مسافت دید و شیب قوس افقی در طراحی تونل های جاده ای در برابر بزرگراه ها
چکیده
طراحی تونل‌های جاده‌ای یکی از اجزای اصلی طراحی هندسی بزرگراه است. در این تحقیق، ضمن توجه به تعداد معنادار کامیون‌ها در جریان ترافیک، معیارهایی منطقی برای بدست آوردن مسافت دید و الزامات قوس افقی تونل‌های جاده‌ای در مقابل سوارهروهای باز پیاده‌سازی می‌شود. این مقاله با این فرض که خودروی طراحی یک خودروی مسافربری است تحقیق قبلی را ادامه می‌دهد. اصول مهندسی جهت در نظر گیری کامیون‌های موجود در جریان ترافیک مشابه‌اند، یعنی استفاده از زمان ادراک-واکنش و خصوصیات اصطکاک طولی برای بدست آوردن مسافت دید (و تعیین شعاع‌های قوس افقی در طراحی بزرگراه) برای کامیون‌ها هم صدق می‌کند. با این حال، خصوصیات عملکردی کامیون روی پارامترهای اصطکاک طولی، پارامترهای اصطکاک جانبی، حداکثر شیب عرضی و انحراف خط دید افقی (HSO) تأثیر می‌گذارند، بطور مثال مطالعات روسازی تونل ارتباطی با محاسبة مسافت دید کامیون‌ها ندارند. بنابراین نتیجه می‌گیریم که مسافت دید توقف پارامتری مهم برای شعاع‌های قوس افقی در تونل‌های جاده‌ای (همانند سوارهروهای باز) است. تحلیل نشان داد که تعادل لازم در طیف کامل سرعت‌های طرح شعاع‌های کمتری برای قوس افقی حاصل می‌کند. موقعیت راننده (قوس دست چپ یا دست راست) اثر بسزایی روی مقادیر طرح شعاع‌های قوس افقی دارد. شعاع‌های قوس افقی که برای کامیون‌های داخل تونل‌های جاده‌ای تحلیل شدند در مقایسه با سوارهروهای باز برای برخی از سرعت‌های طرح پائین‌تر (۵۰-۸۰ کیلومتر/ساعت) بسیار کمتر بودند. با این حال، درصد کاهش‌شان را می‌توان نسبت به جاده‌های باز در سرعت‌های طرح بیشتر (۹۰-۱۲۰) نامحسوس‌تر محسوب کرد. نتایج این تحلیل برای بهبود ایمنی ترافیکی در شرایطی که خودروی طرح کامیون باشد به کار خواهند آمد.
1) مقدمه: تونل‌ها در مقابل بزرگراه‌ها و ارتباط با کامیون
طراحی تونل‌های جاده‌ای یکی از اجزای اصلی طراحی هندسی بزرگراه است. ضرورت احداث سواره‌رو در کنار توپوگرافی دشوار از جمله شرایط طبیعی غالب انگیزه اصلی این تحقیق برای انتخاب راهکاری دیگر برای تونل جاده‌ای بود. راهکار تونل‌های جاده‌ای آسیب وارد به محیط زیست و اراضی را کمتر می‌کند، منابع ارضی را حفظ می‌کند و ازدحام ترافیک و آلودگی هوا را نیز می‌کاهد.
در مورد وسایل نقلیه سنگین (HGV)، دیواره‌ها و سطح مقطع محصورشده تونل موانع فیزیکی‌اند که باید طی فرآیند طراحی مورد توجه قرار گیرند. وسایل نقلیه سنگین (مثل کامیون‌ها) ممکن است حین عبور از داخل مقطع تونل مثلاً به دلیل ناتوانی احتمالی اجرای دور یوشکل محدود باشند. یکی از مسائل دیگر لازم به رسیدگی در مورد کامیون‌ها در طی فرآیند طراحی ضرورت جانمایی المان‌های مکمل در داخل محیط کامیون علاوه بر محیط ترافیک، حمل و نقل کالاهای خطرناک و تابلوها (ترافیکی و راهنمایی رانندگی) است.
جزئیات بیشتر در مورد تفاوت‌های عمده‌ای که روی طراحی هندسه تونل‌ها در مقابل سوارهروهای باز از نظر کاربر (راننده) و از دید اپراتور موثرند براساس رهنمودهای کشورهای متعدد برای طراحی تونل جاده‌ای و طراحی هندسه بزرگراه‌ها (آسترودز ۲۰۰۹، ۲۰۱۰، اشتو ۲۰۱۱، FHWA ۲۰۰۹، RAA ۲۰۰۸، PIARC ۲۰۰۱، ۲۰۰۳، ۲۰۰۴، ۲۰۰۸) و براساس تجربه اجرایی پروژه‌های احداث تونل جاده‌ای اخیر در اسرائیل در مقاله باسان (۲۰۱۵) آمده است.
