227 MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU 3 CHƯƠNG 1 – CÁC KHÁI NIỆM SỬ DỤNG TRONG MÔN HỌC THIẾT KẾ HÌNH HỌC ĐƯỜNG Ô TÔ 5 1.1 ĐƯỜNG BỘ VÀ MẠNG LƯỚI ĐƯỜNG BỘ 5 1.1.1 Tầm quan trọng của mạng lưới đường bộ trong đời sống xã hội 5 1.1.2 Mạng lưới đường bộ Việt Nam, hiện tại và tương lai phát triển 9 1.2 CÁC BỘ PHẬN CỦA ĐƯỜNG BỘ 14 1.2.1 Tuyến đường 14 1.2.2 Các bộ phận của đường 17 1.2.3 Các bộ phận đặc biệt của đường 19 1.2.4 Các khái niệm về giao thông đường ô tô 19 1.3 PHÂN LOẠI ĐƯỜNG BỘ 32 1.3.1 Các kiểu phân loại đường bộ 32 1.3.2 Phân loại đường theo tầm quan trọng về giao thông. 32 1.3.3 Phân loại đường theo cấp quản lý 33 1.3.4 Cấp hạng kỹ thuật của đường ô tô công cộng 34 1.3.5 Cấp hạng kỹ thuật của đường ô tô cao tốc 35 1.4 NHỮNG LÝ THUYẾT (MÔ HÌNH) SỬ DỤNG TRONG THIẾT KẾ HÌNH HỌC ĐƯỜNG 37 1.4.1 Các yêu cầu đối với thiết kế hình học đường 37 1.4.2 Lý thuyết động lực học chạy xe (mô hình xe-đường) 37 1.4.3 Lý thuyết thiết kế theo nguyện vọng của người tham gia giao thông (mô hình xe-đường-người lái-môi trường chạy xe) 37 1.5 CÁC TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA NÓ. 41 1.6 MÔN HỌC THIẾT KẾ ĐƯỜNG Ô TÔ 41 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 1 43 228 CHƯƠNG 2 - SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ TRÊN ĐƯỜNG 45 2.1 CÁC LỰC TÁC DỤNG KHI XE CHẠY 45 2.1.1 Lực cản 45 2.1.2 Lực kéo và quá trình sinh ra sức kéo 48 2.2 PHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ VÀ BIỂU ĐỒ NHÂN TỐ ĐỘNG LỰC 50 2.3 LỰC BÁM CỦA BÁNH XE VỚI MẶT ĐƯỜNG 52 2.4 SỰ HÃM XE VÀ CỰ LY HÃM XE 55 2.5. TẦM NHÌN XE CHẠY. 57 2.5.1 Xác định chiều dài tầm nhìn xe chạy theo sơ đồ 1 57 2.5.2 Xác định chiều dài tầm nhìn xe chạy theo sơ đồ 2 58 2.5.3 Xác định chiều dài tầm nhìn xe chạy theo sơ đồ 3 59 2.5.4 Xác định chiều dài tầm nhìn xe chạy theo sơ đồ 4 60 2.6 SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA ĐOÀN XE KÉO MOÓC 63 2.7. TÍNH HAO TỔN NHIÊN LIỆU VÀ HAO MÒN LỐP TRÊN ĐƯỜNG 64 2.7.1 Tính hao tổn nhiên liệu 64 2.7.2 Hao mòn săm lốp 66 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 2 66 CHƯƠNG 3 – THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ TUYẾN 67 3.1 KHÁI NIỆM CHUNG VÀ NHỮNG NGUYÊN TẮC CƠ BẢN 67 3.1.1 Khái niệm 67 3.1.2 Phương hướng cánh tuyến 67 3.1.3 Những yêu cầu chung đối với tuyến trên bình đồ 67 3.1.4 Những nguyên tắc cơ bản khi vạch tuyến, định tuyến 68 3.2 THIẾT KẾ CÁC ĐOẠN TUYẾN NẰM TRÊN ĐƯỜNG THẲNG 70 3.3 ĐẶC ĐIỂM CỦA SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ TRONG ĐƯỜNG CONG TRÒN. 71 3.4 LỰC NGANG VÀ LỰA CHỌN HỆ SỐ LỰC NGANG 72 229 3.4.1 Điều kiện ổn định chống lật. 73 3.4.2 Điều kiện ổn định chống trượt ngang. 