Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Predavanje 5

mr.sc. eljko Smojver 1

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Tehnologija cestovnog prometa

Kategorizacija cesta i vorita

CESTA: je svaka javna cesta i nerazvrstana cesta na kojoj se

obavlja promet

JAVNA CESTA: je povrina od opeg znaenja za promet kojom se svatko moe slobodno kretati uz uvjete odreene Zakonom i koju nadleno tijelo proglasi javnom cestom.

Javne ceste se dijele na:

Dravne ceste (~8.000 km)

upanijske ceste (10266 km)

Lokalne ceste (8939 km)

2

Tehnologija cestovnog prometa

Kategorizacija cesta i vorita

Osnovni kriteriji koji se uzimaju u obzir pri izgradnji

prometnog vorita:

sigurnost vonje

kapacitet

ekonominost izgradnje

estetski izgled

uzajamni odnos s drugim infrastrukturnim objektima.

Geometrijska rjeenja cestovnih/ulinih mrea (crte 4) imaju veliki utjecaj na polju prometne eksploatacije, a u irem smislu i na izgled urbanih cjelina

3

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Crte 1. Tipovi ulinih (gradskih mrea) Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Tehnologija cestovnog prometa

Javna cesta prema Zakonu o javnim cestama:

cestovna graevina

graevine za odvodnju ceste

zemljini pojas oko ceste

graevina na cestovnom zemljitu

prikljuci na javnu cestu

prometni znakovi, ureaji za nadzor i sigurnost....

graevine i oprema za zatitu ceste, prometa i okolia

5

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Tehnologija cestovnog prometa

6

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Republika Hrvatska danas raspolae sa 28 123 km javnih cesta od ega na mreu dravnih cesta otpada 6 823 km

Od 1970 godine do danas izgraeno je ukupno:

- 593 km cesta visoke razine usluga, od ega na autoceste otpada oko 500km i na brze ceste 104 km

Tehnologija cestovnog prometa

Nadlenost za graenje i odravanje

Gospodarenje javnim cestama Vlada RH povjerila je sljedeim pravnim subjektima:

Hrvatske ceste d.o.o koje se bave gospodarenjem nad dravnim cestama i koordinacijom u odnosu na upanijske i lokalne ceste te pripremu dokumentacije za autoceste do lokacijske dozvole

Hrvatske autoceste d.o.o. koje se bave gospodarenjem nad autocestama i popratnim objektima s naplatom

upanijska uprava za cestu bave se gospodarenjem nad lokalnim i upanijskim cestama

Koncesijska drutva : Autocesta Zagreb-Rijeka d.d., Autocesta Zagreb-Macelj d.o.o. i Bina Istra d.d.

7

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Tehnologija cestovnog prometa

Podjela cesta prema svrsi i prometnom znaenju:

Europske ceste za daleki promet

Ceste za daleki promet

Ceste za brzi promet

Zemaljske ceste

Turistike ceste

Ceste za specijalne svrhe

Gradske ceste

8

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Tehnologija cestovnog prometa

Tablica 1. Podjela cesta prema veliini motornog prometa

9

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Razred ceste Ukupan broj motornih vozila

tijekom 24 sata (oba smjera) - PGDP

Auto-ceste,

ceste 1. razreda

> 15.000, > 2.000 TA

> 12.000

Ceste 2. razreda 7.000 12.000

Ceste 3. razreda 3.000 7.000

Ceste 4. razreda 1.000 3.000

Ceste 5. razreda < 1000

Tehnologija cestovnog prometa

Eksploatacijske znaajke cestovne infrastrukture

analitiki postupci utvrivanja propusne moi (ponude) i stvarnog uinka (potranje) u prometno-tehnolokom procesu

propusna mo je osnova za sve intervencije i zahvate na prometnoj mrei

10

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Tehnologija cestovnog prometa

