17.3. Оптическое трассирование дорог

При движении взгляд водителя скользит по поверхности дороги, как бы следуя направляющим его ориентирам, которыми являются хорошо различимые линии, параллельные пути движения: краевые полосы или кромки покрытия, разделительные линии, осевой шов бетонных покрытий, линии канав и придорожных насаждений. Из практики известно, что если при плохой видимости ночью, в дождь, туман или снегопад эти ориентиры становятся мало заметными, условия движения резко ухудшаются. Теряя ориентировку, водитель вынужден или снижать скорость, или продолжать движение с повышенной опасностью дорожных происшествий.

Чем выше скорость, тем сложнее управление автомобилем, тем на большем расстоянии должен видеть перед собой дорогу водитель и тем меньший угол пространства охватывает он взглядом (см. рис. 17.4, табл. 17.1).

Таблица 17.1. Изменение дальности взгляда и угла охвата зрением в зависимости от скорости

Скорость, км/ч	Дальность взгляда, м	Угол, охватываемый взглядом, град.
0	–	до 180
40	180	100
100	640	38
120	840	33
150	920	30

Условия видимости поверхности дороги ухудшаются с ростом скорости. По мере удаления рассматриваемого объекта луч зрения водителя падает на поверхность покрытия под все меньшим углом в вертикальной плоскости. Поэтому влияние искажения вида дороги в перспективе в большей степени сказывается на условиях движения быстроходных автомобилей.

Для безопасности и уверенности управления необходимо обеспечить водителей дополнительной информацией о дороге. С этой целью для взгляда водителей создают систему опорных точек, ориентирующих в направлении дороги на большом расстоянии. Это расстояние должно быть тем большим, чем выше расчетная скорость движения на дороге.

Естественно, что такие опорные точки должны быть видны лучше, чем поверхность дороги. Больший угол их видимости достигается благодаря возвышению ориентиров над поверхностью дороги. Положение проезжей части дороги в плане указывается водителю при помощи окаймляющих ее вертикальных предметов. Этот метод применим и в случаях, когда сама проезжая часть неотличима от обочин, например, ночью или зимой. Видимость поверхности, предназначенной для движения автомобиля, как бы заменяется выявлением зоны пространства, в которой движется автомобиль.

На практике реализация идеи оптического трассирования сводится к обозначению боковых границ дороги при помощи видимых издалека предметов – откосов земляного полотна, направляющих столбиков, ограждений бордюрного типа, растительных групп.

Такой метод проложения трассы называется «оптическим трассированием» (нем. Optische Fuhrung) или «направлением взгляда водителя». Основная цель оптического трассирования состоит в том, чтобы заблаговременно оповестить водителей в местах поворотов и ограничения видимости о дальнейшем направлении дороги и обеспечить уверенность действий и психологический комфорт водителя.

Чем больше ориентирование связано со всей совокупностью окружающего водителя пространства, тем легче и естественнее протекает процесс управления автомобилем. Ощущение ограниченного с боков пространства облегчает водителю ориентирование. В сознании создается «оптический коридор», который позволяет водителю ненапряженно и почти автоматически выполнять операции по управлению автомобилем – повороты рулевого колеса, переключения передач, разгон или торможение.

Положительная роль средств оптического трассирования, сосредоточивающих на себе взгляды водителей, подтверждается результатами проведенных в Японии интересных опытов по установлению продолжительности фиксирования водителем взгляда на разных элементах дороги и придорожной полосы. Так, после 10 секунд разглядывания участка дороги водитель стоящего автомобиля замечал, что точки, на которых был сосредоточен его взгляд, образовали систему линий оптического направления движения.

Средства оптического ориентирования водителя не должны быть расположены слишком близко от края проезжей части, иначе они повысят опасность дорожных происшествий и вызовут снижение скорости. Наблюдения за влиянием предметов, расположенных на обочинах, на траекторию движения автомобилей, позволяют сделать вывод, что удаление боковых ориентиров от края проезжей части должно быть не менее 2,5-2,7 м.

Наибольший эффект достигается, когда средства оптического трассирования сконцентрированы в местах, где их воздействие на водителя должно быть особенно сильным. Средствами оптического трассирования являются: земляное полотно дороги; указательные столбики; растительность; ориентирование дороги на отдаленные возвышающиеся предметы; окраска дорожных сооружений.

Земляное полотно дороги. При совпадении кривых в плане с выпуклыми вертикальными кривыми, когда начало кривой в плане расположено за переломом профиля, у водителя создается неправильное представление о дальнейшем направлении движения по прямой (рис. 17.6а). Немецкие инженеры образно называют такие участки дорог «трамплином в ничто» («Sprungbrett im Nichts»).

