CREȘTEREA SIGURANȚEI RUTIERE PE DRUMURILE PUBLICE PRIN UTILIZAREA ATENUATORILOR DE IMPACT Mihai Gabriel Toma 1 Mihai Dicu 2 Valentin Anton 2 REZUMAT R

Transcriere

1 CREȘTEREA SIGURANȚEI RUTIERE PE DRUMURILE PUBLICE PRIN UTILIZAREA ATENUATORILOR DE IMPACT Mihai Gabriel Toma 1 Mihai Dicu 2 Valentin Anton 2 REZUMAT România este în continuare, de mulți ani, una dintre țările membre UE cu cele mai slabe performanțe în domeniul principalilor indicatori de siguranță rutieră. Această tendință este îngrijorătoare în special în prezent, în condiţiile în care numărul victimelor rutiere a început să crească în ultimii câțiva ani. Principalele tipuri de accidente cu morți din România în care sunt implicați pietoni (34%), situații de ieșire de pe carosabil (20%), accidente frontale (18%) și accidente cu impact lateral (12%), pot fi atribuite în mare măsură deficiențelor existente în infrastructura rutieră, care pot fi soluționate printr-un program structurat de îmbunătățire a siguranței infrastructurii rutiere. În cazul în care din diferite rațiuni, conducătorii auto pierd controlul vehiculelor rutiere și coliziunile devin inevitabile, sistemele de siguranță pasivă ale infrastructurii rutiere vor interveni atât în timpul impactului propriu-zis cât și imediat după, individual sau împreună, în funcție de circumstanțe și de severitatea accidentului. Astfel, dintre elementele pasive de siguranță ale infrastructurii rutiere, fac parte și atenuatorii de impact care au un rol deosebit de important în diminuarea severității accidentelor rutiere prin reducerea impactului vehiculului cu un obiect mai rezistent. Atenuatorii de impact protejează vehiculele de pericolele existente în zona drumului prin redirecționarea în siguranță a acestora, precum și prin asigurarea unui nivel ridicat de siguranță în timpul și după impact. Spre deosebire de majoritatea măsurilor de siguranță care se adoptă în prezent pentru prevenirea accidentelor rutiere, atenuatorii de impact reduc severitatea accidentelor grave soldate cu decese și răniri, cum ar fi coliziunea cu obstacolele fixe din zona drumului, prin înlocuirea acestora cu evenimente mai puțin riscante cum ar fi coliziunea cu elementul pasiv de siguranță rutieră. Lucrarea de față prezintă importanța utilizării atenuatorilor de impact pe drumurile și autostrăzile din România, precum și montarea primului produs de acest gen. CUVINTE CHEIE: ACCIDENTE RUTIERE/ VICTIME/ BARIERE DE SIGURANȚĂ/ ATENUATOR DE ȘOC 1) Compania Națională de Administrare a Infrastructurii Rutiere 2) Universitatea Tehnică de Construcții București, Facultatea de Căi Ferate, Drumuri și Poduri

2 ABSTRACT Romania has been for many years one of the EU's least performing countries in the main road safety indicators. This trend is particularly worrying nowadays, as the number of road traffic victims has started to rise over the last few years. The main types of road deaths in Romania involving the pedestrians (34%), the outgoing road conditions (20%), the frontal accidents (18%) and the side impact accidents (12%) can be attributed to the sea measure the deficiencies in road infrastructure, which can be addressed through a structured road safety improvement program. If, for various reasons, the drivers lose control of road vehicles and collisions become inevitable, the passive safety systems of the road infrastructure will intervene both during the actual impact and immediately after, individually or together, depending on the circumstances and the severity of the accident. Thus, passive safety features of road infrastructure include crash cushions that play a particularly important role in reducing the severity of road accidents by reducing the impact of a vehicle with a more resilient object. Crash cushions protect vehicles from existing roadside hazards by safely redirecting them, as well as ensuring a high level of safety during and after impact. Unlike most safety measures currently in place to prevent road accidents, impact attenuators reduce the severity of serious accidents resulting in deaths and injuries such as collision with fixed roadside obstacles by replacing them with less risky events as would be the collision with the passive road safety element. This paper presents the importance of using crash cushions on roads and motorways in Romania, as well as the installation of the first such product. KEY WORDS: ROAD ACCIDENTS/ VICTIMS/ SAFETY BARRIERS/ CRASH CUSHION

