Поиск:
Основные направления деятельности в области обеспечения безопасности дорожного движения

<<предыдущий | оглавление  |  cледующий>>

 



1.13. Улучшение трассы автомобильной дороги и условий видимости

Введение


Вертикальные кривые малого радиуса, вершины холмов, растительность и различные здания и сооружения ухудшают видимость на дороге. Ухудшение видимости и сильно меняющаяся видимость затрудняют управление автомобилем и дают водителю меньше времени на реакцию при непредвиденных обстоятельствах. Неожиданные изменения на дороге делают управление автомобилем более трудным и ставят водителей перед трудноразрешимыми проблемами. Кроме того, крутые повороты и подъемы подвергают транспортные средства значительно большим нагрузкам, чем при движении по прямым участкам дороги без подъемов и спусков. Снижается также пропускная способность дорог. В первую очередь это относится к тяжелым транспортным средствам.


Улучшение трассы дороги и условий видимости облегчает управление автомобилем за счет того, что раньше будет видно продолжение дороги и других участников дорожного движения. Другая цель - это повышение пропускной способности дороги за счет увеличения радиуса кривых и уменьшения величины продольного уклона на подъемах, которые значительно снижают скорость.


Описание мероприятий


Под трассой автомобильной дороги понимают пространственную кривую, совпадающую с осью дороги. Различают план трассы и продольный профиль, представляющие собой проекцию трассы на горизонтальную и вертикальную плоскости. План трассы состоит из круговых кривых в плане, переходных кривых и прямолинейных участков. Кривые в плане с разными радиусами показаны в рис. 1.13.1.

 

Рис. 1.13.1. Элементы плана трассы - кривые в плане

Характеристикой плана трассы является ее кривизна - сумма изменений направления (измеренных около центрального угла изменения направления) на единицу длины дороги, частота кривых в плане, которая является количеством кривых в плане на единицу длины дороги и количество единиц длины дороги, находящихся на кривой.


Продольный профиль дороги состоит из вертикальных выпуклых и вогнутых кривых и прямых участков между ними.


Выпуклые вертикальные кривые располагаются на вершине возвышенностей, обеспечивают плавный переход трассы от прямолинейного участка подъема к прямолинейному участку на спуске. Вогнутые вертикальные кривые располагаются у подножия возвышенности, обеспечивая плавный переход от прямолинейного участка на спуске к прямолинейному участке на подъеме. Величина продольного уклона (крутизна) на дороге измеряется в промиллях, т.е. на сколько метров по высоте изменилась отметка проезжей части на 1000 м дороги.


Различают движение автомобилей на подъем и движение на спуск.


Условия видимости на дороге зависят, во-первых, от продольного профиля дороги, во-вторых, наличия придорожных окружений, в-третьих, от погодно-климатических условий, а также от плотности транспортного потока. В Правилах дорожного движения (Государственное управление дорог, справочник 017, 1993) утверждены требования к продольному профилю и плану трассы дороги и условиям видимости. Проводится разница между расстоянием видимости, требующейся при экстренной остановке, расстоянием видимости при встречном движении автомобилей и видимостью боковых препятствий. Далее, в Правилах утверждены нижние границы величин радиусов кривых в плане и верхние границы величин продольных уклонов на дороге.


Информация о трассе дорог содержится в Дорожном банке данных. Однако не имеется охватывающей всю страну статистики, которая показывала бы, как дорожная сеть Норвегии подразделяется в зависимости от сложности трассы. Совершенно ясно, также, что продольный профиль дорог очень сильно меняется, и что дорожная сеть Норвегии богата кривыми в плане малого радиуса и большими продольными уклонами. В данном разделе описывается влияние на количество ДТП улучшения нижеследующих характеристик продольного профиля дороги и условий видимости:


