Tehnike saobracajnog toka

VISOKA TEHNIČKA MAŠINSKA ŠKOLASTRUKOVNIH STUDIJA - TRSTENIK

Smer: Inženjerstvo u saobraćajuSEMESTAR: IV/2009Predmet: TEHNIKE SAOBRAĆAJNOG TOKA

PROJEKTNI ZADATAK

Student: Predmetni nastavnik:

TEKST ZADATKA – Operativna analiza za postojeće stanje

Na deonici dvotračnog puta za dvosmerni saobraćaj sa 3 odseka (dato na skici) postoji kritičan odsek sa specifičnim uzdužnim nagibom od 7,50% na dužini od 2300 (m).

Ostali putni uslbvi na deonici su:

- broj saobraćajnih traka N = 2- širina saobraćajne trake Št = 3,30 (m)- udaljenost bočnih smetnji BS = 1,65 (m)- minimalni radijus horizontalne krivine Rmin= 190 (m)- preglednost za preticanje je ostvarena na 60 % dužine- računska brzina je Vr = 90(km/h)- stanje kolovoza je SK = 1 (odlično),- teren je planinski.

Dostignuti saobraćajni tokovi u baznoj 2010.godini iznose 3.200 (voz/dan). Procentualno učešće pojedinih vrsta vozila u toku je : PA = 86 %, KV = 14%. Relativni odnos tokova po smerovima je 60/40%. Merodavni protok iznosi qm = 14% PGDS-a, faktor vršnog saobraćaja FVS = 0,90. Pretpostavlja se da će saobraćajni tokovi u dvadesetogodišnjem periodu eksploatacije rasti sa prosečnom godišnjom stopom od r = 3,4 %. Na osnovu zahtevanog Nivoa Usluge "E" u ciljnoj godini dvadesetogodišnjeg periodaeksploatacije i izbalansiranosti uslova saobraćaja po odsecima navedene deonicepotrebno je:

♦ utvrditi da li postoji potreba za proširenjem kapaciteta u dvadesetogodišnjem periodu eksploatacije na bazi relevantnih kriterijuma,♦ ispitati da li je na kritičnom odseku potrebna dodatna traka za sporu vožnju na bazi relevantnih kriterijuma,♦ ako je dodatna traka potrebna dimenzionisati je (odrediti njenu dužinu i predložiti adekvatan poprečni profil puta) i♦ za primenjene mere poboljšanja uslova saobraćaja predložiti optimalnu godinu realizacije.

ULAZNI PODACI

A) PODACI O SAOBRAĆAJNIM TOKOVIMA

PGDSPOSTOJEĆIPROGNOZIRANI

3200 (voz/dan u oba smera)

Struktura vozila u toku

PA= 86(%)KV= 14(%)

Merodavni protok =14(%)PGDS-a Rekreativna vozila RV= 0(%)Merod. voz. u toku mtv= 124(kg/kw)

Procenat zabrane preticanja

60(%) Vikend vozači Ne

Faktor vršnog saobraćaja

FVS=0,90 Neravnomernost po smerovima

a/b=60/40(%)

B) PODACI O PUTU

Broj voznih traka N = 2 Računska brzina = 90(km/h)Širina trake Št = 3,30(m) Vrsta terena planinski

Bočne smetnjeJEDNOSTRANEOBOSTRANE BS = 1,65(m)Stanje kolovoza SK = 1

(odlično)Uzduni nagib(specifični)

NE

Dužina deonice l = 4,9 (km)

Min.radijus horizontalne krivine

R =190 (m) Uzdužni nagib(specifični na odsku 2)

DAUN = 7,50 (%)

na l = 2300 (m)

REŠENJE ZADATKAZADATAK JE URAĐEN po: Novoklasičnom postupku i Jugoslovenskim uputstvima za izradu studija

