Økt fleksibilitet i utforming av tverrprofil for 4-felts motorveg

Abstract

Innføring av nye retningslinjer for økt fleksibilitet i utformingen av tverrprofilet for 4-felts motorveg legger opp til at det kan bygges veger med smalere tverrprofil. I denne oppgaven er konsekvenser knyttet til framkommelighet og trafikksikkerhet analysert for alternative bredder på tverrprofilet. Det er i flere land utviklet egne dokumenter for vegens utforming, framkommelighet og trafikksikkerhet som legger føringer og krav for hvordan tverrprofilet skal utformes. For å undersøke hvordan verdier i etablert litteratur fra ulike land påvirker de analyserte konsekvensene, er det tatt utgangspunkt i litteratur som har undersøkt framkommelighet og trafikksikkerhet på motorveger i Danmark og USA.

Det ble gjennomført en omfattende litteraturstudie av eksisterende forskning og litteratur tilknyttet utforming av tverrprofil for 4-felts veg og motorveg, samt hva som karakteriserer god framkommelighet og trafikksikkerhetet på motorveger. I litteraturstudien ble det funnet beregningsmetoder og verdier som er brukt til å estimere konsekvenser for framkommeligheten og trafikksikkerheten på en strekning. Med disse beregningsmetodene er det analysert hvordan variasjoner i inngangsverdier fra utvalgt litteratur vil påvirke beregningsresultatene.

En konsekvens av å bygge smalere tverrprofil med mindre skulderbredde er en økt fare for at hendelser fører til at deler av et kjørefelt blokkeres. Et stengt kjørefelt kan føre til en signifikant større reduksjon i framkommeligheten på en strekning med smalt tverrprofil sammenlignet med en strekning hvor tilstrekkelig bredde på ytre skulder hindrer at kjørefeltet blokkeres. Resultatene fra litteraturstudien og utførte analyser indikerer at smalere tverrprofil vil føre til dårligere evne til å avvikle trafikk, og følgelig gi økt kødannelse og forsinkelse i egendefinerte scenarioer. Konsekvensene vil være større basert på verdier fra Danmark sammenlignet med tilsvarende verdier fra USA.

Estimerte konsekvenser for trafikksikkerheten når bredden på tverrprofilet reduseres, indikerer at en økning i antall personskadeulykker vil være signifikant større for landlige motorveger i USA sammenlignet med landlige motorveger i Danmark basert på ulike sikkerhetsfaktorer. Økningen i antall personskadeulykker vil også være større på urbane motorveger i USA, men her er forskjellen betraktelig mindre. Den klart største årsaken til økningen i antall personskadeulykker kommer av en reduksjon i bredden på ytre skulder.

Med økt fleksibilitet og mulighet til å velge smalere tverrprofil i utforming av 4-felts motorveg kreves strenge retningslinjer og tydelige rammer for å sikre løsninger som ivaretar framkommelighets- og trafikksikkerhetsbehov. Økt fleksibilitet vil også medføre større usikkerhet i utformingen ved at det kan velges alternative bredder på tverrprofilet med begrenset erfaringsgrunnlag fra tidligere. Resultatene i oppgaven viser at smalere tverrprofil kan ha negative konsekvenser for framkommeligheten og trafikksikkerheten på strekningen, hvor størrelsen på de estimerte konsekvensene vil variere avhengig av valgte verdier og framgangsmåter fra litteratur hentet fra ulike land.

The introduction of new guidelines for increased flexibility in the cross-section design for a four-lane motorway makes it possible to reduce cross-section widths. In this thesis, consequences related to traffic operation and safety are analyzed. In several countries, separate documents have been developed for road design, traffic operation, and traffic safety, that presents guidelines and requirements on how the cross-section should be designed. To investigate how values from established literature from different countries affect the analyzed consequences, literature that have studied traffic operation and safety on motorways in Denmark and the USA have been considered.

An extensive literature review was conducted on existing research and literature related to the cross-section design, traffic operation, and safety on four-lane motorways. In the literature study, calculation methods and values that have been used to estimate consequences for the traffic operation and safety on a motorway segment were found. Based on these calculation methods, it has been analyzed how variations in input values from selected literature will affect the calculation results.

One of the consequences of building a narrower cross-section with a smaller outside shoulder width is an increased risk of incidents that will lead to parts of a lane being blocked. For an incident leading to a lane closure on a motorway segment with a narrow cross-section, the traffic operation will be significantly worse compared to a wider cross-section with sufficiently outside shoulder width. The results from this thesis indicate that a reduction in cross-section width will lead to a decrease in traffic flow and increased congestions and delay in imagined incident scenarios. These consequences will be worse based on values from Denmark compared to the USA.

Estimated consequences on traffic safety indicate that there will be a significantly greater increase in the number of fatal and injury accidents on rural motorways in the USA compared to rural motorways in Denmark when the cross-section width on a four-lane motorway is reduced. There will also be a greater increase on urban motorway in the USA, but here the difference is considerably smaller. The most noticeable reason for the increase in the number of fatal and injury accidents is due to a reduction in outside shoulder width.

With increased flexibility and the possibility to reduce cross-section widths, strict guidelines and clear frameworks are required to ensure solutions that address traffic operation and safety needs. Increased flexibility will also lead to more uncertainty in the design due to the choice of alternative cross-section widths with limited experience from previous roads. Results from this thesis show that narrower cross-sections can lead to negative consequences for the traffic operation and safety on a motorway segment. The size of the estimated consequences will vary depending on the chosen values and procedures from literature obtained from different countries.