Trafik Mühendisliğine Giriş Ders Notu

Trafik Mühendisliğine Giriş
Ders Notu
02.03.2014
http://omer.sahinlp.com/#trafikmuhendisliginegiris
17.02.2014
Trafik Mühendisliğine Giriş
Trafik mühendisliği inşaat mühendisliğinin ana bilim dallarından birisi olan ulaştırma
mühendisliğin bir alt koludur.
Ulaştırma mühendisliği: Amerikan Institute of Transportation Engineers(ITE) tarafından yapılan
tanımlamaya göre yolcuların ve eşyaların emniyetli, hızlı, konforlu, elverişli ve çevreye uyumlu olarak
taşınmasını sağlamak amacıyla ulaşımın herhangi bir türü için planlanan tasarım araçlarının ve tesislerin
işletilmesi konularında teknoloji ve bilimin prensiplerin uygulanmasıdır.
Trafik mühendisliği: Yine ITE tarafından yapılan tanımlamaya göre kentiçi ve kentdışı yolların
trafil işletmesi ve bu yolların şebekeleri terminalleri, bitişik arazileri ve diğer ulaşım türleri ile olan
ilişkileri planlanması ve geometrik tasarım için uğraşan ulaşım mühendisliğinin bir uygulamasıdır.
Bu tanımlamalara göre trafik mühendisliği planlama uygulama tasarım ve işletme
süreçlerinden sorumlu olacaktır.
Tarım ve sanayide ham madde ihtiyacının sağlanması elde edilen ürünlerin alıcılarla
buluşturulması ve ekonomik fayda sağlanması sosyal kültürel savunma ve turizm faaliyetlerinin
gerçekleştirilmesi, ülkenin tüm noktalarına erişim gibi hususlarda ulaşım ve trafik mühendisliği bir
hizmet üretmelidir. Üretilen bu hizmet ancak faydalanılabildiği sürece fonksiyonunu yerine
getirebilir(Depolanabilir değildir). Bu sebeple trafik mühendisliği ile ilgili süreçlerde talep < kapasite
ilişkisini göz önünde tutmak zorundadır.
Buraya kadar yapılan açıklamalar ışığında trafik mühendisliği yeniden tanımlanırsa; araçların ve
yayaların emniyetli, hızlı ve konforlu, elverişli ve ekonomik bir şekilde hareketlerini sağlamak amacıyla
bilimsel prensiplerin ve tekniklerin uygulanmasıdır.
1. Trafik Mühendisliğinin Amaçları
Trafik mühendisliğinin sağlamayı amaçladığı hususlar içinde en önemlisi yol güvenliğini
sağlamaktır ve bu husus hiç küçümsenemeyecek bir düzeydedir. Türkiye istatistik kurumu verilerine
göre 2012 yılında 75.627.000 nüfus içerisinde 23.760.000 sürücü belgesi var iken bu yıl içerisinde
1296000 adet kaza meydana gelmiştir. Bu kazalarda 3.752 kişi ölmüş, 268.000 kişi yaralanmıştır. 20032012 yılları arası incelendiğinde kaza sayısı sürekli bir artış göstermiş ve 455.000 seviyesinden
1.296.000 seviyesine gelmiştir. Ölü sayısında önemli bir oransal bir değişiklik görülmemiş, yaralı sayısı
2,66 kat artmıştır. Ancak araç sahipliliği artışı da dikkate alınmalıdır. Çünkü 2003 yılında 100.000 taşıta
düşen ölü sayısı 44,3 iken, 2012 yılında bu sayısı 22 düşmüş. 100.000 taşıta düşen yaralı sayısı 1.327’den
1573 çıkmıştır. Bu verilere göre araç ve yol teknolojisinde gelişmelerin ölümlü kaza oranlarını
düşürdüğü açıkça gerçektir. Bu ana amaçtan başka trafik mühendisliğinin diğer temel amaçları hız
konfor elverişlilik ekonomi ve çevreyle uyumluluk olarak sayılabilir.
ÖDEV: Türkiye’de oluşan trafik kazaları sayıları, ölüm ve yaralanma olayları, kaza tipleri, yol
ve hava durumuna göre kazalar, yolcu hatası, sürücü hatası yol kusurlarına göre kazalar, haftanın
günleri, saatine göre kazalar, yolun trafik işaret ve aydınlatma ve sinyalizasyon olup olmamasına
göre kazaları değerlendiren ve yorumlayan bir rapor.
1
02.03.2014
http://omer.sahinlp.com/#trafikmuhendisliginegiris
2. Trafik Mühendisliğinin Ana Elemanları
Trafik mühendisliğinin ana elemanları yolu kullananlar(sürücüler ve yayalar) araçlar ve
tesisler(yol platformu, yol kenarı, trafik kontrol araçları, otoparklar vb.) olarak ele alınır. Trafik
mühendisliği planlama, tasarım ve uygulama aşamalarında bu elemanların karakteristikleri iyi
bilinmelidir. Çünkü bu karakteristikler ile emniyetli ve elverişli tasarımlar yapılabilir.
A. Sürücü ve Yaya Karakteristikleri
a. Normal Fiziksel Özellikler
Görme özelliği: Yolun geometrisinin belirlenmesi ve trafik işaretlerin tesisinde sürücü ve
yayaların yolu güvenli kullanabilmeleri açısından bazı görme özelliklerinin dikkate alınması gerekir.
Görme Açısı: ileri yönde bakış halinde iken iki yan taraftan görme imkânı veren açıdır. Baş ve
gözler sabit kalma şartı ile normal görme açısı bakış eksenine iki yönde………… toplam iki derecedir.
Taşıt kullanan 10 derece bakış açısı ile 25 m ileride iyi bir şekilde genişlik 4 m’dir. Görüş açısı her yönde
görme imkânı sağladığından tepe açısı 10 derece olan bir görüş konisinden söz edilebilir.
Görüş konisi içerisinde insanın net ve açık olarak görebildiği her iki yönde 2,5 derece olmak
üzere toplam 5 derecelik açıyla net görüş açısı adı verilir.
İntikal reaksiyon özelliği: taşıt kullanan veya yolda yaya olarak bulunan bir kimsenin kendisi için
tehlike olabilecek bir engeli görmesi, bunu tanıması, alınacak önlemleri tasarlaması, karar alması,
uygulamaya geçmesi için geçen süreye intikal reaksiyon süresi denir. AASHTO tarafından pek çok trafik
mühendisleri bu süre 2,5 saniye olarak almaktadır. ITE ise sinyal hesaplarında bu sürenin 1 saniye olarak
alınmasını tavsiye eder. Sinyalleri fark etmek ve önlem almak daha kolay bir işlemdir. İntikal reaksiyon
süresince alınan yol:
𝐿 = 0,278 ∗ 𝑉𝑝 ∗ 𝑡𝑛
𝐿: 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑒, 𝑉𝑝 :
𝑘𝑚
,
𝑠
𝑡𝑛 : 𝑠𝑎𝑛𝑖𝑦𝑒
b. Geçici Fiziksel Özellikler
Yorgunluk, alkollü içki ve ilaç kullanma ve hastalık intikal reaksiyon süresi uzatan geçici fiziksel
özellik olarak sayılabilir.
c. Yaya Karakteristikleri
Yaya kazaları ülkeden ülkeye değişse de yayaların trafik kazaların %15 ile %45 arasında
karıştıkları bilinmektedir. Yayalarla alakalı en önemli özellik yürüme hızıdır. Yayaların normal hızı 0,901,15 m/san olarak alınabilir. AASHTO tarafından bu hız 1,2-1,4 m/sn, yaşlılar için 0,9 m/san olarak kabul
edilmektedir.
2
02.03.2014
http://omer.sahinlp.com/#trafikmuhendisliginegiris
B. Araç Karakteristikleri
a. Araç Boyutları
Araç boyutları yol ve şerit genişlikleri, kurp yarıçapları, park yeri ve bölmeleri, alt ve üst geçitler,
gabari, yükseklik gibi önemli konularda rol oynar. Ülkemiz Trafik Tüzüğüne göre önemli boyutlar
genişlik 2,5 m yükseklik 3,8 m, uzunluk iki dingilli kamyonlar 10m, otobüsler için 11 m, römorklu taşıtlar
14-22 m arasında değişmektedir.
b. Ağırlıklar
24.02.2014
Yol ve köprülerin inşa şekli kaplama cins ve kalınlıklarının belirlenmesinde ağırlıklar önemli rol
oynar. Genellikle tek dingil için 10 ton, çift dingil için 16 ton veya tek dingil için 13, çift dingil için 19 ton
yük üzerinde durulmaktadır.
c. Araçların Hızlanma Karakteristikleri
Öndeki aracı geçmek için gerekli mesafe tayini, kavşağı geçmek için gerekli süre tayini, kavşağı
geçmek için gerekli sürenin tayini, yavaşlama/hızlanma şeritlerinin tasarımı için gereklidir. Araçların
hızlanma performansı ağırlık/güç oranına bağlı olarak değişir. Yani sabit bir güce sahip olan bir aracın
ağırlığı ne kadar az ise hızlanma yeteneği de o kadar fazla olacaktır. Motor gücü hız ve yolun eğimi
hızlanma üzerinde etkin bir rol oynar. Otomobillerin hızlanma ivmeleri 1.83 - 2.74 m/sn2 ve
kamyonların ivmesi ise 0.61-0.91 m/sn2 olarak alınabilir.
d. Araçların Frenleme Karakteristikleri
Başlıca iki faktörlere bağlıdır:
1. Teker ile kaplama arasındaki sürtünme kuvveti
2. Yolun boyuna eğimi
Frenleme mesafesi:
𝑑𝑏 =
𝑉𝑝 2 − 𝑉𝑓 2
254(𝑓 ∓ 𝑔)
Olarak hesaplanır. Burada:
𝑘𝑚
)
𝑠
𝑉𝑝 = 𝑏𝑎ş𝑙𝑎𝑛𝑔𝚤ç ℎ𝚤𝑧 (
𝑘𝑚
)
𝑠
𝑉𝑓 = 𝑠𝑜𝑛 ℎ𝚤𝑧 (
𝑓 = 𝑡𝑒𝑘𝑒𝑟 − 𝑘𝑎𝑝𝑙𝑎𝑚𝑎 𝑎𝑟𝑎𝑠𝚤𝑛𝑑𝑎𝑘𝑖 𝑠ü𝑟𝑡ü𝑛𝑚𝑒 𝑘𝑎𝑡𝑠𝑎𝑦𝚤𝑠𝚤
𝑔 = 𝑒ğ𝑖𝑚(𝑦𝑜𝑘𝑢ş 𝑦𝑢𝑘𝑎𝑟𝚤 𝑖𝑠𝑒 𝑎𝑟𝑡𝚤, 𝑦𝑜𝑘𝑢ş 𝑎ş𝑎ğ𝚤 𝑖𝑠𝑒 𝑒𝑘𝑠𝑖)
𝑑𝑏 = 𝑓𝑟𝑒𝑛𝑙𝑒𝑚𝑒 𝑚𝑒𝑠𝑎𝑓𝑒𝑠𝑖 (𝑚)
3
02.03.2014
http://omer.sahinlp.com/#trafikmuhendisliginegiris
Örnek: bir araç frenleme sırasında asfalt kaplama üzerinde 30 m ve stabilize banket
üzerinde 10 m iz bırakarak durabilmiştir. Asfalt sürtünme katsayısı 0,35 stabilize banket sürtünme
katsayısı 0,55 ise ve yolun düz olduğu biliniyorsa aracın frenleme başladığı andaki hızının ne
olduğunu tahmin ediniz.
𝑉𝑝1 2 − 0
𝑏𝑎𝑛𝑘𝑒𝑡 => 10 =
=> 𝑉𝑝1 = 37,37 𝑘𝑚/𝑠
254(0,55 + 0)
𝑦𝑜𝑙 => 30 =
𝑉𝑝2 2 − 37,372
=> 𝑉𝑝2 = 63,74 𝑘𝑚/𝑠
254(0,35 + 0)
C. Yol Karakteristikleri
Trafik mühendisliğinin üçüncü ana elemanı olan trafik tesislerinin en önemlisi olan yol aynı
zamanda bir ulaşım yapısı veya bir mühendislik yapısıdır. Bir yol güzergâhının sahip olduğu özellikler
yolun geometrik karakteristikleri, kaplama karakteristikleri ve yol tesisleri ile belirlenir. Geometrik
karakteristikler, yol en kesit elemanları ve yatay ve düşey aliyman olarak ele alınır. Yol en kesit
elemanları:
a) Araç Bölgesi: Yüzey, genişlik, çatı eğimi, şerit sayısı gibi yol platform elemanlarıdır.
b) Yol kenarı: Banket, durma şeridi, oto korkuluk, drenaj hendekleri, kaldırım, yürüme
yolu, bisiklet yolu, toplama yolu, yol kenarı tesisleri
c) Yol Tesisleri: Refüj, hemzemin veya farklı kotlu kavşaklar, sinyalize veya kontrolsüz
kavşaklar, alt veya üst geçit, adalar, yaya geçitleri, para toplama gişesi, dinlenme
tesisleri olarak ele alınır.
Yolun enine çoğunlukla %2 olarak kullanılsa da yol kaplaması iyi olan yollarda %2 ila %4
arasında yapılabilmektedir. İki şeritli yollarda yüzey drenajı için eğimler dışa doğru verilirken 2x2 şeritli
ve bordürlü yollarda her bir yönde bir yol platformu tek ve çift eğimli olarak yapılabilse de genellikle
dışa doğru tek eğimli olarak yapılmaktadır. Ülkemizde kent dışı yollarda şerit genişliği 2,5-3 m veya 3,4
otoyollarda ise 3,75 m olarak yapılmaktadır. Ancak kent içi ve kent dışı yollarda banket genişliği 3,6 m
daha az olmaması tavsiye edilmektedir. Banketler stabilize veya kaplamalı olarak yapılabilmektedir.
Ancak 3 m genişlikte ve kaplama olarak yapılması hem emniyet hem de kapasite açısında uygun
olacaktır. Banket enine eğimleri yol enine eğimi ile aynı olsa da kaplamalı yolun enine eğiminden %0,5
ila %3 daha fazla olabilir. Ancak banket kaplamalı ise yol enine eğimiyle aynı olmalıdır.
Banketler: Yol kenarında bozulan araçların park etmesi, sürücülerin kısa süreli durmaları,
tehlike anında sürücünün sağ durabilecek alan bulması, sürücüye sağda boşluk bırakarak sol şeride
yaklaşmasının önlenmesi, yarma kesitlerde yanal görüş mesafesinin sağlanması ve kapasitenin artması
gibi avantajlarından dolayı yolun sınıfı artıkça banket genişliğinin ve kalitesinin artması gerekir.
Yarma kesitli yollarda kullanılan drenaj kanalların için bankete komşu olan eğimin ¼ olması
gerekir. Böylece sürücü tarafından görünürlüğü sağlandığı gibi yol dışına çıkan araçların takla atması
veya daha büyük hasar görmesi önlenebilmektedir. Ayrıca drenaj kanal tabanı 2,4 ila 3 m ötede üçgen
kesitten ziyada trapez kesitli olması yol dışına çıkan araçların daha az hasar görmesi açısından uygun
olur. Dolgu kesitli yollarda dolgu şevleri yol gövdesinin stabilize için gerekli olduğu kadar yol dışına çıkan
araçların kontrol altına alınabilmesi veya daha az hasar görebilmesi açısından önemlidir. Ayrıca dolgu
şevinin banket uçunda ve şev dibinde yuvarlatılmış olması yol dışına çıkan araçları emniyeti açısında
yuvarlıdır. ¼ eğimli dolgu şevi yol dışına çıkan araçların kontrolü ve tablo atma riskini azaltmak için
4
02.03.2014
http://omer.sahinlp.com/#trafikmuhendisliginegiris
önerilebilir. Dolgu şevi eğimi 1/3’den daha dik olmamalıdır. Bu durumlarda banket dışına mutlaka ara
korkuluk yapılmalıdır.
Yatay kurbalar ve geçiş eğrileri
03.03.2014
5

Download Report