Thiết kế yếu tố hình học đường ô tô part 8 pptx

Hình 5.8 Các phương án phối hợp và các hình ảnh đường tạo ra Như vậy để phối hợp tốt giữa các yếu tố tuyến trên bình đồ và trắc dọc thì người kỹ sư thiết kế có thể tham khảo một số nội d

Hình 5.8 Các phương án phối hợp và các hình ảnh đường tạo ra

Như vậy để phối hợp tốt giữa các yếu tố tuyến trên bình đồ và trắc dọc thì người

kỹ sư thiết kế có thể tham khảo một số nội dung mang tính chất hướng dẫn sau:

1 Các đường cong và đoạn dốc phải được cân nhắc kỹ lưỡng Đoạn dốc dài, đoạn thẳng và đoạn cong lớn tại vị trí dốc đứng hoặc đường cong có bán kính châm trước với độ dốc siêu cao nhỏ đều không hợp lý Một bản thiết kế hợp

lý là bản thiết kế cố gắng không sử dụng những tiêu chuẩn giới hạn…

2 Tránh bố trí nhiều đường cong đứng trên một đoạn thẳng dài (hoặc đường cong nằm có bán kính lớn) Sự đổi dốc liên tục trên trắc dọc nếu không phối hợp tốt với đường cong nằm sẽ gây ra cho người lái xe ảo giác tuyến đường

bị lồi lõm bất thường và tạo nên tuyến có nhiều chỗ khuất

3 Tránh bố trí nhiều đường cong nằm trên một đoạn tuyến phẳng tạo nên tuyến quanh co

4 Không đặt đường cong nằm có bán kính nhỏ sau đỉnh đường cong đứng lồi Tình huống này có thể gây nguy hiểm cho người lái xe bởi vì người lái xe có thể không nhận thấy được sự đổi hướng tuyến đặc biệt là vào ban đêm

5 Cố gắng để số đường cong nằm bằng số đường cong đứng và nên bố trí trùng đỉnh Khi phải bố trí lệch, độ lệch giữa hai đỉnh đường cong (nằm và đứng) không lớn hơn 1/4 chiều dài đường cong nằm Khi đường cong đứng không thể bố trí trùng đỉnh với đường cong nằm thì đỉnh đường cong nằm nên bố trí trước đỉnh đường cong đứng nếu theo hướng đi là rẽ trái, còn nếu theo hướng

đi là rẽ phải thì đỉnh này bố trí sau

6 Đường cong nằm nên dài và trùm ra phía ngoài đường cong đứng (mỗi bên từ 20-100m)

7 Không bố trí đường cong đứng có bán kính nhỏ nằm trong đường cong nằm (sẽ tạo ra các u lồi hay các hố lõm) Nên đảm bảo R lõm >R nằm

8 Cả đường cong đứng và đường cong nằm cần phải được tăng bán kính nếu có thể khi tiếp cận các nút giao thông, nơi mà việc đảm bảo tầm nhìn là rất quan trọng

Mặc dù tính thẩm mỹ của tuyến sẽ tăng lên khi phối hợp giữa đường cong đứng

và đường cong bằng, tuy nhiên người thiết kế phải chú ý vì sự phối hợp này có khả năng sinh ra ảo giác Đường cong đứng lồi sẽ làm cho đường cong bằng xuất hiện với bán kính lớn hơn so với thực tế trong khi đó đường cong đứng lõm lại làm cho đường cong bằng bị nhỏ hơn Chiều dài đường cong đứng càng nhỏ thì ảnh hưởng của nó càng rõ nét Nếu đường cong nằm có bán kính nhỏ nhất thì đường cong đứng lồi có thể làm cho người lái xe duy trì một tốc độ cao hơn mức

an toàn cho phép Trong khi đó, đường cong đứng lõm có thể làm cho người lái

xe có định hướng không đúng và thậm chí phanh đột ngột không cần thiết Để phối hợp tốt hơn giữa đường cong đứng và đường cong nằm, cần sử dụng đường cong nằm có trị số bán kính lớn hơn trị số tối thiểu tuỳ theo tốc độ thiết kế

Một vài nội dung khác cũng mang tính chất hướng dẫn như là: Việc thiết kế đường cong nằm có bán kính tối thiểu ở cuối dốc gắt hoặc gần điểm thấp nhất đường cong đứng lõm có bán kính nhỏ là không hợp lý Như đã nói ở trên khi đó tuyến đường sẽ có cảm giác bị ngắn lại, hơn nữa khi xuống cuối dốc tốc độ xe chạy thường lớn hơn gây cho người lái xe các phản ứng điều khiển xe chạy không hợp lý, nhất là vào ban đêm

