Influenta Caracteristicilor Drumului Asupra Sigurantei Circulatiei

INFLUENȚA CARACTERISTICILOR DRUMULUI ASUPRA SIGURANȚEI CIRCULAȚIEI

CUPRINS

PREFAȚĂ

MULȚUMIRI

LISTA FIGURILOR

LISTA TABELELOR

LISTA NOTAȚIILOR ȘI A ABREVIERILOR

1. INTRODUCERE

1.1. Conceptul de siguranță a circulației la drumuri

1.2. Scurt istoric al siguranței circulației

1.3. Integrarea conceptului de siguranță a circulației rutiere din România în contextul internațional

1.4. Necesitatea și actualitatea temei de cercetare

1.5. Obiectivele și structura tezei de doctorat

1.5.1. Obiectivele tezei

1.5.2. Structura tezei

2. IMPLICAȚIILE MEDIULUI RUTIER ÎN SIGURANȚA CIRCULAȚIEI

2.1. Noțiuni generale

2.2. Influența funcției drumului asupra siguranței circulației

2.2.1. Managementul vitezei

2.2.2. Amenajări pentru zonele de intrare în localitate și localitățile liniare

2.2.3. Organizarea și gestionarea drumurilor laterale/acceselor

2.2.4. Amenajări ale drumului destinate participanților vulnerabili la trafic

2.2.4.1. Trotuare

2.2.4.2. Treceri pentru pietoni

2.2.4.3. Bariere și garduri pentru canalizarea circulației pietonale

2.2.4.4. Parcări și stații destinate transportului public

2.2.4.5. Pasarele sau pasaje pietonale

2.2.4.6. Amenajări destinate bicicliștilor, vehiculelor lente și agricole

2.3. Influența elementelor geometrice ale drumului asupra siguranței circulației

2.3.1. Plan de situație

2.3.1.1. Aliniamente

2.3.1.2. Curbe în plan

2.3.1.3. Amenajarea în spațiu a curbelor

2.3.2. Profil longitudinal

2.3.2.1. Declivități în profil longitudinal

2.3.2.2. Racordări în plan vertical

2.3.3. Profil transversal

2.3.4. Intersecții la nivel

2.3.5. Analiza vizibilității

2.3.5.1. Vizibilitatea la oprire

2.3.5.2. Vizibilitatea la ocolirea unui obstacol staționar

2.3.5.3. Vizibilitatea la depășirea unui vehicul în mișcare

2.3.5.4. Vizibilitatea în curbă

2.3.5.5. Vizibilitatea în cazul racordărilor verticale

2.3.5.6. Vizibilitatea în intersecție

2.4. Influența echipamentului rutier asupra siguranței circulației

2.4.1. Drumuri care „iartă” – importanța zonei de siguranță

2.4.2. Dispozitive pentru colectarea apelor

2.4.3. Parapete de protecție

2.4.4. Separatoare de sens

2.4.5. Semnalizare rutieră orizontală

2.4.6. Semnalizare rutieră verticală

2.4.7. Dispozitive pentru întreținerea pe timp de iarnă

2.5. Influența caracteristicilor suprafeței de rulare asupra siguranței circulației

2.5.1. Rugozitatea

2.5.1.1. Elemente ale texturii suprafeței carosabile

2.5.1.2. Acumularea de apă și contaminarea suprafeței carosabile

2.5.1.3. Conținutul de nisip

2.5.1.4. Gradul de uzură al agregatelor

2.5.2. Planeitatea

2.5.3. Impermeabilitatea

2.5.4. Degradări ale suprafeței de rulare

2.5.4.1. Degradări de suprafață

2.5.4.2. Degradări structurale

2.6. Concluzii

3. ANALIZA ACCIDENTELOR DE CIRCULAȚIE RUTIERĂ

3.1. Noțiuni generale

3.2. Baze de date a accidentelor de circulație

3.3. Necesitatea și utilitatea instrumentelor statistice

3.4. Modelarea statistică a accidentelor de circulație

3.5. Sistem de clasificare a accidentelor de circulație din perspectiva inginerului de siguranță rutieră

3.6. Concluzii

4. STUDII DE LABORATOR PRIVIND CONTACTUL PNEU-CAROSABIL

4.1. Noțiuni generale

4.1.1. Frecarea dintre pneu și suprafața carosabilă

4.1.2. Cinematica roților cu pneu

4.2. Încercarea de șlefuire accelerată a agregatelor din stratul de uzură

4.2.1. Noțiuni generale

4.2.2. Descrierea încercării de laborator

4.2.3. Descrierea programului experimental

4.3. Concluzii

5. STUDII PRIVIND PRODUCEREA FENOMENULUI DE ACVAPLANARE

5.1. Noțiuni generale

5.2. Factori favorizanți

5.2.1. Condiții meteorologice

5.2.2. Geometria drumului

5.2.3. Suprafața de rulare

5.3. Analiza prin intermediul softului Pavement Surface Runoff Model

5.4. Soluții tehnice și recomandări pentru combaterea acvaplanării

5.4.1. Rigole carosabile transversale

5.4.2. Pantă diagonală

5.4.3. Strierea suprafeței carosabile

5.5. Concluzii

6. EVALUAREA MĂSURILOR INGINEREȘTI PRIVIND SIGURANȚA DRUMURILOR

6.1. Evaluarea eficienței

6.1.1. Studii observaționale transversale

6.1.2. Studii observaționale „înainte și după”

6.1.2.1. Studii simple „înainte și după”

6.1.2.2. Studii „înainte și după” cu controlul zonelor de studiu

6.1.2.3. Studii variaționale „înainte și după” cu controlul zonelor de studiu

6.1.2.4. Studii empirice tip Bayes

6.1.3. Studii experimentale „înainte și după”

6.1.3.1. Studii aleatoare controlate

6.2. Evaluarea economică

6.2.1. Valoarea monetară a accidentelor rutiere

6.2.2. Analiza cost-beneficiu

6.3. Acuratețea evaluării

6.3.1. Caracteristicile validității

6.3.2. Factori ce afectează validitatea evaluărilor

6.3.2.1. Schimbări în fluxul de trafic

6.3.2.2. Tendințele generale ale accidentelor rutiere

6.3.2.3. Regresia la medie

6.3.2.4. Fenomenul de migrare a accidentelor rutiere

6.3.2.5. Perioada de acomodare

6.4. Analiza prin intermediul softurilor specializate – Interactive Highway Safety Design Model (IHSDM)

6.4.1. Prezentare generală

6.4.2. Descrierea modulelor din cadrul IHSDM

6.4.2.1. Anticiparea accidentelor rutiere

6.4.2.2. Evaluarea soluțiilor proiectate

6.4.2.3. Eficiența proiectării

6.4.2.4. Analiza traficului

6.4.2.5. Evaluarea intersecțiilor

6.4.2.6. Relația conducător auto – vehicul

6.4.3. Calibrarea și adaptarea softului

6.4.4. Studiu de caz

6.5. Concluzii

7. CONCLUZII, CONTRIBUȚII ȘI DIRECȚII VIITOARE DE CERCETARE

7.1. Concluzii

7.2. Contribuții personale

7.3. Direcții viitoare de cercetare

BIBLIOGRAFIE

A. ANEXE

A.1. Grafice de calcul a distanței de frânare

A.2. Rezultate studii de caz PSRM

A.3. Raport studiu de caz IHSDM

Lista Figurilor

Figura 1.1. Exemple de situații problematice din trafic (situații din Olanda, Irak, România, India, Marea Britanie, Grecia, etc) [87] 2

Figura 1.2. Situația estimată a accidentelor rutiere până în 2020 4

Figura 1.3. Harta accidentelor din România [51] 7

Figura 1.4. Numărul de decedați în accidente rutiere raportat la 1 milion de locuitori, la nivelul Uniunii Europene (2013) [34] 8

Figura 2.1. Interferența factorilor care afectează siguranța rutieră [78] 12

Figura 2.2. Încadrarea drumurilor în rețeaua de infrastructură de transport [87] 15

Figura 2.3. Planificarea tramei stradale după funcția străzilor [68] 16

Figura 2.4. Riscul de vătămare fatală a unui pieton accidentat de un vehicul 17

Figura 2.5. Exemple de amenajări ale arterelor în funcție de clasificarea în rețea (Postdam – Germania) 19

Figura 2.6. Exemplu de localitate liniară 20

Figura 2.7. Amenajarea corectă a localităților liniare prin variante de ocolire (localitatea Șindrilița) 22

Figura 2.8. Exemplificarea poziționării localităților liniare: pe o parte a drumului principal (a) și pe ambele părți ale drumului principal (b) 22

Figura 2.9. Exemplificarea dispunerii indicatoarelor de limitare a vitezei la intrarea în localitate [88] 23

Figura 2.10. Asigurarea corectă a facilităților pietonale prin condiționarea amplasării clădirilor 23

Figura 2.11. Amenajarea punctelor de îngustare [88] 24

Figura 2.12. Exemplificare pentru semnalizarea verticală etapizată la intrarea într-o localitate lineară [88] 24

Figura 2.13. Amenajarea insulelor separatoare [88] 24

Figura 2.14. Amenajarea șicanelor și a zonelor de separare a sensurilor de circulație în curbe [88] 25

Figura 2.15. Amenajarea dispozitivelor de reducere a vitezei [88] 25

Figura 2.16. Trecerea de la 2 benzi pe sens la o bandă pe sens [88] 25

Figura 2.17. Sectoare de drum cu platforma de 12.00 metri 26

Figura 2.18. Trecerea de la acostamente late la o secțiune încadrată de borduri [88] 26

Figura 2.19. Exemplu de reamenajare a acceselor prin comasare (corect în dreapta) [58] 28

Figura 2.20. Exemplu de reamenajare a acceselor (corect în dreapta) [58] 28

Figura 2.21. Modalități de proiectare a acceselor 28

Figura 2.22. Exemplu de activități periculoase desfășurate de copii pe străzi rezidențiale 29

Figura 2.23. Trotuare necorespunzătoare (România) 31

Figura 2.24. Trotuare amenajate corespunzător (Kenya) [109] 31

Figura 2.25. Acostamente insuficiente și trotuare inexistente (România) 31

Figura 2.26. Trotuar într-o zonă extraurbană (Germania) 31

Figura 2.27.Treceri pentru pietoni amenajate necorespunzător (Rep. Moldova, România) 33

Figura 2.28. Exemplu de trecere pentru pietoni în zona unităților de învățământ [88] 33

Figura 2.29. Exemplu de măsuri implementate în zona unei treceri pentru pietoni [87] 34

Figura 2.30. Exemplu de trecere pentru pietoni cu lățimea de bandă nemodificată[88] 34

Figura 2.31. Exemplu de treceri pentru pietoni amenajate cu insulă de refugiu [88] 34

Figura 2.32. Schema de funcționare a trecerilor pentru pietoni de tip “pelican” [88] 35

Figura 2.33. Treceri pentru pietoni amenajate corespunzător (România, Austria, Germania) 35

Figura 2.34. Exemple de garduri pietonale 36

Figura 2.35. Dimensiuni recomandate pentru o stație de autobuz. Viteza de proiectare 50km/h 38

Figura 2.36. Exemple de spații amenajate pentru transportul public (Germania, Japonia, România) 38

Figura 2.37. Exemple de pasarele pietonale 40

Figura 2.38. Circulația căruțelor pe drumuri publice (Pakistan) 41

Figura 2.39. Exemplu de amenajare drum lateral pentru vehicule lente (Rep. Moldova) 41

Figura 2.40. Modalități de amenajare a facilităților de trafic [87] 42

Figura 2.41. Modalități de amenajare a facilităților de trafic (continuare) [87] 43

Figura 2.42. Exemple privind modul de amenajare a pistelor pentru cicliști (Olanda, Italia, Ungaria) 43

Figura 2.43. Traiectorii ale conducătorilor auto 45

Figura 2.44. Exemplu de semnalizare a zonelor cu aliniament lung 46

Figura 2.45. Tipuri de traiectorii urmate de conducătorii auto în curbe [78] 47

Figura 2.46. Sinuozitatea traseului 48

Figura 2.47. Eliminare curbă „mâner de coș” 48

Figura 2.48. Autovehicul parcurgând un traseu curb [80] 50

Figura 2.49. Exemplificare supraînălțare și dever 51

Figura 2.50. Exemplificare dever și forță centrifugă 51

Figura 2.51. Exemplificare derapaj lateral în cazul camioanelor 52

Figura 2.52. Exemple de zone de drum în pantă, amenajate corespunzător [78] 55

Figura 2.53. Declivități compuse 57

Figura 2.54. Exemplu de profil transversal tip cu separator median în curbă 58

Figura 2.55. Diagrama punctelor de conflict într-o intersecție 59

Figura 2.56. Amenajare defectuoasă a intersecțiilor datorată spațiului prea mare și a lipsei elementelor de ghidare și canalizare a traficului (Rep. Moldova, România) 59

Figura 2.57. Exemplu de amenajare cu posibilități de întoarcere a unei intersecții în T [87] 61

Figura 2.58. Exemple de separare a fluxurilor într-o intersecție 61

Figura 2.59. Exemplu de amenajare corectă pentru canalizarea traficului 62

Figura 2.60. Exemplu de remodelare a unei intersecții cu trafic prioritar pe direcția AB 62

Figura 2.61. Exemplu de retrasare a intersecțiilor prin modificarea traseului drumului secundar 62

Figura 2.62. Exemplu de retrasare a intersecțiilor prin eșalonare 63

Figura 2.63. Amenajare defectuoasă de sens giratoriu (România) 63

Figura 2.64. Exemplu de sens giratoriu amenajat corespunzător (Germania) 63

Figura 2.65. Exemplu de amenajare a unei intersecții în T – Minigirație clasică [87] 65

Figura 2.66. Exemplu de amenajare a unei intersecții în T – Turbogirație [87] 65

Figura 2.67. Distanța de vizibilitate [15] 66

Figura 2.68. Viteza și distanța focală (sursa: Cohen 1984) [78] 67

Figura 2.69. Viteza și vederea periferică (sursa: Leutzbach și Papavasiliou) [78] 67

Figura 2.70. Distanța de vizibilitate de întâlnire 68

Figura 2.71. Exemplificarea vizibilității la depășirea unui vehicul în mișcare 70

Figura 2.72. Cazul apariției simultane a curbelor orizontale și verticale 71

Figura 2.73. Exemplu de sector de drum în care converg liniile de orientare 72

Figura 2.74. Calculul vizibilității într-o curbă verticală convexă [78] 73

Figura 2.75. Calculul vizdale după funcția străzilor [68] 16

Figura 2.4. Riscul de vătămare fatală a unui pieton accidentat de un vehicul 17

Figura 2.5. Exemple de amenajări ale arterelor în funcție de clasificarea în rețea (Postdam – Germania) 19

Figura 2.6. Exemplu de localitate liniară 20

Figura 2.7. Amenajarea corectă a localităților liniare prin variante de ocolire (localitatea Șindrilița) 22

Figura 2.8. Exemplificarea poziționării localităților liniare: pe o parte a drumului principal (a) și pe ambele părți ale drumului principal (b) 22

Figura 2.9. Exemplificarea dispunerii indicatoarelor de limitare a vitezei la intrarea în localitate [88] 23

Figura 2.10. Asigurarea corectă a facilităților pietonale prin condiționarea amplasării clădirilor 23

Figura 2.11. Amenajarea punctelor de îngustare [88] 24

Figura 2.12. Exemplificare pentru semnalizarea verticală etapizată la intrarea într-o localitate lineară [88] 24

Figura 2.13. Amenajarea insulelor separatoare [88] 24

Figura 2.14. Amenajarea șicanelor și a zonelor de separare a sensurilor de circulație în curbe [88] 25

Figura 2.15. Amenajarea dispozitivelor de reducere a vitezei [88] 25

Figura 2.16. Trecerea de la 2 benzi pe sens la o bandă pe sens [88] 25

Figura 2.17. Sectoare de drum cu platforma de 12.00 metri 26

Figura 2.18. Trecerea de la acostamente late la o secțiune încadrată de borduri [88] 26

Figura 2.19. Exemplu de reamenajare a acceselor prin comasare (corect în dreapta) [58] 28

Figura 2.20. Exemplu de reamenajare a acceselor (corect în dreapta) [58] 28

Figura 2.21. Modalități de proiectare a acceselor 28

Figura 2.22. Exemplu de activități periculoase desfășurate de copii pe străzi rezidențiale 29

Figura 2.23. Trotuare necorespunzătoare (România) 31

Figura 2.24. Trotuare amenajate corespunzător (Kenya) [109] 31

Figura 2.25. Acostamente insuficiente și trotuare inexistente (România) 31

Figura 2.26. Trotuar într-o zonă extraurbană (Germania) 31

Figura 2.27.Treceri pentru pietoni amenajate necorespunzător (Rep. Moldova, România) 33

Figura 2.28. Exemplu de trecere pentru pietoni în zona unităților de învățământ [88] 33

Figura 2.29. Exemplu de măsuri implementate în zona unei treceri pentru pietoni [87] 34

Figura 2.30. Exemplu de trecere pentru pietoni cu lățimea de bandă nemodificată[88] 34

Figura 2.31. Exemplu de treceri pentru pietoni amenajate cu insulă de refugiu [88] 34

Figura 2.32. Schema de funcționare a trecerilor pentru pietoni de tip “pelican” [88] 35

Figura 2.33. Treceri pentru pietoni amenajate corespunzător (România, Austria, Germania) 35

Figura 2.34. Exemple de garduri pietonale 36

Figura 2.35. Dimensiuni recomandate pentru o stație de autobuz. Viteza de proiectare 50km/h 38

Figura 2.36. Exemple de spații amenajate pentru transportul public (Germania, Japonia, România) 38

Figura 2.37. Exemple de pasarele pietonale 40

Figura 2.38. Circulația căruțelor pe drumuri publice (Pakistan) 41

Figura 2.39. Exemplu de amenajare drum lateral pentru vehicule lente (Rep. Moldova) 41

Figura 2.40. Modalități de amenajare a facilităților de trafic [87] 42

Figura 2.41. Modalități de amenajare a facilităților de trafic (continuare) [87] 43

Figura 2.42. Exemple privind modul de amenajare a pistelor pentru cicliști (Olanda, Italia, Ungaria) 43

Figura 2.43. Traiectorii ale conducătorilor auto 45

Figura 2.44. Exemplu de semnalizare a zonelor cu aliniament lung 46

Figura 2.45. Tipuri de traiectorii urmate de conducătorii auto în curbe [78] 47

Figura 2.46. Sinuozitatea traseului 48

Figura 2.47. Eliminare curbă „mâner de coș” 48

Figura 2.48. Autovehicul parcurgând un traseu curb [80] 50

Figura 2.49. Exemplificare supraînălțare și dever 51

Figura 2.50. Exemplificare dever și forță centrifugă 51

Figura 2.51. Exemplificare derapaj lateral în cazul camioanelor 52

Figura 2.52. Exemple de zone de drum în pantă, amenajate corespunzător [78] 55

Figura 2.53. Declivități compuse 57

Figura 2.54. Exemplu de profil transversal tip cu separator median în curbă 58

Figura 2.55. Diagrama punctelor de conflict într-o intersecție 59

Figura 2.56. Amenajare defectuoasă a intersecțiilor datorată spațiului prea mare și a lipsei elementelor de ghidare și canalizare a traficului (Rep. Moldova, România) 59

Figura 2.57. Exemplu de amenajare cu posibilități de întoarcere a unei intersecții în T [87] 61

Figura 2.58. Exemple de separare a fluxurilor într-o intersecție 61

Figura 2.59. Exemplu de amenajare corectă pentru canalizarea traficului 62

Figura 2.60. Exemplu de remodelare a unei intersecții cu trafic prioritar pe direcția AB 62

Figura 2.61. Exemplu de retrasare a intersecțiilor prin modificarea traseului drumului secundar 62

Figura 2.62. Exemplu de retrasare a intersecțiilor prin eșalonare 63

Figura 2.63. Amenajare defectuoasă de sens giratoriu (România) 63

Figura 2.64. Exemplu de sens giratoriu amenajat corespunzător (Germania) 63

Figura 2.65. Exemplu de amenajare a unei intersecții în T – Minigirație clasică [87] 65

Figura 2.66. Exemplu de amenajare a unei intersecții în T – Turbogirație [87] 65

Figura 2.67. Distanța de vizibilitate [15] 66

Figura 2.68. Viteza și distanța focală (sursa: Cohen 1984) [78] 67

Figura 2.69. Viteza și vederea periferică (sursa: Leutzbach și Papavasiliou) [78] 67

Figura 2.70. Distanța de vizibilitate de întâlnire 68

Figura 2.71. Exemplificarea vizibilității la depășirea unui vehicul în mișcare 70

Figura 2.72. Cazul apariției simultane a curbelor orizontale și verticale 71

Figura 2.73. Exemplu de sector de drum în care converg liniile de orientare 72

Figura 2.74. Calculul vizibilității într-o curbă verticală convexă [78] 73

Figura 2.75. Calculul vizibilității într-o curbă verticală concavă (iluminat faruri) [78] 73

Figura 2.76. Calculul vizibilității într-o curbă verticală concavă (structura deasupra carosabilului) [78] 74

Figura 2.77. Exemple de sectoare de drum cu vizibilitate redusă în intersecție 75

Figura 2.78. Exemplificarea distanței de vizibilitate în intersecție 75

Figura 2.79. Exemple de obstacole fixe periculoase situate în ampriza drumului 78

Figura 2.80. Zona de recupere și zona de siguranță 78

Figura 2.81. Plantarea copacilor la o distanță considerabilă de partea carosabilă 79

Figura 2.82. Semnalizarea copacilor situați în apropierea părții carosabile cu triunghiuri reflectorizante (Italia) 79

Figura 2.83. Stâlpi de tip “rupere de la bază” [21] 80

Figura 2.84. Stâlpi deformabili [21] 80

Figura 2.85. Dispozitive periculoase pentru colectarea apelor pluviale 81

Figura 2.86. Dispozitive de colectare a apelor pluviale corespunzătoare [77] 82

Figura 2.87. Accidente grave datorită dispozitivelor de protecție periculoase sau a lipsei parapetelor (Liban) [116] 82

Figura 2.88. Dispozitive de protecție corespunzătoare [77] 83

Figura 2.89. Exemple de separatoare mediane (România) 85

Figura 2.90. Semnalizare rutieră orizontală necorespunzătoare (România) 86

Figura 2.91. Exemplu de semnalizare corespunzătoare 87

Figura 2.92. Exemple de marcaj rutier rezonator 88

Figura 2.93. Exemplu de zone cu indicatoare rutiere cu conținut derutant pentru conducătorii auto (Slovacia, România) 89

Figura 2.94. Exemple de sectoare de drum cu semnalizare verticală corespunzătoare (România, Germania, Austria) 90

Figura 2.95. Dispozitive pentru întreținerea pe timp de iarnă 91

Figura 2.96. Exemple de suprafețe de rulare de calitate precară 93

Figura 2.97. Rugozitatea suprafeței de rulare 94

Figura 2.98. Metoda înălțimii de nisip [7] 95

Figura 2.99. Elemente ale texturii suprafeței carosabile (Sandburg, 1998) [67] 97

Figura 2.100. Detalii lungimi și adâncimi textură [48] 97

Figura 2.101. Exemple de sectoare de drum cu acumulări de apă pe carosabil 98

Figura 2.102. Planeitate longitudinală defectuoasă [50] 100

Figura 2.103. Exemple de suprafețe de rulare cu făgașe 101

Figura 2.104. Exemple de suprafață carosabilă exsudată, șlefuită (de la stânga la dreapta) 103

Figura 2.105. Exemple de suprafață carosabilă cu ciupituri, încrețită și cu fisuri și crăpături transversale (de la stânga la dreapta) 104

Figura 2.106. Exemple de suprafețe carosabile cu pelade, cu văluriri și refulări, cu praguri (de la stânga la dreapta) 105

Figura 2.107. Exemple de suprafețe carosabile cu fisuri și crăpături longitudinale, faianțări, degradări de margine (de la stânga la dreapta) 106

Figura 2.108. Exemple de suprafețe carosabile cu gropi, cu tasări locale și cu degradări din îngheț-dezgheț (de la stânga la dreapta) 106

Figura 3.1. Schema bazei de date privind accidentele rutiere [87] 110

Figura 3.2. Sistemul de ideograme folosit pentru accidentele rutiere [87] 119

Figura 3.3. Exemplu de folosire a ideogramelor pentru schematizarea unui accident rutier [87] 119

Figura 3.4. Exemplu de folosire a ideogramelor pentru schematizarea unui accident rutier [87] 120

Figura 4.1. Diagrama simplificată a forțelor ce acționează asupra unei roți în mișcare 128

Figura 4.2. Exemplificarea forței de frecare [87] 128

Figura 4.3. Coeficientul de creștere a riscului de producere a unui accident rutier, raportat la coeficientul de frecare[78] 132

Figura 4.4. Model mecanic al noțiunii de alunecare/ patinare al roții nedeformabile [63] 133

Figura 4.5. Distribuția presiunii normale în pata de contact [63] 134

Figura 4.6. Schema caracteristicei de rulare virtuale 135

Figura 4.7. Efectul herțian 136

Figura 4.8. Aparatul pentru determinarea coeficientului de polisaj accelerat 139

Figura 4.9. Schema aparaturii folosite pentru încercarea de frecare – pendulul SRT 139

Figura 4.10. Confecționarea probelor pentru încercările de laborator 140

Figura 4.11. Încercarea epruvetelor la aparatul de șlefuire accelerată 141

Figura 4.12. Încercarea epruvetelor la pendulul SRT 141

Figura 4.13. Centralizarea valorilor obținute în urma încercării SRT în funcție de cariera de proveniență a agregatelor și CD 155 142

Figura 4.14. Pendulul SRT și schema sa statică [55] 142

Figura 4.15. Relația dintre coeficientul de frecare (μ) și coeficientul de șlefuire accelerată al agregatelor (CPA), în funcție de carieră 144

Figura 4.16. Relația dintre coeficientul de frecare (μ) al agregatelor și distanța de frânare, în funcție de cariera de origine, pentru viteza de 80km/h, timpul de reacție al conducătorului auto de 1,5 sec și panta de 0,00% 145

Figura 5.1. Modelul celor trei zone de contact pneu-carosabil pe timp de ploaie[49] 147

Figura 5.2. Curbe intensitate – durată – frecvență bazate pe datele extrase din pluviograme [18] 149

Figura 5.3. Reprezentarea tridimensională a două curbe progresive consecutive, de sens opus [105] 150

Figura 5.4. Reprezentarea direcțiilor de scurgere a apei pentru un profil transversal cu pantă constantă (stânga) și pentru un profil transversal de tranziție (dreapta), ambele cu pantă longitudinală constantă 151

Figura 5.5. Amenajarea supraînălțărilor în curbe consecutive de sens opus 151

Figura 5.6. Reprezentarea peliculei de apă pe suprafața de rulare la contactul pneu-carosabil 152

Figura 5.7. Profilul de drenaj al apei de pe suprafața carosabilă în funcție de timp [105] 153

Figura 5.8. Fereastra pentru definirea elementelor geometrice 154

Figura 5.9. Vizualizarea profilului de drum analizat în cadrul softului PSRM 154

Figura 5.10. Fereastra de introducere a caracteristicilor precipitațiilor 154

Figura 5.11. Reprezentarea grosimii peliculei de apă pe suprafața carosabilă a unui sector de drum 155

Figura 5.12. Reprezentarea grosimii peliculei de apă pe suprafața carosabilă a unui sector de autostradă 155

Figura 5.13. Sectorul de autostradă pe care s-au folosit rigole carosabile transversale (Germania) 156

Figura 5.14. Exemple de rigole carosabile transversale montate pe autostradă (Germania) 157

Figura 5.15. Simularea efectului rigolelor carosabile transversale cu softul PSRM pentru un sector de drum 157

Figura 5.16. Simularea efectului rigolelor carosabile transversale cu softul PSRM pentru un sector de autostradă 157

Figura 5.17. Exemplu de caz în care s-a utilizat panta diagonală [97] 158

Figura 5.18. Punerea în operă a pantei diagonale pentru un sector de autostradă (stânga) și pentru un sector de drum (dreapta) [97] 158

Figura 5.19. Prezența pantei diagonale în normativele elvețiene – VSS 1996 (stânga) și în normativele austriece – FSV 1997 (dreapta) 159

Figura 5.20. Simularea efectului pantei diagonale cu softul PSRM pentru un sector de drum 159

Figura 5.21. Simularea efectului pantei diagonale cu softul PSRM pentru un sector de autostradă 159

Figura 5.22. Formarea striațiilor pe suprafața de rulare 160

Figura 6.1. Exemple de măsuri de siguranță rutieră implementate pentru separarea traficului pietonal de cel rutier 178

Figura 6.2. Exemplu de grafic de evaluare a anticipării accidentelor rutiere 180

Figura 6.3. Exemplu de grafic de evaluare a distanței de vizibilitate 182

Figura 6.4. Exemplu de traseu pentru analiza eficienței proiectării 182

Figura 6.5. Exemplu de grafic de evaluare a profilului de viteză de circulație estimat 182

Figura 6.6. Exemplu de grafic de evaluare a vitezei medii de circulație 183

Figura 6.7. Exemplu de grafic raport de evaluare a intersecțiilor 183

Figura 6.8. Exemplu de grafic de evaluare a relației conducător auto – vehicul 184

Figura 6.9. Crearea proiectului de analiză în IHSDM 185

Figura 6.10. Modalități de introducere a datelor în IHSDM 185

Figura 6.11. Rularea modulului de anticipare a accidentelor rutiere 186

Figura 6.12. Rularea modulului de evaluarea a soluțiilor de proiectare 186

Figura 6.13. Localizarea intersecției ce face obiectul studiului de caz 187

Figura 6.14. Geometria intersecției 187

Figura 6.15. Vizibilitatea conducătorului auto în intersecție, din cele 3 poziții: aplecat în față, confort și lăsat pe spate 188

Figura A.1. Valori ale distanței de frânare pentru declivitatea de -10,00% și timpul de reacție de 2,5 secunde, în funcție de coeficientul de frecare 200

Figura A.2. Valori ale distanței de frânare pentru declivitatea de -5,00% și timpul de reacție de 2,5 secunde, în funcție de coeficientul de frecare 200

Figura A.3. Valori ale distanței de frânare pentru declivitatea de 0,00% și timpul de reacție de 2,5 secunde, în funcție de coeficientul de frecare 201

Figura A.4. Valori ale distanței de frânare pentru declivitatea de +5,00% și timpul de reacție de 2,5 secunde, în funcție de coeficientul de frecare 201

Figura A.5. Valori ale distanței de frânare pentru declivitatea de +10,00% și timpul de reacție de 2,5 secunde, în funcție de coeficientul de frecare 202

Figura A.6. Valori ale distanței de frânare pentru timpul de reacție de 0,5 secunde și declivitatea de 0,00%, în funcție de coeficientul de frecare 202

Figura A.7. Valori ale distanței de frânare pentru timpul de reacție de 1,0 secundă și declivitatea de 0,00%, în funcție de coeficientul de frecare 203

Figura A.8. Valori ale distanței de frânare pentru timpul de reacție de 1,5 secunde și declivitatea de 0,00%, în funcție de coeficientul de frecare 203

Figura A.9. Valori ale distanței de frânare pentru timpul de reacție de 2,0 secunde și declivitatea de 0,00%, în funcție de coeficientul de frecare 204

Figura A.10. Valori ale distanței de frânare pentru timpul de reacție de 2,5 secunde și declivitatea de 0,00%, în funcție de coeficientul de frecare 204

Figura A.11. Valori ale distanței de frânare pentru timpul de reacție de 3,0 secunde și declivitatea de 0,00%, în funcție de coeficientul de frecare 205

Figura A.12. Diagrama intersecției 213

Lista Tabelelor

Tabelul 1.1. Viziunile siguranței rutiere în țări de referință 5

Tabelul 2.1. Acțiuni ale unui conducător auto de nivel mediu, la viteza de 60km/h și o medie de 200.000 km parcurși anual [44] 13

Tabelul 2.2. Elementele mediului rutier [78] 14

Tabelul 2.3. Relația între rază și viteza de derapaj 52

Tabelul 2.4. Valorile declivităților maxime, conform STAS 863 54

Tabelul 2.5. Spațiul parcurs de vehicul în raport cu viteza 67

Tabelul 2.6. Calculul distanțelor de vizibilitate la oprire 68

Tabelul 2.7. Calculul distanțelor de oprire pe categorii de vehicule 69

Tabelul 2.8. Timpul de reacție în funcție de semnalizarea disponibilă 88

Tabelul 2.9. Performanța suprafeței carosabile în funcție de calitatea ei [23] 92

Tabelul 2.10. Valori limită admisibile pentru rugozitatea suprafețelor de rulare prin SRT 95

Tabelul 2.11. Valori ale rugozității geometrice măsurate prin metoda înălțimii de nisip 95

Tabelul 2.12. Calificativul planeității drumului în funcție de categoria drumului [72] 101

Tabelul 3.1. Exemplificare de clasificare a cauzelor accidentelor rutiere în România[87] 109

Tabelul 3.2. Exemplificare indicatori statistici folosiți în domeniul siguranței rutiere 111

Tabelul 4.1. Coeficienți de frecare în funcție de condițiile suprafeței de rulare[78] 129

Tabelul 4.2. Valori ale distanței de frânare (tangentă) 130

Tabelul 4.3. Coeficienți de frecare longitudinală (fl ) la nivel internațional [78] 130

Tabelul 4.4. Valori ale coeficientului de frecare transversală în curbă 131

Tabelul 4.5. Coeficienți de frecare transversală (ft ) la nivel internațional [78] 131

Tabelul 4.6. Valori ale distanței de frânare în curbă 132

Tabelul 4.7. Coeficienți de frecare disponibili în curbă 132

Tabelul 4.8. Lista cu cariere din țară care au luat parte la programul experimental 140

Tabelul 4.9. Valorile CPA și μ înregistrate pe agregatele ce fac parte din programul experimental 141

Tabelul 4.10. Valorile SRT și μ înregistrate pe mixturile supuse studiului 143

Tabelul 5.1. Frecvența pe clase de intensitate a ploilor torențiale și a ploilor de intensitate maximă anuală, în funcție de durata acestora (%) [99] 149

Tabelul 6.1. Costuri socio-economice ale accidentelor în țări din Europa 171

Tabelul 6.2. Efectul regresiei la medie 176

Tabelul 6.3. Module de evaluare ale IHSDM 179

Tabelul 6.4. Rata accidentelor rutiere preconizate și frecvența lor pe sectoare de drum 181

Lista Notațiilor și a Abrevierilor

Introducere

Conceptul de siguranță a circulației la drumuri

În decursul ultimelor decenii, Uniunea Europeană a recunoscut importanța crescută a siguranței infrastructurii rutiere, formulând și un răspuns prin directiva 2008/96/CE a Parlamentului European și a consiliului din 19 noiembrie 2008, privind gestionarea acestui domeniu. De asemenea, Organizația Națiunilor Unite, prin rezoluția adoptată în data de 2 martie 2010, recunoaște gravitatea problemei și declară deceniul 2011-2020, Deceniul acțiunii în siguranța circulației rutiere[101].

O definiție clară a siguranței circulației rutiere este dificil de stabilit, având în vedere că în cadrul acestui domeniu se intersectează implicări și responsabilități cu caracter multiplu. În principiu, siguranța circulației rutiere reprezintă o serie de metode și măsuri care au scopul diminuării riscului de accidentare la care sunt supuși participanții la trafic.

Definiția legală prezentată în Ordonanța de urgență nr. 69 / 2007 privind circulația pe drumurile publice prezintă “participantul la trafic” drept persoana fizică ce utilizează, la un moment dat, drumul public. Atât din perspectiva siguranței circulației, cât și a specialiștilor responsabili de planificarea, proiectarea, construcția și întreținerea căilor de comunicație, această definiție trebuie extinsă. Participantul la trafic ar trebui să reprezinte orice persoană care se deplasează pe partea carosabilă sau adiacentă acesteia, indiferent de modalitatea de deplasare (motorizat sau nu). Inginerul de siguranță a circulației trebuie în permanență să aibă în vedere că participanții la trafic sunt personalități diferite în cel puțin ceea ce privește gradul de educație, nivelul de cultură, nivelul de inteligență, starea socială, starea medicală, starea sufletească, responsabilitatea socială, interesele personale.

În procesul de proiectare/ construcție/ administrare și exploatare a căilor de comunicații, inginerul de siguranța circulației trebuie să considere o serie de comportamente posibile ale participanților la trafic, precum este prezentat și în Figura 1.1.

Raportul „Global Status Report On Road Safety Time For Action” 2009, indică o previziune sumbră la nivel mondial în ceea ce privește accidentele rutiere, ca și cauză de deces. Astfel, dacă în 2004 accidentele rutiere produceau circa 2,2% din decese (poziția 9), până în anul 2030 acestea vor fi cauza a 3,6% din decese (poziția 5). [108]

Figura 1.1. Exemple de situații problematice din trafic (situații din Olanda, Irak, România, India, Marea Britanie, Grecia, etc) [87]

Scurt istoric al siguranței circulației

Accidentele rutiere sunt evenimente care au impact socio-economic extrem de puternic asupra societății în ansamblul ei și în mod direct asupra membrilor acesteia.

Primul eveniment rutier soldat cu deces s-a consemnat la data de 31 august 1869 în Irlanda, când Mary Ward a căzut din mașina cu aburi a vărului său direct sub roțile vehiculului. [112]

În 1891 în Statele Unite ale Americii, în Ohio, John William Lambert a fost implicat în primul incident rutier din istoria țării sale. Vehiculul său, un automobil cu benzină monocilindric, a intrat în coliziune cu rădăcina unui copac și astfel conducătorul auto a pierdut controlul volanului, însă din fericire pasagerii nu au fost răniți grav. [112]

Un alt accident a avut loc în data de 17 august 1896, când Bridget Driscoll a fost lovită de un autoturism în sud-estul Londrei, Marea Britanie. Ea este prima persoană care și-a pierdut viața într-un accident rutier ce implică un autovehicul pe bază de petrol. [112]

În România, unul dintre cele mai vechi și grave accidente rutiere înregistrate a avut loc în data de 29 iunie 1980, în apropierea localității Huțani, în zona numită "Șapte poduri". Un autobuz supraîncărcat cu 83 de persoane s-a răsturnat într-o mlaștină adâncă de cinci metri. În urma tragicului eveniment 48 de persoane și-au pierdut viața și 35 au fost rănite.

De la primul accident rutier înregistrat și până în prezent se estimează faptul că numărul persoanelor decedate pe drumurile publice se ridică la 30 milioane. Mai mult decât atât, se estimează faptul că mai bine de 1.24 milioane de persoane își pierd viața anual pe drumurile din întreaga lume, mult mai mulți suferă de handicapuri definitive și între 20 și 50 milioane sunt vătămați. Aceste evenimente sunt mai dese în special în țările în curs de dezvoltare, mai ales în rândul participanților vulnerabili la trafic și în rândul celor mai activi din punct de vedere social.

Integrarea conceptului de siguranță a circulației rutiere din România în contextul internațional

Siguranța rutieră a fost văzută ca o problemă a sistemului de transport, o consecință nefastă a acestuia, fără a se ține cont de faptul că accidentele rutiere presupun costuri directe care sunt suportate de sectorul de sănătate, domeniul afacerilor și de către familiile celor implicați.

Conform statisticilor, dintre toate modurile de transport, transportul rutier este cel mai periculos și costisitor în termeni de vieți omenești și costuri aferente. Astfel, siguranța rutieră reprezintă o problemă de interes individual, național, european și mondial, iar abordarea acesteia trebuie să fie corespunzătoare fiecărui nivel în parte, cu răspunderea împărțita între toți actorii implicați.

De-a lungul timpului, la nivel internațional, au fost abordate diverse modalități de management a siguranței circulației rutiere, după cum urmează:

Faza 1: gândirea și practica anilor 1950 s-au axat pe rolul conducătorului auto și pe o abordare de tipul ´victima este de vină´. Managementul siguranței rutiere din acea perioadă poate fi caracterizat prin intermediul unor unități dispersate, necoordonate și insuficient documentate, care îndeplineau funcții unice izolate;

Faza 2: gândirea și practica anilor 1960 – 1970 s-au axat pe intervențiile la nivel de sistem infrastructură – om – vehicul, în stadiile înainte, în timpul și după accident, fără însă a stabili responsabilitățile unui management instituțional;

Faza 3: gândirea și practica anilor 1980 – 1990 s-au axat pe intervenții la nivelul întregului sistem, la obiective cât mai clar trasate și la crearea unei baze instituționale pentru realizarea viziunilor și planurilor de acțiune, care au redus în mod considerabil numărul accidentelor rutiere în decursul acestor decade;

Faza 4: Din 1990, gândirea și practica s-au axat pe abordări holistice, cunoscute sub numele de Sistem de siguranță și având ca principal scop eliminarea pe termen lung a fatalităților și rănirilor grave în urma accidentelor de circulație.

Organizația Mondială a Sănătății și Banca Mondială au estimat o creștere alarmantă a deceselor din trafic până în anul 2020, așa cum se poate observa și în Figura 1.2, dacă în prezent politicienii și cei a căror activitate concură la siguranța rutieră nu vor lua o serie de măsuri adiționale de îmbunătățire a siguranței rutiere. Astfel se propune ca decesul/rănirea gravă prin accidente rutiere să fie considerată, alături de problemele cardio-vasculare, cancer și atacuri cerebrale, ca o problemă de sănătate publică. Cum riscul de a fi implicat într-un accident rutier poate fi diminuat prin diferite măsuri, rezultă că și accidentele rutiere pot fi prevenite prin măsuri educative, inginerești, preventive și corective, reducând astfel numărul victimelor acestora.

Figura 1.2. Situația estimată a accidentelor rutiere până în 2020

Ca urmare a situației actuale, țările mai dezvoltate au inițiat diverse acțiuni pentru îmbunătățirea siguranței rutiere, cum ar fi viziuni și strategii la nivel național, o parte fiind prezentate în Tabelul 1.1.

Viziunea adoptată în domeniul siguranței rutiere reprezintă o descriere a unei situații dezirabile din viitor, ce are la bază o teorie bine pusă la punct referitor la modul în care diferitele componente ale sistemului rutier interacționează sau este de dorit să interacționeze. Viziunea este formulată sub forma unui obiectiv pe termen lung, fără a avea un anumit termen, însă oferă orientări activității referitoare la siguranța rutieră și generează o activitate de reflecție asupra îmbunătățirilor necesare pentru a atinge situația dezirabilă exprimată de viziune. Dacă există angajament și fonduri, o viziune asupra siguranței rutiere orientează acțiunile și constituie fundamentul planurilor și programelor de siguranță rutieră.

