Prínos fyzického oddelenia jazdných pruhov z hľadiska bezpečnosti a kapacity turbo-okružných križovatiek

Počas posledných 15 rokov okružné križovatky nahradili na mnohých miestach cestnej siete klasické neriadené križovatky. Dôvodom je ich vyššia výkonnosť a bezpečnosť cestnej premávky zaistená hlavne nižšími rýchlosťami (20-40 km/h), zjednodušenou dopravnou situáciou len s pravými odbočeniami a výrazne nižším počtom kolíznych bodov (8 kolíznych bodov namiesto 32). V prípade vysokých intenzít dopravy a nepostačujúcej výkonnosti jednopruhových okružných križovatiek sa začali navrhovať dvojpruhové okružné križovatky. Pridaním ďalšieho pruhu na okružnom jazdnom páse, prípadne aj na vjazdoch a výjazdoch, sa však dopravná situácia výrazne skomplikovala. Vozidlá na vjazde musia dávať prednosť dvom nadradeným dopravným prúdom na okruhu, čím sa zvyšuje počet kolíznych bodov (obr. 2 vľavo). Pohyb vozidiel nie je na vjazde, ani na okružnom jazdnom páse jednoznačne usmernený. Vodiči pri vjazde do okružnej križovatky môžu použiť ktorýkoľvek z pruhov na okruhu, čím vznikajú ďalšie kolízne body. Možnosť prechádzania z pruhu do pruhu a vzájomného prepletania vozidiel na okruhu významne zvyšujú riziko vzniku dopravných nehôd. Obzvlášť nebezpečný je manéver pri výjazde z vnútorného pruhu na okruhu (obr. 2). Uvedené fakty sú dôvodmi zvýšenej nehodovosti a zároveň nižšej výkonnosti ako sa pôvodne od dvojpruhových okružných križovatiek očakávalo.

Vhodným riešením tohto problému sú turbo-okružné križovatky (TOK). Ide o kanalizované viac-pruhové okružné križovatky, ktoré vďaka ich špecifickému geometrickému usporiadaniu zabezpečujú vyššiu kapacitu ako jednopruhové okružné križovatky a zároveň vyšší stupeň bezpečnosti ako dvojpruhové okružné križovatky. Originálny návrh TOK predpokladá fyzické oddelenie jazdných pruhov. Ich nevyhnutnosť pre zabezpečenie správneho fungovania tohto typu križovatky je však predmetom častých diskusií.

Charakteristika a hlavné prvky turbo-okružnej križovatky

Turbo-okružná križovatka bola vyvinutá v r. 1990 prof. L.G.H. Fortuijnom z Holandska. Ide o špeciálny typ okružnej križovatky s dvomi alebo viacerými špirálovito konštruovanými jazdnými pruhmi na okružnom jazdnom páse. Takéto geometrické usporiadanie  zabezpečuje vodičom plynulý prejazd križovatkou od vjazdu cez okruh až na výjazd v jednom pruhu bez nutnosti jeho zmeny (obr. 1 vľavo). Základom návrhu geometrie TOK je tzv. turboblok, ktorý predstavuje zostavu línií slúžiacich pre návrh jazdných pruhov na okružnom jazdnom páse. Vytvorený je z navzájom nadväzujúcich oblúkov daných polomerov, ktorých body napojenia a ich vzájomne posunuté stredy ležia na pootočenej translačnej osi (obr. 1 vpravo). Výsledkom je špeciálna okružná križovatka s alternujúcim počtom jazdných pruhov na okružnom jazdnom páse (1 alebo 2 pruhy, prípadne 2 alebo 3 pruhy). Nový jazdný pruh vzniká oproti vjazdu a hraničí na vnútornej strane s priebežným jazdným pruhom okružného jazdného pásu. Navrhuje sa na hlavných vjazdoch, tzv. „turbo-vjazdoch“, v dominantných smeroch dopravných prúdov (vjazdy A a B na obr. 1 vľavo). Smerovanie dominantného dopravného prúdu sa tak stáva základným kritériom pri výbere vhodného typu turbo-okružnej križovatky (základná, oválna, kĺbová, rozšírená kĺbová, špirálová, rotorová alebo hviezdicová [9]). Pre základnú TOK je znázornené pomerovo šípkami na obr. 1.

