Tìm hiểu ảnh hưởng của các yếu tố hình học đường đến bảo đảm an toàn chuyển động của dòng xe

Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2009 MỤC LỤC 1.1 1.2 1.3 2.1 2.2 2.3 3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.2 3.2.1 3.2.2 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4 3.3.5 3.3.6 Chương 1: Mở đầu Đặt vấn đề Nhiệm vụ Phương pháp nghiên cứu - Chương 2: Tình hình nạn giao thơng giới Việt Nam Tình hình tai nạn giao thơng giới Tình hình tai nạn giao thơng Việt Nam Nguyên nhân gây tai nạn giao thông Chương 3: Ảnh hưởng yếu tố hình học đến an toàn chuyển động xe Ảnh hưởng yếu tố bình đồ tuyến đến an tồn chuyên động xe Đường thẳng Đường cong nằm Tầm nhìn bình đồ tuyến Các nút giao thơng mức bình đồ Tun đường tơ cắt qua khu dân cư tập trung Ảnh hưởng yếu tố trắc dọc tuyến đến an toàn chuyển động dòng xe Độ dốc dọc chiều dài đoạn dốc Tầm nhìn trắc dọc Ảnh hưởng yếu tố trắc ngang Bề rộng phần xe chạy Bề rộng lề đường Số xe chạy việc tách xe ngược chiều theo hướng Dải mép, bó vỉa dải phân cách Các cơng trình đường chướng ngại vật lề đường Cây trồng đường đối tượng bố trí lề đường - Chương 4: Xây dựng mơ hình hình học đường theo quan điểm an tồn giao thơng 4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 Mục đích Các lý thuyết vận dụng Lý thuyết động lực học chạy xe ( mô hình ơtơ – đường) Lý thuyết thiết kế theo nguyện vọng người tham gia giao thơng ( mơ hình ôtô – đường – người lái xe – môi trường ) 4.2.3 Cách nhìn lái xe trường nhìn đường 4.3.1 Cách nhìn lái xe Lớp Kỹ thuật An tồn Giao thơng K47 - 16 18 22 23 24 26 26 27 28 30 31 33 -1- Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2009 4.3.2 Trường nhìn đường 4.4 Lựa chọn tốc độ chạy xe đường 4.4.1 Các loại tốc độ chạy xe 4.4.2 Tầm quan trọng tốc độ xe chạy đường ATGT 4.4.3 Nguyên tắc lựa chọn tốc độ chạy xe đường 4.5 Tạo hình ảnh đường 4.5.1 Lập sơ đồ thiết kế bình đồ tuyến 4.5.2 Sự phối hợp bình đồ trắc dọc đường 4.5.3 Sự phối hợp đường cảnh quan 4.6 Sử dụng phối cảnh 3D vào thiết kế hình học đường 5.1 5.2 34 36 37 39 44 47 Chương 5: Kết luận kiến nghị 49 Kết luận Kiên nghị - Lớp Kỹ thuật An toàn Giao thông K47 -2- Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2009 CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề: Ngày nay, tai nạn giao thông đặc biệt tai nạn giao thông đường trở thành thảm họa cho người Một nguyên nhân lớn làm gia tăng số vụ tai nạn điều kiện đường gây bất lợi cho chuyển động dịng xe Nhóm sinh viên lớp Kỹ thuật an tồn giao thơng K47 thực đề tài “Tìm hiểu ảnh hưởng yếu tố hình học đường đến bảo đảm an tồn chuyển động dịng xe”’ nhằm giúp người sử dụng đường mà đặc biệt người làm cơng tác an tồn giao thơng có hiểu biết sâu sắc yếu tố hình học đường để đưa phương án thích hợp trình thiết kế, quản lý, khai thác tu bảo dưỡng Từ ngăn ngừa cải thiện điều kiện phục vụ đường góp phần làm giảm tai nạn giao thông tuyến 1.2 Nhiệm vụ: Yếu tố hình học đường đóng vai trị quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn vận hành Nên việc hiểu biết sâu sắc hình học đường có ý nghĩa lớn cơng tác an tồn giao thông Nhiệm vụ cụ thể đề tài: - Phân tích yếu tố hình học tuyến đường ảnh hưởng đến an tồn chuyển động dịng xe - Đưa giải pháp kỹ thuật nhằm sử dụng tốt yếu tố hình học tuyến để đảm bảo an tồn chuyển động dịng xe - Xây dựng mơ hình hình học đường theo quan điểm an tồn giao thơng 1.3 Phương pháp nghiên cứu: Dựa vào số liệu thống kê vụ tai nạn giao thơng đường yếu tố hình học đường, khảo sát thực tế điều kiện đường số tuyến Việt Nam, quan điểm an toàn giao thơng, quan điểm thiết kế hình học đường phân tích nguyên nhân tai nạn xây dựng mơ hình hình học đường Lớp Kỹ thuật An tồn Giao thơng K47 -3- Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2009 CHƯƠNG 2: TÌNH HÌNH TAI NẠN GIAO THƠNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 2.1 Tình hình tai nạn giao thơng giới: Hiện nay, trung bình ngày có 3000 người chết tai nạn giao thông (TNGT) khắp lục địa, hầu hết nạn nhân độ tuổi từ 15 đến 44 Những “con đường an tồn nhất” ghi nhận châu Âu, nơi có tỷ lệ người chết tai nạn giao thơng (TNGT) 11 người/100000 cư dân Trong châu Phi quốc gia phía Đơng Địa Trung Hải có tỷ lệ trung bình 28,3 26,3 người/100.000 dân WHO cho biết năm châu Mỹ có đến 134.000 người thiệt mạng TNGT, chiếm 10% giới, Mỹ đứng đầu với 44.000 người, tiếp đến Brazil, Mexico Venezuela Sự phát triển kinh tế nước ASEAN, đặc biệt tăng trưởng nhanh xe có động dẫn đến tình trạng an tồn giao thơng (ATGT) khu vực xấu nhiều Xe máy chiếm tỷ lệ TNGT cao châu Á, chiếm tỷ lệ lớn loại xe nhiều nước (Việt Nam: 94,4%; Lào: 80%; Inđônêxia: 75,2%; Cămpuchia: 75,2%; Thái Lan: 70,9%; Malaixia: 48,2%; Philippin: 37,7%; Myanma: 36,9%; Singapo: 19%; Bruney: 3%) Tỷ lệ số nước cao chưa đánh giá hết số lượng xe Theo nghiên cứu Ngân hàng Phát triển châu Á (ADB) hỗ trợ, nghiên cứu mẫu kinh nghiệm quốc tế, cho thấy: tổng số vụ TNGT ASEAN năm 2003 làm cho 75193 người chết 4745578 người bị thương, nhiều nạn nhân bị khả lao động trầm trọng suốt đời lại Thiệt hại kinh tế hàng năm TNGT ước tính khoảng 15 tỷ USD, 2,2% tổng sản phẩm quốc nội khu vực 2.2 Tình hình tai nạn giao thơng Việt Nam: Sự phát triển kinh tế thúc đẩy phát triển nhanh chóng q trình giới hóa số khu vực thành thị lớn (dựa vào số lượng loại xe giới) Vấn đề nảy sinh bối cảnh tình hình số lượng TNGT tăng cách báo động, kìm hãm phát triển kinh tế-xã hội Theo số liệu thống kê Cục cảnh sát giao thông đường bộ-đường sắt tai nạn giao thông đường (do nhiều nguyên nhân khác nhau) thời gian qua : Bảng 2.1 Thống kê vụ tai nạn Việt Nam từ năm 1995-2002 Năm 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 9/2002 Số vụ tai nạn 15376 19075 19159 19975 20733 22486 25040 20153 Lớp Kỹ thuật An tồn Giao thơng K47 Chết 5430 5581 5680 6067 6670 7510 10477 9457 Bị thương 16920 21556 21905 22723 23991 25400 29118 23442 -4- Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2009 Theo số liệu Ủy ban An tồn giao thơng Quốc gia tính riêng năm 2007 nước ta xảy 14624 vụ TNGT, làm chết 13150 người bị thương 10546 người số vụ TNGT đường xảy nhiều (13989 vụ), làm chết 12800 người, chiếm 96% số người chết TNGT Mỗi năm nước ta lượng tiền tệ lớn, trung bình khoảng 2,45% GDP (885 triệu USD) thời điểm năm 2003 đến năm 2007 tăng lên đến 2,89% GDP (2 tỷ USD) để khắc phục hậu TNGT gây 2.3 Nguyên nhân gây tai nạn giao thông: Nguyên nhân gây tai nạn giao thơng chia làm hai loại là: ngun nhân chủ quan nguyên nhân khách quan a) Nguyên nhân chủ quan thân người tham gia giao thông gây tai nạn ý thức chấp hành luật lệ giao thông, điều khiển giao thơng có nồng độ cồn cao mức quy định cho phép, b) Nguyên nhân khách quan phương tiện tham gia giao thông không đảm bảo tiêu chuẩn kỹ thuật an toàn theo quy định; kết cấu hạ tầng giao thông chưa đáp ứng yêu cầu phát triển phương tiện giao thông loại hình giao thơng vận tải nay; bão lụt, mưa to làm cho đường giao thông hư hỏng nặng, đường bị sụt lở, cầu sập, cống vỡ Theo nghiên cứu Bộ môn thiết kế đường thuộc Trường Đại học đường ơtơ Moscow qua phân tích khoảng 13000 TNGT đặc trưng đường nơi xảy tai nạn đoạn đường có cấp hạng kỹ thuật khác tới kết luận: Liên Xô (cũ) điều kiện đường bất lợi nguyên nhân trực tiếp hay gián tiếp 70% số tai nạn số nước khác có kết luận tương tự Theo số liệu Ủy ban an tồn giao thơng quốc gia cung cấp ta có bảng thống kê ngun nhân TNGT đường sau: Bảng 2.2 Nguyên nhân TNGT đường 2001 Nguyên nhân Số vụ tai nạn Số vụ tai nạn nghiên cứu 14.332 2003 % Số vụ tai nạn nghiên cứu 100,0 771 2005 % 100,0 Số vụ tai nạn nghiên cứu 8.485 2006 % Số vụ tai nạn nghiên cứu % 100,0 104 100,00 Lỗi người tham gia giao thông 10.896 76,0 647 83,9 5.629 66,4 98 94,23 - Phóng nhanh 4.686 32,7 212 27.5 2.656 31,3 48 48,98 - Vượt ẩu 3.686 25,7 155 20,1 1.317 15,5 9,18 - Say rượu 841 5,9 42 5,4 506 6,0 - - -Hạn chế tầm nhìn - Đi sai đường quy định 1.183 8,3 103 13,4 1.015 12,0 19 19,39 - - 109 14,1 134 1,6 22 22,45 - Người 500 3,5 26 3,4 371 4,4 - - Phương tiện giao thơng khơng an tồn 191 1,3 0,4 56 0,7 - - Cơ sở hạ tầng GT 33 0,2 0,3 12 0,2 - - Nguyên nhân khác 3.212 22,4 119 15,4 2.418 28,5 5,77 Lớp Kỹ thuật An tồn Giao thơng K47 -5- Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2009 Bảng 2.3 Tại nạn giao thông đường liên quan đến đường xá (Hà Nội-2007) 01 02 03 04 05 06 07 08 09 Loại đường Đường thẳng Đường giao Đường vòng Đường dốc Đường khuất Đường nhựa Đường đất Đường sắt Không rõ Tổng Tổng 706 103 2 91 13 36 953 % 74 10,8 0,2 0,2 9,5 1,4 3,9 100 Hình 2.1 Biểu đồ tỷ lệ số vụ TNGT yếu tố đường Lớp Kỹ thuật An tồn Giao thơng K47 -6- Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2009 Hình 2.2 Tai nạn giao thông theo loại đường (2002-2006) CHƯƠNG 3: ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ HÌNH HỌC ĐƯỜNG ĐẾN AN TOÀN CHUYỂN ĐỘNG CỦA XE 3.1 Ảnh hưởng yếu tố bình đồ tuyến đến an tồn chuyển động xe: Các yếu tố tuyến bình đồ cần xem xét gồm: - Đoạn thẳng bình đồ; - Đoạn cong nằm; - Tầm nhìn bình đồ; - Các nút giao thơng mức bình đồ; - Các đoạn tuyến cắt qua khu dân cư; 3.1.1 Đường thẳng: Xem xét chiều dài đoạn thẳng vị trí chúng thiết kế bình đồ ảnh hưởng đến an toàn chuyển động xe - Trên thực tế, tuyến qua khu vực có có địa hình phẳng khơng gặp trở ngại đáng kể thường thiết kế theo mộ t đường t hẳng dài - Đoạn thẳng có ưu điểm làm cho tuyến ngắn, bám sát đường chim bay lái xe đoạn đường thẳng q uá dài bất lợi cho an tồn giao thơng - Trạng thái tâm lý lái xe đoạn thẳng dài: + Lái xe thường chủ quan, ý k iểm tra tốc độ thường cho xe chạy với tốc độ cao, trí cho xe chạy với tốc độ lớn tốc độ cho phép nên gặp cố bất thường bất ngờ gặp đoạn đường có mặt trơn trượt phía trước, người hay súc vật xuất băng qua đ ường lái xe không kịp xử lý + Lái xe có phản ứng chậm chạp, ức chế thần kinh, mệt mỏi, trạng thái dễ buồn ngủ hay ngủ gật đường thẳng dài, cảnh quan đơn điệu - Chiều dài đoạn thẳng ngắn không đảm bảo an tồn làm điều kiện chạy xe thay đổi nhiều khơng đủ chỗ bố trí cấu tạo đoạn chêm nối tiếp đường cong Theo kinh nghiệm, chiều dài tối thiểu đoạn t hẳng hai đường cong chiều 6V hai đường cong ngược chiều 2V - Theo góc độ an tồn giao thơng cần thiết phải giới hạn chiều dài đoạn thẳng phương pháp “thiết kế tuyến mềm” hay uốn cong tuyến địa hình phẳng đồng vạch tuyến tránh vùng đầm lầy, hồ ao, khu dân cư + Theo TCVN 4054-05: Nên tránh thiết kế đoạn tuyến thẳng dài km đường cao tốc, trường hợp nên thay đường cong góc chuyển hướng nhỏ bán kính lớn (R=5000 -15000 m); + Theo CHLB Đức Nhật Bản, tính chiều dài đoạn thẳng tối đa (m) 20 lần tốc độ xe chạy (tính k m/h) - Khi bắt buộc thiết kế đoạn thẳng dài cần kết hợp giải p háp thay đổi cảnh q uan dọc tuyến để khắc phục tình trạng đơn điệu tuyến đường trồ ng xanh, xây dựng trạm dừng đỗ đường … 3.1.2 Đường cong nằm: Các khía cạch cần xem xét: Lớp Kỹ thuật An tồn Giao thơng K47 -7- Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2009 - Bán kính, chiều dài, góc ngoặt mức độ thay đổi độ ngoặt đường cong; - Độ cong đường vịng, quan hệ bán kính cong kề liền; - Vị trí tần suất bố trí đường cong nằm bình đồ a) Bán kính, chiều dài, góc ngoặt mức độ thay đổi độ ngoặt đường cong: Đường cong có ưu điểm làm cho tuyến