5.4.5 Phối hợp giữa bình đồ, trắc dọc và trắc ngang

1 Việc phối hợp giữa các yếu tố tuyến như bình đồ, trắc dọc và trắc ngang trước hết là các yếu tố này được sử dụng các chỉ tiêu tốt hơn các chỉ tiêu giới hạn sau

đó là phối hợp các yếu tố tuyến với nhau để tạo ra một tuyến đường đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật và kinh tế

2 Sự phối hợp giữa trắc ngang và trắc dọc còn được đảm bảo thỏa mãn các yêu cầu của các điểm khống chế và điểm mong muốn như trình bày ở chương 4

5.4.6 Phối hợp giữa tuyến đường và công trình

1 Bố trí tuyến đường thẳng trên cầu và hầm, tuyến vuông góc với dòng chảy Với các đường cấp cao (V≥80km/h) có thể thiết kế đường cong nằm và đứng trên cầu và hầm để đảm bảo tính liên tục của công trình

2 Không nên thay đổi độ dốc, thay đổi hướng tuyến trong phạm vi cầu, hầm và phạm vi 10m ở 2 đầu công trình

5.4.7 Sự kết hợp với cảnh quan

1 Phải nghiên cứu kỹ các yếu tố địa hình và thiên nhiên của khu vực để kết hợp một cách hợp lý, không phá vỡ quy luật tự nhiên, tránh các công trình đào sâu đắp cao, tránh dùng các công trình đặc biệt

2 Quy định về dốc mái taluy xuất phát trên các nguyên lý cơ học của đất đá Ta luy có thể:

- Thay đổi phù hợp với dốc ngang thường gặp trên địa hình

- Có gọt tròn ở đỉnh taluy và mở rộng ở 2 đầu taluy

- Các taluy thấp dưới 1m, do không tốn nhiều khối lượng nên làm dốc 1: 4

~1:6 và có gọt tròn đỉnh và chân taluy

- Taluy cao nên làm bậc thềm Bậc thềm tạo ổn định cho taluy, làm chỗ chắn nước xói taluy và nên trồng cây bụi

5.4.8 Thiết kế trồng cây phối hợp với tuyến đường

Trồng cây dọc đường để tăng thẩm mỹ, cải thiện môi trường, hấp thu Cácbonđioxit và tăng lượng ôxi cho không khí Cây cối làm giảm bớt sự loá mắt

và giảm bớt nhiệt độ ở vùng khí hậu nhiệt đới nước ta Trồng cây cũng quan trọng cho việc làm giảm tổn thất nguồn nước và làm giảm tiếng ồn

Việc chọn loại cây trồng và sắp xếp chúng dọc theo mỗi con đường phải tương đối phù hợp để tạo một không gian tốt và nhịp nhàng, có tính dẫn hướng cho lái

xe Như vậy công tác trông cây gồm các nội dung sau:

- Chọn loại cây trồng, sự phong phú của các loại cây trồng

- Vị trí trồng cây ( ở giữa hoặc dọc theo bên cạnh đường)

- Khoảng cách trồng cây ( khoảng cách giữa các cây và khoảng cách đến đường ôtô)

- Sự sắp xếp các loại cây ( khoảng cách giữa các hàng cây, khoảng cách tự nhiên giữa các bó, loại cây nhỏ ở trước cây to và tương tự như vậy)

DƯỚI ĐÂY LÀ MỘT SỐ HÌNH MINH HOẠ NÓI LÊN SỰ PHỐI HỢP GIỮA CÁC YẾU TỐ HÌNH HỌC TRÊN BÌNH ĐỒ VÀ TRẮC DỌC ĐƯỜNG ÔTÔ:

A Chỗ lõm trên một đoạn dốc dài

B Chỗ lõm đã được khắc phục

Hình 5.9: Đường cong đứng lõm ngắn trên đoạn dốc dài

Cắt dọc tuyến Phương án đề nghị

A Những điểm lồi ngắn trên đường cong nằm dài

A Các điểm lồi đã được khắc phục

Hình 5.10 Đường cong đứng lõm có chiều dài ngắn trên đường cong nằm dài

Bình đồ tuyến

Cắt dọc tuyến Phương án đề nghị

A.Các điểm lồi lõm xuất hiện trước đường cong nằm

B Đường cong đứng lõm có chiều dài lớn nối tiếp vào đường cong bằng

Hình 5.11 Đường cong đứng lõm có bán kính nhỏ ngay trước đường cong nằm.

Phương án đề nghị

Bình đồ tuyến

Cắt dọc tuyến

A Nắn tuyến khi cắt qua dòng sông

A Kéo dài cánh tuyến tại đoạn cắt qua dòng sông

Hình 5.12 Kéo dài cánh tuyến tại đoạn đường vào cầu.

Bình đồ tuyến

Cắt dọc tuyến Các phương án đề nghị

Dòng sông

A Hai đường cong nằm cùng chiều có đoạn chêm ngắn

B Thay thế hai đường cong bằng cùng chiều có đoạn chêm ngắn bằng một đường cong lớn

Hình 5.13 Hai đường cong cùng chiều với đoạn chêm ngắn (broken-back curve)

Bình đồ tuyến

Phương án đề nghị

Cắt dọc tuyến

Hình 5.14 Sự phối hợp không tốt giữa đường cong đứng và đường cong nằm

A Sự đổi dốc liên tục để bám sát địa hình sẽ gây mất cảnh quan

B Khắc phục địa hình để tạo nên cảnh quan tốt

Hình 5.15 Khắc phục địa hình để đem lại sự hài hoà về mặt cảnh quan cho

tuyến đường

Bình đồ tuyến

Cắt dọc tuyến Phương án đề nghị

Hình 5.16 Tuyến đường trông như bị gãy khúc

Bình đồ tuyến

Cắt dọc tuyến

Hướng mắt nhìn

Hình 5.17 Sự phối hợp tốt giữa đường cong đứng lồi và đường cong nằm

Hình 5.18 sự phối hợp tốt giữa đường cong đứng lõm và đường cong bằng

Hình 5.19 Một số đoạn đường phối hợp rất tốt các yếu tố hình học,

đem lại vẻ đẹp về mặt cảnh quan

-o0o -

CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 5

1 Mục đích và các nguyên tắc chung của thiết kế cảnh quan đường ô tô

2 Sự phối hợp các yếu tố của tuyến

3 Phối hợp tuyến đường với cảnh quan

CHƯƠNG 6

THIẾT KẾ NÚT GIAO THÔNG

6.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ NÚT GIAO THÔNG

6.1.1 Khái niệm chung về nút giao thông

Nút giao thông là nơi giao nhau của hai hay nhiều tuyến đường ôtô, tai đó các xe

có thể tiếp tục hoặc đổi hướng hành trình Mỗi ngả đường từ nút gọi là nhánh nút giao thông, thường gặp là ngã ba, ngã tư nhưng đôi khi có thể là ngã năm, ngã sáu Nút giao thông còn là giao nhau giữa đường ôtô với đường sắt

Lưu lượng giao thông tại nút (M) là tổng số lượng xe ra hay vào các nhánh của nút (hình 6-1)

Hình 6-1 Sơ đồ xác định lưu lượng xe tại nút

Ví dụ với ngã tư ta có công thức sau :

∑

=

=

+++

=

+++

=

n i

Mi M

Mbr Mnr Mtr Mdr M

Mbv Mnv Mtv Mdv M

Khi khảo sỏt lưu lượng giao thụng trờn nỳt, số lượng xe vào, ra nỳt phải cõn bằng, nếu cú sai số lớn tức khảo sỏt khụng chớnh xỏc Ngoài ra khi khảo sỏt lưu lượng mỗi đầu vào phải phõn lưu lượng ra: số xe đi thẳng + rẽ phải, rẽ trỏi; xe rẽ trỏi ảnh hưởng lớn tới khả năng thụng xe và an toàn giao thụng của nỳt

Tại nỳt giao thụng xảy ra xung đột giữa cỏc dũng xe như: giao cắt; tỏch, nhập luồng, ngoài ra tại nỳt giao thụng cú đảo trung tõm cũn cú chuyển động hỗn hợp Về mức độ an toàn người ta đỏnh giỏ giao cắt hệ số 5, nhập luồng hệ số

3, tỏch luồng hệ số 1(hỡnh 6-2) Khả năng thụng của nỳt ảnh hưởng tới khả năng thụng qua của toàn mạng lưới, ựn tắc tại nỳt thường xảy ra nhiều hơn trờn đường ngoài nỳt Tai nạn giao thụng trờn cỏc nỳt chiếm tỷ lệ lớn cao trong tổng số tai nạn giao thụng trờn đường

a) Điểm cắt b) Điểm tách c) Điểm nhập d) Chuyển động hỗn hợp

Σ=8

0 K 4T 4E 8E

8T 16K Σ=32

Σ=9

3K 3T

T = Tách dòng

K = cắt dòng

3E 3T

3 K Σ=9

Hỡnh 6.2 Cỏc dạng xung đột tại nỳt giao thụng

Khi thiết kế nút giao thông phải chú ý tới đường chính và đường phụ, đường chính là đường có cấp kỹ thuật cao hơn, nếu là nút giao giữa hai đường cùng cấp hạng thì đường nào có lưu lượng cao hơn là đường chính

6.1.2 Phân loại nút giao thông

Nút giao thông đường ôtô được chia làm hai loại

a/ Nút giao khác mức không liên thông: khi giao cắt giữa hai tuyến đường nhưng xe không thể chuyển hướng từ đường này sang đường khác (không có nhánh nối)

b/ Nút giao khác mức liên thông: là nút giao khác mức xe có thể chuyển từ đường này sang đường khác nhờ các nhánh nối Người ta có thể phân chi tiết hơn

là nút giao liên thông hoàn chỉnh và không hoàn chỉnh Tại nút giao hoàn chỉnh

có đủ nhánh nối cho các dòng xe muốn chuyển hướng và không còn giao cắt, thường là giao nhau giữa hai đường cấp cao Nút giao khác mức liên thông không hoàn chỉnh khi giao nhau giữa đường cấp cao và đường cấp thấp, trên

đường cấp thấp vẫn còn giao cắt giữa các dòng xe

6.1.3 Các yêu cầu khi thiết kế xây dựng nút giao thông

Nút giao thông là nơi tập trung nhiều phương tiện, người tham gia giao thông nên thường xẩy ra ùn tắc, tai nạn Nhiệm vụ thiết kế xây dựng phải bảo yêu cầu:

- đảm bảo khả năng thông qua hợp lý và đảm bảo chất lượng giao thông;

- đảm bảo an toàn giao thông;

- có hiệu quả kinh tế;

- đảm bảo mỹ quan và vệ sinh môi trường

Trong đó mục tiêu là an toàn giao thông phải ưu tiên hàng đầu, tiếp sau là khả năng thông xe và chất lượng giao thông rồi mới đến các yếu tố khác

Khả năng thông qua của nút là số phương tiện giao thông của dòng phụ có thể cắt qua dòng chính trong một đơn vị thời gian (nút xe chạy theo luật đường chính phụ) hoặc tổng số phương tiện có thể thông qua nút trong đơn vị thời gian Khả năng thông qua mỗi nút phụ thuộc nhiều yếu tố nhưng trước hết là quy mô nút

Vì vậy khi thiết kế để tránh ùn tắc quy mô nút phải phù hợp với cấp đường vào nút và lưu lượng giao thông trong tương lai, thường lấy lưu lượng tương lai phù hợp với cấp đường thiết kế

Chất lượng giao thông được đánh giá bằng mức độ thuận lợi cho người lái xe sớm nhận biết cách điều khiển xe vào, ra khỏi nút, thời gian chờ đợi xe khi qua nút Muốn vậy sơ đồ nút nên chọn đơn giản, rõ ràng và ít thay đổi trên tuyến

An toàn giao thông là tiêu chí chung khi thiết kế xây dựng các công trình giao thông, đối với nút càng phải coi trọng

Về mặt kinh tế bao gồm kinh tế xây dựng, khai thác, với xây dựng nút còn liên quan tới diện tích chiếm dụng và chi phí giải phóng mặt bằng vì vậy khi thiết kế nút đặc biệt các nút có quy mô lớn cần có phân tích kinh tế, kỹ thuật Nên đưa ra một vài phương án để so sánh lựa chọn, có thể xem xét khả năng phân kỳ đầu tư Các nút giao thông đặc biệt là nút giao khác mức là công trình quan trọng, vì vậy kiến trúc phải phù hợp với cảnh quan xung quanh

Nút giao thông là nơi tập trung phương tiện vì vậy khả năng xảy ra ô nhiễm môi trường do tiếng ồn, bụi và khí thải vì vậy các vấn đề này khi thiết kế cần xem xét

6.1.4 Lựa chọn loại hình nút

Lựa chọn nút phải căn cứ vào lưu lượng giao thông, điều kiện kinh tế và kỹ thuật khác, có thể tham khảo ở bảng 6-1

6.1.5 Các tài liệu cần điều tra khảo sát khi thiết kế nút

Để thiết kế mới hay cải tạo nút giao thông cần thu thập các tài liệu sau:

- Quy mô cấp hạng kỹ thuật các tuyến của nút;

- Bình đồ khu vực tỷ lệ 1:500, trắc dọc tuyến 1: 500;

- Lưu lượng giao thông hiện tại qua điều tra, tương lai qua dự báo;

- Tình hình ùn tắc, tai nạn tại nút hiện nay với nút cải tạo

- Quy hoạch xây dựng tại khu vực nút

Thiết kế nút căn cứ vào:

- TCVN 4054 :2005 Đường ôtô - Yêu cầu thiết kế

- TCVN 5729: 1997 Đường cao tốc – yêu cầu thiết kế

- 22 TCN 273 – 01 Tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô

Bảng 6-1 Phạm vi sử dụng các loại hình nút giao thông

Lưu lượng xe trên đường phụ, xcqđ/nđ

Nút kênh hóa Lưu lượng xe

trên đường

chính, xcqđ/nđ Nút đơn giản Có đảo trên

đường phụ

Có đảo, làn chờ và làn đón xe rẽ trái trên đường chính

Các loại hình khác

6.2.1.Khái niệm chung và yêu cầu thiết kế

Nút giao thông cùng mức chiếm chủ yếu trong tổng số nút của mạng lưới giao thông vì có ưu điểm xây dựng khai thác đơn giản, giá thành thấp hơn nhiều so với nút giao thông khác mức

Tốc độ thiết kế các yếu tố hình học đối với các hướng chính lấy bằng tốc độ thiết kế của đường ngoài nút, bán kính nối vuốt với xe rẽ trái tối thiểu đảm bảo v= 15 km/h

Tầm nhìn tại nút sử dụng tầm nhìn một chiều, có phân ra trường hợp đường phụ đường chính và không phân biệt, phạm vi đảm bảo tầm nhìn (hình6-3)

a/ trường hợp không phân đường chính phụ b/ trường hợp đường chính phụ

S1a – tầm nhìn 1 chiều đường a ; S1b tầm nhìn 1 chiều đường b

So – chiều dài lùi vào đường phụ 10 mét

Hình 6-3 Sơ đồ đảm bảo tầm nhìn tại nút

Tất nhiên lấy theo trường hợp a/ là an toàn nhưng nhiều trường hợp không thể giải toả được

Góc giao tốt nhất là vuông hay khoảng từ 70- 1100, trong trường hợp góc giao nhỏ phải có phương cải tuyến, bố trí thêm các đảo để cải thiện điều kiện giao thông tại nút

o o

a) gãc giao tèt nhÊt

α α

70

- 110

90o

Hình 6.4 Các phương án cải tạo khi góc giao nhỏ

Trắc dọc vị trí đặt nút tốt nhất tại nơi bằng phẳng, trong điều kiện khó khăn độ dốc dọc cũng không nên quá 4% Có thể bố trí nút trên đường cong đứng lõm, nhưng không trên đường cong đứng lồi

Các nút giao thông cùng mức khi thiết kế có thể phân thành một số dạng chủ yếu dưới đây

6.2.2 Nút giao cùng mức đơn giản

Nút giao cùng mức đơn giản thường được thiết kế tại các giao cắt giữa các đường địa phương với nhau, các đường phố khu vực Với các ngã tư, ngã ba chỉ cần bố trí bởi các đường cong nối vuốt R = 15m với các đường ngoài đô thị đường trong

đô thị R = 8m

R=15

R

R=15

a/ ngã tư đơn giản b/ ngã ba đơn giản

Hình 6.5.a Cấu tạo nút giao đơn giản

Đường cong 3 cung tròn: Đường cong 3 cung tròn là một dạng giản hóa của

đường cong chuyển tiếp clothoide nhằm làm cho xe vào đường cong nhỏ và ra khỏi đường cong đó dễ dàng, không bị lấn sang làn xe trái chiều

Kinh nghiệm cho ta các trị số bán kính và góc chuyển hướng như bảng 6.2

(thường tỷ lệ các bán kính là: R 1 : R 2 : R 3 = 2 : 1 : 3)

A

ϕ

α 2