„Wpływ wahań ruchu drogowego na ... - Kongres DrogowyPOLSKI KONGRES DROGOWY „Puławski węzeł...
Transcript of „Wpływ wahań ruchu drogowego na ... - Kongres DrogowyPOLSKI KONGRES DROGOWY „Puławski węzeł...
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
2. Prędkość pojazdów
3. Udział pojazdów ciężkich
4. Warunki ruchu drogowego
hałas drogowy
Udział pojazdów ciężkich
Prędkość pojazdów
Natężenie ruchu
drogowego
Warunki ruchu drogowego
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
2015 30 40 50 60 70 80 90 100
1.2, 2.2, 3.2
1.1, 1.3, 2.1,
2.3, 3.1, 3.3,
4.3
25
30
35
40
45
50
Po
zio
m e
mis
ji d
źw
ięku A
[d
B]
Prędkość [km/h]
Pojazdy ciężkie Pojazdy lekkie
4.2
4.13.2
3.1
1.2, 2.2
2.1, 2.3, 3.3,
4.2
1.1, 1.3
4.1
4.3
Oznaczenia: 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
𝐿𝐴𝑒𝑞𝑝
= 9,7𝑙𝑜𝑔 𝑄 + 4,2𝑙𝑜𝑔𝑣 + 0,11𝑢𝑐 + 33,4 + ∆𝐿𝐴𝑒𝑞𝑖 [𝑑𝐵]
𝐿𝐴𝑒𝑞𝑝− 𝑝𝑜𝑑𝑠𝑡𝑎𝑤𝑜𝑤𝑦 𝑝𝑜𝑧𝑖𝑜𝑚 ℎł𝑎𝑠𝑢 𝑑𝑟𝑜𝑔𝑜𝑤𝑒𝑔𝑜 𝑤 𝑝𝑢𝑛𝑘𝑐𝑖𝑒 𝑜𝑑𝑛𝑖𝑒𝑠𝑖𝑒𝑛𝑖𝑎
𝑄 − 𝑛𝑎𝑡ęż𝑒𝑛𝑖𝑒 𝑟𝑢𝑐ℎ𝑢 𝑤 𝑜𝑏𝑢 𝑘𝑖𝑒𝑟𝑢𝑛𝑘𝑎𝑐ℎ
v-chwilowa prędkość średnia
𝑢𝑐 − 𝑢𝑑𝑧𝑖𝑎ł 𝑝𝑜𝑗𝑎𝑧𝑑ó𝑤 𝑐𝑖ęż𝑘𝑖𝑐ℎ
∆𝐿𝐴𝑒𝑞𝑖 − 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
200 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
62
64
66
68
70
72
74
76
78
Ró
wn
ow
ażn
y p
ozi
om
dźw
ięku
uc=5%
uc=10%
uc=15%
200 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
62
64
66
68
70
72
74
76
78
Ró
wn
ow
ażn
y p
ozi
om
dźw
ięku
uc=5%
uc=10%
uc=15%
uc=5%
200 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
62
64
66
68
70
72
74
76
78
Ró
wn
ow
ażn
y p
ozi
om
dźw
ięku
uc=5%
uc=10%
uc=15%
uc=5%
uc=10%
200 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
62
64
66
68
70
72
74
76
78
Ró
wn
ow
ażn
y p
ozi
om
dźw
ięku
uc=5%
uc=10%
uc=15%
uc=5%
uc=10%
uc=15%
Wpływ zmiany natężenia ruchu i udziału pojazdów ciężkich na
hałas drogowy - podejście klasyczne
Stała prędkość V=100 km/h (v-constans)
200 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
62
64
66
68
70
72
74
76 R
ów
no
waż
ny
po
zio
m d
źwię
ku
uc=5%
uc=10%
uc=15%
200 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
62
64
66
68
70
72
74
76 R
ów
no
waż
ny
po
zio
m d
źwię
ku
uc=5%
uc=10%
uc=15%
uc=5%
Wpływ zmiany natężenia ruchu i udziału pojazdów ciężkich na
hałas drogowy - podejście z uwzględnieniem zmiany prędkości
wraz ze zmianą natężenia ruchu drogowego
200 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
62
64
66
68
70
72
74
76 R
ów
no
waż
ny
po
zio
m d
źwię
ku
uc=5%
uc=10%
uc=15%
uc=5%
uc=10%
200 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
62
64
66
68
70
72
74
76 R
ów
no
waż
ny
po
zio
m d
źwię
ku
uc=5%
uc=10%
uc=15%
uc=5%
uc=10%
uc=15%
64
66
68
70
72
74
76
78
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
Ró
wn
ow
ażn
y p
ozi
om
dźw
ięku
uc=5%_ZV
uc=5%
uc=10%_ZV
uc=10%
uc=15%_ZV
uc=15%
Wpływ zmiany natężenia ruchu i udziału pojazdów ciężkich na
hałas drogowy - porównanie dwóch podejść
Wpływ zmiany natężenia ruchu i udziału pojazdów ciężkich na
hałas drogowy - porównanie rozrzutu wyników w dwóch
podejściach
Uwzględniając zmianę prędkości
Nie uwzględniając zmiany prędkości
Przykład analizy zależności pomiędzy warunkami ruchu
drogowego, a poziomem hałasu drogowego
A (200) B (500) C (1000) C (1500) D (2000) E (2500) E (3000) F (3500)
62
64
66
68
70
72
74
76
Ró
wn
ow
ażn
y p
ozi
om
dźw
ięku
Poziomy swobody ruchu
uc=5%
uc=10%
uc=15%
Poziom swobody ruchu
200 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
62
64
66
68
70
72
74
76 R
ów
no
waż
ny
po
zio
m d
źwię
ku
uc=5%
uc=10%
uc=15%
PSR A
PSR B
PSR C
PSR D PSR E
PSR F
Qkr=561
Qkr=1022
Qkr=1572 Qkr=1910
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
Poziom swobody ruchu - przykładowe obliczenia
200 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
62
64
66
68
70
72
74
76 R
ów
no
waż
ny
po
zio
m d
źwię
ku
uc=5%
uc=10%
uc=15%
PSR A
PSR B
PSR C
PSR D PSR E PSR F
PKT 2=68,8 dB
PKT 2=68,5 dB
PKT 1= 71,1 dB
PKT 1=70,5 dB
PKT 3=72,7 dB
PKT 3=71,7 dB
Numer Punktu Poziom swobody ruchu
1 C
2 B
3 C
Poziom swobody ruchu-przykładowe obliczenia
200 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
62
64
66
68
70
72
74
76 R
ów
no
waż
ny
po
zio
m d
źwię
ku
uc=5%
uc=10%
uc=15%
PSR A
PSR B
PSR C
PSR D PSR E PSR F
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