Siguranță durabilă în Țările de Jos și Viziunea suedeză Zero sunt cele mai cunoscute exemple de viziuni asupra siguranței rutiere, care au fost adoptate și de alte țări. În ambele viziuni, ideea de bază este transformarea sistemului rutier astfel încât să se elimine toate posibilitățile cunoscute de eroare umană și să se reducă prejudiciile fizice în accidentele care au loc.

Tabelul 1.1. Viziunile siguranței rutiere în țări de referință

Multe cauze ale situației dificile a siguranței rutiere din Europa pot fi recunoscute și în România, precum:

coordonarea între unitățile cu atribuțiuni în planificarea amenajării și dezvoltării teritoriului și administrația drumurilor;

coordonarea mai strânsă între administrația drumurilor și Politie;

lipsa personalului tehnic specializat în siguranța circulației, inclusiv a pregătirii de specialitate în instituțiile de învățământ superior;

modul tradițional de proiectare a drumurilor pentru viteze mari de circulație;

necesitatea reamenajării benzilor de circulație existente, nu din punctul de vedere al capacității de circulație, cât din acela al siguranței și al mediului de trafic;

proiectarea drumurilor nu numai din punct de vedere al traficului motorizat, ci luându-se în considerare și ceilalți utilizatori ai drumului;

necesitatea unui suport financiar pentru informarea, educarea populației și dezbateri publice.

După aderarea României la Uniunea Europeană, a fost adoptată legea 265/2008 privind auditul de siguranță rutieră [57]. Potrivit acesteia, Auditul de Siguranță Rutieră este parte integrantă a managementului siguranței rutiere, prin care se realizează evaluarea implicațiilor asupra siguranței rutiere a diferitelor alternative ale proiectelor de construcție a drumurilor publice, a proiectelor de reabilitare și/sau de modernizare a drumurilor publice existente, a proiectelor de mică anvergură, precum și a proiectelor privind ISR, în vederea identificării detaliate a riscurilor care pot contribui la producerea accidentelor rutiere, în scopul creșterii siguranței infrastructurii rutiere .

Până în prezent, în România au fost efectuate mai multe studii de siguranță a circulației în localități liniare (sat, comună sau oraș de mărime mică, organizat longitudinal de-a lungul unui drum principal ) în cadrul unor proiecte pilot UE/Phare sau finanțate de Banca Mondială (ex: DN 1 București – Brașov), cât și pentru variante ocolitoare (ex : DN 79 Arad – Oradea).

În ianuarie 2010 Ministrul Transporturilor și Infrastructurii a inițiat un proiect de Ordonanță a Guvernului privind gestionarea siguranței circulației pe infrastructura rutieră, act normativ prin care MTI își propune prevenirea și reducerea pierderilor umane, materiale și financiare cauzate de accidentele rutiere, prin creșterea gradului de siguranță rutieră.

Proiectul prevede realizarea auditurilor de siguranță rutieră, care vor fi inițiate de auditori specializați. Inspecția de siguranță se realizează obligatoriu pentru fiecare drum public o dată la 2 ani, alternativ în perioadele de iarnă și de vară, se concretizează într-un raport de inspecție de siguranță și cuprinde verificarea periodică a gradului de deteriorare a elementelor care influențează siguranța rutieră, menținerea caracteristicilor inițiale privind semnalizarea și, după caz, analiza posibilelor efecte ale lucrărilor rutiere asupra siguranței traficului.

În planul de dezvoltare al României sunt prevăzute transformări majore în domeniul transporturilor și infrastructurii, întrucât acesta este nucleul în jurul căruia gravitează celelalte sectoare ale economiei. Conform Strategiei adoptate recent, siguranța rutieră în țara noastra tinde spre un standard european, iar o abordare responsabilă și inteligentă a acesteia este premisa de la care se pleacă pentru a dobândi o creștere majoră a economiei țării. Crearea unei baze de date pentru situația punctelor negre la nivel național este un început promițător (Figura 1.3).

Figura 1.3. Harta accidentelor din România [51]

O parte din obiectivele Strategiei Naționale pentru Siguranță Rutieră 2013-2020 sunt [95]:

crearea de Programe universitare, post-universitare și de formare în domeniul siguranței rutiere pentru: Auditor de siguranță rutieră, Auditor de evaluare de impact asupra siguranței rutiere, Inspector de siguranță rutieră, Managementul traficului rutier, Mobilitate urbană, Reconstituirea accidentelor, Psihologia transporturilor;

dezvoltarea și întreținerea unei infrastructuri rutiere sigure cu o componentă specială dedicată sistemelor de transport inteligente – STI;

îmbunătățirea siguranței infrastructurii și a mijloacelor de semnalizare orizontală și verticală;

controlul Stării de viabilitate și a siguranței drumurilor publice;

îmbunătățirea normelor referitoare la studiile de circulație și reglementarea planurilor de mobilitate și introducerea planurilor locale și regionale de mobilitate integrată și siguranță rutieră în fundamentarea planurilor de urbanism și amenajare a teritoriului;

revizuirea normelor de construire sau dezvoltare urbană de-a lungul drumurilor de tranzit – europene, naționale, județene – și limitarea dezvoltării liniare a localităților existente;

determinarea costului social mediu al unui accident soldat cu persoane decedate, costului social mediu al unui accident grav, clasificarea tronsoanelor de drum pe categorii de siguranță rutieră și clasificarea tronsoanelor de drum cu o concentrație mare de accidente, conform prevederilor Legii nr. 265/2008 privind gestionarea siguranței circulației pe infrastructura rutieră.

Necesitatea și actualitatea temei de cercetare

Pe baza evoluțiilor indicatorilor dinamici specifici din perioada 2000-2011, se poate observa că începând cu anul 2004, dar mai ales în anii 2007 și 2008, România a înregistrat creșteri considerabile ale numărului accidentelor rutiere grave, persoanelor decedate sau rănite grav. Țara noastră a avut o contribuție negativă la neîndeplinirea de către Uniunea Europeană a obiectivului propus pentru intervalul 2001 – 2010, de a reduce cu 50% numărul accidentelor rutiere. [33]

În perioada 2010-2013, deși în România s-a înregistrat o scădere a numărului persoanelor decedate în accidente rutiere, conform celui mai recent raport al ETSC [34], țara noastră se situează pe ultimul loc în clasamentul european în ceea ce privește numărul de decedați raportat la un milion de locuitori, cu 93 decese la 1 milion de locuitori, față de Suedia și Marea Britanie, cu 27, respectiv 28 de decese la 1 milion de locuitori:

Figura 1.4. Numărul de decedați în accidente rutiere raportat la 1 milion de locuitori, la nivelul Uniunii Europene (2013) [34]

În ultimii ani a fost realizată o strategie de siguranța rutieră și pentru România, preluând obiectivul european de reducere a numărului de decese odată cu aderarea la Uniunea Europeană în 2007, prin diverse acțiuni orientate către această direcție.

Astfel necesitatea și actualiatatea temei de cercetare este mai mult decât evidentă, luând în considerare stadiul în care România se află în prezent la capitolul Siguranță Rutieră.

Obiectivele și structura tezei de doctorat

Obiectivele tezei

Obiectivul principal al tezei îl reprezintă evidențierea legăturii strânse dintre infrastructură și producerea accidentelor rutiere. În această lucrare sunt puse în valoare elementele ce țin de geometria drumului, cât și cele ce țin de suprafața de rulare, corelate cu siguranța participanților la trafic.

S-a pus un deosebit accent pe influența contactului pneu – carosabil asupra siguranței circulației, atât prin studii de laborator pentru determinarea coeficienților de polisaj accelerat al agregratele din patru surse de cariere, corelați cu distanțele de frânare aferente, cât și prin studii asupra fenomenului de acvaplanare, care reprezintă un risc crescut în țara noastra datorită schimbărilor climatice din ultimii ani. Pentru cel din urmă, s-a încercat realizarea unei corelări între caracteristicile drumului și grosimea filmului de apă cu ajutorul unui soft dezvoltat de Universitatea Stuttgart. De asemenea, aceste analize sunt verificate și puse în evidență și prin intermediul studiilor de caz.

Un obiectiv secundar al acestei lucrări îl reprezintă implementarea în România a softului dezvoltat de American Association of State Highway Transportation Officials (AASHTO), soft cunoscut sub numele Interactive Highway Safety Design Model (IHSDM). Acest produs este de fapt o suită de programe care furnizează informații referitoare la performanțele de siguranță rutieră ale lucrărilor de drumuri, ajutând astfel inginerii proiectanți să ia decizii importante pentru îmbunătățirea siguranței rutiere. IHSDM este una din metodele de justificare a alegerii unei soluții de proiectare, iar implementarea lui poate fi realizată numai după adaptarea și calibrarea lui la normele și bazele de date românești, ceea ce s-a făcut prin intermediul prezentei lucrări de doctorat.

Structura tezei

Teză este structurată în șapte capitole.

În capitolul 1, Introducere, se prezintă în primul rând conceptul de siguranță rutieră din perspectiva infrastructurii, pentru a sublinia legătura strânsă între cele două elemente. De asemenea, se descrie un scurt istoric al siguranței circulației la nivel mondial, plecând de la primul accident înregistrat și până în prezent, pentru ca în subcapitolul imediat următor să se realizeze o trecere la prezentarea conceptului de siguranță a circulației în țara noastră. Tot în introducere sunt prezentate necesitatea și actualitatea temei de cercetare, cât și obiectivele și structura lucrării.

Capitolul 2, Implicațiile mediului rutier în siguranța circulației, este un capitol de sinteză în care este prezentat în primul rând conceptul de mediu rutier și modul în care acesta afectează siguranța participanților la trafic. De asemenea, sunt prezentate pe rând influența funcției drumului, a elementelor geometrice, a echipamentului rutier și a caracteristicilor suprafeței de rulare asupra siguranței circulației. Toate acestea sunt prezentate în detaliu și cu mici exemple și studii caz.

Capitolul 3, Analiza accidentelor de circulație rutieră, se dorește a fi un capitol de legătură, care să ajute la stabilirea cauzelor accidentelor de circulație prin prisma mediului rutier.

Capitolul 4, Studii de laborator privind contactul pneu-carosabil, este capitolul în care sunt prezentate o parte din contribuțiile personale și anume studiile de laborator pe agregate din patru cariere diferite, pentru stabilirea coeficientului de polisaj accelerat, utilizarea lor în mixturi asfaltice, determinarea coeficientului de frecare al acestora și în final determinarea influenței calității agregatelor din stratul de uzură asupra distanței de frânare.

Capitolul 5, Studii privind producerea fenomenului de acvaplanare, este de asemenea un capitol în care sunt prezentate o parte din contribuțiile personale și anume studii cu un soft specializat pentru determinarea influenței elementelor geometrice și a tipului de suprafață de rulare asupra grosimii filmului de apă în urma ploilor torențiale, cu risc de producere a fenomenului de acvaplanare.

Capitolul 6, Evaluarea măsurilor inginerești privind siguranța drumurilor, este de asemenea un capitol în care sunt prezentate contribuțiile personale cu privire la evaluarea eficienței unei măsuri de siguranță rutieră implementate, prin intermediul calibrării și adaptării softului american Interactive Highway Safety Design Model la standardele românești.

Capitolul 7, Concluzii, contribuții și direcții viitoare de cercetare, este capitolul în care sunt prezentate rezultatele obținute în urma studiilor realizate, concluziile și recomandările, dar și propuneri pentru viitoarea activitate de cercetare.

De asemenea, lucrarea prezentă are și un capitol de anexe, împărțit în trei părți: grafice de calcul a distanței de frânare corespunzătoare capitolului 4., rezultate ale studiilor de caz cu softul Pavement Surface Runoff Model corepunzătoare capitolului 5, rapoarte ale studiilor de caz cu softul Interactive Highway Safety Design Model corespunzătoare capitolului 6.

Implicațiile mediului rutier în siguranța circulației

Noțiuni generale

Sistemul Mediu rutier – Om – Vehicul este cadrul conceptual în care trebuie înțeleasă și analizată circulația rutieră, cu toate componentele acesteia. Studiile de specialitate indică predominanța factorului „om” în accidente rutiere. Acești trei factori nu funcționează izolat. Întotdeauna ei sunt prezenți în lanțul de evenimente rutiere care concură la producerea unui accident. Proporția implicării este dificil de stabilit, deoarece trasarea limitelor este relativ subiectivă, așa cum se poate observa și în Figura 2.1:

Figura 2.1. Interferența factorilor care afectează siguranța rutieră [78]

Procesul de a conduce un autovehicul este privit de cercetători drept o sarcină cu un înalt grad de complexitate, ce solicită în mod continuu o adaptare la nevoile și cerințele traficului rutier. Această idee a fost dezbătută într-un mod original și interesant într-un raport realizat de cercetătorii Häkkinen and Luoma (1991) [44], evidențiind nivelul de complexitate raportat la performanțele conducătorului auto și la gradul lor de expunere la trafic (Tabelul 2.1). Potrivit studiilor acestora, bazate pe date statistice din Finlanda și Statele Unite ale Americii, un conducător auto de nivel mediu este responsabil de aproximativ 30 de erori pe oră, ca rezultat al aproximativ 7200 observații, 2400 decizii și 1800 acțiuni. Dacă aceste statistici sunt luate ad literam, reiese faptul că numai una din 60 de erori în medie se transformă într-o situație riscantă, și în mod similar fiecare accident este precedat de aproximativ 75.000 erori.

Erorile umane pot fi cauzate de depășirea capacității cognitive a individului, slăbiciuni în coordonarea activităților aferente sarcinilor elementare de conducere și deplasare, slăbiciuni de judecată și o distorsiune între realitate și percepția ei de către individ. În mod evident este nevoie de timp pentru modificarea comportamentului factorului uman.

Tabelul 2.1. Acțiuni ale unui conducător auto de nivel mediu, la viteza de 60km/h și o medie de 200.000 km parcurși anual [44]

De asemenea, conducătorii auto pot descifra numai o parte din informațiile disponibile în mediul rutier. Conform unor studii de specialiate, s-a estimat faptul că mai mult de un miliard de unități de informație, fiecare echivalente cu un răspuns de tipul da sau nu, sunt trimise către creier în decurs de o secundă. În medie, se așteaptă ca o persoană să recunoască în mod conștient 16 unități de informație într-o secundă. [4]

Vehiculul este un alt factor important al fenomenului circulației rutiere, determinând în mod direct securitatea acesteia. Evoluția vehiculelor a fost determinată în mod direct de evoluția cunoașterii umane, având ca punct de plecare descoperirea roții și continuând, după inventarea motorului cu abur (1760 – James Watt), cu apariția "trăsurii fără cai" – automobilul (1770 – Joseph Cugnot). Siguranța oamenilor în autovehicule a fost îmbunătățită în ultimele decenii. O mașină din anii 2000 este de două ori mai sigură decât una din anii '60 datorită zonelor care prin deformare reduc energia cinetică a vehiculului și prin multe alte îmbunătățiri. Ca pieton, nimeni nu e protejat. Cu toate acestea, trebuie considerat inclusiv instinctul de conservare al omului în general.

Mediul rutier este o componentă de bază a sistemului de siguranță rutieră, fiind reprezentat de drum și de zona adiacentă a acestuia, care influențează desfășurarea traficului rutier.

Arterele de circulație trebuie proiectate în așa fel încât participanții la trafic să le perceapă, înțeleagă și utilizeze așa cum administratorii rețelei rutiere și proiectanții și-au propus, adică prin crearea unui mediu rutier prietenos, care să transmită mesaje clare.

Practic, conducătorul auto „citește” mediul rutier și în baza acelor informații adoptă modul de comportare, în principal viteza de deplasare. Relația este practic bivalentă:

Un mediu rutier coerent și clar în mesaje generează un comportament omogen și relaxat al participanților la trafic. Corectitudinea acestui principiu este demonstrată prin cifrele statistice referitoare la accidentele petrecute pe autostrăzi. În cazul acestei categorii de artere, funcția de bază – mobilitatea, este practic nealterată de alte interferențe.

Informații neclare și ambigui generează comportare ezitantă, periculoasă prin riscul de manevre imprevizibile.

În funcție de cele trei etape ale unui accident rutier (înainte, în timpul și după), mediul rutier poate fi descris conform tabelului de mai jos:

Tabelul 2.2. Elementele mediului rutier [78]

Influența funcției drumului asupra siguranței circulației

În cazul țărilor dezvoltate, rețeaua rutieră este definită în mare pe baza clasificării drumurilor din punctul de vedere al funcției pe care o îndeplinesc, punându-se accentul pe capacitatea de a colecta sau de a tranzita traficul (funcția “mobilitate” versus funcția “accesibilitate”).

Planificarea traficului și proiectarea infrastructurii au un impact deosebit asupra siguranței rutiere, reflectată de exemplu atât în cazul aspectului străzilor din zonele rezidențiale pentru accidentele ce implică pietoni, cât și în cazul unei rețele de trafic urban cu un număr mare de intersecții, ce presupune un pericol mare de accident din cauza lipsei de separare a circulației tuturor categoriilor de participanți la trafic.

Figura 2.2. Încadrarea drumurilor în rețeaua de infrastructură de transport [87]

Stabilirea unei clasificări precum cea din Figura 2.2 ajută la clarificarea diferitelor politici de abordare a aspectelor principale ale planificării transporturilor. Elementul cheie este să se asigure faptul că fiecărui drum îi este atribuit un nivel corespunzător în clasificare, pe baza funcției propuse sau dorite, dar nu și pe baza funcției existente, care este posibil să nu îndeplinească cerințele unei circulații sigure.

Un exemplu privind modul de planificare a unei rețele de transport este prezentat în Figura 2.3. Problema tipică a unei rețele de trafic proiectate greșit, și anume amestecarea funcțiilor drumurilor, va conduce la atragerea unui flux de circulație mare pe un drum rezidențial, în zone cu pietoni.

Figura 2.3. Planificarea tramei stradale după funcția străzilor [68]

Managementul vitezei

Viteza unui vehicul care circulă pe un drum public poate varia în funcție de tipul de vehicul, de caracterul conducătorului auto, de traseul urmat, de condițiile meteorologice, cât și de prezența altor participanți la trafic sau a măsurilor de control a vitezei prezente pe acel sector.

În alegerea vitezei de circulație, conducătorii auto se lasă influențați de caracteristicile geometrice principale ale drumului iar o aplicare rigidă a unui set de standarde de proiectare nu au ca rezultat obligatoriu un drum sigur. Riscul de accident și probabilitatea unor vătămări grave ca rezultat al unui accident crește cu mărirea vitezei de circulație a vehiculelor (Figura 2.4).

Figura 2.4. Riscul de vătămare fatală a unui pieton accidentat de un vehicul

Din studiile efectuate reiese faptul că un accident de circulație este rezultatul “schimbului de energie” dintre autovehicul și corpul uman, un schimb care se realizează în cantități și viteze distrugătoare pentru un organism. Astfel, viteza de circulație este direct proporțională cu cantitatea de energie cinetică absorbită de impact, de unde rezultă și probabilitatea mai mare a unei vătămări grave cu creșterea vitezei [109] .

Majoritatea experților în siguranță rutieră au căzut de acord asupra faptului că cel mai important factor care stă la baza accidentelor rutiere mortale la nivel global este selectarea neadecvată a vitezei de circulație, denumită și viteză neadecvată pentru vehicul sau “viteză excesivă”. Pentru a fi mai clară importanța acestui factor, îl putem defini sub următoarea formă: “Viteza excesivă acoperă excesul de viteză (conducerea peste limita de viteză) sau viteza neadecvată (conducerea cu viteză prea mare față de condiții, dar în interiorul limitelor)”, definiție preluată de la OCDE, CEMT 2006. [87]

În anul 2000, Administrația Drumurilor Publice din Norvegia a încercat să definească vitezele adecvate pentru diferite tipuri de drumuri din zonele rezidențiale. Vitezele au fost evaluate pe baza următoarelor elemente de cost:

costul timpului pentru toți utilizatorii;

costurile de operare pentru autovehicule;

costurile accidentelor;

costurile datorate sentimentului de pericol;

costurile datorate zgomotului de la traficul motorizat;

costurile datorate poluării globale și locale.

Pe baza acestor elemente au fost definite următoarele viteze adecvate pentru o circulație în siguranță:

pe drumurile principale regionale: 60 km/h

pe drumurile principale locale și pe drumurile de legătură: 50 km/h

pe drumurile de acces și din centrele orașelor: 30 km/h

Aceste cifre sunt calculate pe baze științifice. În mod evident, vitezele legale de circulație nu pot fi coborâte la asemenea valori, ceea ce a condus la ideea că stabilirea acestora rămâne la latitudinea autorităților interesate să definească limitele de viteză.

Promovarea unui program eficient de siguranță rutieră prin intermediul managementului vitezei are o serie de avantaje, din care, cel mai important și vizibil fiind reducerea numărului și a gravității accidentelor rutiere. Avantajele siguranței în cazul unei deplasări cu viteze mai reduse includ:

un timp mai mare pentru recunoașterea pericolelor;

reducerea distanței de deplasare la perceperea unui pericol;

reducerea distanței de frânare la oprire bruscă;

o creștere a capacității celorlalți participanți la trafic de a anticipa o posibilă coliziune;

reducerea probabilității de a pierde controlul vehiculului.

Vitezele de circulație trebuie controlate inclusiv prin modul constructiv de amenajare a drumului. Mai jos este prezentată o serie de fotografii din zona orașului Potsdam (Germania), ilustrând diferențe de amenajare a arterelor în funcție de clasificare, inclusiv în ceea ce privește viteza legală de circulație (Figura 2.5).

Figura 2.5. Exemple de amenajări ale arterelor în funcție de clasificarea în rețea (Postdam – Germania)

Amenajări pentru zonele de intrare în localitate și localitățile liniare

Zona de intrare în localitate trebuie amenajată astfel încât să transmită conducătorilor auto un mesaj clar privind modificarea mediului rutier:

viteza legală de circulație s-a redus;

modificarea componenței traficului auto: apar vehicule care circulă în regim local, cu manevre de intrare/ieșire, parcări;

apar alte categorii de participanți la trafic: pietoni, biciliști, căruțe, etc;

apar amenajări destinate participanților vulnerabili la trafic, precum treceri pentru pietoni;

concentrarea de pietoni în anume zone: primărie, școală, biserică, cimitir, magazinul sătesc, etc.

O localitate liniară este acea parte a unui drum de tranzit care se află într-o zonă construită. În astfel de localități, în unele situații, drumul capătă funcțiuni de stradă, traversând zone cu o intensă activitate comercială (Figura 2.6). O clasificare a localităților liniare este:

localitate mică (pe o distanță scurtă de circa 1-2 km) dispusă în lungul unui drum, fără străzi paralele care să preia/redistribuie traficul, cu un trafic interior redus și cu o activitate internă (administrativă, comercială, economică) redusă;

comună dispusă în lungul unui drum, cu trafic MZA de până la 4000 Vf, cu un trafic interior nesemnificativ, cu puține intersecții cu străzi laterale (drumuri) și un număr redus de treceri pentru pietoni;

oraș/comună cu activități economice importante, dispus pe un drum național cu trafic la nivel MZA de peste 4000 Vf, cu trafic interior și de legătură semnificativ, cu un trafic pietonal de peste 200 pietoni/h la trecerile pentru pietoni de pe traseul drumului.

Figura 2.6. Exemplu de localitate liniară

RECOMANDĂRI:

Pentru reducerea riscului de producerere a accidentelor rutiere se urmărește crearea unui mediu rutier iartă și să fie suficient de lizibil pentru conducătorii auto, care să le transmită mesajul de reducere a vitezei de rulare și o atenție sporită pentru participanții vulnerabili la trafic.

Un drum ocolitor asigură traficul de tranzit cu o viteză de circulație mai mare și cu mai puține riscuri, iar în același timp îmbunătățește condițiile de trafic local (Figura 2.7).

Figura 2.7. Amenajarea corectă a localităților liniare prin variante de ocolire (localitatea Șindrilița)

Încă din faza de proiectare se recomandă dezvoltatea unui localități numai pe o parte a unui drum pentru reducerea la minim a potențialelor conflicte autovehicule – pietoni (Figura 2.8).

Figura 2.8. Exemplificarea poziționării localităților liniare: pe o parte a drumului principal (a) și pe ambele părți ale drumului principal (b)

Iluminatul public adecvat este benefic pentru siguranța circulației – mai ales în dreptul intersecțiilor și la trecerile pentru pietoni.

Reducerea numărului de accese laterale mici, întrucât acestea constituie un pericol semnificativ pentru siguranța circulației, mai ales unde vitezele practicate sunt ridicate.

Pe drumurile pe care se circulă cu o viteză de circulație ridicată se recomandă instalarea unei zone intermediare, reducând limita de viteză treptat, începând de la 70 km/h cu 200 m înainte de intrarea în localitate. Indicatorul cu denumirea localității trebuie amplasat unde apare prima clădire din grupul compact de clădiri. Se poate spune că un grup compact de clădiri începe când, pe mai mult de 30% din terenul de pe ambele părți ale drumului, există case sau alte obiective care atrag trafic pietonal (50% pentru cazul în care terenul se consideră numai de pe o parte a drumului). (detalii în Figura 2.9)

Figura 2.9. Exemplificarea dispunerii indicatoarelor de limitare a vitezei la intrarea în localitate [88]

Reducerea vitezei de circulație la 30 km/h în zonele rezidențiale, în fața școlilor sau ale altor locații potențial periculoase, cu o distanță de 100 – 200 metri între indicatoarele de limitare a vitezei pentru 50 km/h și 30 km/h, inclusiv prin inscripționarea limitei de viteză pe partea carosabilă.

Asigurarea unui spațiu liber la marginea drumului pentru îmbunătățirea vizibilității, prin îndepărtarea clădirilor de suprafața carosabilă (Figura 2.10), în cazul proiectelor noi de infrastructură.

Figura 2.10. Asigurarea corectă a facilităților pietonale prin condiționarea amplasării clădirilor

În intersecții se propune canalizarea traficului în funcție de direcția de mers, cum ar fi folosirea insulelor denivelate sau a bordurilor denivelate pentru virajul la stânga.

Înregistrarea vitezelor practicate și implementarea unor dispozitive moderne video de monitorizare a traficului, de tipul sistemelor inteligente de transport.

Utilizarea punctelor de îngustare ale benzilor de circulație, care se aplică de obicei în dreptul unei treceri pentru pietoni sau în combinație cu spații pentru parcare, precum în Figura 2.11. Lățimea drumului în dreptul “punctului de îngustare” va fi adoptată în funcție de specificul acelui sector de drum.

Figura 2.11. Amenajarea punctelor de îngustare [88]

Măsurile de tipul “speed bump”, adică proeminențe în plan vertical, fac parte din măsurile „dure” și se vor aplica doar în situații limită, când alte măsuri nu au produs efectele scontate.

Figura 2.12. Exemplificare pentru semnalizarea verticală etapizată la intrarea într-o localitate lineară [88]

Utilizarea insulelor separatoare denivelate din zona centrală a drumului, care urmăresc să întrerupă aliniamentele lungi de pe sectoarele cu o limită de viteză de 50 de km/h. Această soluție se recomandă și pentru intrarea în localitate și are două obiective: să micșoreze distanța de focalizare a șoferului și să ofere o soluție eficientă de proiectare, prin care să se reducă viteza. De asemenea acest tip de soluție creează posibilitatea de întoarcere pentru autovehicule. Un exemplu se prezintă în figura de mai jos:

Figura 2.13. Amenajarea insulelor separatoare [88]

Amenajarea de șicane ale traseului. Acestea au scopul de a reduce viteza de circulație prin faptul că obligă conducătorul auto să modifice direcția de deplasare. De asemenea micșorează distanța de vizibilitate în lungul drumului și reduc distanța de focalizare a șoferului. Întrucât șicanele trebuie proiectate pentru a permite trecerea camioanelor mari, întotdeauna vor exista autoturisme care vor scurta drumul sau o vor lua chiar pe sensul opus (zona gri din figura următoare). Pentru a se evita acest inconvenient se recomandă separarea sensurilor cu parapete, separatoare etc.

Figura 2.14. Amenajarea șicanelor și a zonelor de separare a sensurilor de circulație în curbe [88]

Distanța recomandabilă dintre „dispozitivele de reducere a vitezei” (îngustări, insule separatoare sau denivelări) este de cel mult 200 de metri la 50 de km/h, 100 de metri la 30 km/h – dacă drumul este în aliniament, conform schiței din Figura 2.15.

Figura 2.15. Amenajarea dispozitivelor de reducere a vitezei [88]

Modificarea profilului transversal în localitate (trecerea de la două benzi de circulație pe sens la o bandă de circulație pe sens). Acest lucru se poate face dacă se va amenaja o zonă mediană sau insulă separatoare acolo unde are loc schimbarea. Măsura prezentată în Figura 2.16 pentru drumul cu două benzi de circulație pe sens impune dirijarea traficului mai rapid de pe banda centrală pe banda maginală. Zona gri poate fi realizată numai din marcaj termoplastic (dar insulele cu borduri teșite sau rotunjite sunt o soluție mai bună) și prevăzută cu butoni reflectorizanți și/sau cu stâlpișori de plastic de-a lungul părții stângi (stânga, pe marginea penei).

Figura 2.16. Trecerea de la 2 benzi pe sens la o bandă pe sens [88]

Pentru drumul cu o bandă de circulație pe sens și acostamente consolidate de 2.5 m (Figura 2.17) se recomandă reducerea treptată a lățimii acostamentelor pe o distanță de cca. 300 – 400 de metri, înainte de intrarea în zona construită, așa cum se poate observa și în Figura 2.18. Schimbarea secțiunii transversale a unui drum cu acostamente late la o secțiune încadrată de borduri va avea un efect semnificativ în reducerea vitezei și nu va periclita siguranța circulației.

Figura 2.17. Sectoare de drum cu platforma de 12.00 metri

Figura 2.18. Trecerea de la acostamente late la o secțiune încadrată de borduri [88]

Organizarea și gestionarea drumurilor laterale/acceselor

Din punct de vedere al siguranței circulației, zonele adiacente drumului sunt de mare importanță. În acest capitol este prezentată problema clădirilor dispuse aproape de drum în localitățile rurale și accesul la proprietăți private de-a lungul drumurilor interurbane în toată țara.

Noțiunea de acces include orice intrare sau ieșire pe/de pe partea carosabilă, precum și intersecțiile, rampele de legătură, intrările la proprietăți private, la locurile de parcare (chiar și locurile de staționare pe carosabil), stații de autobuz, etc.

La stabilirea unui acces în zonele urbane, trebuie să se țină seama, printre altele, de următoarele elemente:

Accesul la proprietățile private nu trebuie să fie plasat în apropierea intersecțiilor sau în alte puncte care pot genera conflicte de trafic;

Pentru o limită de viteză de până la 30 km/h distanța unui acces față de intersecția cea mai apropiată trebuie să fie de cel puțin 20 metri;

Pentru o limită de viteză de până la 50 km/h distanța unui acces față de intersecția cea mai apropiată trebuie să fie de cel puțin 50 metri;

Pentru limita de viteză de peste 50 km/h distanța trebuie să fie de minimum 50 -100 metri;

Toate accesele trebuie să fie realizate astfel încât să se asigure o distanță de vizibilitate corespunzătoare pentru realizarea în siguranță a manevrelor de intrare, ieșire sau de traversare;

Toate accesele trebuie să fie controlate de administratorul drumului public.

RECOMANDĂRI:

Se recomandă comasarea acceselor către magazine și stații service (agenți economici în general), care are ca urmare directă reducerea punctelor de conflict din cadrul intersecțiilor, cât și reducerea afectării vitezei de deplasare pe drumul principal, așa cum se poate observa și în Figura 2.19.

Figura 2.19. Exemplu de reamenajare a acceselor prin comasare (corect în dreapta) [58]

Înlocuirea multiplelor accese cu o singură intersecție îmbunătățește substanțial siguranța și fluența traficului prin faptul că se micșorează numărul de conflicte de-a lungul sectorului de drum principal, precum în schița din Figura 2.20.

Figura 2.20. Exemplu de reamenajare a acceselor (corect în dreapta) [58]

La proiectarea acceselor în drumul principal trebuie să se țină seama de volumul de trafic care intră sau iese în/din acces, de tipul de vehicule care îl utilizează, de tipul profilului transversal al drumului etc, având ca exemple schițele de mai jos:

Figura 2.21. Modalități de proiectare a acceselor

Amenajări ale drumului destinate participanților vulnerabili la trafic

Fiecare conducător auto este într-un anumit moment al zilei și pieton, chiar dacă numai pentru o scurtă perioadă de timp, precum drumul de la birou până în parcare. În general, distanțele mai mici de 1.5 km sunt parcurse fără utilizarea automobilului personal, astfel încât fiecare simte la un moment dat dezavantajele de a fi pieton, lipsa spațiilor special amenajate pentru circulația categoriilor vulnerabile de participanți la trafic.

Pietonii, în special persoanele în vârstă și copiii, reprezintă grupul cel mai vulnerabil de participanți la trafic. Ei nu sunt protejați de caroseria autovehicului în caz de impact, așa cum sunt protejați conducătorii auto, ci din contră, tocmai aceasta este cea care îi ucide. Din această cauză este esențial ca nevoile pietonilor în cadrul sistemului de transport să fie prioritare față de cele ale altor participanți la trafic.

Din experiența statelor europene reiese faptul că în orașele noi, în care traficul pietonal este separat de cel rutier prin crearea de rețele segregate, apare o îmbunătățire semnificativă a siguranței circulației pietonale. Din păcate, cu excepția planurilor de dezvoltare recente, separarea majoră a traficului în funcție de categoria de participanți nu s-a dovedit o activitate fezabilă din punct de vedere economic. Astfel, noi metode de îmbunătățire a siguranței participanților vulnerabili la trafic trebuie aplicate pe rețele rutiere existente, o parte din ele fiind exemplificate în urmatoarele capitole.

Riscurile majore pentru bicicliști și pietoni sunt legate de diferența de viteză dintre ei și autovehicule, de faptul că de cele mai multe ori nu sunt suficient de vizibili pentru conducătorii auto, lipsa sau amenajarea defectuoasă a trotuarelor, trecerilor pentru pietoni și a pistelor pentru bicicliști, iar uneori și comportamentul riscant pe care pietonii și bicicliștii îl adoptă le sporesc riscurile legate de siguranța circulației (Figura 2.22).

Figura 2.22. Exemplu de activități periculoase desfășurate de copii pe străzi rezidențiale

Trotuare

Trotuarul este partea drumului rezervată pietonilor. Un trotuar are inălțimea diferită față de drum și este de obicei separat de partea carosabilă printr-o bordură. În numeroase cazuri există și o zonă verde cu vegetație, iarbă, arbuști, copaci sau o combinație a acestora pe trotuar sau între secțiunea pietonală și secțiunea de circulație, pentru vehicule.

Dimensionarea trotuarelor trebuie făcută ținând cont de fluxurile pietonale. Lățimea minimă a trotuarelor trebuie considerată a fi 1,00 m, altfel acestea nu își îndeplinesc funcția de bază.

Deși realizarea unei rețele extinse de alei și trotuare separate de celelalte căi de comunicație este una dintre priorități, în țările slab dezvoltate acest lucru este greu de pus în practică. Ca zone vizate pentru astfel de amenajări sunt acelea cu un trafic pietonal sporit, cum ar fi în preajma școlilor, a centrelor comerciale sau a complexelor sportive. În unele locuri este recomandată chiar lărgirea trotuarului pentru a preveni circulația pietonilor pe partea carosabilă, atunci când spațiul este prea îngust pentru a prelua traficul existent.

RecomandarE:

În zonele centrale, în cazul anumitor străzi, în timpul zilei trebuie permisă numai circulația pietonală, cu posibilitatea de a avea acces autovehiculele de transport în comun.

Mersul pe jos este un mijloc de transport foarte des întâlnit în țările în curs de dezvoltare iar pietonii reprezintă un procent ridicat în ceea ce privește statisticile accidentelor rutiere. Amenajarea aleilor și a trotuarelor sub forma unor spații separate de partea carosabilă poate preveni producerea conflictelor dintre pietoni și autovehiculele care circulă cu viteză sporită. Este de importanță maximă să se realizeze studii asupra traficului pietonal, atât în lung cât și transversal drumului, iar aceste date să fie luate în seamă în toate fazele proiectării.

Treceri pentru pietoni

Necesitatea trecerilor pentru pietoni apare din nevoia de a acorda protecție pietonilor care vor să traverseze o cale rutieră de comunicație. Această categorie de participanți la trafic trebuie direcționată spre o secțiune sigură de trecere a drumului. Recensământul mișcării pietonilor trebuie foarte atent și detaliat realizat iar poziția trecerii pentru pietoni trebuie să corespundă exact necesităților și dorințelor acestora.

Figura 2.27.Treceri pentru pietoni amenajate necorespunzător (Rep. Moldova, România)

RECOMANDĂRI:

În general, acolo unde există accese la școli, viteza trebuie limitată la 30 km/h pe toate tipurile de drum (eventual o limitare de viteză la 30 km/h numai pe perioada cursurilor). Este important ca școlile plasate pe drumuri unde sunt practicate viteze mari și există un volum ridicat de trafic să fie prevăzute cu treceri pentru pietoni echipate adecvat (școlile nu trebuie plasate pe astfel de drumuri, sau cel puțin porțile să nu fie îndreptate spre stradă). O soluție poate fi plasarea unor garduri care să direcționeze elevii către locuri special amenajate de traversare în siguranță, concomitent cu marcaje, indicatoare rutiere și dispozitive de calmare a traficului, care să avertizeze cu privire la existența școlii (Figura 2.28).

Figura 2.28. Exemplu de trecere pentru pietoni în zona unităților de învățământ [88]

Pentru a transmite conducătorului auto că se intersectează cu o zonă destinată traversării pietonilor, se modifică profilul transversal al drumului prin îngustarea părții carosabile la 3.00-3.25 m în dreptul trecerii pentru pietoni și introducerea unei insule de refugiu, și se utilizează o semnalizare orizontală și verticală adecvată. De regulă bordurile trebuie completate cu butoni reflectorizanți. Aceste insule au de asemenea rolul de a determina conducătorii auto să reducă viteza la limita admisă de 50 km/h, precum și de a preveni manevrele de depășire în zona trecerilor pentru pietoni. (Figura 2.29)

Figura 2.29. Exemplu de măsuri implementate în zona unei treceri pentru pietoni [87]

În cazul în care se dorește păstrarea lățimii benzii de circulație de 3.5 m, trecerile pentru pietoni se recomandă a se amenaja în conformitate cu Figura 2.30. Lățimea poate fi și de 1.5 metri iar zona mai înaltă cu 60 mm, realizată dintr-un material diferit de cel al părții carosabile, nu este neapărat necesară și atunci zona centrală (1500+1000 mm) poate fi redusă la 1.5 metri. (Figura 2.31)

Figura 2.30. Exemplu de trecere pentru pietoni cu lățimea de bandă nemodificată[88]

Figura 2.31. Exemplu de treceri pentru pietoni amenajate cu insulă de refugiu [88]

Pentru drumurile cu două benzi de circulație pe sens, trecerile pentru pietoni cu insulă centrală sunt similare cu cele pentru drumurile cu două benzi de circulație. Totuși se recomandă să fie mai late și realizate decalat, astfel încât pietonii să se intoarcă cu fața la trafic înainte de a traversa cealaltă jumătate de drum.

Pentru drumurile cu mai mult de două benzi de circulație pe sens, în special în mediul urban, pentru amenajarea trecerilor pentru pietoni se recomandă soluția tip “pelican” – șicanarea direcției de deplasare a pietonilor. Prin configurația trecerii, pietonul este obligat să se îndrepte cu fața către trafic în momentul premergător traversării, așa cum se poate observa și în Figura 2.32.

Figura 2.32. Schema de funcționare a trecerilor pentru pietoni de tip “pelican” [88]

Figura 2.33. Treceri pentru pietoni amenajate corespunzător (România, Austria, Germania)

Bariere și garduri pentru canalizarea circulației pietonale

Barierele și gardurile pot fi folosite pentru canalizarea pietonilor către trecere și pentru a-i ține departe de zonele periculoase. Acestea trebuie amplasate și în zona imediat adiacentă unei treceri pentru pietoni, cu scopul de a împiedica pietonii să traverseze prin apropierea ei și a-i îndruma spre locul special amenajat.

Gardurile trebuie amplasate la o distanță de 0,5 metri de bordură pentru a lăsa un spațiu adecvat vehiculelor care trec, însă trebuie păstrată și o lățime suficientă a trotuarului, de cel puțin 1,5 m. Există garduri special concepute pentru a nu împiedica vizibilitatea, care se recomandă a fi utilizate în apropierea intersecțiilor sau a trecerilor pentru pietoni, unde cel mai important element este tocmai asigurarea unei bune vizibilități a conducătorilor auto asupra pietonilor.

RecomandarE:

Gardurile pot fi folosite pentru a schimba tiparele de circulație pietonală, ca parte din orice măsură de siguranță rutieră. Ele pot fi folosite pe lungimi scurte în fața intrărilor școlilor, terenurilor de recreere și a trotuarelor pentru a preveni traversarea în fugă a copiilor. În zonele aglomerate, cum ar fi intersecțiile mari și stațiile de metrou sau de autobuz, gardurile pot fi folosite pentru a ține pietonii departe de partea carosabilă (Figura 2.34).

Figura 2.34. Exemple de garduri pietonale

Parcări și stații destinate transportului public

Parcările și stațiile de autobuz permit vehiculelor să se oprească în condiții de siguranță și cu minim de efecte adverse asupra altor participanți la trafic. Acest lucru se realizează cel mai bine prin crearea unei zone separate care se unește cu drumul principal printr-un punct de intrare și un punct de ieșire. Vehiculele pot opri astfel la marginea părții carosabile fără a interfera cu alți participanți la trafic și cu risc redus pentru pasagerii care urcă sau coboară.

În mod normal, stațiile de autobuz trebuie construite în formă de alveolă și să fie dispuse la ieșirea din intersecție și după trecerile de pietoni. Dacă există două stații pe cele două părți ale aceluiași drum, ele trebuie poziționate "coadă la coadă", mai exact cea de pe partea dreaptă să fie după cea de pe partea stângă a sensului de mers și între ele o trecere de pietoni. Astfel, traversarea pietonilor se va face prin spatele mijlocului de transport în comun și nu prin fața acestuia.

Pe drumurile interurbane, stațiile de autobuz ar putea fi amplasate la nodurile rutiere, aproape de intersecții, astfel încât să existe o zonă de separare între partea carosabilă și stație sau rampe/trepte de trecere între stație și intersecție. Zona mediană trebuie prevăzută cu un gard, care să împiedice traversarea la nivel a pietonilor.