Влияние на аварийность


Увеличение радиуса кривых в плане


Результаты исследований, касающиеся влияния на количество ДТП величины радиуса кривых в плане имеются в Швеции (Brude og Nilsson, 1976), Дании (Nordtyp-projektgruppen, 1980; Rasmussen, Herrstedt og Hemdorff, 1992), Великобритании (McBean, 1982; Stewart og Chudworth, 1990), Новой Зеландии (Matthew og Barnes, 1988) и США (Zegeer, Stewart, Reinfurt, Council, Neuman, Hamilton, Miller og Hunter, 1991; Fink og Krammes, 1995). На основании этих исследований влияние увеличения радиуса кривой в плане на количество ДТП может быть определено следующим образом (см. табл. 1.13.1):

Таблица 1.13.1. Влияние увеличения радиуса кривой в плане на количество ДТП

Тяжесть ДТП Процентное изменение количества ДТП
Влияние на тип ДТП Наилучший результат Пределы колебания результатов
Увеличение радиуса с менее 200 м до 200-400 м
Не установлена ДТП с транспортными средствами -50 ( -55; -45)
Увеличение радиуса с 200-400 м до 400-600 м
Не установлена ДТП с транспортными средствами -33 ( -36; -29)
Увеличение радиуса с 400-600 м до 600-1000 м
Не установлена ДТП с транспортными средствами -23 ( -27; -19)
Увеличение радиуса с 600-1000 м до 1000-2000 м
Не установлена ДТП с транспортными средствами -18 ( -22; -14)
Увеличение радиуса с 1000-2000 м до более чем 2000 м
Не установлена ДТП с транспортными средствами -12 ( -16; -8)
Увеличение радиуса с более 2000 м на больший, но ограниченный
Не установлена ДТП с транспортными средствами 0 ( -5; +5)
Переход с кривой радиусом более 1000 м к прямой

Не установлена

ДТП с транспортными средствами +10 (+4; +16)


Исследования показали, что спрямление трассы дороги снижает количество ДТП, когда радиус кривой в плане менее 2000 м. Влияние оказывается максимальным при спрямлении крутых кривых в плане и снижается по мере увеличения радиуса кривой. Увеличение радиуса кривой с радиусом свыше 2000 м не оказывает никакого влияния на количество ДТП. Спрямление участков дорог с кривыми в плане с радиусом больше 1000 м приводит к увеличичению количества ДТП. Наилучшими, с точки зрения безопасности движения, являются дороги с пологими кривыми.


В большинстве исследований тяжесть последствий ДТП не указывается. В исследованиях, проведенных в Швеции, Дании и США, анализируются как травматизм, так и материальный ущерб от ДТП. Исследования, проведенные в Великобритании и Новой Зеландии, включают в себя только травмы участников движения. Сравнение результатов исследования не показывает какой-либо существенной разницы. Поэтому в табл. 1.13.1 использованы все результаты исследований.


Устройство переходных кривых (клотоид)


Под переходной кривой подразумевается кривая, располагаемая между прямым участком дороги и круговой кривой в плане. Переходные кривые имеют переменный радиус от бесконечности до радиуса кривых в плане. Правила дорожного движения требуют, чтобы на всех горизонтальных кривых были устроены переходные кривые в виде клотоиды. Клотоида - это кривая, у которой радиус уменьшается линейно как функция длины дуги. При движении до такой кривой водитель будет следовать по ней за счет равномерного поворота руля управления в направлении кривой. Следовательно, клотоида снижает необходимость резких движений рулем с тем, чтобы следовать по кривой. Влияние строительства переходных кривых, выполненных в виде клотоид, изучено в одном американском исследовании (Zegeer med flere, 1991). Исследования показали, что устройство переходных кривых (на кривых с заданным радиусом) снижает количество ДТП примерно на 10% (нижняя граница 15%, верхняя граница 7%). Это влияние относится ко всем видам ДТП, независимо от степени тяжести.