Analiza dostignutih i prespektivnih saobraćajnih tokova

3200 (voz/dan) r = 3,4(%)Obrazac za prognozu saobraćajnih tokova:

i = 20

Rezultati prognoze saobraćajnih tokovaGodina PGDS

(voz/dan) (voz/h)

Godina PGDS(voz/dan) (voz/h)

Godina PGDS(voz/dan) (voz/h)

2010. 3200 448 2017. 4043 566 2024. 5110 7152011. 3308 463 2018. 4181 585 2025. 5284 7402012. 3421 479 2019. 4323 605 2026. 5463 7652013. 3537 495 2020. 4470 626 2027. 5649 7912014. 3657 512 2021. 4622 647 2028. 5841 8182015. 3782 530 2022. 4779 669 2029. 6040 8462016. 3910 548 2023. 4942 692 2030. 6245 874

Analiza časovnih protoka Realni časovni protok transformoiše se u časovni protok koji odgovara 15-to minutnom vršnom protoku relacije:q = qm/FVS FVS =0,90qm2011.g. = 463 (voz/h) qm2030.g. = 874 (voz/h)q2011.g. = 463/0,90 = 514 (voz/h) q2030.g. = 874/0,90 = 971 (voz/h)

Proračun pokazatelja Nivoa Usluge za I odsekAnaliza Vsl Vsl (UN) > 70 (km/h)

Vsl (R) > 70 (km/h)Vsl (SK) > 70 (km/h)→Vsl = f(KPP)

Obrazac C = Vc x gc

Vc = Vc0 x FŠT x FBS x Fv a/b (km/h)gc = gc0 x Fg a/b x Fkv (voz/km)

Vrednosti Vc0 i gc0

Vc0 = 75,00 (km/h)

gc0 = 36,40 (voz/km)

Vrednosti faktoraFŠT = 0,952 Fg a/b = 0,923FBS = 0,992 Fkv = 0,962Fv a/b = 1,034

Proračun kapaciteta

Vc = 75 x 0,952 x 0,992 x 1,034 = 73,23 ≈ 73 (km/h)gc = 36,40 x 0,923 x 0,962 = 32,32 (voz/km)C = Vc x gc = 73,23 x 32,32 = 2366 (voz/h)

Proračun brzineV = VNU“A“ - [(VNU“A“ - Vc )/(C - qNU“A“ )] x (q - qNU“A“ )

VNU“A“ = 75(km/h) Vc = 73(km/h)C = 2366 qNU“A“ = 390q2011.g. = 514 (voz/h) q2030.g. = 971 (voz/h)V2011. = 75 – [(75 – 73)/(2366 - 390)] x (514 – 390) = 75 (km)V2030. = 75 – [(75 – 73)/(2366 - 390)] x (971 – 390) = 74 (km)

Vrednost q/C2011.g. → q/C = 514 / 2366 = 0,1962030.g. → q/C = 971 / 2366 = 0,410

ANALIZA NIVOA USLUGE na I odseku Ako vrednosti V2011. = 75 (km/h) i V2030. = 74 (km/h) uporedimo sa tabličnim vrednostima po Nivoima Usluge za planinski teren vidi se da je Nivo Usluge po kriterijumu brzine u 2011.g., NU"B", a u 2030.g., NU"B" . Po kriterijumu q/C u 2011.g., dobija se NU"B" a u 2030.g., NU"C".Iz napred navedenog sledi zaključak da je na I odseku u 2011.godini Nivo Usluge "B" a u ciljnoj 2030.godini Nivo Usluge "C" i da nije dostignut granični Nivo Usluge "E".

Proračun pokazatelja Nivoa Usluge za II odsek- sa specifičnim uzdužnim nagibom

Analiza Vsl Vsl (UN) = Vmv (UN) = 31 (km/h) < 70 (km/h) Vsl (R) > 70 (km/h)Vsl (SK) > 70 (km/h)→Vsl = f(UN)

Obrazac C = Vc(UN) x gc

Vc = Vc(UN) x FUN (km/h)gc = gc0 x FgUN a/b (voz/km)

Vrednosti Vc0 i gc0

VcUN = 31,00 (km/h)

gc0 = 36,40 (voz/km)

Vrednosti faktoraFUN = 0,902 FgUN a/b = 0,9972

Fkv = 0,962


Vc = 31 x 0,902 = 27,96 (km/h)gc = 36,40 x 0,9972 x 0,962 = 34,92 (voz/km)C = VcUN x gc = 27,96 x 34,92 = 976 (voz/h)



Vrednost q/C 2011.g. → q/C = 514 / 976 = 0,5262030.g. → q/C = 971 / 976 = 0,995

ANALIZA NIVOA USLUGE na II odseku Ako vrednosti V2011. = 65 (km/h) i V2030. = 30 (km/h) uporedimo sa tabličnim vrednostima po Nivoima Usluge za planinski teren vidi se da je Nivo Usluge po kriterijumu brzine u 2011.g., NU"E", a u 2030.g., NU"F" . Po kriterijumu q/C u 2011.g., dobija se NU"E" a u 2030.g., NU"F".Iz napred navedenog sledi zaključak da je na II odseku u 2011.godini Nivo Usluge između "E" i "F " a u ciljnoj 2030.godini Nivo Usluge "F" i da je dostignut granični

Nivo Usluge "E", i postoji potreba za proširenjem kapaciteta odnosno poboljšanjem uslova saobraćaja.

Na II odseku na osnovu pokazatelja Nivoa Usluge u dvadesetogodišnjem periodu eksploatacije puta postoji potreba za proširenjem kapaciteta, odnosno poboljšanjem uslova saobraćaja. Pošto se radi o specifičnom udužnom nagibu od UN = 7,50% na dužini od 2300 (m) logično je da se pristupi analizi utvrdjivanja potreba za izgradnjom dodatne trake za sporu vožnju.

Proračun pokazatelja Nivoa Usluge za III odsekAnaliza Vsl Vsl (UN) > 70 (km/h)

Vsl (R) > 70 (km/h)Vsl (SK) > 70 (km/h)→Vsl = f(KPP)

Obrazac C = Vc x gc

Vc = Vc0 x FŠT x FBS x Fv a/b (km/h)gc = gc0 x Fg a/b x Fkv (voz/km)

Vrednosti Vc0 i gc0

Vc0 = 75,00 (km/h)

gc0 = 36,40 (voz/km)

Vrednosti faktoraFŠT = 0,952 Fg a/b = 0,923FBS = 0,992 Fkv = 0,962Fv a/b = 1,034


Vc = 75 x 0,952 x 0,992 x 1,034 = 73,23 ≈ 73 (km/h)gc = 36,40 x 0,923 x 0,962 = 32,32 (voz/km)C = Vc x gc = 73,23 x 32,32 = 2366 (voz/h)



Vrednost q/C2011.g. → q/C = 514 / 2366 = 0,1962030.g. → q/C = 971 / 2366 = 0,410

ANALIZA NIVOA USLUGE na III odseku Ako vrednosti V2011. = 75 (km/h) i V2030. = 74 (km/h) uporedimo sa tabličnim vrednostima po Nivoima Usluge za planinski teren vidi se da je Nivo Usluge po kriterijumu brzine u 2011.g., NU"B", a u 2030.g., NU"B" . Po kriterijumu q/C u 2011.g., dobija se NU"B" a u 2030.g., NU"C".Iz napred navedenog sledi zaključak da je na I odseku u 2011.godini Nivo Usluge "B" a u ciljnoj 2030.godini Nivo Usluge "C" i da nije dostignut granični Nivo Usluge "E".

Na I i III odseku ispunjen je osnovni uslov zadatka – nije dostignut zahtevani Nivo Usluge „ E “ do ciljne 2030. godine, iz čega sledi zaključak da ne postoji potreba za proširenjem kapaciteta, odnosno poboljšanjem uslova saobraćaja.