74 3.4.3 Điều kiện êm thuận và tiện nghi với hành khách. 75 3.4.4 Điều kiện tiết kiệm nhiên liệu và săm lốp. 75 3.4.5 Lựa chọn hệ số lực ngang tính toán 75 3.5 SIÊU CAO VÀ BỐ TRÍ ĐOẠN NỐI SIÊU CAO 76 3.5.1 Siêu cao, tác dụng của siêu cao 76 3.5.2 Độ dốc siêu cao 77 3.5.3 Đoạn nối siêu cao và các phương pháp nâng siêu cao 78 3.6 MỞ RỘNG PHẦN XE CHẠY TRONG ĐƯỜNG CONG 86 3.6.1 Tính toán độ mở rộng 86 3.6.2 Bố trí độ mở rộng mặt đường trong đường cong 87 3.7 THIẾT KẾ VÀ BỐ TRÍ ĐƯỜNG CONG TRÒN 88 3.7.1 Lựa chọn bán kính đường cong tròn 90 3.7.2 Nối tiếp các đường cong tròn. 91 3.8 ĐƯỜNG CONG CHUYỂN TIẾP 93 3.8.1 Tác dụng của đường cong chuyển tiếp 93 3.8.2 Xác định chiều dài của ĐCCT 93 3.8.3 Nghiên cứu dạng hình học của đường cong chuyển tiếp 94 3.8.3.1 Đường cong clothoid. 95 3.8.3.2 Đường hoa thị Lemniscat Becnulli 99 3.8.3.3 Đường cong cong parabol bậc 3 100 3.8.3.4 Các đường cong khác. 100 3.9 THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN ĐƯỜNG CONG CLOTHOID 101 3.9.1 Đường cong tròn nối hai đầu bằng hai đường cong chuyển tiếp đối xứng. 103 3.9.2 Đường cong tròn nối hai đầu bằng hai đường cong chuyển tiếp không đối xứng. 106 3.9.3 Đường cong tổng hợp bao gồm hai nhánh clothoid đối đầu 108 3.9.4 Đường cong chữ S 111 3.9.5 Đường cong xoắn ốc 113 230 3.9.6. Đường cong chuyển tiếp bằng các nhánh đường clothoid nối tiếp nhau. 115 3.9.7. Đường cong chữ C 115 3.9.8. Thiết kế và bố trí đường cong chuyển tiếp 116 3.10 ĐẢM BẢO TẦM NHÌN TRÊN ĐƯỜNG CONG NẰM. 116 3.10.1 Phương pháp đồ giải 116 3.10.2 Phương pháp giải tích 117 3.10.3 Đảm bảo tầm nhìn ban đêm 121 3.11 ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ AN TOÀN KHI THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ TUYẾN 122 3.11.1 Hệ số thay đổi độ ngoặt của đường cong CCR S (Curvature Change Rate) 122 3.11.2 Độ cong DC (Degree of Curve) 124 3.11.3 Xác định tốc độ khai thác với suất bảo đảm 85% (V 85 %) 124 3.11.4 Công thức xác định hệ số lực ngang thiết kế (μ RA ) và hệ số lực ngang yêu cầu (μ RD ) 125 3.11.5 Thiết lập các tiêu chuẩn an toàn 125 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 3 127 CHƯƠNG 4 – THIẾT KẾ TRẮC DỌC VÀ TRẮC NGANG 129 4.1 XÁC ĐỊNH ĐỘ DỐC DỌC CỦA ĐƯỜNG 129 4.1.1 Xác định độ dốc dọc của đường – Bài toán kinh tế-kỹ thuật 129 4.1.2 Quy định khi xác định độ dốc và chiều dài đoạn dốc: 130 4.1.3 Chiết giảm độ dốc dọc trong đường cong bằng có bán kính nhỏ: 131 4.2 ĐƯỜNG CONG ĐỨNG. 132 4.2.1 Xác định bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi 132 4.2.2 Xác định bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm: 133 4.2.3 Lựa chọn bán kính đường cong đứng 134 4.3 TÍNH TOÁN VÀ CẮM ĐƯỜNG CONG ĐỨNG 135 4.3.1 Các công thức tính toán cơ bản 135 4.3.2 Trình tự tính toán và cắm đường cong đứng 136 231 4.4 NHỮNG YÊU CẦU VÀ NGUYÊN TẮC CƠ BẢN KHI THIẾT KẾ TRẮC DỌC. 137 4.4.1 Các yêu cầu và nguyên tắc cơ bản khi thiết kế trắc dọc 137 4.4.2 Xác định các điểm khống chế khi thiết kế đường đỏ - ảnh hưởng của điều kiện địa hình khi thiết kế trắc dọc. 138 4.5 PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ TRẮC DỌC ĐƯỜNG ÔTÔ 140 4.6 PHƯƠNG PHÁP LẬP ĐỒ THỊ TỐC ĐỘ XE CHẠY VÀ TÍNH THỜI GIAN XE CHẠY. 144 4.6.1 Lập đồ thị vận tốc xe chạy 144 4.6.2 Vận tốc trung bình và thời gian xe chạy trung bình 146 4.6.3 Đánh giá phương án thiết kế theo hệ số an toàn 147 4.7 TRẮC NGANG VÀ CÁC ĐẶC TRƯNG CHỦ YẾU CỦA TRẮC NGANG 148 4.7.1 Bề rộng phần xe chạy 148 4.7.2 Lề đường 149 4.7.3 Dải phân cách giữa 150 4.7.4 Dải phân cách bên 151 4.7.5 Phạm vi bảo vệ kết cấu hạ tầng giao thông đường bộ 153 4.8 LÀN PHỤ LEO DỐC VÀ LÀN CHUYỂN TỐC 153 4.8.1 Làn phụ leo dốc 153 4.8.2 Làn chuyển tốc 154 4.9 NĂNG LỰC THÔNG HÀNH CỦA ĐƯỜNG. 155 4.9.1 Mô hình động lực học đơn giản 155 4.9.2 Quan điểm của Nga 157 4.9.3 Quan điểm của HCM 161 4.9.3 Phương pháp mô phỏng xác định năng lực thông hành 163 4.10 XÁC ĐỊNH SỐ LÀN XE TRÊN ĐƯỜNG 165 4.10.1 Xác định số làn xe trên mặt cắt ngang của đường 165 4.10.2 Dự báo lượng giao thông năm tương lai 166 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 4 167 232 CHƯƠNG 5 - THIẾT KẾ CẢNH QUAN VÀ PHỐI HỢP CÁC YẾU TỐ TUYẾN ĐƯỜNG Ô TÔ 169 5.1 MỤC ĐÍNH THIẾT KẾ CẢNH QUAN ĐƯỜNG Ô TÔ 169 5.2 SỰ KẾT HỢP GIỮA ĐƯỜNG VÀ CẢNH QUAN MÔI TRƯỜNG 170 5.2.1 Nguyên tắc chung về thiết kế cảnh quan 170 5.2.2 Nguyên tắc đi tuyến ở vùng đồng bằng và thảo nguyên 170 5.2.3 Nguyên tắc đi tuyến vùng đồi 171 5.1.4 Nguyên tắc đi tuyến vùng núi 171 5.3 ĐI TUYẾN THEO ĐƯỜNG TANG VÀ TUYẾN CLOTHOID 171 5.4 SỰ PHỐI HỢP CÁC YẾU TỐ CỦA TUYẾN 172 5.4.1 Mục đích phối hợp các yếu tố của tuyến 172 5.4.2 Phối hợp các yếu tố trên bình đồ. 172 5.4.3 Phối hợp các yếu tố trên trắc dọc 174 5.4.4 Phối hợp bình đồ và mặt cắt dọc. 174 5.4.5 Phối hợp giữa bình đồ, trắc dọc và trắc ngang 176 5.4.6 Phối hợp giữa tuyến đường và công trình. 179 5.4.7 Sự kết hợp với cảnh quan. 179 5.4.8 Thiết kế trồng cây phối hợp với tuyến đường 179 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 5 190 CHƯƠNG 6 -THIẾT KẾ NÚT GIAO THÔNG 191 6.1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ NÚT GIAO THÔNG 191 6.1.1. Khái niệm chung về nút giao thông. 191 6.1.2. Phân loại nút giao thông 193 6.1.3. Các yêu cầu khi thiết kế xây dựng nút giao thông . 193 6.1.4. Lựa chọn loại hình nút 194 6.1.5. Các tài liệu cần điều tra khảo sát khi thiết kế nút. 194 6.2. THIẾT KẾ NÚT GIAO CÙNG MỨC 195 6.2.1.Khái niệm chung và yêu cầu thiết kế 195 6.2.2. Nút giao cùng mức đơn giản. 197 233 6.2.3.Nút giao cùng mức có bố trí thêm làn xe rẽ trái, phải (mở rộng). 199 6.2.4. nút giao thông có sử dụng đảo dẫn hướng (nút kênh hoá) 201 6.3. NÚT GIAO THÔNG HÌNH XUYẾN 204 6.3.1. Khái niệm chung 204 6.3.2. Yêu cầu thiết kế 206 6.4. NÚT GIAO THÔNG KHÁC MỨC 213 6.4.1. Khái niệm chung 213 6.4.2. Các yêu cầu thiết kế 213 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 6 224 TÀI LIỆU THAM KHẢO 225 MỤC LỤC 227 THÔNG TIN GIÁO TRÌNH: THIẾT KẾ YẾU TỐ HÌNH HỌC ĐƯỜNG Ô TÔ 1. Họ và tên tác giả: PGS.TS Bùi Xuân Cậy 2. Năm sinh: 1953 3. Cơ quan công tác: Bộ môn Đường bộ - Khoa Công trình – Trường Đại học Giao thông Vận tải 4. Địa chỉ liên hệ Email: buixuancay@uct.edu.vn 5. Giáo trình: Thiết kế yếu tố hình học đường ô tô 6. Xuất bản: Nhà xuất bản Giao thông vận tải, 2007 7. Môn học trước: Các môn khoa học cơ bản, cơ sở ngành: Trắc địa, Cơ học đất, Nền móng, Địa chất 8. Từ khóa: Thiết kế yếu tố hình học đường ô tô; Bình đồ; Trắc dọc; Trắc ngang; Siêu cao; Đường cong chuyển tiếp; Mở rộng; L ực bám; Tầm nhìn; Nút giao thông; Đường cong đứng. THÔNG TIN GIÁO TRÌNH: THIẾT KẾ YẾU TỐ HÌNH HỌC ĐƯỜNG Ô TÔ 1. Họ và tên tác giả: ThS Nguyễn Quang Phúc 2. Năm sinh: 1972 3. Cơ quan công tác: Bộ môn Đường bộ - Khoa Công trình – Trường Đại học Giao thông Vận tải 4. Địa chỉ liên hệ Email: nguyenquangphuc@uct.edu.vn 5. Giáo trình: Thiết kế yếu tố hình học đường ô tô 6. Xuất bản: Nhà xuất bản Giao thông vận tải, 2007 7. Môn học trước: Các môn khoa học cơ bản, cơ sở ngành: Trắc địa, Cơ học đất, Nền móng, Địa chất 8. Từ khóa: Thiết kế yếu tố hình học đường ô tô; Bình đồ; Trắc dọc; Trắc ngang; Siêu cao; Đường cong chuyển tiếp; Mở rộng; L ực bám; Tầm nhìn; Nút giao thông; Đường cong đứng. . thuật của đường ô tô cao tốc 35 1.4 NHỮNG LÝ THUYẾT (MÔ HÌNH) SỬ DỤNG TRONG THIẾT KẾ HÌNH HỌC ĐƯỜNG 37 1.4.1 Các yêu cầu đối với thiết kế hình học đường 37 1.4.2 Lý thuyết động lực học chạy. CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 4 167 232 CHƯƠNG 5 - THIẾT KẾ CẢNH QUAN VÀ PHỐI HỢP CÁC YẾU TỐ TUYẾN ĐƯỜNG Ô TÔ 169 5.1 MỤC ĐÍNH THIẾT KẾ CẢNH QUAN ĐƯỜNG Ô TÔ 169 5.2 SỰ KẾT HỢP GIỮA ĐƯỜNG. quan công tác: Bộ môn Đường bộ - Khoa Công trình – Trường Đại học Giao thông Vận tải 4. Địa chỉ liên hệ Email: buixuancay@uct.edu.vn 5. Giáo trình: Thiết kế yếu tố hình học đường ô tô 6.