Vďaka špirálovitému vedeniu pruhov na okružnom jazdnom páse je na TOK nižší počet kolíznych bodov ako na štandardnej dvojpruhovej okružnej križovatke (zníženie z 24 na 14 kolíznych bodov – obr. 2). Nebezpečné krížne kolízne body pri výjazde z vnútorného pruhu na okruhu a tiež prieplety sú tu úplne eliminované. Navyše je pozícia kolíznych bodov na TOK jasne daná, na rozdiel od dvojpruhových okružných križovatiek, kde kvôli neusmernenému pohybu dopravných prúdov ide skôr o kolízne plochy (hlavne pri priepletoch).

Správne a efektívne fungovanie TOK predpokladá rozdelenie vozidiel do jazdných pruhov pre jednotlivé smery (ciele) jazdy už pred križovatkou. Je preto nevyhnutné navrhnúť dopravné značenie tak, aby včas a jednoznačne naviedlo vodičov do správneho jazdného pruhu ešte skôr ako vstúpia do TOK. Potrebné je nielen vodorovné, ale aj zvislé dopravné značenie, napr. ako je uvedené na obr. 3.

Kanalizovanie a usmernenie dopravných prúdov na TOK je podľa pôvodného návrhu prof. Fortuijna zabezpečené fyzickým oddelením jazdných pruhov na vjazde, okružnom jazdnom páse a výjazde z TOK (obr. 4). Dopravné prúdy sa tak pohybujú cez celú križovatku v oddelených jazdných pruhoch. Vyvýšené líniové oddeľovače sú prerušené len v miestach vjazdov do  vnútorného pruhu na okružnom jazdnom páse (obr. 4 vľavo).

Líniové oddeľovače (prefabrikované betónové prvky) musia byť vyvýšené (podľa [9] v SR 5 cm nad vozovkou), pevne založené a so skosenými hranami v miestach nábehu. Pri ich návrhu a realizácii treba zabezpečiť odvodnenie vozovky (5 cm medzery medzi jednotlivými prvkami) a ich dostatočné zvýraznenie hlavne pri zhoršenej viditeľnosti alebo v noci (napr. LED diódami alebo reflexnými prvkami). Taktiež je potrebné počítať s umožnením zimnej údržby a prejazdu ťažkých nákladných vozidiel, resp. nákladných súprav.

Počas zimnej sezóny je možné doplniť fyzické oddelenie jazdných pruhov o zvýrazňujúce dosky v mieste vjazdu a výjazdu na jazdné pruhy okružného pásu, ktoré spoľahlivo funguje napr. na TOK v Slovinsku (obr. 5 vľavo). Vozidlá zimnej údržby tak môžu pri napadnutí súvislej vrstvy snehu bez problémov identifikovať začiatok a koniec všetkých vyvýšených oddeľovačov.

Pre zabezpečenie prejazdu rozmerných vozidiel – v mieste ich vjazdu do jazdného pruhu okružného pásu (vznikajúcom na úkor stredového ostrovčeka) – sa navrhne v prípade potreby rozšírená časť fyzického oddelenia (obr. 5 vpravo). Dispozične, rozmerovo a materiálovo tento prvok pôsobí ako prekážka prejazdu pre osobné vozidlá, rovnako ako líniový oddeľovač alebo spevnená časť stredového ostrovčeka, je však prispôsobený pre prejazd rozmerných vozidiel.

