Phân biệt các tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô cao tốc, kiến nghị và đánh giá nhằm chọn ra các chỉ tiêu tối ưu nhất. Phân tích các quan hệ vận tải, 4 quan hệ Lái xe môi trường đường ô tô xe có 8 quan hệ, khái niệm về môi trường, lái xe, xe, đường.
ĐỀ BÀI Bài 1: So sánh ưu nhược điểm kiến nghị tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô cao tốc 5729-1997 5729-2012 kết hợp so sánh với tiêu chuẩn AASHTO-2011 BÀI LÀM Bài 1: A Một số tiêu đánh giá, so sánh tiêu chuẩn với nhau: STT Chỉ tiêu đánh giá Phân loại phân cấp đường cao tốc Xác định số xe cần thiết đường ô tô cao tốc Yêu cầu với đoạn tuyến thẳng bình đồ đường cao tốc Thiết kế tuyến đường cao tốc bình đồ, mặt cắt dọc thiết kế phối hợp yếu tố hình học Quan điểm lựa chọn bán kinh đường cong nằm Quan điểm lựa chọn tầm nhìn thiết kế đường ô tô cao tốc Bố trí mặt cắt ngang đường ô tô cao tốc Thiết kế chỗ giao đường cao tốc chỗ vào đường cao tốc Tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng cho tuyến đường cao tốc phạm vị chỗ giao khác mức liên thông Phân loại phân cấp đường cao tốc Phân loại đường cao tốc: Tiêu chí TCXDVN 5729-97 TCXDVN 5729-2012 AASHTO-2011 - Đường cao tốc loại A Phân loại đường ô tô cao tốc ( Free way) Đường cao tốc Đường cao tốc - Đường cao tốc loại B ( Free way) ( Free way) ( Free way) Phân cấp đường cao tốc: Theo tốc độ tính toán, đường cao tốc phân làm cấp: - Cấp 60 có tốc độ tính toán 60 km/h; - Cấp 80 có tốc độ tính toán 80 km/h; - Cấp 100 có tốc độ tính toán 100 km/h; - Cấp 120 có tốc độ tính toán 120 km/h Nhận xét: Việc chia đường cao tốc thành loại A loại B không hợp lý với tiêu chí đường cao tốc, đường có khả tiếp cận thấp tính động cao, tức không giao mức với đường khác, đảm bảo giao thông liên tục, an toàn rút ngắn thời gian hành trình vào số điểm định Nhược điểm cách phân loại chưa có hướng dẫn cụ thể cho việc thiết kế đường cao tốc bên đô thị bên đô thị Xác định số xe cần thiết đường ô tô cao tốc: Công thức tính toán số xe cần thiết tiêu chuẩn 5729-1997; 5729-2012 gần giống không phù hợp so với tiêu chuẩn AASHTO - 2011 sử dụng khả thông hành để tính toán số xe: Số xe (n) TCXDVN 5729-2012 AASHTO-2011 Nhận xét - Lưu lượng xe thiết - Công thức tính toán kế theo (viết tắt số xe: Nk) lưu lượng xe cao điểm năm tương lai nlx = Nk N tk - Lưu lượng xe thiết kế theo (viết tắt Ngiờ) lưu lượng xe cao điểm năm tương lai - Tiêu chuẩn 57292012 sử dụng khả thông hành thực tế lớn để tính số xe, tiêu chuẩn AASHTO Nk= (0,13 -:- 0,15) Ngiờ= (0,12 -:- 0,14) 2011 sử dụng khả Ntbnăm Ntbnăm thông hành tính toán để tính Ntk=Z.Ptt - Năng lực thông hành thực tế xe Ntk xác định theo Ptt: KNTH tính toán xe công thức sau: (xe/h,xeqđ/h) Nhận xét: Khi tính toán số xe yêu cầu tiêu chuẩn AASHTO sử dụng khả thông hành tính toán Ptt = (0,7 ÷ 0,9)Pln để tính không sử dụng khả thông hành thực tế lớn tiêu chuẩn 5729-97 5729-2012 Yêu cầu với đoạn tuyến thẳng bình đồ đường cao tốc: Tiêu chí TCXDVN 5729-1997 TCXDVN 5729-2012 Các nghiên cứu kiến nghị Đoạn tuyến - Không dài Km - Không dài L = 20 Vd thẳng bình - Chiều dài không Km L = chiều dài đoạn tuyến đồ đường cao (20÷25) lần tốc độ thiết kế thẳng (m) tốc Vd = tốc độ thiết kế cho đoạn đường (km/h Nhận xét: Theo Lamm Ruediger, Basil Psarianos, and