sorrendben szükséges vizsgálni az emelkedősorozat hatását. Példa: 2 %-os, 800 méter hosszú emelkedőt rögtön követ egy 4 %-os, 800 méter hosszú. Megoldás: A magasságkülönbség 48 méter. Az átlagos esés 3 %. Ezen összetett emelkedőhöz tartozó egyenértékszorzók azonosak a 3 %-os 1,6 km hosszú emelkedőhöz tartozókkal.

Tehergépjárművek és buszok egyenértékszorzói egyedi lejtőkön (23-10)

A nehézgépjárművek jelenléte miatti kiegyenlítés egyedi emelkedőkön Nehézgépjármű tényező számítása az egyedi emelkedőkön, lejtőkön ugyanúgy történik Az ET és ER értékek az előző táblázatokból vehetők, az fHV tényező a már ismert módon határozható meg: ahol: ET és ER tehergépjárművek/buszok és lakókocsik egyenértékszorzói (előző táblázatok), PT és PR tehergépjárművek/buszok és lakókocsi aránya a forgalomban, fHV nehézgépjármű tényező.

A járművezetők összetétele miatti kiegyenlítés E hatás kiegyenlítésére az fP tényező használatos. Az alábbi táblázatban találhatóak a megfelelő értékek.

M0 mérés itthon

M0 mérés itthon

A folyamatos forgalomlebonyolódás jellemzői

Mintapélda Adott: irányonként 2 sáv, 3,3m sávszélesség, 0,6m oldaltávolság, hivatásforgalom, 2000J/h csúcsóraforgalom irányonként, az adott körülmények között, 5% tgk, 0,92 PHF, 0,6csp/km, dombvidéki külterület. BFFS: 120km/h, megengedett seb.:110km/h. LOS:? Számítás: vp =V/PHF*N*fHV*fp; vp = 2000/0,92*2;*fHV*1,0; fHV=1/[1+PT*(ET-1)+PR*(ER-1)]; fHV=1/[1+0,05(2,5-1)+0]=0,93 (23-8); vp = 2000/0,92*2;*0,93*1,0=1169 E/h/sáv; FFS=BFFS-fLW-fLC-fN-fID; FFS=120-3,1-3,9-0,0-3,9=109,1km/h (23-4, 23-5, 23-6, 23-7); Eredmény: 1169E/h/sáv forgalom és a 109,1 km/h sebesség metszésében az alap ábráról:LOS=B, vagy a sűrűség alapján D= vp/S; D=1169/109,1=11E/km/sáv is B, mivel LOS B-nél a sűrűség >7-11E/km/sáv.

Mintapélda Adott: 4000J/h forgalom irányonként, sík terület, 15% tgk arány, 3,6m sávszélesség, 0,85PHF, 0,9 csp/km, 3% lakóautó, 1,8m szabad oldaltávolság, hétköznapi forgalom, külterület (120km/h BFFS). Mennyi a szükséges sávszám, ha legalább LOS:D biztosítandó? Számítás: vp =V/PHF*N*fHV*fp; fHV=1/[1+PT*(ET-1)+PR*(ER-1)]; fHV = 1/[1+0,15*(1,5-1)+0,03(1,2-1)]=0,925 4 sávnál vp = 4000/0,85*2*0,925*1=2544E/h/sáv kimerül! 6sávnál vp = 4000/0,85*3*0,925*1=1696E/h/sáv FFS=BFFS-fLW-fLC-fN-fID; FFS=120-0,0-0,0-4,8-8,1=107,1 LOS az ábrából: C, vagy a sűrűség alapján D= vp/S; D=1696/107=16E/h/sáv, tehát C, mivel LOS C-nél a sűrűség: >11-16.

Ezzel vége a mai első előadásnak Köszönöm megtisztelő figyelmüket ! Ezzel vége a mai első előadásnak