đường bám sát địa hình, giảm khối lượng đào đắp, giảm giá thành xây dựng cơng trình, làm cho tuyến thân thiện với môi trường (do không tạo chỗ đào sâu đắp cao) xe chạy đường cong xe phải chịu thêm lực ly tâm Hình 3.1 Các thành phần lực ly tâm (Apollo) Hinh 3.2 Mô tả lực ly tâm vào đoạn đường cong (Muextension) Center of Gravity: Trọng tâm Tires becomes pivot points: Lốp trở thành điểm chịu lực Centrifugal force: Lực ly tâm Direction of turn: Hướng lái Lực ly tâm nằm ngang mặt phẳng thẳng góc với trục chuyển động, hướng phía ngồi đường cong có giá trị : C = m.v R Trong đó: C – lực ly tâm m – khối lượng xe (kg) v – tốc độ xe chạy (m/s) R – bán kính đường cong vị trí tính tốn (m) Lớp Kỹ thuật An tồn Giao thơng K47 -8- Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2009 Hình 3.3 Lực ly tâm làm đồ vật xe chuyển động ngược với hướng lái Lực ly tâm có tác dụng xấu, gây khó khăn sau : + Xe có khả bị lật trượt ngang phía lưng đường cong + Gây khó khăn cho việc điều khiển xe, gây khó chịu cho hành khách, gây đổ vỡ hàng hóa vận chuyển + Gây biến dạng ngang lốp xe nên làm cho săm lốp chóng hao mịn + Làm tăng sức cản làm tiêu hao nhiên liệu nhiều Các yếu tố tác động tới tượng lật xe + Tốc độ cao nguy hiểm, + Bán kính cong đoạn đường nhỏ bất lợi + Xe chất nặng, xếp cao nguy hiểm + Chiều rộng đế hẹp xe dễ đổ Ví dụ đoạn cong từ thành phố Thái Bình thị trấn Diêm Điền Có thời gian, quãng đường xảy đến 20 vụ tai nạn tượng: Xe máy, ơtơ bị đẩy phía bên đường, đập vào đẩy xuống ruộng, gây hỏng xe tử vong cho người điều khiển hành khách Xe chạy đường cong yêu cầu có bề rộng phần xe chạy lớn đường thẳng xe chạy bình thường Xe chạy đường cong dễ bị cản trở tầm nhìn bán kính đường cong nhỏ, đoạn đường đào Tầm nhìn ban đêm xe chạy đường cong bị hạn chế pha đèn chiếu thẳng đoạn ngắn Do bất lợi trên, đường cong bình đồ thường nơi hay xảy tai nạn giao thông Các kết thống kê nhiều tuyến đường khai thác nhiều tác giả giới cho thấy: + Bán kính đ ường cong nằm nhỏ thì tai nạn xe chạy tăng + Số tai nạn giao thô ng xảy đường cong thường chiếm 10-12% tổng số tai nạn giao thông gây đ iều kiện đường + Các đường cong nằm có bán kính R400 m Theo số liệu điều tra A.P.Vaxiiliev (Liên Xô cũ) phân tích tai nạn giao thơng đường ôtô khu vực núi cao cho thấy mối quan hệ số tai nạn Lớp Kỹ thuật An tồn Giao thơng K47 -9- Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2009 giao thông / triệu ôtô-Km sau : Bảng 3.1 Mối quan hệ bán kính đường cong số vụ nạn/ 1triệu ôtô-km Bán kính đường cong, m 50 150 200 250 500 1000 Số tai nạn / triệu ôtô-km 3,2 2,8 1,0 0,9 0,8 0,4 Khi R=2000m thực tế không khác với điều kiện xe chạy đường thẳng Vì để xét ảnh hưởng tương đối bán kính đường co ng bình đồ có trị số k hác người ta chọn hệ số ảnh hưởng ứng với R= 2000 Từ ta có hệ số ảnh hưởng tương đối bán kính đường cong khác là: R, m Hệ số ảnh hưởng Bảng 3.2 Hệ số ảnh hưởng đường cong 2000 Hình 3.4 Quan hệ hệ số thay đổi số vụ tai nạn với bán kinh đường cong Tuyến đường xây dựng có nhiều đường cong nằm với bán kính co ng nhỏ mức độ an tồn xe chạy giảm, xe chạy với tốc độ cao mà mặt đường lại bị ẩm ướt bụi bẩn Vì thế, theo quan điểm nâng cao an tồn giao thơng thiết kế bình đồ tuyến đường ơtơ cần tăng tối đa bán kính đường cong nằm điều kiện địa hình, địa chất, cố gắng tránh sử dụng bán kính đường cong nằm tối thiểu cho phép nêu quy trình ứng với cấp đường Việc phối hợp t hiết kế đường co ng tròn với đường co ng chuyển Lớp Kỹ thuật An tồn Giao thơng K47 - 10 - Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2009 4.4.2 Tầm quan trọng tốc độ chạy xe đường an toàn giao thông Tai nạn giao thông đường hai nguyên nhân liên quan đến tốc độ xe chạy Muốn hạn chế tai nạn trường hợp khó, phải đồng thời sử dụng tiêu chuẩn hình học đường cao đồng phương tiện tham gia giao thông Những tiêu chuẩn khác xa với tiêu chuẩn hình học đường nước ta giới Có thể đến nhận xét chung là, tốc độ cao nguy phát sinh tai nạn giao thông lớn, tốc độ thấp giao thơng an tồn, cần chi phí thời gian lớn để đạt mục đích chuyến Vì giao thơng tốc độ cao yêu cầu khách quan xã hội đại Thỏa mãn nhu cầu thời kỳ đầu phải chấp nhận số lượng tai nạn giao thông cao, đặc biệt tai nạn có tổn thất người Do chỗ hệ thống đường có nhiều thiếu sót cịn chỗ người tham gia giao thơng chưa thích ứng với giao thông tốc độ cao 4.4.3 Nguyên tắc lựa chọn tốc độ chạy xe đường Những khái niệm tốc độ nêu có ý nghĩa nghiên cứu đường Nhưng thiết kế đường tổ chức giao thơng cịn cần phải ý đến quy luật chung lựa chọn tốc độ xe người tham gia giao thông Cự ly chuyến dài tốc độ lựa chọn cao lý kinh tế lý tâm lý Ảnh hưởng môi trường chung quanh đường yếu tố giao thông đến tốc độ xe lựa chọn Đường ngồi thị, xe chạy địa hình trống trải, trường nhìn lớn, lưu lượng xe ít, cự ly chuyến dài, tốc độ xe lớn Khi xe vào vùng phụ cận trường nhìn hạn chế, lưu lượng xe lớn hơn, cảm giác đến gần đích… làm cho tốc độ xe lựa chọn giảm Cuối xe chạy vào đường phố, cảm giác bán hầm đè nặng lên người lái xe với cản trở lưu lượng xe tăng, tốc độ lựa chọn thấp Trong thiết kế đường quy luật chi phối nhiều, ví dụ tốc độ tính tốn khu vực nơng thơn tiêu chuẩn hình học mặt đường nên chọn cao thị TRUNG T¢M t hành phố C đường bao thành phố nhóm đ ờng C đ ờng trung tâ m thành phố,nhà cửa xâ y dựng san sát hai bên Vï NG PHơ CËN B nhãm ® ­ êng B đường khu vực thành phố hai bên đường nhà NGOàI THàNH PHố A nhóm đ ờng A đ ờng thành phố hai bên đường nhà Hì nh 23 Sụ biến đổi v Ën t è c x e c h¹ y phơ t huộc v ịt r íđuờng (Sự t hay đổi t r uờng nhì n) Đ ộ lớ n tốc ® é xe Lớp Kỹ thuật An tồn Giao thơng K47 - 38 - Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2009 Hình 4.4 Sự biến đổi tốc độ xe phụ thuộc vào vị trí tuyến 4.5 Tạo hình ảnh đường Theo quan điểm đại trình bày đây, để thiết kế hình học đường cần phải phân biệt rõ hai loại đường Loại thứ đường cho loại xe chạy với tốc độ thấp (V tt < 50 km/h), tốc độ loại xe giới đại cần thiết dừng xe đột ngột tức thời khoảng giây (10m đến 15m quãng đường chạy xe) Gần trường hợp khoảng cách đảm bảo dễ dàng đường vấn đề an tồn giao thơng đường loại đơn giản Có thể coi mơ hình “ Đường – Xe “ phù hợp với loại đường Loại đường thứ hai đường cho xe chạy với tốc độ cao (V tt ≥ 50 km/h) Đường tốc độ cao lái xe đánh giá đường đưa định điều khiển xe chạy khác nhiều với mơ hình Động lực học chạy xe nói Q trình thiết kế đường trở nên phức tạp nhiều để có đường chạy xe an tồn Người lái xe khơng bị rơi vào tình trạng nguy hiểm đường giao thông gây nên Đối với đường ô tô tốc độ cao, hình dạng chung đường trước mắt người lái xe, giúp họ đánh giá đắn diễn biến đường để chọn phương thức chạy xe đắn, kịp thời, quan trọng nhiều so với yếu tố hình học mặt cắt riêng rẽ Một đường an toàn tạo nên phối hợp có chủ ý yếu tố mặt cắt đường không gian chung quanh đường Sự phối hợp hợp lý tích lũy từ kinh nghiệm khai thác đường rút từ tính tốn 4.5.1 Lập sơ đồ thiết kế bình đồ tuyến: a) Tiêu chuẩn an tồn thiết kế bình đồ tuyến: - Tiêu chuẩn 1: Đảm bảo cho đồ án thiết kế đạt chất lượng tốt - Tiêu chuẩn 2: Đảm bảo đạt tốc độ khai thác mong muốn với suất đảm bảo 85% - Tiêu chuẩn 3: Đảm bảo an toàn mặt ổn định động lực học ô tô Bảng 4.1 Các tiêu chuẩn an tồn thiết kế bình đồ tuyến theo CHLB Đức Lớp Kỹ thuật An tồn Giao thơng K47 - 39 - Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2009 Trong đó: - V85: Tốc độ khai thác, (km/h); - Vd: Tốc độ thiết kế, (km/h); - CCRsi:Hệ số thay đổi độ ngoặt đường cong; -μRD : Hệ số lực ngang tương ứng với tốc độ khai thác V85 -μRA : Hệ số lực ngang thiết kế Từ tiêu chuẩn an toàn thứ thứ hai nghiên cứu, nước xây dựng đồ thị để hỗ trợ cho người thiết kế đường ô tô lựa chọn bán kính hợp lý đường cong trịn bố trí liên tiếp bình đồ tuyến Hình 4.5a I- Vùng thiết kế tốt; II- vùng thiết kế chấp nhận được; III- Vùng thiết kế xấu b) Lập sơ đồ khối thiết kế bình đồ tuyến: Góc chuyển hướng bình quân nhỏ tốc độ xe chạy cao Điều có hai mặt xấu tốt thiết kế khai thác đường nhằm đảm bảo an tồn giao thơng Đường thẳng việc đạt tốc độ tính tốn dễ dàng Đường thẳng làm xuất nguy xe chạy vượt tốc độ cho phép nhiều, mặt xấu Sự phối hợp đường cong bình đồ phải tạo nên đường hài hòa để đường cong người lái xe đánh giá B× nh đồ cong hài hoà Rmin Bì nh đồ cong không hài hoà Rmin Hì nhS 31.phi Sự phối pc c ng đư ờng cong cong trờn trê n bỡnh Hỡnh 4.5b hphợhi hũa bì nh đồ đư ờng Lớp Kỹ thuật An tồn Giao thơng K47 - 40 - Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2009 Căn theo tiêu chuẩn thiết kế bình đồ ta lập sơ đồ khối thiết kế bình đồ sau: Hình 4.6 Sơ đồ khối thiết kế bình đồ tuyến 4.5.2 Sự phối hợp bình đồ trắc dọc đường: Muốn đảm bảo cho người lái chạy xe với tốc độ cao, hình học đường phải đảm bảo trước hết tầm nhìn, tuyến đường đặn, khơng bị bóp méo quang học, không gây ảo giác, làm cho người lái xe yên tâm không tự nhiên giảm tốc độ Khi nhìn xa góc nhỏ, đường biến dạng Tốc độ cao, tầm quan sát xa, ảo giác lớn phải ý thiết kế quang học Hình 4.7 Ảo giác leo dốc:a- đường tưởng dốc;b- dốc nhỏ tưởng dốc lớn Lớp Kỹ thuật An tồn Giao thơng K47 - 41 - Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2009 B× nh đồ Trắc dọc Đ ộ dốc bị phóng đạ i ì nh 35.TrắcHỡnh dọc hợ vớ nh i 4.8 Trclồi dọc lồilâm lõm phốiphèi hợp với bình đồ cóp độ cong bì nh đồ c ó độ c ong nhỏ a.) C ảm giá c lồi C ầu C ầu C ảm giá c lõm b.) Hì nh 36 Một đoạ thẳ ng ngắ trê trờn n trắ c dọc(cầu) Hình 4.9.nMột đoạn thẳngnngắn trắc dọc (cầu) gây cảm giác sai lm gâ y cảm giá c sai lầm a) Các dạng đường: Mỗi cách tổ hợp bình đồ trắc dọc đường cho hình dạng đường định Một số dạng đường sau: Lớp Kỹ thuật An tồn Giao thơng K47 - 42 - Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2009 Bì nh đồ Trắc dọc Hì nh ảnh đư ờng § ­ êng cong Dèc ®Ịu § ­ êng cong § ­ êng cong ®øng lâm § ­ êng cong lõm Đ ờng cong Đ ờng cong đứng lồi Đ ờng cong trê n bì nh đồ trắc dọc Đ ờng thẳng Đ ờng thẳng Đ ờng thẳng Dốc Đ ờng cong dốc Đ ờng thẳng dốc Đ ờng cong đứng lõm Cong lõm Đ ờng cong đứng lồi Cong lồi Hỡnh 4.10 áCỏc dng Hì nh 32.C c ngng đư ờng b) S lng đường cong đứng đường cong nằm nên bố trí nhau: Trên đường đồi, thường làm nhiều đường thẳng bình đồ, mặt cắt dọc lại cố gắng bao nên đường cong đứng nhiều đường cong nằm, tuyến mấp mơ có nhiều chỗ khơng đảm bảo tầm nhìn, khơng rõ hướng tiếp tục tuyến Tuyến đường có q nhiều đường cong bình đồ tạo cảm giác quanh co, lái xe không an tâm phải giảm tốc độ Hình 4.11a Tuyến lượn sóng nhiều đường cong đứng Lớp Kỹ thuật An tồn Giao thơng K47 Hình 4.11b Tuyến quanh co nhiều đường cong nằm - 43 - Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2009 c) Đảm bảo tỷ lệ chiều dài đoạn thẳng chiều dài đoạn cong: Đường cong ngắn nằm hai đoạn thẳng dài góc chuyển hướng nhỏ trị số bán kính cong sử dụng lại lớn Bảng 4.2 Bán kính đường cong nằm lấy theo góc chuyển hướng Góc chuyển hướng, độ Bán Khi tốc độ tính 20000 14000 8000 6000 4000 kính(m) tốn 100 km/h Còn lại 10000 6000 4000 3000 2000 2000 1500 1000 800 Khi góc chuyển hướng nhỏ 0,5 độ khơng cần làm đường cong tuyến thực thay đổi Một đoạn thẳng ngắn chêm vào hai đường cong ngược chiều tạo cảm giác gẫy khúc, đoạn thẳng tạo cầu Đoạm thẳng ngắn chêm hai đường cong chiều nên tránh phải nâng lên tối thiểu 300 – 400m đường tốc độ cao Hình 4.12 Hiệu tăng bán kính cong nằm a- Đường cong có bán kính cong nhỏ kẹp đoạn thảng dài; b- Sau tăng bán kính d) Muốn tuyến đỡ quanh co tốt nên lẩn đường cong: Bố trí đường cong đứng đường cong nằm trùng Hai đỉnh không lệch 1/4 chiếu dài đường cong ngắn tốt trùng Chiều dài đường cong nằm phủ đương cong đứng chiều 50-100m (đối với đường cấp I – III) Hình 4.13 Phối hợp đường cong nằm đường cong đứng 1- Nên làm; 2- Cho phép Lớp Kỹ thuật An toàn Giao thông K47 - 44 - Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2009 e) Các yếu tố kế cận không nên thay đổi đột ngột: Các chỗ tốc độ thay đổi nhiều chỗ hay xảy tai nạn Các yếu tố tối thiểu cố gắng tập trung vào chỗ, có biển báo đàng hồng Các bán kính cạnh khơng nên có trị số vượt 1: 1,4 Sau đoạn thẳng dài khơng bố trí bán kính nhỏ mà trước nên có bán kính lớn bao ngồi hai phía f) Tiêu chuẩn cực hạn áp dụng nơi tránh Tốc độ thiết kế phải hiểu tốc độ cực hạn dùng trường hợp khó khăn Mọi trường hợp khuyến khích tạo điều kiện tốt cho xe g) Tự đặt vào điều kiện người lái xe đường để kiểm tra Người lái xe định hường nhờ vật chuẩn mhw phần xe chạy, trước hết xe với vạch phân cách, dải hướng dẫn lan can phòng hộ, dải xanh… Tập hợp điểm chuẩn định hướng đường cho người lái xe n tâm, trường hợp khơng đảm bảo phải có biện pháp thông tin bổ sung làm biển báo, trồng xanh h) Phương án phối hợp bình đồ trắc dọc: Sự phối hợp lý tưởng bình đồ trắc dọc trình bày hình 33 P=0 Đ ờng c ong đứng lồi Đ ờng c ong đứng lõm Đ ờng c ong đứng lồi q WP qu P=0 Trắc doc WP q =0 Bì nh đồ q =0 qu HỡnhHì 4.14 phối Sù hợp lý tưởng bình trắc dọcgi÷a nhSự33 phối hợ p lýtưvởng bì nhphi đồ trắcphng dọc Trong trường hợp phức tạp cần cân vµ nhắc nhiều án phối hợp bình đồ trắc dọc khác để cho thông tin đường đến với người lái xe kịp thời xác Các phương án phối hợp sau: Lớp Kỹ thuật An tồn Giao thơng K47 - 45 - Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2009 HW HW Ph­ ¬ng ¸ n B B A Ph­ ¬ng ¸ n A A B Đ ờng độ c ong Trắc dọc c c phuơng n Phư ơng n A Phư ơng n B Phư ơng n B tạ i c ả rù ng Tuờng lan c ung c Êp th«ng tin c ho nguời i xe nh 37.C c phư ơng n phối hợ p Hỡnh 4.15 CỏcHì phng phi hp v hỡnh c áỏn c hì nh ảnh ®­ êng t¹ o ảnh đường tạo Hình 4.16 Hình ảnh tường hộ lan an tồn 4.5.3 Sự phối hợp đường cảnh quan: Đường cơng trình to lớn, tồn nhiều năm, hàng chục triệu người sử dụng Vì vậy, môi trường lao động lái xe, nơi nhìn ngắm cảnh hàng chục triệu người Thiết kế theo qui trình khơng đủ mà phải tạo điều kiện Lớp Kỹ thuật An tồn Giao thơng K47 - 46 - Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2009 lao động tốt cho người lái xe, không chóng bị mệt mỏi, khơng chủ quan đến mức dễ buồn ngủ, tạo hứng thú đường cho hành khách cho người lái Đường phải có tác dụng làm đẹp cảnh quan khu vực, tận dung lập lại cân mơi sinh có Thiết kế cảnh quan hợp lý mang lại lợi ích: - Kết hợp hài hòa yếu tố tuyến; - Đảm bảo hướng nhìn người lái; - Định tuyến định yếu tố tuyến thiết kế; - Đảm bảo tuyến kết hợp hài hòa với cảnh quan địa phương; - Bảo vệ di tích lịch sử văn hóa, vùng phụ cận tuyến; - Bảo tồn nâng cao cảnh quan địa phương; Hình 4.17 Phạt để nhìn thấy kiến trúc a) Trước trồng b) Sau trồng Hình 4.18 Trồng để che thùng đấu Cảnh quan thiên nhiên với vẻ đẹp tài sản lớn quốc gia phải giữ gìn tu tạo Cảnh quan tạm định nghĩa tổng hợp tác nhân điển hình thiên nhiên xuất nhiều lần khu vực chọn tuyến cây, cỏ, mặt nước, điạ hình…có ảnh hưởng đến cơng việc chọn tuyến đường Lớp Kỹ thuật An toàn Giao thông K47 - 47 - Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2009 Hình 4.19 Các đỉnh báo trước hướng rẽ tuyến a-Chỗ chuyển hường sau đường cong đứng lồi; b- Báo trước ngã ba; c- Các bụi dẫn hướng theo dọc tuyến; d- Báo trước đường cong có bán kính nhỏ Vùng đồi núi có đặc điểm địa hình có nhiều thay đổi nhẹ Muốn giảm bớt khối lượng công tác, tuyến nên theo đường cong lớn gắn với địa hình Vùng núi nơi cắm tuyến khó khăn, để tuyến phù hợp tôt với thiên nhiên đồng thời đảm bảo tiết kiệm khối lượng đào đắp, cắm tuyến thường phải sử dụng tiêu chuẩn kỹ thuật tối thiểu, bình đồ mặt cắt dọc Các taluy cao, nên chia bậc để trồng che, biện pháp có làm tăng khối lượng cơng trình Hình 4.20a Đường qua cửa rừng có trồng thêm Lớp Kỹ thuật An tồn Giao thơng K47 Hình 4.20b Taluy đắp cao phân bậc để trồng - 48 - Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2009 Hình 4.21 Một số hình ảnh kết hợp đường cảnh quan 4.6 Sử dụng phối cảnh 3D vào thiết kế hình học đường: Đường cơng trình trải dài theo tuyến, dọc tuyến địa hình thay đổi nên dùng mơ hình khơng thể hết tồn khung cảnh tuyến Vì vậy, Ta cần phải dựng phối cảnh 3D trê n suốt tuyến Việc dựng phối cảnh 3D thường hỗ trợ máy tính Hình 4.22a Ngun tắc dựng phối cảnh hệ xOy Lớp Kỹ thuật An tồn Giao thơng K47 Hình 4.22b Mơ hình đoạn đường dựng máy tính - 49 - Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2009 Hình 4.23 Sử dung 3d thiết kế hình học tuyến Lớp Kỹ thuật An tồn Giao thơng K47 - 50 - Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2009 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luân: Từ việc phân tích ảnh hưởng yếu tố hình học đường đến bảo đảm an tồn chuyển động xe, đề tài đạt số kết quả: - Chỉ yếu tố hình học tuyến có ảnh hưởng trực tiếp đến chuyển động xe; - Phân tích nguyên nhân xảy tai nạn giao thơng vị trí hình học đường không đảm bảo - Xây dựng mô hình hình học đường tiếp cận theo điểm an tồn giao thơng 5.2 Kiến nghị: Qua phân tích ảnh hưởng yếu tố hình học đường tới an tồn chuyển động xe, nhận thấy công tác thiết kế hình học đường cần phải đặc biệt quan tâm vấn đề: - Phối hợp hài hòa thiết kế bình đồ trắc dọc - Kết hợp hình học đường cảnh quan xung quanh tránh đơn điệu - Tách dòng xe chạy ngược chiều dải phân cách rộng, bề mặt dải phải tạo nên sức cản đủ lớn để dừng xe ô tô lấn vào - Quy hoạch không gian ven đường hợp lý - Trên đoạn khó khăn, nên áp dung phương pháp thiết kế đại như: thiết kế mơ hình dựng hình chiếu phối cảnh 3D Lớp Kỹ thuật An tồn Giao thơng K47 - 51 - Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2009 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] CHXHCNVN Tiêu chuẩn Việt Nam.Đường ôtô- Yêu cầu thiết kế TCVN 4054-05 ,Hà Nội 2005 [2] CHXHCNVN Tiêu chuẩn Việt Nam Đường ôtô cao tốc – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5729-97, Hà Nội 1997 [3].Thiết kế đường ô tô F1- Đỗ Bá Chương NXB Giáo Dục [4] Bộ giao thông vận tải, 22TCN 273 – 01 Tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô [5] PGS TS Nguyễn Quang Toản Thiết kế đường ôtô đại Bài giảng cao học Đai học GTVT 2004 [6] PGS TS Nguyễn Quang Toản Nghiên cứu giải pháp thiết kế nâng cao tính an tồn giao thông đường ôtô Đề tài NCKH cấp Bộ M – số : B2001-35-18 Hà Nội 2004 Lớp Kỹ thuật An tồn Giao thơng K47 - 52 - ... (2002-2006) CHƯƠNG 3: ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ HÌNH HỌC ĐƯỜNG ĐẾN AN TOÀN CHUYỂN ĐỘNG CỦA XE 3.1 Ảnh hưởng yếu tố bình đồ tuyến đến an tồn chuyển động xe: Các yếu tố tuyến bình đồ cần xem xét gồm: -... yếu tố hình học tuyến đường ảnh hưởng đến an tồn chuyển động dịng xe - Đưa giải pháp kỹ thuật nhằm sử dụng tốt yếu tố hình học tuyến để đảm bảo an tồn chuyển động dịng xe - Xây dựng mơ hình hình... Từ việc phân tích ảnh hưởng yếu tố hình học đường đến bảo đảm an toàn chuyển động xe, đề tài đạt số kết quả: - Chỉ yếu tố hình học tuyến có ảnh hưởng trực tiếp đến chuyển động xe; - Phân tích nguyên