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