RECOMANDARE:

Pentru situația în care stațiile pentru autobuze sunt amplasate de o parte și de cealaltă a drumului, se recomandă poziționarea lor pe diagonală, spate în spate. Astfel, pietonii care intenționează să traverseze strada prin spatele autobuzului sunt mai vizibili pentru autovehiculele care circulă din aceeași direcție.

În țările dezvoltate se oferă tot mai des diverse facilități pentru a da o mai mare importanță transportului în comun și pentru a-l face cât mai atractiv pentru potențialii pasageri. Astfel au apărut și străzile circulate exclusiv de autobuze, unde acestea pot manevra viteze rezonabile.

Modalități de amenajare ale stațiilor destinate transportului public:

Figura 2.35. Dimensiuni recomandate pentru o stație de autobuz. Viteza de proiectare 50km/h

Figura 2.36. Exemple de spații amenajate pentru transportul public (Germania, Japonia, România)

Prin eliminarea opririlor pe partea carosabilă, conflictele sunt reduse și este îmbunătățită siguranța rutieră. Poziționarea stațiilor este critică, însă se depun toate eforturile pentru a evita blocarea fizică sau obstrucționarea vizuală (Figura 2.36).

Pasarele sau pasaje pietonale

În zonele urbane în care fluxul pietonilor este mare și condițiile de trafic sunt de așa natură încât oprirea traficului prin intermediul semnalelor ar duce la aglomerări și/sau risc de accidente din cauza vitezelor mari, este recomandată separarea circulației pietonilor de cea a vehiculelor. Această soluție este valabilă și pentru unele situații departe de aglomerările urbane, cum ar fi pe arterele principale de mare viteză, unde semaforizarea ar putea fi inadecvată sau chiar periculoasă.

În zonele în care există un flux mare de pietoni și de autovehicule, pasarelele sau pasajele subterane pot fi considerate o investiție financiară bună, iar pentru cazul în care se circulă cu viteze mari, aceste facilități ar putea fi singura soluție pentru îmbunătățirea siguranței pietonilor. De cele mai multe ori este nevoie ca masură complementară folosirea gardurilor în lungul drumului, cu scopul de a reduce la minimum numărul pietonilor care traversează strada neregulamentar.

Figura 2.37. Exemple de pasarele pietonale

În comparație cu amenajările trecerilor pentru pietoni la nivel, conform statisticilor europene, pasarelele reduc numărul accidentelor cu pietoni cu 80%. Amenajarea de treceri pentru pietoni denivelate (pasaje/pasarele) se recomandă în zonele cu trafic pietonal de peste 400 pietoni/h sau când traficul pe drumul național este foarte intens (Figura 2.37).

Amenajări destinate bicicliștilor, vehiculelor lente și agricole

În majoritatea țărilor există o lipsă de facilități destinate vehiculelor nemotorizate. Singura țară în care bicicletele sunt înregistrate și există facilități speciale pentru ele, întrucât constituie cel mai mare grup de vehicule care folosesc drumurile, este China. Cu toate acestea, în majoritatea celorlalte țări dezvoltate, în ciuda numărului mare de bicicliști și de alte vehicule nemotorizate, sunt disponibile foarte puține facilități speciale. În aceste țări bicicliștii trebuie să concureze la folosirea drumurilor pentru spațiu rutier cu automobile, camioane și alte vehicule motorizate.

Diversitatea vehiculelor din țările în curs de dezvoltare conduce la situații deosebit de periculoase din cauza caracteristicilor de performanță ale acestora. Despărțirea traficului mai lent de fluxurile motorizate oferă beneficii de siguranță și o creștere a eficienței globale a rețelei. Deși rareori este practică construirea unei rețele complet separate în orașele existente, este posibil să se realizeze o rețea mai sigură prin furnizarea de facilități suplimentare de-a lungul anumitor rute și legarea acestora prin secțiuni scurte, cu circulație segregată. În noile planuri de dezvoltare pot fi incluse din etapa de proiectare drumuri separate, de multe ori la costuri mici. Pietonii și vehiculele lente pot împărți aceleași facilități, iar crearea de parcări de-a lungul drumurilor rurale poate fi o astfel de amenajarea benefică.

Soluțiile pentru separarea în lungul drumului a circulației bicicliștilor și pietonilor de cea a vehiculelor motorizate sunt prezentate în Figura 2.40 și Figura 2.41.

Soluția A – trafic combinat – este nesatisfăcătoare în majoritatea localităților atât pentru bicicliști, cât și pentru pietoni.

Soluțiile B (pista pentru bicicliști) și C (bicicliștii folosesc acostamentul drumului) pot fi folosite doar cu mare grijă. Dacă lățimea benzii pentru trafic plus lățimea benzii pentru bicicliști (sau acostamentul plus banda de trafic) depășesc o anumită valoare, drumul ar putea funcționa în realitate ca un drum cu două benzi de circulație pe sens. Din punct de vedere al siguranței, soluțiile B și C pot fi implementate doar dacă lățimea totală a unei jumătăți de drum, incluzând și banda pentru bicicliști sau acostamentul, este de 3.5 – 4 m, iar vitezele de circulație nu depășesc 50 km/h.

Figura 2.40. Modalități de amenajare a facilităților de trafic [87]

Variantele D sau E sunt probabil cele mai bune soluții pentru localitățile liniare, unde limita de viteză este de 50 km/h. Varianta D (separare cu bordură) se recomandă a fi folosită cât mai mult posibil, iar soluția E numai la periferia localităților. Lățimea unei benzi pentru pietoni/bicicliști trebuie să fie de cel puțin 1.5 metri.

Variantele F și G, sunt cele mai bune și sigure soluții (dar mai costisitoare). Dacă limita de viteză pentru autovehicule este de 70 km/h, separarea completă este singura soluție sigură (soluția G). Totuși dacă spațiul nu o permite se pot adopta soluțiile E – F cu condiția să se includă un parapet între partea carosabilă și calea de rulare pentru bicicliști și pietoni (Figura 2.42).

Figura 2.41. Modalități de amenajare a facilităților de trafic (continuare) [87]

Figura 2.42. Exemple privind modul de amenajare a pistelor pentru cicliști (Olanda, Italia, Ungaria)

Influența elementelor geometrice ale drumului asupra siguranței circulației

Elementele geometrice caracteristice drumurilor reprezintă totalitatea elementelor componente ale unui drum în plan de situație, profil longitudinal și profil transversal.

Studii efectuate în timp asupra accidentelor rutiere [78] au pus în evidență o serie de conexiuni între riscul producerii acestora și elementele geometrice ale drumurilor, formulându-se următoarele concluzii:

Proporția accidentelor este de 1,5 până la de 4 ori mai mare în curbe decât în aliniament (Zegeer și alții, 1992).

Pe drumurile secundare din mediul extraurban, care sunt proiectate prin respectarea mai puțin exigentă a normelor în vigoare, cea mai mare parte a accidentelor rutiere se produce în curbe (60-70%).

Aproape 60% din accidentele rutiere care se produc în curbe implică un singur vehicul, care de regulă părăsește traseul (Lamm și alții, 1999).

Accidentele rutiere se produc mai ales la extremitățile curbelor, întrucât manevra declanșatoare se produce fie la intrarea, fie la ieșirea din curbă.

Reducera vitezei în curbă sporește riscul de producere a accidentelor rutiere, tocmai prin faptul că șoferul este obligat să reducă viteza.

Probabilitatea de eroare în aprecierea înscrierii pe traseu conduce la producerea unui accident (încălcarea benzilor, derapaj, părăsirea părții carosabile etc.). Fenomenul se amplifică și mai mult dacă reducerea vitezei este neprevăzută și bruscă (curbă strânsă izolată).

Drumurile se proiectează pe baza unui parametru important numit viteză de proiectare (de referință sau de bază). Viteza de proiectare este viteza maximă ce trebuie asigurată unui autoturism în punctele cele mai dificile ale traseului astfel încât circulația să se desfășoare în condiții de maximă siguranță și confort, presupunând că starea suprafeței este bună și condițiile climatice favorabile [80].

Plan de situație

Aliniamente

Traiectoria optimă a unui vehicul este în centrul benzii de circulație și nu la stânga sau la dreapta acesteia. Totuși, utilizatorul drumului nu se poate deplasa în linie dreaptă. În aliniament, conducătorul auto are tendința de a se deplasa pe o curbă de tip sinusoidă, așa cum este prezentat în exemplul de mai jos:

Figura 2.43. Traiectorii ale conducătorilor auto

Reducerea vitezei de circulație pe un drum în aliniament se face aplicând următoarele măsuri, precum este prezentat și în Figura 2.44:

indicatoare rutiere;

benzi producătoare de zgomot intercalate cu indicatoarele rutiere;

înscrierea vitezei admise de circulație prin marcaj rutier;

console cu buclă inductivă pentru controlul vitezei în zone cu aliniamente lungi pentru atenționarea și calmarea traficului;

dispozitive bidirecționale și lestabile.

Figura 2.44. Exemplu de semnalizare a zonelor cu aliniament lung

În același timp, se recomandă limitarea lungimii aliniamentelor la o valoare de 3-4 km, din condiții estetice și de siguranță, deși acest lucru nu este menționat și în STAS 863-85 „Elemente geometrice ale traseelor. Prescripții de proiectare”.

Curbe în plan

Aliniamentele se racordează între ele, cel mai frecvent, prin curbe arc de cerc, a căror rază trebuie să fie mai mare sau egală cu raza minimă. Curbele în plan trebuie proiectate în așa fel încât să poată fi abordate în siguranță de vehiculele care se apropie. Pentru viteze mai mari și curbe cu raze stricte, frecarea laterală dezvoltată între pneurile unui vehicul și suprafața carosabilului va trebui să fie mai mare. O proiectare adecvată se realizează prin crearea unei legături între viteza de circulație și un nivel acceptabil de frecare pentru orice curbă orizontală. Din motive economice și de mediu, standardele de curbură pot fi mai îngăduitoare în funcție de circumstanțele locale și de gradul în care măsurile suplimentare, cum ar fi indicatoare și marcaje rutiere, sunt introduse pentru a reduce viteza de circulație și, astfel, se compensează creșterea potențială a riscului.

Traseul unui drum trebuie să ofere o bună ghidare prin geometria sa în spațiu și prin elementele din mediul înconjurător. Conducătorii auto trebuie să vadă ambele margini ale drumului. Foarte adesea se întâmplă să nu fie vizibile ambele margini (de exemplu într-o curbă, din cauza lipsei supraînălțării, marginea dinspre exterior dispare).

Într-un studiu realizat de Spacek (2000) [78], au fost identificate șase tipuri de traiectorii urmate de conducătorii auto în curbe (Figura 2.45), prin urmărirea comportamentului autovehiculelor în funcție de viteză:

“Ideal” – corespunde traiectoriei constante a unui vehiul pe centrul benzii de circulației;

“Normal” – traiectoria vehiculului taie ușor interiorul curbei, fără a depăși axul;

“Corectat” – traiectoria vehicului implică o ușoară alunecare către exteriorul curbei, urmată de o corecție bruscă ulterioară;

“Tăiat” – traiectoria vehiculului tinde către interiorul curbei, depășind axul sau marginea părții carosabile;

“Oscilant” – traiectoria vehiculului începe dinspre exteriorul curbei și continuă spre interiorul acesteia;

“În derivă” – traiectoria vehiculului este asimetrică, dinspre interiorul curbei spre exteriorul acesteia.

Traiectoria de tipul “corectat”, ce rezultă în urma subestimării caracteristicilor curbei de către conducătorul auto, antrenează o micșorare a razei acoperită de vehicul, ceea ce crește riscul de producere a unui accident rutier. Îmbunătățirile aduse vizibilității și lizibilității drumului au ca scop diminuarea acestui tip de probleme.

Figura 2.45. Tipuri de traiectorii urmate de conducătorii auto în curbe [78]

Sinuozitatea generală a unui drum are o influență directă asupra nivelului de atenție al unui conducător auto și asupra așteptărilor acestuia în ceea ce privește traseul în plan ce urmează. Sinuozitatea este suma schimbărilor de direcție (în grade) pe kilometru, asa cum se poate observa și din figura de mai jos:

ExemplU de calcul:

Figura 2.46. Sinuozitatea traseului

În lungul unui traseu, modificările bruște ale mărimii razei de curbură pot surprinde conducătorii auto și pot determina o percepție eronată a traseului pentru conducătorul auto. Riscul este mai mare dacă o curbă cu raza mică urmează uneia cu raza mai mare (Figura 2.47):

Figura 2.47. Eliminare curbă „mâner de coș”

RecomandĂri:

O proiectare bună nu trebuie să încurajeze viteza excesivă, însă este necesar să ofere oportunități de depășire. Curbele în plan trebuie să fie coordonate cu alte caracteristici de proiectare iar siguranța trebuie să fie luată în considerare într-un stadiu timpuriu de proiectare, pentru a identifica posibile locații periculoase și soluții alternative.

Trebuie luată în calcul folosirea marcajelor reflectorizante laterale, a stâlpilor de ghidare și a ochilor de pisică, deoarece acestea reprezintă un mijloc foarte eficient pentru asigurarea ghidării optice pe timp de noapte. Studiile din anumite țări europene arată că folosirea marcajelor reflectorizante laterale reduce numărul accidentelor cu aproape 3 %.

Acolo unde este posibil, curbura în plan a unui drum trebuie să fie în concordanță cu cerințele de viteză. Dacă este necesară o abatere de la standard, trebuie să fie introduse indicatoare clare, marcaje și alte dispozitive de avertizare pentru a face conducătorii auto conștienți de posibilele probleme pe care le pot întâmpina.

Amenajarea în spațiu a curbelor

În mod frecvent, la proiectarea drumurilor sunt folosite curbele arc de cerc pentru racordarea a două aliniamente în plan. Pentru a facilita trecerea treptată a direcției din secțiunile drepte de drum la curbe, sunt adesea folosite curbe progresive. Caracteristica unei curbe progresive este că are o rază variabilă, cu valori de la infinit în aliniament, până la o valoare bine stabilită în zona bisectoarei, ca într-o spirală.

Presupunând un traseu curb (Figura 2.48), la intrarea în curba circulară autovehiculul este supus acțiunii forței centrifuge, dirijată spre exteriorul curbei, de valoare:

(2.1)

unde m – masa autovehiculului (kg)

P – greutatea autovehiculului (kgf)

g – accelerația gravitațională (m/s2)

v – viteza cu care circulă autovehiculul (m/s)

R – raza curbei arc de cerc (m)

Figura 2.48. Autovehicul parcurgând un traseu curb [80]

Datorită variației uniform crescătoare a curburii, în cazul acestor curbe de tranziție, forța centrifugă care acționează asupra autovehiculului nu mai apare brusc ci treptat pe lungimea curbei progresive, astfel că nu se mai manifestă acel șoc lateral brusc și crește confortul participanților la trafic prin faptul că pe tot parcursul ei conducătorul auto realizează o rotire constantă a volanului

Peste lungimea unei curbe circulare este adesea aplicată supraînălțarea cu scopul de a reduce frecarea dintre pneuri și suprafața drumului, cât și pentru a spori confortul (Figura 2.49). În astfel de situații, lungimea curbei progresive poate fi folosită pentru a introduce supraînălțarea pe aceeași secțiune, cât și pentru îndepărtarea deverului negativ. Supralărgirea benzilor de circulație este adesea necesară pe curbe cu raze mai mici, pentru a permite încadrarea unui vehicul în cadrul unei benzi de circulație.

Figura 2.49. Exemplificare supraînălțare și dever

Atunci când frecarea mobilizată între pneuri și suprafața de rulare în curbă devine inferioară frecării necesare (fr) păstrării stabilității vehiculului (calcul efectuat în funcție de viteza adoptată de conducătorul auto), apare pierderea controlului deplasării vehiculului (Figura 2.50).

Figura 2.50. Exemplificare dever și forță centrifugă

Derapajul lateral survine când forța centrifugă devine superioară rezistenței oferite de frecarea transversală (ft) și dever (p).

fr = (2.3)

unde : R – raza de curbură (m)

V85 – viteza (km/h)

p – deverul (m/m)

fr – frecarea necesară la viteza V85

Viteza la care poate surveni deraparea trebuie să fie întotdeauna superioară limitei de viteză afișate pe traseu. În caz contrar, trebuie prevăzute măsuri de avertizare adaptate situației care să fie implementate pe traseu, înainte de intrarea în curbă, astfel încât conducătorii auto să aibă timp pentru a reduce viteza de deplasare.

(2.4)

unde: Vskid – viteza de derapaj (km/h)

R – raza de curbură (m)

p – deverul (m/m)

ft – coeficientul de frecare transversală disponibil

ExemplU de calcul:

Considerăm deverul p = 0.06 m/m și coeficientul de frecare ft = 0.24. Variem raza curbei (R) pentru determinarea vitezei de derapaj Vskid :

Tabelul 2.3. Relația între rază și viteza de derapaj

Din diferite motive, limita de derapaj nu este în mod obligatoriu atinsă în același timp pe toate roțile unui vehicul. Dacă vehiculul are o configurație rigidă (de ex. camion), frecarea se poate atunci dezvolta la roți care nu au atins încă limita de derapaj. În cazul unui vehicul articulat (semiremorcă, remorcă, autotren), deraparea unor roți poate antrena rotația elementelor rigide și modifica complet configurația vehiculelor (Figura 2.51). Dacă vehiculele de tip semiremorcă reprezintă o proporție importantă din trafic, problemele de pliere a autotrenului pot surveni înaintea celor de derapaj.

Figura 2.51. Exemplificare derapaj lateral în cazul camioanelor

De asemenea, în curbă poate interveni și fenomenul de răsturnare. Ecuația de calcul a vitezei de răsturnare în curbă este similară cu cea de calcul a vitezei de derapaj, diferența constând în înlocuirea coeficientului de frecare transversal disponibil (ft) cu pragul de răsturnare (t/2h):

RecomandArE:

Curbele progresive nu se justifică pe drumurile cu volum redus în cazul în care vitezele de circulație sunt mici; cercetări recente au indicat faptul că sunt mai sigure curbele circulare folosite individual, decât împreună cu curbe progresive. [78]

Profil longitudinal

Profilul longitudinal este proiecția desfășurată pe un plan vertical lateral a intersecției suprafeței drumului cu o suprafață cilindrică verticală, având ca directoare axul drumului [80].

Declivități în profil longitudinal

Prin declivitate, notată cu "i" se înțelege tangenta unghiului α format de linia roșie cu orizontala. Declivitatea se exprimă în procente și poate fi pozitivă sau negativă – declivitatea pozitivă se numește rampă, cea negativă se numește pantă iar declivitatea cu valoare zero se numește palier. Valoarea declivităților folosite pentru linia roșie se limitează superior, la o valoarea maximă, imax și inferior, la o valoarea minimă, imin.

Stabilirea declivității maxime se face în funcție de viteza de proiectare, care depinde la rândul ei de relief. Pentru un consum de carburant cât mai mic, se recomandă proiectarea liniei roșii cu valori ale declivității cât mai mici pe lungimi cât mai mari, însă este nevoie să se țină cont și de nevoia de scurgere a apelor de pe partea carosabilă în lungul drumului, iar aceasta se poate face cu pante cu valori mai mari. STAS-ul 863-85 [93] furnizează valorile maxime ale declivităților pentru drumuri:

Tabelul 2.4. Valorile declivităților maxime, conform STAS 863

Amenajările în plan sau spațiu ale traseului au anumite efecte asupra liniei roșii:

– în curbele cu rază mică, declivitatea pe banda interioară este mai mare decât declivitatea stabilită în axă;

– marginea exterioară a drumului, în curbe, se supraînalță și din această cauză va avea o declivitate sporită cu 0,5 – 1 %;

– în curbele cu raze mici, declivitatea liniei roșii se compune cu panta transversală a căii în curbă iar rezultanta acestora poate să tragă vehiculul spre interiorul curbei, trecând de pe o bandă pe cealaltă.

Pentru a se evita aceste trei suprapuneri, declivitatea maximă în curbe va fi:

, unde R este raza curbei, în metri. (2.7)

Prevederea unei benzi auxiliare pentru vehiculele lente poate fi extrem de benefică pentru a permite vehiculelor care se deplasează în rampă să efectueze depășiri eficiente și în siguranță. Totuși, criteriile pentru introducerea și evaluarea benzilor dedicate vehiculelor lente sunt complexe și implică lungimea și gradul de inclinație al rampei, tipul de vehicule care compun traficul, nivelul fluxului de trafic și o estimare a diferențelor de viteză dintre diversele grupuri de vehicule. Ocaziile de depășire pe secțiunile adiacente drumului sunt de asemenea importante. Dacă traseul este în general sinuos, cu puține posibilități de depășire, prevederea unei benzi auxiliare poate fi deosebit de benefică (Figura 2.52).

Figura 2.52. Exemple de zone de drum în pantă, amenajate corespunzător [78]

Racordări în plan vertical

Pentru a se asigura continuitatea circulației, precum și vizibilitatea în profil longitudinal, declivitățile trebuie racordate prin curbe de racordare verticală. Racordarea a două declivități succesive prin curbe verticale se face atunci când diferența algebrică dintre ele, în valoare absolută (tangenta trigonometrică, m), este mai mare decât 0.5%. [80]

Din punct de vedere al centrului de curbură, aceste racordări verticale pot fi concave, atunci când centrul de curbură se găsește deasupra nivelului liniei roșii (la traversarea văilor) și convexe, atunci când centrul de curbură se găsește sub nivelul liniei roșii (la traversarea crestelor).

Proiectarea de curbe verticale se bazează pe criterii de confort sau de vizibilitate și, de obicei, este utilizată o funcție parabolică pentru a lega zonele de pantă constantă. Vizibilitatea este deosebit de importantă pe curbele convexe, iar lungimile minime ale acestora sunt concepute astfel încât să ofere suficientă vizibilitate opririlor în siguranță pe timpul zilei.

O atenție deosebită trebuie acordată și modului de succesiune al declivităților. Unele combinații de pante compuse pot surprinde conducătorii auto dacă aceștia nu văd caracteristicile profilului înainte de a iniția manevra de coborâre. Conducătorii vehiculelor grele, nefamiliarizați cu locurile, își vor iniția coborârea cu o viteză prea mare pentru caracteristicile pantei. Cazurile tipice includ o pantă abruptă precedată de o pantă lină sau de un scurt sector plan (Figura 2.53).

Figura 2.53. Declivități compuse

Profil transversal

O secțiune transversală este formată în mod normal din partea carosabilă, acostamente sau borduri, dispozitive de colectare a apelor și lucrări de terasamente. Aceasta poate include de asemenea facilități pentru pietoni, bicicliști sau pentru alte grupuri de utilizatori de specialitate.

În secțiune transversală, conducătorul auto are tendința de a se deplasa pe o traiectorie care se apropie mai mult de axul căii (efectul de bordură). Dacă diferența de nivel dintre carosabil și acostament este mai mare de 5 cm atunci devine periculos și este necesară reducerea diferenței prin umplere.

Principalele tipuri de profile transversale cu probleme de siguranță rutieră sunt următoarele:

profil transversal cu 4 benzi, lățime carosabil de 14 m, fără zonă mediană;

profil transversal cu benzi de staționare de urgență de lățime 2.5 m pe ambele părți ale drumului, care este perceput de către șoferi similar drumului cu 4 benzi.

Ambele tipuri au fost utilizate în trecut în țările vest-europene, dar s-a renunțat la ele datorită înregistrării unui număr mare de coliziuni frontale, având ca efecte accidente rutiere cu urmări grave. De asemenea, trebuie reținut că benzile de circulație mai mari de 3.5 m favorizează depășiri periculoase și practicarea unor viteze superioare celor admise prin lege. Siguranța drumului și evitarea producerii de accidente rutiere se poate realiza în aceste situații prin reducerea la normal a acestor benzi, fără micșorarea lățimii totale a drumului și instalarea în zona mediană a parapetului de protecție. Pe sectoarele pe care drumurile naționale cu patru benzi traversează localități liniare, acest efect se poate obține chiar cu reducerea benzilor de circulație la o lățime suficientă de 3.25 m.

Figura 2.54. Exemplu de profil transversal tip cu separator median în curbă

Intersecții la nivel

Modul de amenajare al multor intersecții este rezultatul aparent al evoluției în timp. Drumurile încă se mai intersectează în mod similar cu perioada când se circula cu viteze reduse, iar traficul era format numai din vehicule lente, atelaje hipo sau pietoni. Această situație nu mai este acceptabilă, traficul modern solicitând o proiectare prin care să se ofere fiecărui utilizator condiții de siguranță în circulație.

Se știe că spațiul dintr-o intersecție este împărțit de obicei de toate tipurile de participanți la trafic, lucru ce produce multe tipuri de conflicte și pericole.

În figura de mai jos sunt marcate pentru o intersecție în cruce, dintre două drumuri cu câte o bandă de circulație pe sens, toate cele 32 de puncte de conflict: 16 puncte de conflict de „încrucișare” (); 8 puncte de conflict la desprinderea din fluxul de înainte a unei mișcări de viraj () și 8 puncte de conflict la inserția în fluxul de înainte a unei mișcări de viraj (). Numerele din figură, de la 1-12, corespund tuturor mișcărilor permise, câte trei direcții de pe fiecare acces (3 mișcări x 4 accese).

Figura 2.55. Diagrama punctelor de conflict într-o intersecție

Figura 2.56. Amenajare defectuoasă a intersecțiilor datorată spațiului prea mare și a lipsei elementelor de ghidare și canalizare a traficului (Rep. Moldova, România)

Figura 2.57. Exemplu de amenajare cu posibilități de întoarcere a unei intersecții în T [87]

Unele măsuri de remediere implică modificări sau îmbunătățiri ale acceselor pentru a face conducătorii auto mai atenți la intersecție, iar altele implică modificări ale intersecției în sine și costuri mai ridicate, de la tăierea vegetației și până la realinierea drumurilor.

Separarea fluxurilor de circulație în intersecție prin crearea unui flux separat pentru virajul dreapta, pentru fluidizarea traficului pe direcția principală și ușurarea accesului pe drumul auxiliar printr-o curbă de racordare cu rază mai mare (Figura 2.58). O separare a fluxurilor este recomandată și pentru crearea unei benzi speciale de viraj stânga, în locul unei insule mediane. Astfel, se crează o zonă de refugiu care nu îi afectează pe cei care circulă pe direcția înainte și nici pe cei care vin din sens opus (Figura 2.59).

Figura 2.58. Exemple de separare a fluxurilor într-o intersecție

Figura 2.59. Exemplu de amenajare corectă pentru canalizarea traficului

În exemplul următor este prezentată situația în care fluxul de trafic pe sectorul AB este mult mai important decât cel de pe sector AC și se recomandă remodelarea intersecției pentru a nu crea iluzii optice conducătorilor auto care vin dinspre punctul C, cu senzația că drumul este drept și au prioritate.

Figura 2.60. Exemplu de remodelare a unei intersecții cu trafic prioritar pe direcția AB

O intersecție cu 4 accese este frecvent utilizată pentru a conecta două drumuri ale căror aliniamente se traversează reciproc. În cele mai multe cazuri vehiculele care călătoresc pe un drum principal au prioritate ridicată la trecerea prin intersecție, iar cele care călătoresc pe un drum secundar trebuie să aștepte un decalaj înainte de a traversa sau efectua o manevră de întoarcere. Deoarece acest tip de intersecție este mai sigur dacă cele două drumuri își intersectează aproximativ ortogonal direcțiile, drumurile asimetrice sunt deseori aliniate local astfel încât să îndeplinească unghiuri drepte.

Figura 2.61. Exemplu de retrasare a intersecțiilor prin modificarea traseului drumului secundar

Separarea fluxurilor de circulație în intersecție prin eșalonarea unei intersecții în cruce (Figura 2.62) este de asemenea o soluție recomandată. Deși indicatoarele amplasate în avans pot reduce problema, se recomandă decalarea drumurilor secundare astfel încât intersecția în cruce să devină o pereche de intersecții în “T”. Studii în domeniu atestă faptul că rata accidentelor se reduce cu 60% dacă intersecțiile în cruce sunt eșalonate [87].

Figura 2.62. Exemplu de retrasare a intersecțiilor prin eșalonare

Sensurile giratorii au ca scop reducerea vitezei la intersecții și evitarea coliziunilor laterale și frontale. Sensurile giratorii au de asemenea o mai mare capacitate decât intersecțiile normale cu acordarea priorității sau intersecțiile dirijate. Un conducător auto care se apropie de un sens giratoriu este obligat să reducă viteza la intrare, ceea ce reduce gravitatea accidentelor. Sensurile giratorii sunt caracterizate printr-o formă circulară, benzi înguste, benzi de intrare orientate radial și acordarea priorității de stânga vehiculelor care circulă prin sensul giratoriu.

Majoritatea țărilor europene introduc sensuri giratorii la intersecții și numărul acestora crește rapid. Din 1986, peste 2.000 de sensuri giratorii au fost construite în Țările de Jos, majoritatea în zone urbane, și multe altele sunt în stadiul de proiect. Suedia avea 150 de sensuri giratorii la începutul anilor 1980, iar în prezent are 2 000.

Accidentele cele mai frecvente care au loc într-o astfel de intersecție sunt din cauza pierderii controlului la intrarea în girație; acest tip de accident reprezintă aproape 40 % din răniri și cvasitotalitatea deceselor.

Este de preferat amenajarea unei girații față de semaforizarea unei intersecții în următoarele situații:

Pe drumurile extraurbane, unde constrângerile de spațiu sunt aproape inexistente, vitezele de circulație sunt mari iar fluxurile de trafic sunt relativ constante;

Pe drumurile cu căi separate cu un volum de circulație echilibrat.

Un sens giratoriu este deseori o soluție foarte bună pentru intersecțiile în “T”. Este în general sigură și încetinește traficul. Aceste intersecții pot fi amenajate de exemplu sub formă de „minigirații” sau „turbogirații”. Avantajele oferite de acest tip de soluție rezultă dintr-o mai clară aliniere în continuare a mișcării vehiculelor pe direcția înainte și la traversarea intersecției. Capacitatea de circulație a tipului de amenajare „turbogirație” este cu cca. 10-20% mai mare decât a minigirației clasice, în funcție de structura curenților și a virajelor din intersecție.

Practica internațională a dovedit faptul că prin transformarea unei intersecții obișnuite într-un sens giratoriu, numărul accidentelor cu victime scade cu 32% pentru o intersecție cu trei ramificații și cu 41% pentru o intersecție cu patru ramificații. Procentele corespunzătoare sunt de 11% și 17% la transformarea unei intersecții dirijate într-un sens giratoriu.

Se dau ca exemplu două variante de amenajare:

Minigirația clasică (Figura 2.65): în această variantă insula centrală circulară are o rază de 10.50 m și este încadrată de o bandă de siguranță consolidată cu îmbrăcăminte diferită de restul căii inelare. Această bandă inelară pe care nu acced decât vehiculele ce întorc în intersecție are o lățime variabilă între 1.50 m și 5.00 m;

Turbogirația (Figura 2.66): Din punct de vedere al capacității de circulație soluția cu turbogirație asigură un spor de cca. 20% datorită unei mai bune canalizări a circulației. Astfel vehiculele ce acced în intersecție de pe drumul principal au o mai clară percepție a căii de urmat și a “situației” de pe calea inelară (dacă vehiculele de pe aceasta execută o mișcare de ieșire din intersecție sau un viraj de stânga pe calea inelară).

Figura 2.65. Exemplu de amenajare a unei intersecții în T – Minigirație clasică [87]

Figura 2.66. Exemplu de amenajare a unei intersecții în T – Turbogirație [87]

Analiza vizibilității

În timpul procesului de conducere a unui autovehicul, aproximativ 95% din informațiile care ajung la șofer sunt percepute pe cale vizuală. Procesul de detecție vizuală este singurul în urmărirea căii drumului, cât și detectarea obstacolelor și interpretarea indicatoarele rutiere, a semnalelor luminoase, a marcajelor sau a altor moduri de semnalizare. Conducătorii auto nu au capacitatea de a observa drumul într-un mod continuu. Ei clipesc, observă obiectele de dincolo de partea carosabilă, privesc în oglinzile retrovizoare, citesc aparatele din dotare ale autovehiculului și vorbesc cu pasagerii, în plus față de alte sarcini. Procesul este, prin urmare, unul de prelevare de probe [13].

Nivelul prelevării de probe este scăzut în momentul în care conducătorul auto este familiar cu zona în care se află, însă el trebuie să fie crescut în cazul în care se circulă într-un mediu necunoscut, iluminatul public este slab, volumul de trafic este mare, condițiile meteorologice sunt rele sau drumul/strada reprezintă un sistem complex. În cazul în care o parte din acești factori intervin simultan, are loc o supraîncărcare de informații care duce la perceperea eronată a mediului rutier.

Astfel de situații sunt mai des întâlnite pe drumurile urbane cu multe benzi, care au un volum ridicat de trafic. În aceste condiții, conducătorii auto trebuie să fie mai vigilenți în ceea ce privește distanța de vizibilitate. Aceasta este distanța la care un conducător observă un obstacol în mediul înconjurător, îl recunoaște drept amenințare și își alege o viteză adecvată și traseul dorit pentru a realiza manevrele necesare într-un mod sigur și eficient.

Un model pentru distanța de vizibilitate este prezentat schematic în figura de mai jos:

Figura 2.67. Distanța de vizibilitate [15]

Asigurarea distanței de vizibilitate corespunzătoare permite conducătorului auto să perceapă, să analizeze, să decidă și să acționeze din timp atunci când o modificare a mediului rutier sau un potențial pericol sunt identificate.

În activitatea de proiectare trebuie considerate cu foarte mare atenție cel puțin următoarele situații de asigurare a vizibilității, care să permită observarea și înțelegerea caracteristicilor drumului, precum:

vizibilitatea la oprire;

vizibilitatea la ocolirea unui obstacol staționar;

vizibilitatea la depășirea unui vehicul în mișcare;

vizibilitatea în curbă.

Există o relație între distanța focală și viteză, precum se poarte observa și în figurile de mai jos. Dacă vitezele posibile ale vehiculelor sunt reduse (de ex. în zone rezidențiale), traseele trebuie proiectate astfel încât să se evite distanțe focale lungi. Pe măsură ce viteza crește, câmpul vizual periferic se diminuează. Cu cât conducătorul auto circulă cu o viteză mai mare, cu atât este obligat să privească mai departe. Reciproca constă în faptul că atâta timp cât se privește mai departe, conducătorul auto este impulsionat să circule cu o viteză mai mare. Deci trebuie adaptată distanța de vizibilitate maximă la viteza de proiectare sau oferite puncte de reper mai apropiate.

Tabelul 2.5. Spațiul parcurs de vehicul în raport cu viteza

Vizibilitatea la oprire

Conducătorii auto au nevoie de o distanță suficientă pentru a opri în cazul unui obstacol apărut pe drum sau un eveniment de trafic din fața lui, distanța care este în funcție de viteza de proiectare. Vizibilitatea la oprire trebuie să fie suficientă în orice punct al rețelei. Distanța de vizibilitate la întâlnire reprezintă spațiul necesar pentru ca două vehicule care circulă din direcții opuse să poată fi imobilizate fără a intra în coliziune (Figura 2.70).

Figura 2.70. Distanța de vizibilitate de întâlnire

Distanța de vizibilitate la oprire se definește astfel:

(2.8)

(2.9)

unde: DVA – distanță de vizibilitate de oprire (m)

t – timp de reacție (s)

Vi – viteza inițială (km/h)

fl – coeficient de frecare longitudinală

a – decelerația (m/s2)

g – accelerație gravitațională ( m/s2)

G – declivitatea (%)

EXEMPLU DE CALCUL

Tabelul 2.6. Calculul distanțelor de vizibilitate la oprire

EXEMPLU DE CALCUL

Tabelul 2.7. Calculul distanțelor de oprire pe categorii de vehicule

Vizibilitatea la ocolirea unui obstacol staționar

Un conducător auto trebuie să vadă bine înainte de a opri în condiții de siguranță, pentru a evita coliziunea cu un obiect staționat pe drum. Această distanță disponibilă de vizibilitate va depinde de viteza vehiculului, vederea șoferului și înălțimea obiectului. În plus, la o distanță de oprire în condiții de siguranță, este de asemenea necesar a oferi periodic secțiuni cu o vizibilitate cât mai extinsă pentru a permite manevrele de depășire. Criteriile de distanță pot fi introduse nu numai pentru opriri în siguranță, ci acestea includ și manevrabilitate acolo unde conducătorul auto nu poate opri, dar poate avea suficient timp să întoarcă pe loc și să blocheze traficul.

Vizibilitatea la depășirea unui vehicul în mișcare

Distanța de vizibilitate la depășire corespunde distanței pe care un conducător auto trebuie să o aibă pentru a vedea în fața lui banda de sens opus, astfel încât să fie în măsură să completeze o manevră de depășire în siguranță (Figura 2.71).

Depășirea este una dintre deciziile cele mai importante, în special dacă nu este o distanță suficientă. Cele mai importante reguli de proiectare, standardele și calculele pentru traseul în plan și profilul longitudinal sunt bazate pe aceste distanțe.

Figura 2.71. Exemplificarea vizibilității la depășirea unui vehicul în mișcare

Vizibilitatea în curbă

Traseul în plan orizontal nu trebuie analizat independent de linia roșie a profilului longitudinal. Acestea sunt complementare iar o proiectare slabă poate încurca conducătorii auto și poate crea situații periculoase. Corectările deficiențelor de traseu sunt extrem de dificile și este costisitor ca acestea să se realizeze ulterior construcției drumului. S-a demonstrat ca economiile inițiale de costuri pot fi mai mult decât deplasate, deoarece ulterior acestea se transformă în pierderi economice pentru public sub formă de accidente și întârzieri.

Figura 2.72. Cazul apariției simultane a curbelor orizontale și verticale

O proiectare logică este un compromis între traseu – care oferă cel mai mult din punct de vedere al siguranței, capacității, ușurinței și uniformității utilizării – și aspectul plăcut, în limitele date de teren și zona traversată.

Prezentarea unei informații care determină confuzie în rândul conducătorilor auto poate fi evitată printr-o proiectare corespunzătoare, și anume să nu existe nicio suprapunere pe traseu a curbelor în plan cu cele verticale. Acolo unde acest lucru nu este posibil iar curbele nu pot fi separate total, curbele verticale trebuie proiectate fie complet în interiorul curbelor orizontale, fie complet în exteriorul acestora.

O combinație de curbă orizontală și curbă verticală concavă poate crea iluzia că raza primei este mai mare decât în realitate. Conducătorul auto care se pregatește să manevreze în funcție de o rază mare este deodată obligat să încetinească și să-și corecteze traiectoria la apropierea curbei. Este vorba despre o situație de potențial accident care trebuie evitată. În același timp, o combinație de curbă orizontală și curbă verticală convexă creează iluzia că raza este mai strânsă decât în realitate, situație care este mult mai puțin periculoasă.

De asemenea, convergența liniilor de orientare poate dăuna aprecierii distanțelor și are următoarele efecte (Figura 2.73):

distanța până la curbă pare mai lungă decât este în realitate (convergența accentuează percepția de adâncime);

distanța între drum și copaci este supraevaluată;

conducătorul auto ajunge la curbă mai repede decât a prevăzut, ceea ce poate duce la o supravirare.

Figura 2.73. Exemplu de sector de drum în care converg liniile de orientare

Vizibilitatea în cazul racordărilor verticale

Se impun două condiții atunci când se analizează distanțele minime de vizibilitate pe curbele verticale. Prima este în cazul în care distanța de vizibilitate este mai mică decât lungimea curbei verticale, iar a doua este în cazul în care vizibilitatea se extinde dincolo de curba verticală. Se folosesc formule de calcul specifice pentru fiecare, care includ înălțimea de la care conducătorul auto le percepe.

De asemenea, se iau în considerare accelerațiile maxime la partea de sus a unei curbe convexe și în partea de jos a unei curbe concave. Criteriul de confort pentru curbele concave, ca rezultat al accelerației verticale, este adesea considerat ca factor critic de proiectare.

Lungimile minime necesare pentru curbele verticale (L) pot fi determinate cu ajutorul ecuațiilor matematice. Se disting 3 cazuri:

curbă verticală convexă (Figura 2.74);

curbă verticală concavă – iluminare faruri (Figura 2.75);

curbă verticală concavă – structură deasupra carosabilului (Figura 2.76).

Ecuațiile diferă dacă distanța de vizibilitate este inferioară sau superioară lungimii curbei.

Figura 2.74. Calculul vizibilității într-o curbă verticală convexă [78]

Figura 2.75. Calculul vizibilității într-o curbă verticală concavă (iluminat faruri) [78]

Figura 2.76. Calculul vizibilității într-o curbă verticală concavă (structura deasupra carosabilului) [78]

Unde: L – lungimea curbei verticale (m)

S – distanța de vizibilitate (m)

h3 – înălțimea farurilor (m)

h2 – înălțimea obiectului considerat (m)

h1 – înălțimea ochilor conducătorului auto (m)

α – unghiul fasciculului farurilor în raport cu planul vehiculului

A – diferența algebrică a declivităților

C – înălțimea liberă a structurii deasupra carosabilul (m)

G1, G2 – declivitățile (%)

Vizibilitatea în intersecție

Un conducător auto oprit într-o intersecție trebuie să dispună de o vizibilitate suficientă pentru a putea efectua în condiții de siguranță manevrele pe care le dorește:

viraj la stânga, traversare și viraj la dreapta plecând de pe un drum secundar;

viraj la stânga plecând de pe un drum principal.

Figura 2.77. Exemple de sectoare de drum cu vizibilitate redusă în intersecție

Distanța de vizibilitate la apropierea de o intersecție trebuie să fie suficientă pentru a permite unui conducător auto care circulă cu o viteză rezonabilă (V85) să-și imobilizeze vehiculul în siguranță înainte de a atinge un obiect staționat pe banda sa (Figura 2.78).

Figura 2.78. Exemplificarea distanței de vizibilitate în intersecție

Un caz aparte îl reprezintă vizibilitatea în intersecțiile oblice, în care unghiul făcut de străzile ce se intersectează nu este în jurul valorii de 900 și astfel vehiculul ce le traversează are o distanță mai mare de parcurs. Această distanță mai mare este echivalentă cu un timp de expunere crescut față de traficul din intersecție, ceea ce subliniază nevoia de o distanță de vizibilitate mai mare. De asemenea, direcția privirii conducătorului auto poate fi influențată, în funcție de unghiul ascuțit din partea dreaptă, și de către anumite componente ale vehiculului, cum ar fi rama ușii. Din acest motiv, distanța de vizibilitate poate fi diferită de la vehicul la vehicul.