ABSTRACT
The design of road tunnels is an essential component in highway geometric design. The study implements reasonable criteria for obtaining the sight distance and horizontal curve requirements of road tunnels vs. open roadways while considering a significant number of trucks in the traffic stream. This document continues a previous study assuming that the design vehicle is a passenger car. The engineering principles for considering trucks in the traffic stream are similar i.e. the use of perception-reaction time and longitudinal friction characteristics for obtaining the sight distance (and developing horizontal curve radii values for highway design) is applicable for trucks as well. However, truck performance characteristics affect the longitudinal friction parameters, side friction parameters, maximum superelevation, and the horizontal sightline offset (HSO) e.g. tunnel pavement status is irrelevant for deriving trucks' sight distance. It is concluded that the critical concept for safe horizontal curve radii in road tunnels (as in open roadways) is the stopping sight distance. The analysis has shown that the equilibrium requirement generated lower horizontal curve radii for the whole range of design speeds. The driver position (left hand or right hand curve) has a considerable impact on the design values of horizontal curve radii. The horizontal curve radii analyzed for trucks in road tunnels are considerably lower than the open roadways' radii for certain lower range of design speeds (50–80 km/h). However, the reduction percentage from open roads can be considered less significant in the higher range of design speeds (90–120 km/h). The results are useful to improve traffic safety if the design vehicle is a truck.
1. Background: tunnels vs. open highways and trucks' relevance
The design of road tunnels is an essential component in highway geometric design. The need for roadway's construction along difficult topography including overcoming natural conditions is the major motivation for selecting the road tunnel alternative solution. Road tunnels' solution minimizes the damage to the environment and land, preserves land resources, and reduces traffic congestion and air pollution. As far as Heavy Good Vehicle (HGV) is concerned, the tunnel walls and the bounded cross-section are physical obstacles, which should be considered during the design process. Heavy good vehicles (HGV i.e. trucks) might be restricted while passing through the tunnel section including a potential inability to perform a U-turn maneuver. An additional issue to take into account while considering trucks in the design process is the need to locate complementary elements inside the tunnel envelope in addition to the traffic envelope, transport of dangerous goods, and signs' installations (for traffic and fire safety guidance). Further detail regarding the main differences influencing the geometric design of tunnels vs. open roadways in respect to the user (driver) and the operator viewpoint are documented in Bassan (2015), based on road tunnel deign guidelines and highway geometric design guidelines from several countries (Austroads, 2009, 2010; AASHTO, 2011; FHWA, 2009; RAA, 2008; PIARC, 2001, 2003, 2004, 2008; DMRB, 1999; Norway, 2004), and practical experience of recent road tunnel projects constructed in Israel.
چکیده
1) مقدمه: تونل‌ها در مقابل بزرگراه‌ها و ارتباط با کامیون
۱.۱ نیاز به استانداردهای کامیون‌ها برای قوس‌های افقی
۱.۲دیدگاه طراحی هندسی و اهداف تحقیق
2) مسافت دید توقف برای تونل‌های جاده‌ای در مقابل سوارهروهای باز
2.1. پیاده‌سازی مسافت دید برای کامیون‌ها
3) قوس‌های افقی در تونل‌های جاده‌ای براساس معیارهای تعادل و مسافت دید توقف کامیون‌ها
3.1. حداقل شعاع قوس افقی براساس معیار تعادل
3.2. حداقل شعاع قوس‌های افقی (RHSD) براساس ملاحظات مسافت دید
4) ارتباط تصادف با کامیون‌ها (HGV)
5) خلاصه و نتیجه‌گیری
پیوست الف
ABSTRACT
1. Background: tunnels vs. open highways and trucks' relevance
1.1. The need for truck-based standards for horizontal curves
1.2. Geometric design perspective and paper objectives
2. Stopping sight distance for road tunnels vs. open roadways: recommended concepts and evaluation for trucks
2.1. Sight distance implementation for trucks
3. Horizontal curves in road tunnels based on equilibrium and stopping sight distance criteria for trucks
3.1. Minimum radii of horizontal curves based on equilibrium
3.2. Minimum radii of horizontal curves (RHSD) based on sight distance considerations
4. Crash relevance for trucks (HGVs)
5. Summary and conclusion
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه