Gestaltung von Straßenverkehrsanlagen: 1. Teil: Kreuzungsanlagen

143 Pages·1959·14.378 MB·German

by  Josef Wilhelm Korte, Paul Arthur Mäcke, Rudolf Lapierre

DK 625.739
FORSCHUNGSBERICHTE
DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN
Herausgegeben durch das Kultusministerium
Nr. 610
Prof. Josef Wilhelm Korte
unter Mitarbeit von
Dr.-lng. Paul Arthur Mäcke
und
Dipl.-lng. Rudolf Lapierre
Gestaltung von Straßenverkehrsanlagen
1. Teil: Kreuzungsanlagen
Als Manuskript gedruckt
Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
1959
ISBN 978-3-663-19967-0 ISBN 978-3-663-20314-8 (eBook)
DOl 10.1007/978-3-663-20314-8
G l i e d e r u n g
1 • Einleitung . . . . . . . . . . . s . 5
. . . .
1 • 1 Allgemeines s . 5
. . . . . . . . .
1 • 2 Dimensionierung s . 5
. . . . . . . . . .
1.3 Sortierungsprinzip s . 6
1.4 Belastungsannahme . . . . . . . . . . . . . . s. 7
. . . .
1.5 Verkehrstechnische Berechnung s . 7
. . . . . . .
1 . 6 Sollkapazi tät, Leistungsfähigkeit s. 8
1.7 Straßenverkehrsforschung . . . . . s . 9
2. Gestaltung signalgesteuerter Kreuzungsanlagen s. 10
. . . . . . . . . . .
2. 1 Allgemeines s . 10
2.2 Verkehrste.c h. nische. B. e.re c.h nung der sign. a.lg e. s.te u. e.r te.n . .
Kreuzung s. 11
. . . .
2.21 Systeme s. 11
2.22 Phasenablaufplan s. 19
. . . . .
2.23 Phasenberechnung s. 23
. . . . .
2.24 Leistungsfähigkeitsnachweis s. 27
. . . . . . .
2.3 Gestaltungsbeispiele s . 61
2.31 Beispiel für die Gestaltung einer normalen
signalgesteuerten Kreuzung s. 61
2.32 Beispiel für eine speziell kanalisierte signal-
. . . . . . . . . . . . . . .
gesteuerte Kreuzung s . 61
2.33 Beispiel für eine "i-ausgeweitete" signalgesteuerte
Kreuzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . s . 61
2.34 Beispiel für eine teilweise ausgeweitete Kreuzung s. 72
2.35 Beispiel für eine ".l_ausgeweitete" Kreuzung mit
. . 2 . . . . . . . . . . . . . . .
Nebeneinmündung s . 72
2.36 Beispiel für eine ausgeweitete signalgesteuerte
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
s.
Kreuzung 72
2.37 Beispiel für eine kleine ausgeweitete Kreuzung s. 79
2.38 Beispiel für eine "d.ir e.k .t k. a.n a.l i.s ie.r t.e ". s.i g.n .a l-
s .
gesteuerte Kreuzung 79
3. Untersuchungen zur zeitlich-räumlichen Verteilung der
. . . . . . . .
Fahrzeuge au:t' der Kraftfahrbahn s . 86
. . . . . . . . . . . . . .
3. 1 Allgemeines s . 86
. . . . . .
3.2 gestörte Zeitlückenverteilung s . 87
. . . . . . . . . . .
3.3 Untersuchungsmethode s . 91
Seite 3
. . . . s.
3. 4 Theorien dRr Zeitlückenverteilung 94
3.41 Zufallsverteilung . . . . . . . s. 94
3.42 Vrjrteilungen unter Berücksichtigung von
"Störungen" durch gegenseitige Beeinflussung
. . . . . . . . . . . . . . s.
der F3.hrzeuge 94
3-43 Verteilung unter Berücksichtigung von
. . . . . . . . . s.
"Verkehrsschwankungen" 95
. .
3. H Bei der Auswertung benutzte Bezeichnungen s. 96
. . . . . .
s.
3-5 Ergebnisse 97
. . . .
3.6 Zusammenfassung s. 134
4. Untersuchungen zum Anfahrtgeset:6 einer stehenden Fahr-
Z•2ügkolonne nach 'wechsel auf "Grün" s. 134
4. 1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . s . 134
4.2 Beobachtungsmethode s. 135
. . . . . . . . .
