Articles

ZICHTVERSTREKKING

On november 3, 2021 by admin

3.4.3 Zichtafstand: Zichtafstand tot stilstand, zichtafstand tot inhalen, afstand tot obstakels

Het vermogen van de bestuurder om een lang weggedeelte vooruit te zien is zeer belangrijk voor een veilige en efficiënte werking in het wegverkeer. Obstakels moeten dus duidelijk zichtbaar zijn voor de bestuurder op enige afstand vooruit. De zichtafstand is dus gedefinieerd als de afstand waarbinnen de bestuurder van een voertuig vanaf een bepaalde hoogte boven de rijbaan, dat met een bepaalde snelheid rijdt, een duidelijk en onbelemmerd zicht heeft op het wegdek voor hem of op een object van een bepaalde hoogte dat op het wegdek staat. Experimenten toonden aan dat de kans op ongevallen afnam wanneer het zicht werd vergroot.

Zichtafstand is afhankelijk van:

• Rogeigenschappen en terrein
• Verkeerssituatie
• Positie van obstakel
• Hoogte van bestuurder vanaf de rijbaan
• Hoogte van het object boven het wegdek
• Type bocht

3.4.3.1 WEGOMSTANDIGHEDEN MET BEPERKINGEN IN DE ZICHTAFSTAND

Beperkingen kunnen het gevolg zijn van de volgende redenen:

1. Horizontale bochten: Beperking in de horizontale bocht kan te wijten zijn aan belemmeringen binnen de bocht van obstakels zoals gebouw, bomen en afgesneden helling of het onvermogen om de lichtbundel van het koplicht langs het gebogen alignement aan de binnenzijde van de bocht te werpen.
2. Verticale topbochten: Het zicht op een wegdek aan de andere zijde van de topboog is in pieken verstoord. Zelfs als de zichtbaarheid voor de helling van de bocht wordt gecontroleerd, moet dit ook bij nacht worden gecontroleerd.
3. Verticale dalbochten: Het zicht in de dalbochten wordt overdag niet verstoord, maar ’s nachts wordt het een groot probleem.
4. Kruispunten: Ook op kruispunten kunnen de zichteisen aanzienlijk worden verminderd als obstakels zoals gebouwen, groenstroken binnen het gebied komen dat bekend staat als de zichtdriehoek.

Deze beperkingen zijn duidelijk te zien in de figuren.

3.4.3.2 TYPEN ZICHTAFSTAND

Voor het ontwerp worden drie zichtafstandsituaties in aanmerking genomen:

1. Stoppende zichtafstand (SSD) of de absolute minimale zichtafstand
2. Overtrekkende zichtafstand (OSD)
3. Tussenliggende zichtafstand (ISD) = 2 * SSD

Andere soorten zichtafstanden zijn:

1. Veilige zichtafstand om kruispunt op te rijden
2. Zichtafstand op koplicht

3.4.3.3 FACTOREN DIE DE STOPAFSTAND BEÏNVLOEDEN

Reactietijd:De reactietijd van een bestuurder is de tijd die verstrijkt tussen het moment dat de bestuurder het gevaarobject ziet en het moment dat de bestuurder juist zijn voeten op de rempedaal zet. Deze tijd wordt ook wel perceptie-reactietijd genoemd. De totale reactietijd kan worden opgesplitst in vier componenten op basis van de PIEV-theorie. Uit vele experimenten is gebleken dat bestuurders in normale omstandigheden ongeveer 1,5 tot 2 seconden nodig hebben. Rekening houdend met de verschillende bestuurders, wordt echter een hogere waarde genomen. Het IRC stelt daarom een reactietijd van 2,5 seconden voor.

Volgens de PIEV (Perception Intellection Emotion and Volition)-theorie kan de reactietijd van een bestuurder als volgt worden ingedeeld:

• Perceptie (De herkenning of het besef dat een cue of stimulus bestaat en een reactie vereist)
• Intellectie (Een interpretatie/identificatie van de stimulus)
• Emotie (De bepaling van een gepaste reactie op de stimulus)
• Volition (De fysieke reactie die het gevolg is van de beslissing)

Stellen we een bestuurder in beschouwing die een stopteken nadert, dan is waarneming het proces waarbij de bestuurder het bord ziet. Intellectie is het proces waarbij de bestuurder het bord herkent. Emotie is het proces waarin hij besluit te stoppen en wilskracht is de periode waarin hij uiteindelijk zijn voet op de rem zet.

De snelheid van het voertuig: Hoger de snelheid van het voertuig hoger zal zijn kinetische energie en langere afstand zal nodig zijn om het voertuig te stoppen. Vandaar dat naarmate de snelheid toeneemt, ook de zichtafstand toeneemt.

Remefficiëntie: Een 100% efficiënte rem zal het voertuig tot stilstand brengen op het moment dat de remmen worden aangetrokken, maar praktisch is dit niet mogelijk. De doeltreffendheid van een rem hangt af van het remsysteem, de leeftijd, het onderhoud, de kenmerken van het voertuig, enz. Er is dus meer zichtafstand nodig als de remefficiëntie minder is. In de praktijk gaan we ervan uit dat de remefficiëntie ongeveer 50% bedraagt.

Wrijvingsweerstand tussen de band en de weg: Wanneer de wrijvingsweerstand hoog is, zal het voertuig onmiddellijk tot stilstand komen. De vereiste zichtafstand zal dus kleiner zijn. Maar de keuze van de waarde van de wrijvingscoëfficiënt is zeer ingewikkeld vanwege de vele variabelen. De wrijvingscoëfficiënt speelt dus een belangrijke rol bij de zichtafstand. De remwerking en de wrijvingsweerstand worden samen in aanmerking genomen bij het berekenen van de zichtafstand. De IRC heeft de waarde van de wrijvingscoëfficiënt in de lengterichting gespecificeerd tussen 0,35 en 0,4.

De hellingshoek van de weg: De helling beïnvloedt ook de zichtafstand. Bij het afdalen van een helling zal de tijd om het voertuig tot stilstand te brengen groter zijn ten gevolge van de zwaartekracht en zal dus meer zichtafstand nodig zijn. Maar bij het beklimmen van een helling kan het voertuig onmiddellijk stoppen en is er dus minder zichtafstand nodig.

3.4.3.4 STOPPING ZICHTAFSTAND (SSD)

De stop-zichtafstand (SSD) is de minimale zichtafstand langs de weg op een plaats die lang genoeg is om de bestuurder in staat te stellen een voertuig dat met de ontwerpsnelheid rijdt, veilig tot stilstand te brengen zonder met een ander obstakel in botsing te komen. Het wordt ook wel aangeduid als de niet-passerende zichtafstand of de niet-inhalende zichtafstand.

De veilige stop-zichtafstand is een belangrijke factor in de verkeerstechniek. Het is de afstand die een voertuig aflegt vanaf het punt waarop een situatie voor het eerst wordt waargenomen tot het moment waarop de vertraging is voltooid. Bij het ontwerpen van snelwegen beschouwen we de zichtafstand als gelijk aan de veilige stopzichtafstand.

Het hangt af van de volgende factoren:

1. Eigenschappen van de weg, d.w.z. het horizontale alignement, het verticale alignement, de verkeersomstandigheden en de positie van obstakels.
2. Hoogte van het oog van de bestuurder boven het wegdek
3. Hoogte van het voorwerp boven het wegdek

ANALYSE VAN DE STOPPING SIGHT DISTANCE

De afstand tot de stopplaats bestaat uit twee componenten:

Lagafstand: Het is de afstand die door het voertuig wordt afgelegd gedurende de totale reactietijd.