Уменьшение протяженности участков, расположенных на кривых в плане малого радиуса


Кривые в плане с небольшим радиусом имеют в себе больший риск ДТП, чем кривые с большим радиусом. Поэтому при прочих равных условиях следует считать, что дорога с большим количеством крутых поворотов более опасна с точки зрения ДТП, чем дорога с небольшим количеством крутых поворотов. Один шведский исследователь (Bjorketun, 1991) подтвердил это. Снижение количества участков дороги, находящихся на кривых с радиусом менее 500 м, на 5% (например, с 12 до 7% длины дороги) снижает количество ДТП примерно на 10% (нижняя граница 17%, верхняя граница 2%). Количество участков дорог, расположенных на кривых с радиусом менее 500 м, в разных исследованиях варьировалась от 20 до 0%, а в основном она составляла 5%.

Уменьшение кривизны трассы дороги


Степень кривизны трассы дороги - это частота изменения направления трассы на единицу длины, например, на 1 км. Дорога с высокой степенью кривизны трассы и дорога с малой кривизной трассы показаны на рис. 1.13.2.

Рис. 1.13.2. Общий вид трассы дороги разной кривизны

Дорога с высокой кривизной трассы часто имеет много кривых в плане небольшого радиуса. Дорога с малой кривизной трассы часто состоит из прямых участков, однако, между этими участками могут располагаться крутые повороты. В одном из исследований, проведенных в Новой Зеландии (Matthews og Barnes, 1988), было показано, что снижение кривизны трассы дороги не приводит к уменьшению количества ДТП. В этих исследованиях изучалось влияние на аварийность кривизны трассы на последних двух километрах перед кривыми в плане разного радиуса. Как показали исследования, кривая данного радиуса содержит в себе более высокую степень риска ДТП на дорогах с малой кривизной трассы, чем на дорогах с высокой кривизной трассы. Возможное объяснение этому заключается в том, что большая кривизна (которая означает, что на дороге имеется много поворотов) настраивает водителя на то, что на дороге имеются крутые повороты. На прямой дороге, наоборот, крутой поворот может оказаться неожиданным и поэтому он имеет более высокую степень риска ДТП. Поэтому относительно прямой участок дороги, на котором имеется один или два неожиданных крутых поворота, может быть не менее опасным с точки зрения ДТП, чем очень извилистая дорога, где повороты не появляются неожиданно.


Увеличение расстояния между горизонтальными кривыми


Влияние на безопасность движения длины прямого участка дороги перед кривой с данным радиусом было изучено в Новой Зеландии (Matthews og Barnes, 1988). Исследования показали, что увеличение его длины на 50-200 м увеличивает риск ДТП примерно на 10% (нижняя граница 5% и верхняя граница 13%). Иными словами, чем чаще встречаются повороты данного радиуса, тем ниже риск ДТП на таких кривых. Это объясняется, очевидно, тем, что кривые, расположенные довольно плотно, возникают для водителя менее неожиданно, чем повороты, имеющие между собой относительно длинные прямые участки. Крутые повороты малого радиуса также содержат в себе больше риска ДТП, чем пологие кривые с большим радиусом, независимо от расстояния между кривыми.


Уменьшение количества участков с подъемами


Влияние участков подъемов на аварийность было исследовано в Швеции (Brude og Nilsson, 1976; Statens Vagverk, 1979; Brude, Larsson og Thulin, 1980), Великобритании (McBean, 1982), Австралии (English, Loxton og Andrews, 1988) и Новой Зеландии (Matthews og Barnes, 1988). На основании этих исследований влияние уменьшения величины продольного уклона на подъемах может быть показано следующим образом (табл. 1.13.2).