Graf 1. Dimenzioniranje kapaciteta (propusne moi) C prometnice na n-ti sat

11

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Tehnologija cestovnog prometa

podaci o intenzitetu i strukturi prometnog toka za vrijeme godinje eksploatacije preraunavaju se u PAJ, grafika razdioba Q=f(t)

amplitude se poredaju po veliini, a usvojeni n-ti sat (u praksi se esto uzima 30. sat) odreuje kritinu toku (izjednaavanje) odnosa koliine prometa (Q) i predvienog kapaciteta, tj. propusne moi (C)

amplitude koje prethode n-tom satu predstavljaju podruje podkapacitiranost (Q>C):

skretanje roba i putnika na alternativne prometnice

supstitucija prometnog podsustava (npr. eljeznicom)

desna strana odreuje podruje prekapacitiranja infrastrukture (Q

Tehnologija cestovnog prometa

Propusna mo (kapacitet) prometnice

Teorija prometnog toka

Prema vrsti, strukturi i pokazateljima vremenske neravnomjernosti,

prometni tok moe biti homogen i heterogen.

Realno, prometni tok uvijek u svojem sastavu sadri razne vrste vozila s isto tako raznim tehnikim znaajkama, ija se heterogenost prikazuje postotnim udjelom pomou jednadbe:

PKV =

100 [%]

- PKV = udio osobnih vozila[%]

- q = zbroj svih vozila u prometnom toku

- qpa = broj osobnih vozila u prometnom toku

13

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Tehnologija cestovnog prometa

Propusna mo (kapacitet) prometnice

Gustoa (koncentracija) prometnog toka D predstavlja broj vozila N(t) koja se u odreenom trenutku t nalaze na jedinici duljine M prometnice, tj.:

D = ()

14

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Tehnologija cestovnog prometa

Opa metoda izraunavanja propusne moi

Propusna mo ceste, odnosno vorita, predstavljena je teorijskim i praktinim iskazom maksimalnog broja vozila, koja kroz promatrani presjek mogu proi u jedinici vremena.

Pri njezinu odreivanju polazi se od propusne moi jedne prometne trake (C1) kroz koju moe, u uvjetima tzv. idealnog prometnog toka (iskljuivo osobna vozila), proi teorijski 1800 (voz/h), prema obrascu:

15

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Tehnologija cestovnog prometa

C1 =

=

= 1800 [

]

= interval slijeda vozila, tj. vremenski razmak izmeu dva uzastopna vozila (sek)

Propusna mo kree se u granicama od 100 do 900 (voz/h) zbog brojnih limitirajuih graditeljskih i prometnih imbenika

16

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Tehnologija cestovnog prometa

Prema opoj metodi propusna mo jedne prometne trake iznosi:

C1 = D*Vsr=

[

]

D = gustoa prometnog toka (voz/km)

Vsr = srednja brzina prometnog toka (km/h)

asr = srednji razmak izmeu prednjih rubova dva uzastopna vozila ai i ai+1 (m)

17

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Tehnologija cestovnog prometa

Ako za jedan smjer vonje postoji vei broj prometnih traka, onda e propusna mo biti vea, ali ne razmjerno poveanju broja prometnih traka, ve relativno umanjena za stanoviti redukcijski koeficijent.

Propusna mo vietrane ceste rauna se prema jednadbi:

Cv = kvC1

Cv = propusna mo vietrane ceste

kv = koeficijent vietranosti koji zbog tzv. "trenja" izmeu

susjednih prometnih tokova reducira linearno

poveanje propusne moi

18

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Tehnologija cestovnog prometa

Metoda HCS (Highway Capacity Software)

Praktina ispitivanja propusne moi pokazala su da postoji temeljna meuzavisnost izmeu protoka Q, gustoe D i brzine prometnog toka V

Ustanovljeno je da se kritina gustoa po jednom prometnom traku nalazi u intervalu 40-50 [voz./h] i da pri

gustoi gmaks = 150-160 [voz./h] dolazi do zaguenja prometnog toka

Kritine brzine nalaze se najee u intervalu

Vkrit = 48 - 56 [km/h]

Dokazano je propusna mo ovisi o vrsti ceste (autoceste, dvotrane ceste, o nainu rjeavanja krianja u istim ili razliitim razinama)

