Κεφάλαιο 8. Στοιχεία σύνδεσης αυτοκινητοδρόµων

Transcript

1 Κεφάλαιο 8. Στοιχεία σύνδεσης αυτοκινητοδρόµων Σύνοψη Στο κεφάλαιο αυτό εισάγονται οι έννοιες της πλέξης και των κόµβων µε κλάδους εισόδου/εξόδου, και παρουσιάζονται µεθοδολογίες για την εκτίµηση της στάθµης εξυπηρέτησης στις περιπτώσεις αυτές. Προαπαιτούµενη γνώση Είναι χρήσιµες κάποιες έννοιες από το κεφάλαιο Πλέξεις Εισαγωγή Η εικόνα 8.1 παρουσιάζει ένα τµήµα πλέξης αυτοκινητοδρόµου. Στους κλάδους εισόδου και εξόδου, οχήµατα που κινούνται από τον κλάδο Α προς τον κλάδο D πρέπει να διασχίσουν τη διαδροµή των οχηµάτων που µετακινούνται από τον κλάδο Β στον κλάδο C. Τα ρεύµατα Α-D και B-C συνεπώς αποκαλούνται τµήµατα πλέξης. Οι ροές A-C και B-D δεν υποχρεούνται να διασταυρωθούν µε τη διαδροµή άλλων ρευµάτων και συνεπώς αποκαλούνται µη εµπλεκόµενα ρεύµατα. Εικόνα 8.1 Ρεύµατα τµήµατος πλέξης (Πηγή: HCM, 2010). Τα τµήµατα πλέξης απαιτούν έντονους ελιγµούς αλλαγής λωρίδας, καθώς οι οδηγοί πρέπει να προσεγγίσουν τις κατάλληλες λωρίδες για να ακολουθήσουν τον κλάδο εξόδου που επιθυµούν. Συνεπώς, η κυκλοφορία στα ρεύµατα πλέξης υπόκειται σε µεγαλύτερη «τύρβη» από αυτήν που συναντάται στα συνήθη τµήµατα αυτοκινητοδρόµου. Τα λειτουργικά προβλήµατα και οι αυξηµένες απαιτήσεις σχεδιασµού στα τµήµατα αυτά, αντιµετωπίζονται µε τη µεθοδολογία που παρουσιάζεται στο κεφάλαιο αυτό. Η λειτουργία ενός τµήµατος πλέξης επηρεάζεται από τρία γεωµετρικά χαρακτηριστικά: Μήκος: η απόσταση µεταξύ του µερισµού και της συµβολής που σχηµατίζουν το τµήµα πλέξης. Πλάτος: ο αριθµός λωρίδων στο τµήµα πλέξης. Διαρρύθµιση: ορίζεται ανάλογα µε τον τρόπο που οι λωρίδες εισόδου και εξόδου συνδυάζονται. Το µήκος πλέξης ορίζεται στο πλαίσιο της µεθοδολογίας που θα παρουσιαστεί στο κεφάλαιο αυτό µε τα δύο µεγέθη που φαίνονται στην Εικόνα 8.2. Τα µήκη ορίζονται ως εξής: L S : µικρό µήκος, η απόσταση (σε πόδια) µεταξύ του τέλους της διαχωριστικής διαγράµµισης που απαγορεύει ή αποθαρρύνει την αλλαγή λωρίδας. L B : βασικό µήκος, η απόσταση (σε πόδια) µεταξύ των σηµείων, όπου συναντώνται η αριστερή οριογραµµή των κλάδων εισόδου εξόδου µε την αριστερή οριογραµµή της οδού. Αντωνίου και Σπυροπούλου 159

2 Εικόνα 8.2 Μέτρηση µήκους πλέξης (Πηγή: HCM, 2010). Εν γένει, στους υπολογισµούς που παρουσιάζονται χρησιµοποιείται το µήκος L S. Αυτό δεν σηµαίνει υποχρεωτικά ότι οι αλλαγές λωρίδας στην περιοχή πλέξης περιορίζονται σε αυτό το µήκος. Πάντως, αποτελέσµατα σχετικών µελετών συντείνουν στο συµπέρασµα ότι το µήκος αυτό αποτελεί καλό δείκτη για την περιγραφή της λειτουργίας του τµήµατος πλέξης. Παρ όλα αυτά, οι εκτιµώµενες ταχύτητες και πυκνότητες µπορεί να θεωρηθεί ότι ισχύουν σε όλο το µήκος L B. Το µήκος πλέξης επηρεάζει σηµαντικά την ένταση των αλλαγών λωρίδας κατά τη λειτουργία της πλέξης. Η αύξηση του µήκους αυτού επιτρέπει περισσότερο χώρο και χρόνο για την εκτέλεση των αλλαγών λωρίδας. Αυτό µειώνει την πυκνότητα των αλλαγών λωρίδας και συνεπώς της τύρβης. Η αύξηση του µήκους πλέξης οδηγεί σε αύξηση της κυκλοφοριακής ικανότητας και βελτιώνει τη λειτουργία (για σταθερή ζήτηση). Το πλάτος ενός τµήµατος πλέξης µετράται ως ο αριθµός των συνεχών λωρίδων εντός του τµήµατος. Λωρίδες επιτάχυνσης ή επιβράδυνσης που δεν διατρέχουν το συνολικό µήκος της πλέξης δεν προσµετρώνται στον αριθµό αυτό. Επισηµαίνεται ότι, αν και ο µεγαλύτερος αριθµός λωρίδων επιτρέπει µεγαλύτερο χώρο για όλα τα οχήµατα, επίσης ενθαρρύνουν επιπλέον µη υποχρεωτικούς ελιγµούς αλλαγής λωρίδας. Η διαρρύθµιση του τµήµατος πλέξης καθορίζει πόσες αλλαγές λωρίδες απαιτούνται ώστε να ολοκληρώσουν επιτυχώς τον ελιγµό πλέξης οι οδηγοί στα εµπλεκόµενα ρεύµατα πλέξης. Τα περισσότερα τµήµατα πλέξης είναι µονόπλευρα. Αυτό σηµαίνει ότι οι κλάδοι που ορίζουν την είσοδο προς και έξοδο από το τµήµα πλέξης βρίσκονται στην ίδια πλευρά του αυτοκινητοδρόµου. Η µεθοδολογία που παρουσιάζεται σε αυτό το κεφάλαιο αφορά τέτοιου είδους τµήµατα πλέξης, παραδείγµατα των οποίων φαίνονται στην Εικόνα 8.3. Για περιπτώσεις αµφίπλευρης πλέξης (όπου δηλαδή ο ένας κλάδος βρίσκεται αριστερά της οδού και ο άλλος δεξιά, όπως φαίνεται στην Εικόνα 8.4) χρησιµοποιούνται τροποποιηµένες διατάξεις, οι οποίες αναφέρονται στον εκάστοτε κανονισµό, π.χ. εν προκειµένω στο Highway Capacity Manual Εικόνα 8.3 Παραδείγµατα µονόπλευρων πλέξεων: (α) µονόπλευρη πλέξη µε ράµπες, (β) µονόπλευρη πλέξη µε κλάδους αυτοκινητοδρόµου (Πηγή: HCM, 2010) Εικόνα 8.4 Παραδείγµατα αµφίπλευρων πλέξεων: (α) αµφίπλευρη πλέξη µε ράµπες µε µια λωρίδα, (β) αµφίπλευρη πλέξη µε τρεις αλλαγές λωρίδας (Πηγή: HCM, 2010). Αντωνίου και Σπυροπούλου 160

3 8.1.2 Αριθµητικά µεγέθη της διαρρύθµισης πλέξης Η ποσοτικοποίηση της λειτουργίας ενός τµήµατος πλέξης µπορούν να περιγραφούν από τρία µεγέθη: LC RF : ελάχιστος αριθµός αλλαγών λωρίδας που απαιτούνται για να ολοκληρώσει µε επιτυχία τον ελιγµό του ένα όχηµα που κινείται από κλάδο εισόδου προς τον αυτοκινητόδροµο. LC FR : ελάχιστος αριθµός αλλαγών λωρίδας που απαιτούνται για να ολοκληρώσει µε επιτυχία τον ελιγµό του ένα όχηµα που κινείται από τον αυτοκινητόδροµο προς έναν κλάδο εξόδου. N WL : αριθµός λωρίδων από τις οποίες µπορεί να ολοκληρωθεί ένας ελιγµός πλέξης µε µία ή καµία αλλαγή λωρίδας. Στην Εικόνα 8.5 απεικονίζονται παραδείγµατα προσδιορισµού των τιµών αυτών για µονόπλευρες πλέξεις. Η Εικόνα 8.5(α) απεικονίζει ένα τµήµα πλέξης µε πέντε λωρίδες. Ένας οδηγός σε εµπλεκόµενη λωρίδα, ο οποίος επιθυµεί να εξέλθει από τον κλάδο εξόδου και βρίσκεται στη δεξιότερη λωρίδα του αυτοκινητοδρόµου, πρέπει να πραγµατοποιήσει µια αλλαγή λωρίδας ώστε να εισέλθει στη βοηθητική λωρίδα και να συνεχίσει στη ράµπα. Στην περίπτωση αυτή LC FR =1. Αντίστοιχα, ένας οδηγός που εισέρχεται από τη ράµπα εισόδου χρησιµοποιεί επίσης τη βοηθητική λωρίδα και πραγµατοποιεί µια αλλαγή λωρίδας, ώστε να βρεθεί στη δεξιότερη λωρίδα του αυτοκινητοδρόµου. Συνεπώς, επίσης LC RF =1. Οι Εικόνες 8.5(β) και 8.5(γ) παρουσιάζουν διαρρυθµίσεις πλέξης µε τέσσερις λωρίδες κυκλοφορίας. Οι δυο περιπτώσεις διαφέρουν στη διαρρύθµιση των περιοχών εισόδου και εξόδου. Η µία περίπτωση (8.5γ) είναι ισορροπηµένη, δηλαδή ο αριθµός των λωρίδων εξόδου από την περιοχή πλέξης είναι µια παραπάνω από όσες εισέρχονται, ενώ η άλλη δεν είναι. Το πλεονέκτηµα σε αυτή την περίπτωση είναι ότι µια από τις εισερχόµενες λωρίδες χωρίζεται, επιτρέποντας στους οδηγούς σε αυτή να επιλέξουν να συνεχίσουν είτε στον αυτοκινητόδροµο είτε στον κλάδο εξόδου. Εικόνα 8.5 Παραδείγµατα προσδιορισµού τιµών διαρρύθµισης πλέξης (Πηγή: Highway Capacity Manual 2010). Η περίπτωση 8.5(β) δεν είναι συνήθης και χρησιµοποιείται εδώ ως ένα παράδειγµα έλλειψης ισορροπίας λωρίδων πλέξης. Στην Εικόνα 8.5(β) η κίνηση πλέξης από τον κλάδο εισόδου προς τον αυτοκινητόδροµο απαιτεί τουλάχιστον µία αλλαγή λωρίδας. Ένα όχηµα µπορεί να εισέλθει στην αριστερή λωρίδα του κλάδου εισόδου και πραγµατοποιώντας µόνο µια αλλαγή λωρίδας να εισέλθει στον Αντωνίου και Σπυροπούλου 161