Таблица 1.13.2. Влияние уменьшения количества участков дороги с подъемами на аварийность

Тяжесть ДТП Процентное изменение количества ДТП
Влияние на тип ДТП Наилучший результат Пределы колебания результатов
Уменьшение продольного уклона с более 70 до 50-70 промилле
Не установлена ДТП с транспортными средствами -20 ( -38; +1)
Уменьшение продольного уклона с 50-70 до 30-50 промилле
Не установлена ДТП с транспортными средствами -10 ( -20; 0)
Уменьшение продольного уклона с 30-50 до 20-30 промилле
Не установлена ДТП с транспортными средствами -10 ( -15; -5)
Уменьшение продольного уклона с 20-30 до 10-20 промилле
Не установлена ДТП с транспортными средствами -7 ( -12; -1)
Уменьшение продольного уклона с 10-20 до менее 10 промилле

Не установлена

ДТП с транспортными средствами -2 ( -8; +6)

Исследования показали, что уменьшение продольного уклона приводит к уменьшению количества ДТП. Наибольшее влияние это оказывает тогда, когда подъемы очень крутые, и оно снижается по мере уменьшения крутизны подъема. Уменьшение подъемов величиной менее 20 промилле не оказывает статистически надежного влияния на количество ДТП. Эти данные относятся к ДТП без определения тяжести последствий, то есть как к материальным потерям, так и к травматизму, где материальные потери составляют примерно половину имеющихся данных.


Исследования того, какое влияние на количество ДТП оказывает изменения крутизны (подъема или спуска) (Matthews og Barnes, 1988; Bjorketun, 1991) показывают, что подъемы более безопасны, с точки зрения ДТП, чем спуски. На подъемах количество ДТП примерно на 7% ниже, чем на соответствующем спуске (нижняя граница 13%, а верхняя граница 0%).


Уменьшение протяженности участков дороги, расположенных на крутых подъемах


На вершине подъема обычно ограничена видимость; чем круче местность, тем круче подъем. В связи с тем, что пониженная видимость увеличивает риск ДТП, можно ожидать, что дороги, имеющие много крутых подъемов и спусков, имеют большее количество ДТП, чем дороги с меньшим количеством крутых подъемов и спусков. Однако одно из шведских исследований (Bjorketun, 1991), где сравнивались дороги с различным количеством участков дороги, расположенных на крутых подъемах (с вертикальными кривыми менее 8000 м), не подтвердили таких ожиданий. Исследования показали, что вариации в доле участков дороги, располагающихся на крутом подъеме, не оказывали влияния на количество ДТП. Возможным объяснением этому является то, что водитель принимает во внимание ограничение видимости на вершине подъема и снижает скорость или повышает внимание.


Уменьшение протяженности участков дороги, расположенных на крутом спуске


Движение автомобиля на спуск представляет высокую опасность. Особенно опасным является наличие спуска большого протяжения с кривой в плане в конце спуска. При этом нет ограничения видимости. Основной причиной ДТП на спуске является высокая скорость движения, при которой водитель не может справиться с управлением автомобиля, особенно в случае отказа тормозов. Имеется одно исследование, выполненное в Швеции (Bjorketun, 1991), в котором осуществлено сравнение условий движения на автомобильных дорогах с небольшим количеством ДТП с условиями движения на других дорогах общей сети страны. Авторы объясняют низкий уровень аварийности тем, что шведские водители механических транспортных средств внимательно учитывают условия движения на спусках.


Общее улучшение продольного профиля дороги


В Швеции (Brude og Nilsson, 1976; Brude og Larsson, 1977) и Дании (Nordtyp-projekgruppen, 1980) изучалось влияние общего улучшения продольного профиля дорог на количество ДТП. Продольный профиль дорог по сложности был разделен на 3 класса. Был проведен сравнительный анализ аварийности на каждом классе продольного профиля. Наиболее низкий класс продольного профиля характеризуется крутыми подъемами и спусками, самый высокий класс - пологими подъемами и спусками. Сравнение аварийности на каждом классе продольного профиля показал, что улучшение продольного профиля дороги от одного класса к другому (например, из класса 3 делался класс 2, а из класса 2 делался класс 1) снижает количество ДТП на 1 млн. авт-км пробега на 12% (нижняя граница 15%, верхняя граница 9%). Улучшение продольного профиля дороги с самого низкого класса до самого высокого (с класса 3 до класса 1) снижает количество ДТП на 1 млн. ав-км на 23% (нижний предел 28%, верхний предел 17%).


