THIẾT KẾ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ

T R Ư Ờ N G Đ Ạ I H Ọ C K IÊ N T R Ú C H À N Ộ I ■ ■ ■ TS PHẠM HỮU ĐỨC (Chủ biên) ThS NGUYỄN VAN THỊNH - ThS TRẦN HỬU DIỆN THIẾT KẾ Đ Ư Ò N G Đ Ô THỈ ■ (Tái bản) NHÀ XUẤT BẢN XÁY DựNG HÀ NỘI - 2010 L Ờ I N Ó I Đ Ầ U N hữ ng năm gần đây, tốc độ đô th ị hoá Việt N a m đ ã đ ẩ y nhanh với tăn g trưởng m ạnh kinh t ế nước nhà Công tác quy hoạch x ây dự n g đô thị trọng, nhiều khu đô thị thiết kế, xây dựng Đ ê đ p ứng yêu cầu thực tiễn, củng đ ể ph ù hợp với mục tiêu đổi chương trin h đào tạo N h trường, Ịpộ môn Giao thông Đô thị - trường Đ ại học K iến trúc H N ội biên soạn G iá o tr ìn h th iế t k ê đ n g đ ô th ị Cuốn giáo trình "Thiết k ế đường đô thị" biên soạn theo chương trìn h đào tạo K ỹ sư Đ ô thị ngành H tần g K ỹ thuật, đồng thời tà i liệu th a m khảo cho chuyên ngành Quy hoạch đô thị, Cao học K ỹ th u ậ t H tầ n g Đ ô th ị chuyên ngành có liên quan khác G iáo trình gồm chương: Chương 1: N hữ ng khái niệm đường đô thị Chương 2: N hững yêu cầu giao thông đô thị Chương 3: Thiết k ế m ặt cắt ngang đường phố Chương 4: Chọn tuyến đường th iết k ế m ặt tuyến Chương 5: Thiết k ế m ặt cắt dọc đường Chương 6: Thiết k ế đường kết cấu áo đường Chương 7: Tính toán khối lượng công tác xây dựng đường Chương 8: Thiết kê'các loại đường đặc biệt Phần thiết k ế n ú t giao thông trình bày "Quy hoạch m ạn g lưới giao thông đô thị" nên không đưa vào giáo trình TS P h ạm Hữu Đức chủ biên viết cấc chương 1, 2, ThS Trần Hữu Diện viết chương 3, ThS N guyễn Văn Thịnh viết chương Trong trình biên soạn, đ ã nhận nhiều ý kiến đóng góp q u ý báu N h giáo ưu tú N guyễn Tất D ậu đồng nghiệp N ội du n g giáo trình giá o sư tiến sĩ Đ ỗ B Chương, g iá o sư tiến sĩ V ũ Thị Vinh đọc, góp ý cho việc sửa chữa sai sót Do điều kiện hạn ch ế nên chắn sách nhiều thiếu sót.C húng r ấ t m ong bạn đọc góp ý phê bình đê lần xu ất sau có chất lượng tốt H Nội, ngày 1-4-2005 C c t c g iả Chương NHỮNG KHÁI NIỆM c BẢN VỂ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ i ĐỊNH NGHĨA ĐÔ THỊ VÀ ĐƯỜNG ĐÔ THỊ Đ ế có khái niệm xác đường đỏ thị, trước hết phải hiểu th ế đô thị Đô thị điểm dân cư tập trung, có vai trò thúc đẩy phát triển kinh tế, xã hội m ột vùng lãnh thổ, có sở hạ tầng đô thị thích hợp dân cư nội thị không 4.000 người (đối với miền núi 0 người), với tỷ lệ lao động phi nông nghiệp 60% Đ ô thị bao gồm: thành phố, thị xã, thị trấn Trong đô thị có khu vực m ang chức nãng khác khu tâm, khu ở, khu công nghiệp, khu vui chơi giải trí v.v Theo định nghĩa vừa nêu, điều kiện đô thị phải có hạ tầng sở đô thị thích hợp Hạ tầng đô thị bao gồm hạ tầng xã hội hạ tầng kỹ thuật: Hạ tầng xã hội gồm: nhà ở; công trình phục vụ: công trình y tế, văn hoá, giáo dục, thể dục thể thao, thương nghiệp dịch vụ công cộng Hạ tầng kỹ thuật gồm: hệ thống giao thông; hộ thống thông tin liên lạc; hệ thống cung cấp lượng: điện, chất đốt, nhiệt sưởi ấm; hệ thống chiếu sáng công cộng; hệ thống cấp nước, hệ thống thoát nước; hệ thống quản lý chất thải, đảm bảo vệ sinh môi trường M ạng lưới giao thông có mạng lưới đường thuộc hai hệ thống giao thông đối ngoại hệ thống giao thông đô thị, phận quan trọng bậc hạ tầng kỹ thuật đỏ thị - Hệ thống giao thông đối ngoại bao gồm đường nối đô thị với vùng phụ cận nối đô thị với đô thị khác - Hệ thống giao thông đô thị bao gồm m ạng lưới đường phố (đường đô thị hai có công trinh nhà cửa), đường (đường đô thị hai bên không xây dựng nhà cửa, phục vụ mục đích vận tải chính) Về m ật thuật ngữ cần phải phân biệt tên gọi khác cho hai loại đường Mặc dù hai loại đường phục vụ cho ô tô người bộ, danh từ "đường ô tô" hay "đường bộ" dùng để đường đô thị Đ ường đô thị gọi tên chung đường đô thị hay gọi đường phố, đại lộ, phố Đường đô thị đường đô thị có đặc tính chung lại có nhiều dặc điểm yêu cầu thiết kế riêng biệt Thiết kế đường thuộc hệ thống giao thông đ ố i ngoại dược trình bày giáo trình thiết k ếđ p n g ô tô M ôn học "Thiết k:ế iđurờng đõ t:hị’" mglhiẽn curu phương pháp thiết k ế đường cát công trình đường tthuiộe hệ thống giaio Ìthcônịg đô thị K hi thiết k ế đườn;g *đô) tỉhị, trưỡc hết (Cầm iphiải biiết loại đô thị cấp hạn; đường đô thị, cầm phải nắm vững Ịphãni loại đ(ô thị phân cấp đường đô thị si trình bày 1.2 PHÂN LOẠI ĐÔ THỊ THEO TIÊU CHTUẨNỈ VIỆT NAM T heo N ghị định số>' /2001/MĐ-CP mgày/ 5ị/l(0/20(01, đô thị nước ta phân thànl loại theo bảng (bảng ) tóm tắit dlưổi đâỊy: Bảing: 1.1 Bảmg tóm ttắtt piháin loại đô thị Loại đô thị Đô thị loại đặc biệt Đặc điểm Dân số Là thủ đô đô thị vớii cỉhúrc inãmg trung târn trị, ikinh tế văin Ihoiá, ikhioa học - kỹ thuật, đào tạo, du lịicho điịclh wụ, đầu mối giaơ thông„ g.iao laruì trĩomg mutóc quốc lế > U5triệu người - Có vai trà thúc đẩy phất tr-iểiH ì ú tế xã hội nước - Có sở hạ tầag xây durng wề cơbản đồng hoàn chỉah - Là trung tâm trị, kiiỉih tế., Vỉăm hoa, khoa học - kỹ thuật, du lịch, dịch 'VỊh, đỉầu mối giao thông, giao lưiu ttromg niưỡc quốc tế Đô thị loại I - Có vai trò thúc đẩy phát triiểrn kiinhi tế - xã hội vùng lãnh thổ liẽn tỉmh hơ)ặc nước Tỉ lệ lao động phi nồng Mật độ dân cư > 15.000 người/km nghiệp > 90% > 50 vạn người Tỉ lệ lao động phi nông nghiệp > 12 0 người/km >85% - Cơ sở hạ tầng nhiều mật xâìy cdựmg đồng hoàn chỉnh - Là trung tâm trị, kinh tếMvân hoá, khoa học - kỹ thuật, du lịch, dịch 'VỊU điầu mối giao thông, giao lưu vùmg tỉrah, vùng liên tinh hoậc nước Đô thị loại II - Có vai trò thúc phát triển, kiinhi tế - xã hội vùng lãnh thổ liên tinìh hoìặc số lĩnh vực nước - Cơ sở hạ tầng dược xây dựng mhiiềui mặt tiến tới tương đối hiOàm (Chiínhi > 25 vạn người Tỉ lệ lao động > 12 0 phi nông người/km nghiệp > 80% Bảng 1.1 (tiếp theo) Loại đồ thị Đô thị loại III Đô thị loại IV Đặc điểm Dân số Mật độ dân cư - Là trung tâm trị, kinh tế, văn hoá, khoa học - kỹ thuật, du lịch, dịch vụ, đầu mối giao thông, giao lưu tỉnh vùng liên tỉnh > 10 vạn người > 8.0 0 - Có vai trò thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội tỉnh số lĩnh vực vùng liên tỉnh - Cơ sở hạ tầng xây dựng mặt hoàn chỉnh Tỉ lệ lao động phi nông nghiệp >75% - Là trung tâm tổng hợp chuyên ngành trị, kinh tế, văn hoá, khoa học - kỹ thuật, du lịch, dịch vạ, đầu mối giao thông, giao, lưu tỉnh - Có vai trò thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội tỉnh vùng tỉnh - Cơ sở hạ tầng xây dựng mặt đồng hoàn chinh Đỏ thị loại V - Là trung tâm tổng hợp chuyên ngành c h ín h trị, kinh tế, vàn hoá, khoa học - kỹ thuật, du lịch, dịch vụ - Có vai trò thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội huyện cụm xã - Cơ sở hạ tầng xây dựng chưa đồng > vạn người Tỉ lệ lao động phi nông nghiệp >70% > nghìn người Tỉ lệ lao động phi nông nghiệp >65% người/km > 0 người/km > 0 người/km > 0 người/km Ghi chú: - Đôi với đô thị miền núi, vùng cơo, vùng sâu, vùng xa hải đảo tiêu chuẩn quy định cho loại dô thị thấp hơn, phải đảm bảo mức tối thiểu 70% mức tiêu chuẩn quy định - Dôi với đô thị cỏ chức nâng nghỉ mát, du lịch, điều dưỡng, đô thị đào tạo tiêu chuẩn quy mô dân số thường trú thấp hơn, phái đạt 70% so với mức quy định; riêng tiêu chuẩn mật độ dân sô'bình quân đô thị nghỉ mátt du lịch điều dưỡng cho phép ĩhấp hơn, tối thiểu phải đạĩ 50% so với mức quy định 1.3 PHÂN CẤP ĐUỜNG ĐÔ THỊ VÀ PHÂN CẤP ĐƯỜNG BỘ 1.3.1 P h â n c ấp đường đô thị H iện đường đô thị phân loại theo tiêu chuẩn ngành X ây dựng (bảng 1.2): Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4449-1987 (2000), Quy hoạch xây dựng đô thị Tiêu chuẩn thiết kế, Tiêu chuẩn ngành 20 T C N -104-83 (2000), Tiêu chuẩn thiết k ế đường quảng trường đô thị Bảng 1.2 Bảng phâm ícấfíp Miạmgị điườmg thành phô Phân loại T ố c đ ộ t ín h T ín h c h ấ t Chúíc rnămg c h ín h đ n g đ ô th ị to n ( k m / h ) G ia o í thhồiBg liêèn hệ' tro n g g iớ i hạ n đ ỏ th ị g iữ ỉa ícátc khiu nhà ở, k h u công Đ ường phố c h ín h cấp ngỉhiệập > vàà ttrumg; tâ m c ô n g c ộ n g , tổ I 100 chức ggiaco inhiau kháiC mức với đưcờmg pphốố kcháíc Đ n g cấp đô th ị G i a o thhômg liêài hệ tro n g g iớ i h n đ ô th ị., ịgiũữa cấc khiu nhà ờ, k h u c ô n g Đ ưèng phố nglhiệộp c h ín h c ấ p I I c h iứ c vàà ítru in g tắ m c ô n g c ộ n g tổ 80 gịiaco mhíau v i đ n g p h ố k h c cìùngg c;ao> đ ộ G i& o ■ thìônig lliêm thệ trơ n g g iớ i h ạn k h u Đ ường phố n h â cở m ốii wới đutờmg cấp đ th ị, g ia o k h u vực nh 900 40 40 > 150 20 2:0 < 150 Cấp kỹ thuật /~r\ Tốc độ tính toán bảng 1.5 l;à ttốc độ dùng đẻ’ tính toán tiêu kỹ thuật chủ yếu đường trường hợp khô khăn V iệc xác định cấc cẩp kỹ thuật đường cân vào chức m ỗi đường vào địa hình vùng đặt tuyến, vào> lưu lượng xe thiết kế để tuyến đường có hiệu cao kinh tế tính phục vụ Phảỉ lập luận clhứng kinh tế kỹ thuật để chọn cấp Khi thiếu điều kiện tham khảo quy định bảng 1.5 1.6 B ả n g 1.6 L ự a c h ọ n cấp kv thuật theo chức măng địa hình đ n g Chức đường Đia hình Đồng Đồi Núi Đường nối trung tâm kứìih tế, trị, vãn hoá lớn 80; 60 ; 60 60 Đường nối trung tâm kinh tế, trị , văn hoá địa phương với với đường trọc ỏtô đường cao tốc 80; 60 60 ; 40 ; 20 40 40 ; 20 20 Đường nối điểm l ập hàng, khu dân cư Ghi chú: Phân biệt dị.a hình dựa sở độ dốc ligaiig phô biến sau: Đổng 25 % 10 Khi thiết kế đường cao tốc phải áp dụng tiêu chuẩn quy phạm thiết k ế đường cao tốc Đường cao tốc đường chuyên dụng cho ô tô chạy với tốc độ cao M ặc dù đường cao tốc đường cho ô tô, có yêu cầu kỹ thuật đặc biệt nên thiết k ế phái tuân theo tiêu chuẩn riêng giành cho đường cao tốc Tiêu chuẩn thiết k ế đường ô tô cao tốc V iệt Nam TCVN 5729: 1997 Tiêu chuẩn n ày đ ịn h nghĩa đường cao tốc sau: Đường cao tốc loại đường chuyên dùng cho ô tô chạy với đặc điểm sau: tách riêng hai chiều (m ỗi chiều tối thiểu phải có hai xe) chiều có bố trí dừng xe khẩn cấp; đường có bố trí đầy đủ trang thiết bị, sở phục vụ ch o việc báo đám giao thông liên tục, tiện nghi cho xe ra, vào điểm định Đường cao tốc có phân loại phân cấp riêng Theo TCVN 5729: 1997 đường cao tốc Việt Nam chia làm hai loại: Đường cao tốc loại A (Freeway): Phải bố trí nút giao khác mức tất chỗ ra, vào đường cao tốc, chỗ đường cao tốc gặp với đường sắt, đường ống loại đường khác (kể đường dân sinh) Đường cao tốc loại B (Expressway): Cho phép bô' trí nút giao thông m ột số chỗ nói trẽn (trừ chỗ giao với đường sắt, đường ống, trọng lượng phương tiện giao thông tác dụng lên đường ống nhỏ vốn đầu tư bị hạn chế; nhiên, chỗ bố trí giao phải thiết kê' biện pháp đảm bảo ưu tiên cho giao* thông đường cao tốc đảm bảo an toàn giao thông chỗ giao nhau) Cấp đường cao tốc: Căn theo tốc độ tính toán, đường cao tốc chia làm cấp: Cấp 60 có tốc độ tính toán 60 km/h Cấp 80 có tốc độ tính toán 80 knVh Cấp 100 có tốc độ tính toán 100 km/h Cấp 120 có tốc độ tính toán 120 km/h Đường cao tốc loại A áp dụng cấp 80, 100, 120 km/h; cấp 80 áp dụng cho địa hình khó khăn miền núi, cấp 10 áp dụng cho vùng đồi, cấp áp dụng cho vùng đồng bàng 1.4 SO SÁNH S ự GIỐNG NHAU VÀ KHÁC NHAU GIỮA ĐƯỜNG ĐÔ THỊ VÀ ĐƯỜNG NGOÀI ĐỒ THỊ Trong mục trình bày đô thị có hệ thống giao thông đối ngoại giao thông đô thị Nói tới hệ thống giao thông cách đầy đủ phải đề cập tới nhiều loại hình đường phương tiện giao thông giao thông hàng không, đường sắt đường bộ, đường thuỷ Trong sách trình bày vấn đề đường cho phương tiện ô tô người xe m áy, xe đạp, xe thỏ sơ lại Cần phải phân biệt đường đô thị đường đô iliị (có thể hiểu ỉà đường đô thị) 11 1.4.1 Những điểm giống đường đường đô thị Sở d ĩ đường đường đô thị có nhiều điểm giống vì: - Cả hai nhằm phục vụ cho m ục đích giao thông vận tải - Có phương tiện tham gia giao thông ô tô, xe m áy, xe đạp, phương tiện giao thông khác người - Cùng sử dụng vật liệu xây dựng Do điểm giống vừa nêu nên tiêu chuẩn thiết k ế đường đô thị thiết k ế đường có điểm giống Có thể thấy điểm giống hai loại đường yếu tố hình học phần đường xe chạy nhằm đảm bảo tốc độ an toàn giao thông N hưng có điểm giống hai loại đường m sinh nhiều nhầm lẫn đáng tiếc thiết k ế đường đô thị Nhiều người áp dụng thiết k ế đường vào đường đô thị, không để ý tới điểm khác biệt loại đường Trong năm 80 th ế kỷ XX nhiều đường phố thủ đô Hà Nội thành phố khác đ ã thiết k ế xây dựng m ới cải tạo theo kiểu đường bộ, điể hình m ang nhiều đất đá để tôn nền, m ặt đường cao nhiều so với cao độ trước uo đường phố làm cho đường cao khu đất xây dựng hai bên, gây nhiều khó khăn cho việc bố trí công trình ngầm thoát nước đô thị, dẫn tới tốn kinh phí đầu tư, m ất vẻ đẹp đường phố N h ữ n g đ iể m k h c n h a u g iữ a đ n g b ộ đ n g đ ô th ị N goài điểm giống vừa nêu trên, đường đô thị đường có nhiều điểm khác xuất phát từ yêu cầu sử dụng khác biệt: - Đ ường đô thị: có m ục đích sử dụng phục vụ giao thông vận tải, thiết k ế cho thoả m ãn yêu cầu xe chạy với tốc độ cao, an toàn êm thuận cho người tham gia giao thông - Đ ường đô thị: m ục đích phục vụ giao thông vận tải có m ục đích khác quan trọng Dọc theo đường phố bố trí công trình công cộng, nhà ở, tiểu cảnh kiến trúc, xanh, v ẻ đẹp đường phố kết hợp hài hoà công trình không giân đường phố Đường đô thị phải tạo điều kiện cho người cảm thụ vẻ đẹp đ ò thị Trong đô thị hệ thống hạ tầng kỹ thuật hệ thống cấp nước, thoát nước, cấp điện, cấp khí đốt, thôn;-, tin liên lạc bố trí đường chức giao thông đường đô thị nơi đặt hệ thống hạ tầng kỹ thuật đô thị K hác với điểm dân cư nông thôn, đô thị m ật độ xây dựng thường cao, đường phố có nhiệm vụ đảm bảo điều kiện thông thoáng, chiếu sáng vệ sinh m ôi trường 12 Đường đô thị có gắn bó với toàn hệ thống hạ tầng kỹ thuật đô thị Các m ạng lưới hạ tầng kỹ thuật đô thị nghiên cứu m ột cách đồng giai đoạn quy hoạch xây dựng đô thị bao gồm: - Q uy hoạch m ạng lưới giao thông đô thị - Q uy hoạch san thoát nước m ưa đô thị - Q uy hoạch thoát nước bẩn vệ sinh m ôi trường đô thị - Quy hoạch m ạng điện cung cấp lượng đô thị - Q uy hoạch m ạng lưới thông tin liên lạc Người thiết k ế đường đô thị cần phải tuân thủ yếu tố khống c h ế quy hoạch m ạng lưới hạ tầng kỹ thuật đô thị làm thoả m ãn yêu cầu sử dụng đặt tuyến đường Có nhiều điểm khác biệt đường đô thị đường thể điểm sau: 1.4.2.1 M ặt c n gan g đường - Đường đô thị, m ặt cắt ngang thường bao gồm phần đường xe chạy, dải phân cách, lể đường, rãnh thoát nước mưa Ở vị trí cần thiết, m ặt cắt ngang đường có phần hè cho người bộ, dải trồng N hư m ặt cắt ngang đường đô thị thiết kế cho thoả m ãn yêu cầu giao thông, đặc biệt giao thông giới - Đường đô thị, thông thường m ặt cắt ngang gồm có phần đường xe giới, đường dành cho xe thô sơ (có thể có sử dụng chung với đường xe giới), hè cho người (nhiều nơi có phần dành riêng cho xe lăn người tàn tật), dải trồng xanh, dải phân cách, có đường sắt đô thị chạy cao, chạy ngầm , chạy mức với đường phố, cột điện chiếu sáng chuyển tải điện M ột phận thiếu m ặt cắt ngang đường đô thị công trình đường dây đường ống ngầm M ặt cất ngang thiết k ế không nhằm thỏa m ãn yêu cầu giao thông đô thị mà phải thoả m ãn yêu cầu kiến trúc cảnh quan đô thị yêu cầu bố trí hệ thống kỹ thuật hạ tầng khác đô thị 1.4.2.2 M ặt tuyến đường nh ữ ng ràn g buộc quy hoạch m ạn g lưới - Đ ường đô thị, thiết k ế tuyến, người thiết k ế chủ động lựa chọn vị trí tuyến cho đảm bảo yêu cầu kinh tế, kỹ thuật N hững yếu tố khống c h ế tuyến đặt ra, chủ yếu vị trí đặc biệt - Đường đô thị, tuyến đường thiết k ế thường xác định quy hoạch xây dựng đô thị Tuỳ theo giai đoạn thiết k ế quy hoạch xây dựng trước phê duyệt, mà khống ch ế m ặt tuyến có khác mức độ chi tiết Như thiết kế tuyến đường đô thị cần phải tham khảo m ột cách kỹ ỉưỡng 13 đồ án quy hoạch xây dựng thực thi vẽ tuyến đường khác có liên quan tới tuyến đường nghiên cứu T hông thường m ặt tuyến khống ch ế nút giao thông, điểm chuyển hướng, điểm giao với tuyến đường khác 1.4.2.3 C ao độ th iết k ế tuyến đường m ối quan hệ giữ a cao độ th iết k ế với cao độ san quy hoạch xây dự n g đô thị - Đ ường đô thị, thiết k ế m ặt cắt dọc tuyến, cao độ khống chế thường điểm giao với tuyến đường khác Người thiết k ế định lựa chọn cao độ điểm thiết k ế m ặt cắt dọc cho đảm bảo yêu cầu kinh tế kỹ thuật tuyến đường Thông thường cao độ đường cao cao độ khu đất hai bên đường để đường thoát nước tốt, đảm bảo m ặt đường ổn định - Đ ường đô thị, giai đoạn thiết k ế mật cắt dọc, cao độ thiết k ế khống ch ế quy hoạch xây dựng đô thị T hông thường cao độ thiết k ế cần phải lựa chọn cho phù hợp với cao độ quy hoạch san thoát nước đố thị Trong trường hợp chưa có quy hoạch xây dựng chi tiết, người thiết kế đường tự lựa chọn cao độ thiết k ế cần phải xem xét kỹ cao độ tuyến đường khác (đã xây dựng thiết kế) giao cắt với tuyến đường m ình thiết k ế để có th ố n g m ặt cao độ Cần đặc biệt lưu ý đường đô thị phải th iết k ế thoả m ãn yêu cầu giao thông yêu cầu xây dựng khu xây dựng hai bên đường, lựa chọn cao độ thiết kế đường phải thoả m ãn yêu cầu cao độ khu đất xây dựng hai bên đường Thông thường cao độ đường thấp cao độ khu đất xây dựng hai bên, đế tạo điều kiện tốt cho cảnh quan đô thị, thuận lợi cho việc bố trí công trình ngầm (đặc biệt hệ thống thoát nước m ưa nước bẩn) cho đô thị 1.4.2.4 T ổ hợp côn g trình ngầm tron g đư ờng đô thị - Đ ường đô thị, có công trình ngầm không nhiêu, việc bố trí công trình đường dây đường ống ngầm không khó khãn - Đường ^ thị, có Iiniều loại công trình đường dây đường ống ngầm Người thiết kê đường phải chịu trách nhiệm xếp bố trí vị trí công trình ngầm cung cấp thông tin cho ngành kỹ thuật hạ tẩng đô thị khac - Những công trình ngầm nằm đường đô thị tới ngả giao có nhiều m âu thuẫn m ặt vị trí, công trình giao m ột cách không hợp lý, gặp đường hầm (Tonnel) cho người cho xe giới Người thiết kế đường đô thị có trách nhiệm xử lý m âu - Việc xếp công trình ngầm cần thiết, nên yêu cầu phải tổ hợp công trình ngầm thiết k ế đường đô thị 14 Chương NHŨNG YÊU CẨU c BẢN VỂ GIAO THÔNG ĐÔ THỊ 2.1 NGUYÊN TẮC T ổ CHÚC XE CHẠY TRONG ĐƯỜNG ĐÔ THỊ Những nguyên tắc để tổ chức xe chạy đường đô thị: Tốc độ xe chạy đường không vượt tốc độ quy định Xe chạy đường phải theo nguyên tắc tay phải Khi xe chạy ngược chiểu có tốc dộ cao phải có dải phân cách K hi đường phố có nhiều xe chạy chiều xe có tốc độ lớn chạy xe gần tim đường, xe có tốc độ nhỏ chạy gần vỉa hè Xe điện bánh chạy xe gán vỉa hè Nếu đường phố có nhiều xe thô sơ xe giới chạy xe gần tim đường, xe thô sơ chí phép chạy lằn xe sát vỉa Tốt nên tổ chức dải phân cách xe giới xe thô sơ Khi vượt xe sau phải vượt phía bên trái xe trước (trừ xe điện có đường ray) Đoạn đường vượt phải có đủ tầm nhìn tốc độ xe vượt không vượt tốc độ cho phép chạy đoạn đường Bộ hành qua đường phải theo nơi quy định Chỗ qu y định phải thể màu sắc rõ ràng dễ thấy K hi phần đường xe chạy có từ hai đường xe chạy chiều trở lên trước đến ngả giao (khoảng lOOm) cần có vạch m ũi tên hướng cho xe chạy nguyên tắc quy định Cần có tín hiệu giao thông, biển báo để hướng dẫn xe chạy theo luật lệ giao thông cách tổ chức giao thông đoạn đường 2.2 C SỎ LÝ THUYẾT XE CHẠY TRÊN ĐƯỜNG Khi xe chạy đường chịu nhiều yếu tố ảnh hưởng: Mật độ xe, trạng thái mặt đường, ngả giao nhau, khí hậu thời tiết C huyển động xe chuyển động phức tạp: tịnh tiến, trượt, lăn đường thẳng, quay đường cong đứng, lượn đường cong nằm, dao động dọc ngang m ặt đường không phẳng Tất yếu tố chưa tính toán đầy đủ thiết k ế 15 đường Khi thiết k ế đường người ta giả thiết xe chạy đường với điều kiện phát huy tốc độ tối đa với điều kiện đường phẳng, ổn định không dao động, không bị xóc, m ặt đường rắn không biến d n g Tính toán chuyển động xe người ta tính toán tới yếu tố sau: 2.2.1 Lực cản xe chạy Khi xe chạy đường chịu nhiều lực cản (hình 2.1) - Lực cản lăn p f - Lực cản không khí Pw - Lực cản lên dốc Pj - Lực cản quán tính Pj 2.2.1.1 Lực cản lân P j Khi xe chạy đường, lốp xe biến dạng, mật đường không hoàn toàn phẳng, m a sát đường lốp xe, ma sát ổ trục bánh xe xe chạy nguyên nhân gây lực cản lăn Pị Coi xe chất điểm học, chịu lực cản lăn có hướng ngược chiều chuyển động Thực nghiệm cho thấy lực cản lăn tỷ lệ thuận với trọng lượng xe: Pf = f.G (kG) (2.1) Trong đó: p f - lực cản lãn, kG; G - tải trọng tác dụng bánh xe, kG; f - hệ số lực cản lăn, không thứ nguyên Hệ số lực cản lăn phụ thuộc vào độ cứng lốp xe (áp suất hơicàng lớn nhỏ) phụ thuộc chủ yếu vào biến dạng mặtđường (m ặt đường hộ s ố í tốt giá trị f nhỏ) Như coi hệ số cản lăn đặc trưng cho chất lượng m ật đường (xem bảng ) Bảng 2.1 Hệ số lực cản lăn tru n g bình Loại mặt đường Hệ số cản lăn f Bê tông xi măng bê tông nhựa ,0 -0 ,0 Đá dăm sỏi cuội đen 0,02-0,025 Đá dăm trắng 0,03-0,05 Đường lát đá 0,04-0,05 Đường đất khô phẳng 0,04-0,05 Đường đất ẩm không phẳng 0,07-0,15 Đường cát khô rời rạc 0,15-0,30 Khi tốc độ lớn: v>50km /h, f / lốp xe bị biến dạng, chưa kịp / y đàn hồi trở lại, tiếp tục bị biến dạng nữa, nên hệ số lực cản ý ỹ /' tăng cao theo tốc độ xe chạy K hi thiết k ế đường cao tốc vầ đường bãng cho sân bay cần lưu ý tới vấn đề vừa nêu Hình 2.2 cho giá trị hệ số cản lãn f theo giá trị tốc độ áp lực lốp xe 150 200 v k m /h Hình 2.2 Hệ số cản lăn phụ thuộc tốc độ xe chạy 2.2.1.2 Lực cản không k h í P w Khi xe chạy, khối khí phía trước xe ép xe, khối khí bên thành xe m a sát với xe, phía sau xe bị tạo vùng chân không hút xe lại, yếu tố tạo lực cản không khí Pw (hình 2.3) Lực cản không khí tính theo công thức: Pw = K.F.V (kG) (2.2) Trong đó: Pw - lực cản không khí, kG ; K - hệ số cản không khí, phụ thuộc m ật độ k h ông khí, h ìn h dạng xe Những loại xe có tốc độ cao thường thiết k ế theo dạng khí độ n g học nhằm giảm bớt lực cản không khí Theo thực nghiệm , trị số K tính bảng 2.2 - tốc độ tương đối xe, bao gồm tốc độ gió T rong điều kiện bình thường V coi tốc độ gió = 0, nên V tốc độ ô tô, m /s F - diện tích choán gió - diện tích hình chiếu xe lên phương thẳng đứng với hướng xe chạy (tính gần F = 0,8 B.H) lấy F bảng 2.2 Khi tốc độ xe chạy tính km /h ta có công thức tính lực cản không khí: p w = K F V 2/13 (2.3) Khi xe có kéo m oóc, hệ số lực cản không k h í tăng lên chừng 20% đến 25% , xe chạy chậm nên lực cản không k h í tăng không đ kể B ảng 2.2 T rị sô K F Loại xe K (kG.s 2/m 4) F (m 2) Ôĩô tải 0,05 ^-0,07 3+6 Otô công cộng 0,025+0,05 4+6,5 Ôtố 0,015+0,03 1,5-5-2,6 Ôtô đua 0,01-5-0,015 1,5+2,0 2.2.1.3 Lực cẩn leo dốc Pj Khi leo dốc xe phải khắc phục m ột độ cao h m ột chặng đường dài /, với trọng lượng xe G (hình 2.4) Xe phải sản sinh thêm n-ột công để leo dốc cao h m ột chiều dài /, lực cản leo dốc tính theo công thức: Pị = G s in a (kG ) Trong đó: G - trọng lượng xe, kG; a - góc nghiêng m ặt đường Hình 2.4: Những lực tác dụng xe IPO dốc 18 (2.4a) D o độ dốc đường thiết k ế nhỏ nên góc a < 10 , nên coi: s in a = ta n g a; ta n g a độ dốc i nên ta có công thức 2.4b (2.4b) Trong đó: i độ dốc đường, í > leo dốc, i < xuống dốc Lợi dụng lực cản leo dốc, đường m iền núi, người ta làm đường cứu nạn, giúp cho xe lao xuống dốc bị m ất phanh Đ ường cứu nạn có hướng dốc ngược lên phía đỉnh núi, xe gặp nguy m ất phanh, người lái xe đưa xe vào đường cứu nạn để dừng xe lại, 2.2.1.4 Lực cản quán tính P j T heo định luật thứ N ew ton, m ột vật thể chịu m ột hệ lực cân bằng, có m ột lực tác d ụng, vật thể có m ột gia tốc âm dương Lực cản q uán tính lực có chiều hướng giữ nguyên trạng thái chuyển động vật thể tính theo biểu thức: Pj = m.j (kG ) (2.5) T rong đó: m - khối lượng xe, (G/g) G - trọng lượng xe g - gia tốc trọng trường, (9,8 rrì/s2) j - gia tốc (dv/dí) N goài chuyển động tịn h tiến, x e cò n có chuyển động quay bánh xe, trục xe (2.5) phải tín h toán tới hệ số kể đến quán tính quay õ = 1,03 4- 1,07, nên (2.5) có dạng: (2 ) K hi xe tăng tốc Pj m ang dấu (+) giảm tốc m ang dấu (-) 2.2.1.5 Lực cản đường ĩ ã Bốn loại lực cản trên, lúc xuất đồng thời, ỉực cản leo dốc lực cản quán tính không xuất điều kiện xe chạy với tốc độ đường không leo dốc N hư hai lực cản lăn lực cản không k h í tác dụng vào xe, tổng hai lực cản gọi lực cản đường Pđ Đ ối với xe xe buýt: p d = ,0 G + 0 0 G V + ,0 0 C F V (2.7) 19 Đ ối với xe tải: p d = 0,00345G + 0,000065 3G V + 0,0 0 C F V (2.8) Trong đó: Pđ - lực cản đường: tổng lực cản k h ông k h í lực cản lăn, (kG); G - trọng lượng xe kể hàng; V - tốc độ xe chạy, (km/h); F - tiết diện xe F = 0,8 B.H; c - thông s ố lực cản không khí: X e c = ,4 -ỉ- ,50; xe khác c = ,6 -í- 0,7; x e buýt c = ,6 -ỉ- ,7 2.2.2 L ự c kéo, n h â n tô đ ộ n g lực c ủ a ô tô 2.2.2.1 Lực kéo độn g Đ ộng xe phát sinh lực kéo để khắc phục lực cản Đ ộng đốt cháy nhiên liệu chuyển thành năng, có công suất hiệu dụng N, công suất tạo nên m ô men M trục khuỷu động G iữa N M có công thức quan hệ sau: M w N = — (m ã lực) 75 (2.9) Trong đó: w - tốc độ góc trục khuỷu động cơ, có liên hệ với số vòng quay động (n vòng/phút) sau: w = 2ĩĩn/60 Thay giá trị n biến đổi công thức ta có: M = ,2 — (kG m ) n (2.10) Trong đó: N - công suất, m ã lực; w - tốc độ góc trục khuỷu; n - số vòng quay trục khuỷu m ột phút; M - m ô m en quay động cơ, kG m M ô m en quay trục khuỷu nhỏ tốc độ quay lớn, m uốn có mô m en ỉớn, phải sử dụng hộp số để tạo m ô men k éo đủ lớn M k trục bánh xe chủ động, m ô m en M k sản sinh ngoại lực Pa (lực kéo điểm tiếp xúc bánh xe với m ặt đường), lực Pa có giá trị phản lực T m ặt đường trái chiều (hình 2.5) Lực kéo Pa tính theo công thức: 20 Hình 2.5: Lực tác dụng lẽn bánh xe cluỉ động (2 1 ) Trong đó: M k - m ô m en quay bánh xe chủ độ n g , kGm; ik - tỉ số truyền động hộp số, theo số; i0 - tỉ số truyền động bản, tỉ số n ày số; T| - hiệu suất truyền động; xe tải, xe buýt r) = 0,80 -ỉ- 0,85; xe rị = 0,85 H- 0,9; rk - bán kính bánh xe chủ động, kể biến dạng Bán kính rk phụ thuộc áp lực bánh xe, cấu tạo lốp tải trọng bánh xe, trạng thái m ặt đường, lấy rk = 0,93 4- 0,96 bán kính không biến dạng r N m ã lực N mã lực Hỉnh 2.6 Đường đặc tính Ịìgoài xe huýt Mekong lắp Việt Nam 21 n , G ọi nk số vòng quay bánh xe chủ động, nk = —— (vòng/phút), có thê tính Vo tốc độ V theo công thức: v = ± ỉ ! & , = , 7 - ^ - (km /h) 60 iki (2 ) Đ ường đặc tính (hình 2.6) đường quan hệ số vòng quay động với công suất xe, với m ô m en trục chủ động, với ỉượng tiêu hao nhiên liệu M ặt khác từ số vòng quay động tính tốc độ xe 2.2.2.2 N h â n tô đ ộ n g lực biểu đồ n h â n tô đ ộ n g lực K hi xe chạy đường, lực kéo ô tô phải đủ để khắc phục lực cản L ập quan hệ lực kéo lực cản ta phương trình chuyển động ô tô: Pa = Pr+ Pw ± P i ± P J hay: Pa - Pw = p f ± Pj ± Pj = G (f ± i ± 5j) (2.13) K hi tính lực kéo ô tô, tính với điều kiện tăng tốc lên dốc nên công thức 2.13 có dạng: Pa - P w = G ( f + i + 5j) (2.14) Chia hai v ế biểu thức 2.14 cho G ta có: R - p.„ f + ị + §j yộị j _ dv/dt ta có công thức 2.15: G p - p„ ôdv ■ f»— r y~ = f + i + g f G dt (2.15) Sdv Cho D = f + i + — — công thức 2.15 viết thành: dt p - p a w= D (2.16) G D nhân tố động lực ô tô, V ậy nhân tố động lực ô tô D iực kéo đơn vị trọng lượng để khắc phục lực cản đường tăng tốc: D = f + i + ôj (2.17) Trong tính toán độ dốc dọc đường, người ta tính xe chuyển động có nghĩa gia tốc tăng tốc (không có ỗj) D = f+ i 22 (2.18)