4 αυτοκινητόδροµο. Στην περίπτωση αυτή LC RF =1. Η κίνηση πλέξης από τον αυτοκινητόδροµο προς τη ράµπα µπορεί να γίνει χωρίς καµία αλλαγή λωρίδας, δηλαδή LC FR =0. Στην περίπτωση της Εικόνας 8.5(γ) η κίνηση από τον κλάδο εισόδου προς τον αυτοκινητόδροµο µπορεί να γίνει χωρίς αλλαγή λωρίδας, ενώ η κίνηση από τον αυτοκινητόδροµο προς τον κλάδο εξόδου απαιτεί µια αλλαγή λωρίδας. Συνεπώς, LC RF =0 και LC FR =1. Σχετικά µε τον αριθµό λωρίδων, στην περίπτωση της Εικόνας 8.5(α) υπάρχουν µόνο δυο λωρίδες από τις οποίες µπορεί να πραγµατοποιηθεί κίνηση πλέξης µε όχι περισσότερες από µία αλλαγή λωρίδας. Συνεπώς, N WL =2. Στην περίπτωση 8.5(β) τα εµπλεκόµενα οχήµατα εισέρχονται στην περιοχή της πλέξης στην αριστερότερη λωρίδα του κλάδου εισόδου ή τη δεξιότερη του αυτοκινητοδρόµου και υποχρεούνται να συµβάλουν σε µια λωρίδα. Από αυτή τη λωρίδα η κίνηση από τον αυτοκινητόδροµο προς τον κλάδο εξόδου µπορεί να γίνει χωρίς αλλαγή λωρίδας, ενώ η κίνηση από τον κλάδο εισόδου προς τον αυτοκινητόδροµο απαιτεί µία αλλαγή λωρίδας. Επειδή οι κινήσεις συµβάλλουν σε µία λωρίδα, αυτό καταµετράται ως µία λωρίδα, από την οποία µπορούν να γίνουν κινήσεις πλέξης µε µία ή καµία αλλαγή λωρίδας. Τα οχήµατα, όµως, που εισέρχονται από τον αυτοκινητόδροµο και εξέρχονται από τον κλάδο εξόδου µπορούν επίσης να εισέλθουν από τη µεσαία λωρίδα του αυτοκινητοδρόµου και να πραγµατοποιήσουν µε µία µόνο αλλαγή λωρίδας τον ελιγµό αυτό. Συνεπώς, και πάλι N WL =2. Η ισορροπία λωρίδων στην περίπτωση που φαίνεται στην Εικόνα 8.5(γ) επιτρέπει µεγαλύτερη ευελιξία. Τα οχήµατα που κινούνται από τη ράµπα προς τον αυτοκινητόδροµο µπορούν να εισέλθουν από τις δύο λωρίδες της ράµπας εισόδου και να ολοκληρώσουν τον ελιγµό πλέξης µε καµία ή µια αλλαγή λωρίδας. Τα οχήµατα που κινούνται από τον αυτοκινητόδροµο προς τη ράµπα εξόδου µπορούν να εισέλθουν από την πλέον αριστερή λωρίδα του αυτοκινητοδρόµου και να ολοκληρώσουν τον ελιγµό µε µία µόνο αλλαγή λωρίδας. Συνεπώς, σε αυτή την περίπτωση N WL =3. Σε όλες τις µονόπλευρες πλέξεις, ο αριθµός των λωρίδων από τις οποίες µπορεί να πραγµατοποιηθεί ελιγµός πλέξης µε µία ή καµία αλλαγή λωρίδας είναι 2 ή 3. Τµήµατα µε N WL =3 παρατηρούνται γενικά σε τµήµατα πλέξης µε ισορροπία λωρίδων στην έξοδο Μεθοδολογία Περιορισµοί χρήσης της µεθοδολογίας Πριν από την περιγραφή της µεθοδολογίας που περιγράφεται στο Highway Capacity Manual 2010 είναι απαραίτητο να παρουσιαστεί το πλαίσιο εφαρµογής της µεθοδολογίας αυτής και συγκεκριµένα οι περιορισµοί, δηλαδή οι περιπτώσεις στις οποίες δεν µπορεί να εφαρµοστεί (χωρίς τροποποιήσεις και προσαρµογές από τον µηχανικό). Συγκεκριµένα, η µεθοδολογία δεν µπορεί να εφαρµοστεί όπως είναι στις περιπτώσεις όπου ισχύουν οι παρακάτω συνθήκες: Ύπαρξη ειδικών λωρίδων κυκλοφορίας, π.χ. για οχήµατα υψηλής πληρότητας, στην περιοχή πλέξης. Έλεγχος προσβάσεων στις ράµπες εισόδου στην πλέξη. Επίδραση της κατάντη ουράς ή ανάντη περιορισµού της ζήτησης σε ένα οδικό τµήµα. Επιπτώσεις αστυνόµευσης. Παρουσία ευφυών συστηµάτων µεταφορών (intelligent transportation systems, ITS), τα οποία επηρεάζουν την καθοδήγηση του οδηγού ή τη λειτουργία του οχήµατος. Τµήµατα πλέξης σε αστικές οδούς. Λειτουργικές επιπτώσεις σε συνθήκες κυκλοφοριακού κορεσµού. Πολλαπλά τµήµατα πλέξης. Στις περιπτώσεις αυτές, ο µελετητής θα πρέπει να ανατρέξει σε εναλλακτικές µεθοδολογίες εκτίµησης της στάθµης εξυπηρέτησης, π.χ. µε τη συνδροµή προσοµοίωσης, ή χρησιµοποιώντας ειδικές περιπτώσεις της µεθοδολογίας. Επίσης, στο κεφάλαιο αυτό περιγράφεται µόνο η µεθοδολογία για µονόπλευρα τµήµατα πλέξης. Η συνολική µεθοδολογία παρουσιάζεται στην Εικόνα 8.6. Στην συνέχεια παρουσιάζονται αναλυτικά τα βήµατα. Η µεθοδολογία συνδυάζει διαφόρους αλγορίθµους, οι οποίοι περιλαµβάνουν: Μέθοδο για την πρόβλεψη του συνολικού αριθµού αλλαγών λωρίδων που λαµβάνουν χώρα στο τµήµα πλέξης. Το µέτρο αυτό περιγράφει άµεσα την τύρβη που παρατηρείται στην κυκλοφορία λόγω των κινήσεων πλέξης. Αντωνίου και Σπυροπούλου 162

5 Μέθοδο για την πρόβλεψη της µέσης τιµής των εµπλεκοµένων και µη εµπλεκοµένων οχηµάτων κάτω από σταθερές λειτουργικές συνθήκες, δηλαδή όταν το τµήµα πλέξης δεν λειτουργεί σε στάθµη εξυπηρέτησης F. Μέθοδο για την πρόβλεψη της κυκλοφοριακής ικανότητας του τµήµατος πλέξης κάτω από ιδανικές και πραγµατικές συνθήκες. Μέθοδο για την εκτίµηση του µέγιστου µήκους, για το οποίο µπορεί να ειπωθεί ότι υπάρχουν συνθήκες λειτουργίας πλέξης. Βήμα 1: Δεδομένα εισόδου Βήμα 2: Προσαρμογή φόρτου Βήμα 3: Καθορισμός χαρακτηριστικών διαρρύθμισης πλέξης Μήκος μικρότερο από το μέγιστο Βήμα 4: Καθορισμός μέγιστου μήκους πλέξης Μήκος μεγαλύτερο από το μέγιστο Ενότητα 8.2 Βήμα 5: Καθορισμός κυκλοφοριακής ικανότητας τμήματος πλέξης v/c<1 v/c>1 Σ.Ε.: F Βήμα 6: Καθορισμός αριθμού αλλαγών λωρίδας Βήμα 7: Καθορισμός μέσης ταχύτητας εμπλεκομένων και μη εμπλεκομένων οχημάτων Βήμα 8: Καθορισμός στάθμης εξυπηρέτησης Εικόνα 8.6 Συνολική µεθοδολογία ανάλυσης για τµήµατα πλέξης Παράµετροι περιγραφής τµήµατος πλέξης Η Εικόνα 8.7 παρουσιάζει όλες τις µεταβλητές που πρέπει να οριστούν ως δεδοµένα εισόδου και ορίζει αυτές που θα χρησιµοποιηθούν τόσο κατά την εφαρµογή όσο και ως αποτελέσµατα της µεθοδολογίας. Κάποιες από τις µεταβλητές αφορούν µόνο τα µονόπλευρα τµήµατα πλέξης. Αντωνίου και Σπυροπούλου 163