 

Fyzické oddelenie jazdných pruhov – vplyv na bezpečnosť a kapacitu

Z hľadiska bezpečnosti a plynulosti dopravy sa fyzické oddelenie jazdných pruhov radí k najdôležitejším prvkom TOK. Primárne zaisťuje vyššiu bezpečnosť, sekundárne aj kapacitu. Hlavnými dôvodmi sú funkcie, ktoré plní:

• zamedzenie (odradenie) svojvoľnému prechádzaniu vozidiel z pruhu do pruhu na vjazde a výjazde do/z TOK, nežiaducemu prepletaniu vozidiel na okružnom jazdnom páse, bočným kolíziám a kríženiu dráhy vozidiel vychádzajúcich z vnútorného pruhu na okruhu s vozidlami idúcimi po okruhu,
• zamedzenie vyrovnávaniu trajektórie prejazdu vozidiel cez križovatku pri nízkych intenzitách dopravy,
• vymedzenie jednoznačnej pozície kolíznych bodov na okružnom jazdnom páse,
• lepšie zvýraznenie vedenia pruhov, ktoré zvyšuje istotu vodičov hlavne pri prechádzaní neznámou TOK,
• optické zúženie pruhov, ktoré vedie k zníženiu rýchlosti vozidiel prechádzajúcich cez TOK,
• pozitívny psychologický vplyv, ktorý znižuje obavy vodičov z vozidiel pohybujúcich sa v ostatných jazdných pruhoch.

Uvedené funkcie v konečnom dôsledku zabezpečujú celkové zníženie pravdepodobnosti vzniku nehody, a teda vyššiu bezpečnosť cestnej premávky na TOK. Podľa niektorých štúdií sa pri rekonštrukcii dvojpruhovej okružnej križovatky na TOK riziko nehody znižuje až o 70 % [3], čo je takmer na úrovni jednopruhových okružných križovatiek. Iné štúdie, založené na technikách analýz kolízií, preukázali 40 % až 50 % zníženie výskytu nehôd [6]. Výsledky výskumov tiež preukázali, že TOK sú výrazne bezpečnejšie ako klasické neriadené križovatky (okolo 70 % zníženie smrteľných alebo vážnych dopravných nehôd) a bezpečnejšie ako križovatky riadené SSZ (okolo 50 % zníženie smrteľných alebo vážnych dopravných nehôd) [11].

Výsledky bezpečnostných štúdií však vychádzajú zo základného predpokladu, že sa vozidlá pohybujú po určených trajektóriách vymedzených geometrickým vedením TOK po fyzicky oddelených jazdný pruhoch. V niektorých krajinách však od budovania fyzických oddeľovačov z opatrnosti, alebo určitých obáv ustúpili (zabezpečenie údržby, zimnej údržby alebo odvodnenia). Usmernenie dopravných prúdov je tu zabezpečené len formou vodorovného dopravného značenia (napr. Nemecko, Poľsko, Rakúsko). V praxi sa však ukázalo, že usmernenie dopravných prúdov „oddelených“ len vodorovným dopravným značením nie je postačujúce. Vodiči ho v mnohých prípadoch nerešpektujú a základná myšlienka TOK tak v praxi funguje v oveľa menšej miere. Potvrdilo sa to nielen v zahraničí – príklad na TOK v Nemecku je uvedený v [2], ale aj v našich podmienkach – na nedávno vybudovaných dvoch TOK v Bratislave a Michalovciach. Tieto križovatky boli navrhnuté a zrealizované ešte v čase, kedy neboli stanovené jednotné pravidlá pre ich projektovanie v podmienkach SR [9]. Vybudované sú bez fyzického oddelenia jazdných pruhov. Vodiči tu ignorujú vodorovné dopravné značenie a skracujú si dráhu prejazdu, prechádzajú z pruhu do pruhu, prípadne sa nedržia pri prejazde priamo v pruhu. Napríklad na rotorovej turbo-okružnej križovatke v Michalovciach tak bežne porušuje pravidlá cestnej premávky takmer 40% vodičov (príklad na obr. 6). Výsledkom je nežiaduce zvýšenie potencionálnych kolíznych situácií a rizika vzniku nehody.

Nevybudovanie fyzického oddelenia jazdných pruhov na vjazde, okruhu a výjazde z TOK má okrem bezpečnosti nepriaznivý vplyv aj na kapacitu križovatky. Na TOK s „oddelenými“ jazdnými pruhmi len vodorovným dopravným značením nie sú vodičom zamedzené nežiaduce pohyby a vytvárajú sa tak predpoklady k nerovnomernému vyťaženiu pruhov na vjazde. Ako príklad je možné uviesť štandardnú dvojpruhovú okružnú križovatku, na ktorej nie sú dopravné prúdy jasne usmernené. V praxi sa preukázalo využívanie ľavého (vnútorného) pruhu na dvojpruhovom vjazde v oveľa menšej miere ako využívanie pravého pruhu, a to aj napriek dlhším kolónam vytvárajúcim sa v pravom pruhu [1,5] (obr. 7a). Hlavným dôvodom sú obavy vodičov z nebezpečných kolíznych situácií pri prepletaní vozidiel na okruhu a tiež pri výjazde z vnútorného pruhu okružného jazdného pásu (obr. 2). Z prieskumov vyplýva, že pri nízkom vyťažení vjazdu je využitie ľavého pruhu len cca. 15 % [8], pri dlhších časoch čakania a kolónach v pravom pruhu sa zvyšuje cca. na 30 %, ojedinele na 40 %. Rovnaké nízke využitie bolo zaznamenané aj na vnútornom pruhu na okruhu, okolo 20 % – 40 %. Nerovnomerné vyťaženie pruhov na vjazde znamená nižšiu kapacitu dvojpruhového vjazdu, a teda celkovú kapacitu okružnej križovatky.

Z prieskumov vyplýva, že pri fyzicky oddelených jazdných pruhoch na TOK (vďaka eliminovaniu nebezpečných kolíznych situácií) nemajú vodiči obavy efektívne využívať obidva pruhy na vjazde. Vnútorné (ľavé) pruhy na hlavných dvojpruhových vjazdoch do TOK, na tzv. „turbo-vjazdoch“ (vjazd A a B, kde sú pre priame smery určené obidva pruhy) využíva takmer 50 % vodičov, čo  potvrdzujú aj výsledky prieskumov na TOK v Holandsku [8] a tiež v Slovinsku [5] (obr. 7b).

Efektívne (rovnomerné) využívanie obidvoch pruhov na hlavnom vjazde do TOK sa premietne aj do vyššej kapacity dvojpruhového vjazdu. Naopak, znižovaním podielu dopravného zaťaženia na ľavom pruhu (L), a teda zvyšovaním podielu na pravom pruhu (P), kapacita dvojpruhového vjazdu klesne. Tento pokles pre rôzne pomery využívania ľavého a pravého pruhu na hlavnom vjazde do TOK je uvedený v grafe na obr. 8.

Pri výpočte kapacity dvojpruhového vjazdu sa vychádzalo z kapacity ľavého a pravého jazdného pruhu vypočítaných samostatne v zmysle [9] podľa vzťahu:

Kapacita dvojpruhového vjazdu, závislá od stupňa saturácie každého jazdného pruhu na vjazde a od stupňa saturácie kritického jazdného pruhu, bola potom stanovená v súlade s výpočtovým modelom podrobnejšie rozpísanom napr. v [4,5,10] podľa vzťahu:

V grafe na obr. 8 je uvedená kapacita dvojpruhového vjazdu do TOK v závislosti od intenzity dopravy na okružnom jazdnom páse a to pri rovnomernom využívaní ľavého a pravého jazdného pruhu na hlavnom vjazde (krivka L/P = 50/50) a tiež pri nerovnomernom využívaní týchto pruhov (napr. krivka L/P = 40/60 znamená 40 % na ľavom a 60 % na pravom jazdnom pruhu z celkovej intenzity dopravy na vjazde). Z výsledkov vyplýva, že pri každom poklese využívania ľavého pruhu o 10 % môže kapacita takéhoto dvojpruhového vjazdu klesnúť až o 19 %.

