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 thông Việt Nam Nguyên nhân gây tai nạn giao thông Chương 3: Ảnh hưởng yếu tố hình học đến an tồn chuyển động xe Ảnh hưởng yếu tố bình đồ tuyến đến an toàn chuyên động xe Đường thẳng - - - Đường cong nằm - Tầm nhìn bình đồ tuyến 16 Các nút giao thơng mức bình đồ 18 Tuyén đường ô tô cắt qua khu dân cư tập trung 22 Ảnh hưởng yếu tố trắc dọc tuyến đến an tồn chuyển động dịng xe Độ dốc dọc chiều dài đoạn dốc 23 Tầm nhìn trắc dọc 24 Ảnh hưởng yếu tố trắc ngang Bề rộng phần xe chạy 26 - Bề rộng lề đường 26 - Số xe chạy việc tách xe ngược chiều theo hướng 27 Dải mép, bó vỉa dải phân cách 28 Các cơng trình đường chướng ngại vật lề đường - Cây trồng đường đối tượng bố trí lề đường 30 Lớp Kỹ thuật An tồn Giao thơng K47 -1- Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2009 Chương 4: Xây dựng mơ hình hình học đường theo quan điểm an tồn giao thơng 31 4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 Mục đích Các lý thuyết vận dụng Lý thuyết động lực học chạy xe ( mơ hình ơtơ – đường) - Lý thuyết thiết kế theo nguyện vọng người tham gia giao thông ( mơ hình ơtơ – đường – người lái xe – môi trường ) - 4.2.3 4.3.1 4.3.2 4.4 4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.5 4.5.1 4.5.2 4.5.3 4.6 Cách nhìn lái xe trường nhìn đường 33 Cách nhìn lái xe - Trường nhìn đường 34 Lựa chọn tốc độ chạy xe đường Các loại tốc độ chạy xe Tầm quan trọng tốc độ xe chạy đường ATGT 36 Nguyên tắc lựa chọn tốc độ chạy xe đường - Tạo hình ảnh đường Lập sơ đồ thiết kế bình đồ tuyến 37 - Sự phối hợp bình đồ trắc dọc đường 39 Sự phối hợp đường cảnh quan 44 Sử dụng phối cảnh 3D vào thiết kế hình học đường 47 Chương 5: Kết luận kiến nghị 49 Kết luận Kiên nghị - 5.1 5.2 Lớp Kỹ thuật An tồn Giao thơng 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 toàn chuyển động dòng 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 q 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 tồn vận hành Nên việc hiểu biết sâu sắc hình học đường có ý nghĩa lớn cơng tác an tồn giao thơng Nhiệm vụ cụ thể đề tài: - Phân tích yếu tố hình học tuyến đường ảnh hưởng đến an toàn chuyển động dòng xe - Đưa giải pháp kỹ thuật nhằm sử dụng tốt yếu tố hình học tuyến để đảm bảo an toàn chuyển động dịng xe - Xây dựng mơ hình hình học đường theo quan điểm an tồn giao thơng 1.3 Phương pháp nghiên cứu: Lớp Kỹ thuật An toàn Giao thông K47 -3- Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2009 Dựa vào số liệu thống kê vụ tai nạn giao thông đường yếu tố hình học đường, khảo sát thực tế điều kiện đường số tuyến Việt Nam, quan điểm an tồn 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 -4- 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 toàn nhất” ghi nhận châu Âu, nơi có tỷ lệ người chết tai nạn giao thông (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 cịn 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 toàn Giao thông K47 Chết 5430 5581 5680 6067 6670 7510 10477 9457 Bị thương 16920 21556 21905 22723 23991 25400 29118 23442 -5- Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2009 Theo số liệu Ủy ban An toàn 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: nguyên 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 thơng 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 ôtô 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 nguyên 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 -6- 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 100% 90% 80% 10.4 14.7 15.3 17.3 23.6 23.5 22.1 16.4 16 17 15.4 48 45.3 45.2 43.6 44.1 2002 2003 2004 2005 2006 23.7 70% 60% 17.9 50% 20.3 20.2 40% 30% 20% 10% 0% Quốc lộ Tỉnh lộ Lớp Kỹ thuật An tồn Giao thơng K47 Huyện lộ Đường khác -7- 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 TỒN 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 không 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 khơng 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 q ngắn khơng đảm bảo an tồn làm điều kiện chạy xe thay đổi nhiều không 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 -8- 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 mơi 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 m.v phía ngồi đường cong có giá trị : C = 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 -9- 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, ôtô 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 Xơ cũ) phân tích tai nạn giao thông đường ôtô khu vực núi cao cho thấy mối quan hệ số tai nạn Lớp Kỹ thuật An tồn Giao thơng K47 - 10 -