6 Εικόνα 8.7 Παράµετροι πλέξης για µονόπλευρα τµήµατα πλέξης. Οι µεταβλητές που πρέπει να οριστούν είναι: v FF : φόρτος για την κίνηση από και προς τον αυτοκινητόδροµο (ΜΕΑ/ώρα) v RF : φόρτος για την κίνηση από την ράµπα προς τον αυτοκινητόδροµο (ΜΕΑ/ώρα) v FR : φόρτος για την κίνηση από τον αυτοκινητόδροµο προς τη ράµπα (ΜΕΑ/ώρα) v RR : φόρτος για την κίνηση µεταξύ των ραµπών (ΜΕΑ/ώρα) v W : εµπλεκόµενος φόρτος πλέξης στο τµήµα πλέξης (ΜΕΑ/ώρα), v W = v RF + v FR v ΝW : µη εµπλεκόµενος φόρτος στο τµήµα πλέξης (ΜΕΑ/ώρα), v W = v FF + v RR v: συνολικός φόρτος στο τµήµα πλέξης (ΜΕΑ/ώρα), v= v W + v ΝW VR: λόγος φόρτου, v W /v Ν: αριθµός λωρίδων στο τµήµα πλέξης Ν WL : αριθµός λωρίδων από τις οποίες µπορεί να πραγµατοποιηθεί ελιγµός πλέξης µε µια η καµία αλλαγή λωρίδας (βλ. Εικόνα 8.5) S W : µέση ταχύτητα οχηµάτων πλέξης εντός του τµήµατος πλέξης (µίλια/ώρα) S NW : µέση ταχύτητα µη εµπλεκόµενων οχηµάτων εντός του τµήµατος πλέξης (µίλια/ώρα) S: µέση ταχύτητα όλων των οχηµάτων εντός του τµήµατος πλέξης (µίλια/ώρα) FFS: ταχύτητα ελεύθερης ροής του τµήµατος πλέξης (µίλια/ώρα) D: µέση πυκνότητα όλων των οχηµάτων εντός του τµήµατος πλέξης (ΜΕΑ/µίλι/λωρίδα) W: συντελεστής έντασης πλέξης L S : µήκος του τµήµατος πλέξης (πόδια), µε βάση τον ορισµό της Εικόνας 8.2 LC RF : ελάχιστος αριθµός αλλαγών λωρίδας που πρέπει να πραγµατοποιηθεί από ένα όχηµα που κινείται από τη ράµπα εισόδου προς τον αυτοκινητόδροµο (βλ. Εικόνα 8.5) LC FR : ελάχιστος αριθµός αλλαγών λωρίδας που πρέπει να πραγµατοποιηθεί από ένα όχηµα που κινείται από τον αυτοκινητόδροµο προς τη ράµπα εισόδου LC ΜΙΝ : ελάχιστος αριθµός αλλαγών λωρίδας που πρέπει να υφίσταται, ώστε όλα τα εµπλεκόµενα οχήµατα να ολοκληρώσουν τους ελιγµούς πλέξης επιτυχώς (αλλαγές λωρίδας ανά ώρα), LC ΜΙΝ =(LC RF x v RF ) + (LC FR x v FR ) LC W : συνολικός αριθµός αλλαγών λωρίδας των εµπλεκοµένων οχηµάτων εντός του τµήµατος πλέξης (αλλαγές λωρίδας ανά ώρα) LC ΝW : συνολικός αριθµός αλλαγών λωρίδας των µη εµπλεκοµένων οχηµάτων εντός του τµήµατος πλέξης (αλλαγές λωρίδας ανά ώρα) LC ALL : συνολικός αριθµός αλλαγών λωρίδας όλων των οχηµάτων εντός του τµήµατος πλέξης (αλλαγές λωρίδας ανά ώρα), LC ALL = LC W + LC ΝW ID: πυκνότητα κόµβων, που ορίζεται ως ο αριθµός κόµβων τρία χιλιόµετρα πριν και τρία χιλιόµετρα µετά από το κέντρο του εξεταζόµενου τµήµατος πλέξης, διαιρεµένο µε τον αριθµό 6 (κόµβοι ανά µίλι) I LC : ένταση αλλαγών λωρίδας (αλλαγές λωρίδας ανά πόδι), I LC = LC ALL /L S Αντωνίου και Σπυροπούλου 164

7 Βήµα 1: Δεδοµένα εισόδου Η µεθοδολογία για την εκτίµηση της στάθµης εξυπηρέτησης τµηµάτων πλέξης έχει κυρίως ως στόχο τη λειτουργική ανάλυση, δηλαδή την εκτίµηση της αναµενόµενης στάθµης εξυπηρέτησης µε δεδοµένα κάποια χαρακτηριστικά γεωµετρικού σχεδιασµού και ζήτησης. Η εφαρµογή της µεθοδολογίας για τον σχεδιασµό υποδοµών πραγµατοποιείται κυρίως στη βάση της συγκριτικής ανάλυσης µεταξύ διαφορετικών προτεινόµενων λύσεων, π.χ. την προσθήκη µίας επιπλέον λωρίδας στο τµήµα πλέξης. Για να µπορεί να εφαρµοστεί η µεθοδολογία απαιτείται ο ορισµός της γεωµετρίας του τµήµατος πλέξης, η οποία περιλαµβάνει τον αριθµό λωρίδων, τα πλάτη λωρίδων, την απόσταση πλευρικών εµποδίων, τις λεπτοµέρειες του σχεδιασµού των περιοχών εισόδου και εξόδου (περιλαµβανοµένων των διαγραµµίσεων), την ύπαρξη και έκταση διαχωριστικών γραµµών και το µήκος του τµήµατος πλέξης. Καλό είναι να σχεδιάζεται σκαρίφηµα του τµήµατος πλέξης µε διαστάσεις. Οι κυκλοφοριακές συνθήκες περιγράφονται συνήθως από τους µέγιστους φόρτους για την ώρα αναφοράς. Αν υπάρχουν κυκλοφοριακές µετρήσεις από το πεδίο, µπορεί να χρησιµοποιηθεί ο φόρτος για το δυσµενέστερο δεκαπεντάλεπτο της ώρας αιχµής, οπότε ο ΣΩΑ µπορεί να θεωρηθεί ίσος µε Βήµα 2: Προσαρµογή φόρτου Όλες οι εξισώσεις στο κεφάλαιο αυτό χρησιµοποιούν φόρτους υπό ιδανικές συνθήκες ως δεδοµένα εισόδου. Συνεπώς, οι φόρτοι υπό τις επικρατούσες συνθήκες θα πρέπει να µετατρέπονται στα κατάλληλα µεγέθη µε τη χρήση της σχέσης: V! v! = ΣΩΑ f!" f! όπου: i είναι δείκτης που υποδηλώνει τον τύπο του φόρτου και λαµβάνει τις ακόλουθες τιµές: FF (αυτοκινητόδροµος προς αυτοκινητόδροµο), FR (αυτοκινητόδροµος προς ράµπα), RF (ράµπα προς αυτοκινητόδροµο), RR (ράµπα προς ράµπα), W (πλέξης) και NW (µη εµπλεκόµενος) v i είναι ο φόρτος υπό τις ισοδύναµες συνθήκες αναφοράς (ΜΕΑ/ώρα/λωρίδα) V i είναι η ζήτηση υπό τις πραγµατικές συνθήκες ΣΩΑ είναι ο συντελεστής ώρας αιχµής (συνήθως παίρνει τιµές µεταξύ 0,85 και 1) f HV είναι συντελεστής προσαρµογής για την παρουσία βαρέων οχηµάτων στην κυκλοφορία f p είναι συντελεστής προσαρµογής για µη εξοικειωµένους οδηγούς Για τις τιµές των παραµέτρων f HV και f P ακολουθείται η µεθοδολογία που περιγράφτηκε στο Κεφάλαιο 4. Μετά τον υπολογισµό των φόρτων, συνίσταται η δηµιουργία διαγράµµατος πλέξης, όπως αυτό που φαίνεται στο σχήµα Βήµα 3: Καθορισµός χαρακτηριστικών διαρρύθµισης πλέξης Τα βασικά µεγέθη που χρησιµοποιούνται για την περιγραφή των χαρακτηριστικών της διαρρύθµισης πλέξης είναι: LC MIN : ελάχιστος ρυθµός µε τον οποίο τα εµπλεκόµενα οχήµατα πρέπει να αλλάξουν λωρίδα για να ολοκληρώσουν όλους τους ελιγµούς πλέξης επιτυχώς (αλλαγές λωρίδας/ώρα). N WL : αριθµός λωρίδων από τις οποίες µπορεί να πραγµατοποιηθεί ελιγµός πλέξης µε καµία ή µια αλλαγή λωρίδας. Στην ενότητα αυτή παρουσιάζεται ο τρόπος υπολογισµού των µεγεθών αυτών για µονόπλευρες πλέξεις, ενώ για τον υπολογισµό στην ειδική περίπτωση των αµφίπλευρων πλέξεων, υπάρχει ειδική µεθοδολογία στο Highway Capacity Manual (2010). Για µονόπλευρα τµήµατα πλέξης, ο τρόπος υπολογισµού του LC MIN είναι: LC ΜΙΝ =(LC RF x v RF ) + (LC FR x v FR ) Η τιµή της παραµέτρου N WL είναι 2 ή 3. Η επιλογή γίνεται βάσει του γεωµετρικού σχεδιασµού και τη διαρρύθµιση της πλέξης, όπως φαίνεται στην Εικόνα 8.5. Αντωνίου και Σπυροπούλου 165

8 Βήµα 4: Καθορισµός µέγιστου µήκους πλέξης Η έννοια του µέγιστου µήκους πλέξης είναι ιδιαίτερα σηµαντική στη µεθοδολογία αυτή. Θεωρητικά, το µέγιστο µήκος είναι το µήκος στο οποίο η λειτουργία της πλέξης (α) δεν επηρεάζει πλέον τη λειτουργία του οδικού τµήµατος, ή εναλλακτικά (β) δεν έχει επίπτωση στην κυκλοφοριακή ικανότητα του τµήµατος πλέξης. Στην πράξη, όµως, η λειτουργία της πλέξης µπορεί να έχει επιπτώσεις στη λειτουργία ενός σηµαντικού µήκους, που υπερβαίνει σηµαντικά το µήκος του τµήµατος πλέξης. Συνεπώς, στη µεθοδολογία αυτή επιλέγεται η δεύτερη ερµηνεία (µη επιρροή στην κυκλοφοριακή ικανότητα). Το µέγιστο µήκος του τµήµατος πλέξης (σε πόδια) υπολογίζεται από τη σχέση: L!"# = VR!.! 1566N!" όπου L MAX είναι το µέγιστο µήκος πλέξης, ενώ οι άλλες µεταβλητές έχουν ήδη οριστεί. Όσο αυξάνεται το VR, είναι αναµενόµενο ότι η επίπτωση της ανατάραξης λόγω της πλέξης θα επεκταθεί σε µεγαλύτερες αποστάσεις. Μεγαλύτερες τιµές του N!" ισοδυναµούν µε µεγαλύτερη ευκολία πραγµατοποίησης της πλέξης, µε αποτέλεσµα τη µείωση της απόστασης, στην οποία η πλέξη επηρεάζει την κυκλοφοριακή ικανότητα. Ο Πίνακας 8.1 παρουσιάζει τη µεταβολή του µήκους πλέξης σε σχέση µε αυτά τα δύο βασικά µεγέθη. Οι τιµές αυτές παρουσιάζονται πληροφοριακά, καθώς οι µεγαλύτερες τιµές είναι µάλλον απίθανο να συναντηθούν στην πράξη. Συγκεκριµένα, για 2 λωρίδες πλέξης η τιµή του λόγου φόρτων σπάνια υπερβαίνει την περιοχή 0,4 µε 0,5, ενώ για 3 λωρίδες πλέξης σε σπάνιες περιπτώσεις µπορεί να υπάρχουν και τιµές µεγαλύτερες από 0,7. VR Αριθµός λωρίδων πλέξης N WL =2 N WL =3 0, , , , , , , , Πίνακας 8.1 Μεταβολή µήκους πλέξης σε σχέση µε τον λόγο φόρτων και τον αριθµό των λωρίδων πλέξης (πόδια). Η τιµή L MAX χρησιµοποιείται για να αποφασιστεί αν θα πρέπει να συνεχιστεί η εφαρµογή της µεθοδολογίας αυτής. Συγκεκριµένα: Αν L S < L MAX, τότε η µεθοδολογία µπορεί να συνεχιστεί. Αν L S L MAX, τότε το τµήµα πρέπει να αντιµετωπιστεί ως ξεχωριστή συµβολή και µερισµός, σύµφωνα µε τη µεθοδολογία που παρουσιάζεται αργότερα στο κεφάλαιο αυτό. Στην περίπτωση αυτή, αν η απόσταση είναι µεγάλη και υπάρχει τµήµα του αυτοκινητοδρόµου που απέχει από τις περιοχές επιρροής της συµβολής και του µερισµού, τότε αυτό θα αναλύεται σαν βασικό τµήµα αυτοκινητοδρόµου (σύµφωνα µε το Κεφάλαιο 4) Βήµα 5: Καθορισµός κυκλοφοριακής ικανότητας τµήµατος πλέξης Η κυκλοφοριακή ικανότητα ενός τµήµατος πλέξης καθορίζεται από δυο οριακές συνθήκες: Κατάρρευση της λειτουργίας ενός τµήµατος πλέξης αναµένεται να συµβεί όταν η µέση πυκνότητα όλων των οχηµάτων φτάσει τα 43 ΜΕΑ/µίλι/λωρίδα. Κατάρρευση της λειτουργίας ενός τµήµατος πλέξης αναµένεται να συµβεί όταν ο συνολικός φόρτος υπερβεί τις τιµές o ΜΕΑ/ώρα για περιπτώσεις µε N WL =2 λωρίδες, ή o ΜΕΑ/ώρα για περιπτώσεις µε N WL =3 λωρίδες. Το πρώτο κριτήριο βασίζεται στα κριτήρια που αναφέρθηκαν στο Κεφάλαιο 4, όπου αναφέρεται ότι η ροή αυτοκινητοδρόµου αναµένεται να καταρρεύσει στα 45 ΜΕΑ/µίλι/λωρίδα, προσαρµοσµένο προς τα κάτω, λόγω της λειτουργίας του τµήµατος πλέξης, που είναι δυσµενέστερη. Αντωνίου και Σπυροπούλου 166

9 Το δεύτερο κριτήριο αναγνωρίζει ότι υπάρχει ένα πρακτικό όριο στον αριθµό των οχηµάτων που µπορούν να διασταυρωθούν χωρίς να προκληθούν σηµαντικές λειτουργικές απώλειες. Η κυκλοφοριακή ικανότητα ενός τµήµατος πλέξης µπορεί να εκτιµηθεί µε βάση την οριακή τιµή της πυκνότητας των 43 ΜΕΑ/µίλι/λωρίδα από την εξίσωση: C!"# = C!"# VR!.! L! N!" όπου: C IWL : η κυκλοφοριακή ικανότητα του τµήµατος πλέξης κάτω από ισοδύναµες ιδανικές συνθήκες ανά λωρίδα (ΜΕΑ/ώρα/λωρίδα), και C IFL : η κυκλοφοριακή ικανότητα βασικού τµήµατος αυτοκινητοδρόµου µε την ίδια ταχύτητα ελεύθερης ροής µε το τµήµα πλέξης, κάτω από ισοδύναµες ιδανικές συνθήκες ανά λωρίδα (ΜΕΑ/ώρα/λωρίδα) Οι υπόλοιπες µεταβλητές έχουν ήδη οριστεί. Το µοντέλο αυτό περιγράφει την κυκλοφοριακή ικανότητα του τµήµατος πλέξης σε σχέση µε τη διαφορά τµηµάτων αυτοκινητοδρόµου και πλέξης µε την ίδια ΤΕΡ. Η ικανότητα µειώνεται όσο αυξάνει ο λόγος VR, ενώ αυξάνει όσο αυξάνει το µήκος πλέξης και ο αριθµός των λωρίδων, όπως αναµένεται. Η τιµή της κυκλοφοριακής ικανότητας ανά λωρίδα C IWL θα πρέπει να µετατραπεί σε συνολική κυκλοφοριακή ικανότητα C W για τις επικρατούσες συνθήκες µέσω της ακόλουθης σχέσης: C! = C!"# Nf!" f! Όλα τα µεγέθη έχουν ήδη οριστεί. Στην περίπτωση όπου για την εκτίµηση της κυκλοφοριακής ικανότητας χρησιµοποιείται η έννοια των φόρτων πλέξης, χρησιµοποιούνται οι παρακάτω εξισώσεις: C!" =!"##!" για N WL=2 λωρίδες C!" =!"##!" για N WL=3 λωρίδες όπου C IW είναι η κυκλοφοριακή ικανότητα όλων των λωρίδων στο τµήµα πλέξης υπό ιδεατές συνθήκες σε ΜΕΑ/ώρα, ενώ όλες οι άλλες µεταβλητές έχουν ήδη οριστεί. Η τιµή πρέπει να µετατραπεί ώστε να αντικατοπτρίζει τις επικρατούσες συνθήκες ως εξής: C! = C!" f!" f! Ο τελικός καθορισµός της κυκλοφοριακής ικανότητας γίνεται λαµβάνοντας τη χαµηλότερη από τις δύο τιµές που προκύπτουν για την C W. Με δεδοµένη την κυκλοφοριακή ικανότητα, ο λόγος v/c για το τµήµα πλέξης µπορεί να υπολογιστεί ως: v/c = vf!"f! c! Αν η τιµή του v/c που προκύπτει είναι µεγαλύτερη από 1, τότε η ζήτηση υπερβαίνει τη χωρητικότητα, και η λειτουργία του τµήµατος πλέξης πιθανότατα θα αστοχήσει, δηλαδή θα προκύψει στάθµη εξυπηρέτησης F Βήµα 6: Καθορισµός αριθµού αλλαγών λωρίδας Ο αριθµός των αλλαγών λωρίδας υπολογίζονται µε βάση επιβατικά οχήµατα, ενώ αναµένεται ότι οι αλλαγές λωρίδας των βαρέων οχηµάτων θα επηρεάζουν την κυκλοφορία σε µεγαλύτερο βαθµό. Τρεις τύποι αλλαγών λωρίδας λαµβάνουν χώρα σε µια περιοχή πλέξης: Υποχρεωτικές αλλαγές λωρίδας εµπλεκοµένων οχηµάτων. Ο τρόπος υπολογισµού παρουσιάστηκε στο Βήµα 3. Αντωνίου και Σπυροπούλου 167

10 Κατ επιλογήν αλλαγές λωρίδας εµπλεκοµένων οχηµάτων. Οι αλλαγές αυτές δεν απαιτούνται για την επιτυχή ολοκλήρωση της πλέξης, αλλά περιλαµβάνουν την κίνηση οδηγών που επιλέγουν να εισέλθουν ή/και να εξέλθουν στην περιοχή της πλέξης από τις εξωτερικές λωρίδες (όπου υπάρχουν). Κατ επιλογήν αλλαγές λωρίδας µη εµπλεκοµένων οχηµάτων. Οι κινήσεις αυτές δεν απαιτούνται για την πραγµατοποίηση της πλέξης και πραγµατοποιούνται πάντα επειδή το επιλέγει ο οδηγός. Ο συνολικός αριθµός αλλαγών λωρίδας µπορεί να εκτιµηθεί από την ακόλουθη σχέση: LC! = LC!"# L! 300!.! N! 1 + ID!.! όπου: LC W είναι ο ισοδύναµος ωριαίος αριθµός αλλαγών λωρίδας που πραγµατοποιούνται από τους οδηγούς εντός του τµήµατος πλέξης (αλλαγές λωρίδας/ώρα) LC ΜΙΝ είναι ο ελάχιστος ωριαίος αριθµός αλλαγών λωρίδας που απαιτούνται ώστε να πραγµατοποιηθούν από τους οδηγούς όλοι οι ελιγµοί πλέξης επιτυχώς εντός του τµήµατος πλέξης (αλλαγές λωρίδας/ώρα) L S είναι το µήκος του τµήµατος πλέξης, χρησιµοποιώντας τον ορισµό για το σύντοµο τµήµα (σε πόδια), και λαµβάνοντας ως ελάχιστη τιµή τα 300 πόδια Ν είναι ο αριθµός των λωρίδων στο τµήµα πλέξης ID είναι η πυκνότητα κόµβων (κόµβοι/µίλι) Από τους όρους της σχέσης αυτής προκύπτουν ορισµένα ενδιαφέροντα χαρακτηριστικά. Ο όρος L S υπονοεί ότι για τµήµατα πλέξης µικρότερα από 300 πόδια (οπωσδήποτε µη επιθυµητή περίπτωση, η οποία όµως µπορεί να συναντηθεί) τα οχήµατα πραγµατοποιούν µόνο υποχρεωτικές αλλαγές λωρίδας, δηλαδή LC! = LC!"#. Καθώς ο αριθµός των κόµβων ανά χιλιόµετρο ID µπορεί να είναι µικρότερος από 1, ο όρος 1+ID εξασφαλίζει ότι ο εκθέτης 0,8 δεν θα επηρεάσει την τελική τιµή κατά περίεργο τρόπο. Για τον υπολογισµό του αριθµού των αλλαγών λωρίδας που πραγµατοποιούν τα µη εµπλεκόµενα οχήµατα χρησιµοποιείται µια ενδιάµεση µεταβλητή I NW : I!" = L! ID v!" Ο δείκτης αυτός περιγράφει κατά πόσο υπάρχει µια τάση των συνθηκών να οδηγήσουν σε ασυνήθιστα υψηλό φόρτο αλλαγών λωρίδας από µη εµπλεκόµενα οχήµατα. Ανάλογα µε την τιµή του δείκτη αυτού επιλέγεται διαφορετική σχέση για τον υπολογισµό των αλλαγών λωρίδας για τα µη εµπλεκόµενα οχήµατα. Για τιµές χαµηλότερες από ή ίσες µε 1300 χρησιµοποιείται η σχέση: LC!"! = 0.206v!" L! 192.6N όπου LC NW1 είναι ο αριθµός των αλλαγών λωρίδας ανά ώρα. Αν προκύψει αρνητικό αποτέλεσµα, τότε αυτό πρέπει να τεθεί ίσο µε 0. Το δεύτερο µοντέλο εφαρµόζεται για τιµές του δείκτη I NW µεγαλύτερες από 1950: LC!"! = v!" 2000 όπου LC NW2 είναι οι αλλαγές λωρίδας ανά ώρα, και όλες οι άλλες µεταβλητές έχουν οριστεί. Δυστυχώς, για τιµές του I NW µεταξύ 1300 και 1950 δεν υπάρχει σχέση που να δίνει τον αριθµό αλλαγών λωρίδας, και συνεπώς χρησιµοποιείται µια απλή γραµµική παρεµβολή: LC!"! = LC!"! + LC!"! LC!"! I!" όπου LC NW3 είναι ο αριθµός των αλλαγών λωρίδων ανά ώρα, και όλες οι άλλες µεταβλητές έχουν ήδη οριστει. Η σχέση αυτή ισχύει µόνο όταν το LC NW1 είναι µικρότερο από το LC NW2, που αποτελεί και την πλειοψηφία των περιπτώσεων. Σε σπάνιες περιπτώσεις, όπου αυτό δεν ισχύει, χρησιµοποιείται η τιµή LC NW2. Αντωνίου και Σπυροπούλου 168

11 Συνοπτικά, ο αριθµός των µη εµπλεκόµενων αλλαγών λωρίδας εκτιµάται ως εξής: Αν I NW 1300, τότε LC NW = LC NW1 Αν I NW 1950, τότε LC NW = LC NW2 Αν 1300 < I NW < 1950, τότε LC NW = LC NW3 Αν LC NW1 LC NW2, τότε LC NW = LC NW2 Τέλος, ο συνολικός αριθµός αλλαγών λωρίδας ανά ώρα για όλα τα οχήµατα στο τµήµα πλέξης δίνεται από τη σχέση: LC!"" = LC! + LC!" Βήµα 7: Καθορισµός µέσης ταχύτητας εµπλεκοµένων και µη εµπλεκοµένων οχηµάτων Η µέση ταχύτητα των εµπλεκοµένων και µη εµπλεκοµένων οχηµάτων επηρεάζεται από διαφορετικές παραµέτρους και συνεπώς εκτιµούνται µε διαφορετικές σχέσεις. Στη συνέχεια, οι δυο ταχύτητας συνδυάζονται ώστε να προκύψει µια µέση ταχύτητα για όλα τα οχήµατα στο τµήµα πλέξης, η οποία θα χρησιµοποιηθεί για τον υπολογισµό της πυκνότητας και την εκτίµηση της Στάθµης Εξυπηρέτησης. Η µέση τιµή των εµπλεκοµένων οχηµάτων προκύπτει από τη σχέση: S! = S!"# + S!"# S!"# 1 + W όπου: S W : µέση ταχύτητα των εµπλεκοµένων οχηµάτων εντός του τµήµατος πλέξης (µίλια/ώρα) S MIN : ελάχιστη µέση ταχύτητα των εµπλεκοµένων οχηµάτων που αναµένεται σε ένα τµήµα πλέξης (µίλια/ώρα) S MAX : µέγιστη µέση ταχύτητα των εµπλεκοµένων οχηµάτων που αναµένεται σε ένα τµήµα πλέξης (µίλια/ώρα) W: συντελεστής έντασης πλέξης Στην παρούσα µεθοδολογία γίνεται η υπόθεση ότι η ελάχιστη αναµενόµενη ταχύτητα είναι 15 µίλια/ώρα και η µέγιστη είναι η ΤΕΡ. Όπως και σε κάθε περίπτωση, η καλύτερη πηγή δεδοµένων για την ΤΕΡ είναι οι µετρήσεις πεδίου. Σε αντίθετη περίπτωση µπορεί να χρησιµοποιείται η διαδικασία που περιγράφτηκε στο Κεφάλαιο 4. Η µέση ταχύτητα των εµπλεκοµένων οχηµάτων εντός του τµήµατος πλέξης εκτιµάται από τη σχέση: όπου: S! = 15 + FFS W W = LC!"" L!!.!"# Η µέση ταχύτητα των µη εµπλεκοµένων οχηµάτων σε ένα τµήµα πλέξης δίνεται από τη σχέση: S!" = FFS LC!"# v N Τέλος, η µέση χωρική ταχύτητα όλων των οχηµάτων στο τµήµα πλέξης υπολογίζεται από την ακόλουθη σχέση: S = v! + v!"!!!! +!!"!!" Αντωνίου και Σπυροπούλου 169

12 Βήµα 8: Καθορισµός στάθµης εξυπηρέτησης Η στάθµη εξυπηρέτησης και στα τµήµατα πλέξης συσχετίζεται πρωτίστως µε την πυκνότητα της κυκλοφορίας. Ο Πίνακας 8.2 παρουσιάζει τα κριτήρια για τον καθορισµό της στάθµης εξυπηρέτησης για τµήµατα πλέξης σε αυτοκινητοδρόµους και σε υπεραστικές οδούς µε περισσότερες από δύο λωρίδες κυκλοφορίας. Στάθµη εξυπηρέτησης Πυκνότητα (ΜΕΑ/µίλι/λωρίδα) Τµήµατα πλέξης αυτοκινητοδρόµου Τµήµατα πλέξης υπεραστικών οδών µε >2 λωρίδες A B >10-20 >12-24 C >20-28 >24-32 D >28-35 >32-36 E >35 >36 F Η ζήτηση υπερβαίνει τη χωρητικότητα Πίνακας 8.2 Στάθµη εξυπηρέτησης για τµήµατα πλέξης. Για την εφαρµογή του κριτηρίου της πυκνότητας, η µέση ταχύτητα όλων των οχηµάτων, η οποία υπολογίστηκε στο Βήµα 7, µετατρέπεται σε πυκνότητα µε τη σχέση: D =!! S όπου D είναι η πυκνότητα σε ΜΕΑ/µίλι/λωρίδα και όλες οι άλλες µεταβλητοί έχουν οριστεί νωρίτερα. 8.2 Κλάδοι εισόδου και εξόδου (ράµπες) Εισαγωγή Οι κλάδοι εισόδου και εξόδου στους αυτοκινητοδρόµους δεν λειτουργούν ανεξάρτητα από τα οδικά τµήµατα τα οποία συνδέουν. Συνεπώς, οι λειτουργικές συνθήκες στην κύρια οδό µπορούν να επηρεάσουν τη λειτουργία των ραµπών, και αντιστρόφως. Συγκεκριµένα, η κατάρρευση (δηλαδή η µετάπτωση σε στάθµη εξυπηρέτησης F) σε έναν κόµβο ράµπας-αυτοκινητοδρόµου µπορεί να έχει σηµαντικές επιπτώσεις στον αυτοκινητόδροµο ανάντη ή κατάντη του κόµβου. Αυτές οι επιπτώσεις µπορεί και να επηρεάσουν τη λειτουργία του αυτοκινητοδρόµου για µίλια, στις χειρότερες περιπτώσεις. Παρ όλα αυτά, για τις περισσότερες συνήθεις καταστάσεις, έρευνες (Roess & Ulerio, 1993) καταδεικνύουν ότι οι λειτουργικές επιπτώσεις κόµβων ράµπας-αυτοκινητοδρόµου είναι πιο τοπικές. Συνεπώς, η µεθοδολογία που παρουσιάζεται στο κεφάλαιο αυτό περιγράφει τα λειτουργικά χαρακτηριστικά εντός µιας συγκεκριµένης περιοχής επιρροής της ράµπας. Στην περίπτωση κλάδων εισόδου από τη δεξιά πλευρά της οδού όπως στην Εικόνα 8.8(α), η περιοχή επιρροής περιλαµβάνει τη λωρίδα επιτάχυνσης και τις λωρίδες 1 και 2 του αυτοκινητοδρόµου (µετρώντας από το δεξιό άκρο του αυτοκινητοδρόµου) για µια απόσταση 1500 πόδια κατάντη του σηµείου συµβολής. Αντίστοιχα, για κλάδους εξόδου από τη δεξιά πλευρά της οδού όπως στην Εικόνα 8.8(β), η περιοχή επιρροής περιλαµβάνει τη λωρίδα επιβράδυνσης και τις λωρίδες 1 και 2 του αυτοκινητοδρόµου για µια απόσταση πόδια ανάντη από το σηµείο µερισµού. Η περίπτωση κλάδων εισόδου και εξόδου µε δυο λωρίδες είναι αντίστοιχη, αλλά µε πιθανότητα να υπάρχουν 2 λωρίδες επιτάχυνσης/επιβράδυνσης. Η µεθοδολογία που παρουσιάζεται στο κεφάλαιο αυτό αφορά ράµπες από τη δεξιά πλευρά της οδού, και για να εφαρµοστεί για ράµπες στην αριστερή πλευρά της οδού, απαιτούνται κατάλληλες προσαρµογές. Αντωνίου και Σπυροπούλου 170

13 Εικόνα 8.8 Περιοχές επιρροής ραµπών: (α) περιοχή επιρροής συµβολής, (β) περιοχή επιρροής µερισµού. Οι βασικές συνθήκες για την εφαρµογή της µεθοδολογίας στο κεφάλαιο αυτό είναι οι ίδιες όπως και για τις άλλες κατηγορίες τµηµάτων αυτοκινητοδρόµου, και συγκεκριµένα: Μη ύπαρξη βαρέων οχηµάτων. Λωρίδες πλάτους 12 ποδών. Επαρκείς αποστάσεις από πλευρικά εµπόδια ( 6 πόδια). Χρήστες εξοικειωµένοι µε την οδό (δηλαδή f p =1). Οι στάθµες εξυπηρέτησης χρησιµοποιούν την ίδια κλίµακα από Α (καλύτερη) έως F (συµφορηµένες συνθήκες). Οι τιµές της πυκνότητας που περιγράφουν κάθε στάθµη εξυπηρέτησης φαίνονται στον Πίνακα 8.3, µαζί µε µια σύντοµη περιγραφή των συνθηκών. Στάθµη εξυπηρέτησης Πυκνότητα Σχόλια (MEA/µίλι/λωρίδα) A 10 Μη περιορισµένη λειτουργία B >10-20 Ελιγµοί συµβολής και µερισµού αντιληπτοί από τους οδηγούς C >20-28 Ταχύτητες στη ζώνη επιρροής αρχίζουν να µειώνονται D >28-35 Τύρβη στην περιοχή επιρροής γίνεται αντιληπτή E >35 Τύρβη στην περιοχή επιρροής γίνεται αντιληπτή από όλους σχεδόν τους οδηγούς F Η ζήτηση υπερβαίνει την Σχηµατισµός ουρών στη ράµπα και στον κυκλοφοριακή ικανότητα αυτοκινητόδροµο Πίνακας 8.3 Κριτήρια επιλογής στάθµης εξυπηρέτησης για τµήµατα συµβολής και µερισµού αυτοκινητοδρόµων Απαιτούµενα δεδοµένα εισόδου Για την εφαρµογή της µεθοδολογίας για την εκτίµηση της στάθµης εξυπηρέτησης ενός κλάδου εισόδου/εξόδου εκτός από στοιχεία σχετικά µε τον συγκεκριµένο κόµβο, απαιτούνται στοιχεία για τον προηγούµενο και επόµενο, καθώς και για το τυπικό τµήµα αυτοκινητοδρόµου. Τα απαιτούµενα στοιχεία αυτοκινητοδρόµου είναι: ΤΕΡ: µίλια ανά ώρα, κατά προτίµηση µετρηµένη στο πεδίο, αλλιώς εκτιµάται βάσει της µεθοδολογίας που παρουσιάστηκε στο Κεφάλαιο 4. Αριθµός λωρίδων κυκλοφορίας στην κύρια οδό: 2-5. Ανάγλυφο: είτε διάκριση σε επίπεδο, λοφώδες και ορεινό είτε κατά µήκος κλίση και µήκος τµήµατος. Παρουσία βαρέων οχηµάτων: ποσοστό βαρέων οχηµάτων επί της κυκλοφορίας. Φόρτος ακριβώς ανάντη του κόµβου του αυτοκινητοδρόµου µε τη ράµπα. ΣΩΑ: έως 1. Συντελεστής εξοικείωσης οδηγών: Τα στοιχεία που περιγράφουν τον κόµβο ράµπας-αυτοκινητοδρόµου είναι: Τύπος ράµπας: κλάδος εισόδου, κλάδος εξόδου, συµβολή αυτοκινητοδρόµων, µερισµός αυτοκινητοδρόµων. Θέση της ράµπας: από την αριστερή πλευρά, ή από τη δεξιά πλευρά. Αριθµός λωρίδων στη ράµπα: 1 ή 2. Αριθµός λωρίδων στον κλάδο εισόδου/εξόδου στη σύνδεση µε τον αυτοκινητόδροµο: 1 ή 2. Αντωνίου και Σπυροπούλου 171

14 Μήκος της/των λωρίδας/ων επιτάχυνσης/επιβράδυνσης. ΤΕΡ της ράµπας: µίλια ανά ώρα. Ανάγλυφο ράµπας: είτε διάκριση σε επίπεδο, λοφώδες και ορεινό είτε κατά µήκος κλίση και µήκος τµήµατος. Φόρτος στη ράµπα. Παρουσία βαρέων οχηµάτων: ποσοστό βαρέων οχηµάτων επί της κυκλοφορίας. ΣΩΑ: έως 1. Συντελεστής εξοικείωσης οδηγών: Για τους αµέσως προηγούµενους και επόµενους κλάδους: o Απόσταση της ανάντη ή κατάντη ράµπας από τη συµβολή/µερισµό υπό µελέτη. o Φόρτος στην ανάντη ή κατάντη ράµπα. o ΣΩΑ και ποσοστό βαρέων οχηµάτων για την ανάντη ή κατάντη ράµπα. Το µήκος της λωρίδας επιτάχυνσης ή επιβράδυνσης περιλαµβάνει το τµήµα µε µεταβαλλόµενο πλάτος. Στην Εικόνα 8.9 φαίνεται ο υπολογισµός του µήκους σε διάφορες περιπτώσεις. Εικόνα 8.9 Μέτρηση µήκους λωρίδων επιτάχυνσης και επιβράδυνσης (Πηγή: Roess et al., 2004). Η διάρκεια της περιόδου ανάλυσης για τους κλάδους είναι η ίδια για κάθε ανάλυση τµήµατος αυτοκινητοδρόµου, δηλαδή γενικά το δεκαπεντάλεπτο αιχµής, εντός της ώρας αιχµής. Αν υπάρχει ανάγκη, πάντως, µπορεί να αναλυθεί οποιαδήποτε περίοδος 15 λεπτών Μεθοδολογία Περιορισµοί της χρήσης της µεθοδολογίας Όπως έχει ήδη αναφερθεί για τις άλλες περιπτώσεις, η µεθοδολογία που παρουσιάζεται στο κεφάλαιο αυτό καλύπτει τις περισσότερες περιπτώσεις, αλλά όχι όλες. Συγκεκριµένα, η µεθοδολογία δεν µπορεί να χρησιµοποιηθεί χωρίς προσαρµογή από το µελετητή σε περιπτώσεις που εµπλέκουν: Ειδικές λωρίδες, όπως λωρίδες για οχήµατα υψηλής πυκνότητας, Έλεγχο πρόσβαση στις ράµπες, ή Στοιχεία ευφυών συστηµάτων µεταφορών. Η µεθοδολογία επίσης δεν λαµβάνει υπόψη της τα όρια ταχύτητας και την ύπαρξη αστυνόµευσης. Σε ορισµένες περιπτώσεις, χαµηλά όρια ταχύτητας και έντονη αστυνόµευση µπορεί να οδηγήσουν σε χαµηλότερες ταχύτητες και υψηλότερες πυκνότητες, από αυτές που προβλέπει η µεθοδολογία Επισκόπηση της µεθοδολογίας Η Εικόνα 8.10 παρουσιάζει την υπολογιστική διαδικασία για την ανάλυση κόµβων ράµπαςαυτοκινητοδρόµου. Η µεθοδολογία λαµβάνει δεδοµένα εισόδου σχετικά µε τη γεωµετρία της οδού και τον φόρτο και εξάγει στάθµη εξυπηρέτησης και κυκλοφοριακή ικανότητα. Η µεθοδολογία επίσης εκτιµά την πυκνότητα και ταχύτητα στην περιοχή επιρροής της ράµπας. Αντωνίου και Σπυροπούλου 172

15 Ορισμός δεδομένων εισόδου Βήμα 1 Προσαρμογή φόρτου Υπολογισμός προσαρμοσμένου φόρτου Κλάδος εισόδου (συμβολή) Κλάδος εξόδου (μερισμός) Βήμα 2 Εκτίμηση της ροής που παραμένει στις λωρίδες 1 και 2 ακριβώς ανάντι της περιοχής επιρροής της συμβολής Εκτίμηση της ροής που παραμένει στις λωρίδες 1 και 2 ακριβώς ανάντι της περιοχής επιρροής του μερισμού Βήμα 3 Εκτίμηση της κυκλοφοριακής ικανότητας στη συμβολή και σύγκριση της με τους φόρτους. Ζήτηση > κυκλ. ικανότητα; Εκτίμηση της κυκλοφοριακής ικανότητας στο μερισμό και σύγκριση της με τους φόρτους όχι ναι όχι ναι Εκτίμηση πυκνότητας Σ.Ε.: F Εκτίμηση πυκνότητας Σ.Ε.: F Βήμα 4 Εκτίμηση στάθμης εξυπηρέτησης Εκτίμηση στάθμης εξυπηρέτησης Βήμα 5 Εκτίμηση ταχύτητας Εκτίμηση ταχύτητας Εικόνα 8.10 Διάγραµµα ροής για την ανάλυση κόµβων ράµπας-αυτοκινητοδρόµου. Επειδή η περιοχή επιρροής ορίζεται από τις λωρίδες 1 και 2 του αυτοκινητοδρόµου (τις δύο δεξιές λωρίδες), ένα σηµαντικό κοµµάτι της µεθοδολογίας αφορά στην πρόβλεψη του αριθµού των οχηµάτων που κινούνται στον αυτοκινητόδροµο και παραµένουν σε αυτές τις λωρίδες ακριβώς πριν την περιοχή του κόµβου. Αν και όλα τα οχήµατα που κινούνται στον αυτοκινητόδροµο µπορεί να επηρεαστούν από την περιοχή του κόµβου, στην περιοχή αυτή επικεντρώνονται οι περισσότερες λειτουργικές επιπτώσεις σε όλες τις στάθµες εξυπηρέτησης (εκτός της F, οπότε και οι ουρές και καθυστερήσεις µπορούν να επεκταθούν σε πολύ µεγαλύτερη έκταση). Η Εικόνα 8.11 παρουσιάζει τις βασικές παραµέτρους του κόµβου, ως εξής: v F : φόρτος στον αυτοκινητόδροµο ακριβώς ανάντη της περιοχής του υπό µελέτη κόµβου (ΜΕΑ/ώρα). v 12 : φόρτος στις λωρίδες 1 και 2 του αυτοκινητοδρόµου ακριβώς ανάντη της περιοχής του υπό µελέτη κόµβου (ΜΕΑ/ώρα). Αντωνίου και Σπυροπούλου 173