Influența echipamentului rutier asupra siguranței circulației

Drumuri care „iartă” – importanța zonei de siguranță

S-a constatat faptul că accidentele de circulație au cauze diferite, în funcție de mediul în care acestea s-au produs. Astfel, dacă pe drumurile din afara localității pe primele locuri se situează viteza neadaptată la condițiile de circulație, conducerea imprudentă și depășirea neregulamentară, în mediul urban principalele cauze sunt cu totul altele, respectiv traversarea neregulamentară sau neacordarea priorității, atât pietonilor, cât și vehiculelor. Mediul rural reprezintă, din punct de vedere al cauzalității, o combinație între celelalte două categorii, reunind atât cauzele specifice accidentelor produse în mediul urban, cât și ale celor produse în afara localității. Această situație este determinată în primul rând de faptul că, în România, foarte multe localități rurale sunt traversate de drumuri naționale sau europene, cu trafic intens.

Zonele urbane sunt mult mai complexe decât cele rurale sau extraurbane și din această cauză în perimetrul lor au loc majoritatea accidentelor rutiere. Metoda cea mai adecvată de a aborda accidentele din aceste zone este tratarea punctelor negre prin diverse măsuri standard de siguranță rutieră, dând naștere astfel unui nou concept în domeniul siguranței rutiere, “Drumuri care iartă”.

Un drum care iartă este definit ca fiind un drum proiectat și construit astfel încât să permită conducătorilor auto să greșească, dar în același timp consecințele acțiunilor lor să aibă un impact minim asupra siguranței și să aibă posibilitatea să se redreseze și să recapete controlul autovehiculului.

Mediul rutier care iartă presupune o metodă utilă de a scădea numărul accidentelor rutiere ce țin de erorile conducătorilor auto, mai ales că se estimează faptul că acestea reprezintă cauza principală care stă la baza a peste 80% din accidente. Mai precis, 25-30% din accidentele soldate cu decese sunt datorită elementelor fixe din preajma drumului (copaci, stâlpi), prin părăsirea părții carosabile datorită pierderii controlului volanului. Mediul rutier care iartă poate preveni aceste tipuri de accidentări și chiar să reducă gravitatea consecințelor lor [36].

În acest capitol sunt prezentate măsuri standard de siguranță rutieră utilizate la nivel mondial, care au dat rezultate foarte bune în țările avansate. Prin aplicarea unei singure măsuri, sau a unui grup de măsuri, putem transforma un punct negru din rețeaua rutieră într-un drum care iartă.

O cauză foarte frecventă a accidentelor este existența obstacolelor de-a lungul drumului. Acestea "nu iartă" greșelile de conducere de tipul părăsirii părții carosabile, care pot să apară din motive precum adormitul la volan, dar și din încercarea de a evita o coliziune frontală cu alt vehicul sau evitarea accidentării unui animal aflat pe drum. Aceste "ziduri" amplasate foarte aproape de carosabil modifică incidența accidentelor.

Prezența obstacolelor situate în ampriza drumului, precum dispozitive fizice sau copaci, au două implicații din punct de vedere al siguranței: prima se referă la potențialul pericol de coliziune, a doua se referă la obstrucționarea vizibilității.

Figura 2.79. Exemple de obstacole fixe periculoase situate în ampriza drumului

Din motive de protecție a mediului precum și pentru păstrarea aspectului deosebit al drumului, ca moștenire națională specifică, este dificil să se taie acești copaci. În astfel de situații este foarte important ca de-a lungul secțiunilor de drum unde se înregistrează un număr mare de astfel de accidente rutiere, să se monteze parapete de protecție, așa cum sunt amplasate de-a lungul rambleelor înalte sau pe sectoarele unde drumul se desfășoară în lungul râurilor. Pe sectoarele de drumuri naționale, europene și unde se circulă cu viteză mare nu trebuie să existe copaci de-a lungul drumului.

RecomandArE:

Infrastructura trebuie să permită manevrele de evitare sau de recuperare în cazul unei situații critice.

Figura 2.80. Zona de recupere și zona de siguranță

În zonele urbane copacii nu sunt la fel de periculoși datorită existenței bordurilor laterale și a vitezei mici de deplasare. Dacă se respectă aceste condiții de amenajare adecvată și de limitare a vitezei, așa numita "proiectare verde" cu grupuri de copaci pe marginea drumului poate chiar să ajute la siguranța rutieră în cazul localităților care se desfășoară de-a lungul drumurilor, așa cum se poate observa și în figurile de mai jos:

În cazul în care nu este posibilă eliminarea pericolelor de pe marginea drumului, există totuși posibilitatea de a minimaliza riscul accidentelor prin schimbarea mediului rutier, atâta timp cât aceasta ține cont de datele privind accidentele din lumea reală și de designul actual al autovehiculului.

Stâlpii din material fragil pot fi eficienți în reducerea severității accidentelor rutiere. Acest tip de stâlpi utilitari sunt proiectați special pentru a cădea sau pentru a se dezintegra la impact, reducând în acest fel riscul potențialelor leziuni grave [74].

Unul din cele mai folosite tipuri de stâlpi din material fragil sunt stâlpii de tip “rupere de la bază”. Acest tip de stâlpi se regăsesc în mai multe țări, în special pe autostrăzi și alte drumuri de mare viteză și devin din ce în ce mai utilizați. Stâlpii de tip rupere de la bază constau dintr-un trunchi principal, proiectat pentru înălțimi de până la aproximativ 15m. Baza implică două plăci prinse împreună cu trei șuruburi distanțate egal între ele, care sunt eliberate în timpul unui impact, astfel încât să-i permită trunchiului stâlpului să se rupă de la bază, având astfel un impact minimum asupra vehiculului. Decizia de a utiliza stâlpi de tip rupere de la bază va depinde de spațiul disponibil și de riscul ca un stâlp în cădere să cauzeze prejudicii altor participanți la traficul rutier din zona marginii drumului. De exemplu, un stâlp de tip rupere de la bază ar fi nepotrivit într-o zonă de drum în care traficul pietonal sau ciclistic este frecvent, deoarece ar reprezenta un risc inacceptabil pentru ceilalți utilizatori ai drumului.

Figura 2.83. Stâlpi de tip “rupere de la bază” [21]

Stâlpii deformabili asigură un grad satisfăcător de siguranță la impact atunci când vehiculele circulă cu viteze mai mici (ex: până la 80 km/h). Acestea sunt foarte potrivite în zonele în care vehiculele trebuie să circule cu viteză mică și/sau în zonele cu activitate pietonală intensă. Stâlpii deformabili diferă de stâlpii de tip rupere de la bază, pentru că ei rămân atașati în structura de bază și absorb orice energie de impact. Deformarea stâlpului este controlată prin slăbirea proiectată a tijei stâlpului în porțiunea inferioară de 4 m raportat la lungimea de 5 m.

Figura 2.84. Stâlpi deformabili [21]

Dispozitive pentru colectarea apelor

Dispozitivele de colectare a apelor pluviale sunt un element esențial al proiectării oricărui drum care nu se află în rambleu, fiind necesare pentru majoritatea căilor de comunicații. Acestea sunt proiectate pentru a colecta cantitatea preconizată de ape pluviale, dar adesea pot fi periculoase pentru vehiculele ce părăsesc partea carosabilă. Așadar, trebuie să se acorde o atenție adecvată caracteristicilor de siguranță a facilităților de scurgere la momentul proiectării sau îmbunătățirii drumurilor.

Figura 2.85. Dispozitive periculoase pentru colectarea apelor pluviale

Dezvoltarea unor dispozitive de colectare a apelor care pot face față cantităților preconizate de precipitații, dar în același timp să nu creeze condiții de nesiguranță utilizatorilor traficului, nu reprezintă o sarcină ușoară, dar este un compromis necesar.

Figura 2.86. Dispozitive de colectare a apelor pluviale corespunzătoare [77]

Parapete de protecție

În multe din accidentele produse pe drumurile pe care se circulă cu viteză ridicată sunt implicate vehicule care părăsesc carosabilul și intră în coliziune cu obstacole periculoase precum copaci, reazeme de pod sau ramblee înalte.

Riscul acestor tipuri de accidente poate fi redus semnificativ, cu aproximativ 70% conform unor studii realizate la nivel internațional [78] prin utilizarea de parapete sau bariere de siguranță. Scopul parapetelor de protecție este de a reduce riscul de accidentare și de a absorbi forța de impact, pentru a proteja conducătorii auto și pasagerii din vehicule împotriva accidentelor grave, însă pot fi introduse și pentru a proteja facilitățile aflate pe marginea părții carosabile împotriva impactului.

Totuși, folosirea parapetelor trebuie limitată doar în locurile unde nu există o alternativă mai bună, și anume acolo unde consecințele părăsirii drumului de către vehicul ar fi mult mai gravă decât dacă acesta ar fi lovit parapetul. Ele trebuie să aibă proprietatea de a amortiza șocul impactului și să prevină într-un fel ricoșarea vehiculelor înapoi pe carosabil după o coliziune.

Figura 2.87. Accidente grave datorită dispozitivelor de protecție periculoase sau a lipsei parapetelor (Liban) [116]

Figura 2.88. Dispozitive de protecție corespunzătoare [77]

Rostul parapetelor, așa cum s-a arătat mai sus, nu este de a preveni accidentele, ci de a reduce gravitatea lor. În multe cazuri ele ajută la ghidarea optică și descurajează depășirea în curbe datorită obturării vizibilității pe interiorul acestora. Parapetele sunt uneori necesare pentru direcționarea traficului, cum ar fi în zona podurilor sau în zone de deal, unde panta longitudinală a drumului este mare.

În general, accidentele de tipul vehicul singular, din care o parte importantă sunt coliziuni cu obstacole, constituie un procent considerabil din totalul accidentelor și sunt mult mai grave decât media.

RecomandĂrI:

Pentru obținerea efectului pozitiv estimat prin utilizarea dispozitivelor de protecție, este necesar ca fiecare dispozitiv de protecție să fie insoțit de certificate tehnice de calitate în ceea ce privește testul de impact.

Dispozitivele de protecție de tip dinamic necesită o zonă de lucru în care să se producă deformarea și transferul de energie cinetică. Ca urmare, lățimea platformei drumului trebuie corelată cu aceste cerințe.

Alegerea tipului de parapet metalic trebuie să se adreseze majorității tipurilor de accidente și nu celor excepționale.

Separatoare de sens

Barierele mediane sunt în principal folosite la separarea circulației în direcții opuse pentru a preveni coliziunile frontale și pentru a ordona traficul, pe cel al vehiculelor cât și pe cel al pietonilor. Trebuie făcută distincție între medianele folosite pentru ghidarea direcțională în administrarea traficului și barierele de siguranță. Cele din a doua categorie trebuie să aibă o construcție mai solidă, întrucât funcția lor este de a redirecționa vehiculele care tind să treacă peste zona mediană și să absoarbă cât mai mult din energia cinetică în timpul coliziunii. O barieră de siguranță trebuie să aibă minim 600 mm în înălțime, iar acolo unde medianele sunt prevăzute doar pentru ghidare, acestea pot fi doar borduri înălțate sau bariere joase.

Implicațiile din punct de vedere al siguranței sunt acelea că se evită astfel coliziunile frontale între fluxurile de sens opus, iar pietonii sunt încurajați să utilizeze zonele special amenajate pentru traversare sau să aleaga alte puncte mai sigure pentru efectuarea traversării.

Amplasarea acestor dispozitive pe axul median generează și așa-zisul ,,efect de bordură”, care determină conducătorii auto să reducă viteza în zonele amenajărilor rutiere. Această amenajare cu costuri reduse se realizează și în viraje, pe sectoarele sinuoase ale drumurilor naționale, întrucât formeză percepția de îngustare a benzii de circulație și determină reducerea vitezei de deplasare a vehiculelor.

Figura 2.89. Exemple de separatoare mediane (România)

Semnalizare rutieră orizontală

Marcajele rutiere au rolul de a controla mișcarea vehiculelor în situații posibil riscante, de a avertiza, ghida sau informa conducătorii auto. Realizate corespunzător, acestea reprezintă un câștig imens atât pentru sectoarele de drum urbane, cât și pentru cele interurbane.

Marcajele rutiere ghidează și ajută conducătorul auto să negocieze punctele de conflict și din acest motiv ele trebuie să fie amplasate cât mai corect pentru a asigura un mod sigur și rapid de efectuare a manevrelor, expunându-l la riscuri minime. Standardele naționale trebuie să fie dezvoltate de autoritatea de drumuri din fiecare țară, în mod ideal prin adaptarea convențiilor ONU. Acestea trebuie să fie distribuite pe scară largă tuturor autorităților locale pentru a asigura coerența în marcaje și indicatoare de-a lungul drumului.

Rezistența în timp a marcajelor nu este mare dacă acestea sunt realizate din vopsea. Problemele încep să apară când acestea se șterg sau chiar dispar. Orice revopsire implică lucrări de întreținere dese, care de obicei afectează siguranța circulației. Marcajele din material termo-plastic durează mai mulți ani și trebuie aplicate pe toate drumurile noi și reabilitate.

Marcajele rutiere clasice sau marcajele rutiere termoplastice pot aduce o contribuție semnificativă la funcționarea sigură și eficientă a rețelei. Ca și în cazul indicatoarelor de circulație, există regulamente și standarde specificate la nivel național, astfel încât să existe coerență în reprezentarea semnalizării în întreaga țară. Pentru a fi eficiente, marcajele rutiere trebuie să fie vizibile în toate condițiile meteorologice și trebuie să transmită informațiile necesare conducătorilor auto în mod clar și fără ambiguități, în concordanță cu indicatoarele rutiere.

Figura 2.90. Semnalizare rutieră orizontală necorespunzătoare (România)

Figura 2.91. Exemplu de semnalizare corespunzătoare

Timpul de reacție depinde de natura mesajului. Conducătorul auto reacționează mai rapid la un semnal sonor decât la un semnal vizual, și cu atât mai mult la o combinație de semnale sonore și vizuale decât la un semnal unic.

Tabelul 2.8. Timpul de reacție în funcție de semnalizarea disponibilă

Figura 2.92. Exemple de marcaj rutier rezonator

În cazul oricărui proiect de calmare a traficului, trebuie să se ia mereu în considerare dacă aceeași informație nu ar putea fi mai bine transmisă printr-o proiectare adecvată a zonelor de trafic, decât prin utilizarea excesivă a indicatoarelor și a marcajelor.

Semnalizare rutieră verticală

Dispozitivele standard de control al traficului ajută conducătorii auto să evalueze o situație necunoscută, astfel încât aplicarea uniformă și proiectarea adecvată a indicatoarele au rolul de a reduce timpul de care au nevoie participanții la trafic să recunoască și să înțeleagă mesajul, și să-și aleagă traseul pe care doresc să-l parcurgă fără a ezita. În mod ideal, sensul mesajului sau simbolul trebuie să fie evidente pentru conducătorul auto dintr-o privire, astfel încât atenția lui să nu fie distrasă de la alte observații, precum activitatea de conducere și de luare a deciziilor. În cazul în care conducătorul auto este pus față în față cu mai multe situații complexe, în același timp sau într-un interval de timp foarte scurt, poate fi atins un punct în care conducătorul auto nu poate procesa informațiile fără eroare.

Amplasarea corectă a indicatoarelor de circulație aduce o contribuție considerabilă la îmbunătățirea siguranței și a eficienței rețelei de transport. Acestea trebuie să fie concepute pentru a transmite mesaje clare și lipsite de ambiguitate pentru utilizatorii de drumuri, astfel încât să poată fi înțelese rapid și ușor. În țările avansate, indicatoarele rutiere sunt în conformitate cu reglementările și standardele în vigoare pentru a se asigura coerența lor în întrega țară. Există o convenție internațională privind indicatoarele mai importante și multe țări au adoptat convenția ONU cu privire la acest aspect.

Figura 2.93. Exemplu de zone cu indicatoare rutiere cu conținut derutant pentru conducătorii auto (Slovacia, România)

Probleme de interpretare apar de asemenea atunci când funcțiile nu sunt clar delimitate sau când informația este în exces. Pe baza unor experimente locale și internaționale, cât și a unor studii în această privință, s-a demonstrat faptul că participanții la trafic, în special cei care călătoresc în zone necunoscute de ei, pot citi și acumula doar o anumită cantitate din informațiile afișate pe indicatoare. Iluminatul public, condițiile meteorologice și cele de trafic printre multe altele joacă un rol important din acest punct de vedere.

Cantitatea maximă de informații per indicator este în general considerată ca fiind de zece “biți”, deși opt este de preferat. Un “bit” de informație se acceptă a fi un cuvânt care să conțină nu mai mult de opt litere în lungime, iar cele care depășesc acest număr de litere, reprezintă doi “biți”[13].

Simbolurile sunt în general considerate “jumătate de bit”, în timp ce săgețile de indicare a direcției de mers, alături de numărul străzii și distanța de parcurs, pot fi privite în mod colectiv ca un “bit”. Este esențial ca pentru o mai bună desfașurare a traficului și pentru o îmbunătățire a siguranței conducătorii auto să nu fie supuși unui exces de informații afișate pe indicatoare.

Înțelegerea, lizibilitatea și percepția mesajului sunt factorii care stau la baza proiectării adecvate a conținutului unui indicator iar mediul este cel care influențează transmiterea informațiilor. Pentru ca recepționarea de către conducătorul auto să fie cât mai corectă, e nevoie să se ține cont de capacitatea de discernământ, de interpretare și de rememorarea a acestuia.

Figura 2.94. Exemple de sectoare de drum cu semnalizare verticală corespunzătoare (România, Germania, Austria)

Dispozitive pentru întreținerea pe timp de iarnă

Depunerile de zăpadă din perioada iernii sunt o consecință a viscolelor, cât și a căderii liniștite de zăpadă. Lucrările de întreținere ale infrastructurii din această perioadă a anului vizează menținerea la standarde adecvate a calității carosabilului, a mijloacelor de semnalizare (indicatoare și marcaje), cât și a zonei de lângă partea carosabilă. De obicei, înzăpezirea drumurilor se produce și din cauza unor anumite circumstanțe atenuante[70]:

în zonele de drum neprotejate de clădiri, care favorizează migrarea zăpezii din zonele neconstruite pe parte carosabilă chiar și după intervenția utilajelor de deszăpezit;

în zonele de drum cu vânt puternic, care favorizează apariția sulurilor de zăpadă;

în zonele de debleu, unde drumul este orientat transversal pe direcția vântului dominant și zăpada se poate depune în voie;

pe drumurile cu profil transversal mixt, în condițiile în care vântul transportă zăpada transversal;

în zonele de drum de rambleu foarte înalt, unde se produce o zonă liniștită din cauza curenților de aer și astfel este favorizată depunerea zăpezii pe partea carosabilă;

pe sectoarele de drum în curbă, în special cele aflate în deblee;

pe drumurile de munte predispuse la avalanșe.

Figura 2.95. Dispozitive pentru întreținerea pe timp de iarnă

Influența caracteristicilor suprafeței de rulare asupra siguranței circulației

Calitatea suprafeței drumului influențează esențial condițiile de trafic. Desfășurarea circulației în condiții de siguranță este influențată de modul în care se realizează contactul pneu-carosabil. Lipsa unui contact permanent al pneurilor cu suprafața de rulare reduce posibilitățile de manevră și frânare și poate genera evenimente rutiere nedorite.

Rugozitatea, planeitatea și impermeabilitatea suprafeței carosabile sunt absolut indispensabile, ele asigurând confortul și siguranța circulației.

Gropile, văluririle, refulările, pragurile, peladele, suprafețele șlefuite, marginile deteriorate și acostamentele în proastă stare sunt doar o parte din factorii care participă la pierderea controlului vehicului și la producerea derapajului. Reparația gropilor este esențială din punct de vedere al siguranței circulației rutiere. Nu există statistici ale accidentelor cauzate de gropi, dar se crede a fi cauza majoră a accidentelor care au loc la viteze mari, mai ales pentru vehiculele pe două roți. Gropile sunt riscante, pe de o parte la impact, pe de altă parte atunci când se încearcă evitarea lor.

Tabelul 2.9. Performanța suprafeței carosabile în funcție de calitatea ei [23]

*IFA = indice de fisurare a stratului de uzură asfaltic;

**IFBC = indice de fisurare a stratului de beton de ciment.

Planeitatea suprafeței de rulare se analizează cu echipamente specializate cu ajutorul cărora se poate calcula indicativul IRI (International Roughness Index), care se exprimă în m/Km și se cuantifică conform normativului CD 155 – 2001[72].

Rugozitatea suprafeței de rulare se determină static cu metoda SRT (Skid Resistance Test) și metoda HS (Heigh of Sand), sau din mers cu ajutorul unor echipamente specializate. Rugozitatea suprafeței de rulare se analizează cu normativul CD 155 – 2001.

Impermeabilitatea suprafeței carosabile se determină indirect prin identificarea gradului de fisurare și a porozității suprafeței de rulare, evaluate prin investigații vizuale în teren conform normativului AND 540 – 2003 [71] și măsurate prin determinări in situ.

Figura 2.96. Exemple de suprafețe de rulare de calitate precară

Rugozitatea

Rugozitatea este proprietatea suprafeței carosabile de a prezenta asperități. Astfel se asigură stabilitatea vehiculelor în mișcare, prin realizarea unei aderențe cât mai bune între pneu și cale.

Problema realizării unor suprafețe rugoase și menținerea acestei rugozități un timp cât mai îndelungat devine din ce în ce mai importantă, pe măsura creșterii intensității traficului și a vitezei de circulație.

Figura 2.97. Rugozitatea suprafeței de rulare

În condiția de aderență intervine coeficientul de frecare. Măsurarea coeficientului de frecare pune în evidență anumite particularități care fac ca problema rugozității drumurilor să fie destul de complexă.

Valoarea coeficientului de frecare depinde atât de rugozitatea suprafeței de rulare, cât și de caracteristicile și starea pneurilor. Practic, coeficientul de frecare al drumului variază în limite foarte largi în funcție de prezența umidității, viteza vehiculului, profilul și presiunea de umflare a pneului, forma și dimensiunile agregatelor folosite, conținutul de liant și modul de execuție al îmbrăcăminții.

La noi în țară, ca metode statice de determinare a rugozității, se folosesc aparatul tip pendul SRT (Skid Resistance Tester) și metoda HS (Heigh of Sand).

In situ, măsurătorile se efectuează în profile transversale amplasate în lungul tronsonului omogen de drum, la distanțe aproximativ egale, situate în puncte reprezentative pentru suprafața de rulare. Numărul profilelor transversale este în funcție de lungimea tronsonului omogen (L), în modul următor [72]:

L<1km 3 profile transversale;

L=1-5 km 5 profile transversale;

L>5km 1 profil transversal pe km de drum.

Valorile limită admisibile, rezultate din determinările efectuate cu aparatul SRT pentru rugozitatea suprafețelor de rulare la îmbrăcamințile executate cu lianți bituminoși, sunt prezentate în tabelul de mai jos:

Tabelul 2.10. Valori limită admisibile pentru rugozitatea suprafețelor de rulare prin SRT

Metoda înălțimii de nisip (HS) presupune întinderea pe suprafața îmbrăcăminții a unui volum de nisip cu granulația 0,160…0,315 mm, astfel încât să umple complet asperitățile acesteia. Înălțimea de nisip HS se calculează cu relația :

(2.16)

unde: V= volumul de nisip

S= suprafața de nisip

Figura 2.98. Metoda înălțimii de nisip [7]

Tabelul 2.11. Valori ale rugozității geometrice măsurate prin metoda înălțimii de nisip

Elemente ale texturii suprafeței carosabile

Este cunoscut faptul că există o serie de factori ce țin de textura suprafeței carosabile, factori care joacă roluri diferite în procesul de îmbunătățire a rezistenței la alunecare. Ceea ce diferențiază acești factori este scara texturii, după cum urmează [48]:

Microtextura;

Macrotextura;

Megatextura;

Neuniformitatea.

Microtextura suprafeței carosabile este definită ca ansamblul de asperități a căror dimensiune verticală este inferioară sau egală cu 0,5 mm. Aceasta reprezintă proprietatea suprafeței granulelor minerale de a fi rugoase (cu asperități) și este influențată de rezistența la șlefuire a agregatului. Ea determină nivelul maxim de aderență ce poate fi obținut la viteză redusă și din această cauză este adesea descrisă ca parametru de frecare la mică viteză.

Microtextura poate fi măsurată în laborator cu ajutorul unui microscop, însă rezultatele încercărilor de frecare efectuate în situ la viteze reduse sunt un indicator mai bun al calității suprafeței de rulare.

Macrotextura este definită ca ansamblul de asperități a căror dimensiune verticală este cuprinsă între 0,50 și 50 mm. Ea rezultă din prezența agregatelor grosiere în îmbrăcăminte, permite scurgerea apei situate la interfața pneu-îmbrăcăminte și determină gradul de reducere a aderenței în funcție de creșterea vitezei. Macrotexturile peste 0,8 mm sunt foarte bune.

Unii cercetători susțin că microtextura are o influență mult mai mare asupra rezistenței la rulare, față de macrotextură.

Megatextura reprezintă gradul de netezime al suprafeței și este definită ca ansamblul de asperități a căror dimensiune verticală este cuprinsă între 50 și 500 mm.

Neuniformitatea reprezintă intervalele lungi de denivelări care produc pierderea contactului pneu-carosabil și este definită ca ansamblul de asperități a căror dimensiune verticală depășește 500 mm.

Figura 2.99. Elemente ale texturii suprafeței carosabile (Sandburg, 1998) [67]

Factorii ce influențează textura suprafeței carosabile, care sunt în funcție de proprietățile agregatelor, ale liantului și ale mixturii de la suprafața materialului, cât și în funcție de forma de texturare aplicată compoziției după punerea în operă, sunt:

Dimensiunile maxime ale agregatelor;

Tipul agregatelor grosiere;

Tipul agregatelor fine;

Conținul și vâscozitatea bitumului;

Granulozitatea agregatelor mixturii;

Golurile de aer din mixtură;

Dimensiunea texturii;

Orientarea texturii.

Figura 2.100. Detalii lungimi și adâncimi textură [48]

Acumularea de apă și contaminarea suprafeței carosabile

Prezența apei pe îmbrăcăminte reduce suprafața de contact dintre pneu și carosabil. În cazul unor anumite combinații de texturi ale îmbrăcăminții, de caracteristici ale pneurilor, de viteze ale vehiculelor și de grosimi ale peliculei de apă, poate apărea o pierdere totală a contactului dintre pneuri și îmbrăcăminte. Atunci apare acvaplanarea iar conducătorul auto pierde controlul vehiculului.

Figura 2.101. Exemple de sectoare de drum cu acumulări de apă pe carosabil

O peliculă de apă foarte subțire este suficientă pentru a provoca acvaplanarea. Studii de specialitate arată că o grosime a peliculei de apă de 0,025 mm pe îmbrăcăminte este suficientă pentru a reduce frecarea pneu-îmbrăcăminte cu până la 75 %, pe suprafețe care oferă o slabă rezistență la derapare (Harwood și alții, 1989). Riscul de acvaplanare depinde în mare măsură de viteza vehiculului. La viteză redusă, acest risc este redus deoarece apa are timp să fie expulzată de pe interfața pneu-îmbrăcăminte. Pe măsură ce viteza crește, totuși, apa poate rămâne sub pneu, mai ales dacă macrotextura este necorespunzătoare.[78]

Substanțele ce contaminează suprafața de rulare pot acoperi textura îmbrăcăminții rutiere și pot contribui la accelerarea îmbătrânirii acesteia. Rezultatul poate fi deosebit de problematic la începutul ploilor după o lungă perioadă uscată, atunci când substanțele contaminante formează un strat neted și foarte alunecos pe suprafața de rulare.

Substanțele contaminante pot fi:

nisip, pietriș, pământ;

ulei (deversări, reziduuri de la vehicule);

deșeuri agricole, frunze uscate;

Conținutul de nisip

Un aspect important este relația dintre rezistența la rulare și conținutul de nisip din stratul de rulare. Așadar, cu cât conținutul de nisip este mai mare cu atât rezistența la alunecare este mai mare. Conținutul de nisip determină gradul de micro-rugozitate de pe suprafața carosabilă.

Gradul de uzură al agregatelor

Pentru a asigura o rugozitate corespunzătoare a suprafeței de rulare, este necesar ca asperitățile să se mențină timp îndelungat, deci granulele din componența mixturii asfaltice să nu se șlefuiască. Șlefuirea agregatelor diminuează proprietățile antiderapante ale îmbrăcăminții prin eliminarea gradată a microtexturii și a macrotexturii originale.

Rezistența agregatelor depinde de compoziție. Anumite tipuri de roci au rezistență foarte slabă la șlefuire și la uzură și este preferabil să nu fie utilizate ca materiale rutiere (calcar, dolomită), în timp ce altele oferă o bună rezistență (granit, gresie, bauxită).

Există și alți factori care influențează gradul de îmbătrânire a agregatelor:

debitul circulației (și importanța traficului greu);

vitezele practicate;

manevrele de accelerare și decelerare;

prezența contaminanților de suprafață (efect abraziv);

utilizarea pneurilor cu crampoane.

Îmbătrânirea agregatelor se poate recunoaște din aspectul neted al suprafeței de rulare.

Planeitatea

Planeitatea este o caracteristică a suprafeței de rulare și reprezintă uniformitatea căii de rulare. Calitatea acesteia poate fi afectată de diferite tipuri de fisuri, deformații sau probleme de dezintegrare.

Componentele planeității suprafeței de rulare sunt:

Planeitatea longitudinală – este în general măsurată în termenii IRI. IRI (International Roughness Index) este un indicator internațional, care măsoară deplasările verticale ale suspensiei unui vehicul de-a lungul unui drum, în condiții standard.

Planeitatea transversală a unui drum permite detectarea diferitelor tipuri de probleme precum adâncimea făgașelor.

Defecțiunile ce țin de planeitatea suprafeței carosabile influențează direct nivelul de confort al ocupanților unui vehicul, costul de exploatare al drumului și pot avea și efecte nefaste asupra siguranței circulației rutiere.

Studiile realizate până în prezent nu permit stabilirea unei relații evidente între siguranța rutieră și planeitate suprafeței de rulare. Este prevăzut un risc sporit de producere a accidentelor rutiere pentru cazurile în care problemele de planeitate au o amploare atât de mare încât să producă unul din următoarele efecte: reducerea contactului dintre pneuri și îmbrăcăminte, pierderea controlului, manevre de evitare periculoase, sfărâmare mecanică sau acumulări de apă pe îmbrăcăminte (de ex. tasări, făgașe).

Planeitatea longitudinală

Pot fi utilizați diferiți indicatori pentru a descrie calitatea uniformității longitudinale a unei suprafețe de rulare, dar cel mai utilizat în prezent este indicele internațional IRI, care a fost dezvoltat de Banca Mondială în anii 1980.

IRI măsoară deplasările verticale ale suspensiei unui vehicul care circulă de-a lungul unui drum în condiții de încercare standardizate (se măsoară numărul de metri de deplasare verticală pe kilometru parcurs). Valorile IRI variază între 0 și 20 m/km.

Figura 2.102. Planeitate longitudinală defectuoasă [50]

Planeitatea transversală

Măsurarea profilului transversal al suprafeței de rulare permite identificarea diferitelor tipuri de probleme: făgașe, bombament necorespunzător, tasări între banda de circulație și acostament etc.

Administrațiile rutiere au stabilit praguri de intervenție în funcție de adâncimea făgașelor, întrucât prezența acestora face mai dificile deplasările laterale ale vehiculelor, mărește disconfortul și posibilitățile de pierdere a controlului. Făgașele pot de asemenea cauza acumulări de apă, mărind astfel riscul de acvaplanare. Situația este deosebit de periculoasă pentru vehiculele cu două roți. O adâncime a făgașelor de 20…25 mm este adesea considerată critică. Ea se măsoară manual sau cu ajutorul aparatelor cu laser.

Figura 2.103. Exemple de suprafețe de rulare cu făgașe

Indicele de planeitate, IRI, se calculează cu ajutorul unui program de calcul propriu echipamentului de măsurare și are ca unitate de măsură m/km. Calificativul planeității drumului se stabilește în funcție de categoria drumului și de valoarea indicelui de planeitate IRI, conform Tabelul 2.12. Valoarea indicelui de planeitate IRI care este luată în considerare se calculează ca media valorilor individuale IRI măsurate pe tronsonul de drum respectiv.

Tabelul 2.12. Calificativul planeității drumului în funcție de categoria drumului [72]

Impermeabilitatea

Impermeabilitatea este un parametru calitativ al suprafeței de rulare și are o importanță deosebită asupra comportării structurii rutiere în exploatare.

În cazul în care stratul de uzură al părții carosabile nu asigură impermeabilitatea căii, apa provenită din ploi sau din topirea zăpezii pătrunde prin infiltrație în straturile structurii rutiere. În această situație apar o serie de deficiențe la nivelul fiecărui strat rutier, care este influențat de prezența apei în structura sa materială.

Astfel, infiltrarea apei meteorice în straturile asfaltice ale complexului rutier concură la slăbirea legăturilor structurale prin interpunerea unui film de apă infiltrată la contactul de transfer la fisură sau la contactul direct între granulele anrobate cu liant bituminos. Prin acest fenomen de umezire a contactelor intergranulare din structura stratului asfaltic apare o reducere de capacitate portantă la nivelul structurii rutiere din care face parte. Efectul este reducerea caracteristicilor fizico – mecanice ale materialului din stratul asfaltic analizat, care nu mai are posibilitatea de a prelua sarcini de la încărcarea cu autovehicule și de a le transmite stratului suport.

Sub efectul ciclic al traficului, deformațiile la nivelul patului drumului sunt practic incontrolabile, necesitatea de refacere a structurii rutiere fiind însoțită de costuri foarte mari.

De aceea, prevederea substratului la nivelul patului drumului cu rol drenant sau pozarea unor elemente cu rol de contracarare a efectului supraumezirii patului drumului, cum ar fi geosinteticele sau geomembranele compozite, reprezintă o soluție necesară de protecție.

Impermeabilitatea suprafeței de rulare se determină indirect prin gradul de fisurare și porozitatea acesteia, fiind evaluată prin determinări de permeabilitate în situ conform AND 540-2003.

Starea de fisurare a suprafeței carosabile definește gradul de impermeabilitate al suprefeței, ca imagine a performanței stratului de uzură. Starea de fisurare se cuantifică printr-un indice de fisurare, IF: pentru îmbrăcăminți asfaltice – IFA, pentru îmbrăcăminți din beton de ciment rutier – IFBC. Starea de fisurare se determină prin interpretarea prevederilor normativului CD 155 – 2001.

Degradări ale suprafeței de rulare

Degradări de suprafață

Suprafață exsudată

Exsudarea este o defecțiune a îmbrăcăminților bituminoase, care constă în ieșirea bitumului la suprafață și acoperirea agregatelor, reducând sau eliminând textura. Când este udă, suprafața poate deveni extrem de alunecoasă.

Conținutul de bitum din rețeta mixturii asfaltice este un factor major care afectează rezistența la rulare. Excesul de bitum are cu urmare directă o scădere sensibilă a coeficientului de frecare. În acest caz se recomandă utilizarea unui dozaj minim de liant, însă, în condițiile unei dozări stricte, apare riscul ca unele granule să nu fie bine înrobate. Astfel, mixtura asfaltică devine destul de rugoasă, dar nu are suficientă coeziune și se poate sfărâma sub acțiunea traficului, iar agregatele minerale pot fi smulse sau dezgrădinate din stratul de uzură. Acest tip de problemă se recunoaște printr-o textură de suprafață neagră și uleioasă. [59]

Suprafață șlefuită

Suprafața șlefuită este acea suprafață lucioasă, fără niciun fel de asperități, de culoare mai deschisă, care apare mai frecvent în curbe, la intersecții și în general în locurile unde conducătorul auto este obligat să accelereze sau să decelereze. Datorită rugozității reduse, aderența pneurilor la suprafața de rulare șlefuită este redusă considerabil, favorizându-se astfel deraparea autovehiculelor.

Figura 2.104. Exemple de suprafață carosabilă exsudată, șlefuită (de la stânga la dreapta)

Suprafață poroasă

Suprafața poroasă prezintă în general o culoare mai deschisă și are ca principală caracteristică faptul că după ploaie ramâne umedă un timp îndelungat. Îmbrăcămințile bituminoase cu aspect poros prezintă un conținut redus de bitum și absorbții mari de apă, peste limitele admise. Uneori porii se observă cu ochiul liber.

Suprafață cu ciupituri

Suprafața cu ciupituri prezintă o serie de gropițe cu diametrul în jurul a 20 mm, adâncimea lor putând atinge grosimea stratului de uzură. Ciupiturile pot să apară izolat (2 – 3 pe m2) sau grupate într-un număr mare pe m2.

Suprafață încrețită

Suprafața încrețită se prezintă sub forma unor mici ridicături alternând cu șanțulețe, asemănătoare cu pielea de elefant. De regulă aceasta apare spre marginea părții carosabile, la îmbrăcămințile bituminoase executate din asfalt turnat.

Figura 2.105. Exemple de suprafață carosabilă cu ciupituri, încrețită și cu fisuri și crăpături transversale (de la stânga la dreapta)

Fisuri și crăpături transversale

Fisurile și crăpăturile transversale apar în îmbrăcămintea structurii rutiere și sunt perpendiculare pe axa drumului sau înclinate, formând cu axa un unghi mai mare de 30 °. Sub efectul traficului greu, fisurile primesc și mișcări verticale care accelerează transmiterea lor în straturile bituminoase superioare.

Peladă

Pelada reprezintă desprinderea parțială a stratului de uzură de pe stratul suport, sau dezlipirea unor suprafețe mici din tratamentul bituminos, având o adâncime de maxim 40 mm. Suprafața apare neuniformă, cu aspect de insule izolate, care afectează într-un mod neplăcut traficul rutier.

Văluriri și refulări

Suprafața vălurită (sau ondulată) se prezintă cu denivelări în profil longitudinal, sub forma unei table ondulate. Frecvența ondulărilor este de aproximativ 1 m, iar amplitudinea acestora poate varia de la 10-15 mm până la 30-40 mm.

Refulările apar când îmbrăcămintea bituminoasă, devenită plastică, este împinsă lateral suprapunându-se peste îmbrăcămintea nedeteriorată sau chiar peste bordură. În general s-au constatat văluriri și refulări frecvente pe suprafețele îmbrăcăminților bituminoase cu strat de uzură din mortar asfaltic, sau din mixturi asfaltice cu nisip bituminos, localizate în pante, curbe sau intersecții.

Praguri

Pragurile, numite și dâmburi, sunt ridicături izolate apărute pe suprafața de rulare, care împiedică desfășurarea circulației rutiere în condiții optime. De obicei acestea apar izolate și numai pe o jumătate a părții carosabile.

Figura 2.106. Exemple de suprafețe carosabile cu pelade, cu văluriri și refulări, cu praguri (de la stânga la dreapta)

Degradări structurale

Fisuri și crăpături longitudinale

Fisurile și crăpăturile longitudinale pot să apară în axa drumului sau pe diverse generatoare ale suprafeței părții carosabile.

Fisurile și crăpăturile longitudinale în axa drumului se prezintă ca o deschidere continuă, care separă cele două benzi de circulație ale părții carosabile, acestea de regulă prelungindu-se pe lungimi mari (zeci, chiar sute de metri).

Faianțări

Faianțările sunt defecțiuni care se prezintă sub forma unei rețele de fisuri longitudinale și transversale. În funcție de dimensiunea laturii poligoanelor pe care le formează rețeaua de fisuri, avem:

– faianțări în pânză de păianjen, cu dimensiunea laturii în jurul a 5 cm;

– faianțări în plăci, cu dimensiunea laturii mai mare de 5 cm, ajungând la 10-15 cm.

Făgașe longitudinale

Făgașele longitudinale sunt denivelări sub formă de albie (lățime pâna la 1 m cu adâncime variabilă de la 1-2 cm până la 10-15 cm), situate cu preponderență spre marginea părții carosabile, în zona unde se desfășoară traficul greu, extinzându-se în profil longitudinal pe distanțe variabile de până la zeci de kilometri.

Degradări de margine

Degradările de margine sunt defecțiuni care constau în ruperea și dislocarea îmbrăcăminții la marginea părții carosabile. Aceste degradări apar sub formă de fisuri, crăpături și rupturi de margine în special în cazul drumurilor la care nivelul acostamentelor este mai jos decât cel al îmbrăcăminții rutiere și se manifestă pe o lățime de 0,6 m de la marginea părții carosabile.

Figura 2.107. Exemple de suprafețe carosabile cu fisuri și crăpături longitudinale, faianțări, degradări de margine (de la stânga la dreapta)

Gropi

Gropile sunt defecțiuni de forme și dimensiuni variabile, care se formează prin dislocarea completă a îmbrăcăminții bituminoase și uneori chiar a stratului suport. Ele pot să apară izolat sau pe suprafețe întinse. Studiile efectuate pe sectoarele cu gropi frecvente au demonstrat că majoritatea îmbrăcăminților rutiere care prezintă gropi sunt executate din mixturi asfaltice cu un conținut redus de bitum și cu absorbții de apă foarte ridicate.

Tasări locale

Tasările locale sunt defecțiuni care constau din deplasarea pe verticală a structurii rutiere de la câțiva centimetri la câteva zeci de centimetri. Ele afectează planeitatea suprafeței de rulare și apar de obicei la capetele podurilor, precum și în dreptul lucrărilor de subtraversare cu conducte.

Degradări din îngheț-dezgheț

Degradările provocate de îngheț-dezgheț sunt defecțiuni ale complexului rutier datorate fenomenului de umflare neregulată, provocată de creșterea volumului apei în zona de îngheț prin transformarea acesteia în lentile sau fibre de gheață, precum și diminuării capacității portante a patului drumului datorită sporirii locale a umidității în timpul dezghețului.

Figura 2.108. Exemple de suprafețe carosabile cu gropi, cu tasări locale și cu degradări din îngheț-dezgheț (de la stânga la dreapta)

Concluzii

Așa cum se poate observa din acest capitol, există o legătură foarte strânsă între modul de amenajare și construcție al drumului pe de o parte și riscul de producere al accidentelor de circulație, pe de altă parte.

Orice decizie luată încă din faza de proiectare poate influența siguranța unui drum, plecând de la modul în care acesta transmite conducătorului auto mesajul referitor la mediul în care acesta se află și viteza pe care ar trebui să o adopte.

Elemente precum raze ale curbelor în plan, raze ale racordărilor verticale, lățimi ale părții carosabile, amenajări de intersecții, echipamente rutiere pentru semnalizare, protecție sau preluare a apelor pluviale, caracteristici ale suprafeței de rulare, toate acestea, realizate corespunzător și cu responsabilitate pot crea un mediu sigur pentru participanții la trafic.

Este necesar să fie verificate distanțele de vizibilitate necesare pentru oprirea unui autovehicul, pentru ocolirea unui obstacol staționar, distanța necesară pentru depășirea unui vehicul în mișcare, cât și distanțele de vizibilitate necesare la implementarea unor soluții de proiectare precum racordări în plan, racordări verticale sau intersecții la nivel.