Theodor, Mailaender “Highway design and traffic safety Engineering Handbook”, New York : McGraw-Hill,1999: Trong thiết kế, đoạn tuyến dài không khuyến khích Chiều dài lớn đoạn đường thẳng nên là: L = 20 Vd Thiết kế tuyến đường cao tốc bình đồ, mặt cắt dọc thiết kế phối hợp yếu tố hình học Tiêu chuẩn TCVN 5729-1997 Tên tiêu Tốc độ tính toán Ttt Km/h Độ dốc siêu cao lớn nhất, isc% không lớn Bán kính không cần cấu tạo, độ nghiêng mái isc=-2% Chiều dài hãm xe hay chiều dài tầm nhìn dừng xe m TCVN 5729-2012 Cấp đường 120 60 60 80 100 80 100 120 7 7 8 8 120 200 300 400 150 250 400 5500 - 100 - - - 110 - - Ngoài có thay đổi chiều dài dốc dọc tối đa: + TCVN 5729-1997 : Độ dốc dọc 2% cấp 120 1500 m Độ dốc dọc 3% cấp 120 800 m Độ dốc dọc 3% cấp 100 1000m Độ dốc dọc 4% cấp 120 600 m + TCVN 5729-2012: Không có bố trí độ dốc dọc 2%,3% Độ dốc dọc 4% cấp 120 700 m Quan điểm lựa chọn bán kính đường cong nằm Tiêu chí TCXDVN 5729-2012 Bán kính đường cong Giá trị tính toán: nằm nhỏ Rmin Rmin V2 = 127( µ + isc max ) Hoặc tra theo tiêu chuẩn Các kiến nghị Với xe con: Rmin V2 = 127( µ + 0,5isc max ) Với xe tải: Rmin V2 = 122,5( µ + 0,75isc max ) Nhận xét: Các qui trình mắc sai lầm khác biệt lí thuyết thực tế, là: Trên thực tế, tốc độ khai thác V85 xe lớn so với tốc độ thiết kế với tốc độ thiết kế nhỏ từ 90 - 100 km/h Như vậy, đường cong này, thực tế xe cần thêm siêu cao lực ma sát ngang để tăng cường độ ổn định Nhu cầu thực tế không đáp ứng số liệu thiết kế siêu cao hệ số lực ma sát ngang lựa chọn cho tốc độ thấp hơn, tốc độ thiết kế Để giải vấn đề này, số nước châu Âu, Úc Nam Phi sử dụng tốc độ khai thác V85 xác định siêu cao, đoạn chuyển tiếp, hệ số lực ma sát ngang, chí bán kính đường cong nằm Mỹ Canada sử dụng công thức dùng tốc độ vận hành V85 để kiểm tra điều kiện an toàn giao thông Khi sử dụng công thức trên, người thiết kế không xét khác biệt kích thước xe tải xe Vì với khác loại xe độ dốc dọc đường, bán kính đường cong nằm nên tính riêng cho loại xe Các nghiên cứu cho thấy xe tải xuống dốc, cần bán kính đường cong nằm tối thiểu lớn so với bán kính tối thiểu xác định theo qui trình Quan điểm lựa chọn tầm nhìn thiết kế đường ô tô cao tốc Tầm nhìn phụ thuộc vào tuyến bình đồ trắc dọc có vai trò quan trọng an toàn giao thông Các nghiên cứu Silyanov Liên xô cũ cho thấy có môi quan hệ tỷ lệ nghịch cường độ tai nạn tầm nhìn hãm xe Babkov công bố kết cho thấy việc không đảm bảo tầm nhìn nguyên nhân cho từ 8-10% số tai nạn Liên xô cũ Cần lưu ý sơ đồ tầm nhìn sử dụng linh hoạt phong phú Cho đến nay, giới sử dụng là: Tầm nhìn hãm xe; tầm nhìn vượt xe; tầm nhìn xử trí, tầm nhìn thấy trước (preview sight distance) Trong số tầm nhìn trên, tầm nhìn sơ duyệt phát triển năm 1995 Gattis Duncan, dựa quan điểm người thiết kế phải cố gắng cho yếu tố thiết kế tình khai thác không bình thường cần hạn chế tối đa Đến nay, Canada đưa quan điểm vào thiết kế Pháp có quy định cụ thể chiều dài tầm nhìn này, cụ thể điểm bắt đầu đường cong nằm phải nhìn thấy rõ giây trước xe vào đường cong TCVN 5729-2012 Tốc độ tính Km/h toán Chiều dài m hãm xe AASHTO-2011 60 80 100 120 60 80 100 120 75 110 160 230 7485 113139 157205 200285 Nhận xét: Trong tiêu chuẩn 5729- 2012 để cập đền tầm nhìn chiều, loại tầm nhìn khác không thấy đề cập tầm nhìn chiều, tầm nhìn vượt xe Bố trí mặt cắt ngang đường ô tô cao tốc: Sự thay đổi chiều rộng yếu tố mặt cắt ngang TCXDVN 5729-1997 Và 5729-2012: Chiều dài dốc tối đa với độ dốc khác đường cao tốc theo TCXDVN 57291997: Chiều dài dốc tối đa với độ dốc khác đường cao tốc theo TCXDVN 57292012: Thiết kế chỗ giao đường cao tốc chỗ vào đường cao tốc Phân loại chỗ giao đường cao tốc Tiêu chí TCXDVN 5729-1997 TCXDVN 5729-2012 Nhận xét Quy định - Khoảng cách tối thiểu - Khoảng cách tối thiểu khoảng chỗ giao khác mức liên chỗ giao khác mức liên thông cách thông 4km để đảm bảo 4km để đảm bảo yêu cầu trộn chỗ yêu cầu trộn dòng, thay đổi tốc dòng, thay đổi tốc độ xe khác mức độ xe chạy( tăng, giảm) bố chạy( tăng, giảm) bố trí báo liên thông trí báo hiệu hiệu Với đường cao tốc, tốc độ thiết kế lớn, theo tiêu chuẩn bố trí chỗ giao khác mức liên thông cách - Nên bố trí chỗ giao - Nên bố trí chỗ giao khác 4Km khác mức liên thông từ 15mức liên thông từ 15quá gần Nó 20Km cách làm 20Km cách làm đường làm giảm tốc độ đường phụ đến gộp chỗ phụ đến gộp chỗ giao xe đường giao gần thành gần thành chỗ, riêng xe vào chỗ, riêng đường cao đường cao tốc đường cao tốc tốc phạm vi xung quanh phạm vi xung quanh thành chỗ thành phố lớn phố lớn khu công giao khu công nghiệp quan trọng nghiệp quan trọng khoảng khoảng cách bố trí cách bố trí 5Km-10Km 5Km-10Km Chọn loại Chưa đề cập hình chỗ giao liên thông Đã đề cập Chọn loại hình chỗ giao liên thông tiêu chuẩn 5729-2012: Tại chỗ giao gồm nhánh đường nghiên cứu bố trí dạng nút giao sở loại hình nút giao thông khác mức hình vẽ: Tại chỗ giao gồm nhánh đường (ngã tư) nghiên cứu bố trí dạng nút giao sở loại hình nút giao thông khác mức hình vẽ: Tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng cho tuyến đường cao tốc phạm vị chỗ giao khác mức liên thông Bảng tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng cho tuyến đường cao tốc phạm vị chỗ giao khác mức liên thông 5729-1997: Bài 2: - yếu tố chính, quan hệ logic Yếu tố bản, có tính chất định chất lượng khai thác mạng lưới đường, tuyến? - Phân tích mối quan hệ Đề xuất giải pháp kỹ thuật thiết kế, tổ chức quản lý khai thác nhằm đạt hiệu toàn hệ thống → BÀI LÀM A Yếu tố có tính chất định chất lượng khai thác mạng lưới đường, tuyến: Trong yếu tố quan hệ vận tải “ đường – xe - môi trường – lái xe” yếu tố “người lái xe” quan trọng vì: Người lái xe người trực tiếp điều khiện phương tiện tham gia đường, nên họ có rât nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tâm – sinh lý lái xe, mang lại an toàn cho thân họ, xã hội, phản ánh tất hành vi tham gia giao thống, mang lại hiệu kinh tế khai thác mạng lưới đường tuyến B Phân tích mối quan hệ logic: Trước hết ta tìm hiểu khái niệm: 1- Khái niệm người lái xe: Là người trực tiếp điều khiển phương tiện tham gia giao thông 2- Khái niệm xe: Xe toàn loại phương tiện giao thông chạy đường ô tô, tạo thành dòng xe (kể loại máy tự hành, mooc kéo theo, mô tô, xe máy, xe đạp, v.v…) 3- Khái niệm đường: Đường ô tô bao gồm toàn công trình: Nền đường, kết cấu áo đường, công trình đường ,các thiết bị dấu hiệu hướng dẫn đảm bảo an toàn giao thông, mặt đường, đường mặt đất, tất tạo nên tổ hợp công trình thống 4- Khái niệm môi trường: Môi trường bao gồm ý niệm nằm tầm nhìn người đường , người lái xe tầm nhìn từ cabin Đó yếu tố đường: Phần dành cho xe chạy, loại ký hiệu, tín hiệu, loại thiết bị phòng hộ đường, cối, đồi núi, kênh rạch, yếu tố thời tiết v.v… Quan hệ “ xe – đường” Quan hệ tác dụng tương hộ xe đến đường: Nghiên cứu mối quan hệ sở đề xuất yêu cầu việc chạy xe yếu tố đường từ xác định cụ thể tiêu kỹ thuật tuyến giải pháp Tác dụng xe, dòng xe lên đường làm cho đường bị tích lũy biến dạng lún, bị mài mòn, bị dao động đơn điệu làm cho đường lượn sóng Đây quan hệ học trình vận tải Chúng ta phân tích quan hệ từ đánh giá độ ổn định xe chạy đường, phân tích nguyên nhân gây biến dạng, hư hỏng đường công trình đường Xét trường hợp tải trọng tác dụng lên đường xe gây gồm có: + Tải trọng thẳng đứng: Tải trọng thẳng đứng tác dụng phức tạp lên kết cấu - mặt đường nhiều loại xe có tải trọng khác nhau, tốc độ khác nhau, dó gây áp lực khác theo thời gian gây KCAĐ sóng đàn hồi Do mặt đường không phẳng nên tác dụng tĩnh, xe chuyển động va chạm vào mặt đường tạo xung kích Khi xe chạy đường cong đứng lồi, lõm, giá trị áp lực bị biến đổi có thêm lực ly tâm Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên mặt đường lặp lặp lại nhiều lần đơn vị thời gian làm cho vật liệu mặt đường phát sinh tượng mỏi xuất biến dạng dư , biến dạng không hồi phục Các biến dạng lún, dập, vỡ ứng suất kéo, nén, uốn , cắt tiếp tục phát triển Hình 1.1 Các biến dạng hư hỏng mặt đường tải trọng thẳng đứng gây + Tải trọng nằm ngang Phát sinh ma sát bánh xe mặt đường gây bánh xe chuyển động sinh mô men lớn, lực ly tâm xe chạy đường cong, lực hãm xe, xe bị lắc ngang… Các trị số lực ngang kể phụ thuộc nhiều yếu tố khác như: yếu tố trắc dọc, trắc ngang, hệ số bám… tình ngẫu nhiên xe chạy đường Tải trọng nằm ngang gây tượng bào mòn, bong bật, gây ứng suất kéo, cắt, trượt Hình 1.2 Các biến dạng hư hỏng mặt đường tải trọng ngang gây → Đề xuất giải pháp kỹ thuật thiết kế, tổ chức quản lý khai thác nhằm đạt hiệu toàn hệ thống: Cần phải theo dõi diễn biến lưu lượng xe chạy đường thời gian khai thác, quản lý cho chạy xe không tải Theo dõi biến dạng đường ,độ hao mòn mặt đường v.v… để đề phương pháp bảo dưỡng hay sửa chữa đắn Quan hệ tác dụng tương hộ đường đến xe: Nghiên cứu mối quan hệ nói lên ảnh hưởng chất lượng đường đến tiêu khai thác vận tải ô tô ( tốc độ xe chạy, mức tiêu hao nhiên liệu ) Đường tác dụng trở lại xe chạy đường lực bám, lực xung kích, đường cong nằm không cong làm cho xe chạy bị lắc ngang, đường cong đứng làm cho bánh xe bị gia tải giảm tải, v.v… Trong khai thác đường hệ số sức cản lăn phụ thuộc vào độ phẳng mặt đường, mặt đường phẳng hệ số sức cản lăn nhỏ, ngược lại Ngoài hệ số bám đóng vai trò quan trọng, hệ số bám mà giảm đến giá trị chuyển động ô tô đường trở nên nguy hiểm( như: trượt, lật, tăng chiều dài hãm xe, không điều khiển xe, bánh xe bị quay chỗ) Hệ số bám phụ thuộc nhiều vào yếu tố như: Độ phẳng, độ ẩm, bẩn đường, độ nhám mặt đường, độ cứng lốp xe, áp lực xăm xe, diện tích vệt tiếp xúc, độ mòn lốp xe, tải trọng xe, tốc độ xe chạy Ngoài tác dụng học đường phải chịu tác động từ chất thải nhiên liệu ( dầu nhớt, xăng) rò rỉ từ ô tô → Đề xuất giải pháp kỹ thuật thiết kế, tổ chức quản lý khai thác nhằm đạt hiệu toàn hệ thống: Ngành quản lý khai thác đường phải ý làm cho tác động nằm phạm vi đảm bảo xe chạy tốt Nếu xét trường hợp mặt đường lồi lõm mức cho phép làm cho xe mau hỏng, xe chạy bị giảm tốc xuống mức tốc độ thiết kế đường bị xuống cấp, muốn điều không xảy phải biết nguyên nhân lồi lõm mặt đường xe chạy tải chế độ thủy nhiệt sinh ra, v.v… để từ tìm cách khắc phục phải sửa chữa, cải tạo, nâng cấp đường kịp thời hiệu Phải giữ cho mặt đường phẳng, mục đích giải pháp nhằm làm giảm hệ số sức cản lăn đường Giữ cho mặt đường đủ độ nhám nhiệm vụ quan trọng , cách thiết kế cấp phối bê tông nhựa có hàm lượng đá dăm cao khoảng 6065%, giải pháp xẻ rãnh tạo nhám Trong giai đoạn thiết kế phải: + Đảm bảo cho đồ án thiết kế phối hợp yếu tố hình học ( BĐ, TD, TN) đạt chất lượng tốt thõa mãn tiêu chuẩn ứng với cấp hạng kỹ thuật mà thõa mãn yêu cầu xe chạy +Bảo đảm tuyến đường thiết kế đạt tốc độ khai thác thực tế mong muốn (với xác xuất bảo đảm 85%) dòng xe chạy đường + Đảm bảo cho phương tiện giao thông vào ĐC ổn định mặt động học, ngăn ngừa xẩy tượng xe ổn định bị lật trượt ngang, nâng cao an toàn giao thông Quan hệ “ Môi trường – Người lái xe” Nghiên cứu mối quan hệ để biết ảnh hưởng môi trường xung quanh đến tâm – sinh lý người lái xe Đây mô hình thông tin trình vận tải môi trường tổng hợp vật tượng ảnh hưởng đến hoạt động người lái xe đường bao gồm: + Cảnh quan hai bên đường, điều kiện khí hậu thời tiết + Các yếu tố tuyến đường, chất lượng kỹ thuật củ tuyến đường, + Người hai bên đường, xe chạy chiều, ngược chiều + Khí hậu buồng lái Như yếu tố môi trường không ngừng tác động lên người lái thông qua giác quan, tạo cho người lái xe cường độ cảm xúc Cường độ cảm xúc dần tích lũy , mà cường độ cảm xúc không phù hợp với cường độ cảm xúc tối ưu người lái có định thay đổi chế độ chạy xe quỹ đão xe để tự điều chỉnh cường độ cảm xúc phát sinh người lái Trên sở định đó, người lái tác động lên phận điều khiển ô tô Khi người lái xe thường xuyên chạy đường người lái hình thành khái niệm môi trường, trình thụ cảm tâm sinh lý cường độ cảm → xúc phát sinh người lái thay đổi theo chiều hướng giảm người lái đủ tin tưởng để lái xe kịp thời điều khiển xe theo thay đổi tình bên Một môi trường thông tin ảnh hưởng trực tiếp đến người lái xe, làm cho người lái thiếu tập trung Một môi trường nhiều thông tin ảnh hưởng trực tiếp đến người lái xe, làm cho người lái căng thẳng → dễ có định sai lầm Trong trình lái xe họ bị ảnh hưởng môi trường như: Ánh sáng, màu sắc, tiếng ồn, khói, bụi, độ rung điều kiện mặt đường, với mức độ tác động lớn Lái xe công việc lao động điều kiện thời tiết khắc nghiệt (mưa gió, sương mù, bùn lầy, trơn trượt .) → Đề xuất giải pháp kỹ thuật thiết kế, tổ chức quản lý khai thác nhằm đạt hiệu toàn hệ thống: Giải pháp tạo môi trường đầy đủ thông tin, kể đưa cảnh báo môi trường cho người lái xe giải pháp cần thiết khâu thiết kế thi công Cơ quan quản lý khai thác đường Mục tiêu giúp tăng hiểu khai thác đường giảm thiểu tai nạn giao thông Phối hợp tốt yếu tố đường với quang cảnh để đảm đảm bảo điều kiện xe chạy an toàn thuận lợi, không gây mệt mỏi căng thẳng mà tạo cảm giác dễ chịu thoải mái cho người lái xe Quan hệ “Môi trường – đường” Đây môi trường trao đổi nhiệt ẩm Phân tích quan hệ cho phép đánh giá cường độ độ ổn định đường, tìm biện pháp hạn chế tác dụng có hại yếu tố thiên nhiên đến đường Hình 1.3 Các yếu tố môi trường tác động đến đường Khí hậu nhân tố quan trọng cần phải coi trọng ảnh hưởng tới sức chịu đựng vật liệu làm đường Một lượng ngậm nước tối thiểu cần vật liệu đất làm nhiệm vụ cách đầy đủ kết cấu tổng thể - mặt đường nói chung công trình đường nói riêng, thừa nước lại nguy hại cho bền vững chúng Mưa gây tác hại lớn cho đường sá, để phòng tránh tác hại xảy ra, không trực tiếp quan sát đường trời Mưa Đây công việc mà người có trách nhiệm quản lý bảo dưỡng sửa chữa đường cần phải làm, kể người làm công tác thiết kế đường nữa, để từ rút thông tin cần cho việc lập đồ án tốt Một tượng thường gắn trực tiếp với mưa, đặc biệt địa phương có chế độ mưa khắc nghiệt xói mòn đất, coi tượng thường xảy đường ô tô nước vùng nhiệt đới nước ta Hiện tượng xói mòn bắt đầu phát sinh tốc độ nước chảy vượt tốc độ giới hạn Tốc độ giới hạn từ 0.30 m/s cho cát có đường kính 0.1 mm đạt tới 1.50 m/s cho sỏi cuội cho đất sét Ở chỗ đất xốp người ta thường chấp nhận trị số 0.90 m/s Để dựa vào giới hạn mà đánh giá tượng xảy đường cần phải biết lượng mưa, tính toán thủy văn, thủy lực để biết vận tốc chảy mặt đường, lề đường mái dốc đào, đắp đường Mưa lũ làm mềm yếu đất nền, giảm sức chống cắt đất, gây sạt lở mái ta luy đường Chế độ thủy nhiệt sinh từ nguồn nước ảnh hưởng không nhỏ đến độ ẩm đường mặt đường,nó nhân tố làm giảm cường độ độ ổn định đường Ánh nắng mặt trời nhân tố thuận lợi cho bền vững mặt đường Thực tế, nước đọng lớp mặt xe chạy thấm xuống kết cấu áo đường làm giảm cường độ tăng số lượng tai nạn trơn trượt Nhờ có ánh nắng mặt trời, nước bốc nhanh làm giảm thời gian đọng nước thấm nước Tuy nhiên, xạ mặt trời lại có ảnh hưởng không tốt tới cường độ vật liệu làm mặt đường, đặc biệt mặt đường nhựa, mặt đường bê tông xi măng Sự thay đổi nhiệt độ ngày làm cho mặt đường co giãn, thể tích thay đổi không làm cho mặt đường nứt nẻ Dưới tác dụng nhiệt độ cao, mặt đường nhựa trở nên mềm, dẻo, dùng lượng nhựa, loại nhựa không hợp lý, mặt đường phát sinh sóng, lún, vệt hằn bánh xe, chảy nhựa mặt đường Dưới tác dụng nhiệt độ thấp, nhựa chóng hóa già, dòn làm mặt đường nứt, gãy Cuối gió Gió có tác dụng tốt làm nhanh bốc hơi, có gió lại gây khó khăn cho xe bám đường để chạy, khó khăn cho người lái xe nhìn đường, khó khăn cho thi công Ví dụ: Có thể nhiệt độ trời cao, gió làm nguội tia nhựa lúc rải nhựa làm giảm tính dính bám nhựa với đá, mặt khác tưới nhựa mà mặt đá bị gió thổi làm cho bị phủ lớp bụi mỏng, lớp bụi mỏng làm nhựa dính bám với đá → Đề xuất giải pháp kỹ thuật thiết kế, tổ chức quản lý khai thác nhằm đạt hiệu toàn hệ thống: Giải pháp thiết kế tổng thể: Tuyến giải pháp XD hạng mục không gây tác động xấu tới môi trường Phải tiết kiệm tài nguyên đất, phải tôn trọng phong tục, tập quán, tín ngưỡng dân tộc Phải có biện pháp đảm bảo việc lại bình thường cho nhân dân hai bên đường Tuyến công trình không nằm khu vực cấm XD (môi trường, tài nguyên, cảnh quan, di tích, bảo tồn thiên nhiên) Các tuyến đường có tốc độ thiết kế ≥60km/h không qua khu dân cư (trừ trường hợp tuyến xây dựng cao) Phải nghiên cứu kỹ yếu tố địa hình thiên nhiên khu vực để kết hợp cách hợp lý, không phá vỡ quy luật tự nhiên, tránh công trình đào sâu đắp cao, tránh dùng công trình đặc biệt Như thiết kế đường nên giữ gìn giá trị thiên nhiên môi trường bên đường, không phá hoại thiên nhiên, mà công trình phải tô điểm cho thiên nhiên môi trường Ngoài thiết kế yếu tố đường phải thõa mãn chức không gian, chức giao thông Điều tra, phân tích, đánh giá, dự báo tác động trình xây dựng, khai thác đường gây yếu tố môi trường Nước kẻ thù đường, nguyên nhân gây hư hỏng đường, sạt lở, chế độ thủy nhiệt Do khắc phục nhược điểm mặt đường ổn định lâu dài cách: Mở rộng lề đường Mục đích ngăn chặn nước ngập hai bên đường di chuyển vào vùng áo đường • Thoát nước mặt, tức bố trí kênh, rãnh ngầm công trình dẫn nước nguồn nước đọng thoát nơi khác • • • • • • • • • Nâng cao đường Mục đích làm cho độ sâu từ đáy áo đường đến mực nước ngầm tính toán tăng lên đến trị số thích hợp cho độ ẩm đất vùng hoạt động đường không vượt trị số cho phép W0 Hạ mực nước ngầm, cách dùng công trình thoát nước ngầm đặt hai bên đường, tim đường, lề đường, dải phân cách; phương pháp khác: Giếng thu nước, điện phân, v.v làm cho mực nước ngầm hạ xuống sâu Làm lớp chứa nước Vật liệu làm lớp thường cát, sỏi sạn, v.v để làm móng đường kiêm chứa toàn lượng nước sinh mùa mưa, thấm từ mặt đường xuống,… mà có, không ảnh hưởng đến khả làm việc áo đường Lượng nước từ từ thấm môi trường xung quanh bốc hết trước mùa mưa bắt đầu Lớp chứa nước thường kiêm chức chịu lực tính toán sơ đồ tính toán cường độ mặt đường yêu cầu thi công Làm lớp thoát nước, vật liệu thường dùng cát, đá hộc, , chiều dày đủ lớn, cho phép dòng thấm chảy đó, cần phải có chiều dày dự trữ phải đảm bảo thêm yêu cầu tính toán cường độ mặt đường yêu cầu thi công Nhưng trường hợp chất lượng lớp cát thoát nước phải đảm bảo hệ số thấm không m/ngày đêm Làm lớp cách nước, xỉ, cát, đá hộc, đất trộn bi tum dầy 3-5cm, đá dăm gia cố xi măng, đất dính đầm nén đạt độ chặt lớn độ ẩm tốt dày 15- 20cm, cát gia cố chất dính kết vô cơ, bê tông nhựa, v.v , có tác dụng ngăn cách dòng nước nước thấm vào đường ngăn cách nước mao dẫn từ mực nước ngầm lên làm ẩm tầng hoạt động đường Lớp cách nước lớp riêng biệt lớp móng chịu lực áo đường Thay đất làm thay đổi tính chất đất (đầm chặt đất,…), biện pháp xét đến điều kiện sử dụng biện pháp khác điều kiện sử dụng vật liệu đắt tiền Biện pháp tác dụng ngăn chặn ảnh hưởng xấu nguồn ẩm mà làm tăng cường độ mặt đường Để giảm xạ mặt trời ta trồng thêm xanh hai bên lề đường, nhiên phải phù hợp tĩnh không cho phép không gây ảnh hưởng đến tầm nhìn, khoảng cách cho phép đường Yếu tố mực nước ngầm yếu tố quan trọng, giải pháp thiết kế giai đoạn khai thác nên ý Biện pháp TK phòng ngừa, giảm thiểu : Hạn chế xói lở môi trường đất Hạn chế tác động tiêu cực đến đời sống cộng đồng hoạt động kinh tế Hạn chế tác động tiêu cực đến môi trường thẩm mỹ cảnh quan Hạn chế tác động đến môi trường sinh thái Hạn chế tác động gây ồn rung Hạn chế tác động ô nhiễm môi trường không khí Quan hệ “đường – lái xe” Những yếu tố có ảnh hưởng trực tiếp đến tâm – sinh lý người lái xe đường : Đoạn đường thẳng dài kết hợp với cảnh quan lặp lại đơn điệu làm cho tâm lý người lái xe dễ rơi vào tình trạng nhàm chán, kiểm soát lái xe Mặt đường phẳng hay lồi lõm, ổ gà, ổ voi…, mặt đường trơn trượt Vạch sơn, thiết bị tín hiệu tổ chức giao thông Bản chất