16 v FΟ : φόρτος στον αυτοκινητόδροµο ακριβώς κατάντη της περιοχής του υπό µελέτη κόµβου (ΜΕΑ/ώρα). v R : φόρτος στον κλάδο εισόδου/εξόδου (ΜΕΑ/ώρα). v R12 : άθροισµα των φόρτων στις λωρίδες 1 και 2 και στον κλάδο εισόδου (ισχύει µόνο για αυτή την περίπτωση) (ΜΕΑ/ώρα). D R : πυκνότητα στην περιοχή επιρροής της ράµπας (ΜΕΑ/µίλι/λωρίδα). S R : µέση ταχύτητα στην περιοχή επιρροής της ράµπας (µίλια/ώρα). Εικόνα 8.11 Βασικές παράµετροι κόµβου µε ράµπα. Η υπολογιστική διαδικασία που εµφανίζεται στο Σχήµα 8.10 διακρίνεται σε πέντε κύρια βήµατα: Βήµα 1: Ορισµός δεδοµένων εισόδου και µετατροπή ζήτησης σε φόρτο σε ΜΕΑ/ώρα κάτω από ισοδύναµες βασικές συνθήκες. Βήµα 2: Εκτίµηση της ροής που παραµένει στις λωρίδες 1 και 2 του αυτοκινητοδρόµου ακριβώς ανάντη της περιοχής επιρροής της συµβολής ή µερισµού. Βήµα 3: Εκτίµηση της κυκλοφοριακής ικανότητας στη συµβολή ή στον µερισµό και σύγκρισή της µε τους φόρτους που έχουν εκτιµηθεί στο βήµα 1. Βήµα 4: Για σταθερές συνθήκες λειτουργίας (δηλαδή όταν η ζήτηση είναι µικρότερη από ή ίση µε την ικανότητα), εκτίµηση της πυκνότητας στην περιοχή επιρροής της ράµπας και εκτίµηση της αναµενόµενης στάθµης εξυπηρέτησης. Βήµα 5: Αν είναι επιθυµητό, εκτίµηση της µέσης ταχύτητας των οχηµάτων στην περιοχή επιρροής της ράµπας. Τα βήµατα αυτά αναλύονται στις επόµενες υποενότητες Βήµα 1: Ορισµός δεδοµένων εισόδου και µετατροπή ζήτησης σε φόρτο Ακολουθείται η διαδικασία που παρουσιάστηκε στο Κεφάλαιο Βήµα 2: Εκτίµηση της ροής που παραµένει στις λωρίδες 1 και 2 του αυτοκινητοδρόµου ακριβώς ανάντη της περιοχής επιρροής της συµβολής ή µερισµού Η κατανοµή των οχηµάτων που κινούνται στον αυτοκινητόδροµο και προσεγγίζουν µια περιοχή επιρροής ράµπας επηρεάζεται από διάφορες παραµέτρους: Συνολικός φόρτος στον αυτοκινητόδροµο που προσεγγίζει την περιοχή επιρροής (ΜΕΑ/ώρα). Συνολικός φόρτος στον κλάδο εισόδου/εξόδου v R (ΜΕΑ/ώρα). Συνολικό µήκος της λωρίδας επιτάχυνσης L A ή επιβράδυνσης L D (πόδια). Αντωνίου και Σπυροπούλου 174

17 ΤΕΡ της ράµπας στο σηµείο του κόµβου S FR (µίλια ανά ώρα). Το γενικό µοντέλο για τους κλάδους εισόδου ορίζει ότι ο φόρτος στις λωρίδες 1 και 2 του αυτοκινητοδρόµου ακριβώς πριν την περιοχή συµβολής είναι απλώς ένα ποσοστό του φόρτου του αυτοκινητοδρόµου που προσεγγίζει, δηλαδή: v!" = v! P!" όπου: v 12 : φόρτος στις λωρίδες 1 και 2 του αυτοκινητοδρόµου ακριβώς ανάντη της περιοχής του υπό µελέτη κόµβου (ΜΕΑ/ώρα). v F : φόρτος στον αυτοκινητόδροµο ακριβώς ανάντη της περιοχής του υπό µελέτη κόµβου (ΜΕΑ/ώρα). P FM : ποσοστό των οχηµάτων που παραµένουν στις λωρίδες 1 και 2 του αυτοκινητοδρόµου ακριβώς ανάντη από την περιοχή επιρροής του κλάδου εισόδου. Ο Πίνακας 8.4 συνοψίζει τους αλγορίθµους που χρησιµοποιούνται για την εκτίµηση του ποσοστού P FM για ράµπες εισόδου σε περιοχές συµβολής. Όλες οι παράµετροι έχουν ήδη οριστεί. Για την περίπτωση των 6 λωρίδων κυκλοφορίας δίνονται 3 τύποι. Ο δεύτερος εφαρµόζεται στην περίπτωση που υπάρχει γειτονικός ανάντη κλάδος εξόδου, ενώ ο τρίτος στην περίπτωση που υπάρχει γειτονικός κατάντη κλάδος εξόδου. Καθώς η ύπαρξη γειτονικών κλάδων εισόδου δεν έχει βρεθεί να επηρεάζει σηµαντικά τη λειτουργία, στις περιπτώσεις αυτές χρησιµοποιείται η πρώτη σχέση. Για την περίπτωση όπου ο αυτοκινητόδροµος έχει δύο λωρίδες ανά κατεύθυνση, προφανώς όλα τα οχήµατα κινούνται στις λωρίδες 1 και 2, και ο συντελεστής ισούται µε 1. Η εκτίµηση του αν ένας κλάδος εξόδου θεωρείται γειτονικός, στην περίπτωση των έξι λωρίδων, εξαρτάται από την απόσταση διαχωρισµού ισορροπίας L EQ. Αν η πραγµατική απόσταση είναι µεγαλύτερη ή ίση µε την L EQ, τότε χρησιµοποιείται η πρώτη εξίσωση, ενώ αν η απόσταση είναι µικρότερη από την L EQ, τότε χρησιµοποιούνται η δεύτερη και τρίτη, ανάλογα µε την περίπτωση. Αριθµός λωρίδων Μοντέλο για εκτίµηση P αυτοκινητοδρόµου FM 4 P FM =1 6 P FM = L A P FM = (v F +v R ) S FR L UP P FM = (v D /L DOWN ) 8 v F /S FR 72: P FM = v R (L A / S FR ) v F /S FR >72: P FM = v R ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΕΠΙΛΟΓΗΣ P FM ΓΙΑ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΔΡΟΜΟΥΣ ΕΞΙ ΛΩΡΙΔΩΝ Γειτονικός Κλάδος υπό Γειτονικός κατάντη ανάντη κλάδος µελέτη κλάδος Χρήση εξίσωσης (επεξήγηση στο κείµενο) Κανένας Εισόδου Κανένας Πρώτη εξίσωση Κανένας Εισόδου Εισόδου Πρώτη εξίσωση Κανένας Εισόδου Εξόδου Πρώτη ή τρίτη εξίσωση Εισόδου Εισόδου Κανένας Πρώτη εξίσωση Εξόδου Εισόδου Κανένας Πρώτη ή δεύτερη εξίσωση Εισόδου Εισόδου Εισόδου Πρώτη εξίσωση Εισόδου Εισόδου Εξόδου Πρώτη ή τρίτη εξίσωση Εξόδου Εισόδου Εισόδου Πρώτη ή δεύτερη εξίσωση Εξόδου Εισόδου Εξόδου Μία από τις τρεις εξισώσεις Πίνακας 8.4 Μοντέλα υπολογισµού P FM σε κλάδους εισόδου ή περιοχές συµβολής Η απόσταση ισορροπίας για γειτονικό ανάντη κλάδο εξόδου είναι: L!" = v! + v! L! S!" 2403 ενώ για γειτονικό κατάντη κλάδο εξόδου είναι: Αντωνίου και Σπυροπούλου 175

18 v! L!" = L! όπου όλοι οι όροι έχουν ήδη οριστεί. Στην ειδική περίπτωση που υπάρχουν γειτονικοί κόµβοι και ανάντη και κατάντη, υπολογίζονται δύο διαφορετικές τιµές για το P FM και επιλέγεται η µεγαλύτερη (δυσµενέστερη). Τέλος, επισηµαίνεται ότι οι εξισώσεις για αυτοκινητοδρόµους έξι λωρίδων κυκλοφορίας ισχύουν µόνο για ράµπες µίας λωρίδας κυκλοφορίας από τη δεξιά πλευρά της οδού. Στις άλλες περιπτώσεις (π.χ. ράµπες µε δυο λωρίδες κυκλοφορίας, ράµπες στην αριστερή πλευρά της οδού) χρησιµοποιείται ο πρώτος τύπος. Η διαδικασία είναι παρόµοια, αλλά µε κάποιες διαφοροποιήσεις, για τους κλάδους εξόδου και περιοχές µερισµού. Συγκεκριµένα, ο φόρτος στις δυο δεξια λωρίδες υπολογίζεται ως εξής: v!" = v! + v! v! P!" όπου: v 12 : φόρτος στις λωρίδες 1 και 2 του αυτοκινητοδρόµου ακριβώς ανάντη της λωρίδας επιβράδυνσης (ΜΕΑ/ώρα). v F : φόρτος στον κλάδο εξόδου (ΜΕΑ/ώρα). P FD : ποσοστό των οχηµάτων που παραµένουν στις λωρίδες 1 και 2 του αυτοκινητοδρόµου ακριβώς ανάντη από τη λωρίδα επιβράδυνσης. Ο Πίνακας 8.5 παρουσιάζει τις εξισώσεις που χρησιµοποιούνται για την εκτίµηση του P FD στα σηµεία µερισµού. Αριθµός λωρίδων Μοντέλο για εκτίµηση P αυτοκινητοδρόµου FD 4 P FD =1 P FD = v F v R 6 P FD = v F (v U / L UP ) P FD = v F (v D / L DOWN ) 8 P FD =0.436 ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΕΠΙΛΟΓΗΣ P FM ΓΙΑ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΔΡΟΜΟΥΣ ΕΞΙ ΛΩΡΙΔΩΝ Γειτονικός ανάντη κλάδος Κλάδος υπό µελέτη Γειτονικός κατάντη κλάδος Χρήση εξίσωσης (επεξήγηση στο κείµενο) Κανένας Εξόδου Κανένας Πρώτη εξίσωση Κανένας Εξόδου Εισόδου Πρώτη εξίσωση Κανένας Εξόδου Εξόδου Πρώτη ή τρίτη εξίσωση Εισόδου Εξόδου Κανένας Πρώτη ή δεύτερη εξίσωση Εξόδου Εξόδου Κανένας Πρώτη εξίσωση Εισόδου Εξόδου Εισόδου Πρώτη ή δεύτερη εξίσωση Εισόδου Εξόδου Εξόδου Μία από τις τρεις εξισώσεις Εξόδου Εξόδου Εισόδου Πρώτη εξίσωση Εξόδου Εξόδου Εξόδου Πρώτη ή τρίτη εξίσωση Πίνακας 8.5 Μοντέλα υπολογισµού P FM σε κλάδους εξόδου ή περιοχές µερισµού. Όπως και στην προηγούµενη περίπτωση, για αυτοκινητοδρόµους µε έξι λωρίδες κυκλοφορίας υπάρχουν τρεις διαφορετικές εξισώσεις. Η επιλογή της κατάλληλης σχέσης βασίζεται στον υπολογισµό µιας απόστασης ισορροπίας L EQ. Όταν η πραγµατική απόσταση από τον γειτονικό κόµβο είναι µεγαλύτερη από την τιµή L EQ, τότε χρησιµοποιείται η πρώτη σχέση. Όταν πρόκειται για γειτονικό ανάντη ή κατάντη κόµβο, τότε υπολογίζεται και η πρώτη σχέση και η αντίστοιχη από τις δυο επόµενες (όπως φαίνεται στο κάτω µισό του πίνακα 8.5) και χρησιµοποιείται η µεγαλύτερη τιµή (ως δυσµενέστερη). Για γειτονικούς κλάδους εισόδου ανάντη, για τον υπολογισµό της απόστασης ισορροπίας χρησιµοποιείται η σχέση: v! L!" = v! v! ενώ για την περίπτωση κατάντη γειτονικών κλάδων, για τον υπολογισµό της απόστασης ισορροπίας χρησιµοποιείται η σχέση: Αντωνίου και Σπυροπούλου 176

19 v! L!" = v! v! όπου όλοι οι όροι έχουν οριστεί ήδη. Στην περίπτωση που υπάρχει και ανάντη και κατάντη κλάδος, υπολογίζονται και οι δύο τιµές και επιλέγεται η µεγαλύτερη. Τέλος, επισηµαίνεται ότι οι εξισώσεις για αυτοκινητοδρόµους έξι λωρίδων κυκλοφορίας ισχύουν µόνο για ράµπες µίας λωρίδας κυκλοφορίας από τη δεξιά πλευρά της οδού. Στις άλλες περιπτώσεις (π.χ. ράµπες µε δυο λωρίδες κυκλοφορίας, ράµπες στην αριστερή πλευρά της οδού) χρησιµοποιείται ο πρώτος τύπος. Τα αποτελέσµατα των παραπάνω τύπων έχουν προκύψει µε βάση µοντέλα γραµµικής παλινδρόµησης σε µεγάλο αριθµό δεδοµένων. Δυστυχώς, τέτοιου είδους µοντέλα µπορούν να δώσουν µη ρεαλιστικά αποτελέσµατα, όταν εφαρµοστούν εκτός του πεδίου τιµών της βάσης βαθµονόµησης. Συνεπώς, είναι απαραίτητο να πραγµατοποιούνται κάποιοι έλεγχοι, συγκεκριµένα για την τιµή του φόρτου στις λωρίδες 1 και 2 (v 12 ). Οι επόµενοι περιορισµοί εφαρµόζονται στις προβλέψεις αυτές: Ο µέσος φόρτος ανά λωρίδα στις εξωτερικές λωρίδες του αυτοκινητοδρόµου (εκτός των λωρίδων 1 και 2) δεν πρέπει να υπερβαίνει τα ΜΕΑ/ώρα/λωρίδα. Ο µέσος φόρτος ανά λωρίδα στις εξωτερικές λωρίδες δεν µπορεί να υπερβαίνει τις 1,5 φορές τον µέσο φόρτο ανά λωρίδα στις λωρίδες 1 και 2. Ο σκοπός αυτών των ελέγχων είναι να αποφευχθεί το φαινόµενο κατά το οποίο ο υπολογισµός της ροής v 12 οδηγεί σε υπερβολικές τιµές φόρτου για τις εξωτερικές λωρίδες του αυτοκινητοδρόµου. Όταν παραβιάζεται κάποιο από αυτά τα όρια, πρέπει να προσαρµόζεται η τιµή της v 12 και να χρησιµοποιείται στη συνέχεια της µεθοδολογίας. Σε αυτοκινητοδρόµους µε έξι λωρίδες υπάρχει µόνο µία εξωτερική λωρίδα. Η ροή σε αυτή τη λωρίδα δίνεται από τη σχέση: v! = v! v!" όπου: v 3 : φόρτος στη λωρίδα 3 στον αυτοκινητόδροµο (ΜΕΑ/ώρα/λωρίδα). v F : φόρτος στον αυτοκινητόδροµο ακριβώς ανάντη από την περιοχή επιρροής της ράµπας (ΜΕΑ/ώρα/λωρίδα). v 12 : φόρτος στις λωρίδες 1 και 2 ακριβώς ανάντη από την περιοχή επιρροής της ράµπας (ΜΕΑ/ώρα/λωρίδα). Αν η τιµή της v 3 υπερβαίνει την τιµή 2700 ΜΕΑ/ώρα, τότε η τιµή της v 12 τροποποιείται ως εξής: v!"! = v! v! Αν η τιµή της v 3 υπερβαίνει την τιµή 1.5 v!" /2, η τιµή της v 12 τροποποιείται ως εξής: v!"! = v! 1.75 όπου v!"! ισούται µε την προσαρµοσµένη τιµή του φόρτου στις λωρίδες 1 και 2 αµέσως ανάντη της περιοχής επιρροής της ράµπας (ΜΕΑ/ώρα) και όλες οι άλλες µεταβλητές έχουν ήδη οριστεί. Στην περίπτωση όπου και οι δύο περιορισµοί στον φόρτο της εξωτερικής λωρίδας παραβιάζονται, χρησιµοποιείται το αποτέλεσµα που οδηγεί στη µεγαλύτερη τιµή του v!"!, η οποία αντικαθιστά την τιµή του v 12 και η ανάλυση συνεχίζεται. Σε αυτοκινητοδρόµους µε οκτώ λωρίδες υπάρχουν δύο εξωτερικές λωρίδες. Συνεπώς, οι περιορισµοί που αναφέρθηκαν παραπάνω εφαρµόζονται στον µέσο φόρτο για τις δύο αυτές λωρίδες. Η µέση ροή σε αυτές τις λωρίδες δίνεται από τη σχέση: v!"!" = v! v!" 2 όπου v av34 ισούται µε τον φόρτο στις εξωτερικές λωρίδες του αυτοκινητοδρόµου (ΜΕΑ/ώρα/λωρίδα). Αντωνίου και Σπυροπούλου 177

20 Αν η τιµή της v av34 υπερβαίνει την τιµή 2700 ΜΕΑ/ώρα, τότε η τιµή της v 12 τροποποιείται ως εξής: v!"! = v! 5400 Αν η τιµή της v av34 υπερβαίνει την τιµή 1.5 v!" /2, η τιµή της v 12 τροποποιείται ως εξής: v!"! = v! 2.50 όπου όλες οι µεταβλητές έχουν ήδη οριστεί. Στην περίπτωση όπου και οι δύο περιορισµοί στον φόρτο των εξωτερικών λωρίδων παραβιάζονται, χρησιµοποιείται το αποτέλεσµα που οδηγεί στη µεγαλύτερη τιµή του v!"!, η οποία αντικαθιστά την τιµή του v 12 και η ανάλυση συνεχίζεται. Στο σηµείο αυτό, µια κατάλληλη τιµή του φόρτου v 12 έχει υπολογιστεί και προσαρµοστεί, αν χρειάζεται Βήµα 3: Εκτίµηση της κυκλοφοριακής ικανότητας του κόµβου ράµπαςαυτοκινητοδρόµου και σύγκριση µε τους φόρτους Υπάρχουν τρία κύρια σηµεία ελέγχου για την κυκλοφοριακή ικανότητα σε έναν κόµβο ράµπαςαυτοκινητοδρόµου: Η κυκλοφοριακή ικανότητα του αυτοκινητοδρόµου ακριβώς κατάντη ενός κλάδου εισόδου ή ακριβώς ανάντη ενός κλάδου εξόδου. Η κυκλοφοριακή ικανότητα της ράµπας. Ο µέγιστος φόρτος που εισέρχεται στην περιοχή επιρροής της ράµπας. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η κυκλοφοριακή ικανότητα του αυτοκινητοδρόµου είναι ο περιοριστικός παράγοντας. Η κυκλοφοριακή ικανότητα της ράµπας, αντιθέτως, αποτελεί σπάνια πρόβληµα, αλλά µπορεί να παίξει σηµαντικό ρόλο σε κόµβους µερισµού. Ο Πίνακας 8.6 παρέχει τιµές κυκλοφοριακής ικανότητας για κόµβους ράµπας- αυτοκινητοδρόµου. Ο Πίνακας 8.7 παρέχει αντίστοιχες τιµές για ράµπες υψηλής ταχύτητας σε υπεραστικές οδούς µε περισσότερες από δυο λωρίδες κυκλοφορίας και συλλεκτήριες-διανεµητήριες οδούς εντός κόµβων αυτοκινητοδρόµων. Ο Πίνακας 8.8 δίνει την κυκλοφοριακή ικανότητα στις ράµπες. ΤΕΡ (µίλια / ώρα) Κυκλοφοριακή ικανότητα ανάντη/κατάντη τµήµατος αυτοκινητοδρόμου (ΜΕΑ, υπέρβαση =>Σ.Ε.: F) 2 λωρίδες/ 3 λωρίδες/ 4 λωρίδες/ >4 λωρίδες/ κατεύθυνση κατεύθυνση κατεύθυνση κατεύθυνση Μεγ. επιθυµητός φόρτος (v R12 ) που εισέρχεται στην περιοχή επιρροής συµβολής Μεγ. επιθυµητός φόρτος (v 12 ) που εισέρχεται στην περιοχή επιρροής µερισµού /λωρίδα /λωρίδα /λωρίδα /λωρίδα Πίνακας 8.6 Κυκλοφοριακή ικανότητα για κόµβους ράµπας- αυτοκινητοδρόµου. ΤΕΡ (µίλια / ώρα) Κυκλοφοριακή ικανότητα ανάντη/κατάντη τµήµατος υπεραστικής οδού ή συλλεκτήριας/διανεµητήριας οδού (ΜΕΑ, υπέρβαση =>Σ.Ε.: F) Μεγ. επιθυµητός φόρτος (v R12 ) που εισέρχεται στην περιοχή επιρροής συµβολής Μεγ. επιθυµητός φόρτος (v 12 ) που εισέρχεται στην περιοχή επιρροής µερισµού 2 λωρίδες/ κατεύθυνση 3 λωρίδες/ κατεύθυνση >3 λωρίδες/ κατεύθυνση /λωρίδα /λωρίδα /λωρίδα /λωρίδα Πίνακας 8.7 Κυκλοφοριακή ικανότητα για ράµπες υψηλής ταχύτητας σε υπεραστικές οδούς µε περισσότερες από δυο λωρίδες κυκλοφορίας και συλλεκτήριες-διανεµητήριες οδούς εντός κόµβων αυτοκινητοδρόµου Αντωνίου και Σπυροπούλου 178