Záver

Napriek tomu, že turbo-okružné križovatky stále patria k pomerne „mladým“ okružným križovatkám, pre ich nesporné výhody v porovnaní so štandardnými dvojpruhovými okružnými križovatkami, našli svoje uplatnenie okrem Holandska, aj v Nemecku, Slovinsku, Belgicku, Českej republike, Poľsku, Maďarsku a ďalších európskych štátoch. V súčasnosti ich je v Európe vybudovaných viac ako 400 (z toho 300 v Holandsku) a tento počet naďalej narastá. Na základe 15-ročných skúseností v zahraničí sa predpokladá ich rozšírenie aj na Slovensku.

V Holandsku a Slovinsku sa fyzické oddeľovače považujú za štandardný prvok TOK. Praktické skúsenosti z týchto krajín ukazujú, že ich použitie nie je problémom z hľadiska budovania, prevádzky, údržby ani zimnej údržby. V susednej ČR, kde je vybudovaných desať TOK bez fyzických oddeľovačov, sa najnovšia TOK v Českých Budějoviciach (r. 2014) vybudovala s vyvýšenými oddeľovačmi a odporúča ich aj aktuálny metodický pokyn z roku 2015 [7]. Aj na Slovensku sa z dôvodu zaistenia čo najvyššej bezpečnosti cestnej premávky a kapacity budú nové TOK v zmysle aktuálnych technických podmienok [9] budovať s fyzickým oddelením jazdných pruhov.

---

Autor:

doc. Ing. Andrea Kociánová, PhD., Stavebná fakulta, Katedra cestného staviteľstva, Žilinská univerzita v Žiline, Univerzitná 8215/1, 010 26,  Žilina, Slovenská republika

---

Poďakovanie

Tento článok vznikol vďaka podpore v rámci operačného programu Výskum a vývoj pre projekt: Centrum excelentnosti pre systémy a služby inteligentnej dopravy II., ITMS 26220120050 spolufinancovaný zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja.

Literatúra

• Brilon, W. : Roundabouts : A State of the Art in Germany. In: National Roundabout Conference, Vail, Colorado; May 22 – 25, 2005
• Brilon, W., Bondzio, L., Weiser, F.: Experiences with Turbo-Roundabouts in Germany. 5th Rural Roads Design Meeting, Copenhagen. Available online at: http://nmfv.dk/wp-content/uploads/2014/04/ Experiences-with-Turbo-Roundabouts-in-Germany-BrilonBondzio-Weiser.pdf, Accessed April 3-4, 2014.
• Fortuijn, L.G.H. (2009): Turbo Roundabouts: Design Principles and Safety Performance, Journal of the Transportation Research Board. Vol. 2096, pp 16-24, 2009, ISBN 9780309126120.
• Guerrieri, M., Corriere, F., Ticali, D.: Turbo-Roundabouts: A Model to Evaluate Capacity, Delays, Queues and Level of Service, European Journal of Scientific Research Vol. 92 No 2, December, 2012, ISSN 1450-216X.
• Kociánová, A.: Nový prístup k posúdeniu kapacity dvojpruhových vjazdov do okružných križovatiek, Silniční obzor, ročník 76., číslo 7-8, s. 204-210, 2015. ISSN 0322-7154.
• Mauro, R., Cattani, M., Potential Accident Rate of Turbo-Roundabouts, 4th International Symposium on Highway Geometric Design, Valencia, Spain,2010.
• Metodika pro navrhování turbo-okružních křižovatek. VUT v Brně, Fakulta stavební. ISBN 978-80-214-5202-2
• Smělý, M., Radimský, M., Apeltauer, T. Kapacita okružních křižovatek s vícepruhovými vjezdy, Dopravní inženýrství, 01/2011, ISSN 1801-8890.
• Technické podmienky TP 14/2015 Projektovanie turbo-okružných križovatiek, MDVR SR, 2015
• Tollazzi, T.: Alternative Types of Roundabouts. An Informational Guide. Springer 2015. ISBN 978-3-319-09084-9.
• Wim van der Wijk: Turbo Roundabouts – a Safe Solution for Hungary? International Conference „Enhancement of Co-operation in Road Management, Budapest, 2009
• http://www.gecom.sk/?kat=kamera-kruhacke