3 I. Context național și internațional Accidentele rutiere reprezintă principala cauză la nivel mondial a deceselor cu un impact semnificativ asupra sănătății și dezvoltării. Anual, accidentele rutiere conduc la aproximativ 1.2 milioane decese la nivel mondial, precum și milioane de persoane rănite ce prezintă traumatisme serioase și grave, cu efecte negative pe termen lung asupra sănătății. În prezent, traumatismele rezultate în urma accidentelor rutiere reprezintă a noua cauză la nivel mondial a deceselor în rândul populației de toate vârstele și se preconizează că va deveni a șaptea cauză la nivel mondial în anul Această ascensiune este determinată de creșterea numărului de morți pe rețelele rutiere din țările cu venituri mici și medii Figura 1, în special în țările cu economii în curs de dezvoltare unde urbanizarea și motorizarea susțin creșterea economică rapidă. (World Health Organization 2018) Figura 1 - Populația, numărul deceselor rezultate în urma accidentelor rutiere și vehiculele motorizate înregistrate în funcție de veniturile țărilor Riscul decesului în urma unui accident rutier variază semnificativ în funcție de regiune. După cum se poate observa în figura 2, cele mai mari rate ale deceselor persoanelor implicate în accidente rutiere sunt pe Continentul African, în timp ce în Europa rata deceselor este cu mult mai mică decât media la nivel mondial. Figura 3 - Decesele rezultate în urma accidentelor rutiere clasificate după tipul de utilizator al drumului

4 La nivel european, anul 2016 a reprezentat al treilea an consecutiv în care au fost înregistrate rezultate slabe în ceea ce privește obiectivul european de reducere la jumătate a numărului de persoane decedate în accidentele rutiere, până în anul Potrivit Buletinului Siguranței Rutiere Raport anual 2016, în anul 2016 s-au înregistrat decese, cu 2% mai puține decât în România este în continuare, de mulți ani, una dintre țările membre UE cu cele mai slabe performanțe în domeniul principalilor indicatori de siguranță rutieră. Această tendință este îngrijorătoare în special în prezent, în condiţiile în care numărul victimelor rutiere a început să crească în ultimii câțiva ani. În anul 2016, România se situa pe locul 6 între statele europene în ceea ce privește numărul de decese produse ca urmare a accidentelor rutiere, cu aproximativ 97 decese la un milion de locuitori. Principalele tipuri de accidente cu morți din România în care sunt implicați pietoni (34%), situații de ieșire de pe carosabil (20%), accidente frontale (18%) și accidente cu impact lateral (12%), pot fi atribuite în mare măsură deficiențelor existente în infrastructura rutieră, care pot fi soluționate printr-un program structurat de îmbunătățire a siguranței infrastructurii rutiere. II. ACCIDENTELE RUTIERE - CAUZE ȘI SOLUȚII În 2016, 45% din totalul accidentelor rutiere din Europa, reprezintă accidente în care vehiculele au părăsit partea carosabilă, iar 15% din aceste accidente au implicat lovirea barierelor de siguranță. Statisticile austriece pentru perioada arată că 45% din accidentele rutiere petrecute pe autostrăzi sunt reprezentate de vehicule care părăsesc partea carosabilă. În România, accidentele cu ieșire de pe carosabil împreună cu accidentele frontale au o legătură directă cu aspectele privind infrastructura rutieră necorespunzătoare. Acest tip de accidente reprezintă o problemă importantă din punct de vedere a siguranței rutiere, iar orice îmbunătățiri privind instalarea barierelor de siguranță, semnalizarea rutieră, iluminat vor avea un efect semnificativ în reducerea numărului victimelor rutiere și a leziunilor grave în România. Barierele de siguranță sau sistemele pasive de siguranță rutieră, sunt concepute pentru a proteja vehiculele care părăsesc partea carosabilă de obstacolele fixe și alte pericole aflate în zona de siguranță. Acestea includ atât barierele de siguranță longitudinale cât și atenuatoarele de impact. III. ELEMENTELE PASIVE DE SIGURANȚĂ RUTIERE 3.1 Generalități În cazul în care din diferite rațiuni, conducătorii auto pierd controlul vehiculelor rutiere și coliziunile devin inevitabile, sistemele de siguranță pasivă ale infrastructurii rutiere vor interveni atât în timpul impactului propriu-zis cât și imediat după, individual sau împreună, în funcție de circumstanțe și de severitatea accidentului. Astfel, dintre elementele pasive de siguranță ale infrastructurii rutiere, fac parte și atenuatorii de impact care au un rol deosebit de important în diminuarea severității accidentelor rutiere prin reducerea impactului vehiculului cu un obiect mai rezistent. Aceştia, pot fi de tip redirectiv

5 (R) care reţin şi redirecţionează vehiculele şi nedirectiv (NR) care reţin dar nu redirecţionează vehiculele. În România, se admite doar utilizarea atenuatorilor de impact de tip redirectiv (R). Figura 4 - Modele de atenuatori de impact Atenuatorii de impact se montează, în speță la bifurcațiile căilor de rulare (cale curentăbretele rutiere), în fața unui obstacol dur, la capetele parapetelor rutiere, etc. Aceștia au rolul de a diminua severitatea accidentelor rutiere, care datorită specificului acestora în special cele frontale, au consecințe extrem de grave, soldându-se în special cu decesul conducătorilor auto. Atenuatorii de impact sunt elemente pasive de siguranță rutieră și se construiesc astfel încât să respecte prevederile SR EN 1317, în ceea ce privește clasele de performanță și caracteristicile de calitate. Clasele de performanţă ale atenuatoarelor de impact sunt prezentate în Tabelul nr. 1. Acestea sunt clasificate în funcţie de o capacitate de absorbţie a energiei crescătoare. O încercare reuşită a atenuatorului de impact la un anumit nivel de performanţă trebuie considerată că îndeplineşte condiţiile de încercare pentru nivelurile inferioare. Tabelul 1 Clasele de performanță ale atenuatoarelor de impact Nivel Încercări de acceptare 50 TC TC a - 80/1 - TC TC TC a - 80 TC TC TC TC TC a TC a 100 TC TC TC TC TC a TC a 110 TC TC TC TC TC a TC a a Valabilă numai pentru atenuatoarele de impact. Severitatea impactului pentru ocupanţii vehiculului trebuie evaluată cu ajutorul indicilor ASI şi THIV aşa cum este indicat în EN :2010.

6 Nivelurile de severitate trebuie determinate aşa cum este indicat în Tabelul nr. 2, în funcţie de valorile indicilor ASI şi THIV. Nivelul de severitate a impactului A oferă un nivel de siguranţă mai ridicat pentru ocupanţii unui vehicul care a pierdut direcţia drumului decât nivelul B şi este de preferat. Nivelul de severitate a impactului cel mai ridicat dintr-o serie de încercări trebuie să indice nivelul de severitate al familiei de atenuatore de impact, iar încercarea la impact a vehiculelor trebuie să fie aşa cum se prezintă în Tabelul nr. 3. Tabelul 2 Niveluri de severitate Niveluri de severitate Valorile indicilor a impactului A ASI 1,0 şi THIV 44 km/h la încercările 1,2 şi 3 THIV 33 km/h la încercările 4 şi 5 B 1,0 < ASI 1,4 THIV 44 km/h la încercările 1,2 şi 3 THIV 33 km/h la încercările 4 şi 5 NOTĂ Valorile limită pentru THIV sunt mai mari la încercările 1, 2 şi 3 deoarece experienţa a demonstrat că valorile ridicate pot fi tolerate la impacturile frontale (de asemenea şi datorită siguranţei pasive mai bune pe această direcţie). O asemenea diferenţă de toleranţă între impacturile frontale şi laterale este deja luată în considerare la parametrii ASI, care din acest motiv nu este necesar să fie modificaţi. Tabelul 3 - Descrierea încercărilor la impact ale vehiculelor Încercarea Atac Masa totală a Viteza Figura 3 vehiculului km/h Încercarea nr. kg TC TC TC Frontal pe centru TC TC TC TC Frontal, 900 b 80 2 TC decalat cu ¼ de 100 vehicul TC Capăt (central), la TC TC TC Impact lateral la TC TC TC TC Impact lateral la TC TC a Notarea încercărilor este următoarea: TC Încercarea atenuatorului de impact Atac Masa vehiculului de încercare Viteza de impact b Pentru această condiţie de încercare, ATD trebuie să fie amplasat în locul cel mai îndepărtat de axa atenuatorului de impact

7 Încercarea 5 (a se vedea figura 5) nu trebuie efectuată cu un atenuator de impact de formă neparalelă atunci când, în punctul de impact corespunzător, unghiul ( ) al traiectoriei vehiculului în raport cu faţa expusă traficului a atenuatorului de impact este mai mic de 5. Legendă: 1 Încercarea 1 2 Încercarea 2 3 Încercarea 3 4 Încercarea 4 5 Încercarea 5 6 Amplasări posibile ale feţei frontale a obstacolului 7 Atenuator de impact 8 1/4 din lăţimea vehiculului Figura 5 - Traiectoriile de atac ale vehiculului pentru încercările de la 1 până la Rolul atenuatorilor de șoc Atenuatorii de șoc sunt sisteme pasive de reținere proiectate pentru a reduce severitatea în cazul impactului dintre un vehicul care a pierdut direcția de mers și un obstacol fix, prin interpunerea între acestea. Conform Legii I a lui Newton, un corp aflat în mișcare își continuă mișcarea cu aceeași viteză și în aceeași direcție, dacă asupra lui nu acționează nici o forță care să ii perturbe echilibrul. Legea inerției este cel mai des întâlnită în timpul călătoriei cu mașina. Pe măsură ce mașina accelerează, pasagerii vor accelera odată cu aceasta. În cazul în care mașina decelerează, pasagerii vor decelera simultan cu aceasta, dacă poartă centura de siguranță, iar în cazul în care mașina circulă cu viteză constant, pasagerii vor avea și ei o viteză constantă. Astfel, o mașină care circulă cu viteza de 100 km/h și lovește un obstacol fix va suferi o oprire bruscă și violentă. Pasagerii vehiculului implicat în accident, care pentru o perioadă de 1 milisecundă se vor deplasa în continuare cu viteza de 100 km/h, vor fi aruncați în față și vor lovi anumite elemente ale vehiculului cum ar fi volan, bord, parbriz etc, în cazul în care aceștia nu poartă centura de siguranță. Un accident rutier nu constă numai în ciocnirea vehiculului cu un obstacol ci implică și alte două coliziuni. Ca urmare, un accident rutier presupune 3 coliziuni. Prima coliziune: are loc în momentul în care vehiculul lovește un obstacol/alt vehicul. A doua coliziune: în momentul impactului, pasagerii încă se deplasează cu viteza de deplasare a autovehiculului. Pasagerii care nu poartă centura de siguranță riscă să se lovească de interiorul autovehiculului, alte obiecte din mașină sau între ei. A treia coliziune: după ce copul unei persoane se oprește, organele interne continuă să se deplaseze. În timpul acestei etape, organele interne se pot ciocni între ele sau de sistemul osos. Atât a doua cât și a treia coliziune pot provoca vătămări grave sau deces, iar prevenirea lor o reprezintă utilizarea centurilor de siguranță. Potrivit datelor Consiliului Național de Siguranță Rutieră al statului Florida, probabilitatea de deces în cazul unui accident rutier se dublează pentru fiecare 25 km/h peste viteza de 80 km/h. Acest lucru se datorează creșterii energiei cinetice ca urmare a creșterii vitezei de deplasare.

8 Energia cinetică este energia pe care o are un obiect aflat în mișcare și crește exponențial odată cu creșterea vitezei de deplasare. În cazul autovehiculelor, această energie poate fi disipată în condiții de siguranță în cazul opririlor normale, când frânele autovehiculelor absorb aproape în totalitate aceste forțe, cunoscute sub numele de forțe g. În cazul unui accident rutier, forțele g sunt concentrate pe vehicul, ceea ce poate duce la rezultate tragice pentru pasageri. Exemplu calcul: În cazul în care un autovehicul ce are masa 1.5 tone și viteza de deplasare de 100 km/h lovește un obstacol fix, asupra autovehiculului și pasagerilor vor fi exercitate următoarele forțe: Forțe exercitate asupra autovehiculului Forțe exercitate asupra pasagerilor

9 În cazul în care un autovehicul ce are masa 1.5 tone și viteza de deplasare de 100 km/h lovește un atenuator de șoc, conform încercării nr. 1 din fig 5, asupra autovehiculului și pasagerilor vor fi exercitate următoarele forțe: Forțe exercitate asupra autovehiculului

10 Forțe exercitate asupra pasagerilor Se observă astfel o reducere semnificativă a forțelor atât asupra autovehiculului cât și a pasagerilor prin utilizarea atenuatorilor de șoc. Deși impactul atenuatoarelor de șoc asupra siguranței rutiere este unul major, pe rețeaua de drumuri naționale și autostrăzi din România, de-abia în anul 2017 a fost montat primul produs

11 de acest gen, pe tronsonul 3A1 km km al Autostrăzii Brașov Târgu Mureș - Cluj Oradea, sector 3A Cluj Vest (Gilău) Mihăiești. Atenuatorul de șoc este de tip redirectiv, testat la viteza de 110 km/h cu un vehicul de 1.5 tone. Figura 7 - Exemplu de atenuator de impact montat pe rețeaua de autostrăzi din România În prezent, Compania Națională de Administrare a Infrastructurii Rutiere, din rolul său de deschizător de drumuri, fiind cel mai mare administrator de infrastructură rutieră din România, a demarat procedura de achiziție publică în urma căreia va fi achiziționat un număr suficient de atenuatoare de impact necesare creșterii siguranței rutiere. Acestea vor fi amplasate cu precădere la bifurcația bretelelor autostrăzilor cu calea curentă, dar și în fața unor anumite obstacole, pentru evitarea impactului frontal. IV. CONCLUZII Atenuatorii de impact au un rol deosebit de important în diminuarea severității accidentelor rutiere prin reducerea impactului vehiculului cu un obiect mai rezistent. Atenuatorii de impact sunt dispozitive pasive de siguranță rutieră utilizate pentru protejarea obstacolelor fixe, care nu pot fi înlăturate, relocate sau protejate de parapete de siguranță. Atenuatorii de impact sunt elemente pasive de siguranță rutieră și se construiesc astfel încât să respecte prevederile SR EN 1317, în ceea ce privește clasele de performanță și caracteristicile de calitate. Aceștia pot fi de tip redirectiv (R) care reţin şi redirecţionează vehiculele şi nedirectiv (NR) care reţin dar nu redirecţionează vehiculele. Fiecare atenuator de impact se comportă diferit, unele vor funcționa mai bine decât altele, reducând riscurile asupra conducătorilor auto. În perioada următoare, se recomandă identificarea sectoarelor periculoase care permit montarea de atenuatoare de impact precum și o instruire a inginerilor de specialitate, care să ii ajute în alegerea elementelor pasive de siguranță rutieră rentabile.

12 REFERINȚE A policy on geometric design of highways and street AASHTO GREEN BOOK 2001 Barrier End Treatments and Crash Cushions - Alberta Infrastructure and Transportation Roadside Design Guide Buletinului Siguranței Rutiere Raport anual 2016 E. Tomasch, H. Hoschopf, M. Gobald, H. Steffan, B. Nadler, F. Nadler, B.Strnad, F. Schneider (2010) - Single vehicle run-off-road accidents colliding turned down terminals of guardrails Global Status Report on Road Safety 2015 World Health Organization Kevin D. Schrum, M.S.C.E, E.I.T, Francisco D. B. de Albuquerque, Ph.D.,Dean L. Sicking, Ph.D., P.E., Karla A. Lechtenberg, M.S.M.E., E.I.T. (2013) - Guidelines for crash cushion selection, MwRSF Research Report No. TRP (revised) Temporary Barriers & Crash Cushions Florida Department of Transportation