Увеличение расстояния видимости


Было найдено всего два исследования, посвященных влиянию расстояния видимости на дорогах для количества ДТП. Одно исследование является датским (Nordtyp-projektgruppen, 1980), а другое британским (McBean, 1982). Два упомянутых исследования свидетельствуют о том, что увеличение расстояния видимости приводит к увеличению количества ДТП. Увеличение расстояния видимости с менее 200 м до более 200 м увеличивает, как утверждается в исследованиях, степень риска ДТП на 23% (нижняя граница 6% увеличения, верхняя граница 43%). Объяснение этому возможно заключается в том, что водитель принимает во внимание ограничение видимости или становится более внимательным и снижает скорость. Расстояние видимости является важным показателем условий движения на дороге и большинство водителей понимает, что резкое снижение видимости является признаком повышения опасности движения.

Удаление препятствий, ограничивающих видимость, с обочин дороги


В двух исследованиях (Statens Vagverk, 1987; Vaa, 1991) изучалось влияние на количество ДТП удаления боковых препятствий, ограничивающих видимость. В обоих случаях такими препятствиями являлась растительность, которая устранялась полностью или прореживалась. В одном случае (Statens Vagverk, 1987) главная цель принимаемых мер заключалась в сокращении ДТП с участием диких животных за счет обнаружения животных, находящихся на пути к дороге из леса. Это исследование свидетельствует о том, что расчистка растительности с целью увеличения расстояния видимости снижает количество ДТП на 20% (нижняя граница 38%, верхняя граница 6% повышения).


Влияние на пропускную способность дорог

Продольный профиль дороги оказывает влияние на среднюю скорость движения автомобилей и на режим движения отдельного автомобиля на определенном участке дороги. Наибольшее влияние продольный профиль оказывает на режим движения тяжелых транспортных средств (Skarra og Gabestad, 1983).


Анализ факторов, которые оказывают влияние на уровень скорости при данном ограничении скорости (Vaa, 1991) показал, что режим движения в основном зависит от продольного профиля дороги. При движении на подъемах крутизной 40 промилль средняя скорость примерно на 7-8 км/ч ниже, чем на горизонтальном участке (примерно 70-72 км/ч против 78-79 км/ч). На спусках крутизной 40 промилль средняя скорость выше на 1-4 км/ч, чем на горизонтальном участке (76-77 км/ч против 73-76 км/ч). Величина радиуса кривых в плане также оказывает влияние на величину скорости движения.


Воздействие на окружающую среду

Не было обнаружено исследований, которые бы документально доказывали влияние изменения продольного профиля дороги и расстояния видимости на окружающую среду. Меры, которые воздействуют на уровень скорости, могут оказывать влияние и на уровень шума и на количество выхлопных газов в той степени, в которой они зависят от уровня скорости. Увеличение скорости может приводить как к увеличению уровня шума, так и к увеличению выброса отдельных видов выхлопных газов. С другой стороны, улучшение продольного профиля дороги может уменьшить перепады скорости и тем самым расход топлива.


Дороги с жестким продольным профилем обычно строятся в насыпях и в выемках, и тем самым они могут оказывать на окружающую среду более отрицательное влияние, чем дороги, запроектированные с учетом рельефа местности.


Затраты


Расходы, связанные улучшением продольного профиля дороги, существенно колеблются в зависимости от формы улучшения и охвата мероприятия, а также от условий рельефа местности и места нахождения улучшаемого участка дороги (в населенном пункте или редко заселенной местности). В техническом отношении, как правило, сложнее и дороже улучшать участки дороги, которые проходят в населенном пункте, чем участки, которые проложены по редко заселенной местности. Дороги, которые проходят по сильно пересеченной местности, дороже улучшать, чем дороги, которые проходят по равнинной местности.