Noul concept de drumuri care „iartă” presupune proiectarea și construirea unui drum astfel încât să permită conducătorilor auto să greșească, dar în același timp consecințele acțiunilor lor să aibă un impact minim asupra siguranței și să aibă posibilitatea să se redreseze și să recapete controlul autovehiculului. Motiv pentru care se recomandă a se acorda o mare atenție echipamentului rutier implementat, întrucât siguranța rutieră nu presupune doar marcaje și indicatoare rutiere.

În acest capitol au fost analizate conform literaturii de specialitate toate elementele caracteristice unui drum. Astfel, s-a arătat cum funcția drumului, geometria drumului, echipamentul rutier, dar și suprafața de rulare, pot influența și cauza accidente de circulație, plecând de la studii realizate la nivel internațional și studii empirice.

În capitolele următoare se analizează o parte din aceste elemente descrise mai sus, plecând de la cauzele principale ale accidentelor rutiere prezentate în capitolul 3, urmând ca în capitolele 4 și 5 să fie prezentate studii de caz privind contactul pneu-carosabil, iar în capitolul 6 o analiză a elementelor geometrice ale drumului, cu un soft specializat.

Analiza accidentelor de circulație rutieră

Noțiuni generale

Definiția internațională acceptată a accidentului rutier a fost stabilită în anul 1968 de către Națiunile Unite prin Convenția Națiunilor Unite de la Viena.

Conform acestei reglementări, este înregistrat ca accident de circulație rutieră evenimentul rutier care îndeplinește cumulativ următoarele condiții:

s-a produs pe un drum deschis circulației publice ori și-a avut originea într-un asemenea loc;

a avut ca urmare decesul ori rănirea uneia sau mai multor persoane, ori cel puțin un vehicul a fost avariat sau a provocat pagube materiale;

în eveniment a fost angrenat cel puțin un vehicul în mișcare;

evenimentul s-a produs ca urmare a nerespectării unei reguli de circulație prevăzute de legislația rutieră.

Politia Rutieră are ca scop investigarea cauzelor accidentelor în baza informațiilor culese din teren, a declarațiilor părților implicate și a martorilor, a înregistrărilor video acolo unde astfel de echipamente există și funcționează. Ofițerul de poliție culege acele informații care permit încadrarea circumstanțelor producerii accidentului în prevederile legale, oferind datele necesare stabilirii vinovăției prin prisma legilor în vigoare. De aceea uneori există o diferență între modul de interpretare a acelorași informații de către un ofițer de poliție și un inginer de drumuri specializat în siguranța rutieră.

Concluziile rezultate din interogarea diferită a acelorași informații trebuie să conducă însă la implementarea unor măsuri de remediere înțelese, acceptate și susținute ferm de către ofițerii poliției rutiere și inginerii de siguranța circulației.

Spre exemplificare, mai jos este redată o sinteză a modului de clasificare a cauzelor producerii accidentelor în România (sursă: Inspectoratul Județean Prahova, perioada 1997 – 2002) pe drumul național DN1[87], utilizând clasificarea poliției rutiere:

Tabelul 3.1. Exemplificare de clasificare a cauzelor accidentelor rutiere în România[87]

Se observă faptul că modul de clasificare a cauzelor producerii accidentelor este pentru a servi obiectivelor Poliției Rutiere: identificarea vinovatului din punct de vedere al legilor în vigoare. În scopul creșterii gradului de siguranță rutieră, modul de încadrare legală de către Poliție a unor manevre în trafic care au produs evenimente rutiere trebuie completat cu viziunea inginerească asupra acelorași evenimente.

Baze de date a accidentelor de circulație

De regula Bazele de date privind accidentele rutiere (BDA) sunt întreținute de către Poliția Rutieră. Din punct de vedere al informațiilor colectate, la nivel internațional există diferențe în ceea ce privește:

Obiective și mod de utilizare;

Structura informației;

Perioada de colectare și intervalele de timp de actualizare;

Scopul colectării informațiilor;

Modul de colectare;

Modul de analiză și procesare a datelor;

Modul și nivelul de acces a diferitelor autorități și categorii profesionale la acestea;

Sistemul de publicare a informațiilor;

Avantajele oferite de aceste baze de date sunt:

furnizarea unei imagini clare la nivel național privind situația accidentelor rutiere;

furnizarea unei imagini comparative la nivel internațional cu alte țări în ceea ce privește situația accidentelor rutiere;

indicii privind necesitatea și urgența sprijinului internațional;

informații privind evoluția problemei și mai ales a progresului înregistrat;

mai buna capacitate de identificare a slăbiciunilor și a lipsurilor în sistemul de siguranță rutieră;

diferențierea nivelului de securitate rutieră între categorii de utilizatori ai drumului, între drumuri similare, etc.;

furnizarea elementelor de bază în stabilirea obiectivelor strategiei naționale.

Figura 3.1. Schema bazei de date privind accidentele rutiere [87]

BDA trebuie să fie un instrument foarte util de informare și educare a publicului. Astfel, pe site-ul oficial al Poliției Rutiere se recomandă a fi postate pentru publicul larg informații despre localizarea punctelor negre de pe rețeaua de drumuri publice. Scopul este de a informa publicul astfel încât conducătorii auto să capete deprinderi de adaptare la condiții deosebite de trafic. Nu este de neglijat nici impactul pe care îl poate avea asupra publicului reproducerea acestor date în mijloacele mass-media.

Necesitatea și utilitatea instrumentelor statistice

Indicatorii statistici sunt instrumente esentiale de lucru în domeniul siguranței rutiere, având utilizare în specialitățile care contribuie la gestionarea acestui domeniu, precum bazele de date menționate în subcapitolul anterior. Rezultatele obținute prin utilizarea acestora permit măsurarea amplitudinii și a gravității problemei, însă pentru aceasta este nevoie de un istoric consistent. Tot aceste instrumente statistice permit stabilirea obiectivelor clare pentru acțiuni ulterioare analizei.

Trebuie reținut că nu există o listă standard în domeniu, existând însă un set de indicatori general recunoscuti și utilizați. Fiecare autoritate poate însă să își stabilească indicatori proprii în funcție de caracteristicile locale.

Diferiți indicatori statistici vor fi raportați la definiții folosite pe plan internațional, precum cele din tabelul de mai jos.

Tabelul 3.2. Exemplificare indicatori statistici folosiți în domeniul siguranței rutiere

Modelarea statistică a accidentelor de circulație

O serie de modele statistice au fost folosite pentru estimarea ratei accidentelor rutiere, cât și frecvența acestora într-o anumită locație sau pentru un interval anume de timp. În acest subcapitol, sunt prezentate o serie de astfel de modele, descrierea lor în amănunt fiind realizată de Nassar (1996) [65].

Foldvary (1979) [37] și Ceder și Livneh (1982) [17] au folosit modele statistice simple având la bază media și varianta. Aceste modele sunt utilizate în analiza variațiilor accidentelor rutiere pentru diferite nivele de expunere, dar nu au capacitatea de a incorpora efectul factorilor de risc asupra unui accident rutier.

În Oppe (1979) [75] și Ceder și Livneh (1982) [17] sunt folosite numeroase modele liniare de regresie, în care variabila dependentă (numărul de accidente sau rata accidentelor) este o funcție a unei serii de variabile independente, precum viteza de circulație sau volumul de trafic. Producerea accidentului rutier în aceste modele se presupune a fi normal distribuită. Elementul lipsă al acestui tip de modelare statistică îl reprezintă tocmai proprietatea de distribuție, necesară pentru descrierea adecvată a evenimentelor aleatorii și discrete ce țin de accidente rutiere, cât și faptul că sunt inadecvate pentru a face afirmații probabilistice referitoare la producerea accidentelor rutiere.

Pentru a reprezenta natura probabilistică a producerii accidentelor rutiere, Saccomanno și Buyco (1988) [85] și Blower și alții (1993) [9] au folosit modelul Poisson explicând astfel variațiile ratelor accidentelor. Modelul de regresie Poisson este potrivit în special pentru manevrarea de date cu un număr mare de zero. Cu toate acestea, acest model poate fi inadecvat pentru determinarea numărului de accidente rutiere, din moment ce nu ține cont de variația extra – Poisson (valoarea variației poate depăși valoarea mediei) în studiile realizate pentru evidența accidentelor rutiere.

Pentru rezolvarea acestei probleme de variație extra – Poisson, câțiva autori precum Maycock și Hall (1984) [61], Hauer și Persaud (1987) [45], Persaud (1990) [76], Miaou (1994) [62], Shankar și alții (1995) [90], Maher și Summersgill (1987) [60], Kulmala (1995) [56], Hauer (1997) [47], Tunaru (1999) [100], Abdel – Aty și Radwan (2000) [1] au folosit diverse modele de regresie binomială negativă. Miaou (1994) [62] a dezvoltat două tipuri de modele binomiale negative, unul prin utilizarea unui model de risc maxim și unul folosind o metodă de momente. Modelul de probabilitate maximă s-a dovedit a fi mult mai fiabil decât modelul bazat pe regresia Poisson, în ceea ce privește estimarea accidentelor rutiere atunci când este prezentă extra – disperia. Persaud a inclus o ajustare empirică de tip Bayesiana în modelul său binomial negativ, susținând faptul că ajustând datele istorice cu estimări statistice poate îmbunătăți predictibilitatea.

Problematica variației extra – Poisson în datele referitoare la accidentele rutiere a fost dezbătută mai departe de Hauer și Persaud (1987) [45]. Ei au extins modelul liniar generalizat de Maycock și Hall (1984) [61], care au permis diferențe sistematice în frecvența accidentelor între diverse locații, prin crearea unei legături între media din distribuția lui Poisson și un număr anume de caracteristici alei unei locații, cum ar fi fluxul de trafic sau diferite variabile geometrice. În modelul lor, mediei Poisson i s-a permis să varieze între locații dincolo de ceea ce poate fi explicat de diferențele dintre caracteristici.

În modelele descrise mai sus, au fost folosite numai accidentele rutiere raportate în perioada de observație, iar caracteristicile locației sunt modelate ca și constante pentru această perioadă. În practică, aceste caracteristici (în special fluxul de trafic) se schimbă deseori cu trecerea timpului. Pentru ca aceste schimbări să fie contorizate, se poate opta pentru varianta de a divide perioada de observație în două sub-perioade. Oricum, datorită faptului că numărul de accidente depinde (în diferite sub-perioade din aceeași locație) de anumite condiții în situații specifice care nu se regăsesc printre caracteristicile zonei, acestea nu pot fi independente (a se vedea Maher și Summersgill 1996 [60]).

Jovanis și Chang (1989) [53] au folost modele ale teoriei supraviețuirii, care prevăd probabilitatea ca un vehicul să fie implicat într-un accident rutier la moment T, dat fiind faptul că acel vehicul a “supraviețuit” până în acel moment. Folosirea acestui tip de modele necesită date de trafic colectate la nivel ridicat de acuratețe, și din acest motiv această abordare nu a putut fi adoptată la o scară mai largă de către cercetătorii din acest domeniu.

În modelele de siguranță rutieră pentru intersecții din Suedia, “siguranța” este calculată inițial ca un număr aproximativ de accidente pe baza unui model de regresie non-linear, care ia în considerare volumul de trafic corespunzător al drumurilor alăturate (principal și secundar), exprimat prin MZA (media zilnică anuală). Valorile constante folosite în model sunt specificate în funcție de tipul intersecției, viteza de circulație și caracteristicile mediului rutier. Aceste valori sunt determinate de evaluarea unor experți prin analiza datelor statistice relevante despre accidetele rutiere cât și a gradului de expunere:

Numărul de accident estimat pe an se calculează folosind relația:

(3.1)

Unde: – a,b și c sunt constante specifice tipului de intersecție, viteza de circulație și locație;

– Qs și Qt reprezintă volumele de trafic.

Pentru modelarea anticipării accidentelor rutiere, Modelarea Lineară Generalizată (GLIM) s-a dovedit a fi foarte utilă. Această abordare se bazează pe faptul că variabilele dependente (de ex. numărul de accidente) nu trebuie neapărat să fie normal distribuite, așa cum este des întâlnit în cazul abordările de modelare lineară. Hauer și Lovell (1988) [46] au folosit metoda GLIM pentru a descrie relația dintre frecvența accidentelor rutiere și fluxurile de trafic în intersecțiile dintre drumuri principale și drumuri secundare.

Modelul de estimare a frecvenței accidentelor rutiere este:

(3.2)

Unde: – a,b și c sunt constante specifice tipului de intersecție, viteza de circulație și locație;

– Qs și Qt reprezintă volumele de trafic (MZA).

Kulmala (1995) [56] și Maher și Summersgill (1996) [60] au propus o adăugare la modelul clasic GLIM al lui Hauer și Lovell, astfel încât să includă efectele și a altor variabile de influență.

Modelul extins al frecvenței accidentelor este:

(3.3)

Unde: – a,b și c sunt constante specifice tipului de intersecție, viteza de circulație și locație;

– Qs și Qt reprezintă volumele de trafic

– x reprezintă variabila adițională

– d un parametru al modelului

Într-un articol realizat de Wood (2004) [106], folosirea metodei GLIM este dezbătută în raport cu anticiparea accidentelor rutiere de diferite tipuri, aducând variabile adiționale precum fluxul de trafic. Wood sugerează faptul că, pentru un singur model de flux de trafic, adevarata medie a numărului de accidente rutiere poate fi modelată sub forma , unde x reprezintă fluxul. În această formulă se presupune faptul că accidentele sunt distribuite conform ipotezei lui Poisson, cunoscută și sub numele de distribuție binomială negativă.

Pentru modelul lui Poisson, următoarele ecuații pot fi folosite pentru estimarea a 95% a intervalului de încredere din jurul ratei reale de accidente și a numărului prevăzut de accidente y.

Numărul de accidente prevăzut se calculează cu relația:

(3.4)

Rata reală a accidentelor se calculează cu relația:

(3.5)

Unde: – este estimarea lui a ratei mediei reale a accidentelor;

– este varianta din jurul estimării parametrului model;

– este valoarea întreagă mai mică sau egală decât x.

Valori asemănătoare pot fi calculate pentru modelul binomial negativ, pentru rata reală a accidentelor , intervalul de estimare pentru zona de siguranță m (după Hauer, 1988) [46] și numărul estimat de accidente rutiere y.

Numărul estimat de accidente rutiere se calculează cu relația:

(3.6)

Intervalul de estimare pentru zona de siguranță:

(3.7)

Rata reală a accidentelor rutiere:

(3.8)

Unde: – este estimarea lui a ratei mediei reale a accidentelor;

– este varianta din jurul estimării parametrului model;

– este un parametru pentru combaterea distribuției Gamma și obținerea unei estimări în intervalul dat .

Ecuații similare există pentru calculul numărului persoanelor decedate sau grav rănite, și nu neapărat pentru cel al numărului accidentelor rutiere, cum ar fi:

Accidente ce implică decese:

(3.9)

Accidente ce implică decese și răniri grave:

(3.10)

Accidente ce implică răniri:

(3.11)

Unde: – y1 este numărul estimat de accidente rutiere

– y0 este numărul de accidente în funcție de schimbarea vitezei

– v1 este viteza înainte de accident

– v0 este viteza după accident

O revizuire a scopului analizei în modelele ce implică accidentele rutiere indică faptul că majoritatea cercetătorilor au optat pentru a analiza doar anumite modele specifice. De exemplu, Saccomanno și alții (1989) [86], Saccomanno și Buyco (1988) [85], Jovanis și Delleur (1983) [53] și Mountain și alții (1998) [64] au analizat anumite locații de producere a accidentelor rutiere, precum legături sau intersecții. Alți cercetători, precum Saccomanno și alții (1989) [86], Saccomanno și Buyco (1988) [85], Jovanis și Delleur (1983) [53], Blower și alții (1993) [9], Miaou (1994) [62], Chirachavala și Cleveland (1985) [20], Glauz și Harwood (1985) [42], Wood și Sims (2002) [107] și Valent și alții (2002) [102] au studiat diferite tipuri de vehicule, precum camioanele mari.

Foarte puțini cercetători au studiat modele generale de producere a accidentelor rutiere. De exemplu Shankar și alții (1995) [90], Persaud (1990) [76], Hadi și alții (1995) [43], Wood și Simms (2002) [107] și Valent și alții (2002) [102] au analizat toate modelele de vehicule. Alți cercetători precum Blower și alții (1993) [9], Persaud (1990) [76] și Hadi și alții (1995) [43] au combinat accidentele produse în intersecții și pe artele de legătură în cercetărilor lor.

Sistem de clasificare a accidentelor de circulație din perspectiva inginerului de siguranță rutieră

Din punct de vedere al specialistului de siguranța rutieră, obiectivul analizei accidentelor rutiere este extragerea oricaror informații în baza cărora se poate acționa pentru eliminarea repetării în viitor a unor evenimente rutiere similare.

Sistemul de clasificare a accidentelor rutiere prin intermediul ideogramelor are ca scop reproducerea grafică a manevrelor participanților la trafic, cu atribuirea de identități clare fiecăruia dintre aceștia. Ideogramele pot varia ca și reprezentare grafică, însă se recomandă menținerea permanentă de către elaboratori a unui singur sistem. În orice material este necesară introducerea legendei ideogramelor. Principalele ideograme sunt:

Figura 3.2. Sistemul de ideograme folosit pentru accidentele rutiere [87]

Prin combinarea manevrelor și a tipurilor de vehicule, se pot compune orice ideograme. Se recomandă ca acestea să fie totuși menținute la un nivel cât mai simplu de complexitate.

În exemplul de mai jos este prezentat modul în care un autovehicul încearcă depășirea unui vehicul greu, însă pierde controlul asupra volanului, derapează și loveste un copac. Tehnica fișelor de sinteză va fi utilizată atât în cazul punctelor periculoase localizate în intersecții sau pe lungimi reduse de drum (sute de metri), cât și pentru sectoarele de drum cu lungimi considerabile (kilometri). În cazul acestora din urmă, numărul mare de accidente dispuse neomogen pe lungimi de cățiva kilometri nu permite tratarea punctuală.

Figura 3.3. Exemplu de folosire a ideogramelor pentru schematizarea unui accident rutier [87]

Listarea și localizarea pe planuri de situație a cauzelor accidentelor permite finalizarea activității de identificare a acestora, așa cum este arătat în schița de mai jos:

Figura 3.4. Exemplu de folosire a ideogramelor pentru schematizarea unui accident rutier [87]

În acest exemplu, pierderea controlului vehiculului prin derapaj poate fi identificat drept mecanism predominant de producere a accidentelor, factor agravant fiind lovirea copacilor. În mod evident calitatea suprafeței de rulare trebuie investigată cu atenție și într-un grad mai mare de detaliere (ex.: verificarea rugozității, a planeității, etc).

În analiză, accidentele au fost clasificate în șase categorii, conform următoarelor elemente [87]:

Accident cu un singur autovehicul implicat;

Autovehicul(e) și pieton(i);

Vehicul(e) și alți utilizatori ai drumului/ alte accidente sau accidente neclasificate;

Două sau mai multe autovehicule care merg în aceeași direcție (ex. accidente cauzate de ciocnire din spate sau laterală);

Două sau mai multe autovehicule care merg în direcții convergente (ex. unul sau mai multe autovehicule care traversează o intersecție, unul sau mai multe autovehicule care întorc, accidente tipice intersecțiilor);

Două sau mai multe autovehicule care merg în direcții opuse, coliziuni frontale (ex. un accident provocat de o depășire, utilizarea greșită a benzilor de circulație, nerespectarea regulilor privind marcajul axial longitudinal, intrarea pe banda opusă de circulație).

În paginile următoare sunt prezentate fișele cu clasificarea accidentelor rutiere, în funcție de cauza ce a stat la baza producerii lor, fișe preluate din „Manualul de siguranță rutieră” pentru Republica Moldova, elaborat de Search Corporation în colaborare cu Universinj [87] în 2011.

MULTE AUTOVEHICULE CARE MERG în

Concluzii

În acest capitol au fost analizate accidentele de circulație plecându-se de la o definiție a lor, a indicatorilor statistici folosiți în siguranța circulației și a bazelor de date necesare păstrării unui istoric al incidentelor rutiere. De asemenea, s-a arătat modul în care se estimează producerea accidentelor de circulație, folosind estimări statistice utilizate la nivel internațional.

Ca și rezultat al acestei analize, accidentele au fost împărțite în șase mari categorii, astfel: accident cu un singur vehicul implicat, autovehicul(e) și pieton(i), vehicul(e) și alți participanți la trafic, două sau mai multe vehicule care merg în aceeași direcție, respectiv direcții convergente (în intersecții) sau direcții opuse (coliziuni frontale).

Cauzele principale identificate pentru majoritatea accidentelor sunt: viteză mare de circulație, parte carosabilă îngustă, vizibilitate slabă, semnalizare necorespunzătoare, suprafață de rulare deteriorată, toate acestea având și măsuri de remediere propuse pentru scăderea riscului de producere a accidentelor de circulație.

Pentru fiecare fișă a tipului de accident în parte s-au prezentat cu claritate cauzele principale care stau la baza producerii sale, în corelare directă cu elementele caracteristice ale drumului. Astfel, se subliniază importanța corectitudinii elementelor geometrice ale drumului, a utilizării de echipamente performante, de materiale de construcție a drumurilor de o calitate superioară pentru a îmbunătăți condițiile de circulație și a reduce riscul de producere a accidentelor rutiere.

Studii de laborator privind contactul pneu-carosabil

Noțiuni generale

Frecarea dintre pneu și suprafața carosabilă

La modul general, frecarea este definită ca fiind rezistența la deplasare între două suprafețe aflate în contact. În cazul de față, suprafața de contact constă din interfața pneu îmbrăcăminte, în timp ce forța normală corespunde sarcinii pe roată.

Figura 4.1. Diagrama simplificată a forțelor ce acționează asupra unei roți în mișcare

Componentele frecării:

frecarea longitudinală – afectează accelerările și frânarea.

frecarea transversală – permite modificările de direcție.

Figura 4.2. Exemplificarea forței de frecare [87]

Valorile coeficienților de frecare variază de la aproape zero pe o îmbrăcăminte cu polei, până la peste 1,0 în cele mai bune condiții ale suprafeței, așa cum reiese și din tabelul de mai jos:

Tabelul 4.1. Coeficienți de frecare în funcție de condițiile suprafeței de rulare[78]

Coeficientul de frecare longitudinală (fl) este o măsură a frecării pe direcția de deplasare a autovehiculului, iar valoarea lui este invers proporțională cu valoarea distanțelor de accelerare și decelerare.

Considerând o valoare constantă de frecare longitudinală, influența vitezei autovehicului este redusă. Astfel, pentru acest caz, calculul distanței de frânare se realizează cu următoarea relație:

(4.2)

Pentru cazul în care se ia în considerare diminuarea frecării asociate cu creșterea vitezei, se obține o valoare mai precisă a distanței de frânare, însă trebuie cunoscută relația dintre viteză și frecare pentru a putea fi folosită relația de mai jos:

(4.3)

unde:

Vi = viteza inițială [km/h]

Vf = viteza finală [km/h]

t = timp de reacție [s]

f l = coeficient de frecare longitudinală

f lv = coeficient de frecare longitudinală la viteza V

i = declivitate [%/100]

ExemplU de calcul: Considerăm coeficientul de frecare constant cu valoarea f l = 0.30, timpul de reacție t = 2,5 sec și viteza finală Vf = 0. Variem viteza inițială de circulație și rezultă următoarele valori:

Tabelul 4.2. Valori ale distanței de frânare (tangentă)

Tabelul 4.3. Coeficienți de frecare longitudinală (fl ) la nivel internațional [78]

Coeficientul de frecare transversală este o măsură a aderenței suprafeței într-o direcție perpendiculară pe sensul de deplasare al autovehiculului și are o influență predominantă asupra vitezei maxime în curbă.

Atunci când frecarea disponibilă în curbă devine inferioară frecării necesare în funcție de viteza adoptată de conducătorul auto, apare pierderea controlului autovehiculului [78]. Frecarea necesară (f r) se calculează cu ajutorul ecuației următoare:

(4.4)

unde: R = raza de curbură [m]

V85 = viteza de circulație [km/h]

fr = frecarea necesară la V85

p = dever [m/m]

ExemplU de calcul: Considerăm raza R=250m și deverul p = 0.06 m/m. Variem viteza de circulație și rezultă următoarele valori necesare ale coeficientului de frecare:

Tabelul 4.4. Valori ale coeficientului de frecare transversală în curbă

Tabelul 4.5. Coeficienți de frecare transversală (ft ) la nivel internațional [78]

Valorile frecării longitudinale și transversale sunt în general foarte asemănătoare, în afară de cazurile în care condițiile locale au antrenat îmbătrânirea prematură a suprafeței de rulare într-o anumită direcție. Atunci când manevrele de frânare și de schimbare a direcției trebuie efectuate în același timp (de ex. frânare într-o curbă), frecarea se împarte în cele doua componente, longitudinală și transversală, ceea ce mărește distanța de frânare.

(4.5)

unde: DFcurbă = distanța de frânare în curbă [m]

f = coeficient de frecare

R = raza de curbură [m]

p = dever [m/m]

ExemplU de calcul: Considerăm raza R=250m, coeficientul de frecare f = 0.30, deverul p = 0.06 m/m, timpul de reacție t = 2,5 sec și viteza finală Vf = 0. Variem viteza inițială de circulație și rezultă următoarele valori:

Tabelul 4.6. Valori ale distanței de frânare în curbă

Drumurile trebuie proiectate astfel încât să permită deplasări sigure chiar și atunci când condițiile de circulație nu sunt favorabile. Coeficienții de frecare longitudinală utilizați în etapa de proiectare iau în calcul condiții de suprafață udă și pneuri uzate, iar valoarea lor variază de la 0,45 (la 30 km/h) la sub 0,30 (la viteză mare).[78]

Valorile coeficienților de frecare transversală utilizați în etapa de proiectare rutieră sunt mai degrabă legați de criterii de confort decât de siguranță; ele depind de viteza la care efectul forței centrifuge devine suficient de incomod pentru ca șoferii să simtă nevoia să încetinească. Fără excepții, ele variază între 0,07 și 0,18. Aceste valori scăzute permit conservarea a peste 90% din frecarea totală pentru eventuale manevre de frânare în curbă. Se evită astfel o creștere excesivă a distanțelor de frânare [78].

Tabelul 4.7. Coeficienți de frecare disponibili în curbă

* f l disponibil se calculează după f tot2 – f t2 = f l2

Riscul de accidente crește pe măsură ce aderența suprafeței se diminuează. Așa cum s-a menționat în introducere, accidentele legate de probleme de aderență survin mai ales pe carosabil ud, căci frecarea disponibilă este redusă în acest caz.

Figura 4.3. Coeficientul de creștere a riscului de producere a unui accident rutier, raportat la coeficientul de frecare[78]

Cinematica roților cu pneu

Mișcarea autovehiculului este determinată cu precădere de procesele care au loc în interfața dintre calea de rulare și pneu. Cunoașterea comportării pneului sub acțiunea sarcinilor exterioare este foarte importantă pentru studiul dinamicii autovehiculului, iar comportarea pneurilor în exploatare influențează siguranța circulației, gradul de confort al călătorului, economicitatea autovehiculelor precum și uzarea suprafețelor de rulare.

Rolulul pe care trebuie să-l îndeplinească pneul este preluarea forțelor verticale și dezvoltarea forțelor tangențiale care să asigure ghidarea, accelerarea și decelerarea autovehiculului. Fiecare element al pneului suportă o încărcare determinată în funcție de poziția relativă pe care o ocupă în procesul rulării roții. Solicitările cele mai mari se manifestă în zona de contact nemijlocit cu suprafața căii de rulare.

Distribuția eforturilor tangențiale longitudinale și transversale sunt influențate atât de construcția pneului, cât și de parametrii de stare: sarcina verticală, temperatură, viteza de rotație a pneului, presiunea aerului din pneu, precum și starea suprafeței de rulare, dimensiunile anvelopei și neregularitățile căii de rulare.

La rostogolirea unei roți rigide pe o cale de rulare nedeformabilă se disting trei cazuri funcționale: rostogolire ideală; rostogolire cu alunecatre și rostogolire cu patinare. În cazul rostogolirii ideale (roata virtual liberă), spațiul parcurs de axa roții într-o perioadă de timp determinată este egal cu spațiul parcurs în aceeași perioadă de timp de un punct de la periferia roții. În cazul rostogolirii cu alunecare (cazul frânării roții), spațiul parcurs de axa roții este mai mare decât cel al unui punct de la periferia roții, iar în cazul rostogolirii cu patinare spațiul parcurs de axa roții este mai mic decât cel parcurs de un punct de la periferia roții. Alunecarea și patinarea roții se evaluează cu ajutorul a doi coeficienți ce reprezintă abaterea deplasării unghiulare a roții reale față de deplasarea unghiulară a roții virtual liberă. În acest sens sunt folosiți termenii: coeficient de alunecare, respectiv coeficient de patinare.

Figura 4.4. Model mecanic al noțiunii de alunecare/ patinare al roții nedeformabile [63]

Urma lăsată de pneu pe suprafața carosabilă este o elipsă și poarta numele de pată de contact. Pentru calcule se asimilează însă suprafața de contact cu un cerc, având suprafața egală cu cea a elipsei [27]:

(4.6)

unde: – S este suprafața de contact pneu-carosabil;

– D este diamentrul cercului echivalent.

sau: (4.7)

unde: – 0,9 este un coeficient ce ține seama de rigiditatea pneului;

– P este încărcarea totală pe roată, în daN;

– p este presiunea de umflare a pneului.

Figura 4.5. Distribuția presiunii normale în pata de contact [63]

Caracteristica de rulare a roții cu pneu constituie reprezentarea grafică a variației forței specifice tangențiale din pata de contact, în funcție de coeficienții de patinare (la propulsie), respectiv de alunecare (la frânare). Ea are o alură aproximativ simetrică față de originea sistemului de referință și este semnificativ influențată de tipul constructiv al pneului, viteza absolută de deplasare, presiunea aerului din pneu, uzura pneului și a drumului, tipul de cale, starea tehnică a suprafeței de rulare (uscată, udă, cu mâzgă, polei, gheață, zăpadă s.a.), mediu etc. Caracteristica de rulare ilustrează comportamentul pneului în relația cu calea de rulare și este rezultatul sintezei unor determinări experimentale. Aceasta înseamnă ca parametrii care o caracterizează se modifică în funcție de proprietățile și condițiile tehnice de stare ale drumului și ale pneului. Pentru facilitarea studiului caracteristicei de rulare, diverși cercetători au creat modele empirice echivalente. Aceste modele sunt foarte utile, ele pot sta la baza programelor de operare a sistemelor automate de control privind propulsia, frânarea și stabilitatea autovehiculelor.

Variabila independentă care dă configurația caracteristicii de rulare, respectiv forța specifică tangențială, reprezintă raportul între reacțiunea tangențială dezvoltată în pata de contact și sarcina normală aplicată pe roată. Forța specifică tangențială se calculează cu relația:

(4.8)

Figura 4.6. Schema caracteristicei de rulare virtuale

Valoarea maximă a forței specifice γmax corespunde reacțiunii tangențiale maxime sau forței de aderență (Xmax) și poartă denumirea de coeficient de frecare aderentă sau coeficient de aderență φ. Valoarea lui de aderență γ corespunzătoare patinării sau alunecării totale (100%) reprezintă coeficientul de frecare cinetic sau coeficientul de frecare a lui Coulomb dintre cele două corpuri, f. Practica experimentală a arătat că f (coeficientul de frecare) reprezintă circa 80% din φ (coeficientul de aderență), în cazul interacțiunii roților cu pneu cu căi nedeformabile.

Pe caracteristica de rulare se disting trei zone distincte:

Domeniul pseudoalunecărilor, în care predomină deformațiile elastice ale microasperităților în contact, este zona frecărilor aderente;

Domeniul de inițiere a alunecării, în care predomină efectul Stribeck și anumite zone din pata de contact încep să alunece, este domeniul coeficientului de aderență;

Domeniul frecării cinetice sau coulombiene, în care predomină frecarea vâscoasă și toate elementele benzii de rulare alunecă pe cale, este domeniul coeficientului de frecare.

La o viteză de deplasare crescătoare și/sau temperatură descrescătoare, forța de frecare crește în același mod în care vâsco-elasticitatea îmbrăcăminții rutiere crește cu frecvența încărcărilor date de vehicule. De asemenea, s-a constatat că pe măsură ce viteza autovehiculului scade (vehicule grele), caracterul herțian prezentat în Figura 4.7 mărește aria de contact pneu-carosabil. Acesta din urmă, deși contestat de unii cercetători, este extrem de important întrucât implică deformația elastică a îmbrăcăminții rutiere, atât de necesară realizării alunecării pneului pe suprafața carosabilului. [7]

Figura 4.7. Efectul herțian

După cum se observă în Figura 4.7, efectul herțian se manifestă practic în realizarea unor pliuri la contactul pneu-carosabil, la suprafața îmbrăcăminții rutiere, de dimensiuni , ce au adâncimea unor sutimi de milimetru. Acestea au capacitate de revenire elastică în condițiile arătate mai sus. De asemenea, trebuie menționat și efectul asupra pneului, care induce apariția unei curburi în proeminența texturii sale, limitat în partea din spate a suprafeței de contact cu carosabilul. În funcție de caracteristicile elastice ale suprafeței carosabilului și ale proeminențelor pneului se poate aprecia rezistența la deplasare a roții motoare la autovehiculul în mers. Acest efect poartă denumirea de undele Shallmach (pliuri).

Alți cercetători, din care se remarcă ing. Barquins (1976), au constatat că pe măsură ce viteza vehiculului crește, efectul de alunecare pneu-carosabil dispare. În schimb, creșterea vitezei autovehiculului impune o mișcare relativă la suprafața asperităților carosabilului prin suprapunerea pliurilor în suprafața îmbrăcăminții, ceea ce conduce în final la fenomene de extragere a pietrelor mari și la șlefuirea suprafeței.

Rugozitatea suprafeței carosabile are un rol deosebit de important, mai ales în momentul în care procentul de contact pneu-carosabil are o valoare redusă din aria de contact corespunzătoare tipului de autovehicul.

Încercarea de șlefuire accelerată a agregatelor din stratul de uzură

Noțiuni generale

Calitățile esențiale ale agregatelor folosite în realizarea construcțiilor sunt duritatea și rezistența. Din acest motiv, înainte de a utiliza un anumit tip de material granular, se recomandă efectuarea unor încercări de laborator pentru a se asigura faptul că se respectă anumite valori impuse de standardele în vigoare.

Pentru agregatele utilizate în infrastructură nu sunt suficiente doar aceste două calități, întrucât intervin și alte aspecte ce trebuie luate în considerare, precum rezistența la polisajul care apare în urma interacțiunii pneu-carosabil, compatibilitatea agregatelor cu bitumul.

Cele mai uzuale încercări de laborator care se realizează pe agregate sunt:

Uzura cu mașina tip Los Angeles – uzura se apreciază prin procentul de material ce trece prin sita cu ochiul de 1,60 mm, reprezentând uzura agregatelor naturale cauzată în principal de șocurile produse de căderea unui număr impus de bile metalice, cu masa ce depinde de sortul de agregat analizat, și într-o măsură mai mică, de frecarea granulelor între ele, cât și cu suprafețele metalice ale pereților mașinii, la un număr prescris de rotații.

Uzura cu mașina de tip Deval – prin această încercare, uzura este apreciată prin procentul de material ce trece prin sita de 2 mm, datorită în principal frecării granulelor între ele și mai puțin frecării de suprafețele pereților mașinii.

Coeficientul de abraziune (Aggregate Abrasion Value – AAV) – această încercare are rolul de a selecta agregatele care sunt dure, dar nu au rezistență la acțiunea abrazivă a pneurilor când sunt folosite în straturile de uzură și au tendința să se uzeze prea devreme;

Încercarea cu sulfat de magneziu pentru determinarea caracteristicilor de alterabilitate (MS) – această încercare măsoară rezistența agregatelor la alterări chimice și poate fi realizată pe diferite agregate de diferite dimensiuni;

Coeficientul de polisaj accelerat (Polished Stone Value – PSV) – această încercare stabilește rezistența la șlefuire a agregatelor ce urmează a fi folosite în stratul de uzură, în urma interacțiunii cu pneul.

Descrierea încercării de laborator

Efectuarea măsurătorilor și estimarea rezistenței la polisaj accelerat sunt mult mai dificil de realizat decât în cazul încercării de rezistență la uzură. Microtextura este acea particularitate fină (mai mică de 0,5 mm) a suprafeței carosabile, dezvoltată de caracteristicile fiecărui agregat în parte.

Majoritatea materialelor au inițial o microtextură bună, însă sunt de preferat acelea care în timp își mențin sau au capacitatea de a-și regenera această textură inițială. Aceste agregate se numesc “rezistente la șlefuire” iar microtextura lor nu depinde numai de natura materialului, ci și de mediul în care sunt utilizate – de tipul de trafic, de condițiile climatice. Toate aceste elemente ale mediului înconjurător determină gradul de polisaj al unui agregat, cât și modul în care se comportă microtextura. Răspunsul agregatelor la aceste condiții de mediu este determinat de caracteristici precum mineralogia, dimensiunea și distribuția particulelor, porozitatea și mărimea porilor pentru fiecare particulă în parte.[82]

Încercarea de laborator propusă pentru evaluarea calității microtexturii agregatelor este determinarea Coeficientului de Polisaj Accelerat (CPA), cunoscută la nivel internațional sub denumirea de Polished Stone Value (PSV). Această metodă de încercare a fost dezvoltată în Marea Britanie în 1950 și a fost preluată și utilizată și în Statele Unite ale Americii, Noua Zeelandă și Australia.

CPA este o măsură a rezistenței agregatelor fine și grosiere la acțiunea de șlefuire exercitată de pneurile automobilelor, în condiții similare celor care există pe suprafața unui drum.[91] Încercarea este efectuată asupra agregatelor trecute printr-o sită de 10 mm, reținute pe o rețea de 7,2 mm și se desfășoară în două părți:

Epruvetele sunt supuse unei acțiuni de șlefuire într-un dispozitiv de șlefuire accelerată. Aparatul este alcătuit dintr-o roată pe care sunt incorporate într-o rășină granulele ce urmează a fi încercate. Roata efectuează o mișcare de rotație cu o viteză de 320rot/min, fiind tot timpul în contact cu o roată liberă de cauciuc cu diamentrul de 20 cm și presiunea în pneu de 3.25 at, simulându-se astfel mișcarea pneului pe suprafața de rulare. Între pneu și proba în mișcare se introduce nisip silicios timp de 3 ore, apoi alte 3 ore o pudră de hârtie abrazivă.

Figura 4.8. Aparatul pentru determinarea coeficientului de polisaj accelerat

După 6 ore de uzură și șlefuire se măsoară coeficientul de frecare al granulelor cu aparatul de tip pendul, în funcție de valoarea căruia se apreciază rezistența de șlefuire a agregatului. Stadiul de șlefuire atins de fiecare epruvetă este măsurat efectuând o încercare de frecare, CPA fiind apoi calculat plecând de la măsurătorile de frecare.

Figura 4.9. Schema aparaturii folosite pentru încercarea de frecare – pendulul SRT

Cercetări realizate în cadrul Transport Research Laboratory din Marea Britanie arată o corelare strânsă între coeficientul de polisaj al agregatelor și rugozitatea suprafeței carosabile. Acțiunea pneurilor autovehiculelor asupra suprafeței carosabile are ca rezultat șlefuirea stratului de uzură, a agregatelor de la suprafață iar rezistența la polisaj este unul din principalii factori care combate derapajul.

În țara noastră, la baza încercării de polisaj accelerat stă standardul european SR EN 1097-8 “Încercări pentru determinarea caracteristicilor mecanice și fizice ale agregatelor. Partea 8: Determinarea coeficientului de șlefuire accelerată”. Acest standard European stabilește metoda care permite determinarea coeficientului de șlefuire accelerată (CPA) a piestrișului fin și grosier utilizat în acoperirea drumurilor.

Descrierea programului experimental

Etapele și condițiile de realizare a încercărilor ce stau la baza programului experimental sunt prezentate mai jos, respectând cerințele din standardul SR EN 1097-8:

Pentru început, s-a realizat o listă cu carierele ale căror agregate sunt cel mai des utilizate în țară. Apoi, luând contactul cu persoane calificate din cadrul acestora, am fost îndrumată către diverse firme de execuție din raza capitalei pentru a procura materia primă necesară viitoarelor încercări de laborator;

Tabelul 4.8. Lista cu cariere din țară care au luat parte la programul experimental

Agregatele obținute de la firmele de execuție din raza capitalei, către care am fost direcționată de personalul calificat din cadrul carierelor, au fost pentru început supuse încercării de polisaj accelerat (PSV), urmând următoarele etape:

Se confecționează probele conform SR EN 1097-8:

Figura 4.10. Confecționarea probelor pentru încercările de laborator

Înainte de a începe încercarea de șlefuire accelerată, se măsoară cu aparatul SRT coeficientul de frecare inițial al probelor (μ0 ).

Se efectuează șlefuirea accelerată la temperatura ambiantă de (20±5)ºC. Sunt șlefuite cele 14 epruvete în cursul fiecărui ciclu, la dispozitivul de șlefuire accelerată prezentat anterior.

Figura 4.11. Încercarea epruvetelor la aparatul de șlefuire accelerată

Stadiul de șlefuire atins de fiecare epruvetă este măsurat efectuând o încercare de frecare cu un pendulul SRT, CPA fiind apoi calculat plecând de la măsurătorile de frecare.

Figura 4.12. Încercarea epruvetelor la pendulul SRT

Rezultatele obținute în urma încercării au fost centralizate, prelucrate și interpretate;

CPA = S + (52,5) – C (4.9)

unde: S este valoarea medie a celor trei epruvete de agregate

C este valoarea medie a celor două epruvete de piatră de referință din CPA

Tabelul 4.9. Valorile CPA și μ înregistrate pe agregatele ce fac parte din programul experimental

Aceleași agregate se folosesc ulterior în realizarea de mixturi asfaltice, pe care se realizează încercarea SRT pentru determinarea rugozității;

Determinarea rugozității cu aparatul SRT constă în transformarea energiei cinetice a unui pendul în frecare, evidențiată de înălțimea de ridicare a pendulului dincolo de punctul de contact cu suprafața îmbrăcăminții rutiere.

