Усовершенствование методики размещения элементов благоустройства автомобильных дорог

Modern road environment of Ukraine is characterized by random placement of beautification elements; therefore, there is need of improvement of the methods of their placement in view of modern conditions and requirements.

The work is contains the systematization of factors that impact on the perception of the road environment by driver and passenger. The authors offer method of placement of beautification elements by the principle of spatial corridor. They have developed the model of spatial corridor of automobile road for placement of beautification elements, which have divided on the four sub-corridors in accordance with the level of importance. In the article determines parameters of the spatial corridor of the automobile road, such as width, height and length according to the optimal perception the road environment by driver and passenger.

The proposed principle may be used by designers and students in the design of automobile road beautification.

Исследуя автодорожную среду Украины, можно отметить, что некоторые участки дорог характеризуются недостаточным обеспечением элементами благоустройства [1, 2, 3], а некоторые слишком насыщенные отдельными их видами, размещение которых архитектурно-неупорядоченное. Это приводит к информационной перегрузке и психологическому напряжению водителя, чем негативно влияет на безопасность движения [4, 5, 6]. Поэтому размещение элементов благоустройства и создания комфортных междугородных коммуникационных пространств есть одной из важных и актуальных проблем современного градостроительства.

На сегодняшний день существует много наработок относительно гармонического вписывания автомобильной дороги в окружающий ландшафт, что обеспечивает безопасность, удобство, комфортабельность при высокой скорости движения. Определены требования к размещению отдельных элементов благоустройства. Наибольший вклад в затронутый вопрос сделали такие ученые: Бабков В.

Ф. [7, 8], Сардаров А. С. [9], Орнатский Н. П. [10], Трескинский С. А. [11], Лобанов Е. М. [12, 13], Рябова О. В. [14], Еремин В. М. [15,16]. Но недостаточно внимания уделено вопросам комплексного, системного размещения элементов благоустройства автомобильных дорог, количество которых постоянно растет.

Задачей данной работы стало усовершенствование методики размещения элементов благоустройства автомобильных дорог.

Были выделены следующие факторы, которые влияют на зрительное восприятие дорожной среды водителем и пассажирами: скорость движения, время восприятия информации, горизонтальный угол зрения, вертикальный угол зрения, расстояние восприятия, уровень глаз, погодные условия, рельеф, время суток [17, 18, 19, 20] (рисунок 1).

Рисунок 1. Факторы, влияющие на восприятие дорожной среды водителем и пассажирами

Элементы благоустройства автомобильных дорог [1] разделены автором за уровнями важности [21]: І-й (искусственные сооружения: мосты, трубы, путепроводы, эстакады, тоннели, пешеходные переходы, противоселевые и противолавинные сооружения, галереи, развязки, технические средства организации дорожного движения: дорожная разметка), ІІ-й (технические средства организации дорожного движения: дорожные знаки, информационные табло, информационные устройства, ограждения, направляющие устройства, осветление, искусственные сооружения: подпорные стенки, снегозащитные сооружения, улавливающие съезды; сооружения автотранспортной службы: остановочная полоса), ІІІ-й (объекты сервиса: площадки отдыха, АЗС, СТО, стоянки, пункты питания, пункты торговли, дома отдыха, терминалы; сооружения автотранспортной службы: посадочные площадки, остановочные павильоны; объекты монументальной архитектуры: нестандартные дорожные знаки, нестандартные въездные знаки, малые архитектурные формы, памятники, мемориальные сооружения).

Среду, в которой размещается дорога (ландшафт, озеленение), предлагается автором отнести к IV-му уровню важности. Каждую группу элементов предложено размещать в соответственном пространственном подкоридоре, который характеризируется следующими параметрами: В, Н, L – ширина, высота, длина пространственного коридора соответственно (рисунок 2).

Рисунок 2. Модель пространственного коридора автомобильной дороги

Определение ширины пространственного коридора автодороги

Проектировать систему автомобиль-дорога-благоустройство нужно по законам гармоничного единства, когда создаются условия оптимального психологического состояния водителя и условия обеспечивающие безопасность движения. Возможно создать геометрически гармоничное единство указанной системы, если рассматривать ее элементы во взаимообусловленности , взаимопроникновении , взаимосогласованности . Гармония элементов дорожной среды состоит из факторов соответствия и равновесия , ритма , контраста , масштабности , симметрии и асимметрии , регулирующим звеном которых является пропорциональность .

Пропорционируя систему автомобиль-дорога-благоустройство, размеры подкоридоров размещения элементов благоустройства надо связывать с недвижимым элементом данной системы – дорогой (ширина проезжей части). Ширина проезжей части занимает значительную часть в восприятии дорожной среды и должна учитываться при определении размеров всей системы.

Степень внешнего воздействия на человека определяется энергией, затрачиваемой органами чувств для получения информации. Наилучшее восприятие совокупности отрезков, возможно в том случае, если их длины находятся в определенном отношении друг к другу. Такому отношению отвечают отрезки: 0,382; 0,618; 1; 1,618 («золотое сечение») [22]. Объяснение этому дает основной закон психофизического восприятия – закон Вебера-Фехнера, согласно которому разница в интенсивности ряда раздражителей кажется одинаковой, если эта интенсивность образует геометрическую прогрессию.

Минимальную ширину пространственного коридора автомобильной дороги и ширину пространственных подкоридоров различных уровней важности с точки зрения оптимального человеческого восприятия предлагается определять по формулам (1-5), выведенными авторами:

ВІ = в×1;(1)

Bn = вх0,382;(2)

Вт = вх0,618;(3)

Biv = вх1,618;(4)

В = Bi + Bn + Bin + Biv,(5)

где В І ; В ІІ ; В ІІІ ; В ІV – ширина первого, второго, третьего, четвертого пространственных подкоридоров соответственно; В – ширина пространственного коридора автодороги; 0,382; 0,618; 1; 1,618 – коэффициенты «золотого сечения»; в – ширина земляного полотна автодороги соответствующей категории [23]. Результаты расчетов сводим в таблицу 1.

Таблица 1. Определение ширины пространственных подкоридоров различных уровней важности с точки зрения оптимального восприятия человеком

Категория дороги	В І ,м	В ІІ ,м	В ІІІ ,м	В ІV ,м	B благ. ,м	В,м
Iа	28,5	10,9	17,6	46,1	74,6	177,7
Іб	28,5	10,9	17,6	46,1	74,6	177,7
ІІ	15	5,7	9,3	24,3	39,3	93,5
ІІІ	12	4,6	7,4	19,4	31,4	74,8
ІV	10	3,8	6,2	16,2	26,2	62,4
V	8	3,1	4,9	12,9	20,9	49,9

Гармонизация системы автомобиль-дорога-благоустройство в соответствии с основным психофизическим законом Вебера-Фехнера создает дополнительные возможности для повышения безопасности движения, улучшения эстетики автомобильных дорог.

Определение высоты пространственного коридора

Расстояние наблюдения и соответствующие вертикальные углы зрения на элементы благоустройства связанны с возникновением у человека ощущения замкнутости, причем в зависимости от высоты сооружения существует градация от полной замкнутости до полного отсутствия замкнутости. Высоту пространственных подкоридоров автодороги определяем, используя вертикальные углы восприятия, установленные опытным путем. По данным Спрейреджина [24], ощущение замкнутости зависит от соотношения расстояния к высоте. Когда высота элемента равна расстоянию до него – субъект движения видит верх под углом 45⁰– среда воспринимается замкнутой. Когда высота элемента равна половине расстояния до него – образуется вертикальный угол в 30^о – что является верхней гранью нормального поля зрения человека. Если высота элементов равна одной третьей расстояния от них – возникает угол в 18^о– чувствуется преимущество объема над пространством. А на расстоянии, что в четыре раза превышает высоту элемента – воспринимается элемент под углом 14^о – полностью теряется ощущение замкнутости. Назначим вертикальные углы восприятия для соответствующего пространственного подкоридора: ν ^І _верт =14⁰; ν ^І _в ^І _ерт =18⁰; ν ^І _в ^І _е ^І _рт =30⁰; ν ^з _в ^а _е ^г _р ^І _т =45⁰ (рисунок 3).

Расстояние восприятия элементов благоустройства соответствующего уровня важности и высоту пространственных подкоридоров предлагается определять по формулам (6-10), выведенными автором:

Bi

=    + c;

2n

hi

hn

hv

i

Bn

=   +;

=    +;

- 1 +— ■

=    +;

=     ×  і +

где l п – расстояние от субъекта восприятия до середины i -го пространственного подкоридора; n – количество полос движения; с =0,45 – расстояние от оси автомобиля до оси глаз водителя; H n – высота

і -го пространственного подкоридора; h = 0,95 м – средний уровень глаз водителя. Вычисленные данные сводим в таблицу 2.

Таблица 2. Определение максимальной высоты пространственных подкоридоров различных уровней важности

Категория дороги	n	v,°	tgv	l i , м	H i , м	l ii , м	H ii , м	l iii , м	Нш, м	l iv , м	H iv , м
Iа	4	14	0,2493	4,0	1,95	9,5	4,0	18,3	11,5	41,3	42,3
Іб	4	18	0,3249	4,0	1,95	9,5	4,0	18,3	11,5	41,3	42,3
ІІ	2	30	0,5774	4,2	2	7,1	3,2	11,7	7,7	23,8	24,8
ІІІ	2	45	1	3,5	1,81	5,7	2,8	9,5	6,4	19,2	20,1
ІV	2			3,0	1,69	4,9	2,5	8,0	5,5	16,0	17,0
V	1			4,5	2,06	6,0	2,9	8,5	5,8	14,9	15,9

Рисунок 3. Определение высоты пространственных подкоридоров размещения элементов благоустройства автомобильных дорог