4-3 Auswertemethode s . 136
4-4 Ergebnisse . . . . . . . . . s . 138
4-5 Ver.sleich mit anderen Ergebnissen s. 145
Liter2turverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . s . 147
4
Seite
1. Einleitung
1 • 1 Allgemeines
Die vorliegende Arbeit stellt die Fortsetzung des in der gleichen
Schriftenreihe erschienenen Forschungsberichtes Nr. 293 "Die Leistungs
fähigkeit von. Verkehrsanlagen des motorisierten städtischen Straßen
verkehrs" dar. Wird dort eine Einführung und Übersicht über die Erkennt
nisse zu diesem Thema in aller Welt gegeben (Stand 1955), so soll nun
bevorzugt die praktische Anwendung des Wissensstoffes bei der Gestal
tungsarbeit gezeigt werden. Darüber hinaus werden die mathematisch oder
empirisch zu fassenden grundlegenden Gesetzmäßigkeiten des Straßenver
kehrsablaufs weiter behandelt und ihre Kenntnis vertieft.
Grundlage der Gestaltung von Straßenverkehrsanlagen ist die verkehrs
technische Berechnung, die für jeden einzelnen Planungsfall die Gesetz
mäßigkeitendes Verkehrsablaufs zu erfüllen hat. Unter "Verkehrsanlagen"
werden hier Strecken und Knoten belasteter Kraftfahrzeugstraßen (z.B.
städtischer Hauptverkehrsstraßen) verstanden, während sich die Gestal
tungselemente von schwachbelasteten Mehrzweck-, Wohnsammel-, Wohnstraßen
unter Beachtung von "narrensicheren" Verkehrsstromführungen und nach
den RAST (beim Landstraßenbau den RAL) ohne weiteres entwickeln lassen.
Die Aufgabe der verkehrstechnischen Berechnung ist somit, unter Anwen
dung der Ergebnisse der Straßenverkehrstechnik Aussagen über die Dimen
sionierung von stärker belasteten Straßenabschnitten und -knoten (d.h.
bei Belastungen, die über die Kapazität einer einzigen Fahrspur hinaus
gehen) zu machen. Dabei spielt das Sortierungsprinzip der Straßenverkehrs
technik eine Hauptrolle.
1.2 Dimensionierung
Unter Dimensionierung wird ganz allgemein - wie in allen Sparten des
Bauwesens - die Festlegung der Breiten-, Längen- und Höhenmaße des In
genieurbauwerks verstanden, was i.a. unter rechnerischem Nachweis er
folgt. Bei Straßenverkehrsanlagen sind in erster Linie die Breiten der
Fahrbahnen (Anzahl der Spuren) und alle Längenentwicklungen (Stauräume,
Verflechtungsstrecken, Sichtweiten, Bremswege, Beschleunigungswege,
Spurwechselwege) aus verkehrstechnischen Berechnungen zu ermitteln.
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Zur Festlegung der Dimensionen der Straßenverkehrsanlagen in Grund- und
Aufriß sind ferner noch Aussagen über praktische Mindestfahrradien der
Fahrzeuge, Trassierungselemente der Straße (siehe RAL, RAST) und Kennt
nis zweckmäßiger Leiteinrichtungen und -formen zur Verkehrsstromführung
wichtig. Die Kenntnis dieser letztgenannten Dinge wird vorausgesetzt;
sie sind nicht Gegenstand der folgenden verkehrstechnischen Untersuchun
gen.
1.3 Sortierungsprinzip
Ohne Sortierung im weitesten Sinne läßt sich das moderne Straßenverkehrs
problem nicht lösen. Sortierung vor allem der einzelnen Intensitäten
in Räumen und Regionen, der einzelnen Stadtinhalte, die den Aufbau der
Stadt bewirken, ist zunächst zur Entmischung aller gegenläufigen, sich
kreuzenden und verknotenden Elemente nötig, die aber dann nach den Be
dürfnissen des Raumlebens in organismischer Zuordnung zueinandergestellt
und aufeinander abgestimmt werden müssen. Somit beginnt die Sortierung
bei der Ordnung und Zuordnung der Quellen und Ziele des Verkehrs in
Städtebau und Landesplanung, findet in der Ordnung der Straßenverkehrs
netze, mit einer zweckentsprechenden Hierarchie der Straßen (Klassifi
zierung), Trennung des ruhenden vom fließenden Verkehr, und schließlich
in der Sortierung der verschiedenen Verkehrsmittel und Verkehrsarten
ihre Fortsetzung und endet bei der Sortierung der Verkehrsströme in der
Detailbehandlung der Straßenverkehrsanlagen.
Hier interessiert einmal die Sortierung in räumlicher Hinsicht, d.h.
die horizontale oder vertikale Anordnung der im Dimensionierungsverfah
ren gefundenen Spurenzahlen. Bei diesem Planungsvorgang kann man Dimen
sionierung und Sortierung nicht voneinander trennen. Zweitens ist das
Sortierungsprinzip in zeitlicher Hinsicht zu beachten, wie es im zeitli
chen Ablauf von Überhol-, Spurwechsel-, Ein- und Ausscherbewegungen,
oder speziell bei niveaugleichen Kreuzungen auftritt. Bei starken Be
lastungen in Niveau wird man die zeitliche Sortierung durch Signalsteue
rung sichern; hierbei bilden die räumliche und die zeitliche Sortierung
eine Einheit.
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1.4 Belastungsannahmen
Dimensionierung und Sortierung müssen leistungsmäßig die für jeden ein
zelnen Planungsfall gefundene und zu verlangende Sollkapazität (s.1.6)
erfüllen. Diese wird als Belastungsannahme in die verkehrstechnische
Berechnung eingeführt und ist i.a. niedergelegt im Prognose-Strombe
lastungsplan (Abb. 1), der wiederum in den ersten Arbeitsschritten der
Verkehrsplanung, nämlich Diagnose und Prognose des Verkehrsgeschehens
im Planungsraum, erarbeitet wurde.
VERK EHRSPLR UNG STADT L Ü E WEST FR LE N
STROMBELASTUNGSPLAN
PROGNOSE KRRFTnUND RRDVERKEHR
NACH DEN ERGEBNISSEN DER VERKEHRSZ~HLU P 110" 27.4_!5fo_ (SPITZENSTUNDE 17 aos 18 UHR)
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A b b i 1 d u n g 1
Typischer Strombelastungsplan
Die Kenntnis der Arbeitsmethode der Verkehrsplanung wird vorausgesetzt
(s.KORTE "Grundlagen der Straßenverkehrsplanung in Stadt und Land",
Bauverlag, Wiesbaden, 1958 [2]).
1.5 Verkehrstechnische Berechnung
Unter "verkehrstechnischer Berechnung" werden ganz allgemein alle Rech
nungsschritte verstanden, die (möglichst in übersichtlicher Listenform)
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a) von der Belastungsannahme zu verbindlichen Aussagen über die notwen
dige räumliche und zeitliche Sortierung der Fahrströme innerhalb der
Verkehrsanlage führen,
b) die Leistungsfähigkeit eines in Wirklichkeit oder planungsmäßig vor
gegebenen Ausbaus gemäß den vorhandenen oder angenommenen räumlich
zeitlichen Verhältnissen bestimmen.
Ob die verkehrstechnische Berechnung somit als freie Dimensionierung
oder als Nachrechnung eines vorhandenen Ausbaus (u.U. auch Nachrechnung
von Planungen: dann Iteration von Ausbauvorschlägen und Leistungsfähig
keitsnachweis) aufgefaßt wird, ist dabei von sekundärer Bedeutung. Der
geschlossene Rechnungsumfang ist in beiden Fällen gleich; die Rechnung
setzt nur jeweils in verschiedenen Punkten ein.
In der verkehrstechnischen Berechnung gelten als Kriterium der ausrei
chenden Dimensionierung (d.h. des mit wirtschaftlichen Mitteln zu errei
chenden leistungsfähigen Ausbaus) und der Sicherheit (d.h. der strikten
Einhaltung des Sortierungsprinzips) der Verkehrsanlage die für den je
weiligen Planungsfall maßgebenden mathematisch oder empirisch erfaßbaren
Gesetze des Straßenverkehrsablaufs. Diese werden in der Straßenverkehrs
forschung studiert und von der Verkehrstechnik formelmäßig oder bereits
in Dimensionierungstabellen geliefert.
1.6 Sollkapazität, Leistungsfähigkeit
Unter diesen Begriffen versteht man ganz bestimmte Verkehrsmengen; sie
haben daher wie jede in der Straßenverkehrstechnik übliche Verkehrsmenge
die Dimension PKW-Einheiten je Stunde (im folgenden kurz [PKW/h]).
Die Sollkapazität ist eine prognostisch vorgegebene Verkehrsmenge, die
die jeweilige Verkehrsanlage nach ihrem Ausbau bei voller Belastung min
destens leisten soll. Üblicherweise wird die Verkehrsmenge einer maß
gebenden Prognosespitzenstunde entwickelt, oder es wird die Verkehrs
menge der 30. Stunde des planerisch zugrunde gelegten Jahres (bei Ord
nung der Verkehrsmengen in einer Jahresdauerlinie) ermittelt und als
Sollkapazität der Verkehrsanlage verlangt. Es ist logisch, daß intensive
verkehrstechnische Arbeit geleistet werden muß, um einigermaßen sicher
die zu fordernde Sollkapazität einschätzen zu können. Denn alle rech
nerischen Feinheiten der nachfolgenden Untersuchungen gehen unter und
sind Selbstzweck, wenn die Unsicherheiten aus der prognostischen Schätzung
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der zu bewältigenden Verkehrsströme zu groß werden. Und wirklich wird
vom Verkehrsplaner die meiste Zeit auf die Verkehrsdiagnose und -prognose
verwandt - unsichtbar dem Laien, der nur die "Therapie", die Arbeit am
Reißbrett, einschätzt.
Die Leistungsfähigkeit ist die Verkehrsmenge, die eine Verkehrsanlage
unter bestimmten Bedin~Qngen bei voller Auslastung bewältigen kann und
hat ebenfalls die Dimension [PKW/h]. Man unterscheidet begrifflich d{e
grundlegende, mögliche, praktische und planerische Leistungsfähigkeit
(s.Forschungsbericht Nr. 293).
Unter dem Begriff "Leistungsfähigkeit" versteht man im weiteren Sinne
dazu noch ganz allgemein den Grad der sicheren, schnellen und angenehmen
Verkehrsabwicklung, den eine Verkehrsanlage bei jeder Belastung bis zur
Grenzbelastung aufweisen kann. Die in die verkehrstechnische Berechnung
einzuführenden und von der Straßenverkehrsforschung zu liefernden Gesetze
des Straßenverkehrsablaufs müssen somit in irgendeiner Form Funktionen
der Verkehrsmenge M [PKW/h) sein und unter praktischen und angenehmen
Bedingungen gewonnen sein. Gesetzmäßigkeiten, die unabhängig von M sind,
spielen an dieser Stelle eine mehr untergeordnete Rolle; ihre hauptsäch
liche Anwendung finden sie auf den Gebieten der Fahrdynamik und der
Trassierungselemente, die im folgenden nicht behandelt werden (siehe
umfangreiche Sonderliteratur und Richtlinien RAL, RAST).
1.7 St:raßenverkehrsforschung
Die Straßenverkehrsforschung will den gesamten Komplex "Straßenverkehr"
analysieren und nach Maß und Zahl fassen, so daß Gesetzmäßigkeiten zu
erkennen sind und diese faßbar und für Rechnungen brauchbar werden. Ein
weites Arbeitsfeld tut sich hier auf, und es erscheint wohl verständlich,
daß in der vorliegenden, begrenzten Untersuchung nur wenige Tatsachen
aus der Grundlagenforschung beleuchtet werden können.
Bei der Vielzahl der Probleme stellt der Straßenknoten das z.Z. wichtig
ste Studienobjekt dar; von seiner Leistungsfähigkeit hängt zum großen
Teil die Leistungsfähigkeit des gesamten Straßennetzes ab. Insbesondere
soll der Praxis die Handhabe gegeben werden, Ausweitungen in zweckmäßiger,
leistungsfähiger, sicherer, aber wirtschaftlicher Form vorzunehmen. Heute
kommt meist nur die horizontale Ausweitung der Engpässe und Knoten in
Frage, was bei der Kreuzung z.B. mit Signalsteuerung, beim Verflechten
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