Tielaitos. Parannettavien pääteiden suuntaus 30/1999. S12 Pääteiden parantamisratkaisut. Tielaitoksen sisäisiä julkaisuja.

Transkriptio

1 Tielaitos S12 Pääteiden parantamisratkaisut Parannettavien pääteiden suuntaus Tielaitoksen sisäisiä julkaisuja 30/1999 Helsinki 1999 TIEHALLINTO Tie- ja liikennetekniikka

2 Tielaitoksen sisäisiä julkaisuja 30/1999 S12 Pääteiden parantamisratkaisut Parannettavien pääteiden suuntaus Tielaitos TIEHALLINTO Helsinki 1999

3 TIEL Oy Edita Ab Helsinki 1999 Julkaisua myy: Tielaitos, painotuotepalvelut Telefax Tielaitos TIEHALLINTO Tie- ja liikennetekniikka Opastinsilta 12 A PL HELSINKI Puhelin vaihde

4 Parannettavien pääteiden suuntaus. Tielaitos, tiehallinto, tie- ja liikennetekniikka. Helsinki Tielaitoksen sisäisiä julkaisuja 30/ s. TIEL Aiheluokka: 31, 82 Asiasanat: Mitoitus, päätiet, tiensuunnittelu Tiivistelmä Parannettavilla pääteillä kokeillaan perinteisen yksiajorataisen tien ja moottoritien väliin sijoittuvia uusia poikkileikkaustyyppejä. Tässä työssä on selvitetty näiden uusien tietyyppien geometriset mitoitusperusteet ja suuntauksen teoreettiset suunnitteluperiaatteet sekä tien poikkileikkauksen vaikutus suuntauksen suunnitteluun. Tarkasteltavat tietyypit olivat: 1. Ohituskaistatie (100 km/h) 2. Ohituskaistatie keskikaiteella varustettuna (100 km/h) 3. Leveäkaistainen tie (100 km/h) 4. Kapea nelikaistainen tie (80/100 km/h) Teiden mitoitus- ja suunnitteluperiaatteita vertailtiin perinteiseen yksiajorataiseen sekaliikennetiehen (80/100 km/h), moottoriliikennetiehen (100 km/h) ja moottoritiehen (120 km/h). Ohituskaistatiellä voidaan käyttää kaarevampaa tielinjausta ja pienempisäteisiä tielinjan kaaria kuin perinteisellä sekaliikennetiellä, koska ohitusnäkemiä ei tarvita. Ohituskaistojen päättymiskohdissa tulee kuitenkin olla hyvät näkemät. Tie sopii hyvin pienipiirteiseen suomalaiseen maisemaan. Leveäkaistainen tie vaatii hyvät näkemät ja suuntauksessa käytetään suurehkoja tielinjan kaaria ja tasauksen kuperia pyöristyskaaria. Tielinjan kaarresäteet tulevat suuriksi, kun halutaan välttää näkemiä rajoittavien esteiden kuten kallioleikkausten normaalia suojaetäisyyttä suurempaa avartamista. Tasaukseltaan tie vastaa moottoritien (120 km/h) vaatimuksia. Kuperien pyöristyskaarien säteiden vähimmäisarvot ovat lähes kaksi kertaa suurempia kuin muilla yksiajorataisilla teillä. Leveäkaistainen tie sopii avaraan suuripiirteiseen maisemaan. Ohituskaistatie keskikaiteella varustettuna ja kapea nelikaistainen tie ovat väyliä, joilla ei sallita kevyttä liikennettä eikä hidasta moottoriajoneuvoliikennettä. Näillä teillä pahimman näkemäesteen muodostaa keskikaide. Linjauksen on oltava suurisäteisempää kuin perinteisellä yksiajorataisella sekaliikennetiellä. Tasauksen kuperat minimipyöristyssäteet voivat olla 20-25% pienempiä kuin tavallisilla sekaliikenneteillä. Eritasoliittymät ja poikkileikkauksen muutoskohdat tulee kuitenkin sijoittaa tien kohtiin, joissa on hyvät näkemät. Kuperan pyöristyssäteen tulee näissä tien kohdissa olla 5-9 kertaa suurempi kuin minimiarvo tielinjalla. Kapea nelikaistainen tie sopii hyvin rakennettuun ympäristöön, jossa tilaa on vähän, mutta tarvitaan tehokkaasti liikennettä välittävä väylä. Tämä ja kaiteellinen ohituskaistatie sopivat myös maaseudun pienipiirteiseen maisemaan.

5 Alkusanat Tielaitoksen strategisen projektin S12 Pääteiden parantamisratkaisut eräänä tavoitteena on kehittää tavallisen kaksikaistaisen tien ja moottoritien välille sijoittuvia uusia tieratkaisuja ja suunnitteluperiaatteita, joilla voidaan parantaa liikenteen välityskykyä, turvallisuutta ja sujuvuutta verrattuna tavalliseen kaksikaistaiseen tiehen. Tässä työssä selvitetään uusien tietyyppien geometriset mitoitusperusteet ja suuntauksen suunnitteluperiaatteet, joilla maisemaan hyvin sopeutuva, tehokkaasti liikennettä välittävä ja turvallinen tie voidaan tehdä tarkoituksenmukaisesti ja taloudellisesti. Tavoitteena on selvittää mm. tien poikkileikkauksen ja kevyen liikenteen erotteluperiaatteiden vaikutus näkemävaatimuksiin ja tien suuntaukseen. Selvitys on tehty Tielaitoksen keskushallinnon tie- ja liikennetekniikkayksikön toimeksiannosta YS-Yhdyskunta Oy:ssä. Selvitystyötä on ohjannut tilaajan edustajana dipl.ins. Jorma Saarelainen. YS-Yhdyskunta Oy:ssä selvityksen laatimiseen ovat osallistuneet ins. Jyrki Soukiala, dipl.ins. Pertti Andelin ja FM Seija Väre. Helsingissä elokuussa 1999 Tielaitos Tie- ja liikennetekniikka

6 6 Parannettavien pääteiden suuntaus Sisältö 1 JOHDANTO 7 2 TARKASTELTAVAT TIETYYPIT 8 3 OHJE- JA VÄHIMMÄISARVOT 11 4 MITOITUSPERUSTEET Mitoitusnopeus Reaktioaika Kitka Silmäpisteen korkeus ja näkemäkulma Ajovalojen korkeus ja valaisukulma Esteen korkeus Kiihtyvyys ja hidastuvuus Pystykiihtyvyys ja sivukiihtyvyys 16 5 NÄKEMÄT Yleistä Pysähtymisnäkemä Kohtaamisnäkemä Ohitusnäkemä Liittymisnäkemä Päätöksentekonäkemä Näkemäalueet Pääteiden näkemävaatimukset 23 6 SUUNTAUKSEN GEOMETRINEN SUUNNITTELU Linjaus Yleiset mitoitusperiaatteet Kaarteet Tasaus Pyöristyskaaret Pituuskaltevuus Optinen ohjaus ja joustavuus 35 7 ESTETIIKKA- JA TIEMAISEMATEKIJÄT Yleistä Linjauksen yleiset periaatteet Tien tasaus maisemassa Uusien tietyyppien sovittaminen maastoon ja maisemaan 39 8 YHTEENVETO 41

7 Parannettavien pääteiden suuntaus 7 JOHDANTO 1 JOHDANTO Pääteiltä edellytetään hyvää välityskykyä, korkeaa nopeustasoa ja turvallisuutta. Pohjoismaissa ja Keski-Euroopassa on viime vuosina kokeiltu pääteitä parannettaessa tavanomaisen parantamisen ohella tavallisen kaksikaistaisen päätien ja moottoritien väliin sijoittuvia tietyyppejä tavoitteena korkea turvallisuus- ja sujuvuustaso sekä tavallista kaksikaistaista tietä suurempi liikenteen välityskyky. Kokeilujen taustalla ovat Suomessa olleet: niukentunut rahoitus, minkä vuoksi päätieverkon kalliita uusinvestointeja (moottoritiet) joudutaan siirtämään myöhemmäksi ja osasta luopumaan kokonaan asteittain kiristyvä turvallisuustavoite, joka koskee erityisesti vakavia onnettomuuksia ympäristönäkökohdat, minkä vuoksi uusiin teihin suhtaudutaan kriittisesti mm. erilaisten suojelutavoitteiden vuoksi päätieverkon kasvava liikenne, minkä vuoksi jo ennestään kuormitetuilla pääteillä liikennöintiolosuhteet huononevat entisestään samalla kun tienkäyttäjien palvelutasovaatimukset nousevat liikennemäärä, joka ei edellytä moottoritietä Parannettavan tien suuntaukselle asetettavat vaatimukset riippuvat parantamistoimenpiteen valinnasta. Vanhan väyläyhteyden tavanomaisessa saneerauksessa tien linjaus ja tasaus pyritään tekemään mahdollisuuksien mukaan vastaamaan uudelle väyläyhteydelle asetettavia vaatimuksia sekä lisäämään ohituskelpoisia osuuksia. Uusilla tietyypeillä, kuten ohituskaistateillä, leveäkaistaisilla teillä sekä kapeilla kaksiajorataisilla teillä väylägeometria ja sen parannustarve riippuu poikkileikkauksen lisäksi eri liikennemuotojen erotteluperiaatteista sekä väyläyhteyden jatkokehitystarpeesta.