Общее улучшение дорог государственного значения в Норвегии в период 1990-1992 гг. обходилось примерно в 2,2-5,0 млн. крон за километр дороги (Hagen, 1991; 1993; 1994). В тот же период аналогичные расходы на улучшение дорог областного значения составляли от 0,25 до 1,8 млн. крон за км дороги. Неизвестно, какая доля этих расходов затрачивается на улучшение продольного профиля дороги и увеличение расстояния видимости.


Приведение этих расходов к уровню 1995 года (Elvik, 1996) показывает, что средние затраты на общее улучшение существующих дорог составляют 4,0 млн. крон на километр дороги государственного значения ( 0,15 млн. крон) и 1,5 млн. крон на км областного значения ( 0,1 млн. крон).


Эффект от средств, вложенных на реализацию мероприятий

В Норвегии был проведен анализ выгоды от снижения требований дорожных нормативов к продольному профилю (Gabestad, 1981). В табл.1.13.3 сравниваются старые и новые нормативы.

Таблица 1.13.3. Сравнительный анализ старых и новых норм Норвегии на проектирование элементов трассы дорог

Элементы продольного профиля и плана трассы Расчетная скорость, 50 км/ч Расчетная скорость, 70 км/ч Расчетная скорость, 80 км/ч
Старые требования Новые требования Старые требования Новые требования Старые требования Новые требования
Радиус кривых в плане, м 80 70 175 160 250 225
Параметр клотоиды 55 52 100 94 125 117
Наименьший радиус вертикальной выпуклой кривой, м 825 620 2484 1828 3884 2884
Наименьший радиус вертикальной вогнутой кривой, м 1000 860 2078 1793 2739 2393

Была проведена оценка 14 различных продольных профилей дороги, которые отличались друг от друга как типом местности (равнина или пересеченная местность), так и крутизной склона местности (1:3 или 1:6). Оценивались также четыре разных уровня интенсивности движения при трех вариантах дефицита бюджета. Всего произведено 672 расчета.


Для каждой трассы были рассчитаны затраты как по старым, так и новым нормативам на проектирование продольного профиля. Разница в расходах в большинстве случаев была меньше 20%, порядка 10%. Для дороги, сооружение которой обходится, к примеру, 10 млн. крон, разница в расходах составляет 1 млн. крон.


В большинстве расчетов, предусматривающих суточную интенсивность движения, равную 1000 транспортных средств, сокращение требований к стандарту продольного профиля дороги имело бы социально-экономический положительный эффект. При интенсивности движения, равной 3000 или больше транспортных средств в сутки, сокращение требований не привело бы к положительному социальноэкономическому эффекту при условии, что в государственном бюджете учитывается стандарт, заложенный в основу современного дорожного строительства. В условиях большого дефицита бюджетных средств, однако, отклонение от требований стандарта продольного профиля дороги может быть экономически оправданным также при суточной интенсивности более 3000 транспортных средств.


Вниманию читателя предлагается пример расчета, в котором с дороги (суточная интенсивность 1500 транспортных средств) убрали препятствия, ограничивающие видимость. На рассматриваемой дороге уровень риска ДТП был 0,20 ДТП с травматизмом на 1 млн. авт-км. При осторожной оценке это дает 3%-ное снижение ДТП с травматизмом (в соответствии с норвежским исследованием, Vaa, 1991). Предполагается, что влияние мероприятия ощущается в течение 10 лет. Экономия от сокращения количества ДТП составляет 0,06 млн. крон на пройденный км дороги. Суммарный расход реализации мероприятия составляет 0,018 млн. крон на 1 авт-км. Поэтому выгода от мероприятий значительно превышает затраты.









 

<<предыдущий | оглавление  |  cледующий>>

 


Поиск: