Связанность уровней путепровода межэтажными переездами, въездными и съездными участками обеспечивает безостановочный проезд большей части автомобилей, а это легковые автомобили, по любому наименее загруженному уровню. Причем наличие свободных от движения буферных (резервно-технических) полос на каждом этаже путепровода практически гарантирует объезд автомобилями мест аварий или ремонта без остановок и без существенного падения скорости транспортного потока.
Если число автомобилей выросло (число полос движения подведенных к путепроводу дорог увеличилось) и стало превышать пропускную способность путепровода и наоборот, то конструкция путепровода, состоящая из стальных деталей и узлов, соединенных резьбовыми крепежными элементами, предполагает сравнительно простую и быструю надстройку дополнительных этажей или – напротив – демонтаж ненужных этажей, вплоть до разборки конструкции и переноса ее в другое место.
На основе известной методики управления дорожным движением ramp metering (США) [7] нами разработана методика , позволяющая в любом случае удерживать плотность транспортного потока в заданных рамках и не допускать падения его скорости ниже определенного уровня. Для осуществления контролируемого въезда и поддержания непрерывности движения транспортного потока по путепроводу, на въездах в путепровод устанавливаются светофоры, управляемые через контроллер радарами по программе, которая запрещает автомобилям въезд при падении скорости потока ниже, например, 30 км/час. Та же методика должна действовать и на автодороге перед въездом на путепровод и после него, вследствие чего, а также и вследствие наличия буферных полос транспортный поток удерживается на всем протяжении автодороги безостановочным.
В частности, применение предлагаемой конструкции путепроводов на Третьем транспортном кольце (ТТК) Москвы и на Московской кольцевой автодороге (МКАД) практически не потребует значительных финансовых вложений, но гарантирует безостановочное движение по этим магистралям даже в час пик. Кроме того, установить в ближайшее время без существенных затрат безостановочное движение на ТТК и МКАД можно переводом крайних справа по ходу движения полос в буферные с введением на въездах светофоров, запрещающих въезд автомобилей при падении скорости потока до минимального предела (соответственно 60 и 40 км/час). Однако этот подход будет действенным только в случае согласования числа въездов и съездов, которое должно быть близко друг к другу. На ТТК этого можно достигнуть, переведя 4-ю (4-ю и 5-ю) полосу по краям в буферную, запретив по ним сквозное движение, то есть, предназначив их только для въезда-съезда и для объезда автомобилями мест аварий или ремонта. В этом случае, все оставшиеся шесть полос (3 + 3) используются для сквозного, свободного движения с пропускной способностью 2 тыс. автомобилей в час каждая (всего – 12 тыс. автомобилей в час) со скоростью 60-90 км/час, с выставлением знака, запрещающего снижать скорость ниже 60 км/час. Кроме того, производится перевод каждого из всех въездных светофоров на ТТК в автоматический режим с включением запрещающего сигнала на въезд на ТТК при падении скорости транспортного потока на нем до 60 км/час.
Аналогичным образом восемь полос МКАД предназначаются для проезда автомобилей в пределах скоростей 40-100 км/час (пропускная способность трассы – 16 тысяч автомобилей в час при наличии 4-х полос движения в каждую сторону), а крайние полосы переводятся в буферные и въездные светофоры работают в режиме допуска на МКАД автомобилей только при скорости транспортного потока в пределах 40-100 км/час. В результате, в любое время суток на ТТК и МКАД движение становится скоростным и безостановочным, без заторов и пробок.
Что касается перевода движения в безостановочное на радиальных магистралях, то процедура является аналогичной, но необходимо оставить только въездные светофоры, переведя их в указанный выше режим, сделать для пешеходов подземные и надземные переходы, а автомобили, пересекающие радиальные автодороги, пустить по быстро собирающимся металлическим эстакадам.
Для обеспечения согласования пропускной способности путепровода-эстакады с пропускной способностью соединяемых участков автодороги, число полос движения на этажах путепровода-эстакады должно быть не меньше числа полос движения на подведенных к путепроводу участках трассы.
Возможность образования заторов и пробок из-за внезапных аварий или дорожного ремонта исключается самой конструкцией путепровода-эстакады, в которой предусмотрены межэтажные переезды, а также резервно-технические (буферные) полосы, что предполагает объезд мест аварий или ремонта без остановки, либо по буферной полосе, либо по другому этажу практически без торможения движения транспортных средств .
Ресурс полос движения многократно увеличивается за счет того, что закрытые, как минимум, сверху от воздействия окружающей среды полосы движения не подвергаются воздействию снега, дождя и т.п. Снижаются эксплуатационные расходы, число аварий из-за плохой видимости, сильного скольжения и т.п., что неизбежно происходит на открытых путепроводах .
Обеспечить высокую надежность конструкции удается благодаря её простоте и используемым материалам. Её можно сравнить с металлическим мостом, ресурс которого достигает 100 лет, а сравнительно низкая стоимость путепровода определяется в основном невысоким расходом используемого материала (черный металлопрокат), серийным производством типовых блоков путепровода-эстакады и соответственно быстротой их сборки, что позволяет сократить в десятки раз трудозатраты, требующиеся на сборку и установку путепровода.
Обеспечение экологической безопасности путепровода достигается с помощью установки верхнего покрытия и боковых стенок между этажами. Это позволяет использовать для очистки внутреннего пространства путепровода-эстакады от образующихся выхлопных газов уже производящиеся мощные конвертеры-преобразователи вредных составляющих воздуха в нейтральные, причем шум из этих закрытых сооружений наружу также не выходит .
Таким образом, при наличии типовых блоков и секций для многоуровневых путепроводов-эстакад возможна быстрая установка этих эффективных, простых, надежных и беспробочных дорожных сооружений с требуемой пропускной способностью в городах, на междугородних магистралях, на дорогах, пересекающих те или иные препятствия.
Краткое описание путепровода и нескольких видов его конструкции.
Многоуровневый путепровод-эстакада включает в себя вертикальные и горизонтальные опоры, дорожное полотно с полосами движения, въездные участки и участки съезда, выполненные в виде дугообразных наклонных полос движения, причем в предпочтительном варианте эти полосы закрыты, как минимум, сверху и напоминают изогнутые рукава. Этажи путепровода соединяются между собой с внешней стороны переездами в виде дугообразных наклонных полос движения, причем в предпочтительном варианте эти полосы, закрытые сверху и по бокам, напоминают изогнутые рукава. Путепровод в условиях холодного или дождливого климата на протяжении большей части года выполняется, как минимум, в виде крытого двухэтажного сооружения. При двустороннем движении он содержит одну или две полосы движения в соответствующую сторону на каждом этаже путепровода.
Наряду с полосами движения по краям каждого дорожного полотна предусмотрено по одной буферной полосе движения (в США на ряде магистралей для разгона и въезда на полосу движения автодороги также используются полосы, называемые там экспресс-полосами), которые используются только для въезда, съезда автомобилей и объезда ими мест аварий или ремонта. Переездные участки с одного уровня путепровода на другой, имеют ширину не менее 4 метров. Их минимальная ширина определяется возможностью объехать остановившийся легковой автомобиль.
Полосы движения и резервно-технические полосы установлены на вертикальных и горизонтальных опорах. Безостановочное движение, даже при возникновении препятствий на отдельных участках путепровода-эстакады, обеспечивается возможностью переезда транспортного средства на буферную (резервно-техническую полосу) или на другой этаж путепровода по межэтажному переезду. Въездные участки и участки съезда, а также межэтажные переезды размещены по бокам эстакады с обеих сторон путепровода.