Рис. 17.6. Совпадение кривых в плане с выпуклыми вертикальными кривыми

Ясность в направлении дороги может быть достигнута увеличением радиуса кривой в плане или смещением ее вершины таким образом, чтобы начало кривой располагалось до перелома продольного профиля (рис. 17.6б). Водитель узнает об изменении направления дороги за переломом по заметному ему издалека началу криволинейного участка. Для этого отклонение видимого участка кривой от первоначального направления дороги должно быть достаточно хорошо различимым. Опыт проектирования показывает, что для оптической ясности и плавности, угол видимого поворота дороги не должен быть менее 2°, а предпочтительнее 3°.

Если за переломом продольного профиля расположены обратные S-образные кривые, указанное мероприятие недостаточно для ориентирования водителей. Для обозначения направления второй кривой должны быть осуществлены дополнительные меры. Однако наиболее рациональное решение – удаление начала второй кривой от перелома профиля на расстояние видимости.

Направляющее действие проезжей части особенно сильно проявляется при устройстве краевых полос и нанесении на покрытии осевых и краевых разграничительных линий со световозвращающим эффектом. Отличаясь по цвету от основного покрытия, эти линии оказывают очень эффективное направляющее действие в пределах зоны непосредственной видимости, образуя своеобразные «рельсы», по которым скользит взгляд водителя.

Особенно значителен эффект направляющих полос ночью и в условиях недостаточной видимости при тумане. При правильном нанесении разграничительные линии четкостью и плавностью своих очертаний способствуют улучшению эстетических качеств дороги. Однако в климатических условиях Беларуси эффективность краевых полос и разграничительных линий на покрытии существенно снижается в зимние месяцы при несвоевременной очистке покрытия от снега.

Указательные столбики, боковые ограждения барьерного типа. Установленные на обочине указательные столбики и ограждения барьерного типа, сближаясь в перспективе, создают цепь опорных точек, скользя по которым взгляд водителей оценивает общее направление дороги (рис. 17.7).

Рис. 17.7. Направляющее действие ограждений барьерного типа

Особенно полезны такие ограждения в ночное время при свете фар, так как они снабжены световозвращающими элементами, цвет и форма которых различны на разных сторонах дороги (обычно два круглых слева и вытянутый вверх прямоугольный справа).

Действие направляющих столбиков распространяется на меньшее расстояние, чем других средств оптического трассирования, но весьма эффективно. Однако при частой установке на большом протяжении направляющие столбики начинают утомлять водителей своей монотонностью, и положительный эффект теряется. Поэтому их целесообразнее концентрировать в наиболее опасных местах дороги. На прямых участках достаточно ставить отдельные столбики на расстоянии, не менее 50 м, а в местах распространения сильных туманов – 25 м друг от друга.

На кривых направляющие столбики ставят тем чаще, чем меньше радиус кривой:

Радиус, м 700-500 500-300 300-200 200-100 <100

Расстояние между столбиками, м 33,3 25 20 16,7 10

Растительность. Не следует думать, что для ориентирования водителей обязательно требуется посадка густых рядов деревьев и кустарников, как бы создающих своеобразный сплошной путь для взгляда.

Способность глаза запечатлевать и обобщать впечатления позволяет сделать направление пути ясным при помощи посадки отдельных групп деревьев, создающих для взгляда опорные точки. Этому существенно способствует сокращение расстояния между предметами в перспективе, благодаря которому расположенные на расстоянии друг от друга предметы почти сливаются.

Возвышающиеся вершины деревьев во всех случаях хорошо видны издалека и, привлекая к себе внимание водителей, сигнализируют им о дальнейшем направлении дороги. Особенно они эффективны, когда изменения направления дороги закрыты от водителя переломами продольного профиля. Поэтому поворот за переломом профиля бывает хорошо заметен водителю по положению крон деревьев (рис. 17.8а). Ряды деревьев с внешней стороны кривых удачно подчеркивают повороты дороги.

Насаждения аллейного типа на выпуклых переломах продольного профиля, образуя своеобразные ворота, свидетельствуют о том, что дорога продолжает идти прямо.

На Т-образных примыканиях к дорогам более высокой категории посадка группы деревьев по оси второстепенной дороги издалека указывает на место примыкания и заставляет водителей готовиться к маневру и более интенсивно снижать скорость, чем знак «Главная дорога» (рис. 17.8б).

Рис. 17.8. Обозначение направления дороги вершинами деревьев

Группы деревьев около пересечений также сигнализируют о местах возможного выезда транспортных средств с примыкающих дорог на автомагистрали. Кроме того, наличие около дороги групп высоких деревьев позволяет водителям лучше оценивать расстояния и скорости движения.

При извилистости дороги в плане средства оптического трассирования располагают с интервалами, чтобы тщательное вырисовывание одного поворота не мешало характеристике дороги на большом участке (рис. 17.8в).

Направляющие растительные группы не должны быть монотонными. С этой точки зрения аллейные насаждения, казалось бы, наиболее идеально направляющие потоки автомобилей, не могут быть оценены положительно, так как своим однообразием увеличивают усталость водителей, а при близком расположении от дороги способствуют повышению аварийности.

Деревья и кустарники для посадки выбирают с учетом наиболее распространенной растительности в ландшафте. Оптическое трассирование наиболее совершенно, когда его действие проявляется ненавязчиво, почти незаметно для водителя.

Растительные посадки особенно эффективны как средство оптического трассирования при реконструкции дорог. Так, например, посадками может быть очень успешно показано направление новой дороги на обходе населенного пункта, которая ответвляется в сторону от ранее существовавшей дороги.

Ориентирование дороги на отдаленные возвышающиеся предметы. В условиях интенсивного движения водитель не может рассматривать ландшафт сбоку от дороги. Он может только окинуть взглядом расположенные впереди прямо перед ним крупные объекты – горы, опушку леса, крупные сооружения.

При движении по криволинейной трассе дальние планы ландшафта перемещаются поперек направления движения автомобиля, что позволяет водителю наблюдать смену пейзажей, не подвергая опасности аварии пассажиров и себя.

В однообразной открытой местности появляющийся на горизонте контур ориентира, вначале трудно различимый, заинтересовывает водителя и, сосредоточивая на себе его внимание устраняет усыпляющее влияние однообразия придорожной обстановки (рис. 17.9).

Рис. 17.9. Дорога, направленная на два возвышающиеся сооружения. Издалека видно дальнее, расположенное на горе. Вблизи доминирующее влияние оказывает нижнее, свидетельствующее о повороте дороги

Для обозначения мест примыканий и пересечений иногда устанавливают индивидуальные дорожные знаки (абстрактные скульптуры), издалека сигнализирующие о приближении к населенным пунктам. На рис.17.10 показан железобетонный знак высотой 22 м, воздвигнутый по проекту скульптора Моэшаля у городской черты Брюсселя на дороге в Остенде.

Рис. 17.10. Железобетонный знак на границе Брюсселя

Действие ориентиров особенно сильно проявляется на дороге, плохо знакомой водителю. Чем ниже интенсивность движения по дороге, тем значительнее роль ориентиров. При высокой интенсивности движения обстановка на дороге, заставляя водителей сосредоточиться, устраняет возможность опасного снижения их внимательности.

Окраска дорожных сооружений. Для оптического трассирования большой интерес представляет использование окраски дорожных сооружений. Разница в цвете элементов и сооружений способствует более четкому выявлению их функционального назначения.

Для достижения большей контрастности и лучшего выполнения краевыми полосами «направляющих функций» при строительстве бетонных покрытий в Германии применяют подкрашивание цементобетона введением небольшого количества темных красителей (от 0,25 до 1,00% от веса цемента). Этим достигается большая контрастность между серо-зеленоватой поверхностью основного покрытия и белым бетоном краевых полос. Для выделения вспомогательных переходных полос и съездов на пересечениях в разных уровнях на автомагистралях Германии применяются покрытия из брусчатки и мозаики. В США в обычно желтые покрытия укладывают на полосах движения, выделенных для левых поворотов, коричневые – на подходах к пересечениям и сложным развязкам. На рис. 17.11 показан пример возможного цветового оформления пересечения в разных уровнях.

Рис. 17.11. Схема цветового оформления пересечений в разных уровнях: 1 – серое цементобетонное покрытие; 2 – краевая полоса из темного и белого бетона; 3 – асфальтобетонная переходно-скоростная полоса; 4 – левоповоротная полоса из мозаики; 5 – окраска опор моста черными полосами; 6 – окраска балки красными полосами

Разумное применение цвета без удорожания строительства может помочь ориентированию водителей при нестандартной схеме пересечения. Этому будет способствовать устройство участков проезжей части в районе транспортной развязки из различных материалов или хотя бы устройство на них краевых и осевых полос разных цветов. Применение предупреждающих тонов в окраске конструкции моста, например окраска опор косыми черными полосами и красный цвет балки будут способствовать безопасности, привлекая внимание водителей при перевозке негабаритных грузов.

Правильно сочетая окраску плоскостей портала тоннеля густой черной краской и белым цветом стен самого тоннеля с постепенно изменяющейся интенсивностью искусственного освещения, японским строителям автомагистрали Кобе – Нагоя удалось полностью устранить так называемый эффект «светового порога» – потери видимости водителями, вызывавшей заметное снижение скорости при въезде с освещенной солнцем дороги в темный тоннель.