8 8 Parannettavien pääteiden suuntaus TARKASTELTAVAT TIETYYPIT 2 TARKASTELTAVAT TIETYYPIT Selvityksessä tarkastellaan seitsemää erilaista tietyyppiä, joiden poikkileikkaukset on esitetty liitteessä 1. Tavallinen kaksikaistainen päätie Perustyyppinä on käytetty tavallista kaksikaistaista päätietä, jonka tyypillisiä leveyksiä ovat 10.5/7.5 ja 10/7 metriä. Nopeusrajoitus on 80/100 km/h. Tiellä sallitaan kevyt liikenne ja tasoliittymät. Moottoriliikennetie Perinteinen MOL-poikkileikkaus 12.5/7.5, jonka kokonaisleveys on 12.5 metriä ja ajoradan leveys 7.5 metriä. Nopeusrajoitus on 100 km/h. Moottoritiehen varauduttaessa tehdään geometriasuunnittelu nopeusrajoituksen 120 km/h mukaan. Tiellä ei sallita kevyttä liikennettä eikä tasoliittymiä. Kuva 1: Moottoriliikennetie. Ohituskaistatie Ohituskaistatie on väylä, jonka kokonaisleveys on 13.5 metriä ja ajoradan leveys 10.5 metriä. Tiellä on jatkuva ohituskaista vuorotellen kumpaankin suuntaan. Ohittaminen vastaantulevan liikenteen kaistalla on estetty sulkuviivoin. Nopeusrajoitus on 100 km/h. Tiellä voidaan sallia kevyt liikenne ja tasoliittymät. Kuva 2: Ohituskaistatie.

9 Parannettavien pääteiden suuntaus TARKASTELTAVAT TIETYYPIT 9 Keskikaiteellinen ohituskaistatie Keskikaiteella varustettu ohituskaistatie on kaksiajoratainen väylä, jonka kokonaisleveys on teräsputkikaiteella ja betonikaiteella metriä. Ajoradat ovat 6.75 ja 3,75 metriä leveät. Muuten samanlainen kuin tavallinen ohituskaistatie, mutta vastakkaiset ajosuunnat on erotettu toisistaan keskikaiteella (betoni- tai teräsputkikaide). Nopeusrajoitus on 100 km/h. Tiellä ei sallita kevyttä liikennettä eikä yleensä myöskään tasoliittymiä. Kuva 3: Keskikaiteellinen ohituskaistatie Leveäkaistainen tie Leveäkaistainen tie on väylä, jonka kokonaisleveys on 13.5 metriä ja ajoradan leveys metriä. Ohitus on mahdollista suorittaa siirtymättä vastaantulevan liikenteen kaistalle, mikäli ohitettava ajoneuvo ajaa kaistan oikeanpuoleisessa reunassa. Nopeusrajoitus on 100 km/h. Tiellä voidaan sallia tasoliittymät sekä myös kevyt liikenne, kun piennarleveys on 1.5 m. Kuva 4: Leveäkaistainen tie.

10 10 Parannettavien pääteiden suuntaus TARKASTELTAVAT TIETYYPIT Kapea nelikaistainen tie Kapea nelikaistainen tie on kaksiajoratainen väylä, jonka kokonaisleveys on teräsputkikaiteella 18.2 ja betonikaiteella 19.3 metriä ja ajoratojen leveys 2* 7.0 metriä. Tiellä on kaksi ajokaistaa kumpaankin suuntaan. Ajosuunnat on erotettu toisistaan kaiteella. Nopeusrajoitus on 80 km/h tai 100 km/h. Tiellä ei sallita kevyttä liikennettä eikä tasoliittymiä. Kuva 5: Kapea nelikaistainen tie. Moottoritie Moottoritie on kaksiajoratainen vain moottoriajoneuvoliikenteelle tarkoitettu väylä, jonka kokonaisleveys ilman keskikaidetta on vähintään 30 metriä. Ajoratojen leveys on 2* 7.5 metriä. Nopeusrajoitus on 120 km/h. Kuva 6: Moottoritie.

11 Parannettavien pääteiden suuntaus 11 OHJE- JA VÄHIMMÄISARVOT 3 OHJE- JA VÄHIMMÄISARVOT Liikenneväylien mitoitusperusteet määräytyvät yleensä tien merkityksen, liikennemäärän, liikenteen koostumuksen sekä nopeusrajoituksen perusteella. Suuntauksen perusarvojen tulee olla sellaisia, että tien geometria mahdollistaa ja tarjoaa riittävän korkean nopeustason ja liikenneturvallisuuden, mikä edellyttää näkemiä, jotka mahdollistavat ajoradalla olevan ajoesteen ohituksen tai ajoneuvon pysäyttämisen ennen sitä pieniä kuljettajaan vaikuttavia voimia ja voimien muutoksia riittävää turvallisuutta ohituksissa riittävää turvallisuutta normaaleissa ja poikkeuksellisissa liikennetilanteissa tarvittaessa eri liikennemuotojen erottamista toisistaan Teiden kulkukelpoisuutta, palvelutasoa, ulkonäköä ja viihtyisyyttä arvioidaan geometrisessa suunnittelussa normaalisti yksittäisiä suunnitteluelementtejä kuten kaarresäteitä, pyöristyskaaria, pituuskaltevuuksia, poikkileikkauksia jne. tarkastelemalla. Suunnitteluelementeille ja niiden mitoitusperusteiden perusarvoille annetaan tämän vuoksi liikenneteknisen vaikutuksensa perusteella ohjearvot ja vähimmäisarvot taulukon 1 mukaisesti. Taulukko 1: Ohje- ja vähimmäisarvot. Mitoitusperusteen arvo Kuvaus Ohjearvo Ohjearvon perusteella määräytyvän elementin kohdalla voi liikenne edetä joustavasti ja turvallisesti, jos myös muut tarvittavat arvot on valittu ohjearvon mukaan. Vähimmäisarvo Vähimmäisarvojen mukaan valitun elementin kohdalla joutuu ajoneuvon kuljettaja keskittymään enemmän ajosuoritukseen. Häneen sekä muihin matkustajiin kohdistuu suurempia voimavaikutuksia kuin ohjearvon mukaisen elementin kohdalla. Ohjearvojen mukaisia näkemiä ja suuntauksen suunnitteluelementtejä käytetään uusilla valta- ja kantateillä ja mahdollisuuksien mukaan myös parannettavien pääteiden uusilla osuuksilla. Paikalla parantamisessa voidaan kohtuuttomien kustannusten välttämiseksi käyttää vähimmäisarvojen mukaisia elementtejä. Vähimmäisarvojen käyttö on sallittua myös silloin, kun muilla toimenpiteillä voidaan varmistaa suurimpien esiintyvien nopeuksien säilyminen nopeusrajoituksen suuruisena.

12 12 Parannettavien pääteiden suuntaus MITOITUSPERUSTEET 4 MITOITUSPERUSTEET 4.1 Mitoitusnopeus Mitoitusnopeudella tarkoitetaan geometristen minimielementtien määrittelyssä käytettävää nopeutta, joka ottaa mahdollisimman hyvin huomioon ajoneuvojen todelliset, teillä esiintyvät nopeudet. Todelliset nopeudet riippuvat pääasiassa liikenneolosuhteista, maankäytöstä, maastosta, poikkileikkauksesta jne. Liittymien ym. pistemäisten nopeudenmuutoskohteiden kohdalla käytetään yleensä samaa mitoitusnopeutta kuin muullakin tieosuudella. Suunnitteluohjeissa mitoitusnopeus on yleensä v 85 -v 95 eli nopeus, jonka % vapaissa ajo-olosuhteissa liikkuvista ajoneuvoista alittaa. Taulukossa 2 on esitetty Suomessa todettuja v 85 -nopeuksia. Taulukko 2: Eri väylätyypeillä mitattuja v 85 -nopeuksia. V 85 (km/h) Väylätyyppi Nopeusrajoitus (km/h) ajoratainen 2-ajoratainen Teiden näkemä-, tasaus- ja pituusgeometriamitoituksen ohjearvojen tulee pääteiden suunnittelussa perustua nopeuteen v 85, jolloin lähes kaikille kuljettajille voidaan varmistaa riittävät näkemät ja turvallinen tiegeometria. Näin saadaan tietty turvamarginaali esim. kuljettajien erilaisten reaktioaikojen ja tien pinnan kitkaominaisuuksien varalta. Kohtuuttomien kustannusten välttämiseksi voidaan käyttää mitoitusnopeuden vähimmäisarvoa, joka on taulukon 3 mukaisesti nopeusrajoituksen suuruinen. Taulukko 3: Mitoitusnopeus. Nopeusrajoitus (km/h) Ohjearvo Mitoitusnopeus (km/h) Vähimmäisarvo

13 Parannettavien pääteiden suuntaus MITOITUSPERUSTEET Reaktioaika Reaktioaika on aika, joka ajoneuvon kuljettajalta kuluu yllättävän tilanteen havaitsemisesta vaaratilanteeksi käsittämiseen, päätöksen tekoon sekä toiminnan (jarrutuksen) aloittamiseen. Reaktioaika vaihtelee mm. kuljettajan perussuorituskyvyn, vireystilan ja liikenneympäristön mukaan. Pysähtymisnäkemäsuunnittelun reaktioajat ovat taulukon 4 mukaisia. Taulukko 4: Reaktioaika. Ohjearvo Reaktioaika (s) Vähimmäisarvo Kitka Ajoradan ja renkaiden välinen kitka vaihtelee mm. vuodenajan, päällystetyypin, jarrutustavan, säätilan, nopeuden ja renkaiden mukaan. Kitkasta riippuu: millainen ajoradan pituuskaltevuus voi olla, jotta ajoneuvo kykenisi lähtemään liikkeelle tai pysähtymään riittävän nopeasti kuinka nopeasti tietyssä sivukaltevuudessa olevaan kaarteeseen voi ajaa millainen pysähtymisnäkemä ajoradalla tulee vähintään olla Mitoittavaa jarrutuskitkakerrointa valittaessa otetaan huomioon päällysteen kitkaominaisuuksien lisäksi myöskin ajomukavuustekijät. Ajoneuvon kuljettajat pitävät yleensä siedettävän hidastuvuuden rajana m/s 2, mikä vastaa kitkakerrointa Suunnittelussa käytetään taulukossa 5 esitettyjä keskimääräisiä märän tienpinnan (kesäkelin) jarrutuskitka-arvoja jarrutettaessa eri alkunopeuksista pysähdykseen. Sivukitkan arvot on esitetty kohdassa 4.8 Pystykiihtyvyys ja sivukiihtyvyys. Taulukko 5: Mitoittavat keskimääräiset jarrutuskitka-arvot. Jarrutuskitkakerroin f jk Mitoitusnopeus (alkunopeus) v (km/h)

14 14 Parannettavien pääteiden suuntaus MITOITUSPERUSTEET 4.4 Silmäpisteen korkeus ja näkemäkulma Silmäpisteen korkeudella tarkoitetaan ajoneuvon kuljettajan silmän ja ajoradan pinnan välistä etäisyyttä. Geometrisessa suunnittelussa korkeutena käytetään matalimpien ajoneuvojen eli henkilöautojen perusarvoa 1.10 m. Kuva 7: Silmäpisteen ja valojen korkeus. Silmäpisteen korkeuden ohella geometriseen mitoitukseen vaikuttaa myöskin näkemäkulma, jonka mukainen osa näkemäesteestä tulee olla näkyvissä, jotta este havaittaisiin. Näkemäkulman perusarvona käytetään 1 kaariminuuttia (1 /60), joka vastaa käytännössä normaalin silmän näkemäkulmaa päivänvalo-olosuhteissa. Sitä käytetään vain pysähtymisnäkemän suunnittelussa (estekorkeus 0.2 m). Kuva 8: Näkemäkulma. 4.5 Ajovalojen korkeus ja valaisukulma Ajovalojen korkeus mitataan pystysuorana etäisyytenä ajoradan pinnasta ajovaloumpion keskelle. Korkeutta tarvitaan estekorkeutena liittymä- ja ohitusnäkemätasausta suunniteltaessa ja määritettäessä tarvittavaa koveran kaaren pyöristyssädettä valaisemattomille tieosille lähivaloilla ajettaessa. Mitoittava ajovalojen korkeus on henkilöautoilla 0.6 metriä. Ajovalojen valaisukulma tarkoittaa ajovalokeskiön kautta kulkevan vaakasuoran tason ja lähivalojen tämän tason yläpuolelle suuntautuvan valosäteilyn välistä kulmaa. Valaisukulman suuruus on 1. Kuva 9: Ajovalojen korkeus h ja valaisukulma ψ.

15 Parannettavien pääteiden suuntaus MITOITUSPERUSTEET Esteen korkeus Esteen korkeus on ajoradalla, vaadittavalla näkemäetäisyydellä olevan mitoittavan esteen pystysuora korkeus mitattuna ajoradan pinnasta. Esteen havaitsemiseen tarvitaan tietty näkemäkulma tai esteen on oltava pistemäinen valolähde, kuten esim. ajoneuvon ajo- tai perävalot. Ajoradalla olevan, yhtäkkiä esiin tulevan ja liikkumattoman esineen käsittäminen vaaratekijäksi edellyttää lisäksi, että esine tunnistetaan. Alle 0.2 metriä korkeita esineitä, jotka voisivat aiheuttaa onnettomuusvaaraa, esiintyy liikenteessä vain harvoin ja ne voidaan useimmiten joko ylittää tai väistää. Pysähtymisnäkemän suunnittelussa käytettävä estekorkeus voi täten yleensä olla 0.2 metriä. Pelkästään moottoriajoneuvoliikenteelle tarkoitetuilla kaksiajorataisilla väylillä estekorkeutena voidaan käyttää takavalokorkeutta 0.4 metriä. Liittymis- ja ohitusnäkemiä tarkasteltaessa pidetään estekorkeutena henkilöautojen ajovalokorkeutta 0.6 metriä, vaikka silmäpistekorkeuden 1.1 metriä käyttökin periaatteessa takaa, että 1.35 metriä korkea mitoitusajoneuvo näkyy pitkilläkin näkemäpituuksilla riittävässä näkemäkulmassa ja on tunnistettavissa tuulilasin yläosan perusteella. Leveäkaistaisella tiellä tulee liikenneturvallisuuden vuoksi olla aina vähintään kohtaamisnäkemä. Kohtaamisnäkemätarkastelussa vastaan tulevan ajoneuvon korkeus on sama kuin henkilöauton silmäpistekorkeus 1.1 metriä. Tasauksen kuperissa kohdissa kohtaamisnäkemä saavutetaan myös mitoittamalla tasaus pysähtymisnäkemälle estekorkeudella 0.0 m. Silmäpistekorkeus on estekorkeutena sopiva myös sulkuviivanäkemiä kaksi- ja useampikaistaisilla teillä määritettäessä. Taulukko 6: Näkemätarkasteluissa käytettävät estekorkeudet. Kohde Estekorkeus (m) Käyttö Este ajoradalla Päätöksentekonäkemä Pysähtymisnäkemä Pysähtymisnäkemä pelkästään moottoriajoneuvoliikenteelle tarkoitetuilla kaksiajorataisilla väylillä Ajovalot 0.60 Liittymisnäkemä Ohitusnäkemä Ajoneuvo (silmäpiste) 1.10 Kohtaamisnäkemä Sulkuviivanäkemä