Postupak utvrdjivanja potrebe za gradnjom dodatne trake za odsek sa specifičnim uzdužnim nagibom

Prema Upustvima za izradu studija izvodljivosti definisana su 4 relevantna kriterijuma:(1) Kriterijum potreba za dodatnim kapacitetom – qi /C(2) Kriterijum prosečne brzine merodavnog vršnog časovnog toka – Vi

(3) Kriterijum prihvatljivog relativnog smanjenja brzine merodavnog teretnog vozila u odnosu na prosečnu slobodnu brzinu svih vozila u slobodnom toku – ΔVmax

(4) Kriterijum najmanje brzine merodavnog teretnog voziila na usponu u zajedničkoj saobraćajnoj traci - Vmln

Merodavno teretno vozilo

U funkciji procentualne zastupljenosti AV i TV u toku za merodavno teretno vozilo se uzima teretno vozilo od 124 (kg/kw) ili teško teretno vozilo od 184 (kg/kw). Pošto je TV < 20% u ovom zadatku meru za merodavno teretno vozilo usvojiće se mtv =124 (kg/kw)

1. Kriterijum - qi /C

Vrednosti ovog kriterijuma direktno proizilaze iz zahtevanog Nivoa Usluge u eksploatacionom periodu deonice puta. Pošto je zahtevani Nivo Usluge "E" u 20-to godišnjem periodu eksploatacije, očigledno je na osnovu prethodne analize Nivoa Usluge na odseku 2 po ovom kriterijumu u razmatranom periiodu potrebna izgradnja dodatne trake.

2. Kriterijum - Vi

Vrednosti i ovog kriterijuma direktno proizilaze iz zahtevanog Nivoa Usluge u eksploatacionom periodu deonice puta. Pošto je zahtevani Nivo Usluge "E" u 20-to godišnjem periodu eksploatacije, očigledno je na osnovu prethodne analize Nivoa Usluge na odseku 2 po ovom kriterijumu u razmatranom periiodu potrebna izgradnja dodatne trake.

3. Kriterijum – ΔVmax

Granične vrednosti ΔVmax s obzirom narang puta po saobraćajnom značaju

PGDS (voz/dan) Rang puta ΔVmax (km/h)Autoput 10> 12.000 1. razred 10 – 15

7.000 - 12.000 2. razred 15 – 203.000 - 7.000 3. razred 20 – 251.000 - 3.000 4. razred 25 – 30

< 1.000 5. razred 30 - 40

4. Kriterijum – ΔVmin

Granične vrednosti ΔVmax s obzirom na računsku brzinu

Računska brzinaVr (km/h)

Vmin

(km/h)

120 50100 4580 4070 3560 30

Postupak utvrdjivanja potrebe za gradnjom dodatne trake za odsek sa specifičnim uzdužnim nagibom

Kriterijumi

1. Kriterijum - qi /C

Vrednosti ovog kriterijuma direktno proizilaze iz zahtevanogNivoa Usluge "E" u eksploatacionorn periodu deonice puta.Koristeći Tabelu T - 38 očitavamo graničnu vrednost kriteijuma

q/C 0,81.2011.g. → q/C = 0,526

2030.g. → q/C = 0,995 Pošto je u ciljnoj godini q/C > 0,81 odgovor je da je po ovom kriterijumu potrebna dodatna traka.0,81 C = q2010 (1+0,034) n → 0,81 x 976 = 514 (1,034) n

→ n = 13 – od 2023. godine po ovom kriterijumu potrebna je dodatna traka.

2. Kriterijum - Vi

Vrednosti i ovog kriterijuma direktno proizilaze iz zahtevanog Nivoa Usluge u eksploatacionorn periodu deonice puta. Pošto je zahtevani Nivo Usluge "E" u 20-to godišnjem periodu eksploatacije granična vrednost ovog kriterijuma je prema Tabeli T - 41 , u rasponu od 40-65 (km/h). Očigledno je na osnovu prethodne analize Nivoa Usluge na odseku 2 po ovom kriterijumu (jer je Vc = 30 km/h) u razmatranom periodu potrebna izgradnja dodatne trake.

