Predavanje 5 -Tehnologija i Organizacija Cestovnog Prometa

Tehnologija i organizacija cestovnog prometa

Predavanje 5

mr.sc. Željko Smojver 1


Tehnologija cestovnog prometa

Kategorizacija cesta i čvorišta

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

obavlja promet

JAVNA CESTA: je površina od općeg značenja za promet

kojom se svatko može slobodno kretati uz uvjete određene

Zakonom i koju nadležno tijelo proglasi javnom cestom.

Javne ceste se dijele na:

Državne ceste (~8.000 km)

Županijske ceste (10266 km)

Lokalne ceste (8939 km)

2


Kategorizacija cesta i čvorišta

Osnovni kriteriji koji se uzimaju u obzir pri izgradnji

prometnog čvorišta:

sigurnost vožnje

kapacitet

ekonomičnost izgradnje

estetski izgled

uzajamni odnos s drugim infrastrukturnim objektima.

Geometrijska rješenja cestovnih/uličnih mreža (crtež 4) imaju

veliki utjecaj na polju prometne eksploatacije, a u širem smislu i

na izgled urbanih cjelina

3


Crtež 1. Tipovi uličnih (gradskih mreža) Tehnologija i organizacija cestovnog prometa


Javna cesta prema Zakonu o javnim cestama:

cestovna građevina

građevine za odvodnju ceste

zemljišni pojas oko ceste

građevina na cestovnom zemljištu

priključci na javnu cestu

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

građevine i oprema za zaštitu ceste, prometa i okoliša

5



6


Republika Hrvatska danas raspolaže sa 28 123 km javnih cesta od čega na mrežu državnih cesta otpada 6 823 km

Od 1970 godine do danas izgrađeno je ukupno:

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


Nadležnost za građenje i održavanje

Gospodarenje javnim cestama Vlada RH povjerila je sljedećim pravnim subjektima:

Hrvatske ceste d.o.o – koje se bave gospodarenjem nad državnim cestama i koordinacijom u odnosu na županijske 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

Županijska uprava za cestu – bave se gospodarenjem nad lokalnim i županijskim cestama

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

7



Podjela cesta prema svrsi i prometnom značenju:

Europske ceste za daleki promet

Ceste za daleki promet

Ceste za brzi promet

Zemaljske ceste

Turističke ceste

Ceste za specijalne svrhe

Gradske ceste

8



Tablica 1. Podjela cesta prema veličini motornog prometa

9


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


Eksploatacijske značajke cestovne infrastrukture

analitički postupci utvrđivanja propusne moći (ponude) i

stvarnog učinka (potražnje) u prometno-tehnološkom

procesu

propusna moć je osnova za sve intervencije i zahvate na

prometnoj mreži

10



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

11



podaci o intenzitetu i strukturi prometnog toka za vrijeme godišnje eksploatacije preračunavaju se u PAJ, grafička razdioba Q=f(t)

amplitude se poredaju po veličini, a usvojeni n-ti sat (u praksi se često uzima 30. sat) određuje kritičnu točku (izjednačavanje) odnosa količine prometa (Q) i predviđenog kapaciteta, tj. propusne moći (C)

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

skretanje roba i putnika na alternativne prometnice

supstitucija prometnog podsustava (npr. željeznicom)

desna strana određuje područje prekapacitiranja infrastrukture (Q<C):

prespor obrt investiranog kapitala

snižen standard održavanja ceste i pratećih objekata

12



Propusna moć (kapacitet) prometnice

Teorija prometnog toka

Prema vrsti, strukturi i pokazateljima vremenske neravnomjernosti,

prometni tok može biti homogen i heterogen.

Realno, prometni tok uvijek u svojem sastavu sadrži razne vrste vozila

s isto tako raznim tehničkim značajkama, čija se heterogenost

prikazuje postotnim udjelom pomoću jednadžbe:

PKV = 𝒒−𝒒𝒑𝒂

𝒒∗ 100 [%]

- PKV = udio osobnih vozila[%]

- ∑q = zbroj svih vozila u prometnom toku

- qpa = broj osobnih vozila u prometnom toku

13



Propusna moć (kapacitet) prometnice

Gustoća (koncentracija) prometnog toka D predstavlja broj vozila

N(t) koja se u određenom trenutku t nalaze na jedinici duljine M

prometnice, tj.:

D = 𝑵(𝒕)

𝑴

14



Opća metoda izračunavanja propusne moći

Propusna moć ceste, odnosno čvorišta, predstavljena je

teorijskim i praktičnim iskazom maksimalnog broja vozila,

koja kroz promatrani presjek mogu proći u jedinici

vremena.