19

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Tehnologija cestovnog prometa

Rezultati ispitivanja provedenih u SAD-u objavljeni su u studijama HCM (Highway Capacity Manual)

U tim studijama tretiraju se postupci analize praktinoga kapaciteta svih dijelova mree cestovnih prometnica kao to su: otvorena dionica, rampe, zone preplitanja, kruni tokovi, raskrija s/bez svjetlosne signalizacije, tranzit, povrine za pjeake i biciklistiki tokovi

Tako je mogue tzv. Normanovom metodom izraunati propusnu mo ceste s dvije prometne trake, za dvosmjerni promet, prema obrascu:

20

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Tehnologija cestovnog prometa

N1 = 2200 * n1 * K1 * K2 * K3 * K4 * k1 [

]

N1 = propusna mo u oba smjera na cesti s dvije prometne trake za dvosmjerni promet [voz/h]

n1 = broj prometnih traka u oba smjera

K1 = korekcijski imbenik utjecaja irine prometnih traka

K2 = korekcijski imbenik utjecaja tipa prometnice i prometnih traka

K3 = korekcijski imbenik udaljenosti bone smetnje

K4 = korekcijski imbenik utjecaja veliine i duljine uzdunog nagiba

k1 = korekcijski imbenik utjecaja sastava prometnog toka 21

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Tehnologija cestovnog prometa

Graf 2. Dijagram logaritamske koncentracije prometnog toka

22

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Tehnologija cestovnog prometa

Graf 3. Eksperimentalne brzine prometnog toka u domeni razina usluga prometnice

23

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Tehnologija cestovnog prometa

Kvalitativna mjera kojom se oituje odnos koliine prometa Q i kapaciteta prometa C, prema HCM-u, definira se kao tzv. razina

usluge prometnice/vorita

Ona se sastoji od:

brzine vonje

vremena putovanja

prekida u prometu

slobode manevriranja

sigurnosti vonje

udobnosti vonje

trokova eksploatacije vozila

Pri odvijanju prometnog toka moe se pojaviti est razina usluge, od A do F

24

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Tehnologija cestovnog prometa

razina usluge A: uvjeti slobodnoga prometnog toka s velikim operativnim

brzinama (V > 96 km/h), s malom gustoom i punom slobodom manevriranja

razina usluge B: uvjeti slobodnog prometnog toka, s brzinama koje su samo

djelomino ograniene gustoom prometa (V > 80 km/h)

razina usluge C: stanje stabilnoga prometnog toka, s ogranienim brzinama (V > 64 km/h) i ogranienom mogunou manevriranja

razina usluge D: stanje prometnog toka koje se pribliava nestabilnom podruju, velike gustoe s bitno ogranienim brzinama (V > 56 km/h) i malom mogunou manevriranja

razina usluge E: stanje nestabilnog toka s vonjom u nizu, gdje je gustoa bliska zaguenju, a protok jednak propusnoj moi, pa su mogui povremeni zastoji (V = 48 km/h)

razina usluge F: usiljeni-prisilni prometni tok s brzinama koje su manje od

kritinih brzina (V < 48 km/h). Gustoa je vea od kritine, a protok je u rasponu od nule do vrijednosti koja je manja od propusne moi

25

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Tehnologija cestovnog prometa

Raunska (projektna) brzina prometnice

Raunska brzina je najvea brzina vonje to se moe odrediti na odreenoj cesti, uzevi u obzir sve uvjete sigurnosti (silu prijanjanja, vidljivost, polumjer zavoja itd.) i povoljne uvjete iskoritenja snage motora

Ovisi o:

1. ekonomsko -gospodarskim potrebama

2. vanosti i znaenju ceste

3. znaajkama terena

4. svrsi i jaini prometa

5. perspektivnom razvoju prometa itd.

26

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Tehnologija cestovnog prometa

Kao raunska brzina mogu se usvojiti:

prethodna brzina Vp, tj. polazna brzina za odreivanje elemenata ceste prema (Tablica 7.); vrijednosti prethodne brzine u ovisnosti o

veliini prometa i vrsti terena kojim cesta prolazi

Tablica 2. Odreivanje prethodne brzine prometnice

27

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Vrsta ceste Prethodna brzina Vp [km/h] za predjel

nizinski breuljkasti brdoviti planinski

Autoceste 120 120-100 100-80 80

Ceste 1. razreda 120 100 80 70 (60)

Ceste 2. razreda 100 80 70 60(50)

Ceste 3. razreda 80 70 60 50(40)

Ceste 4. razreda 70 60 50 40(30)

Ceste 5. razreda 60 50 40 40(30)

Tehnologija cestovnog prometa

oekivana brzina Vo utvruje se temeljem znaajki zavoja i irine kolnika. Znaajka zavoja odreuje se prema jednadbi:

Z = n

Z znaajka zavoja (broj stupnjeva/km), tzv. zakrivljenost

kut skretanja (broj stupnjeva)

n zbroj kutova skretanja svih zavoja na dijelu ceste na kojemu se predvia konstantna brzina (broj stupnjeva)

L duljina dijela ceste (km)

28

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Tehnologija cestovnog prometa

Teretni (prometni) i slobodni profil

Karakteristini profili u poprenoj dispoziciji prometnice:

1. Teretni (prometni) profil - cjeloviti popreni presjek tipskog vozila, zajedno s teretom, te irina prometne trake, rubne trake i zaustavne ili dodatne trake

2. Slobodni profil - iri okvir, obuhvaa prometni profil rubne zatitne irine i zatitne visine. U slobodnom profilu ceste ne smiju se nalaziti odreeni objekti, stupovi i sl.

29

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Tehnologija cestovnog prometa

posebni znaaj kod specijalnog prijevoza

dimenzioniranje prometnice namijenjene za komercijalnu uporabu, tj. s

visokim sudjelovanjem tekih teretnih vozila, mora se prilagoditi viim graditeljskim i ekolokim standardima.

Crte 2. Detalj poprenog presjeka ceste za teka vozila

30

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Tehnologija cestovnog prometa

Kumulativno prometno optereenje Qk

Kumulativno prometno izraena bruto teina robe, putnika i vozila to se u jedinici vremena proputa kroz prometrani presjek, te procijenjene prosjene teine tereta kamiona (tablica 3) u smislu pokazatelja optereenja to ga je primio kolnik u jedinici vremena

Qs = N1Q1+N2Q2+N3Q3++NnQn

N1, N2, N3,,Nn = broj srodnih skupina vozila

Q1, Q2, Q3,,Qn = prosjena bruto teina vozila srodnih skupina

31

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Tehnologija cestovnog prometa

Tablica 3. Prosjene teine vozila i tereta u odnosu na optereenje kolnika

32

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Vrsta vozila Nosivost

(kn)

Ukupna

teina (kN)

Teina zadnje

osovine (kN)

Lako teretno vozilo 70 prazno 45 25

puno 150 100

Teko teretno vozilo s dvostrukom osovinom >70 prazno 70 20+20

puno 220 80+80

Prikolica za teko teretno vozilo s jednom osovinom _ prazna 30 15

puna 140 70

Prikolica za teko teretno vozilo s dvostrukom osovinom _ prazna 50 20+10

puna 230 90+50

Autobus _ prazan 70 40

pun 110 70

Tehnologija cestovnog prometa

Procjenom broja putnika u osobnim automobilima, autobusima itd.

hipotetski se dobiju podaci o prosjenom broju prevezenih putnika

Vrlo vaan imbenik pri projektiranju ceste radi utvrivanja nezinih glavnih tehnikih elemenata

Mijenja se tijekom godine

Odnos dnevnog srednjeg neto Qs (nett) i bruto optereenja Qs (brtt)

Qs (

)= A

%

Qs (

)

A broj dana eksploatacije u godini

m% - postotak udjela teretnih vozila u ukupnom bruto optereenju

n odnos korisnog tereta teretnog vozila prema njegovoj bruto tonai 33

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

HVALA NA PANJI !

7.11.2013.

34