3. Kriterijum – ΔVmax

PGDS2011. = 3308 (voz/dan) iz tabele dobijamo ΔVmax=20-25 (km/h)

PGDS2030. = 6245 (voz/dan) iz tabele dobijamo ΔVmax=20-25 (km/h)

Sa narednog grafikona [Slika 10.3] očitavamo da smanjenje brzine veće od 32 (km/h) što je znatno iznad AVmax pa sledi zaključak da je i po ovom kriterijumu potrebna dodatna traka za spora vozila.

4. Kriterijum – ΔVmin

Sa narednog grafikona [Slika 5.6] očitavamo da je za UN= 7,50% i dužinu od 2300m minimalna brzina na kraju uspona Vmin = 3 0 (km/h). Poredjenjem ove vrednosti sa vrednošću iz prethodne Tabele za Vr = 90 (km/h) od Vmin = 42,5 (km/h) zaključak je da i po ovom kriterijumu porebna dodatna traka.

Konačni zaključak je da je potrebno graditi dodatnu traku. Pošto 3. i 4. kriterijum ne zavise od veličine protoka odluka o optimalnoj dinamici donosi se na osnovu 1. kriterijuma, a to je 2023. godina.

Dimenzionisanje dodatne trake

Ukupna dužina dodatne trake na odseku sa uzdužnim nagibom iznosi:

Ldt = L - L1 + L2 + 2 Vgr t/3,6 (m)gdeje:Ldt - ukupna dužina dodatne trakeL - ukupna dužina uzdužnog nagiba (2300m)L1 - rastojanje od početka uzdužnog nagiba do početka dodatne trake.L2- rastojanje od kraja uzdužnog nagiba do kraja dodatne trakeVgr - granična najmanja brzina kojom srne da se kreće merodaavno teretno vozilo uzajedničkoj traci sa ostalim tokom vozila (vrednosti za Vgr date u narednoj tabeli)t = 4 (s) - preporučeno vreme potrebno za isključivanje iz zajedničke trake, odnosno uključenje u zajedničku traku.

Najčešće preporučene vrednosti Vgr u funkciji računske brzine

Računska brzina Vr (km/h) Vgr (km/h) 120 60100 5580 5070 4560 40

za Vr = 90 (km/h) → iz prethodne Tabele → Vgr= 52,50 (km/h)L1 → sa Slike 5.6., za UN = 7% očitavamo L1 = 350 (m)L2 → sa Slike 5.6., m.t.vozilo od. Vmin na kraju uspona = 31 (km/h) za UN = 7,50% i

l = 2300m, ubrzavana UN=2% do brzine Vgr = 52,50 (km/h) na dužini od(očitavamo sa Slike 5.6.) → L2 = 300 (m)

Ldt = 2300 - 350 + 300 + 2 x 52,50 x 4 / 3,6 = 2367 (m)Početak dodatne trake je na rastojanju od 350 - 58,50 = 291,5 (m) od početka II odseka a kraj dodatne trake na rastojanju od 300 + 58,50 = 358,5 (m) od početka III odseka.

II odsek (2300 m) III odsek

291,50 m 358,5 m

Ldt = 2367 m

Pošto su elementi poprečnog profila u postojećem stanju

2 * 3,15 + 2 * 0,50 (m)

Moguća rešenja poprečnog profila su:

1 * 3,25 + 2 * 3,00 + 2 * 1,00 (m)

2 * 3,25 + 1 * 3,00 + 2 * 1,00 (m)

1 * 3,25 + 1 * 3,15 + 1 * 3,00 + 2 * 1,00 (m)

Documents

Tehnike saobracajnog toka