Pri njezinu određivanju polazi se od propusne moći jedne

prometne trake (C1) kroz koju može, u uvjetima tzv.

idealnog prometnog toka (isključivo osobna vozila), proći

teorijski 1800 (voz/h), prema obrascu:

15



C1 = 𝟑𝟔𝟎𝟎

∆𝐭=

𝟑𝟔𝟎𝟎

𝟐 = 1800 [𝐯𝐨𝐳

𝐡]

∆𝐭 = interval slijeda vozila, tj. vremenski razmak između

dva uzastopna vozila (sek)

Propusna moć kreće se u granicama od 100 do 900 (voz/h)

zbog brojnih limitirajućih graditeljskih i prometnih

čimbenika

16



Prema općoj metodi propusna moć jedne prometne trake iznosi:

C1 = D*Vsr= 𝟏𝟎𝟎𝟎

𝒂𝒔𝒓

𝑉 [𝒗𝒐𝒛𝒉]

D = gustoća prometnog toka (voz/km)

Vsr = srednja brzina prometnog toka (km/h)

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

17



Ako za jedan smjer vožnje postoji veći broj prometnih traka, onda će propusna moć biti veća, ali ne razmjerno povećanju broja prometnih traka, već relativno umanjena za stanoviti redukcijski koeficijent.

Propusna moć višetračne ceste računa se prema jednadžbi:

Cv = kvC1

Cv = propusna moć višetračne ceste

kv = koeficijent višetračnosti koji zbog tzv. "trenja" između

susjednih prometnih tokova reducira linearno

povećanje propusne moći

18



Metoda HCS (Highway Capacity Software)

Praktična ispitivanja propusne moći pokazala su da postoji

temeljna međuzavisnost između protoka Q, gustoće D i

brzine prometnog toka V

Ustanovljeno je da se kritična gustoća po jednom

prometnom traku nalazi u intervalu 40-50 [voz./h] i da pri

gustoći gmaks = 150-160 [voz./h] dolazi do zagušenja

prometnog toka

Kritične brzine nalaze se najčešće u intervalu

Vkrit = 48 - 56 [km/h]

Dokazano je propusna moć ovisi o vrsti ceste (autoceste,

dvotračne ceste, o načinu rješavanja križanja u istim ili

različitim razinama)

19



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

U tim studijama tretiraju se postupci analize praktičnoga kapaciteta svih dijelova mreže cestovnih prometnica kao što su: otvorena dionica, rampe, zone preplitanja, kružni tokovi, raskrižja s/bez svjetlosne signalizacije, tranzit, površine za pješake i biciklistički tokovi

Tako je moguće tzv. Normanovom metodom izračunati propusnu moć ceste s dvije prometne trake, za dvosmjerni promet, prema obrascu:

20



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

𝒉]

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

n1 = broj prometnih traka u oba smjera

K1 = korekcijski čimbenik utjecaja širine prometnih traka

K2 = korekcijski čimbenik utjecaja tipa prometnice i prometnih traka

K3 = korekcijski čimbenik udaljenosti bočne smetnje

K4 = korekcijski čimbenik utjecaja veličine i duljine uzdužnog nagiba

k1 = korekcijski čimbenik utjecaja sastava prometnog toka 21



Graf 2. Dijagram logaritamske koncentracije prometnog toka

22



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

23



Kvalitativna mjera kojom se očituje odnos količine prometa Q i

kapaciteta prometa C, prema HCM-u, definira se kao tzv. razina

usluge prometnice/čvorišta

Ona se sastoji od:

brzine vožnje

vremena putovanja

prekida u prometu

slobode manevriranja

sigurnosti vožnje

udobnosti vožnje

troškova eksploatacije vozila

Pri odvijanju prometnog toka može se pojaviti šest razina usluge,

od A do F

24



razina usluge A: uvjeti slobodnoga prometnog toka s velikim operativnim

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

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

djelomično ograničene gustoćom prometa (V > 80 km/h)

razina usluge C: stanje stabilnoga prometnog toka, s ograničenim

brzinama (V > 64 km/h) i ograničenom mogućnošću manevriranja

razina usluge D: stanje prometnog toka koje se približava nestabilnom

području, velike gustoće s bitno ograničenim brzinama (V > 56 km/h) i

malom mogućnošću manevriranja

razina usluge E: stanje nestabilnog toka s vožnjom u nizu, gdje je gustoća

bliska zagušenju, a protok jednak propusnoj moći, pa su mogući povremeni

zastoji (V = 48 km/h)

