Пробки – проклятие любого современного мегаполиса. Для того чтобы сэкономить жителям городов время и распределить потоки машин, инженеры-проектировщики прибегают порой к потрясающим решениям, о которых мы и расскажем в нашем материале.
Развязка имени судьи Хэрри Преджерсона, Лос-Анджелес
Одна из самых запутанных в мире дорожных конструкций, объединившая трассы для пассажирского транспорта, транзитную дорогу Harbor и железнодорожное полотно зеленой линии лос-анджелесского метрополитена, была открыта в 1993 году. Это хитрое сплетение дорог, расположенное на пересечении шоссе I-105, ведущего из Эль Сегундо в Норуолк, и I-110, следующего из Сан-Педро в Лос-Анджелес, неспроста носит имя федерального судьи Гарри Преджерсона. Подобно знаменитому законнику, сумевшему разобраться в дебрях судебного спора о возведении I-105, автомобильная развязка мастерски разруливает бесконечные потоки машин. Всего за один день этот лабиринт, позволяющий поворачивать в любом направлении на всех участках пути, пересекает более 500 тысяч автомобилей. Проблема лишь одна – стоит пропустить один, тот самый, нужный поворот, и чудо инженерной мысли превратится для вас в бесконечную ленту Мебиуса.
Круговая велосипедная развязка, Эйндховен
Государственная поддержка велосипедистов, развернутая на территории Голландии, привела к потрясающим результатам: в последние годы большая часть населения страны предпочитает использовать в быту экологичный и экономный двухколесный транспорт. Для удобства тех, кто предпочел отказаться от автомобилей, стала создаваться специальная инфраструктура – например, уникальная дорожная развязка The Honvering в Эйндховене. Этот круговой стальной мост, подвешенный над оживленным транспортным узлом, позволяет объезжать автомобильные дороги. Удивительная конструкция удерживается на центральном 70-метровом столбе при помощи металлических тросов, а для надежности укреплена еще и бетонными колоннами. Создатели The Hovering утверждают: будущее как раз за такими технологиями, сводящими на нет дорожно-транспортные происшествия и украшающими пейзажи необычным футуристическим дизайном.
Развязка Грэйвелли-Хилл, Бирмингем
Строительство запутанной, будто клубок ниток, дорожной развязки в Бирмингеме заняло четыре года. Много технологических проблем и инженерных загвоздок стояло на пути проектировщиков, вынужденных объединить в одну сеть две железнодорожных линии и 18 автомобильных маршрутов, от трассы государственного значения А38, ведущей из Корнуола в Нортхэмпшир, до узких проселочных дорог, не имеющих названия, и перекинуть все это через три канала и две реки. Для обеспечения лучшей пропускной способности и хорошей устойчивости строители были вынуждены заново уложить почти 22 километра дорожного покрытия и установить 59 колонн, разместив шоссе на пяти разновысотных уровнях. С легкой руки репортера местной газеты результат нелегких трудов, явившийся миру в мае 1972 года, получил шутливое прозвище «Развязка спагетти». Уж больно эта пугающая конструкция напоминает «смесь тарелки с макаронами и неудачной попытки завязать стаффордширский узел».
Транспортная развязка на Таганской площади, Москва
Даже те, кто знает «правила игры» и давно передвигается по таганским улочкам-переулочкам, нередко теряются на Садовом кольце. Что уж говорить про тех, кто впервые оказался на пересечении самых оживленных дорог Москвы, раскинувшихся в сердце Центрального округа столицы. Там, где Большой Краснохолмский мост соединяется с улицей Земляной вал, всегда царит хаос. Несколько автомобильных дорог, ведущих с Нижней и Верхней Радищевских, Гончарной, Марксистской, Воронцовской, Таганской, Народной улиц и насчитывающих по шесть и более полос, кишат бесконечными рядами автомобилей. Несмолкающий шум проезжающего транспорта прорезают резкие сигналы, а пробкам в часы пик не видно ни конца, ни края. Красочную картину одной из самых страшных дорожных развязок мира довершают две станции московского метро, автобусная остановка и практически полное отсутствие указателей.
Развязка на площади Шарля де Голля, Париж
Гениальные французские градостроители, подарившие Парижу площадь Звезды, наверняка не обладали даром предвидения. За прошедшие века «пятачок» возле прославленной Триумфальной арки, оживленный даже по меркам XIX века, превратился в настоящий ад для автомобилистов. Несмотря на то, что от центрального городского плаца, будто лучи звезды, расходятся в разные стороны 12 прямых и широких проспектов, и сходятся несколько линий метро, RER, автобусных маршрутов и автомобильных дорог, здесь нет ни светофоров, ни знаков приоритета. Немудрено, что даже парижские таксисты, проезжающие по округе по сто раз за день, грустно вздыхают, получив заказ на площадь Шарля де Голля. Ни интуиция, ни хорошее знание правил дорожного движения, ни многолетний водительский стаж не спасают от ужаса, творящегося тут в час пик: на развязке, попавшей в рейтинг самых сложных путей в мире, случается по несколько аварий в час.
Впервые о пересечении дорог на разных уровнях высказался Леонардо да Винчи еще в ХVI веке, но за последние полвека новых видов и типов представлено не было. Есть некоторые энтузиасты, такие как Семенов из Санкт-Петербурга, Петрук из Киева, Бутеляускас из Литвы, Ли Дзанг Хи из Кореи, кто находится в поиске оптимальных решений для транспортных узлов. Вовлекся в эту работу и ваш покорный слуга, считая себя одним из последователей да Винчи на ниве изобретательства и осознавая просчеты проектировщиков, выводящих на традиционных клеверах…
Основной целью моего проекта была разработка развязки, которая позволяла бы решить проблему преодоления пробок на автодорогах: чтобы просто и удобно было проезжать перекрестки, которые по аварийности перетягивают на себя треть всей . Причем развязки более технологичной и дешевой при возведении относительно строящихся ныне.
Поставил перед собой три трудно совместимые задачи:
- езда на все четыре и более сторон;
- езда без пересекающихся и переплетающихся потоков;
- изменение любого направления движения без приостановки и значительного снижения скорости.
В результате длительной и кропотливой работы получил патент на изобретение № 2468138, действующий до 25.07.2031. Получилась единственная в мире система транспортных развязок модульного типа любой конфигурации и с множеством вариантов исполнения. А именно - турбинно-кольцевая транспортная развязка. Это не просто красивое словосочетание. Ее внедрение приведет к изменению определения самой транспортной развязки. В новой редакции, если добавить пару слов, оно должно звучать так: «Транспортная развязка - комплекс дорожных сооружений (мостов, туннелей, дорог), предназначенных для минимизации, а также полного устранения пересечений транспортных потоков и как следствие для увеличения пропускной способности дорог».
Недостатки турбинно-кольцевой развязки
- Средняя сложность конструкции.
- Резкие перепады высот и длинные уклоны (они нивелируются при новом строительстве, когда круговое движение на первом или втором уровнях).
- Непригодность для центральных городских перекрестков.
Сколько это стоит?
Теперь о самом главном для заказчика - о стоимости. В Москве развязки дешевле 5 млрд руб. не строят, есть даже две по 17 миллиардов. Мои предложения в министерства транспорта Челябинской области, Крыма, Севастополя, Белоруссии вызвали определенный интерес, но 1,5 млрд руб. для них оказались слишком большими вложениями.
Специфика бизнеса строительства дорог заключается в отсутствии конкуренции, так как средства выделяются из бюджетов государства или его субъектов монополистам с «устойчивыми долголетними связями» (так я аккуратно завуалировал откаты). Без соперничества не рождаются новые идеи, не формируется спрос на них. Ведь у финансирующих организаций отсутствует понятие новизны, а исполнителям менять что-либо всегда невыгодно.
На пути к намеченной цели, еще до патентования, почувствовал, что проект запросто можно видоизменить под различные дорожные ситуации. И вместо одного концепта создал аж девять! Для ознакомления с изобретением обращался в различные инстанции и организации. А именно: в Министерство транспорта РФ, Правительство Москвы и Санкт-Петербурга. Предлагал, к примеру, сделать МКАД безостановочным, организовать бессветофорное движение на Невском проспекте, не нарушая при этом исторический облик города с его обилием водной среды. Но никому до этого и дела нет.
В 2013 году Департамент транспорта Москвы провел анализ эффективности устройства турбинно-кольцевой развязки в сравнении с предложениями НИиПИ Генплана Москвы. В итоге, по их выводам, мои предложения оказались эффективнее, в частности, по сроку окупаемости - два года против шести. В чем уступил? В цене. Затраты на строительство рассчитаны в 2,772 млрд руб. против их чуть менее двух миллиардов. Так что получил отказ. В ответ на него предложил руководителю департамента Максиму Ликсутову построить мою развязку за 2 млрд руб., а если не хватит, то д обавить из своих карманов. В итоге Москва построила свою развязку… за 7 миллиардов! И школьнику начальных классов понятно, что четырехуровневое сочленение дорог с двумя туннелями, затрудняющими движение транспорта при строительстве, не может стоить дешевле трехуровневой.
Свое изделие оцениваю в 1,5 млрд руб. со сроком строительства в один год. Пусть это спорные цифры. Отказ от строительства пешеходных надземных или подземных переходов с остановками общественного транспорта на небольшом удалении от объекта, а также разворотных эстакад или туннелей позволит дать экономию около полумиллиарда рублей. По «клеверу» пешеходы ходить не могут, а турбинно-кольцевые это позволяют. Плюс пересадочный узел и возможность разворота непосредственно на эстакаде, а не перед ней.
Если у кого-то сомнения в цифрах, то как объяснить, что в Киеве у моста Патона построили развязку, на три четверти похожую на мою? Вы не поверите, но ее возвели всего за полгода и менее чем за 800 млн руб.! Просто это были европейские деньги и строилось все к чемпионату Европы по футболу 2012 года.
Прошлой осенью предоставилась возможность провести презентацию в «Автодоре». Им понравилось. Предложили получить заключения от авторитетных проектных организаций. Некоторые отделались смешными заочными отписками, МАДИ от сотрудничества и вовсе уклонился.
Как итог, развязок строится вроде бы много, но дорожная ситуация только ухудшается. Главной проблемой пробок является не постоянно увеличивающееся количество транспорта на автодорогах, в чем нас пытаются заверить, а проблемы стоящего транспорта. Ими я и занимаюсь уже более двух десятков лет. Кроме представленных девяти вариаций одной идеи позже появились еще пять, совершенно не похожих на представленные.
P.S.: Конкретное имя развязке можно дать по названию города, где она появится первой. Готов к адекватному общению в комментариях.
То, что вы видите перед собой на заглавной фотографии - это ни что иное, как новая концепция перекрестка на шоссе, которая направлена на устранение необходимости левого поворота, тем самым снижая риск серьезных ДТП в разы. Согласны, что с первого взгляда все это нагромождение полос выглядит как полный хаос, но спецы утверждают, что за такими безопасными развязками будущее.
Концепция, на самом деле, не нова. Впервые подобный вариант развязки был предложен студентом-инженером много лет назад, в 2000 году данный тип развязки появился на страницах дипломной работы Гилберта Хлевицки, хотя, как утверждают некоторые источники, подобные ранее строились во Франции, правда в небольших количествах.
С тех пор похожие по дизайну развязки в виде эксперимента начали появляться на дорогах США. Эксперимент расширялся и на данный момент на территории нескольких штатов функционирует более 100 подобных развязок.
Самая крупная из них находится во Флориде, где в прошлом году дорожники завершили расходящуюся алмазную развязку (эти огромные перекрестки так называют за счет своеобразной формы соединения внутренних дорог) на Университетском бульваре на линии Манати и округа Сарасота, которая в самом широком месте составляет до 12 полос движения. (Карту «алмазных развязок» по всему миру можно найти здесь.)
В чем суть и смысл такой развязки? Концепция довольно проста: меньше точек остановок для водителей, большая пропускная способность, меньше пробок и полное устранение левых поворотов, пересекающих встречное движение. Вот официальное видео от Департамента транспорта Флориды, показывающее, как все это работает:
Как видно из ролика, перекрещивание двух встречных направлений движения под мостом убирает необходимость левого поворота против движения.
Правда, те из водителей, которые уже испытали на себе все прелести автомобильной урбанизации нового поколения, заявили, что для понимания того, куда нужно ехать и как все это работает необходимо несколько раз проехать по сложному перекрестку. Очень редко кто с первого раза способен пройти испытание и уехать в нужном направлении.
Исследователи, однако, заявили, что так называемые «расходящиеся алмазные развязки» снижают случаи смертельных аварий более чем на 60 процентов, а обычные аварии примерно на 33 процента. Они также могут быть сконструированы с размещенными на них вело- и пешеходными дорожками. На видео это продемонстрированно.
Как дела на самой большой из развязок во Флориде? Довольно хорошо, согласно сообщению, на веб-сайте America"s Transportation Awards, организации, частично спонсируемой AAA и торговой палатой США.
С момента открытия автомобилисты, использующие эту у, испытали на себе 40-процентное сокращение задержек в поездках, уменьшение автомобильных аварий до 50 процентов за счет уменьшения количества так называемых конфликтных точек и повышения мобильности.
Что дадут новые развязки и появятся ли они не только в США, а в других странах мира, например, в России? Главным образом, на наш взгляд, «алмазные развязки» показывают очень важный тренд современных крупных шоссе. Поворот налево рано или поздно должен с них полностью уйти, в том числе в виде стрелки на светофоре.
Алматы - один из крупнейших мегаполисов Казахстана. Естественно, что он, как и другие крупные города развитых стран, сталкивается с необходимостью решать проблему дорожных развязок. Сегодня при проектировании автомобильных дорог предпочтение отдают современным технологиям и методам производства изысканий, основанным, прежде всего, на использовании высокопроизводительных методов сбора информации о местности: использованию ГИС - технологий при изысканиях автомобильных дорог и сооружений на них, методам наземной и аэрокосмической цифровой фотограмметрии, системам спутниковой навигации « GPS », методам электронной тахеометрии, наземного лазерного сканирования местности и геофизическим методам инженерно - геологических изысканий. Транспортная развязка -- комплекс дорожных сооружений (мостов, туннелей, дорог), предназначенный для минимизации пересечений транспортных потоков и, как следствие, для увеличения пропускной способности дорог. Преимущественно под транспортными развязками понимаются транспортные пересечения в разных уровнях, но термин используется и для специальных случаев транспортных пересечений в одном уровне. На сегодняшний день при строительстве используются новейшие современные технологии при строительстве автотранспортных развязок для улучшения качества и безопасности развязок.
В нашем городе чаще используют такие приборы как Leica TC 407 производство Швейцария, а так же они выпускаю разные электронные рулетки и системы GPS.
Так же при строительстве развязок используются новейшие программы ГИС, такие как Credo mix и AutoCAD. Эти программы специально предназначены для решения задач при строительстве разных видов и сложностей.
Виды автомобильных развязок
Транспортные развязки на пересечениях и примыканиях автомобильных дорог в разных уровнях являются сложнейшими узлами автомобильных дорог с точки зрения проектирования плана соединительных рамп, продольного и поперечных профилей, вертикальной планировки, организации поверхностного водоотвода. Развязки в разных уровнях, устраиваемые прежде всего на автомобильных дорогах высоких категорий, призваны для исключения пересечения транспортных потоков разных направлений в одном уровне с соответствующим увеличением пропускной способности дорог, скоростей движения, уровней удобства и безопасности движения. На примере сложной транспортной развязки, представленной на рисунке 1, показаны основные их элементы: пересекающиеся автомагистрали, лево-поворотные, правоповоротные съезды, директивные лево-поворотные съезды, путепроводы.
Тип и принципиальные схемы транспортных развязок движения определяются множеством факторов: категориями пересекающихся дорог, перспективной интенсивностью транспортных потоков по направлениям; рельефом и ситуационными особенностями местности в районе пересечения или примыкания и т. д. Из всего многообразия разработанных схем транспортных развязок на пересечениях и примыканиях автомобильных дорог на рисунке 2 представлены некоторые из них, находящие применение в практике транспортного строительства.
Рисунок 1. Схема сложной транспортной развязки в разных уровнях:
1 - пересекающие автомагистрали; 2 - левоповоротные съезды;
3 -правоповоротные съезды; 4 - директивные лево поворотные съезды; 5 - путепроводы
Со стороны действующих строительных норм и правил проектирования к развязкам движения предъявляют следующие требования:
Схемы развязки движения в разных уровнях на дорогах I - II категорий не должны допускать пересечений лево-поворотного движения с транспортными потоками основных направлений;
Пересечения и примыкания на дорогах I - II категорий предусматривают не чаще, чем через 5 км, а на дорогах III категории - не чаще, чем через 2 км;
Выезды с дорог I - III категорий и въезды на них осуществляют с устройством переходно-скоростных полос;
Рисунок 2 - Схемы развязок движения на пересечениях и примыканиях автомобильных дорог разных уровнях:
а- развязка «клеверный лист»; б, в, г, д - комбинированные клеверообразные развязки с директивными левоповоротными съездами; е - развязка «обжатый клеверный лист»; ж - развязка «обжатый не полный клеверный лист»; з - ромбовидное пересечение; и - Примыкающие с директивными левоповоротными съездами; л - Примыкающие по типу «трубы»; м - Примыкающие со смежными левоповоротными петлями
На участках ответвлений и примыканий съездов развязок движения используют особые типы переходных кривых, характеризуемых параболическим либо S-образным законами изменения кривизны и наилучшим образом отвечающих условиям движения по ним автомобилей с переменными скоростями. Ширину проезжей части на всем протяжении левоповоротных съездов принимают равной 5,5 м, а на правоповоротных съездах - 5,0 м.
Ширина обочин с внутренней стороны закруглений на съездах должна быть не менее 1,5 м, а с внешней стороны - 3,0 м. Продольные уклоны на съездах развязок движения в разных уровнях не должны быть более 40.
Один из видов сложных транспортных развязок это клеверообразная. В конце 1960-х за рубежом клеверообразные накопительные развязки стали преобладать перед классическими клеверообразными. При такой конструкции развязки, съезды стали длиннее, соответственно увеличился радиус поворота, что позволяет повысить скорость передвижения по ней. В некоторых случаях для удлинения коротких петлевых съездов используют третий уровень развязки.
Преимущества этой развязки в том что дешевая по сравнению с другими видами развязки и используется только 2 уровня для 2-х шоссе, выезд расположен перед въездом, количественно снижается необходимость перестроения потоков перед выездами с шоссе. Высокая пропускная способность развязки.
Недостатки развязки в том что необходимо преобладание одного из потоков над другим. Если потоки сравниваются, то становится невозможным движение общественного транспорта через светофорную зону, при росте потока может закупориться и тоннель, необходимо большее расстояние перед следующим перекрёстком.
Рисунок 3. Схема клеверообразной развязки
Другая альтернатива четырехуровневой накопительной развязки - это турбинная развязка (также ее называют «Вирпул», в переводе - "завихрение"). Обычно, турбинной развязке требуется меньше (обычно два или три) уровня, съезды развязки по спирали сходятся к её центру. Особенностью развязки являются съезды с большим радиусом поворота, позволяющие повысить пропускную способность развязки в целом.
Преимущества этой высокая пропускная способность и выезд расположен перед въездом, так же снижается необходимость перестроения потоков перед выездами с шоссе.
Недостатки заключаются в том что требует много места для строительства, требует сооружения 11 мостов, резкие перепады высот на эстакадах съездов.
Рисунок 4. Схема развязки
Рисунок 5 - Развязка в натуре (аэрофотоснимок)
Светофорная развязка образуется путём пересечения под произвольным углом (обычно прямым) двух и более дорог. Термин «развязка» употребляют только при сложном светофорном цикле, наличии других дорог для поворотного движения или запрете следования в одном из направлений.
Преимущества:
2. Возможность выделить отдельный цикл для пешеходов.
Недостатки
1. Проблема левого поворота при интенсивном движении на одной из дорог;
2. При интенсивном движении время ожидания зелёного может достигать 10 минут;
3. При большом трафике есть большой риск возникновения дорожных «пробок».
Светофорная с карманом для разворота и левого поворота устраивается в случаях, когда на одной из улиц уже есть разделение потоков.
Преимущества:
1. Простота светофорных циклов;
2. Используется имеющееся место на старом перекрёстке.
Недостатки:
1. Перегруз дороги, на которой устроены «карманы», может создать «пробки»;
2. При левом повороте (а иногда и при развороте) необходимо стоять на минимум двух «красных» (для решения этой проблемы обычно разрешают правый поворот на красный);
3. Ухудшается положение для пешеходов за счёт сокращения цикла или ликвидации фактически бессветофорного перехода. Такую развязку часто строят вместе с подземным переходом;
4. Необходимо убирать помехи для видимости пешеходов, либо создаётся опасность правого поворота.
Круговой перекрёсток в действии основан на том, что вместо перекрёстка строится круг, на который можно въезжать и съезжать в любом месте.
Преимущества:
1. Количество светофорных циклов снижается до минимальных двух (на пешеходный переход и проезд машин), иногда светофоры упраздняются вообще;
2. Нет проблемы левого поворота (при правостороннем движении);
3. Возможно ответвление и более четырёх дорог;
Недостатки:
1. Не может дать приоритет какой-либо (главной) дороге; применяется, как правило, на дорогах сходной загруженности;
2. Высокая аварийная опасность;
3. Необходимость чётко учитывать потоки пешеходов;
4. Требуется много лишнего места;
5. Пропускная способность ограничена длиной окружности;
6. Не более 3 полос движения.
Нетипичные решения. К-элемент. Одна из дорог обязательно состоит из трёх сегментов, два из которых представляют собой дороги для движения каждый в свою сторону, а третий -- выделенную полосу, при этом на перекрёстке центральная полоса «меняется» с одной боковой. Также есть частные случаи ухода выделенной полосы на второстепенную дорогу с выделением бульвара
Преимущества:
1. Выделенный цикл для ОТ совмещён с левым поворотом из двух полос;
2. Левый поворот проходит с оттянутым разворотом далее через центральную полосу.
Недостатки:
Необходимо учитывать строение окрестных улиц.
Виды развязок для пересечения шоссе и второстепенной дороги Parclo (Неполного развёртывания). Пример «полуромашки» или частичная клеверообразная.
Преимущества:
1. Больше скорость, чем на типичной клеверообразной за счёт более длинных полос;
2. Дешевле за счёт строительства меньшей длины мостов;
3. Задействованы все направления;
4. Часто проектируется именно под преобладание левого поворота.
Недостатки:
1. Выделяется только часть полос для съезда/выезда. Выделить все полосы невозможно;
2. Разворот с второстепенной дороги невозможен в принципе.
Светофорно-туннельная. На главной дороге для движения прямо строится туннель (или эстакада), для остальных сохраняется светофорное движение
Преимущества
2. Практически нет препятствий для движения общественного транспорта;
3. Зачастую можно сделать верхнюю зону преимущественно пешеходной;
Недостатки:
1. Необходимо преобладание одного из потоков над другим. Если потоки сравниваются, то становится невозможным движение общественного транспорта через светофорную зону, при росте потока может закупориться и тоннель;
2. Необходимо большее расстояние перед следующим перекрёстком по сравнению со светофорной;
Ромбовидная развязка с изменением сторонности. Ромбовидная развязка с изменением сторонности -- Diverging diamond interchange.
Один из построенных вариантов в США.
На главной дороге для движения прямо строится туннель (или эстакада), для второй сохраняется светофорное движение. Причем на второстепенной дороге меняется сторонность движения в пределах развязки.
Преимущества:
1. Позволяет выделить преобладающий поток без ущерба для второстепенной дороги;
2. Две фазы для светофоров вместо трех в классической ромбовидной развязке;
3. По сравнению с классическим вариантом робмовидной развязки большая пропускная способность;
4. Увеличена безопасность движения за счет снижения скорости движения по второстепенной дороге и меньшему количеству конфликтных точек;
5. Есть возможность разворота для главной дороги.
Недостатки:
1. Непривычная организация дорожного движения может сильно путать водителей. Необходима хорошо видная разметка.
2. Не может работать без светофорного регулирования.
Кольцевая с выделением прямого направления.
Развязка отличается от кругового перекрестка тем, что прямое направление на главной дороге выделено с помощью туннеля или эстакады, для левых поворотов и разворотов используется кольцевое движение. Такие развязки часто строятся на основе круговых перекрестков выделением главной дороги -- такое решение часто применяют на площадях.
По сравнению с обычной кольцевой такая развязка позволяет организовать бессветофорное движение на прямом направлении.