Figura 4.13. Centralizarea valorilor obținute în urma încercării SRT în funcție de cariera de proveniență a agregatelor și CD 155

În urma încercării SRT, se determină coeficientul de frecare pentru fiecare mixtură în parte, realizându-se ulterior o corelare între coeficientul de polisaj accelerat și coeficientul de frecare (Figura 4.15);

În cadrul SRT, coeficientul de frecare se măsoară cu ajutorul unui pendul de masă M care este lăsat să cadă de la o anumită înălțime H. Prin frecarea plăcii de cauciuc prinsă de capul pendulului de epruveta obținută din suprafața îmbrăcăminții drumului, o parte din energia pe care o posedă pendulul este absorbită, ceea ce face ca pendulul să se ridice la o înălțime h<H. Energia absorbită prin frecare depinde de coeficientul de frecare al suprafeței încercate, de lungimea pe care s-a produs frecarea și de presiunea exercitată de pendul pe suprafața de încercat.

Figura 4.14. Pendulul SRT și schema sa statică [55]

Prin aplicarea principiilor de conservare a energiei, a fost derivată ecuația diferențială a mișcării, care are următoarea formă:

(4.10)

unde : – unghiul cu care se deplasează brațul pendulului din poziția verticală

IA – momentul de inerție în centrul de rotație

M – greutatea pendulului

Lc – distanța din centrul de rotație la elementul de greutate al pendulului

P – forța exercitată de pendul pe suprafața de încercat

Lp – distanța din centrul de rotație la pendul

μ – coeficientul de frecare al suprafeței încercate

Cunoscând valorile mărimilor M, P, L și H, care sunt constante ale aparatului, și determinând valoarea lui h prin citire pe scala gradată a aparatului, se poate calcula coeficientul de frecare pe baza relației menționate anterior:

(4.11)

unde : H – înălțimea inițială a pendulului

h – înălțimea la care se ridică pendulul

L – lungimea pe care s-a produs frecarea

Patina de cauciuc pentru încercarea SRT pe mixturi asfaltice are umătoarele dimensiuni, conform SR EN 13036-4 [92]: 76,20,5 mm lățime și 25,41,0 mm lungime, iar diferența H-h se regăsește ca și valoare în același standard, pentru ambele scări gradate.

Astfel, pentru calculul coeficientul de frecare μ obținut în urma încercării de laborator cu pendulul SRT, singura variabilă rămâne diferența H-h, menționată anterior, formula fiind de forma:

(4.12)

Tabelul 4.10. Valorile SRT și μ înregistrate pe mixturile supuse studiului

Figura 4.15. Relația dintre coeficientul de frecare (μ) și coeficientul de șlefuire accelerată al agregatelor (CPA), în funcție de carieră

În cele din urmă, prin calcul matematic se află valori ale distanței de frânare, la diferite valori ale vitezei, variabila fiind coeficientul de frecare, care este automat legat de coeficientul de polisaj accelerat;

În capitolul Anexe – A.1. se regăsesc graficele de calcul a distanței de frânare pentru fiecare carieră în parte, pentru mai multe cazuri:

Se variază declivitatea (-10%, -5%, 0%, 5%, 10%), pentru un timp de reacție de 2,5 secunde, viteze cuprinse între 30 și 130 km/h și se calculează distanța de frânare în funcție de coeficienții de frecare obținuți în laborator;

Se variază timpul de reacție (0,5 sec, 1 sec, 1,5 sec, 2 sec, 2,5 sec, 3 sec), pentru o declivitate de 0%, viteze cuprinse între 30 și 130 km/h și se calculează distanța de frânare în funcție de coeficienții de frecare obținuți în laborator.

După toate aceste etape, se evidențiază într-un mod cât mai clar legătura dintre coeficientul de polisaj al agregatelor (în funcție de cariera de origine), coeficientul de frecare și distanța de frânare, prezentate în Figura 4.16.

Figura 4.16. Relația dintre coeficientul de frecare (μ) al agregatelor și distanța de frânare, în funcție de cariera de origine, pentru viteza de 80km/h, timpul de reacție al conducătorului auto de 1,5 sec și panta de 0,00%

Concluzii

În acest capitol s-a evidențiat prin intermediul studiilor de laborator importanța calității suprafeței de rulare și modul în care aceasta poate influența siguranța circulației.

În ceea ce privește rezultatele încercărilor de laborator, este bine cunoscut faptul că relația dintre coeficientul de polisaj accelerat și coeficientul de frecare variază în funcție de condițiile de trafic, tipul mixturii, condiții meteo și alți factori. Luând în considerare aceste specificații, este dificil a da anumite dispoziții referitoare la relația dintre coeficientul de polisaj accelerat CPA și coeficientul de frecare μ. Așa cum se observă și din graficul din Figura 4.16, calitatea agregatelor din carierele Revărsarea și Chileni este evidentă atât din punctul de vedere al coeficientului de șlefuire accelerată, cât și din perspectiva rugozității.

În graficele prezentate în Anexe A.1., în care este prezentată valoarea distanței de frânare pentru diferite valori ale vitezei de proiectare, ale declivității și a timpului de reacție al conducătorului auto, se poate observa influența directă a coeficientului de frecare. Pentru viteze mici de deplasare, diferența dintre distanțele de frânare calculate în aceleași condiții este aproape inexistentă. Însă cu creșterea vitezei, cresc și aceste diferențe în funcție de sursa agregatelor folosite în mixturile asfaltice. Dacă la viteze mici de circulație este o diferență mică între valorile distanței de frânare obținute pentru carierele Revărsarea și Chileni pe de o parte, și Turcoaia și Cerna pe de altă parte, la viteze mari de până la 130km/h, aceste diferențe cresc până la 30 metri în condiții identice de testare, singura diferență fiind sursa agregatelor, în speță coeficientul de frecare și coeficientul de șlefuire accelerată.

Studii privind producerea fenomenului de acvaplanare

Noțiuni generale

Apa prezentă pe suprafața carosabilă este un element important în ceea ce privește siguranța circulației rutiere, întrucât poate afecta atât vizibilitatea conducătorilor auto, cât și ajută la producerea acvaplanării. Acesta din urmă este un fenomen deosebit de periculos constând în planarea (alunecarea) pneului pe filmul de apă existent pe suprafața de rulare și se produce în condițiile în care vehiculul depășește o anumită viteză, iar forma pneului și textura suprafeței de rulare nu favorizează un drenaj rapid al apei. În această situație, între pneu și suprafața de rulare se formează un film de apă continuu, cu grosime variabilă, iar coeficientul de frecare scade până la 0,1, mai ales în cazul blocării roților prin frânare.

Aceste acumulări de apă nu se produc doar în zonele cu probleme de planeitate, ci și acolo unde sunt probleme de preluare a apelor pluviale și are loc revărsarea lor. În același timp, anumite configurații ale drumului favorizează acumularea de apă pe carosabil, precum amenajările curbelor progresive. Într-un studiu realizat în Germania [81] pentru un sector de autostradă cu șase benzi de circulație, se scoate în evidență faptul că riscul de producere a accidentelor de circulație pe timp de ploaie este de două ori mai mare în curbele progresive decât în celelalte sectoare ale autostrăzii. Pentru un carosabil uscat, riscul este aproximativ același, de unde reiese și nevoia de a cerceta acest aspect ce ține de proiectarea infrastructurii și a cerceta metode noi pentru îmbunătățirea acesteia.

Figura 5.1. Modelul celor trei zone de contact pneu-carosabil pe timp de ploaie[49]

În normativul pentru proiectarea autostrăzilor extraurbane se menționează faptul că viteza minimă de acvaplanare este de 70km/h pentru o grosime a filmului de apă de cca. 10 mm. De asemenea, la viteza de circulație de 100km/h este notat faptul că „acvaplanarea este posibilă pentru o grosime a peliculei de apă de cațiva milimetri, iar pentru viteza de circulație de 120 km/h, pentru o grosime a filmului de apă de 1.3 mm”. [69]

Factori favorizanți

Condiții meteorologice

În România, din punct de vedere pluviometric, în perioada 1901-2000, s-a pus în evidență prin intermediul stațiilor cu șiruri lungi de observație o tendință generală de scădere a cantităților anuale de precipitații, dar și o intensificare a fenomenului de secetă în sudul țării după anul 1960. Pentru anumite regiuni, în perioada 1946-1999, a avut loc o creștere a frecvenței anuale a zilelor foarte ploioase (cele mai mari 12% cantități zilnice) și extrem de ploioase (cele mai mari 4% cantități zilnice).

Ploile torențiale sunt cauzate de dinamica foarte activă a aerului umed tropical sau maritim polar peste teritoriul României, încălzirea inegală a suprafeței terestre și interacțiunea cu aceasta din sezonul cald al anului. Aversele de ploaie cu caracter torențial dau o mare cantitate de apă în timp foarte scurt, fapt care implică o mare intensitate acestor ploi. Aversele cele mai puternice se produc în regiunile cele mai aride din țară, recordul fiind ploaia produsă la Viziru, în Bărăgan,  în data de 27.05.1939 care a avut intensitatea medie de 6.63 mm/min și o durată de 3 minute, înregistrându-se 19.9 l/mp. În același timp, în localitatea Iazu s-a produs o aversă cu intensitatea medie de 5.74 mm/min și cu o cantitate de 28.5 l/mp căzută pe un interval de 5 minute. [115]

Directorul Administrației Naționale de Meteorologie, Ion Sandu, întrebat de ce în România au apărut, în ultimii ani, tot mai frecvent precipitații despre care statisticile spuneau că se înregistrează odată la o sută – două sute de ani, a declarat faptul că în următorii ani se vor înregistra "fenomene meteorologice tot mai frecvente și mai violente", dar și "precipitații de proporții", de vină fiind "efectul de seră suprapus peste cauzele naturale ale încălzirii". Declarațiile au fost făcute într-o conferință de presă la Sibiu, ocazionată de deschiderea celei de-a șasea Conferințe Europene de Meteorologie [114].

Structura pe clase a intensității maxime remarcă, în cazul ploilor torențiale, dominarea celei de peste 1.0 mm/min (85.2%), situația fiind identică și în cazul evenimentelor pluviometrice de intensitate maximă anuală (Tabelul 5.1); durata intensității maxime este cuprinsă, în cazul ploilor torențiale, între 2 și 5 min (55.4%), urmată de clasa de 1 min (sub 25.0% în ambele cazuri), situația fiind asemănătoare cu cea a ploilor de intensitate maximă anuală la care durata intensității maxime de până la 5 min cumulează 96.1% din cazuri. [99]

Tabelul 5.1. Frecvența pe clase de intensitate a ploilor torențiale și a ploilor de intensitate maximă anuală, în funcție de durata acestora (%) [99]

Figura 5.2. Curbe intensitate – durată – frecvență bazate pe datele extrase din pluviograme [18]

Se poate observa din graficul de mai sus o intensitate a ploilor de 1.8 mm/min și o durată de 5 minute pentru o frecvență de o dată la doi ani, până la o valoare de aproape 4 mm/min pentru aceeași durată de 5 minute, pentru o frecvență de o dată la 100 de ani [18]. Conform declarațiilor experților în domeniu [114], aceste precipitații nu numai că vor avea loc mai des decât au avut loc până acum, dar vor fi și mai abundente, ceea ce automat presupune luarea unor măsuri în vederea îmbunătățirii infrastructurii, pentru a putea preveni apariția fenomenului de acvaplanare.

Geometria drumului

Geometria drumului se referă la suprapunerea tridimensională a elementor din planul de situație cu profilul longitudinal și cu profilele transversale ale unui drum, toate acestea realizate bidimensional după anumite standarde în vigoare. Modul în care aceste elemente interacționează este baza pentru a stabili dacă geometria drumului este corectă, prin analiza unor aspecte precum lizibilitatea drumului, capacitatea de scurgere a apelor pluviale și confortul participanților la trafic, prezentate în detaliu în capitolul 2.3.

În acest subcapitol este analizată capacitatea unui drum de a scurge apele de pe suprafața sa, din perspectiva geometriei sale. Pantele din profilul longitudinal (min. 0,5% și max 8,0% [93]) și cele din profilul transversal (min. 2,0 și max. 7,0% [93]) sunt cele care dau direcția de scurgere a apei, viteza de scurgere și lungimile căilor de scurgere.

Sunt anumite cazuri în care scurgerea apelor de pe suprafața carosabilă nu este tocmai optimă, deși au fost respectate cerințele de proiectare. Aceste cazuri sunt cel mai des întâlnite în zonele de tranziție dintre două curbe progresive consecutive, așa cum este menționat și în studiul [81] realizat în Germania, și favorizează apariția fenomenului de acvaplanare, în special pentru drumurile ce permit viteze mari de circulație și au o lățime considerabilă a părții carosabile.

Aceste zone de tranziție au ca și elemente particulare prezența curbelor progresive (în plan de situație) și a deverului supraînălțat (în profil transversal). Figura 5.3 este reprezentarea tridimensională a unui astfel de sector de drum, compus din două racordări consecutive de tip clotoidă – arc de cerc – clotoidă, cu raze constante R1, respectiv R2. Prin normativele prezente în țara noastră, folosirea curbelor progesive este obligatorie.

Figura 5.3. Reprezentarea tridimensională a două curbe progresive consecutive, de sens opus [105]

Ceea ce afectează capacitatea de scurgere în acest sector al drumului nu este schimbarea curburii, ci schimbarea pantei de supraînălțare, în special prin faptul că este necesară trecerea printr-un profil transversal nul, conform normativelor în vigoare. Acest lucru se poate observa și în Figura 5.4, unde sunt reprezentate direcțiile de scurgere a apelor pentru două cazuri: pante transversale și longitudinle constante, cât și cazul supus studiului, în care avem un profil transversal de tranziție, considerând panta longitudinală constantă.

Datorită schimbării deverului, lungimea rutelor ce reprezintă scurgerea apelor într-un sector de tranziție sunt mult mai mari. În plus, panta de scurgere a apei descrește o dată cu micșorarea pantei profilului transversal, ceea ce presupune un drenaj greoi, adică o acumulare de apă pe partea carosabilă.

Figura 5.4. Reprezentarea direcțiilor de scurgere a apei pentru un profil transversal cu pantă constantă (stânga) și pentru un profil transversal de tranziție (dreapta), ambele cu pantă longitudinală constantă

Pentru a asigura o capacitate bună de scurgere a apelor pluviale de pe partea carosabilă, zona centrală a unui sector de tranziție trebuie tratată cu mare atenție, întrucât pantele transversale au valori sub cele minime necesare. Astfel, proiectarea acestei zone se face urmând cu strictețe standarde în vigoare.

Figura 5.5. Amenajarea supraînălțărilor în curbe consecutive de sens opus

Datorită schimbărilor ce apar în urma supraînălțării, marginile părții carosabile sunt înclinate față de panta longitudinală cu un Di (cuprins între 0,1h și 0,9%), definit astfel [105]:

(5.1)

În anumite cazuri, chiar dacă se respectă toate cerințele din standardelor în vigoare, pot apărea probleme de scurgere a apelor și este nevoie de soluții complementare.

Suprafața de rulare

Textura suprafeței de rulare este un parametru ce influențează în mai multe moduri siguranța și confortul participanților la trafic (prin zgomot, rezistență la rulare, rugozitate, derapare) și poate fi definită drept deviația texturii suprafeței reale față de o suprafață nedetă într-un interval de lungime de undă lt dat. Pe baza acestui principiu, se cunosc patru categorii de textură, menționate și în capitolele anterioare [25]:

microtextură: lt < 0.5 mm;

macrotextură: 0.5 mm < lt < 50 mm;

megatextură: 50 mm < lt < 500 mm;

neuniformitate: 500 mm < lt.

Microtextura afectează în principal rugozitatea, așa cum s-a arătat prin intermediul studiilor de laborator din capitolul anterior, iar în acest capitol s-au făcut cercetări asupra macrotexturii, cea care este responsabilă de scurgerea corespunzătoare a apei de pe partea carosabilă. Megatextura și neuniformitatea influențează de asemenea scurgerea apei prin pantele longitudinale, însă nu fac obiectul acestui studiu.

Macrotextura suprafeței carosabile are ca și element caracteristic un volum de retenție în funcție de adâncimea texturii. În momentul în care acest volum este insuficient pentru volumul de apă provenit din precipitații, se va forma pe suprafața carosabilă o peliculă continuă de apă. În același timp, datorită rugozității texturii se creează o rezistență la scurgere, ceea ce poate cauza un drenaj întarziat și apariția unor zone cu o grosime mai mare a peliculei de apă.

Figura 5.6. Reprezentarea peliculei de apă pe suprafața de rulare la contactul pneu-carosabil

Analiza prin intermediul softului Pavement Surface Runoff Model

Fluxul de apă ce se scurge de pe partea carosabilă în timpul și imediat după ploaie este un proces instabil și dependent de timp. În Figura 5.7 este prezentat profilul de drenaj a apei de pe suprafața carosabilă în funcție de timp, cu cele trei faze: umezire, flux stabil și uscare. Dacă suprafața carosabilă prezintă asperități, procesele de umezire și uscare sunt împărțite la rândul lor în două faze și astfel se ajunge la:

t0 < t < t1 apa începe să ocupe volumul de retenție disponibil, V1;

t1 < t < t2 volumul de apă depășește volumul de retenție și începe formarea unei pelicule de apă pe suprafața carosabilă, până se ajunge la un nivel constant;

t2 < t < t3 volumul de apă ce formează pelicula se definește ca și volum în mișcare (V2 − V1) și este constant.

t3 < t < t4 volumul de apă începe să scadă o dată cu t3, momentul opririi ploii, micșorându-se treptat grosimea peliculei de apă;

t4 < t pelicula de apă dispare complet și rămâne doar apa din volumul de retenție, care se evaporă treptat.

Figura 5.7. Profilul de drenaj al apei de pe suprafața carosabilă în funcție de timp [105]

Pentru acvaplanare, faza a doua, cea a fluxului constant, reprezintă perioada cea mai periculoasă, întrucât atunci grosimea filmului de apă este maximă.

Softul Pavement Surface Runoff Model (PSRM) dezvoltat în cadrul Universității Stuttgart permite simularea completă a modului în care se realizează scurgerea apei de pe suprafața carosabilă, în funcție de diferite particularități ale geometriei drumului, diferite tipuri de texturi ale suprafeței carosabile, diferite facilități de preluare a apelor pluviale folosite, putând varia intensitatea și durata ploii.

Pentru analiza unor sectoare de drum tip s-a apelat la STAS 863-85: „Elemente geometrice ale traseelor” [93], „Normativ privind proiectarea autostrăzilor extraurbane” [69], cât și STAS 9470-73: „Ploi maxime. Intensități, durate, frecvențe” [94].

Prin intermediul softului PSRM s-au analizat mai multe tipuri de sectoare de drum și autostradă, compuse din două curbe consecutive de sens opus care la schimbarea pantei trec prin profilul transversal zero, astfel încât să se evidențieze problemele de scurgere a apelor pluviale de pe partea carosabilă. S-au variat concomitent conform normativelor menționate mai sus lățimea părții carosabile, lungimea de convertire-supralărgire, panta profilului longitudinal, panta de supraînălțare și tipul de suprafață de rulare, și s-au introdus în fereastra prezentată în Figura 5.8, cu previzualizare în Figura 5.9.

Figura 5.8. Fereastra pentru definirea elementelor geometrice

Figura 5.9. Vizualizarea profilului de drum analizat în cadrul softului PSRM

De asemenea, s-a ales pentru simulare o intensitate a ploii de 1.5 mm/min timp de 5 minute, respectând astfel diagramele din STAS 9470-73, valoare caracteristică pentru o repetabilitate a evenimentului o dată la un an în anumite zone ale țării (Figura 5.10).

Figura 5.10. Fereastra de introducere a caracteristicilor precipitațiilor

S-au luat în considerare cazurile cele mai nefavorabile și s-au analizat:

18 ipoteze pentru drumuri, pentru lățimea părții carosabile de 14 metri, lungimea de convertire – supraînălțare de 45 metri și variind panta în profil longitudinal cu valorile de 0,5%, 3,5% și 6,0%, panta de supraînălțare de 3% și 6%, suprafața de rulare cu o textură fină (înălțimea medie a texturii 0,4 mm), medie (înălțimea medie a texturii 0,89 mm) și foarte rugoasă (înălțimea medie a texturii 1,8 mm);

12 ipoteze pentru autostrăzi, pentru lățimea părții carosabile pe un sens de 10 metri, lungimea de convertire de 140 metri și variind panta în profil longitudinal cu valorile de 0,2% și 4,0%, panta de supraînălțare de 3% și 7%, suprafața de rulare variind ca și în cazul drumurilor.

În urma analizei celor 30 de cazuri menționate mai sus, cele mai mari grosimi ale filmului de apă au fost înregistrate pentru cele din Figura 5.11 și Figura 5.12, iar restul sunt prezentate în detaliu în capitolul A – A.2.

drum: suprafață de rulare foarte rugoasă, cu o pantă de supraînălțare de 3%, panta în profil longitudinal de 0,5%, lungimea de convertire-supraînălțare de 45 metri și lățimea părții carosabile de 14 metri.

Figura 5.11. Reprezentarea grosimii peliculei de apă pe suprafața carosabilă a unui sector de drum

autostradă: suprafață de rulare foarte rugoasă, cu o pantă de supraînălțare de 3%, panta în profil longitudinal de 0,2%, lungimea de convertire de 140 metri și lățimea unui sens de circulație de 10 metri.

Figura 5.12. Reprezentarea grosimii peliculei de apă pe suprafața carosabilă a unui sector de autostradă

Soluții tehnice și recomandări pentru combaterea acvaplanării

Încă nu a fost determinată o ecuație pentru calculul exact al vitezei la care se produce acvaplanarea, însă, din studii empirice s-a stabilit faptul că un conducător auto pierde controlul volanului din cauza apei pe suprafața carosabilă la o viteză de cel puțin 85 km/h, pe o peliculă de apă de grosime de cel puțin 2.5 mm pe o distanță de peste 9 metri.[113]

În Germania, o serie de studii au fost realizate în ultimii ani pe această temă, având la bază schimbările climatice și creșterea numărului de accidente rutiere pe timp de ploaie. Am putut identifica trei tipuri de soluții tehnice propuse și folosite în câteva locații, prezentate în subcapitolele de mai jos.

Rigole carosabile transversale

În ținutul german Brandenburg pe un sector din autostrada A10 la sud de Berlin, este o zonă construită în anii imediat următori după unificarea Germaniei, din beton de ciment rutier, cu un grad ridicat de periculozitate. Deși la proiectarea lui s-au luat în considerare condiții de ploi cu intensitate mare, panta transversală propusă nu a fost suficientă și un număr mare de accidente rutiere s-a produs în acea zonă, având la bază producerea fenomenului de acvaplanare.

Singura metodă adecvată pentru acest sector o reprezintă implementarea unor rigole transversale drumului, realizate din beton și acoperite cu bare metalice.

Figura 5.13. Sectorul de autostradă pe care s-au folosit rigole carosabile transversale (Germania)

Aceste rigole se montează pe toată lățimea părții carosabile, inclusiv pe banda de urgență pentru cazul autostrăzilor. Ele au o lățime minimă de 30 cm și se pot amplasa mai multe pe un sector, la o distanță de minim 5 metri între ele, așa cum reiese din simulările realizate cu softurile de specialitate, precum Pavement Surface Runoff Model.

Figura 5.14. Exemple de rigole carosabile transversale montate pe autostradă (Germania)

Pentru exemplificare, s-au considerat cazurile cele mai nefavorabile prezentate în subcapitolul anterior și s-au realizat simulări pentru 3 și 5 rigole transversale în cazul sectorului de drum, respectiv 5 și 7 rigole transversale în cazul sectorului de autostradă, așa cum se poate observa în figurile de mai jos:

Figura 5.15. Simularea efectului rigolelor carosabile transversale cu softul PSRM pentru un sector de drum

Figura 5.16. Simularea efectului rigolelor carosabile transversale cu softul PSRM pentru un sector de autostradă

Pantă diagonală

Din studiile realizate reiese faptul că zona cea mai periculoasă din punct de vedere al riscului de produce a acvaplanării este în dreptul profilului transversal cu pantă zero, din zona de tranziție dintre două curbe succesive de sens opus.

Pentru eliminarea acestui profil, în țările mai dezvoltate precum Germania, Austria și Elveția (Figura 5.17, Figura 5.19), s-a implementat o soluție tehnică ce propune crearea unei pante diagonale care să unească marginile superioare ale profilelor convertite. Astfel, în punctul în care inițial era profilul transversal cu pantă zero, acum este profil transversal de tip acoperiș, cu pante de 2,5%.

În standardele germane RAS-L (FGSV 1995) și RAA (FGSV 2008) este menționată această metodă, însă numai în primul se regăsește formula de calcul pentru lungimea pantei diagonale, în funcție de lățimea părții carosabile și de viteza de proiectare:

(5.2)

unde: LV = lungimea pantei diagonale [m]

B = lățimea părții carosabile [m]

Vp = viteza de proiectare [km/h]

Figura 5.17. Exemplu de caz în care s-a utilizat panta diagonală [97]

Figura 5.18. Punerea în operă a pantei diagonale pentru un sector de autostradă (stânga) și pentru un sector de drum (dreapta) [97]

Figura 5.19. Prezența pantei diagonale în normativele elvețiene – VSS 1996 (stânga) și în normativele austriece – FSV 1997 (dreapta)

Pentru exemplificare, s-au considerat cazurile cele mai nefavorabile prezentate în subcapitolul anterior și s-au realizat trei simulări pentru sectorul de drum, respectiv două pentru sectorul de autostradă, prezentate în detaliu în capitolul A – A.2 și succint în figurile de mai jos:

Figura 5.20. Simularea efectului pantei diagonale cu softul PSRM pentru un sector de drum

Figura 5.21. Simularea efectului pantei diagonale cu softul PSRM pentru un sector de autostradă

Dezavantajul major al acestei soluții tehnice îl reprezintă gradul avansat de dificultate la punere în operă (Figura 5.18), însă rezultatele în ceea ce privește scăderea grosimii peliculei de apă sunt foarte bune, așa cum se poate observa și în imaginile de mai sus.

Strierea suprafeței carosabile

O altă măsură folosită pentru a facilita scurgerea rapidă a apei de pe suprafața de rulare este strierea acesteie și formarea unor caneluri utilizând un dispozitiv special, cu discuri de diamant. Astfel, pe suprafețele de rulare din beton de ciment rutier se creează mici șanțuri longitudinale sau transversale, precum în Figura 5.22, cu dimensiunile conform relației de mai jos:

(5.3)

unde: VC = volumul canelurii [mm3/m]

BC = lățimea canelurii [mm]

TC = adâncimea canelurii [mm]

SC = distanța dintre caneluri [mm]

În standardele din Germania se recomandă ca lățimea maximă a canelurilor să aibă valori între 2,4 mm și 2,6 mm pentru cele longitudinale, datorită impactului negativ pe care îl pot avea asupra circulației motocicletelor, respectiv între 6 mm și 10 mm pentru lățimea canelurilor transversale. Adâncimea minimă nu a fost încă stabilită, deși este recomandată valoarea de 3 mm, iar adâncimea maximă în jurul valorii de 5 mm. O creștere suplimentară a adâncimii ar presupune costuri mult mai mari.

Figura 5.22. Formarea striațiilor pe suprafața de rulare

Introducerea acestor striații pe suprafața de rulare scade considerabil grosimea peliculei de apă de pe suprafața carosabilă, însă nu au o comportare bună pe perioada iernii din cauza fenomenului de îngheț – dezgheț. Astfel, această metodă poate fi considerată drept una temporară și numai pentru îmbrăcămințile rutiere din beton de ciment rutier.

Concluzii

În acest capitol, prin intermediul studiilor cu ajutorul softurilor specializate, cât și a studiilor de caz realizate în Germania asupra unor soluții tehnice proaspăt implementate, s-a evidențiat importanța calității suprafeței de rulare și modul în care poate influența siguranța circulației, cât și corelarea elementelor geometrice ale drumului cu fenomenul de acvaplanare.

În ceea ce privește studiile asupra producerii fenomenului de acvaplanare, așa cum s-a arătat în subcapitolele anterioare, apa pe partea carosabilă are un rol important în creșterea riscului de producere a accidentelor de circulație, care este de asemenea influențată și de amenajările în plan și în spațiu ale drumului, cât și de tipul caracteristicile suprafeței de rulare.

Așa cum am menționat și în capitolul 5.2.1 Condiții meteorologice, în care sunt prezentate date statistice recente ale experților, aceste ploi de intensitate maximă nu numai că și-au depășit în ultimii ani rata de apariție, ci au crescut și în intensitate și se estimează că vor crește din ce în ce mai mult ca și intensitate și frecvență. Din acest motiv, alături de statisticile îngrijorătoare referitoare la accidentele rutiere având ca și cauză principală pierderea controlului autovehiculului pe timp de ploaie, este necesar să îmbunătățim condițiile de proiectare a infrastructurii adaptându-ne la noile schimbări climatice.

Astfel, se recomandă evitarea cazurilor de tipul celor prezentate în subcapitolul 5.3, cu suprafață de rulare foarte rugoasă, cu o pantă de supraînălțare de 3%, panta în profil longitudinal de 0,5% pentru drumuri, respectiv panta în profil longitudinal de 0,2% pentru autostrăzi. În urma rulării cu softul Pavement Surface Runoff Model, acestea au fost cazurile cele mai nefavorabile în care au rezultat grosimi ale filmului de apă de până la 6 mm, ceea ce presupune un risc foarte mare de producere a fenomenului de acvaplanare.

În acest capitol sunt prezentate, alături de o analiză a celor mai nefavorabile situații din STAS 863-85 raportate la condițiile meteorologice din 9470-73, și o serie de soluții pentru rezolvarea problemelor, soluții deja implementate pe anumite sectoare din Germania și Austria.

Montarea rigolelor carosabile transversale au ca și consecință o reducere a grosimii filmului de apă de la 6 mm la 4 mm, chiar și 2 mm, ceea ce scade considerabil riscul de producere a fenomenului de acvaplanare. Același efect este obținut și prin implementarea pantei diagonale, care ajută la eliminarea profilului cu pantă zero dintre două curbe consecutive de sens opus. Ambele metode au dat rezultate bune în exploatare, singurul incovenient fiind dificultatea punerii lor în operă, fiind nevoie de utilaje speciale și de personal calificat.

O altă măsură prezentată este strierea suprafeței carosabile prin realizarea unor caneluri speciale pentru scurgerea apelor pluviale atât în lungul drumului, cât și transversal lui, după cum este nevoie. La noi în țară, această metodă poate fi considerată una de scurtă durată din cauza condițiilor climatice, însă poate fi implementată în zonele cu risc mare de producere a fenomenului de acvaplanare, pentru a urmări comportamentul conducătorilor auto și evoluția evenimentelor rutiere.

Evaluarea măsurilor inginerești privind siguranța drumurilor

Evaluarea măsurilor de siguranță rutieră implementate este de o mare importanță, atât pentru a verifica dacă programele actuale sunt puse în practică într-un mod eficient, cât și pentru a crea o bază de date de încredere referitoare la eficiența tratamentelor, ceea ce va permite crearea unor programe din ce în ce mai bune în viitor. Investițiile într-o infrastructură mai sigură pot aduce beneficii mari, în special când sunt bine documentate pe baza unor studii asupra programelor sau măsurilor deja implementate.

În ciuda importanței mari pe care o au noțiunile de bază în siguranța circulației, sunt multe aspecte care țin de cunoașterea modalității de implementare a unor măsuri de siguranță, aspecte care nu sunt cunoscute în detaliu.

Singura modalitate prin care se pot dobândi date corecte referitoare la impactul diferitelor măsuri asupra siguranței circulației este prin realizarea unor evaluări. Analize teoretice bazate pe principiile de bază pot da anumite direcții referitoare la modul în care un tratament poate funcționa, la fel ca și folosirea unui simulator de șofat, care poate indica modul în care conducătorii auto tind să răspundă la interacțiunea cu un mediu rutier complex și dinamic.

Oricum, numai monitorizarea efectelor măsurilor de siguranță rutieră implementate în situații de trafic reale poate oferi o imagine de ansamblu a rezultatelor obținute.

Sunt cunoscute cel puțin trei abordări posibile pentru evaluarea tratamentelor de siguranță rutieră: reducerea numărului de accidente, schimbări în comportamentul participanților la trafic sau reacții ale comunității la măsurile implementate. În timp ce toate trei au o importanță majoră față de administratorii drumului, cele mai bune rezultate sunt obținute în urma analizei reducerii numărului de accidente rutiere. În acest capitol se se prezintă acest tip de evaluare.

Evaluarea eficienței

Abordarea actuală în domeniul siguranței rutiere la nivel internațional are ca scop crearea unui sistem de infrastructură în care erorile conducătorilor auto să nu se transforme în accidente grave cu decedați și răniți grav. Pentru a progresa în această direcție, este necesară demararea unor acțiuni cu rolul de a crește nivelul de siguranță rutieră, având în vedere toți trei factorii participanți: intervenții pentru a îmbunătăți abilitățile de conducere și comportamentul conducătorilor auto, noi tehnologii pentru creșterea siguranței vehiculele, cât și planuri de acțiune pentru tratarea rețelei de infrastructură rutieră cu scopul de a crește condițiile de siguranță. În același timp, este nevoie de o percepție cât mai corectă a factorilor ce afectează într-un mod negativ siguranța rutieră și a eficienței măsurilor de siguranță rutieră folosite în prezent.

În România nu există o analiză a eficienței măsurilor de siguranță rutieră implementate în ultimii ani. Proiectele pilot de siguranță rutieră au fost realizate în colaborare cu firme specializate din țările mai dezvoltate, urmând modelul și recomandărilor lor. Întrucât fiecare țară are specificul ei, este nevoie de un program de siguranță rutieră adaptat nevoilor infrastructurii românești, numai așa obținându-se o eficiență maximă.

Metodele de evaluare a măsurilor de siguranță rutieră se împart în trei categorii de bază[6]:

Studii observaționale transversale;

Studii observaționale „înainte și după”;

Studii experimentale „înainte și după”.

Studiile transversale compară sectoare de drum cu și fără intervenții de siguranță rutieră, de obicei pentru aceeași perioadă de timp, iar sectorul cu măsuri implementate și cel cu care se compară sunt diferite. Studiile înainte și după presupun compararea unui sector de drum înaintea implementării unei măsuri, cu același sector, însă după implementarea măsurii de siguranță rutieră. Ideal, studiile înainte și după ar trebui să includă un eșantion de comparare, pentru a evidenția toate schimbările ce apar în sistemul de trafic și infrastructură. Ambele tipuri de studii sunt de tip observațional, adică studii în care personalul calificat selectează anumite sectoare de drum pentru analiză și observă orice diferență ce poate fi asociată cu măsura implementată.

Diferența dintre studiile observaționale și cele experimentale este una mică, dar cu o importanță deosebită, și anume că într-un studiu experimental analiștii au un rol activ în selectarea zonelor pentru implementarea unor măsuri de siguranță rutieră.

Studii observaționale transversale

Efectuarea unui studiu transversal se realizează de obicei în momentul în care nu există date disponibile pentru realizarea unei evaluări (Elvik 2008) [6].

Zonele de control sunt alese pentru a fi comparate cu zonele de tratament în care au fost implementate măsurile de siguranță rutieră. Datorită faptului că aceste zone evaluate sunt comparate numai cu zonele de control, validitatea acestei analize este în strânsă legătură cu modul în care au fost alese caracteristicile comune ale celor două zone, astfel încât să se poată considera o echivalență între ele în absența măsurilor de siguranță implementate. Dacă zonele nu au elemente comune, apare riscul ca efectele caracteristicilor din zonă să fie confundate cu efectele tratamentului. Din acest motiv, studiile transversale sunt evitate. Elvik (2008) [6] a identificat următoarele probleme posibile:

Diferențe în volumele de trafic sau în distanțele parcurse anual (ex: majoritatea trecerilor la nivel cu calea ferată semnalizate luminos sunt pe arterele cu volume mari de trafic, astfel că majoritatea accidentelor rutiere au loc în treceri la nivel cu calea ferată semnalizate luminos)

Diferențe în compoziția traficului (ex: drumurile cu un volum mare de trafic de motociclete se așteaptă a avea un număr mai mare de accidente rutiere decât celelalte drumuri)

Diferențe în ceea ce privește alți factori de risc relevanți (drumurile din zona muntoasă au un risc mai mare de producere al accidentelor rutiere față de drumurilor din zona de câmpie)

Calitatea studiilor transversale este dificil de estimat întrucât riscul de a confunda factorii este întotdeauna prezent. Experți de nivel internațional ce au evaluat aceste studii recomandă evitarea lor și utilizarea numai în momentele în care nu există alternativă, ținându-se cont de limitările inerente ale acestei metode.

Studii observaționale „înainte și după”

La nivel internațional, cea mai utilizată metodă pentru evaluarea eficienței măsurilor de siguranță rutieră este metoda Înainte și După. În 1995, Hauer subliniază faptul că și această metodă are punctele ei slabe, și anume că se recomandă a fi aplicată în special în zonele în care s-au implementat tratamente de siguranță rutieră, dar în același timp s-a păstrat caracterul original al zonei. De exemplu, o măsură de tipul înlocuirea indicatorului de Cedează Trecerea cu indicatorul de Stop păstrează geometria generală a intersecției, față de lărgirea unui drum de la două benzi la patru benzi, care este mai puțin potrivită pentru a fi analizată cu metoda înainte și după.[6]

În documentația de specialitate se cunosc trei metode de analiză de tipul înainte și după, discutate în capitolele următoare.

Studii simple „înainte și după”

Metoda simplă este abordarea de bază a unui studiu de tip înainte și după, întrucât nu include nicio comparație cu alte zone, ci doar se concentrează pe datele de dinainte și de după disponibile în zona/zonele analizate. Etapele unui astfel de studiu sunt:

Identificarea obiectivului (ex: tipul de accident rutier) și a măsurii (ex: frecvența accidentelor);

Monitorizarea zonei înainte și după implementarea măsurii;

Compararea rezultatelor de dinainte și de după;

Luarea în considerare a oricăror explicații valide care ar putea fi responsabile pentru schimbările produse și corectarea lor unde este posibil.

Deși des folosită, această metodă are punctele ei slabe, și anume faptul că orice schimbare în performanțele măsurii de siguranță rutieră implementată va fi atribuită numai măsurii în sine (Herbel și alții 2010). În realitate, factori precum fluxul de trafic, condițiile meteo, tipul autovehiculelor și demografia participanților la trafic sunt într-o continuă schimbare (Hauer 1997).

Metoda simplă nu ia în considerare variablele externe, nici diferențele inerente dintre mai multe arii supuse studiului. Unele variabile sunt ușor de luat în calcul și de ajustat, precum fluxurile de trafic, însă altele sunt mai greu de cuantificat, precum schimbări în gradul de implicare al poliției rutiere, care de obicei coincide cu perioada de implementare a măsurii.

Deși studiile înainte și după simple par a fi cele mai la îndemână și cele mai eficiente din punct de vedere al evaluării economice, ele nu iau în calcul regresia la medie și nici factorii externi. Efectiv, pun laolaltă toți factorii ce s-au schimbat în decursul perioadei de analiză, inclusiv măsurile implementate. Din acest motiv este dificil a determina cu precizie efectul pe care o măsură de siguranță rutieră îl are (Hauer 1997).

Studii „înainte și după” cu controlul zonelor de studiu

Metodologia clasică de analiză a zonelor de studiu se bazează pe presupunerea conform căreia în cazul în care nu au fost implementate măsuri de siguranță rutieră, modificările pentru grupul de tratament ar fi aceleași modificări ca cele pentru zonele de control. Prin urmare, orice diferențe între perioada de dinainte și perioada de după trebuie să se datoreze tratamentului.

O presupunere inerentă este aceea că efectele regresiei la medie vor fi aceleași pentru grupul de tratament, cât și pentru grupul de control. În cazul în care caracteristicile zonei sunt utilizate în procesul de selecție aleatorie (de exemplu, alocarea aleatorie în zone grupate în funcție de distanțe sau viteze de circulație, sau participanți la trafic grupați în funcție de sex sau vârstă), descrierea procedurii de selecție aleatorie ar trebui să evidențieze acest lucru.

Este de reținut faptul că pot apărea factori externi care să influențeze rezultatele ce țin de siguranța rutieră, iar de-a lungul timpului, acești factori pot crea diferențe mari. Dacă pentru variabilele externe cunoscute se pot face ajustări, pentru factorii externi necunoscuți sau a căror influență nu poate fi estimată, este dificil de realizat o ajustare.

O abordare alternativă față de factorii externi o reprezintă compararea rezultatelor din zonele tratate cu cele din zonele de control, zone cu caracteristici asemănătoare în majoritatea aspectelor, singura excepție fiind lipsa măsurilor de siguranță rutieră implementate. Această abordare are la bază presupunerea că cele două zone comparate sunt supuse influenței unor factori externi identici, astfel încât această influență să poată fi măsurată. În mod special, acest experiment este mai ușor de realizat în momentul în care o schimbare externă majoră are loc într-un mod neașteptat pe perioada realizării evaluării.

Astfel, datorită faptului că zonele de tratament și zonele de comparare sunt subiectul aceluiași set de variable externe, orice diferență în rezultatele ce țin de siguranța rutieră se consideră că sunt datorită măsurilor implementate.

Din studiile realizate până în prezent, reiese faptul că zonele de control trebuie să îndeplinească următoarele criterii:

Rata accidentelor rutiere și metoda de înregistrare a datelor trebuie să fie cât mai consistente;

Caracteristicile zonei de control trebuie să fie cât mai asemănătoare cu cele ale zonei tratate (geometrie, rețea rutieră, elemente socio-economice);

Trebuie să aibă fluxuri de trafic asemănătoare;

Nu trebuie să reprezinte o zonă de migrare a accidentelor rutiere din zonele tratate;

Nu trebuie să se afle într-o proximitate geografică față de zona tratată;

Este necesar să rămână netratate pe toată perioada studiului.

Principala provocare pentru utilizarea acestei metode o reprezintă identificarea unor zone potrivite de control, întrucât gradul de dificultate de a le găsi crește direct proporțional cu numărul caracteristicilor comune ale celor două tipuri de zone (de control și de tratament) și cu precizia echivalențelor diferitelor variabile.

Studii variaționale „înainte și după” cu controlul zonelor de studiu

Un studiu de tip „înainte și după” cu controlul zonelor de studiu, realizat cu multe variabile, poate da rezultate la fel de bune precum o abordare empirică Bayes sau un studiu de control aleatoriu. Elementul cheie este selectarea unei metode de evaluare adecvate, luând în considerare toate informațiile și resursele disponibile.

Modelarea multivariațională a elementelor cheie poate da indicații adiționale despre eficiența unei măsuri de siguranță rutieră și chiar poate ajuta la identificarea circumstanțelor în care aceasta este mai mult sau mai puțin eficientă.

Punctul forte al studiului variațional cu controlul zonelor este faptul că poate lua în considerare atât efectul variabilelor importante (volumul de trafic, suprafața de rulare, iluminatul), precum și măsura de siguranță rutieră implementată. Această abordare reduce mai departe riscul de a confunda efectele.

Studii empirice tip Bayes

Studiile empirice Bayes estimează numărul de accidente rutiere ce vor avea loc într-o unitate de timp pentru o zonă de tratament, presupunând că măsurile de siguranță rutieră nu au fost implementate. Aceste date statistice estimate sunt comparate cu valorile accidentelor rutiere înregistrate în mod real după tratarea zonei supusă studiului.

În versiunea simplă a metodei sunt luate în considerare numai datele despre accidentele rutiere din zona tratată înaintea implementării măsurilor. Metoda uzuală presupune selectarea unui grup de referință similar în care tratamentul nu este implementat și estimarea numărului preconizat de accidente pe baza datelor din zonele deja tratate și a raportului „înainte și după” din zonele de referință.

Valorile preconizate ale accidentelor rutiere pot fi ajustate pentru a lua în considerare alți factori și a crește acuratețea. Cele mai uzuale ajustări se fac pentru volumul de trafic (sau de călătorii), care poate fi important dacă se observă valori diminuate sau crescute ale fluxului de trafic în perioada de după implementarea măsurilor, raportat la grupul de referință.

Studii experimentale „înainte și după”

Studii aleatoare controlate

Studiul aleator controlat este una dintre cele mai dificile evaluări din punct de vedere al organizării sale, întrucât necesită o planificare din timp și angajament pentru o procedură în care unele dintre cele mai nesigure elemente nu sunt tratate, în timp ce altele mai sigure sunt tratate.

În cazul acestui studiu, este necesară o documentare substanțială privind caracteristicile care au fost luate în considerare în cadrul procesului de randomizare și o evidențiere a comparării celor două probe (compararea distribuției distanțelor de vizibilitate sau a lățimii benzilor pentru diferite zone).

Zonele de tratament și de control din cadrul unui studiu aleator controlat trebuie să fie asemănătoare (volume de trafic apropiate ca valoare, caracteristici geometrice similare, etc.). Procesul de selecție trebuie să pornească cu identificarea zonelor potrivite pentru implementarea unei măsuri ce se dorește a fi evaluată, iar zonele trebuie alocate într-un mod aleator. Dacă evaluarea este de proporții mari, se poate apela la o stratificare a zonelor în diferite grupuri, în funcție de procesul de randomizare (zone cu volume mici de trafic versus zone cu volume mari de trafic).

Studiile aleatoare controlate sunt considerate de majoritatea experților drept cele mai eficiente metode de evaluare, întrucât sunt concepute pentru a controla factorii de confuzie dintr-un tratament și din zonele de control. Herbel și alții [6] subliniază însă faptul că acestea sunt foarte rar folosite în domeniul siguranței rutiere, datorită aspectului financiar, cât și a unor aspecte ce țin de etică (unele zone sunt tratate, altele nu, iar acest lucru poate da rezultate dezastruoase) sau probleme de managament.

Evaluarea economică

Valoarea monetară a accidentelor rutiere

Dacă o dată pe lună, un avion de pasageri cu 150 de oameni la bord s-ar prăbuși pe unul din aeroporturilor țării, România ar intra în cartea recordurilor, iar autoritățile ar lua măsuri drastice. În jur de 2.000 de oameni ar muri anual. Paradoxal, acest scenariu apocaliptic este identic ca număr de morți, cu ceea ce se întâmplă în realitate cu românii care își pierd viața pe șosele în fiecare an. Condițiile sunt însă mult mai puțin spectaculoase pentru presă și autorități.

În 2011, la fiecare 4 ore un român a murit într-un accident de mașină.

Moartea unui om este o tragedie și afectează, conform specialiștilor, nu numai pe apropiații săi, ci până la 70 de oameni din comunitatea în care acesta a trăit. Oricât de cinic ar suna și chiar dacă nu poți pune un preț pe o viață omenească, specialiștii de la Consiliul European pentru Siguranța Transporturilor (ETSC) au calculat cât ar fi câștigat economia Europei și a fiecărei țări în parte, dacă viața unui om ar fi fost salvată, iar un accident rutier ar fi fost evitat. Calculul este făcut pentru a deschide ochii autorităților și decidenților politici, dincolo de cifrele seci ale statisticilor de mortalitate: cu o investiție mult mai mică în elemente de siguranță rutieră (infrastructură, educație, servicii de urgență), s-ar pierde mai puțini bani decât provoacă pierderile de vieți omenești.

Astfel, după acest calcul, România ar fi câștigat în 2011 aproape 3,7 miliarde de euro, dacă accidentele rutiere în care 2.015 oameni au murit ar fi fost evitate. În ultimii 10 ani, suma se ridică la 50 de miliarde de euro.

A se atribui o valoare monetară pierderilor suferite ca urmare a producerii accidentelor rutiere, mai ales în cazul celor soldate cu decese, poate să pară o acțiune lipsită de sentiment. Această operațiune este necesară însă tocmai pentru a putea estima avantajele îmbunătățirii nivelului de siguranță rutieră.

Calcul acestor valori trebuie facut pe baza valorilor înregistrate la nivel național, în nici un caz pentru proiecte individuale. Valorile trebuie actualizate anual. Costurile accidentelor trebuie calculate în funcție de gravitatea urmărilor acestora, respectiv pentru accidente mortale, grave și usoare.

Costurile care trebuie considerate sunt compuse din:

costurile directe ale accidentelor rutiere cu victime. Acestea includ în principal tratamentul de urgență, costurile medicale inițiale, cheltuielile de refacere, tratamentul pe termen lung, costurile cu polița de asigurare, cele legale și cele suportate de angajator.

costurile indirecte includ în principal cheltuielile cu productivitatea la locul de muncă cauzate de invaliditatea temporară sau permanentă și de scăderile în productivitatea gospodariilor determinate de aceste dizabilități.

În lipsa unor calcule precise, experiența internațională arată că se va putea calcula costul mediu al unui accident soldat cu rănire împărțind costul total al accidentelor dintr-o țară – care reprezintă între 1 și 2 % din Produsul Național Brut (PNB) – la numărul total de accidente înregistrate.

Organizația Mondială a Sănătații (WHO), într-un raport din anul 2009, considera următoarele costuri socio-economice estimate pentru accidentele rutiere în Europa:

Tabelul 6.1. Costuri socio-economice ale accidentelor în țări din Europa

Ca parte a Strategiei Naționale de Siguranță Rutieră, costul socio-economic al accidentului rutier trebuie stabilit în baza unor studii de specialitate la nivel național.

Valoarea trebuie actualizată anual și comunicată factorilor responsabili cu siguranța rutieră (poliție, administratori rețea rutieră, etc). Pentru a se realiza o mai largă conștientizare a acestei probleme, pierderile societății ca urmare a acestui flagel trebuie popularizate în mass-media având ca țintă declarată publicul și factorul politic.

Analiza cost-beneficiu

După ce s-a ales o măsură de remediere, este de dorit să se realizeze o evaluare a costurilor anticipate pentru acea măsură. Această schemă de estimare se poate aplica nu numai în cazul lucrărilor de construcții, ci și pentru măsurile de remediere care includ campanii publicitare, programe educaționale și de pregătire sau de impunere treptată a aplicării regulilor de trafic.

În acest stadiu se cer: o estimare a costurilor, cantități aproximative precum și prețuri unitare pentru lucrările de construcție, pe baza unui proiect preliminar. Acestea vor permite realizarea unei evaluări economice pentru măsura de remediere aleasă. Se poate calcula numărul de accidente în minus determinat de măsura de remediere. De asemenea se poate da o estimare financiară pentru acest număr de accidente. Această reducere a numărului de accidente se poate cuantifica în costuri ce pot fi economisite plus alte beneficii (economie de timp) dar minus dezavantajele (timp suplimentar și costuri de întreținere).

Se poate determina “Valoarea economică” a acestei măsuri prin compararea economiilor cu costurile de implementare. Trebuie subliniat faptul că, deși calculele economice de mai jos prezintă în mod simplu valorile pentru costuri și beneficii, în practica curentă (în special în ceea ce privește beneficiile reducerii numărului de accidente) aceste cifre se înscriu într-un interval de valori. Prin urmare, ar fi mai realist să privim aceste cifre folosite în evaluarea economică ca și cifre “de bază”, cu marje de eroare semnificative ca mărime.

Este de notat că evaluarea economică poate fi folosită fie ca prognoză pentru beneficii – în evaluarea beneficiilor potențiale înainte de lucrările propriu-zise sau ca evaluare a beneficiilor după finalizarea lucrărilor, ca parte a procesului de urmărire.

Informațiile de bază în procesul de evaluare economică sunt:

costul inițial: costurile de proiectare, organizarea licitației, lucrări de construcție;

costuri de întreținere: această categorie trebuie să fie selectivă, în sensul că nu toate măsurile de remediere necesită întreținere efectivă; se evită încărcarea nejustificată a devizului lucrării;

costuri de exploatare anuale: costurile de alimentare cu energie electrică, etc);

valoarea reziduală: există situații în care măsurile de remediere se introduc treptat; unele din ele se mențin o perioadă de timp, apoi trebuie înlăturate sau scoase din funcțiune;

durata de viață: toate echipamentele și instalațiile au o durată normată de funcționare după care trebuie înlocuite sau recondiționate;

estimarea reducerii accidentelor;

estimarea efectelor secundare ale implementarii proiectului.

Acuratețea evaluării

Cu cât calitatea unei evaluări este mai bună, cu atât factorii de modificare a accidentelor rutiere sunt mai preciși. Unul din cei mai de seamă cercetători în acest domeniu, Elvik (2009) afirmă faptul că se poate echivala calitatea evaluării cu validitatea ei. El recunoaște limitările ce țin de metodele de cercetare tradiționale și definește validitatea drept limita până la care procesul de evaluare aproximează adevărul, afirmând faptul că cel mai bun lucru care poate fi făcut este urmărirea unor metode de analiză care nu sunt cunoscute de a da erori sistematice, iar argumentarea să se facă pe baza faptului că rezultatele nu deviază de la valorile reale.

Deși studiile de caz realizate până în prezent forțează cercetătorii să considere rezultatele evaluărilor ca și versiuni alternative ale realității, acest punct de vedere subliniază nevoia de a acorda o mare atenție cazurilor care pot conduce la rezultate eronate.

Caracteristicile validității

Elvik și alții (2009) au identificat patru mari caracteristici ale validității, raportate la siguranța rutieră:

Validitatea teoretică;

Validitatea internă;

Validitatea externă;

Validitatea statistică conclusivă.

În cazul validăților de tip teoretică, internă și externă, sunt puține șanse de a rectifica anumite deficiențe, spre deosebire de validitatea statistică conclusivă, unde se pot colecta mai multe date (chiar și folosind o altă metodă de colectare), se pot reanaliza rezultatele sau chiar se pot extrage date adecvate din sursele de arhivă.

Validitatea teoretică se referă la conceptul de bază al unei evaluări și la modul în care elementele teoretice sunt transpuse comparativ cu realitatea. Acest tip de validitate presupune următoarele: variabilele trebuie definite ca și variabile independente (ex: viteza), variabile dependente (ex: gradul de severitate al accidentelor) sau variabile de moderare (care afectează relația dintre variabilele dependente și cele independente, ex: panta); trebuie precizată exact ipoteza ce urmează a fi testată (ex: denivelările pentru reducerea vitezei scad numărul accidentelor rutiere); menționarea mecanismului cauzator (procesul prin care măsura implementată scade riscul de producere a accidentelor rutiere, ex: denivelările pentru reducerea vitezei au ca impact direct micșorarea vitezei de circulație și prin urmare, micșorarea riscului de coliziune întrucât conducătorii auto au mai mult timp de reacție și au nevoie de distanțe de frânare mai mici).

Validitatea internă se referă la consistența modelului rezultatelor, mai precis constă în procentul cu care a scăzut numărul accidentelor rutiere în diferite locații, unde a fost implementat același tratament. Așadar, este nevoie să existe o diferență între situația în care tratamentul a fost pus în aplicare și acolo unde situația a rămas neschimbată.

Validitatea externă se referă la posibilitatea de a generaliza anumite rezultate ale studiilor de caz dincolo de situațiile analizate, de unde și dificultatea de a evalua validitatea externă a unui singur studiu. Acest tip de validitate poate fi evaluat comparând diferite părți ale unor studii. Dacă rezultatele sunt similare, atunci validitatea lor externă este mare, însă dacă rezultatele diferă substanțial, atunci validitatea lor externă este pusă sub semnul întrebării.

Validitatea statistică conclusivă depinde în primul rând de acuratețea și reprezentativitatea rezultatelor și a analizei lor (Elvik și alții, 2009), conform a șase criterii: folosirea unei tehnici adecvate de colectare a datelor, alegerea unei măsuri de eșantion adecvată, precizarea dacă evaluarea se face în termeni de număr de accidente rutiere sau de valori ale prejudiciului severității accidentelor, raportatea incertitudinilor asociate cu aproximările, cât și folosirea unei tehnici de analiză statistică potrivită.

În cadrul studiilor de caz în care a fost folosit un grup de control, trebuie acordată o mare atenție alegerii unor zone reprezentative pentru întreg grupul în cauză, cât și asupra includerii unui număr suficient de zone în grupul de control, pentru a se asigura că orice schimbare care urmează să aibă loc în urma tratamentului să fie reprezentativă pentru toate zonele supuse studiului. Mărimea grupului de control este la fel de importantă ca și mărimea grupului de tratament pentru determinarea impactului unei comparații statistice în cursul evaluării.

Factori ce afectează validitatea evaluărilor

Cercetătorii au ca și sarcină principală să se asigure de faptul că orice evaluare pe care o întreprind respectă cât mai multe criterii de validitate posibil. Deși timpul, bugetul și natura tratamentelor implementate nu permit un nivel ridicat al validității, cercetătorii ar trebui totuși să fie conștienți de anumiți factori ce pot influența validitatea evaluărilor întreprinse și să maximizeze validitatea cu resursele pe care le au la dispoziție.

Acest subcapitol descrie succint cele mai dese „amenințări” ce pot afecta validitatea diferitelor studii întreprinse (Elvik și alții, 2009).

Schimbări în fluxul de trafic

Schimbările fluxului de trafic, precum o creștere sau o descreștere a fluxului care să nu aibă nicio legătură cu măsurile de siguranță implementate (ex: deschiderea sau închiderea unei rute alternative), pot avea un impact deosebit în evaluarea tratamentului de siguranță rutieră. Pe de altă parte, sunt anumite măsuri care pot încuraja ele însele un trafic crescut sau redus (ex: crearea unei benzi de circulație adiacentă poate spori traficul, spre deosebire de implementarea unor măsuri de calmare a traficului, care îl pot reduce).

Conform studiilor realizate, s-a observat faptul că există o relație de direct proporționalitate între fluxul de trafic și siguranța rutieră – cu cât valorile de trafic sunt mai mari, cu atât numărul accidentelor rutiere este mai mare, și viceversa, însă nu neapărat urmând o funcție liniară. Acest lucru trebuie luat în considerare atunci când se estimează modificări în ceea ce privește numărul accidentelor de circulație ce rezultă din tratamentele aflate sub evaluare.

Tendințele generale ale accidentelor rutiere

Aceste tendințe generale ale accidentelor rutiere, chiar dacă nu au nicio legătură cu tratamentul ce face obiectul unei evaluări, pot influența numărul accidentelor rutiere într-o anumită zonă prin: introducerea unor vehicule mai sigure, folosirea unor programe de creștere a conștientizării problemelor de siguranță rutieră, creșterea prețului de carburant. Acești factori externi pot fi incluși în evaluarea unui tratament pentru fiecare zonă în parte.

Regresia la medie

Regresia la medie are capacitatea de a pune în evidență caracterul real al unei variații aleatorii. Numărul accidentelor rutiere poate varia de la un an la altul în una sau mai multe zone supuse evaluării. Dacă într-unul din ani se înregistrează un număr mare de accidente rutiere, urmat apoi de un număr de accidente mai apropiat de media anilor urmăriți în cadrul evaluării, comparațiile de la an la an vor arăta o reducere chiar dacă a fost implementat sau nu vreun tratament.

Acest fenomen are ca implicații asupra evaluărilor măsurilor de siguranță rutieră faptul că dacă se selectează un grup de zone pentru un tratament, pe baza unui număr de accidente rutiere mai mare decât în mod normal, există posibilitatea ca numărul de accidente rutiere înregistrat în perioada de după implementare să fie redus întamplător, indiferent de tratamentul aplicat. Hutchinson (2004) atrage atenția asupra faptului că o măsură implementată poate afecta rezultatele unei evaluări datorită fenomenului de regresie la medie, plecând de la faptul că problema considerată inițial să fie de fapt inexistentă (ex: numărul de accidente rutiere să fi atins un punct maxim la un moment dat, pur întâmplător).

Problema regresiei la medie este exemplificată în tabelul de mai jos, pe o rețea de infrastructură ipotetică, pe o perioadă de analiză de 5 ani, luând în considerare că din cele 3 zone, numai pentru una există resurse pentru implementarea măsurilor.

Tabelul 6.2. Efectul regresiei la medie

Dacă alegerea zonei de tratat s-ar face în baza numărului de accidente din Anul 1, atunci zona C ar fi cea supusă studiului. În anii 2, 3, 4 și 5, numărul de accidente este mult mai mic decât cel din Anul 1. Presupunem că s-ar implementa măsurile de siguranță rutieră în zona C la sfârșitul Anului 1, atunci ele nu ar avea niciun efect, deși numărul accidentelor rutiere din următorii 4 ani scade considerabil. Cel mai probabil acest lucru ar fi fost interpretat drept o implementare cu succes a tratamentului.

Dacă alegerea zonei de tratat s-ar face în baza numărului de accidente din Anul 2, atunci zona A ar fi aleasă, iar pentru Anul 3 – zona B.

Dacă alegerea zonei de tratat s-ar face pe baza mediei numărului de accidente din perioada de 5 ani, atunci zona A ar fi aleasă. De remarcat faptul că variația numărului total de accidente de pe rețea este mai mică decât variația în orice zonă individuală analizată, iar în anii ce urmează după cei cu numărul maxim de accidente rutiere se înregistrează valori foarte apropiate de media celor cinci ani.

Neluarea în considerare a regresiei la medie are două consecințe principale:

Riscul ca zonele cu cele mai slabe performanțe din perspectiva siguranței rutiere, considerate pe termen lung, să nu fie identificate ca și zone ce necesită soluționare;

Reducerea numărului de accidente în urma implementării unor măsuri și analiza lor să fie supraestimată.

Fenomenul de migrare a accidentelor rutiere

Au fost identificate două tipuri de migrări ale accidentelor rutiere: geografice și non-geografice.

Migrarea geografică a accidentelor rutiere este asociată cu modificarea riscului în zonele adiacente, ca rezultat al implementării unor măsuri în zonele de tratat (Shen și Gan, 2003). De exemplu, implementarea unor benzi rezonatoare pe un anumit sector de drum poate crește atenția conducătorilor auto pe acea zonă, însă în sectorul imediat următor, unde această măsură lipsește, crește riscul de producere a accidentelor rutiere dacă șoferul nu mai acordă suficientă atenție drumului. Migrarea accidentelor rutiere este deseori rezultatul modificărilor fluxului de trafic, asociate cu implementarea unor tratamente, precum adoptarea unor măsuri de calmare a traficului ce determină unii conducători auto să folosească rute alternative, prin urmare scade riscul de producere a accidentelor rutiere în zona tratată, dar migrează în zona rutelor alternative.

Migrarea non-geografică este rezultatul unei modificări în ceea ce privește tipul accidentului rutier sau gravitatea lui, în zona în care a fost implementat sistemul de măsuri (Shen și Gan, 2003). De exemplu, într-o intersecție în care predominau coliziunile laterale datorită neacordării de prioritate sau lipsei de vizibilitate, se poate implementa ca și soluție de remediere semaforizarea. Însă această măsură poate determina conducătorii auto să frâneze brusc, ceea ce presupune creșterea numărului de accidente rutiere de tip coliziune față – spate (Wilde, 2000). În acest caz, numărul total de accidente rutiere din zona analizată nu s-a schimbat, ci doar cauza diferă.

Perioada de acomodare

O perioadă de acomodare este mereu necesară în urma implementării unor măsuri de siguranță rutieră, precum introducerea unui sens giratoriu sau a semaforizării unei intersecții.

Schimbările produse asupra rețelei de infrastructură pot de asemenea să aibă efect pentru o scurtă perioadă de timp, până în momentul în care conducătorii auto realizează că nu au niciun avantaj dacă se supun noilor reguli implementate sau că nu există sancțiuni importante dacă nu le respectă. Astfel, comportamentul inițial revine după o scurtă perioadă de timp.

Nu a fost stabilită o regulă generală pentru stabilirea perioadei de acomodare, dar se presupune a fi între o lună și trei luni de la implementarea măsurilor de siguranță rutieră. Dacă perioada de analiză de după implementare este suficient de mare, perioada de acomodare poate fi ignorată, însă dacă este scurtă ar trebui ca perioada de acomodare să nu fie luată în considerare la analiza măsurii implementate.

Observațiile directe asupra comportamentului conducătorilor auto poate fi util în determinarea eficienței măsurilor de siguranță rutieră implementate, cum se poate observa și în figura de mai jos:

Figura 6.1. Exemple de măsuri de siguranță rutieră implementate pentru separarea traficului pietonal de cel rutier

Analiza prin intermediul softurilor specializate – Interactive Highway Safety Design Model (IHSDM)

Prezentare generală

Interactive Highway Safety Design Model (IHSDM) este un produs al “Programului de cercetare și aplicare a siguranței rutiere” din cadrul Federal Highway Administration, din Statele Unite ale Americii.

Acest produs este de fapt o suită de programe care furnizează informații referitoare la performanțele de siguranță rutieră ale lucrărilor de drumuri, ajutând astfel inginerii proiectanți să ia decizii importante pentru îmbunătățirea siguranței rutiere. IHSDM este una din metodele de justificare a alegerii unei soluții de proiectare.

În tabelul de mai jos este o scurtă prezentare a modulelor de evaluare ale IHSDM:

Tabelul 6.3. Module de evaluare ale IHSDM

Modulele pot fi folosite pentru diferite tipuri de clase de drumuri, precum:

Drumuri principale cu 2 benzi din mediul rural – toate modulele;

Drumuri principale cu mai multe benzi din mediul rural – modulul pentru Anticiparea accidentelor rutiere;

Artere urbane și suburbane – modulul pentru Anticiparea accidentelor rutiere;

Autostrăzi – modulul pentru Anticiparea accidentelor rutiere.

De asemenea, IHSDM poate fi folosit și pentru compararea situației existente a unei artere rutiere cu o soluție alternativă propusă.

Datele necesare pentru realizarea unei evaluări variază cu tipul de modul folosit, însă minimul de date este reprezentat de planul de situație și profilul longitudinal.

Descrierea modulelor din cadrul IHSDM

Anticiparea accidentelor rutiere

Acest modul are capacitatea de a realiza următoarele tipuri de analize:

Estimează frecvența accidentelor rutiere pe baza geometriei traseului și a volumelor de trafic, atât pe sectoare de autostradă, cât și în intersecții.

Evaluează impactul de siguranță rutieră al tratamentelor/ îmbunătățirilor de siguranță rutieră.

Compară performanțele relative ale soluțiilor alternative de proiectare.

Analizează eficiența costurilor măsurilor de siguranță rutieră a deciziilor de proiectare.

Figura 6.2. Exemplu de grafic de evaluare a anticipării accidentelor rutiere

Modelele matematice folosite pentru anticiparea accidentelor rutiere sunt:

funcții de performanță a siguranței (SPF);

factori de modificare a accidentelor (CMD);

factori de calibrare (au ca scop ajustarea modelelor de anticipare, care au fost dezvoltate cu date dintr-o anumită jurisdicție, aplicate în altă jurisdicție);

istoricul accidentelor rutiere din zone specifice (Procedura empirică Bayes, prezentată în capitolul anterior).

Tabelul 6.4. Rata accidentelor rutiere preconizate și frecvența lor pe sectoare de drum

Evaluarea soluțiilor proiectate

Compară elementele ce țin de geometria traseului cu standardele în vigoare și evidențiază variațiile.

Categoriile evaluate sunt:

profilul transversal (7 verificări);

planul de situație (4 verificări);

profilul longitudinal (2 verificări);

distanța de vizibilitate (3 verificări).

Figura 6.3. Exemplu de grafic de evaluare a distanței de vizibilitate

Eficiența proiectării

Estimează profilul de viteză pentru 85% din conducătorii auto de-a lungul traseului, pentru a evalua consistența vitezei de circulație.

De exemplu, în Figura 6.4, conducătorul auto va fi capabil să anticipeze curba, deși traseul este proiectat după normele în vigoare? La acest tip de întrebări ne poate da răspuns IHSDM.

Figura 6.4. Exemplu de traseu pentru analiza eficienței proiectării

Figura 6.5. Exemplu de grafic de evaluare a profilului de viteză de circulație estimat

Analiza traficului

Acest modul simulează un model de trafic și estimează calitatea acestuia în urma măsurilor de siguranță rutieră implementate (viteza medie), iar în același timp ajută la evaluarea utilizării corespunzătoare a benzilor alternative, a volumelor și a capacităților arterelor rutiere.

Figura 6.6. Exemplu de grafic de evaluare a vitezei medii de circulație

Evaluarea intersecțiilor

Identifică posibile probleme de siguranță a traficului și sugerează posibile soluții și măsuri de siguranță rutieră.

Figura 6.7. Exemplu de grafic raport de evaluare a intersecțiilor

Relația conducător auto – vehicul

Simulează comportamentul conducătorilor auto și dinamica vehiculelor pe o autostradă cu 2 benzi, și în același timp pune la dispoziție profile ale vitezei estimate și alte variabile de răspuns, prin intermediul unei simulări a interacțiunii conducător auto – vehicul.

Figura 6.8. Exemplu de grafic de evaluare a relației conducător auto – vehicul

Calibrarea și adaptarea softului

Calibrarea softului se poate realiza prin introducerea istoricului accidentelor rutiere de fiecare dată când se dorește analiza unui drum, sector de drum sau intersecție. Astfel se calculează automat gradul de periculozite, în funcție de modulul care se rulează din cadrul IHSDM.

Adaptarea softului s-a realizat prin modificarea standardelor predefinite în soft cu elementele din STAS 863-85 și PD 162-2002.

Studiu de caz

Etapele de realizare a analizei unui tronson de drum prin intermediul softului Interactive Highway Safety Design Model sunt:

crearea proiectului propriu-zis;

Figura 6.9. Crearea proiectului de analiză în IHSDM

stabilirea datelor de introdus ale sectorului de drum;

prin meniul de ediție (Figura 6.10 a);

prin exportarea datelor din softul de proiectare într-un format LandXML, apoi importate în IHSDM (Figura 6.10 b);

prin copierea datelor într-un sheet de excel (Figura 6.10 c);

Figura 6.10. Modalități de introducere a datelor în IHSDM

rularea modulelor de evaluare;

Figura 6.11. Rularea modulului de anticipare a accidentelor rutiere

Figura 6.12. Rularea modulului de evaluarea a soluțiilor de proiectare

vizualizarea rapoartelor (aceste rapoarte se regăsesc în capitolul A. Anexe – A.3).

Pentru exemplul de calcul s-a ales o intersecție oblică reprezentativa din sectorul 2 Bucuresti, ce face legătura între b-dul Barbu Văcărescu și str. Ramuri Tei și facilitează accesul la un hipermarket din zonă, asa cum se poate observa din imaginea de mai jos:

Figura 6.13. Localizarea intersecției ce face obiectul studiului de caz

O schiță ce ilustrează geometria intersecției este prezentată în figura de mai jos:

Figura 6.14. Geometria intersecției

După metoda clasică, din schița de mai sus, reies următoarele valori:

= 480

S1 = 2.40 m

S2 = 17.00 m

S = S` + Lveh = S1 + S2 + 4.2 = 23.60 m

d > ASD => valoarea distanței de oprire este mai mare decât valoarea distanței de vizibilitate, rezultând astfel faptul că traficul în acea intersecție se desfășoară cu probleme, așa cum se poate observa și din imaginile de mai jos:

Figura 6.15. Vizibilitatea conducătorului auto în intersecție, din cele 3 poziții: aplecat în față, confort și lăsat pe spate

Astfel, pentru cazul de față se propune reamenajarea intersecției astfel încât unghiul să aibă o valoarea mai apropiată de 900, iar pentru viitor se propune realizarea unui studiu în detaliu a distanței de vizibilitate funcție de geometria intersecției, tipul de autovehicul și poziția conducătorului auto.

Concluzii

Așa cum se poate observa și din rapoartele exportate în urma analizei, softul Interactive Highway Safety Design Model (IHSDM) este de o complexitate foarte mare, fiind dezvoltat de Federal Highways Administration din S.U.A. pe o perioadă continuă ce depășește 10 ani. Acest program nu numai că analizează corectitudinea unor soluții de proiectare a drumurilor, ci și eficiența și aplicabilitatea lor din punct de vedere al siguranței circulației, al traficului, a relației conducător auto – vehicul și al anticipării producerii accidentelor rutiere.

Cercetările actuale arată faptul că IHSDM este un program promițător pentru analiza rețelei rutiere atât din punct de vedere al siguranței rutiere, cât și din punct de vedere operațional. Ca și direcții de cercetare, este necesară o calibrare completă a tuturor modulelor softului pentru adaptarea lui la normativele și condițiile de trafic din țara noastră.

Concluzii, contribuții și direcții viitoare de cercetare

Concluzii

În dezvoltarea oricărui sistem tehnic nu trebuie neglijată posibilitatea de eroare, iar sistemul de transport rutier nu face excepție. În trecut, de cele mai multe ori ne-am limitat la a învinovăți inginerul constructor că a comis o eroare, că s-a adoptat un comportament neadecvat sau că aptitudinile de conducere sunt limitate. Acum se recunoaște faptul că soluțiile eficiente la erorile de conducere necesită mai mult decât simpla identificare a unui „vinovat”.

Este important să se conștientizeze că măsurile luate la nivelul fiecăreia dintre componentele de bază ale sistemului de siguranță (om, mediu rutier și vehicul), cât și cele luate la nivelul interfețelor dintre aceste componente (mai ales dintre om și mediul rutier), pot avea un impact preponderent asupra reducerii erorilor umane și în consecință a numărului de accidente.

În acest sens, este necesar să se dezvolte medii rutiere bine adaptate la capacitățile și limitele omului. Progresele recente realizate în domeniul reducerii vitezei arată cum modificări aduse practicilor tradiționale de planificare și proiectare rutieră, care se bazează pe o considerare corespunzătoare a percepțiilor conducătorilor auto, pot avea un efect pozitiv asupra siguranței utilizatorilor și asupra bunăstării populației.

Gradul de siguranță rutieră, în condițiile actuale, ar trebui sporit prin orientarea investițiilor către tronsoanele rutiere unde se înregistrează cea mai mare concentrare de accidente rutiere. De asemenea, o soluție la fel de bună ar fi folosirea unor măsuri standard de siguranță rutieră, care au un potențial ridicat de reducere a numărului de accidente rutiere.

Orice decizie luată încă din faza de proiectare poate influența siguranța unui drum, plecând de la modul în care acesta transmite conducătorului auto mesajul referitor la mediul în care acesta se află și viteza pe care ar trebui să o adopte.

Elemente precum raze ale curbelor în plan, raze ale racordărilor verticale, lățimi ale părții carosabile, amenajări de intersecții, echipamente rutiere pentru semnalizare, protecție sau preluare a apelor pluviale, caracteristici ale suprafeței de rulare, toate acestea, realizate corespunzător și cu responsabilitate pot crea un mediu sigur pentru participanții la trafic.

Este necesar să fie verificate distanțele de vizibilitate necesare pentru oprirea unui autovehicul, pentru ocolirea unui obstacol staționar, distanța necesară pentru depășirea unui vehicul în mișcare, cât și distanțele de vizibilitate necesare la implementarea unor soluții de proiectare precum racordări în plan, racordări verticale sau intersecții la nivel.

Noul concept de drumuri care „iartă” presupune proiectarea și construirea unui drum astfel încât să permită conducătorilor auto să greșească, dar în același timp consecințele acțiunilor lor să aibă un impact minim asupra siguranței și să aibă posibilitatea să se redreseze și să recapete controlul autovehiculului. Motiv pentru care se recomandă a se acorda o mare atenție echipamentului rutier implementat, întrucât siguranța rutieră nu presupune doar marcaje și indicatoare rutiere.

În capitolul 2 au fost analizate conform literaturii de specialitate toate elementele caracteristice unui drum. Astfel, s-a arătat cum funcția drumului, geometria drumului, echipamentul rutier, dar și suprafața de rulare, pot influența și cauza accidente de circulație, plecând de la studii realizate la nivel internațional și studii empirice.

În capitolele următoare se analizează o parte din aceste elemente descrise mai sus, plecând de la cauzele principale ale accidentelor rutiere prezentate în capitolul 3, urmând ca în capitolul 4 să fie prezentate studii de laborator asupra contactului pneu-carosabil, în capitolul 5 studii asupra producerii fenomenului de acvaplanare, iar în capitolul 6 o evaluarea a măsurilor inginerești de siguranță rutieră.

Întrucât s-a plecat de la cauzele cele mai comune ale accidentelor de circulație pentru stabilirea unor măsuri inginerești, este nevoie să oferim o atenție deosebită sectoarelor de drum cu: viteză mare de circulație, parte carosabilă îngustă, vizibilitate slabă, semnalizare necorespunzătoare, suprafață de rulare deteriorată, toate acestea având și măsuri de remediere propuse pentru scăderea riscului de producere a accidentelor de circulație.

Pentru fiecare fișă a tipului de accident în parte s-au prezentat în detaliu în capitolul 3 cauzele principale care stau la baza producerii sale, în corelare directă cu elementele caracteristice ale drumului. Astfel, se subliniază importanța corectitudinii elementelor geometrice ale drumului, a utilizării de echipamente performante, de materiale de construcție a drumurilor de o calitate superioară, pentru a îmbunătăți condițiile de circulație și a reduce riscul de producere a accidentelor rutiere.

În ceea ce privește studiile de caz realizate în capitolul 4, a fost analizat prin intermediul încercărilor de laborator modul în care calitatea agregatelor din stratul de uzură poate influența siguranța circulației rutiere. S-a ținut cont de asemenea de faptul că relația dintre coeficientul de polisaj accelerat și coeficientul de frecare variază în funcție de condițiile de trafic, tipul mixturii, condiții meteo și alți factori. Din această cauză a fost dificil a stabili legături între coeficientul de polisaj accelerat CPA și coeficientul de frecare μ.

Prin aceste studii de laborator s-a pus în evidență faptul că, dacă la viteze mici de circulație este o diferență mică între valorile distanței de frânare obținute pentru carierele Revărsarea și Chileni pe de o parte, și Turcoaia și Cerna pe de altă parte, la viteze mari de până la 130km/h, aceste diferențe cresc până la 30 metri în condiții identice de testare, singura diferență fiind sursa agregatelor, în speță coeficientul de frecare și coeficientul de șlefuire accelerată. Astfel, se recomandă utilizarea agregatelor cu o rezistență mai bună la uzură pe drumurile pe care se circulă cu o viteză mai mare de circulație și realizarea unei evaluări a carierelor din țară, pentru a stabili anumite limite de valori de CPA pentru diferite clase de drumuri, în funcție de viteza de circulație.

Referitor la studiile asupra producerii fenomenului de acvaplanare, așa cum s-a arătat în cadrul cercetării realizate în capitolul 5, apa pe partea carosabilă are un rol important în creșterea riscului de producere a accidentelor de circulație, care este de asemenea influențată și de amenajările în plan și în spațiu ale drumului, cât și de tipul caracteristicile suprafeței de rulare. Se recomandă introducerea în STAS 863-85 amenajarea de tip pantă diagonală între două curbe consecutive de sens opus și eliminarea profilului transversal cu panta zero.

Așa cum am menționat și în capitolul 5.2.1 Condiții meteorologice, în care sunt prezentate date statistice recente, ploile de intensitate maximă nu numai că și-au depășit în ultimii ani rata de apariție, ci au crescut și în intensitate și se estimează că vor crește din ce în ce mai mult ca și intensitate și frecvență. Din acest motiv, alături de statisticile ingrijoratoare referitoare la accidentele rutiere avand ca și cauză principală pierderea controlului autovehiculului pe timp de ploaie, este necesar să îmbunătățim condițiile de proiectare a infrastructurii adaptându-ne la noile schimbări climatice.

Această lucrare este o sinteză a problematicii siguranței rutiere și a măsurilor inginerești de îmbunătățire, completata cu analize cu softuri de specialitate și încercări de laborator. Investiția într-un sistem elaborat și dezvoltat continuu de siguranța rutieră ar aduce economii cuantificabile la nivel de PIB.

În viitor, este de dorit ca un număr tot mai mare de elemente care să permită reducerea procentului de erori umane sau minimizarea consecințelor acestora, să fie integrate în normele de proiectare rutieră, ceea ce va conduce la îmbunătățirea nivelului de siguranță intrinsecă a rețelelor rutiere.

Contribuții personale

Contribuția principală a tezei o reprezintă evidențierea legăturii strânse dintre infrastructură și producerea accidentelor rutiere. În această lucrare sunt puse în valoare elementele ce țin de geometria drumului, cât și cele ce țin de suprafața de rulare, corelate cu siguranța participanților la trafic.

S-a pus un deosebit accent pe influența contactului pneu – carosabil asupra siguranței circulației, în primul rând prin studii de laborator, pentru determinarea coeficienților de polisaj accelerat al agregratelor din patru surse de cariere, corelați cu distanțele de frânare aferente. În urma rezultatelor testelor de laborator se recomandă în realizarea mixturii asfaltice, utilizarea agregatelor cu un coeficient de polisaj accelerat mare, pentru drumuri de categoriile I și II, unde se circulă cu viteze mari. Pentru drumuri de categorii inferioare, unde se circulă cu viteze reduse, influența coeficientului de polisaj accelerat și a coeficientul de frecare asupra distanței de frânare este redusă.

De asemenea, s-au realizat studii asupra fenomenului de acvaplanare, care reprezintă un risc crescut în țara noastra datorită schimbărilor climatice din ultimii ani, și s-a stabilit o corelare între caracteristicile drumului și grosimea filmului de apa cu ajutorul unui soft dezvoltat de Universitatea Stuttgart. Aceste analize sunt verificate și puse în evidență și prin intermediul studiilor de caz, fiind propuse și soluții de remediere pentru micșorarea grosimii filmului de apă și diminuarea riscului de producere a acvaplanării.

Un obiectiv adiacent al acestei lucrări îl reprezintă implementarea în România a softului dezvoltat de American Association of State Highway Transportation Officials (AASHTO), soft cunoscut sub numele Interactive Highway Safety Design Model (IHSDM). Acest produs este de fapt o suită de programe care furnizează informații referitoare la performanțele de siguranță rutieră ale lucrărilor de drumuri, ajutând astfel inginerii de drumuri să ia decizii importante pentru îmbunătățirea siguranței rutiere. IHSDM este una din metodele de justificare a alegerii unei soluții de proiectare, iar implementarea lui poate fi realizată numai după adaptarea și calibrarea lui la normele și bazele de date românești, ceea ce s-a făcut prin intermediul prezentei lucrări de doctorat.

Pe baza rezultatelor obținute în lucrarea de față se pot sintetiza mai multe contribuții personale, după cum urmează:

Realizarea unei sinteze documentare extinse și complete care prezintă stadiul actual al cercetărilor din ultimii 150 de ani în domeniul siguranței circulației rutiere. Sinteza bibliografică s-a bazat pe studiul unui număr mare de titluri recente din literatura de specialitate (peste 100);

Prezentarea într-un mod sintetic a analizei influenței caracteristicilor drumului asupra siguranței circulației, prin evidențierea problemelor și a măsurilor de remediere pentru fiecare element în parte, completând în unele cazuri și cu studii sau exemple de caz;

Realizarea încercărilor de laborator pentru determinarea caracteristicilor agregatelor folosite la mixturile asfaltice din stratul de uzură, cu scopul de a evidenția influența calității acestora asupra siguranței rutiere;

Propunerea stabilirii unor limite pentru coeficientul CPA determinat cu ajutorul încercării de polisaj accelerat, în funcție de clasa drumului și de viteza de circulație;

Realizarea în cadrul stagiului doctoral la Universitatea Stuttgart a unor studii de caz pentru determinarea grosimii peliculei de apă de pe suprafața carosabilă, folosind softul Pavement Surface Runoff Model;

Propunerea unor soluții tehnice pentru diminuarea riscului de producere a fenomenului de acvaplanare;

Calibrarea și adaptarea softului Interactive Highway Safety Design Model la standardele și normativele românești, dar și realizarea unui studiu de caz pentru analiza unei intersecții periculoase;

Valorificarea rezultatelor prin lucrări publicate în cadrul conferințelor naționale și internaționale, dar și în cadrul unul reviste de specialitate (dintre care două articole în curs de evaluare pentru indexarea în ISI/SCI Web of Science si Web of Knowledge).

Un element de noutate al acestei teze îl reprezintă studiile de laborator realizate pe agregate din diferite surse și corelarea rezultatelor obținute cu valori ale distanței de frânare, element foarte important în siguranța circulației rutiere.

Aceste cercetări experimentale s-au realizat în Laboratorul de Drumuri din cadrul Centrului de Cercetare „Drumuri și Aeroporturi” din Departamentul de Drumuri, Căi Ferate și Materiale de Construcție, Facultatea de Căi Ferate, Drumuri și Poduri a Universității Tehnice de Construcții București.

Un alt element de noutate constă în utilizarea softului dezvoltat în cadrul Universității Stuttgart, Pavement Surface Runoff Model, pentru analiza elementelor geometrice ale drumurilor și autostrăzilor, conform STAS 863-85 respectiv PD 162-2002, în determinarea grosimii peliculei de apă de pe suprafața carosabilă. De asemenea, s-a utilizat același soft pentru analiza unor soluții inginerești propuse pentru zona curbelor consecutive de sens opus, care la schimbarea pantei trec prin profilul transversal zero, evidențiind importanța lor în diminuarea riscului de producere a acvaplanării.

De asemenea, tot un element de noutate al tezei constă în realizarea unui studiu de caz prin intermediul softului dezvoltat de către AASHTO, Interactive Highway Safety Design Model, dar în special calibrarea și adaptarea lui la standardele și normativele din țara noastră.

Direcții viitoare de cercetare

Direcția viitoare de cercetare principală o reprezintă în continuare studierea modului în care elementele caracteristice drumului influențează siguranța circulației. Acest element este de noutate în România și sunt încă multe lucruri ce au rămas nespuse, necercetate.

Printr-o conlucrare cu poliția rutieră și cu administratorii drumurilor este necesară realizarea unei analize la nivel național a situației siguranței circulației, prin trecerea în revistă a măsurilor implementate în zonele cu probleme, prin metoda „înainte și după”, pentru a vedea aplicabilitatea anumitor măsuri de siguranță rutieră folosite în România. Punctul de plecare va rămâne cauza producătoare a accidentului de circulație, iar datoria noastră, a inginerilor de drumuri, este să găsim soluții pentru ca impactul unei greșeli a unui conducător auto să afecteze cât mai puțin pe ceilalți participanții la trafic, și chiar și pe el.

De asemenea, o direcție adiacentă o reprezintă evidențierea influenței calității materialelor de construcție utilizate în realizarea drumurilor asupra desfășurării în siguranță a traficului. Pentru obținerea unor rezultate concludente în ceea ce privește influența calității agregatelor din stratul de uzură asupra distanței de frânare, urmează a fi dezvoltate aceste încercări de șlefuire accelerată atât în laborator, prin mărirea numărului de cariere ce participă în programul experimental, cât și prin realizarea unor încercări in situ, astfel încât să se poată obține o relație între valorile proiectate (obținute în laborator) și valorile din teren.

De asemenea, o altă direcție de cercetare o reprezintă implementarea în România a softului Interactive Highway Safety Design Model, prin calibrarea și adaptarea și a celorlalte trei module la condițiile de trafic din țara noastră. Acest soft reprezintă o soluție obiectivă de evaluare a măsurilor de siguranță implementate sau propuse în proiecte noi de infrastructură.

Bibliografie

Abdel-Aty, M.A., Radwan A.E.: Modelling traffic accident occurrence and involvement. Accident Analysis and Prevention, 2000;

American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO): Roadside design guide, Washington, 2002;

American Association of State Highway Transportation Officials (AASHTO): A Policy on Geometric Design of Highways and Streets, Washington D.C., 2004;

American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO): Highway Safety Manual, 2010;

Anton V.: Siguranța circulației, note de curs, 2010;

Austroads Research Report: An Introductory Guide for Evaluating Effectiveness of Road Safety Treatments, AP-R421-12, 2012;

Bârsan A.: Identificarea variației rugozității suprafeței de rulare prin modelare experimentală în laborator, lucrare de disertație coordonată de prof.dr.ing. Mihai Dicu, UTCB, CFDP, 2012;

Belcher, M. Proctor, S. & Cook, PH.: Practical Road Safety Auditing. 2nd edition, 2008;

Blower, D., Campbell, K., Green, P.: Accident rates for heavy truck-tractors în Michigan. Accident Analysis and Prevention, 1993;

British Standard BS 812: Testing aggregates: Part 114. Method for determination of the polished stone value;

Burlacu F.A.: Siguranța circulației la drumuri, Disciplina electivă nr. 1, București, 2012;

Burlacu F.A.: Statiscă matematică în prelucrarea datelor, Disciplina electivă nr. 2, București, 2012;

Burlacu F.A.: Analiza parametrilor de influență a caracteristicilor geometrice ale drumului asupra siguranței circulației rutiere, Raport de cercetare nr. 1, București, 2012;

Burlacu F.A.: Cercetări de laborator care pun în valoare influența contactului pneu – carosabil asupra distanței de frânare, Raport de cercetare nr. 2, București, 2013;

Burlacu F.A.: Măsuri pentru sporirea siguranței circulației la drumuri, Raport de cercetare nr. 3, București, 2013;

Călin C.: Contribuții privind implementarea sistemului de audit în siguranța rutieră, Teza de doctorat. Universitatea Tehnica de Construcții București, 2010;

Ceder A., Livneh M.: Relationships between road accidents and hourly traffic flow. Accident Analysis and Prevention 14 (1), 19-34, 1982;

Cheval S., Breza T., Baciu M., Dumitrescu A.: Caracteristici ale precipitatiilor atmosferice extreme din România pe baza curbelor intensitate-durata-frecventa, Sesiunea de comunicari stiintifice, Administratia Naționala de Meteorologie, Bucuresti, 8-9 noiembrie, 2012;

Chira C., Iliescu M.: Drumuri urbane și piste aeroportuare, Ed. Mediamira, 2000;

Chirachavala T., Cleveland D.: Causal analysis of accident involvements for the nation’s large trucks and combination vehicles, Transportations Research Record 847, 1985;

Department of infrastructure, Energy and Resources: Road Hazard Management Guide, Tasmania, 2014;

Dicu M.: Îmbrăcăminți rutiere- Investigații și interpretări, Ed Conspress 2001;

Dicu M.: Sisteme manageriale la infrastructuri de transport rutier, 2010;

Dimaiuta M.: Interactive Highway Safety Design Model (IHSDM) – presentation, Traffic Records Forum, Biloxi, MS, 2012;

DIN 13473-1: Charakterisierung der Textur von Fahrbahnbelägen unter Verwendung von Oberflächenprofilen -Teil 1: Bestimmung der mittleren Profiltiefe. Deutsches Institut für Normung, 2004;

Division Road Traffic Management of the National Department of Transport: SADC Road Traffic Signs Manual, 3rd edition, 1999;

Dorobanțu S., Paucă C.: Trasee și terasamente;

Dorobantu, S., Răcănel, I.: Inginerie de trafic, Partea I-a. I.C. București, 1976;

Dorobantu, S., Răcănel, I.: Inginerie de trafic, Partea II-a. I.C. București, 1978;

Elvik R., Truls Vaa: The Handbook of Road Safety Measures; 2nd edition, 2009;

Europe and Central Asia region, Human Development Department (ECSHD), Sustainable Development Department (ECSSD), Global Road Safety Facility (GRSF), The World Bank: Report – Confronting “Death on Wheels”, Making Roads Safe în Europe and Central Asia, 2009;

European Transport Safety Council: Forgiving Roadside, 1998;

European Transport Safety Council: A Challenging Start towards the EU 2020 Road Safety Target, 6th Road Safety PIN Report, 2012;

European Transport Safety Council: Ranking EU Progress on Road Safety, 8th Road Safety PIN Report, 2014;

European Union Road Federation, Jacobs, R. as Steering Committee Member: Good-practice guidelines to infrastructural road safety, ERF 2002;

Evangelos B., Evangelia G.: Towards Forgiving and Self-Explanatory Roads, 2011;

Foldvary L.: Road accident involvement per miles travelled. Accident Analysis and Prevention 11, 75-99, 1979;

Fuller R.: A Conceptualisation of Driver Behaviour as Threat Avoidance, 1984;

Gattis J.L., Low S.T.: Intersecțion Angle Geometry and the Driver’s Field of View, în Transportation Research Record 1612, TRB, National Research Council, Washington D.C., 1998;

Geurts K., Wets G.: Black Spot Analysis Methods: Literature Review, 2003;

Geurts, K., Wets G., Brijs T., Vanhoof K.: Profiling high frequency accident locations using association rules. în Proceedings of Transportation Research Board (CD-ROM), Washington, USA, 11-16 January, 2003;

Glauz, W., Harwood D.: Large truck accident rates- Another viewpoint, Transportation Research Record 1038, 1985;

Hadi M.A., Aruldhas J., Chow L., Wattleworth J.A.: Estimating the Safety Effects of Cross-Section Design for Various Highway Types Using Negative Binomial Regression, presented at the 74th Annual Meeting of the Transportation Research Board, 1995;

Häkkinen, Luoma: Traffic Psychology, Hameenlinna: Otatieto, 1991;

Hauer E., Persaud B.N.: How to estimate the safety of rail-highway grade crossing and the effects of warning devices. Transportation Research Record, 1987;

Hauer E., Ng, J.C.N., Lovell J.: Estimation of Safety at Signalized Intersections, în Transportation Research Record 1185, TRB, National Research Council, Washington D.C., USA, 1988;

Hauer E.: Observational before-after studies în road safety, Pergamon, Oxford, 1997;

HD36/06: Surfacing materials for new and maintenance construction, Standard from Design Manual for Roads and Bridges, 2006;

Herrmann R. Steffen: Simulationsmodell zum wasserabfluss- und aquaplaning-verhalten auf fahrbahnoberflächen, teza de doctorat Institutul de Infrastructura și Trafic Rutier, Universitatea Stuttgart, 2008;

Herrstedt L.: Self explaining and forgiving roads – Speed management în rural areas, ARRB Conference, 2006;

Inspectoratul General al Politiei Romane, Directia Politiei Rutiere: Dinamica accidentelor grave de circulație, 1990 – 2009;

Jeffrey A.: Indicators for traffic safety assessment and prediction and their application în micro-simulation modelling: A study of urban and suburban intersections, Doctoral Thesis, 2005;

Jovanis P., Delleur J.: Exposure-based analysis of motor vehicle accidents. Transportation Research Record 910, 1983;

Korean Ministry of Construction and Transportation: Korean Road Design Guide, Gwacheon, 2000;

Kulakowski T.Bohdan, John J.Henry, Chunming Lin: A closed-loop calibration procedure for a British Pendulum Test, Surface Characteristics of roadway: international research and technologies Conference publication, 1990;

Kulmala R.: Safety at rural three- and four-arm junctions. Technical Research Centre of Finland (VTT), Espoo, Finland, 1995;

Legea nr. 265/2008 privind gestionarea siguranței circulației pe infrastructura rutieră, republicata 2012;

Los Angeles County: Model Design Manual for Living Streets, 2011;

Lucaci G.: Defecțiunile îmbrăcăminților rutiere moderne: Definire, cauze, metode de remediere, Timisoara, 2001;

Maher M.J., Summersgill I.: A comprehensive methodology for the fitting of predictive accident models. Accident Analysis and Prevention, 1996;

Maycock G., Hall R.D.: Accidents at 4-arm roundabouts. Reports 1120. Crowthorne, U.K., Transport and Road Research Laboratory, 1984;

Miaou S.P.: The relationship between truck accidents and geometric design of road sections: Poisson versus negative binomial regressions. Accident Analysis and Prevention, 1994;

Minca C. :Contribuții la studiul interacțiunii între pneu și calea de rulare în regimuri particulare de mișcare, teza de doctorat, Timisoara, 2011;

Mountain L., Maher M., Fawaz B.: Improved estimates of the safety effects of accident remedial schemes. Traffic engineering and Control, 1998;

Nassar S.: Integrated Road Accident Risk Model, Phd. Thesis, Waterloo, Ontario, Canada, 1996;

Näätänen R., Summala H.: Road-user Behavior and Traffic Accidents. North-Holland Publishing Co., Amsterdam, 1976;

NCHRP: Guide for pavement friction, Transportation Research Board, 2009;

Normativ pentru amenajare intersecții la nivel pe drumurile publice, indicativ AND 600;

Normativ privind proiectarea autostrazilor extraurbane, indicativ PD 162-2002, Buletin Tehnic Rutier, anul III, nr.1, ianuarie 2004;

Normativ privind prevenirea și combaterea înzăpezirii drumurilor publice, indicativ AND 525-2013, elaborată de Compania Națională de Autostrăzi și Drumuri Naționale din România – S.A. din 17.06.2013;

Normativ pentru evaluarea stării de degradare a îmbrăcămintei bituminoase pentru drumuri cu structuri rutiere suple și semirigide, indicativ AND 540-2004;

Normativ „Instructiuni tehnice privind determinarea starii tehnice a drumurilor”, indicativ CD 155-2001;

NORTHSTONE (NI) Ltd. QUARRY & ASPHALT DIVISION: Aggregate Tests;

NSW Centre for Road Safety: Reducing trauma as a result of crashes involving utility poles, August 2009;

Oppe S.: The use of multiplicative models for analysis of road safety data. Accident Analysis and Prevention 11, 101-115, 1979;

Persaud B.: Black spot identification and treatment evaluation. The Research and Development Brach, Ontario, Ministry of Transportation, 1990;

PIARC Technical Committee on Road Safety: Catalogue of design safety problems and potential countermeasures, 2008;

PIARC Technical Committee on Road Safety: Road Safety Manual, 2003;

Ralf H.: Traffic Typefaces, Wayfinding, 2009;

Răcănel C., Diaconu E., Dicu M.: Cai de comunicatii rutiere – principii de proiectare, 2006;

Ressel W., Herrmann S.R.: Aquaplaning und Verkehrssicherheit în Verwindungsbereichen dreistreifiger Richtungsfahrbahnen : Berechnung der Wasserfilmdicke. Nr. 997 în Forschung Straßenbau und Straßenverkehrstechnik.Wirtschaftsverl. NW, Verlag fuer NeueWissenschaft, Bremerhaven, 2008;

Rogers s.a.: Skid resistant aggregates în Ontario;

Rothengatter T., de Bruin R.: Road-user Behaviour: Theory and Research, Assen, Netherlands: Van Gorcum and Co., 1988;

Rumar K.: Collective Risk but Individual Safety, Ergonomics, 1988;

Saccomanno F., Buyco, C.: Generalized loglinear models of truck accident rates. Transportation Research Record, 1988;

Saccomanno F., Shortreed J., Van Aerde M.: Assessing the risks of transporting dangerous goods by truck and rail. Final report prepared for Proctor Limited and CGTX incorporated, Institute for Risk Research, University of Waterloo, Waterloo, Ontario, 1989;

Search Corporation și Universinj: Manual de siguranță rutieră, elaboratori: Stăniloiu Liviu, Burlacu Florentina Alina, Ghiaur Vasile, 2011;

Search Corporation: Catalog de măsuri pentru siguranța circulației în satele liniare, 2007;

Search Corporation (România), Finnroads (Finlanda): Proiect Pilot de Siguranță Rutieră pe DN1 Bucuresti Brasov, 2004;

Shankar V., Mannering F., Barfield W.: Effect of roadway and environmental factors on rural freeway accident frequencies. Accident Analysis and Prevention, 1995;

SR EN 1097-8/2003: Incercari pentru determinarea caracteristicilor mecanice și fizice ale agregatelor. Partea 8: Determinarea coeficientul de șlefuire accelerată;

SR EN 13036-4/2004: Caracteristici ale suprafețelor drumurilor și pistelor aeroportuare. Metode de încercare. Partea 4: Metode de măsurare a aderenței unei suprafețe. Încercarea cu pendul;

STAS 863-85: Elemente geometrice ale traseelor. Prescriptii de proiectare, 1985;

STAS 9470-73: Ploi maxime. Intensitati, durate, frecvente, 1973;

Strategia Naționala pentru Siguranța Rutieră 2013-2020;

Svenson O.: Are we all Less Risky and More Skillful than Our Fellow Drivers?, 1981;

Technische Universität Dresden, Universität Stuttgart: Vergleich und Bewertung von baulichen Lösungen für zur Vermeidung von abflussschwachen Zonen în Verwindungsbereichen, Zwischenbericht im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen, Dresden, 2013;

Transport Research Laboratory (TRL), Overseas Development Administration (ODA): Towards safer roads în developing countries; A guide for Planners and Engineers, 1994;

Tudose T.: Caracteristici genetice și manifestari spatio-temporale ale ploilor torentiale și de intensitate maxima anuala în nord-vestul Romaniei, teza de doctorat, Cluj Napoca, 2013;

Tunaru R.: Hierarchical Bayesian models for road accident data. Traffic Engineering and Control, 1999;

United Nations: A/RES/64/255, Improving global road safety, Resolution adopted by the General Assembly on 2 March 2010;

Valent F., Schiava F., Savonitto C., Gallo T., Brusaferro S., Barbone F.: Risk factors for fatal road traffic accidents în Udine, Italy. Accident Analysis and Prevention 34, 2002;

Vollpracht H.J.: Building Road Safety Capacity, Congress în Warsaw 2013, octombrie 2013;

Wilde G.J.S.: Risk Homeostasis Theory and Traffic Accidents: Propositions, Deductions and Discussions of Dissension în Recent Reactions, 1988;

Wolff A.: Simulation of Pavement Surface Runoff using the Depth-Averaged Shallow Water Equations, teza de doctorat Institutul de Infrastructura și Trafic Rutier, Universitatea Stuttgert, 2013;

Wood G.H.:Confidence and Prediction Intervals for Generalised Linear Accident Models, Dept. of Statistics, Macquarie University, NSW, Australia, 2004;

Woods D.P., Simms C.K.: Car size and injury risk: a model for injury risk în frontal collisions. Accident Analysis and Prevention 34, 2002;

World Health Organisation: Raportul „Global Status Report On Road Safety Time For Action”, 2009;

World Health Organisation, FIA Foundation, The World Bank, Global Road Safety Partnership: Managementul vitezei: un manual pentru factorii de decizie și pentru profesioniști, 2008;

Zarojanu H., Hermeniuc L.: Elemente de tehnică a traficului rutier, ed Societății Academice “Matei-Teiu Botez”, 2002

http://www.mastrad.com/psvdoc.htm, accesat la data de 15.01.2013;

http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_road_accidents, accesat la data de 16.12.2013;

http://en.wikipedia.org/wiki/Aquaplaning , accesat la data de 29.01.2014;

http://www.mediafax.ro/social/fenomene-meteo-tot-mai-frecvente-si-violente-in-urmatorii-ani-in-romania-7125193 , accesat la data de 14.02.2014;

http://www.natgeo.ro/dezbateri-globale/mediu/9632-fenomene-extreme-din-romania , accesat la data de 14.02.2014;

http://www.yasa.org/ – YASA Lebanon For Road Safety, accesat la data de 12.03.2014;

http://www.coslee.com.au/ – Coslee Heavy Metal Fabricators Pty Ltd, accesat la data de 25.04.2014.

Anexe

Grafice de calcul a distanței de frânare

Figura A.1. Valori ale distanței de frânare pentru declivitatea de -10,00% și timpul de reacție de 2,5 secunde, în funcție de coeficientul de frecare

Figura A.2. Valori ale distanței de frânare pentru declivitatea de -5,00% și timpul de reacție de 2,5 secunde, în funcție de coeficientul de frecare

Figura A.3. Valori ale distanței de frânare pentru declivitatea de 0,00% și timpul de reacție de 2,5 secunde, în funcție de coeficientul de frecare

Figura A.4. Valori ale distanței de frânare pentru declivitatea de +5,00% și timpul de reacție de 2,5 secunde, în funcție de coeficientul de frecare

Figura A.5. Valori ale distanței de frânare pentru declivitatea de +10,00% și timpul de reacție de 2,5 secunde, în funcție de coeficientul de frecare

Figura A.6. Valori ale distanței de frânare pentru timpul de reacție de 0,5 secunde și declivitatea de 0,00%, în funcție de coeficientul de frecare

Figura A.7. Valori ale distanței de frânare pentru timpul de reacție de 1,0 secundă și declivitatea de 0,00%, în funcție de coeficientul de frecare

Figura A.8. Valori ale distanței de frânare pentru timpul de reacție de 1,5 secunde și declivitatea de 0,00%, în funcție de coeficientul de frecare

Figura A.9. Valori ale distanței de frânare pentru timpul de reacție de 2,0 secunde și declivitatea de 0,00%, în funcție de coeficientul de frecare

Figura A.10. Valori ale distanței de frânare pentru timpul de reacție de 2,5 secunde și declivitatea de 0,00%, în funcție de coeficientul de frecare

Figura A.11. Valori ale distanței de frânare pentru timpul de reacție de 3,0 secunde și declivitatea de 0,00%, în funcție de coeficientul de frecare

Rezultate studii de caz PSRM

Raport studiu de caz IHSDM

Disclaimer

The Interactive Highway Design Model (IHSDM) software is disseminated under the sponsorship of the Department of Transportation in the interest of information exchange. The United States Government assumes no liability for its content or use thereof. This document does not constitute a standard, specification, or regulation.

The United States Government does not endorse products or manufacturers. Trade and manufacturers' names may appear in this software and documentation only because they are considered essential to the objective of the software.

Limited Warranty and Limitations of Remedies

This software product is provided "as-is," without warranty of any kind-either expressed or implied (but not limited to the implied warranties of merchantability and fitness for a particular purpose). The FHWA do not warrant that the functions contained in the software will meet the end-user's requirements or that the operation of the software will be uninterrupted and error-free.

Under no circumstances will the FHWA be liable to the end-user for any damages or claimed lost profits, lost savings, or other incidental or consequential damages rising out of the use or inability to use the software (even if these organizations have been advised of the possibility of such damages), or for any claim by any other party.

Notice

The use of the IHSDM software is being done strictly on a voluntary basis. In exchange for provision of IHSDM, the user agrees that the Federal Highway Administration (FHWA), U.S. Department of Transportation and any other agency of the Federal Government shall not be responsible for any errors, damage or other liability that may result from any and all use of the software, including installation and testing of the software. The user further agrees to hold the FHWA and the Federal Government harmless from any resulting liability. The user agrees that this hold harmless provision shall flow to any person to whom or any entity to which the user provides the IHSDM software. It is the user's full responsibility to inform any person to whom or any entity to which it provides the IHSDM software of this hold harmless provision.

Report Overview

Report Generated: Jul 7, 2014 11:15 PM

Report Template: System: Single Page [System] (idr3, Jul 7, 2014 4:54 PM)

Evaluation Date: Mon Jul 7 23:13:25 FET 2014

IHSDM Version: v9.1.0 (Feb 09, 2014)

Intersection Diagnostic Review Module: v1.5.0 (Apr 15, 2010)

User Name: Alina Burlacu

Organization Name: Technical University of Civil Engineering Bucharest

Phone: +40722258336

E-Mail: [anonimizat]

Project Title: Example Project 1

Project Comment: Example created with wizard

Project Unit System: Metric

Intersection Title: ihsdm pike/route1

Intersection Comment: none

Intersection Version: 1

Evaluation Title: Evaluation 3

Evaluation Comment: Created Mon Jul 7 23:12:08 FET 2014

Design Vehicle: P – Passenger Car

Evaluation Year: 2014

Report All Evaluated Concerns: false

Use Crash Data: false

Policy: AASHTO 2011 Metric

Intersection Diagram

Figure 1 below displays the intersection diagram for the evaluation.

Figura A.12. Diagrama intersecției

Leg Summary

Intersection Name: ihsdm pike/route1

Base Highway: Intersectie

Base Highway Location: 3+920.120

Traffic Control: Signalized

Construction Type: Existing

Table 1. Leg Summary

Queried Values

Table 2. User Queried Values

Bibliografie

Abdel-Aty, M.A., Radwan A.E.: Modelling traffic accident occurrence and involvement. Accident Analysis and Prevention, 2000;

American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO): Roadside design guide, Washington, 2002;

American Association of State Highway Transportation Officials (AASHTO): A Policy on Geometric Design of Highways and Streets, Washington D.C., 2004;

American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO): Highway Safety Manual, 2010;

Anton V.: Siguranța circulației, note de curs, 2010;

Austroads Research Report: An Introductory Guide for Evaluating Effectiveness of Road Safety Treatments, AP-R421-12, 2012;

Bârsan A.: Identificarea variației rugozității suprafeței de rulare prin modelare experimentală în laborator, lucrare de disertație coordonată de prof.dr.ing. Mihai Dicu, UTCB, CFDP, 2012;

Belcher, M. Proctor, S. & Cook, PH.: Practical Road Safety Auditing. 2nd edition, 2008;

Blower, D., Campbell, K., Green, P.: Accident rates for heavy truck-tractors în Michigan. Accident Analysis and Prevention, 1993;

British Standard BS 812: Testing aggregates: Part 114. Method for determination of the polished stone value;

Burlacu F.A.: Siguranța circulației la drumuri, Disciplina electivă nr. 1, București, 2012;

Burlacu F.A.: Statiscă matematică în prelucrarea datelor, Disciplina electivă nr. 2, București, 2012;

Burlacu F.A.: Analiza parametrilor de influență a caracteristicilor geometrice ale drumului asupra siguranței circulației rutiere, Raport de cercetare nr. 1, București, 2012;

Burlacu F.A.: Cercetări de laborator care pun în valoare influența contactului pneu – carosabil asupra distanței de frânare, Raport de cercetare nr. 2, București, 2013;

Burlacu F.A.: Măsuri pentru sporirea siguranței circulației la drumuri, Raport de cercetare nr. 3, București, 2013;

Călin C.: Contribuții privind implementarea sistemului de audit în siguranța rutieră, Teza de doctorat. Universitatea Tehnica de Construcții București, 2010;

Ceder A., Livneh M.: Relationships between road accidents and hourly traffic flow. Accident Analysis and Prevention 14 (1), 19-34, 1982;

Cheval S., Breza T., Baciu M., Dumitrescu A.: Caracteristici ale precipitatiilor atmosferice extreme din România pe baza curbelor intensitate-durata-frecventa, Sesiunea de comunicari stiintifice, Administratia Naționala de Meteorologie, Bucuresti, 8-9 noiembrie, 2012;

Chira C., Iliescu M.: Drumuri urbane și piste aeroportuare, Ed. Mediamira, 2000;

Chirachavala T., Cleveland D.: Causal analysis of accident involvements for the nation’s large trucks and combination vehicles, Transportations Research Record 847, 1985;

Department of infrastructure, Energy and Resources: Road Hazard Management Guide, Tasmania, 2014;

Dicu M.: Îmbrăcăminți rutiere- Investigații și interpretări, Ed Conspress 2001;

Dicu M.: Sisteme manageriale la infrastructuri de transport rutier, 2010;

Dimaiuta M.: Interactive Highway Safety Design Model (IHSDM) – presentation, Traffic Records Forum, Biloxi, MS, 2012;

DIN 13473-1: Charakterisierung der Textur von Fahrbahnbelägen unter Verwendung von Oberflächenprofilen -Teil 1: Bestimmung der mittleren Profiltiefe. Deutsches Institut für Normung, 2004;

Division Road Traffic Management of the National Department of Transport: SADC Road Traffic Signs Manual, 3rd edition, 1999;

Dorobanțu S., Paucă C.: Trasee și terasamente;

Dorobantu, S., Răcănel, I.: Inginerie de trafic, Partea I-a. I.C. București, 1976;

Dorobantu, S., Răcănel, I.: Inginerie de trafic, Partea II-a. I.C. București, 1978;

Elvik R., Truls Vaa: The Handbook of Road Safety Measures; 2nd edition, 2009;

Europe and Central Asia region, Human Development Department (ECSHD), Sustainable Development Department (ECSSD), Global Road Safety Facility (GRSF), The World Bank: Report – Confronting “Death on Wheels”, Making Roads Safe în Europe and Central Asia, 2009;

European Transport Safety Council: Forgiving Roadside, 1998;

European Transport Safety Council: A Challenging Start towards the EU 2020 Road Safety Target, 6th Road Safety PIN Report, 2012;

European Transport Safety Council: Ranking EU Progress on Road Safety, 8th Road Safety PIN Report, 2014;

European Union Road Federation, Jacobs, R. as Steering Committee Member: Good-practice guidelines to infrastructural road safety, ERF 2002;

Evangelos B., Evangelia G.: Towards Forgiving and Self-Explanatory Roads, 2011;

Foldvary L.: Road accident involvement per miles travelled. Accident Analysis and Prevention 11, 75-99, 1979;

Fuller R.: A Conceptualisation of Driver Behaviour as Threat Avoidance, 1984;

Gattis J.L., Low S.T.: Intersecțion Angle Geometry and the Driver’s Field of View, în Transportation Research Record 1612, TRB, National Research Council, Washington D.C., 1998;

Geurts K., Wets G.: Black Spot Analysis Methods: Literature Review, 2003;

Geurts, K., Wets G., Brijs T., Vanhoof K.: Profiling high frequency accident locations using association rules. în Proceedings of Transportation Research Board (CD-ROM), Washington, USA, 11-16 January, 2003;

Glauz, W., Harwood D.: Large truck accident rates- Another viewpoint, Transportation Research Record 1038, 1985;

Hadi M.A., Aruldhas J., Chow L., Wattleworth J.A.: Estimating the Safety Effects of Cross-Section Design for Various Highway Types Using Negative Binomial Regression, presented at the 74th Annual Meeting of the Transportation Research Board, 1995;

Häkkinen, Luoma: Traffic Psychology, Hameenlinna: Otatieto, 1991;

Hauer E., Persaud B.N.: How to estimate the safety of rail-highway grade crossing and the effects of warning devices. Transportation Research Record, 1987;

Hauer E., Ng, J.C.N., Lovell J.: Estimation of Safety at Signalized Intersections, în Transportation Research Record 1185, TRB, National Research Council, Washington D.C., USA, 1988;

Hauer E.: Observational before-after studies în road safety, Pergamon, Oxford, 1997;

HD36/06: Surfacing materials for new and maintenance construction, Standard from Design Manual for Roads and Bridges, 2006;

Herrmann R. Steffen: Simulationsmodell zum wasserabfluss- und aquaplaning-verhalten auf fahrbahnoberflächen, teza de doctorat Institutul de Infrastructura și Trafic Rutier, Universitatea Stuttgart, 2008;

Herrstedt L.: Self explaining and forgiving roads – Speed management în rural areas, ARRB Conference, 2006;

Inspectoratul General al Politiei Romane, Directia Politiei Rutiere: Dinamica accidentelor grave de circulație, 1990 – 2009;

Jeffrey A.: Indicators for traffic safety assessment and prediction and their application în micro-simulation modelling: A study of urban and suburban intersections, Doctoral Thesis, 2005;

Jovanis P., Delleur J.: Exposure-based analysis of motor vehicle accidents. Transportation Research Record 910, 1983;

Korean Ministry of Construction and Transportation: Korean Road Design Guide, Gwacheon, 2000;

Kulakowski T.Bohdan, John J.Henry, Chunming Lin: A closed-loop calibration procedure for a British Pendulum Test, Surface Characteristics of roadway: international research and technologies Conference publication, 1990;

Kulmala R.: Safety at rural three- and four-arm junctions. Technical Research Centre of Finland (VTT), Espoo, Finland, 1995;

Legea nr. 265/2008 privind gestionarea siguranței circulației pe infrastructura rutieră, republicata 2012;

Los Angeles County: Model Design Manual for Living Streets, 2011;

Lucaci G.: Defecțiunile îmbrăcăminților rutiere moderne: Definire, cauze, metode de remediere, Timisoara, 2001;

Maher M.J., Summersgill I.: A comprehensive methodology for the fitting of predictive accident models. Accident Analysis and Prevention, 1996;

Maycock G., Hall R.D.: Accidents at 4-arm roundabouts. Reports 1120. Crowthorne, U.K., Transport and Road Research Laboratory, 1984;

Miaou S.P.: The relationship between truck accidents and geometric design of road sections: Poisson versus negative binomial regressions. Accident Analysis and Prevention, 1994;

Minca C. :Contribuții la studiul interacțiunii între pneu și calea de rulare în regimuri particulare de mișcare, teza de doctorat, Timisoara, 2011;

Mountain L., Maher M., Fawaz B.: Improved estimates of the safety effects of accident remedial schemes. Traffic engineering and Control, 1998;

Nassar S.: Integrated Road Accident Risk Model, Phd. Thesis, Waterloo, Ontario, Canada, 1996;

Näätänen R., Summala H.: Road-user Behavior and Traffic Accidents. North-Holland Publishing Co., Amsterdam, 1976;

NCHRP: Guide for pavement friction, Transportation Research Board, 2009;

Normativ pentru amenajare intersecții la nivel pe drumurile publice, indicativ AND 600;

Normativ privind proiectarea autostrazilor extraurbane, indicativ PD 162-2002, Buletin Tehnic Rutier, anul III, nr.1, ianuarie 2004;

Normativ privind prevenirea și combaterea înzăpezirii drumurilor publice, indicativ AND 525-2013, elaborată de Compania Națională de Autostrăzi și Drumuri Naționale din România – S.A. din 17.06.2013;

Normativ pentru evaluarea stării de degradare a îmbrăcămintei bituminoase pentru drumuri cu structuri rutiere suple și semirigide, indicativ AND 540-2004;

Normativ „Instructiuni tehnice privind determinarea starii tehnice a drumurilor”, indicativ CD 155-2001;

NORTHSTONE (NI) Ltd. QUARRY & ASPHALT DIVISION: Aggregate Tests;

NSW Centre for Road Safety: Reducing trauma as a result of crashes involving utility poles, August 2009;

Oppe S.: The use of multiplicative models for analysis of road safety data. Accident Analysis and Prevention 11, 101-115, 1979;

Persaud B.: Black spot identification and treatment evaluation. The Research and Development Brach, Ontario, Ministry of Transportation, 1990;

PIARC Technical Committee on Road Safety: Catalogue of design safety problems and potential countermeasures, 2008;

PIARC Technical Committee on Road Safety: Road Safety Manual, 2003;

Ralf H.: Traffic Typefaces, Wayfinding, 2009;

Răcănel C., Diaconu E., Dicu M.: Cai de comunicatii rutiere – principii de proiectare, 2006;

Ressel W., Herrmann S.R.: Aquaplaning und Verkehrssicherheit în Verwindungsbereichen dreistreifiger Richtungsfahrbahnen : Berechnung der Wasserfilmdicke. Nr. 997 în Forschung Straßenbau und Straßenverkehrstechnik.Wirtschaftsverl. NW, Verlag fuer NeueWissenschaft, Bremerhaven, 2008;

Rogers s.a.: Skid resistant aggregates în Ontario;

Rothengatter T., de Bruin R.: Road-user Behaviour: Theory and Research, Assen, Netherlands: Van Gorcum and Co., 1988;

Rumar K.: Collective Risk but Individual Safety, Ergonomics, 1988;

Saccomanno F., Buyco, C.: Generalized loglinear models of truck accident rates. Transportation Research Record, 1988;

Saccomanno F., Shortreed J., Van Aerde M.: Assessing the risks of transporting dangerous goods by truck and rail. Final report prepared for Proctor Limited and CGTX incorporated, Institute for Risk Research, University of Waterloo, Waterloo, Ontario, 1989;

Search Corporation și Universinj: Manual de siguranță rutieră, elaboratori: Stăniloiu Liviu, Burlacu Florentina Alina, Ghiaur Vasile, 2011;

Search Corporation: Catalog de măsuri pentru siguranța circulației în satele liniare, 2007;

Search Corporation (România), Finnroads (Finlanda): Proiect Pilot de Siguranță Rutieră pe DN1 Bucuresti Brasov, 2004;

Shankar V., Mannering F., Barfield W.: Effect of roadway and environmental factors on rural freeway accident frequencies. Accident Analysis and Prevention, 1995;

SR EN 1097-8/2003: Incercari pentru determinarea caracteristicilor mecanice și fizice ale agregatelor. Partea 8: Determinarea coeficientul de șlefuire accelerată;

SR EN 13036-4/2004: Caracteristici ale suprafețelor drumurilor și pistelor aeroportuare. Metode de încercare. Partea 4: Metode de măsurare a aderenței unei suprafețe. Încercarea cu pendul;

STAS 863-85: Elemente geometrice ale traseelor. Prescriptii de proiectare, 1985;

STAS 9470-73: Ploi maxime. Intensitati, durate, frecvente, 1973;

Strategia Naționala pentru Siguranța Rutieră 2013-2020;

Svenson O.: Are we all Less Risky and More Skillful than Our Fellow Drivers?, 1981;

Technische Universität Dresden, Universität Stuttgart: Vergleich und Bewertung von baulichen Lösungen für zur Vermeidung von abflussschwachen Zonen în Verwindungsbereichen, Zwischenbericht im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen, Dresden, 2013;

Transport Research Laboratory (TRL), Overseas Development Administration (ODA): Towards safer roads în developing countries; A guide for Planners and Engineers, 1994;

Tudose T.: Caracteristici genetice și manifestari spatio-temporale ale ploilor torentiale și de intensitate maxima anuala în nord-vestul Romaniei, teza de doctorat, Cluj Napoca, 2013;

Tunaru R.: Hierarchical Bayesian models for road accident data. Traffic Engineering and Control, 1999;

United Nations: A/RES/64/255, Improving global road safety, Resolution adopted by the General Assembly on 2 March 2010;

Valent F., Schiava F., Savonitto C., Gallo T., Brusaferro S., Barbone F.: Risk factors for fatal road traffic accidents în Udine, Italy. Accident Analysis and Prevention 34, 2002;

Vollpracht H.J.: Building Road Safety Capacity, Congress în Warsaw 2013, octombrie 2013;

Wilde G.J.S.: Risk Homeostasis Theory and Traffic Accidents: Propositions, Deductions and Discussions of Dissension în Recent Reactions, 1988;

Wolff A.: Simulation of Pavement Surface Runoff using the Depth-Averaged Shallow Water Equations, teza de doctorat Institutul de Infrastructura și Trafic Rutier, Universitatea Stuttgert, 2013;

Wood G.H.:Confidence and Prediction Intervals for Generalised Linear Accident Models, Dept. of Statistics, Macquarie University, NSW, Australia, 2004;

Woods D.P., Simms C.K.: Car size and injury risk: a model for injury risk în frontal collisions. Accident Analysis and Prevention 34, 2002;

World Health Organisation: Raportul „Global Status Report On Road Safety Time For Action”, 2009;

World Health Organisation, FIA Foundation, The World Bank, Global Road Safety Partnership: Managementul vitezei: un manual pentru factorii de decizie și pentru profesioniști, 2008;

Zarojanu H., Hermeniuc L.: Elemente de tehnică a traficului rutier, ed Societății Academice “Matei-Teiu Botez”, 2002

http://www.mastrad.com/psvdoc.htm, accesat la data de 15.01.2013;

http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_road_accidents, accesat la data de 16.12.2013;

http://en.wikipedia.org/wiki/Aquaplaning , accesat la data de 29.01.2014;

http://www.mediafax.ro/social/fenomene-meteo-tot-mai-frecvente-si-violente-in-urmatorii-ani-in-romania-7125193 , accesat la data de 14.02.2014;

http://www.natgeo.ro/dezbateri-globale/mediu/9632-fenomene-extreme-din-romania , accesat la data de 14.02.2014;

http://www.yasa.org/ – YASA Lebanon For Road Safety, accesat la data de 12.03.2014;

http://www.coslee.com.au/ – Coslee Heavy Metal Fabricators Pty Ltd, accesat la data de 25.04.2014.

Anexe

Grafice de calcul a distanței de frânare

Figura A.1. Valori ale distanței de frânare pentru declivitatea de -10,00% și timpul de reacție de 2,5 secunde, în funcție de coeficientul de frecare

Figura A.2. Valori ale distanței de frânare pentru declivitatea de -5,00% și timpul de reacție de 2,5 secunde, în funcție de coeficientul de frecare

Figura A.3. Valori ale distanței de frânare pentru declivitatea de 0,00% și timpul de reacție de 2,5 secunde, în funcție de coeficientul de frecare

Figura A.4. Valori ale distanței de frânare pentru declivitatea de +5,00% și timpul de reacție de 2,5 secunde, în funcție de coeficientul de frecare

Figura A.5. Valori ale distanței de frânare pentru declivitatea de +10,00% și timpul de reacție de 2,5 secunde, în funcție de coeficientul de frecare

Figura A.6. Valori ale distanței de frânare pentru timpul de reacție de 0,5 secunde și declivitatea de 0,00%, în funcție de coeficientul de frecare

Figura A.7. Valori ale distanței de frânare pentru timpul de reacție de 1,0 secundă și declivitatea de 0,00%, în funcție de coeficientul de frecare

Figura A.8. Valori ale distanței de frânare pentru timpul de reacție de 1,5 secunde și declivitatea de 0,00%, în funcție de coeficientul de frecare

Figura A.9. Valori ale distanței de frânare pentru timpul de reacție de 2,0 secunde și declivitatea de 0,00%, în funcție de coeficientul de frecare

Figura A.10. Valori ale distanței de frânare pentru timpul de reacție de 2,5 secunde și declivitatea de 0,00%, în funcție de coeficientul de frecare

Figura A.11. Valori ale distanței de frânare pentru timpul de reacție de 3,0 secunde și declivitatea de 0,00%, în funcție de coeficientul de frecare

Rezultate studii de caz PSRM

Raport studiu de caz IHSDM

Disclaimer

The Interactive Highway Design Model (IHSDM) software is disseminated under the sponsorship of the Department of Transportation in the interest of information exchange. The United States Government assumes no liability for its content or use thereof. This document does not constitute a standard, specification, or regulation.

The United States Government does not endorse products or manufacturers. Trade and manufacturers' names may appear in this software and documentation only because they are considered essential to the objective of the software.

Limited Warranty and Limitations of Remedies

This software product is provided "as-is," without warranty of any kind-either expressed or implied (but not limited to the implied warranties of merchantability and fitness for a particular purpose). The FHWA do not warrant that the functions contained in the software will meet the end-user's requirements or that the operation of the software will be uninterrupted and error-free.

Under no circumstances will the FHWA be liable to the end-user for any damages or claimed lost profits, lost savings, or other incidental or consequential damages rising out of the use or inability to use the software (even if these organizations have been advised of the possibility of such damages), or for any claim by any other party.

Notice

The use of the IHSDM software is being done strictly on a voluntary basis. In exchange for provision of IHSDM, the user agrees that the Federal Highway Administration (FHWA), U.S. Department of Transportation and any other agency of the Federal Government shall not be responsible for any errors, damage or other liability that may result from any and all use of the software, including installation and testing of the software. The user further agrees to hold the FHWA and the Federal Government harmless from any resulting liability. The user agrees that this hold harmless provision shall flow to any person to whom or any entity to which the user provides the IHSDM software. It is the user's full responsibility to inform any person to whom or any entity to which it provides the IHSDM software of this hold harmless provision.

Report Overview

Report Generated: Jul 7, 2014 11:15 PM

Report Template: System: Single Page [System] (idr3, Jul 7, 2014 4:54 PM)

Evaluation Date: Mon Jul 7 23:13:25 FET 2014

IHSDM Version: v9.1.0 (Feb 09, 2014)

Intersection Diagnostic Review Module: v1.5.0 (Apr 15, 2010)

User Name: Alina Burlacu

Organization Name: Technical University of Civil Engineering Bucharest

Phone: +40722258336

E-Mail: [anonimizat]

Project Title: Example Project 1

Project Comment: Example created with wizard

Project Unit System: Metric

Intersection Title: ihsdm pike/route1

Intersection Comment: none

Intersection Version: 1

Evaluation Title: Evaluation 3

Evaluation Comment: Created Mon Jul 7 23:12:08 FET 2014

Design Vehicle: P – Passenger Car

Evaluation Year: 2014

Report All Evaluated Concerns: false

Use Crash Data: false

Policy: AASHTO 2011 Metric

Intersection Diagram

Figure 1 below displays the intersection diagram for the evaluation.

Figura A.12. Diagrama intersecției

Leg Summary

Intersection Name: ihsdm pike/route1

Base Highway: Intersectie

Base Highway Location: 3+920.120

Traffic Control: Signalized

Construction Type: Existing

Table 1. Leg Summary

Queried Values

Table 2. User Queried Values