Lagafstand = v*t

Waar, v = ontwerpsnelheid in m/s

t = totale reactietijd van de bestuurder in seconden = 2,5 seconden

Remafstand: Dit is de afstand die het voertuig aflegt na het gebruik van de remmen tot het moment waarop het voertuig tot stilstand komt. Hij kan worden verkregen door de bij het tot stilstand brengen van het voertuig verrichte arbeid en de kinetische energie aan elkaar gelijk te stellen.

Als F de maximaal ontwikkelde wrijvingskracht is en de remafstand l, dan is de arbeid die wordt verricht tegen de wrijvingskracht bij het tot stilstand brengen van het voertuig,

F*l = f*W*l

Waarbij, W = gewicht van het voertuig

Equivalent met kinetische energie krijgen we,

Of, f*W*l = 0.5*m*v2

Of, f*W*l = 0.5*W*v2 / g

Or, l = v2 / (2*g*f)

Daaruit volgt de waarde van SSD = v*t + v2 / (2*g*f)

Waar, v is de ontwerpsnelheid in m/s, t is de reactietijd in seconden, g is de versnelling ten gevolge van de zwaartekracht in m/s2 en f is de wrijvingscoëfficiënt.

Als er sprake is van een hellend terrein met een helling van ±n%, verandert de component van de zwaartekracht de remafstand. Dan wordt de component die de remkracht verandert, gegeven door:

W sinα ≈ W tanα = W*n/100

Equivalent met kinetische energie krijgen we,

Ofwel, (f *W ± W*n/100) * l = W*v2 / (2*g)

Daaruit volgt,

l = v2 /

Als ook de remefficiëntie wordt meegerekend dan wordt de totale zichtafstand gegeven door,

SSD = v*t + v2 /

Waar, n = helling

μ = remefficiëntie

Als de snelheid in kmph is dan,

SSD = 0.278 v*t + v2 /

Praktisch moet de ontworpen zichtafstand de volgende regels volgen:

• Voor eenrichtingsverkeer op een weg met één rijstrook of voor tweerichtingsverkeer op wegen met meerdere rijstroken is de minimale stopafstand gelijk aan de stopzichtafstand. De reden hiervoor is dat er geen kans is op botsingen tussen voertuigen die in twee tegenovergestelde richtingen rijden. Dit helpt de bestuurder dus om het voertuig tot stilstand te brengen zonder tegen obstakels te botsen.

Daarom is SSD = SD

• Voor tweerichtingsverkeer op een weg met één rijstrook is de minimale remafstand het dubbele van de remafstand omdat er alle kans is op botsingen tussen voertuigen in tegengestelde richtingen.

Daarom is SSD = 2*SD

Tabel: Minimale stopzichtafstand volgens NRS 2070

Ontwerpsnelheid in kmph	Minimale stopzichtafstand in meters

Als de reactietijd 2.5 seconden en de wrijvingscoëfficiënt is 0,42 bij 20kmph tot 0.28 bij 120 km/uur dan is de toename van de SSD bij afdalingen als volgt:

Snelheid in kmph	Toename per 1% helling

3.4.3.5 OVERTAKING SIGHT DISTANCE (OSD)

De inhaal-zichtafstand is de minimumafstand op een snelweg voor het zicht van de bestuurder van een voertuig om langzaam vooruit rijdende voertuigen die in dezelfde richting rijden veilig te kunnen inhalen tegen tegenliggers in de tegengestelde richting.

De factoren die van invloed zijn op de OSD zijn:

• Snelheid van het inhalende voertuig, het ingehaalde voertuig en het voertuig uit tegengestelde richting
• Ruimte tussen de voertuigen
• Vaardigheid en reactietijd van de bestuurder
• Snelheid van de acceleratie van het inhalende voertuig
• Gradiënt van de weg

Veel inhaalmodellen zijn gemaakt voor het inhaalproces, maar de gegevens die uit feitelijke waarnemingen en uit deze modellen worden verkregen, zijn niet erg betrouwbaar. Voor het volgende model hanteren wij de volgende veronderstellingen:

• Het ingehaalde langzaam rijdende voertuig rijdt met gelijkmatige snelheid
• Het inhalende voertuig vermindert zijn snelheid en volgt het langzaam rijdende voertuig terwijl het zich voorbereidt op het inhalen
• Het inhalende voertuig heeft de reactietijd nodig om de situatie waar te nemen, te reageren en de versnelling in te zetten
• Het inhalen geschiedt onder een vertraagde start en een vervroegde terugkeer en de verplaatsing tijdens de werkelijke inhaaloperatie is een gelijkmatig versnelde verplaatsing.

ANALYSE VAN DE OVERTAKINGSVERSCHIL

Het inhaalproces is weergegeven in de figuur die uit drie delen bestaat:

• De afstand afgelegd door inhalend voertuig A gedurende de reactietijd (t) i.d.w.z. (d1)
• De door het inhalende voertuig afgelegde afstand gedurende de eigenlijke inhaalbeweging in tijd (T) d.w.z. (d2)
• De door het tegemoetkomende tegenstremmende voertuig C afgelegde afstand gedurende de inhaalbeweging in tijd (T) d.w.z. (d3)
• De door het inhalende voertuig A afgelegde afstand gedurende de inhaalbeweging in tijd (T) d.w.z. (d3)

Daaruit volgt,

OSD = d1 + d2 + d3

De veronderstelling is dat het inhalende voertuig zijn snelheid ten opzichte van het ingehaalde voertuig vermindert en er tijdens de reactietijd (t) van de bestuurder achter rijdt.

Dan is, d1 = vb * t

Tijdens het inhalen is de afgelegde afstand in tijd (T),

Of, d2 = 2*s + vb * T

Tijdens deze tijd wordt het voertuig vanaf de beginsnelheid (vb) versneld en wordt ingehaald om de eindsnelheid (v) te bereiken. De afgelegde afstand is dan,

Or, d2 = vb * T + 0,5 * a * T2

Or, 2*s + vb * T = vb * T + 0,5 * a * T2

Or, 2 *s = 0.5 * a * T2

T = √ (4*s)/a

Wanneer de versnelling wordt gegeven in kmph,

T = √ (14.4*s)/a

Dan wordt de afstand gegeven door,

Of, d2 = 2*s + vb * √ (4*s)/a

De afstand afgelegd door het voertuig C dat zich verplaatst met ontwerpsnelheid (v) tijdens het inhalen wordt gegeven door:

Of, d3 = v*T

Daaruit volgt dat de totale zichtafstand bij het inhalen wordt gegeven door:

OSD = vb*t + 2*s + vb * √ (4*s)/a + v*T

Waarbij, vb is de snelheid van het langzaam rijdende voertuig in m/s, t is de reactietijd in seconden, s is de afstand tussen de twee voertuigen in meter en a staat voor de versnelling van het inhalende voertuig in m/s2.

De waarde van s kan worden gevonden uit de volgende formule:

Of, s = 0,69vb + 6,1

Waar, vb is in m/s

Of, s = 0,19vb + 6.1

Waar, vb is in km

In het geval dat de snelheid van het ingehaalde voertuig niet gegeven is, kan worden aangenomen dat het 16 km/uur langzamer rijdt dan de ontwerpsnelheid, d.w.z. vb = v – 16

Tabel: Maximale inhaalversnelling ten opzichte van snelheid

Snelheid in kmph	Maximale inhaalversnelling in m/s2

Het moet in gedachten worden gehouden dat op verdeelde snelwegen d3niet in aanmerking hoeft te worden genomen. Op verdeelde snelwegen met vier of meer rijstroken is het niet nodig om OSD aan te bieden, maar is alleen SSD voldoende.

3.4.3.6 OVERTAKING ZONES

Overtaking zones zijn die zones die zijn voorzien wanneer OSD niet over de gehele lengte van de snelweg kan worden aangebracht. Deze zones omvatten verkeersborden die de bestuurder informeren over het begin of het einde van de inhaalzone die op de afstand van de OSD wordt gehouden. Deze zones worden gebruikt voor inhaalacties en zijn gemarkeerd met brede wegen.

Minimale lengte inhaalzone = 3 * OSD

Wenselijke lengte inhaalzone = 5 * OSD

3.4.3.7 ZICHTAFSTAND OP INTERSECTIES

Zicht voor de bestuurders is vereist op kruispunten waar twee of meer wegen samenkomen, zodat zij een gevaar kunnen waarnemen en eventuele ongevallen kunnen voorkomen. Bij kruispunten wordt een zodanige “stop sight distance” (SSD) aangehouden dat de bestuurders aan weerszijden elkaar kunnen zien.

Het ontwerp van de zichtafstand op kruispunten kan op drie mogelijke voorwaarden worden toegepast:

• Het naderende voertuig in staat stellen de snelheid te wijzigen
• Het naderende voertuig in staat stellen te stoppen
• Het gestopte voertuig in staat stellen de hoofdweg over te steken

3.4.3.8 AFSTAND VAN HINDERINGEN

AfSTAND is de vrije afstand die nodig is vanaf de hartlijn van een horizontale bocht tot een hindernis aan de binnenzijde van de bocht om te voldoen aan de zichtafstandseisen bij een horizontale bocht. Het wordt ook wel als vrije afstand aangeduid. Zij wordt gemeten loodrecht op de hartlijn van de bocht op het middelpunt van de bocht.

Het hangt af van:

• Radius van de horizontale bocht (R)
• Eisde zichtafstand (SSD, ISD of OSD)
• Lengte van de bocht die groter of kleiner kan zijn dan de vereiste zichtafstand

Twee gevallen kunnen zich voordoen bij tegenliggers en wel als volgt:

Geval (a) Wanneer de lengte van de boog groter is dan de vereiste zichtafstand (Lc>s)

Laat α de hoek zijn die door de booglengte (s) wordt onderspannen. Bij wegen met één rijstrook wordt de zichtafstand gemeten langs de hartlijn van de weg. Uit de figuur blijkt

α = (s/R) c

Voor een halve middenhoek geldt α/2 = c

Dan geldt α/2 = ÌŠ

De afstand van de hindernis tot het midden is R cos α/2.

Daaruit is de vereiste afstand tot de hartlijn,

m = R – R cos α/2

Voor meerbaanswegen,

Dan is, α/2 = ÌŠ

En, m = R – (R-d) cos α/2

Dus, m = R- (R-d) cos ÌŠ

Waarbij, d = afstand tussen de middellijn van de horizontale bocht en de middellijn van de binnenste rijstrook in meters. Deze methode is nuttig om het aantal rijstroken te bepalen.

Voorbeeld b) Wanneer de lengte van de boog kleiner is dan de vereiste zichtafstand (Lc<s)

Omdat de lengte van de boog kleiner is dan de zichtafstand wordt de hoek (α) ter hoogte van het middelpunt afgetekend ten opzichte van de lengte van de cirkelboog (Lc).

Dan is α/2 = ÌŠ

De afstand m1 = R – R cos α/2

En, m2 = 0.5*(s – Lc) sin α/2

Dan wordt de terugslagafstand gegeven door,

Sterugslagafstand (m) = R – R cos α/2 + 0.5*(s – Lc) sin α/2

Voor meerbaanswegen,

Dan is α/2 = ÌŠ

En, m = R – (R-d) cos α/2 + 0.5*(s – Lc) sin α/2

De vrije ruimte van obstakels tot aan de terugliggingsafstand is van belang wanneer er aan de binnenzijde van een horizontale bocht sprake is van een aflopende helling.