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

kritičnih brzina (V < 48 km/h). Gustoća je veća od kritične, a protok je u

rasponu od nule do vrijednosti koja je manja od propusne moći

25



Računska (projektna) brzina prometnice

Računska brzina je najveća brzina vožnje što se može odrediti na

određenoj cesti, uzevši u obzir sve uvjete sigurnosti (silu prijanjanja,

vidljivost, polumjer zavoja itd.) i povoljne uvjete iskorištenja snage

motora

Ovisi o:

1. ekonomsko -gospodarskim potrebama

2. važnosti i značenju ceste

3. značajkama terena

4. svrsi i jačini prometa

5. perspektivnom razvoju prometa itd.

26



Kao računska brzina mogu se usvojiti:

prethodna brzina Vp, tj. polazna brzina za određivanje elemenata

ceste prema (Tablica 7.); vrijednosti prethodne brzine u ovisnosti o

veličini prometa i vrsti terena kojim cesta prolazi

Tablica 2. Određivanje prethodne brzine prometnice

27


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

nizinski brežuljkasti 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)


očekivana brzina Vo utvrđuje se temeljem značajki zavoja i

širine kolnika. Značajka zavoja određuje se prema jednadžbi:

Z = Ʃαn

𝑳

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

α – kut skretanja (broj stupnjeva)

Σαn – zbroj kutova skretanja svih zavoja na dijelu ceste na

kojemu se predviđa konstantna brzina (broj stupnjeva)

L – duljina dijela ceste (km)

28



Teretni (prometni) i slobodni profil

Karakteristični profili u poprečnoj dispoziciji prometnice:

1. Teretni (prometni) profil - cjeloviti poprečni presjek

tipskog vozila, zajedno s teretom, te širina prometne trake,

rubne trake i zaustavne ili dodatne trake

2. Slobodni profil - širi okvir, obuhvaća prometni profil rubne

zaštitne širine i zaštitne visine. U slobodnom profilu ceste

ne smiju se nalaziti određeni objekti, stupovi i sl.

29



posebni značaj kod specijalnog prijevoza

dimenzioniranje prometnice namijenjene za komercijalnu uporabu, tj. s

visokim sudjelovanjem teških teretnih vozila, mora se prilagoditi višim

graditeljskim i ekološkim standardima.

Crtež 2. Detalj poprečnog presjeka ceste za teška vozila

30



Kumulativno prometno opterećenje Qk

Kumulativno prometno izražena bruto težina robe, putnika i

vozila što se u jedinici vremena propušta kroz prometrani

presjek, te procijenjene prosječne težine tereta kamiona

(tablica 3) u smislu pokazatelja opterećenja što ga je primio

kolnik u jedinici vremena

Qs = N1Q1+N2Q2+N3Q3+…+NnQn

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

Q1, Q2, Q3,…,Qn = prosječna bruto težina vozila srodnih skupina

31



Tablica 3. Prosječne težine vozila i tereta u odnosu na opterećenje kolnika

32


Vrsta vozila Nosivost

(kn)

Ukupna

težina (kN)

Težina zadnje

osovine (kN)

Lako teretno vozilo <30 prazno 15 20

puno 45 30

Srednje teško teretno vozilo 30-70 prazno 35 20

puno 90 60

Teško teretno vozilo s jednom osovinom >70 prazno 45 25

puno 150 100

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

puno 220 80+80

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

puna 140 70

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

puna 230 90+50

Autobus _ prazan 70 40

pun 110 70


Procjenom broja putnika u osobnim automobilima, autobusima itd.

hipotetski se dobiju podaci o prosječnom broju prevezenih putnika

Vrlo važan čimbenik pri projektiranju ceste radi utvrđivanja

nezinih glavnih tehničkih elemenata

Mijenja se tijekom godine

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

Qs (𝒏𝒆𝒕𝒕

𝒈𝒐𝒅)= A

𝒎%

𝟏𝟎𝟎∗𝒏 Qs (

𝒃𝒓𝒕𝒕

𝒅𝒂𝒏)

A – broj dana eksploatacije u godini

m% - postotak udjela teretnih vozila u ukupnom bruto opterećenju

n – odnos korisnog tereta teretnog vozila prema njegovoj bruto tonaži 33



HVALA NA PAŽNJI !

7.11.2013.

34

Documents

Predavanje 5 -Tehnologija i Organizacija Cestovnog Prometa