16 16 Parannettavien pääteiden suuntaus MITOITUSPERUSTEET 4.7 Kiihtyvyys ja hidastuvuus Ajoneuvon liikesuunnassa tapahtuvat nopeuden muutokset aiheuttavat matkustajiin kohdistuvia pituussuuntaisia kiihtyvyysvoimia. Sekä muutosten että voimien suuruus ja kesto riippuvat mm. ajotavasta, liikenneympäristöstä ja keliolosuhteista. Hidastuvuus on lisäksi lähtökohta pysähtymismatkoja ja kiihtyvyys nopeuden muutokseen tarvittavia matkoja arvioitaessa. Näiden molempien maksimiarvot riippuvat ajoneuvojen ominaisuuksista sekä renkaiden ja ajoradan välisestä kitkasta. Nopeusalueella km/h henkilöauton kiihtyvyyden mitoittava perusarvo vaakasuoralla tiellä on 0.7 m/s 2. Ajoradan pituuskaltevuuden vaikutus on otettava erikseen huomioon. Kiihtyvyyden perusarvoa käytetään suunnittelun lähtökohtana mm. ohitusnäkemiä suunniteltaessa. Pysähtymiskitka-arvoihin nähden pienempiä hidastuvuuksia käytetään mm. hidastuskaistapituuksia, ramppeja ja ramppiliittymiä mitoitettaessa. Hidastuvuuden perusarvot on esitetty taulukossa 7. Taulukko 7: Hidastuvuuden perusarvot. Arvo Hidastuvuus (m/s 2 ) Jarrutustapa Ohjearvo Normaali jarrutus mahdoton jäisellä kelillä ilman nastarenkaita Vähimmäisarvo Verraten voimakas jarrutus mahdoton ilman liukkauden torjuntaa ja/tai hyviä talvirenkaita 4.8 Pystykiihtyvyys ja sivukiihtyvyys Pystykiihtyvyys vaikuttaa matkustusmukavuuteen ajoradan pyöristyskohdissa ajettaessa ja sen suuruus riippuu ajonopeudesta ja pyöristyskaaren säteestä. Pystykiihtyvyyteen perustuva mitoitusmenettely tulee kyseeseen yleensä vain valaistuilla tieosilla ja hyvin pieniä tasausviivan taitekulmia pyöristettäessä. Taulukko 8: Pystykiihtyvyyden perusarvot. Arvo Pystykiihtyvyys (m/s 2 ) Vaikutus Ohjearvo Ei häiritsevä Vähimmäisarvo Hieman epämukava

17 Parannettavien pääteiden suuntaus MITOITUSPERUSTEET 17 Kaarteessa liikkuvaan ajoneuvoon kohdistuu sivukiihtyvyys, jonka suuruus riippuu kaarresäteestä ja ajoneuvon nopeudesta. Sivukiihtyvyydestä aiheutuva voima on ajoradalta liukumisen estämiseksi kumottava ajoradan kallistamisella sekä tien pinnan ja ajoneuvon pyörien välisellä kitkalla. Sivukiihtyvyyden tien pinnan suuntaisen komponentin arvot, jotka määräytyvät ajoturvallisuuden ja mukavuuden perusteella, on esitetty taulukossa 9. Mitoittavat kitkakertoimet saadaan jakamalla kiihtyvyydet arvolla g = 9.81 m/s 2. Taulukko 9: Sivukiihtyvyyden perusarvot. Mitoitusnopeus (km/h) Sivukiihtyvyys (m/s 2 ) Sivukitka

18 18 Parannettavien pääteiden suuntaus NÄKEMÄT 5 NÄKEMÄT 5.1 Yleistä Näkemällä tarkoitetaan ajorataa pitkin mitattua matkaa, minkä etäisyydelle ajoneuvon kuljettajan tulee voida nähdä ajoradalla oleva este minkään rakenteen, leikkausluiskan, kasvillisuuden, lumen tms. estämättä. Liikenneturvallisuus ja liikenteen sujuminen edellyttävät väyliltä tiettyjä miniminäkemiä mm. ajoneuvon turvallista pysäyttämistä ja toisen ajoneuvon ohittamista varten. Näkemäsuunnittelussa ja tarkastelussa käytettävät näkemät ovat: pysähtymisnäkemä kohtaamisnäkemä ohitusnäkemä liittymisnäkemä päätöksentekonäkemä 5.2 Pysähtymisnäkemä Ajoradan jokaisessa kohdassa tulee olla vähintään pysähtymisnäkemä, jotta ajoneuvon kuljettaja pystyisi mitoitusnopeutta ajaessaan pysäyttämään ajoneuvonsa ennen yllättäen havaitsemaansa estettä. Mitoituspysähtymisnäkemä koostuu: reaktioaikana kuljetusta matkasta = t r *v m /3,6 jarrutuksen aikana kuljetusta matkasta = v m 2 /(254*(f jk ± s)) t r = reaktioaika (s) v m = mitoitusnopeus (km/h) f jk = keskimääräinen jarrutuskitkakerroin s = tien pituuskaltevuus Ajoneuvoliikenteen mitoituspysähtymismatkat pituuskaltevuudeltaan vaakasuoralla tiellä on esitetty taulukossa 10. Taulukko 10: Pysähtymisnäkemät vaakasuoralla tiellä. Ohjearvo Nopeusrajoitus (km/h) Mitoitusnopeus (km/h) Reaktioaika (s) Kitkakerroin Pysähtymisnäkemä (m) 2,5 0, ,5 0, ,5 0, Vähimmäisarvo Nopeusrajoitus Mitoitusnopeus Reaktioaika Kitkakerroin Pysähtymisnäkemä (m) ,0 2,0 2,0 0,35 0,31 0,

19 Parannettavien pääteiden suuntaus NÄKEMÄT 19 Pysähtymismatkat tien muilla pituuskaltevuuksilla on esitetty taulukossa 11 ja kuvassa 10. Taulukko 11: Pysähtymismatkat eri nopeusrajoituksilla ja tien pituuskaltevuuksilla. Pituuskaltevuus Pysähtymismatka (m) 80 km/h 100 km/h 120 km/h Ohjearvo Väh.arvo Ohjearvo Väh.arvo Ohjearvo Väh.arvo 0 % Alamäki 1 % 2 % 3 % 4 % 5 % 6 % Ylämäki 1 % 2 % 3 % 4 % 5 % 6 % Ohjearvot Vähimmäisarvot Pysähtymismatka km/h 100 km/h 120 km/h Pysähtymismatka km/h 100 km/h 120 km/h ,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 Tien pituuskaltevuus Tien pituuskaltevuus Kuva 10: Pysähtymismatkat tien eri pituuskaltevuuksilla (alamäki).

20 20 Parannettavien pääteiden suuntaus NÄKEMÄT 5.3 Kohtaamisnäkemä Kohtaamisnäkemä on matka, minkä etäisyydeltä kahden kohtaavan ajoneuvon kuljettajat voivat nähdä toistensa ajoneuvot ja normaaliolosuhteissa pysähtyä yhteenajon välttämiseksi. Kohtaamisnäkemäarvot, jotka ovat geometrisessa suunnittelussa kaksi kertaa pysähtymisnäkemämatkan pituisia, on esitetty taulukossa 12. Leveäkaistaisella tiellä tulee ajoradan jokaisessa kohdassa olla vähintään kohtaamisnäkemä, jotta ohitusta aikovan tai ohittavan ajoneuvon kuljettajan on mahdollista nähdä vastaan tuleva, yhtäaikaa ohittava ajoneuvo riittävän kaukaa. Kohtaamisnäkemä vastaa suunnilleen ruotsalaisissa ohjeissa kohtaaville autoille asetettua 6 sekunnin näkemäaikavälivaatimusta. Taulukko 12: Kohtaamisnäkemät. Nopeusrajoitus Kohtaamisnäkemä (m) (km/h) Ohjearvo Vähimmäisarvo Ohitusnäkemä Ohitusnäkemä on matka, minkä etäisyydelle ajoneuvon kuljettajan tulee voida nähdä tien suuntaan voidakseen ohittaa edellään ajavan ajoneuvon turvallisesti vastaan tulevan liikenteen kaistaa käyttäen. Ohitusnäkemän ohje- ja vähimmäisarvoille asetetut vaatimukset ovat: Ohjearvon mukaisissa näkemäolosuhteissa henkilöauto voi ohittaa metriä pitkän ajoneuvoyhdistelmän, joka ajaa 20 % nopeusrajoitusta hitaammin, ylittämättä nopeusrajoitusta sekä ilman, että sallitulla nopeudella vastaantuleva ajoneuvo joutuu alentamaan nopeuttaan. Vähimmäisarvon mukaisissa näkemäolosuhteissa henkilöauto kykenee ohittamaan vastaavasti toisen henkilöauton. Ohitusnäkemän ohje- ja vähimmäisarvot on esitetty taulukossa 13. Taulukko 13: Ohitusnäkemät. Nopeusrajoitus Ohitusnäkemä (m) (km/h) Ohjearvo Vähimmäisarvo

21 Parannettavien pääteiden suuntaus NÄKEMÄT 21 Kaksiajokaistainen, kahteen suuntaan liikennöity tie suunnitellaan siten, että siinä on mitoituspysähtymisnäkemän tai kohtaamisnäkemän lisäksi riittävästi vähintään mitoitusohitusnäkemän pituisia näkemiä. Mitoitusohitusnäkemää tulisi maaseudun pääteillä esiintyä yleensä vähintään 30 % tien pituudesta ja ohituskelpoisten osuuksien tulisi jakaantua mahdollisimman tasaisesti. 5.5 Liittymisnäkemä Liittymisnäkemä on matka, minkä etäisyydeltä tasoliittymään saapuvan väistämisvelvollisen ajoneuvon kuljettajan on nähtävä etuajo-oikeutetun tien suuntaan voidakseen arvioida tilanteen sellaiseksi, että hän voi kääntyä tälle tielle tai ylittää sen. Liittymisnäkemää käytetään myös eritasoliittymien suunnittelussa. Liikenneministeriön päätöksen ( /314) mukaiset liittymisnäkemän vähimmäispituudet on esitetty taulukossa 14. Vähimmäisarvoja voidaan käyttää kohtuuttomien kustannusten välttämiseksi. Taulukko 14: Liittymisnäkemät. Mitoitusnopeus Liittymisnäkemä (m) (km/h) Ohjearvo Vähimmäisarvo Päätöksentekonäkemä Kuljettaja kykenee yleensä pysäyttämään auton törmäämättä tiellä olevaan esteeseen, jos hän havaitsee esteen vähintään pysähtymisnäkemän etäisyydeltä. Pysähtymisnäkemä ei kuitenkaan riitä, jos oikean johtopäätöksen teko edessä olevasta tilanteesta on vaikea tai jos tilanne tai liikenteen sujuvuus edellyttää pysähtymistä vaativampaa ajosuoritusta. Päätöksentekonäkemällä tarkoitetaan etäisyyttä, jolta kuljettajan on nähtävä tienpinta kyetäkseen reagoimaan oikein sekä suoriutumaan turvallisesti ja sujuvasti kaistanvalinnasta ja muista pysähtymistä vaativammista ajosuorituksista. Päätöksentekonäkemää vaativia tienkohtia ovat esimerkiksi eritasoliittymät, tien poikkileikkauksen muutoskohdat (esim. ajokaistojen päättymiskohdat) ja kohdat, joissa on useita autoilijan huomiota vaativia opasteita. Päätöksentekonäkemien pituudet on esitetty taulukossa 15. Uusilla tietyypeillä käytetään mitoituksessa tavanomaisen päätöksentekotilanteen mukaisia näkemiä. Vaikean päätöksentekotilanteen mukaisia näkemäpituuksia voidaan tarvita monikaistaisten moottoriteiden liittymissä.

22 22 Parannettavien pääteiden suuntaus NÄKEMÄT Taulukko 15: Päätöksentekonäkemät. Mitoitusnopeus (km/h) Päätöksentekonäkemä (m) Vaikea päätöksentekotilanne Tavanomainen päätöksentekotilanne Näkemäalueet Tien kaarrekohdissa tarvittavat näkemäalueet varataan vähintään pysähtymis-, kohtaamis- tai päätöksentekonäkemän mukaan (kuva 11). Näkemäalueen raja ja näkemäraivausten tarve määritetään tielinjan, tasausviivan, poikkileikkauksen, maaston ja lumivaran sekä näkemäsäteiden korkeuden perusteella. Kaiteiden, istutetun kasvillisuuden ja liikennemerkkien vaikutus tulee myös tarkistaa. Kuva 11: Näkemäalueiden määrittäminen.

23 Parannettavien pääteiden suuntaus NÄKEMÄT Pääteiden näkemävaatimukset Pääteiden näkemävaatimukset on kootusti esitetty taulukossa 16. Taulukko 16: Pääteiden näkemävaatimukset. Tietyyppi Näkemävaatimukset Tavallinen kaksikaistainen päätie Moottoriliikennetie Ohituskaistatie Keskikaiteellinen ohituskaistatie Leveäkaistainen tie Kapea nelikaistainen tie Moottoritie - Pysähtymisnäkemä (estekorkeus 0.2 m) - Ohitusnäkemä (vähintään 30 % tien pituudesta) - Liittymisnäkemä (liittymät) - Pysähtymisnäkemä (estekorkeus 0.2 m) - Ohitusnäkemä (vähintään 30 % tien pituudesta) - Päätöksentekonäkemä (eritasoliittymät) - Liittymisnäkemä (eritasoliittymät) - Pysähtymisnäkemä (estekorkeus 0.2 m) - Päätöksentekonäkemä (eritasoliittymät ja ohituskaistan päättymiskohdat) - Liittymisnäkemä (liittymät) - Pysähtymisnäkemä (estekorkeus 0.4 m) - Päätöksentekonäkemä (eritasoliittymät ja ohituskaistan päättymiskohdat) - Liittymisnäkemä (eritasoliittymät) - Kohtaamisnäkemä - Ohitusnäkemä (vähintään 30 % tien pituudesta) - Päätöksentekonäkemä (eritasoliittymät) - Liittymisnäkemä (liittymät) - Pysähtymisnäkemä (estekorkeus 0.4 m) - Päätöksentekonäkemä (eritasoliittymät) - Liittymisnäkemä (eritasoliittymät) - Pysähtymisnäkemä (estekorkeus 0.2 m) - Päätöksentekonäkemä (eritasoliittymät) - Liittymisnäkemä (eritasoliittymät)

24 24 Parannettavien pääteiden suuntaus SUUNTAUKSEN GEOMETRINEN SUUNNITTELU 6 SUUNTAUKSEN GEOMETRINEN SUUNNITTELU 6.1 Linjaus Yleiset mitoitusperiaatteet Tielinjalla tarkoitetaan suorista ja kaarteista muodostettua linjaa, joka määrää tien sijainnin. Tielinjan suunnitteluelementteinä käytetään suoraa, ympyränkaarta ja siirtymäkaarta. Suora tieosa tarjoaa tasaisessa maastossa hyvät näkemä- ja ohitusolot, mutta sen enimmäispituudeksi suositellaan moottoriteillä sekä muilla neli- ja useampikaistaisilla teillä enintään 3000 metriä ja kaksikaistaisilla teillä enintään 2000 metriä. Liian pitkä suora on yksitoikkoinen, saattaa aiheuttaa pimeällä ajovaloista johtuvaa häikäistymistä ja sopii huonosti maisemaan. Ympyränkaaren säteen suuruus valitaan siten, että ajoneuvoon vaikuttavat sivusuuntaiset voimat eivät ylitä ajoturvallisia ja mukavia rajoja, tielinjan kaarteen kohdalla saavutetaan riittävät näkemät sekä siten, että tielle tulee joustava muoto. Siirtymäkaareksi nimitetään kaarta, jonka säde muuttuu vähitellen. Siirtymäkaarta käytetään, jotta tielinjan kaarevuuden muutoksista aiheutuvat sivukiihtyvyyden muutokset tapahtuisivat miellyttävästi, tien sivukaltevuuden muutokset voitaisiin tehdä sillä ja tielle saataisiin optisesti joustava muoto. Siirtymäkaarena käytetään klotoidia. Klotoidin mitoitusohjearvot eivät riipu tietyypistä Kaarteet Tien kaarresäteet mitoitetaan nopeuden, näkemien ja ajodynamiikan vaatimusten mukaan. Jotta ajoneuvo ei liukuisi kaarteessa pois ajoradalta on keskipakoiskiihtyvyydestä aiheutuva voima kumottava ajoradan sivukaltevuudella sekä tien pinnan ja ajoneuvon renkaiden välisellä kitkalla. Kaarresäde lasketaan kaavalla: R=v m 2 /(127*(q + f)), jossa R = kaarresäde (m) v m = mitoitusnopeus (km/h) q = sivukaltevuus f = sivukitkakerroin Yksipuolisesti kallistetun ajoradan kaarresäteen minimiarvot on esitetty taulukossa 17. Nopeusrajoituksen 120 km/h minimiarvoja käytetään vain moottori- ja moottoriliikenneteiden suunnittelussa.

25 Parannettavien pääteiden suuntaus SUUNTAUKSEN GEOMETRINEN SUUNNITTELU 25 Taulukko 17: Kaarresäteen ajodynamiikan mukaiset minimiarvot eri nopeusrajoituksilla. Sivukaltevuus Kaarresäde (m) 80 km/h 100 km/h 120 km/h Ohjearvo Väh.arvo Ohjearvo Väh.arvo Ohjearvo Väh.arvo 3 % 4 % 5 % 6 % Taulukossa 18 on esitetty tielinjan kaarteen kaarresäteen arvot, joiden kohdalla voidaan käyttää kaksipuolista sivukaltevuutta. Taulukko 18: Kaarresäteen ajodynamiikan mukaiset minimiarvot eri nopeusrajoituksilla käytettäessä kaksipuolista sivukaltevuutta. Kaksipuolinen sivukaltevuus Kaarresäde (m) 80 km/h 100 km/h Ohjearvo Väh.arvo Ohjearvo Väh.arvo 2.5 % 3.0 % Yksipuolisesti kallistettujen pääteiden tasoliittymien kohdalla kaarresäteen on oltava vähintään noin 1.5-kertainen linjaosuuden taulukkoon 17 nähden. Eritasoliittymien kohdalla suositellaan taulukon 19 mukaisia kaarresäteen minimiarvoja. Taulukko 19: Pääteiden kaarresäteet eritasoliittymien erkanemis- ja liittymisalueilla eri nopeusrajoituksilla. Kaarresäde (m) Päätien nopeusrajoitus 80 km/h 100 km/h 120 km/h Päätien vähimmäiskaarresäde erkanemis- ja liittymisalueilla Poikkeuksellisesti hyväksyttävä vähimmäiskaarresäde erkanemisalueilla 800 1) ) 2000 Poikkeuksellisesti hyväksyttävä vähimmäiskaarresäde liittymisalueella (- vas., + oik.) ) ) ) ) 1) Voidaan käyttää taajamaverkon väylätyyppien yhteydessä. Kaarteen sisäpuolisen kiinteän näkemäesteen esim. betonikaiteen, tukimuurin, tunnelin, maa- tai kallioleikkauksen kohdalla on pysähtymisnäkemän ja leveäkaistaisilla teillä kohtaamisnäkemän saavuttamiseksi käytettävä riittävän suurta kaarresädettä (kuva 12) tai raivattava näkemäalue vapaaksi.

26 26 Parannettavien pääteiden suuntaus SUUNTAUKSEN GEOMETRINEN SUUNNITTELU Keskikaiteellisella kaksiajorataisella tiellä kaarresäteen määrittää keskikaiteen puolella vaadittava pysähtymisnäkemä (kuva 13). Kuva 12: Ympyräkaaren säde tien ulkopuolisen näkemäesteen kohdalla. Kuva 13: Ympyräkaaren säde keskikaiteellisella kaksiajorataisella tiellä. Pysähtymisnäkemän ohjearvoja ja vähimmäisarvoja vastaavat kaarresäteet näkemäesteen eri etäisyyksillä on esitetty kuvissa 14 ja 15. Leveäkaistaisella tiellä vaadittavan kohtaamisnäkemän mukaiset säteet on esitetty kuvassa 16. Tavanomaisen päätöksentekotilanteen mukaisia päätöksentekonäkemiä vastaavat arvot ilmenevät kuvista 17 ja 18.

27 Parannettavien pääteiden suuntaus SUUNTAUKSEN GEOMETRINEN SUUNNITTELU 27 R (m) km/h 100 km/h 120 km/h Esteen etäisyys silmäpisteen paikasta (m) Kuva 14: Pysähtymisnäkemän ohjearvoja vastaavat kaarresäteet eri nopeusrajoituksilla ja näkemäesteen sijainneilla.

28 28 Parannettavien pääteiden suuntaus SUUNTAUKSEN GEOMETRINEN SUUNNITTELU R (m) km/h 100 km/h 120 km/h Esteen etäisyys silmäpisteen paikasta (m) Kuva 15: Pysähtymisnäkemän vähimmäisarvojen mukaiset kaarresäteet eri nopeusrajoituksilla ja näkemäesteen sijainneilla.

29 Parannettavien pääteiden suuntaus SUUNTAUKSEN GEOMETRINEN SUUNNITTELU 29 R (m) km/h, VA 100 km/h, VA 80 km/h, OA 100 km/h, OA VA = kohtaamisnäkemän vähimmäisarvo OA = kohtaamisnäkemän ohjearvo Esteen etäisyys silmäpisteen paikasta (m) Kuva 16: Kohtaamisnäkemän ohje- ja vähimmäisarvojen mukaiset kaarresäteet eri nopeusrajoituksilla ja näkemäesteen sijainneilla.

30 30 Parannettavien pääteiden suuntaus SUUNTAUKSEN GEOMETRINEN SUUNNITTELU R (m) km/h 100 km/h 120 km/h Esteen etäisyys silmäpisteen paikasta (m) Kuva 17: Päätöksentekonäkemän ohjearvojen mukaiset kaarresäteet eri nopeusrajoituksilla ja näkemäesteen sijainneilla.

31 Parannettavien pääteiden suuntaus SUUNTAUKSEN GEOMETRINEN SUUNNITTELU km/h 100 km/h 120 km/h R (m) Esteen etäisyys silmäpisteen paikasta (m) Kuva 18: Päätöksentekonäkemän vähimmäisarvojen mukaiset kaarresäteet eri nopeusrajoituksilla ja näkemäesteen sijainneilla.

32 32 Parannettavien pääteiden suuntaus SUUNTAUKSEN GEOMETRINEN SUUNNITTELU Kiinteiden esteiden kuten kallioleikkausten kaiteeton perussuojaetäisyys ajoradan reunaviivasta määrätään liikennemäärän, tieluokan ja ajonopeuden perusteella. Suojaetäisyyden nykyiset perusmitat on esitetty taulukossa 20. Ehdotetut uudet suojaetäisyyden ohje- ja vähimmäisarvot saadaan lisäämällä perusmittaan lisämitta A: S = perusmitta taulukosta 20 A = ehdotettu lisämitta 5.0 m (ohjearvo) tai 2.0 m (vähimmäisarvo). Uusilla valtateillä tulisi käyttää ohjearvoa. Kalliisti avarrettavissa kohteissa sallitaan vähimmäisarvo. Suojaetäisyyteen vaikuttavat lisäksi tapauskohtaiset korjaustekijät.. Taulukko 20: Suojaetäisyyden perusmitat. Perusmitta S (m) Tien luokka ja ajonopeus (km/h) Alle yli Liikennemäärä/ajorata (KVL, autoa/vrk) 6000 Moottoritie Moottoriliikennetie Muut v=100 v=70, 80 v=60 v= Taulukon 20 suojaetäisyyden perusmitat (KVL > 6000) varmistavat pysähtymisnäkemän vähimmäisarvon mukaiset näkemät leikkausten kohdalla myös käytettäessä ajodynamiikan mukaisia kaarresäteen minimiarvoja. Liikenneturvallisuussyistä perusmittaa ei enää tulisi käyttää ilman lisämittaa A. Tällainen leveämpi esteistä vapaa tien sivualue täyttää yleensä myös minimikaarteiden kohdalla pysähtymisnäkemän ohjearvon mukaiset näkemävaatimukset. Esimerkki 1: Kapealla nelikaistaisella tiellä (taajaman sisääntulotie), jonka nopeusrajoitus on 80 km/h ja liikennemäärä (KVL) ajon./vrk, on suojaetäisyyden perusmitta S = 4.5 m. Lisämitta A = 5.0 m. Suojaetäisyyden arvoksi saadaan 9.5 m. Kun siihen lisätään silmäpisteen etäisyys 1.5 m reunaviivasta, saadaan silmäpisteen vähimmäisetäisyydeksi esteeseen 11.0 m. Kuvasta 14 havaitaan, että vähimmäisarvon suuruisen kaarresäteen R = 340 m (taulukko 17) kohdallakin saavutetaan pysähtymisnäkemän ohjearvo. Jos esim. betoninen keskikaide rajoittaa näkemiä, niin pysähtymisnäkemän vähimmäisarvon saavuttamiseksi tulee tien minimisäteen olla R = / (8*2.0) = 900 m suuruinen.

33 Parannettavien pääteiden suuntaus SUUNTAUKSEN GEOMETRINEN SUUNNITTELU 33 Esimerkki 2: Leveäkaistaisella sekaliikennetiellä, jonka nopeusrajoitus on 100 km/h ja liikennemäärä (KVL) ajon./vrk, on perusmitta S = 5.5 m ja lisämitta ohjearvon mukainen A = 5.0 m. Vaadittava etäisyys esteeseen ajoradan reunasta on 10.5 m. Silmäpisteen etäisyys esteeseen on 12.0 m. Leveäkaistaisen tiellä tulee olla vähintään kohtaamisnäkemä, jonka ohjearvo on 430 m. Kaarresäteen ohjearvo on ajodynamiikan perusteella R = 900 (q = 3 %) ja normaalin suojaetäisyyden mukaan raivatun poikkileikkauksen kohdalla R = / (8*12.0) = 2000 m. Pienempää sädettä kuin R = 2000 m voidaan käyttää lähinnä vain avoimessa maastossa kuten peltoaukeilla. 6.2 Tasaus Pyöristyskaaret Pyöristyskaarien avulla pyöristetään tasausviivan suorien osien taitekohdat. Pyöristyskaaret mitoitetaan näkemävaatimusten ja sallitun pystykiihtyvyyden perusteella. Pystykiihtyvyyteen perustuvaa menettelyä käytetään, kun näkemät eivät aseta pyöristyssäteen vähimmäisarvolle rajoituksia. Taulukon 21 mukaisia kuperan pyöristyskaaren säteen minimiarvoja voidaan käyttää, kun kaari on leveäkaistaisella tiellä vähintään vaaditun kohtaamisnäkemän ja muilla pääteillä vähintään pysähtymisnäkemän pituinen. Pyöristyskaaren pituuden ollessa lyhyempi riittää pienempi säde. Näkemätarkastelu tulee tällöin tehdä tapauskohtaisesti. Taulukko 21: Kupera pyöristyssäde linjaosuudella. Nopeusrajoitus (km/h) Kaksiajoratainen tie Ohjearvo ) Kupera pyöristyssäde (m) Leveäkaistainen tie Muu yksiajoratainen tie Ohjearvo Vähimmäisarvmäisarvo Ohjearvo Vähim Vähimmäisarvo ) 1) Moottoriteillä ja moottoritiehen varauduttaessa moottoriliikenneteillä. Taulukossa 22 on esitetty tasoliittymien kohdalla liittymisnäkemän perusteella tarvittavien päätien kuperan pyöristyskaaren säteiden vähimmäisarvot eri ajosuuntia erottavan näkemäesteen korkeuden perusteella. Näkemäesteen korkeutena on käytetty keskikaistalla olevan reunakiven korkeutta (0.2 m) ja keskikaistalla olevan umpikaiteen korkeutta (0.6 m). Tavallisesti näkemäesteitä ei pääteillä ole, koska tasoliittymiä on pääasiassa vain yksiajorataisilla keskikaiteettomilla väylillä. Leveäkaistaisen tien kuperan tasauksen perusgeometria on riittävä myös tasoliittymien kohdalla.

34 34 Parannettavien pääteiden suuntaus SUUNTAUKSEN GEOMETRINEN SUUNNITTELU Taulukko 22: Kuperan pyöristyskaaren säde tasoliittymän kohdalla eri nopeusrajoituksilla. Näkemäesteen korkeus (m) Kupera pyöristyssäde tasoliittymän kohdalla (m) 80 km/h 100 km/h Ohjearvo Vähimmäisarvo 1) Ohjearvo Vähimmäisarvo 1) (3500) 8000 (4500) (23000) (8700) (11500) (58000) 1) Suluissa olevia arvoja voidaan käyttää kohtuuttomien kustannusten välttämiseksi Pääteiden eritasoliittymien ja mm. ajokaistojen päättymiskohtien kohdalla vaadittavien tavanomaisten päätöksentekonäkemien mukaiset kuperat pyöristyssäteet on esitetty taulukossa 23. Taulukko 23: Tavanomaisten päätöksentekonäkemien mukaiset kuperan pyöristyskaaren säteet. Nopeusrajoitus (km/h) Päätöksentekonäkemän mukainen kupera pyöristyssäde (m) Ohjearvo Vähimmäisarvo Pääteiden koverat pyöristyskaaret mitoitetaan taulukon 24 mukaisesti. Pyöristyskaaren pituuden ollessa lyhyempi kuin vaadittu pysähtymisnäkemä riittää pienempikin tapauskohtaisesti mitoitettu säde. Taulukko 24: Koveran pyöristyskaaren säde. Nopeusrajoitus Kovera pyöristyssäde (m) (km/h) Ohjearvo Vähimmäisarvo Valaistun tien koverat pyöristyskaaret voidaan mitoittaa taulukon 25 pystykiihtyvyyden mukaisia pyöristyssäteitä käyttäen. Jyrkän taitteen vaikutelman välttämiseksi tulee kaaren pituuden olla kuitenkin yleensä vähintään 2*v (m), jossa v on mitoitusnopeus (km/h). Taulukko 25: Koveran pyöristyskaaren ajodynamiikan mukaiset säteet. Nopeusrajoitus Kovera pyöristyssäde (m) (km/h) Ohjearvo Vähimmäisarvo

35 Parannettavien pääteiden suuntaus SUUNTAUKSEN GEOMETRINEN SUUNNITTELU 35 Leveäkaistaisella tiellä on lisäksi kohtaamisnäkemävaatimuksen vuoksi suurien kuperien pyöristyskaarien yhteydessä käytettävä niiden kanssa sopusoinnussa olevia koveria kaaria. Suurisäteisten koverien kaarien käyttö on yleensäkin suositeltavaa hyvien näkemäolosuhteiden takia Pituuskaltevuus Pääteiden ajoradan pituuskaltevuus valitaan siten, että tie on riittävän kulkukelpoinen ja turvallinen ajoneuvoliikenteen kannalta. Raskaiden ajoneuvojen on voitava säilyttää riittävä nopeus pitkissäkin ylämäissä. Alamäissä eivät pysähtymismatkat talviolosuhteissa saa olla liian pitkiä. Ajoradan kuivatuksen takia pituuskaltevuuden tulisi kuitenkin olla vähintään 1 % ja poikkeustapauksissakin ainakin 0.5 %. Taulukossa 26 on annettu suositeltavat pääteiden enimmäispituuskaltevuudet erikseen linjaosuuksille ja liittymäalueille. Tasoliittymäarvoja tulee käyttää vähintään kääntymiskaistojen odotustilan matkalla tai pisimpien pysähtyvien autojonojen matkalla. Taulukko 26: Pituuskaltevuuden enimmäisarvot (suluissa olevaa arvoa voidaan käyttää kohtuuttomien kustannusten välttämiseksi). Tienkohta Pituuskaltevuus (%) Moottoriväylät Sekaliikennetiet Ohjearvo Enimmäisarvo Ohjearvo Enimmäisarvo Linjaosuus Eritasoliittymä Tasoliittymä Yksityistieliittymä (4) 4 (5) Optinen ohjaus ja joustavuus Optisella ohjauksella tarkoitetaan sitä, että ajoneuvon kuljettaja voi joko tien geometrisen muodon, tiemerkintöjen tai tieympäristön perusteella ennakoida tien kaarevuuden suunnassa ja suuruudessa tapahtuvia muutoksia. Optinen joustavuus saavutetaan ottamalla suuntauksen suunnittelussa huomioon tien perspektiivinen lyheneminen. Optisen ohjauksen järjestämiseksi pyritään tielinja suunnittelemaan tasausviivan kuperan pyöristyksen kohdalla kaarevaksi ja siten, ettei kaarevuuden suunta muutu. Tien reuna antaa tällöin optisen ohjauksen, jota voidaan tehostaa ulkokaarteen puolella esimerkiksi istutuksilla. Tien optisen joustavuuden saavuttamiseksi tulisi noudattaa seuraavia periaatteita: tielinjan ja tasausviivan kaarien tulisi olla ohjearvojen ja suositusten mukaisesti riittävän loivia ja pitkiä kohdakkain sijaitsevien kaarre- ja pyöristyssäteiden tulisi täyttää seuraava ehto, jotta tien reunaan ei muodostuisi näennäisesti liikkuvaa käänne-

36 36 Parannettavien pääteiden suuntaus SUUNTAUKSEN GEOMETRINEN SUUNNITTELU pistettä, vaan ajoradan molemmat reunat näyttäisivät samaan suuntaan kaarevilta. S/R B 1.5, jossa S = pyöristyskaaren säde (m) R = tielinjan kaarresäde (m) ja B = ajoradan leveys (m) Tielinjan ja tasausviivan kaarien alkupisteiden ja käännepisteiden tulisi yleensä sijaita kohdakkain ja tielinjan säteiden olla suuria. Tielinjan erikoispiste voi tien optisen joustavuuden kärsimättä sijaita myös tasausviivan pitkän koveran pyöristyskaaren keskivaiheilla tai tasausviivan suoralla osalla kaukana tasausviivan erikoispisteestä. Näkökentässä ei saisi olla samanaikaisesti enempää kuin kaksi tielinjan ja tasauksen kaarta. Kuva 19: Liikkuva käännepiste ja sen poistaminen. Taulukko 27: Pyöristyskaaren säteen ja tielinjan kaarresäteen suhteen vähimmäisarvot. Tietyyppi Ajoradan leveys (m) Säteiden suhde (S/R) Tavallinen kaksikaistainen päätie Moottoriliikennetie Ohituskaistatie Keskikaiteellinen ohituskaistatie Leveäkaistainen tie Kapea nelikaistainen tie Moottoritie (erilliset ajoradat) 7.0/ / / / / / / /

37 Parannettavien pääteiden suuntaus 37 ESTETIIKKA- JA TIEMAISEMATEKIJÄT 7 ESTETIIKKA JA TIEMAISEMATEKIJÄT 7.1 Yleistä Maaston ja maiseman tulisi aina olla tien suuntauksen päälähtökohta. Tien suunnittelun ja rakentamisen vaikeusaste riippuu siitä, kuinka hyvin maastonmuodot, asutus, esteet ja vesistöt sopivat suunnitellun tien kaarteiden ja suorien osien sijaintiin, muotoon, pituuksiin sekä tasaukseen. Tien estetiikassa pääpaino on tavoitteessa, että tiestä tulisi erottamaton ja looginen osa maisemaa. Maiseman peruspiirteet sekä maisemarakenne ja sen aallonpituus vaihtelevat eri puolilla maata. Etelä-Suomen maisemarakenne on teräväaaltoista ja voimakkaasti vaihtelevaa. Rakennettaessa joudutaan usein tekemään suuria leikkauksia ja pengerryksiä. Järvi-Suomelle on tyypillistä jääkauden muovaaman maaston suuntautuneisuus ja maiseman lyhyt aallonpituus. Pohjanmaan maisema-aluetta luonnehtii tasaisuus. Vaara-Suomen alueella muodostavat korkeat metsän peittämät vaarat sekä niiden väliset murroslaaksot ja järvialtaat pitkäaaltoisen ja suuntautuneen maiseman. Lapin maisemalle antavat muodon kallioperä, tunturit ja kasvillisuusrajat. Maisema on suurimuotoista ja sen aallonpituus on pitkä. Maasto on Suomessa yleensä pienipiirteistä, johon suurimittakaavainen tie on vaikeaa sijoittaa. Tien maisemaan sopivuutta parantaa huomattavasti, jos suuntauksessa voidaan käyttää pienipiirteistä geometriaa, joka joustaa maastonmuotojen mukaan. Tasaiseen maastoon sopii suorien tieosien lisäksi loivakaarteinen tielinja ja tasaus. Lakeuksilla pienetkin yksityiskohdat; rakennusryhmät, puukujat jne. tukevat tielinjan suunnan muutoksia. Pitkäaaltoinen maisema sopii hyvin suurien ajonopeuksien vaatimaan loivaan tiegeometriaan. Maisemassa on myös selkeitä erityiskohteita, jotka eivät noudata maantieteellistä jakoa, mutta jotka erityiskohteina aina tulee ottaa huomioon tietä linjattaessa. Kulttuurimaisemat eri puolella Suomea ovat omaleimaisia ja tunnistettavia. Ne ovat tulosta ihmisen ja luonnon pitkäaikaisesta vuorovaikutuksesta muodostaen rikkaita ja monimuotoisia alueita. Kylämaisema sijaitsee usein kulttuurimaiseman ja viljelymaiseman ympäröimänä. Tien hyvä sopeutuminen tällaiseen ympäristöön edellyttää, että tien tasaus ei ole liian korkealla. Tien rakenteen parantaminen johtaa helposti tien tason nousuun ja tien pienipiirteisyyden häviämiseen. Vesistömaisemat, järvet, meri ja saaristo, muodostavat suomalaisen maisemakuvan omaleimaisen elementin. Vesimaisema näkyy joskus osana tiemaisemaa, toisinaan vesistöä ei näy ja toisinaan tie sijoittuu aivan vesirajaan. Luontevinta on sijoittaa tie niin, että tien käyttäjä näkee vesistön, mutta tie ei sijoitu aivan rantaviivalle. Rantaan voidaan sijoittaa autoilijoita palvelevia toimintoja esimerkiksi levähdysalueita. Ranta-asutusta ei näille kohdille tule sijoittaa. Harjumaisemat ovat myös leimaa-antavia Suomen maisemassa. Harju on ollut helppokulkuinen ja kestävä tiepohjana. Tie ei saa kuitenkaan katkaista

38 38 Parannettavien pääteiden suuntaus ESTETIIKKA JA TIEMAISEMATEKIJÄT harjumaisemaa. Jos tie on linjattava harjun poikki, pyritään se tekemään mahdollisimman viistosti. Suomessa tien yleisin kulkupaikka on talousmetsä. Yksitoikkoisen suljetun tilan välttämiseksi tulee kiinnittää huomiota vähäisiinkin mahdollisuuksiin elävöittää tiemaisemaa. Metsän ja avotilan reunavyöhykkeellä maisemallisesti paras vaihtoehto on linjata tie siten, että metsänreunan puusto ja pensaisto säilyvät. 7.2 Linjauksen yleiset periaatteet Tien linjauksen tavoitteena on sovittaa tie harmoniseksi osaksi maisemaa. Hyvä tie ilmentää muodollaan ja linjauksellaan sitä seutua, jonka läpi se kulkee. Linjauksen suunnittelussa tulee kiinnittää huomiota seuraaviin seikkoihin: Tien tulee olla geometrialtaan tasalaatuinen. Valittaessa loiva- tai jyrkkäkaarteista linjausta on otettava huomioon maiseman olemus ja aallonpituus. Tie sijoitetaan maisemaan siten, että se tuottaa mahdollisimman pienen visuaalisen estevaikutuksen. Pitkiä, yli 3 km:n, suoria linjauksia tulee välttää kaikilla maisema-alueilla. Linjaus sovitetaan maiseman luonnollisiin muotoihin. Tie voi osoittaa maiseman rajakohtia, mutta ei tuhoa kauniita ja ekologisesti tärkeitä reunavyöhykkeitä. Tien linjauksen suunnittelussa vältetään herkkiä ja haavoittuvia maisematyyppejä ja etäisyys arvokkaaseen maisemakohteeseen kasvaa tieluokan kasvaessa. Tietila sulautuu ympäröivään maisemaan ja sen tulee olla arkkitehtonisesti kaunis. Linjaus suunnitellaan siten, että se vastaa sen maisematyypin ominaispiirteitä, jonka läpi kuljetaan. Tie suunnitellaan siten, että se tarjoaa elämyksiä, vaihtelevuutta ja näkymiä ympäröivään maisemaan. 7.3 Tien tasaus maisemakuvassa Linjaus ei yksin riitä luomaan maisemaan hyvin sopivaa tietä. Tasaus on usein linjausta merkittävämpi visuaalinen tekijä. Ennen kaikkea on linjauksen ja tasauksen oltava keskenään sopusoinnussa. Seuraavien periaatteiden noudattaminen auttaa onnistuneeseen lopputulokseen pääsemisessä: Tien tasaus tehdään myötäilemään maaston muodon vaihteluita välttäen leikkauksia ja pengerryksiä.