Skomentuj 
Podziel się!
Udostępnij
Twittnij
Wyślij
Drukuj
Istotną rolę w zapewnieniu bezpieczeństwa ruchu, z punktu widzenia nawierzchni drogowej, odgrywają jej właściwości przeciwpoślizgowe, umożliwiające nie tylko poruszanie się pojazdu, ale w dużym stopniu determinujące utrzymanie trajektorii jazdy i przyczyniające się do skrócenia drogi hamowania. Są one definiowane jako zdolność do wytworzenia siły tarcia między nawierzchnią, a kołami pojazdów w warunkach wzajemnego poślizgu.
Studia nad wypadkowością prowadzone w Wielkiej Brytanii w latach 70 XX wieku wykazały, że poprawa właściwości przeciwpoślizgowych poprzez uszorstnienie, zmniejsza ilość wypadków, jak również przyczynia się do złagodzenia ich skutków. Dowodem na to jest rejestracja wypadków 2 lata przed i po zabiegach uszorstniających nawierzchnie na autostradzie M-4. Stwierdzono zmniejszenie o 20% wypadków na suchych nawierzchniach i o 63% na nawierzchniach mokrych.
Należy zaznaczyć, że ścisłe określenie związku między wypadkiem na skutek poślizgu a właściwościami przeciwpoślizgowymi nawierzchni jest bardzo trudne. W ramach programów badawczych powstało kilka modeli matematycznych, które różnią się zmiennymi determinującymi parametry charakteryzujące wypadkowość. W latach 90. XX wieku w Wielkiej Brytanii Lea i Hosking ustalili zależność pomiędzy liczbą indywidualnych obrażeń w wypadku, a zmiennymi dotyczącym współczynnika tarcia poprzecznego ilości wypadków na mokrych nawierzchniach:
∆PIA = SSRB (11e-2,4 (SFC/SFCmin) - 1) ANNACC/100 (1)
gdzie:
∆PIA - liczba indywidualnych obrażeń w wypadku;
ANNACC - roczna ilość wypadków drogowych na mokrych nawierzchniach;
SFC - współczynnik tarcia poprzecznego;
SFCmin - minimalna wartość współczynnika tarcia poprzecznego;
SFCs = SFC50 (400 - (2 - min (TD, 2))
(max (50, S) - 50)) / 400 (2)
gdzie:
TD - głębokość tekstury;
S - prędkość (nie mniejsza niż 50 km/h);
SFC50 = 0,024 - 0,663×10-4QCV + 0,01
(PSV + SFA - SFB) (3)
gdzie:
SFA - czynnik związany z nominalnym wymiarem ziaren w mieszance mineralnej i typem nawierzchni;
SFB - czynnik uwzględniający hamowanie i zawracanie;
PSV - odporność na polerowanie kruszyw drogowych;
QCV - ilość przejść na pas na dobę.
Analizując zmienne niezależne określające współczynnik tarcia poprzecznego SFC50, potwierdzono również tezę, że stosowanie kruszywa odpornego na polerowanie zwiększa współczynnik tarcia, a tym samym wpływa na zmniejszenie wypadkowości. Wykazano, że daje to zmniejszenie o 13% wypadków w wyniku poślizgu na mokrych nawierzchniach. W aktualnych wymaganiach w Wielkiej Brytanii szczególną uwagę zwraca się na progowe wartości współczynnika tarcia na łukach o promieniach mniejszych niż 250 m, łącznicach, skrzyżowaniach. Brytyjskie doświadczenia w zakresie poprawy bezpieczeństwa ruchu w odniesieniu do poprawy właściwości przeciwpoślizgowych, znalazły wielkie uznanie oraz stanowią dużą bazę informacji, wykorzystywanych przez inne kraje. Należy zaznaczyć, że w latach 90. XX wieku Nowa Zelandia wzorując się na Wielkiej Brytanii, rozpoczęła intensywny program poprawy właściwości przeciwpoślizgowych (określenie ryzyka, przeprowadzenie szkoleń, zakres prac naprawczych). W rezultacie po 5 latach badania wdrażania polityki w zakresie bezpieczeństwa ruchu drogowego, na drogach krajowych w Nowej Zelandii wykazano 30-to procentową redukcję wypadków w wyniku poślizgu na mokrych nawierzchniach po ich uszorstnieniu.
Interesujący program badań został przeprowadzony w Czechach w latach 2002-2005. Na podstawie informacji z policyjnych raportów stwierdzono, że około 25% wypadków na drogach krajowych może mieć pośredni związek z właściwościami przeciwpoślizgowymi. Wskazano na szczególne wyróżnienie miejsc narażonych na poślizg, gdzie istnieje ryzyko gwałtownego hamowania (przejścia dla pieszych, przejazdy kolejowe, łuki poziome o promieniach mniejszych od 250 m, odcinki o pochyleniu podłużnym 8%).
Badania prowadzone w Szwajcarii poddano dyskusji, analizując czy wartość współczynnika tarcia w istotny sposób wpływa na bezpieczeństwo ruchu drogowego. Stwierdzono, że trudno jest wykazać ścisłą korelację pomiędzy wskaźnikami wypadkowości a współczynnikiem tarcia. Jednak w praktyce, wszystkie zabiegi poprawiające właściwości przeciwpoślizgowe potwierdzają zmniejszenie liczby wypadków i kolizji na mokrej nawierzchni.
Autorzy przedstawili tylko niektóre przykłady projektów badawczych realizowanych w innych krajach w zakresie tego tematu. Należy zaznaczyć, że równolegle były prowadzone liczne prace, które dotyczyły między innymi rozwoju i udoskonalania metod do pomiarów współczynnika tarcia, opracowania nowych rozwiązań technologicznych i zaleceń w zakresie wykorzystania materiałów do warstwy ścieralnych w aspekcie poprawy właściwości przeciwpoślizgowych. W efekcie prowadziło to zawsze do weryfikacji wymagań wobec progowych wartości współczynników tarcia, gdzie celem nadrzędnym było bezpieczeństwo użytkowników ruchu.
W Polsce wymagania wobec właściwości przeciwpoślizgowych nawierzchni drogowych są sprecyzowane w następujących dokumentach prawnych:
• Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 16 stycznia 2002 r. w sprawie przepisów techniczno-budowlanych dotyczących autostrad płatnych. Dziennik Ustaw nr 12, poz. 116;
• Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 2 marca 1999 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie. Dziennik Ustaw nr 43, poz. 430.
Od ponad 20 lat na drogach naszego kraju do oceny właściwości przeciwpoślizgowych nawierzchni jest stosowane jedynie urządzenie SRT-3, które pozwala określić współczynnik tarcia przy 100% poślizgu koła pomiarowego. W związku z tym kryteria zawarte w rozporządzeniach muszą odnosić się do tej metody pomiarowej. Od ustalenia wymagań zawartych w dokumentach prawnych w urządzeniu SRT-3 opona testowa była zmieniana pięciokrotnie (opona Stomil Olsztyn z bieżnikiem tzw. generalskim, opona rowkowana Dębica, opona bieżnikowana Barum Bravura, opona bieżnikowana Barum Bravuris, od 2014 opona PIARC). W konsekwencji były opracowywane funkcje przeliczeniowe, gdyż wymagania zawarte w dokumentach prawnych oraz opracowaniach technicznych (OST, DSN) odnosiły się do progowych wartości współczynnika tarcia ustalonych przy różnych oponach testowych. W Polsce nie prowadzono dotychczas kompleksowych badań, które pozwoliłyby na określenie wpływu ustalonych progowych wartości współczynników tarcia na bezpieczeństwo ruchu.
Stosowana metoda do oceny właściwości przeciwpoślizgowych w oparciu o pomiar urządzeniem SRT-3, mając na uwadze doświadczenia innych krajów europejskich, budzi też wątpliwości. W Europie są stosowane urządzenia, które umożliwiają ciągły pomiar współczynnika tarcia, gdzie koło pomiarowe porusza się względem nawierzchni z ustalonym poślizgiem najczęściej w zakresie od 12 do 20%, charakterystycznym dla danego sprzętu. Dodatkowo pomiar ten symuluje warunki hamowania pojazdów wyposażonych w system ABS. Od czasu kiedy były udoskonalane urządzenia do pomiaru współczynnika tarcia przy 100% poślizgu, wyposażenie samochodów osobowych, ciężarowych, autobusów w systemy bezpieczeństwa uległo istotnej zmianie. Zdecydowana większość pojazdów poruszających się na drogach posiada system ABS. W związku z tym urządzenia, które pozwalają określić współczynnik tarcia przy niskim poślizgu są bardziej reprezentatywne do oceny właściwości przeciwpoślizgowych, a tym samym bezpieczeństwa użytkowników dróg. Aktualnie niektóre oddziały GDDKiA i uczelnie techniczne są w posiadaniu innych urządzeń do pomiarów współczynnika tarcia. W 2014 roku, na zlecenie GDDKiA, zespół z Politechniki Białostockiej zrealizował pracę naukowo-badawczą dotyczącą analizy porównawczej parametrów opisujących właściwości przeciwpoślizgowe nawierzchni drogowych, ustalonych w oparciu o wyniki pomiarów współczynnika tarcia i makrotekstury, przy wykorzystaniu zestawów pomiarowych: SRT-3, TWO, DFT oraz CTM. Pomiary współczynnika tarcia i makrotekstury przeprowadzono na 11 odcinkach testowych zróżnicowanych pod względem wykonania warstwy ścieralnej, okresu jej użytkowania oraz kategorii ruchu. W badaniach wzięły udział zespoły badawcze z Oddziału GDDKiA w Gdańsku (urządzenia CTMeter, DFTester, TWO), Oddziału GDDKiA w Warszawie (urządzenie SRT-3), Oddziału GDDKiA w Olsztynie (urządzenie SRT-3), Oddziału GDDKiA w Bydgoszczy (urządzenie SRT-3) i zespół badawczy z Polskiej Inżynierii Sp. z o.o. (urządzenie TWO). Zakres badań nie był jednak na tyle szeroki, aby na tym etapie można było opracować kryteria do oceny właściwości przeciwpoślizgowych przy wykorzystaniu różnych urządzeń. W związku z tym wymagania zawarte w rozporządzeniach nadal odnoszą się do współczynnika tarcia ustalanego urządzeniem SRT-3. Konieczna jest zatem kontynuacja badań nad właściwościami przeciwpoślizgowymi na nawierzchniach na polskich drogach, gdyż podane wartości progowe współczynnika tarcia budzą wątpliwości i nie jest wyjaśniony problem jaki to ma wpływ na bezpieczeństwo użytkowników ruchu.
Określenie zależności między wypadkiem na skutek poślizgu a właściwościami przeciwpoślizgowymi nawierzchni jest bardzo trudne, ze względu na niewystarczające dane w oficjalnych statystykach wypadków drogowych. Jednak doświadczenia innych krajów, potwierdzają dobrą korelację pomiędzy spadkiem ilości zdarzeń drogowych a poprawą właściwości przeciwpoślizgowych. Problem ten nie był dotychczas gruntownie badany w Polsce, chociaż w krajach Europy Zachodniej poświęca się temu zagadnieniu dużo uwagi.
Literatura
1. Cairney P., Germanchev A.: A pilot study of the effects of macrotexture on stopping distance. Australian Transport Safety Bureau - Transport Safety Report. Road Safety Research and Analysis - Report CR 226. Australia, 2006.
2. Hall J. W., Smith K. L., Titus-Glover L., Wambold J. C., Yager T. J., Rado Z. Guide for pavement friction. NCHRP Web-only document 108. Contractor’s Final Report NCHRP Project 01-43, 2009.
3. Kudrna J., Vojtesek A., Ludek M., Nekila L.: Road skid resistance influence on the number of crash accidents. www.pavement-consultants.com
4. Lindenmann H. P.: New findings regarding the significance of pavement skid resistance for road safety on Swiss freeways. Journal of Safety Research 37 (2006) 395-400
5. Noyce D. A., Bahia H. U., Yambo J. M., Kim G.: Incorporating road safety into pavement management: maximizing asphalt pavement surface friction for road safety improvements. Midwest Regional University Transportation Center TOPS Laboratory, 2005.
6. Parry T., Roe P. G., Gothie M.: Implications for road surface guidelines. 2nd International Colloquium Vehicle Tyre Road Interaction - Friction potential and safety: prediction of handling behavior. Florence, 2001.
7. Rizenbergs R. L., Burchett J. L., Warren L. A., Accidents on rural, two-lane road and their relation to pavement friction. Research Report 458. Transportation Research Board, 1976
8. Seiler-Scherer L.: Is the correlation between pavement skid resistance and accident frequency significant? 4th Swiss Transport Research Conference. Monte Verita/Ascona, 2004.
9. Wasilewska M., Gardziejczyk W., Gierasimiuk P., Motylewicz M.: Analiza porównawcza parametrów opisujących właściwości przeciwpoślizgowe nawierzchni drogowych, ustalonych w oparciu o wyniki pomiarów współczynnika tarcia i makrotekstury przy wykorzystaniu zestawów pomiarowych: SRT-3 (Skid Resistance Tester), TWO (Traction Watcher One), DFT (Dynamic Friction Tester) oraz CTM (Circular Track Meter). Praca na zlecenie GDDKiA. Politechnika Białostocka, 2014.
KOMENTARZE (0)
Do artykułu: Właściwości przeciwpoślizgowe nawierzchni drogowych a bezpieczeństwo ruchu samochodowego