tuyến đường hình không gian chiều, mang theo vấn đề mặt thị giác cho người lái Sự bóp méo ảnh không gian 3D tạo nên sai lầm nhận định người lái Nhìn động, góc nhìn hẹp ( tốc độ cao-góc nhìn hẹp) tập trung vào hường tuyến đường mà xe qua → Đề xuất giải pháp kỹ thuật thiết kế, tổ chức quản lý khai thác nhằm đạt hiệu toàn hệ thống: Giải pháp thiết kế để : Giảm mệt mỏi, căng thẳng cho người lái xe đường Tạo điều kiện thuận lợi cho việc thu nhận thị giác, đánh giá điều kiện xe chạy để tăng độ an toàn Khi thiết kế phải phối hợp yếu tố bình đồ, trắc dọc, trắc ngang, kết hợp hài hòa với phong cảnh tuyến qua, đảm bảo tuyến không phá hoại thiên nhiên, trái lại to điểm thêm tạo nên tranh hài hòa, đẹp đẽ Loại bỏ chỗ bóp méo, gãy, lượn sóng ảnh phối cảnh Tạo điều kiện để người lái xe dễ nhận biết hướng tuyến tiếp theo, xoá bỏ trở ngại chỗ đổi dốc, đảm bảo tầm nhìn đến mức tối đa Các yếu tố tuyến đoạn liên tiếp cần tạo điều kiện để thay đổi tốc độ xe chạy, hãm phanh Phối hợp BĐ TD : Đỉnh ĐCN đỉnh ĐCĐ nên trùng nhau, số ĐCĐ số ĐCN nên Khi bố trí đỉnh ĐCĐ trùng đỉnh ĐCN đảm bảo độ đặn quang học mà đảm bảo độ rõ ràng hình ảnh phối cảnh giúp lái xe dễ dàng nhận biết hướng rẽ phía trước Khi ĐCN cắm theo đường cong clotôit ĐCĐ phải cắm theo đường cong clotôit bố trí hoàn toàn trùng Nếu phải dùng đường cong tròn ĐCĐ nên dài ĐCN bên đoạn δ (m) xác định theo thông số A bảng sau : Với : A = R.L L : chiều dài đường cong clotôit (ĐCCT) R : bán kính ĐCN Trong trường hợp bố trí trùng đỉnh ĐCN đỉnh ĐCĐ không lệch 1/4 chiều dài đường cong ngắn Không nên bố trí ĐCĐ lồi hay lõm sau ( trước) ĐCN Không nên bố trí đổi dốc nhiều lần đoạn thẳng => lượn sóng => khó đảm bảo tầm nhìn Việc phân phối dốc đoạn dốc dài nên tuân theo quy tắc: đầu cuối dốc nên bố trí dốc dọc nhỏ, dốc dùng độ dốc lớn Nên bố trí cầu hay nút GT đoạn thẳng Phối hợp yếu tố tuyến bình đồ : Phối hợp góc chuyển hướng bán kính Chiều dài ĐCN tối thiểu Kmin phụ thuộc vào cự li (D) quan sát xe chạy đoạn trước bắt đầu vào đường cong : Kmin xác định tuỳ theo tầm nhìn ( cự li quan sát tối thiểu Dmin) cần đảm bảo độ đặn tuyến ( phụ thuộc vận tốc xe chạy V) : Khi thiết kế BĐ nên tránh thay đổi đột ngột yếu tố liên tiếp + Bán kính đường cong liên tiếp < + Không nên TK đoạn chêm ngắn đường cong + Nếu gặp trường hợp ta phải thay đoạn thẳng ĐC bán kính lớn nối tiếp nhiều ĐC dùng ĐCCT Dùng ĐC clotôit thiết kế tuyến : Một số ý để đảm bảo độ đặn thị giác: • Khi góc chuyển hướng α > 80 thông số A chọn không nhỏ Amin Amin = 300 đường cấp I Amin = 200 đường cấp II, III Amin = 100 đường cấp IV, V Khi góc chuyển hướng α= (0,5 ÷ 80) thông số A chọn theo bảng sau : • Thông số A bán kính R : 0.4R ≤ A ≤ 1.4R Trường hợp ĐC ngược chiều liên tiếp nên chọn thông số A R ≤ 3R2 • Trường hợp ĐC chiều nên : 0,5R1 ≤ A ≤ R2 R1≤ 2R2 • Nếu đoạn clotôit nối tiếp với cung tròn chiều dài không < 1/4 chiều dài cung tròn Thiết kế phối hợp không gian với yếu tố đường để đảm bảo tuyến đặn, rõ ràng Thiết kế dẫn hướng biện pháp tạo thuận lợi cho việc thu nhận thị giác để lái xe (cảm nhận rõ ràng hướng tuyến khoảng cách đủ lớn ) Thiết kế phối hợp đường với quang cảnh vùng tuyến qua, đảm bảo không phá hoại cảnh quan thiên nhiên, tạo cảnh quan đẹp, tạo điều kiện thuận lợi cho người lái xe Khi Thiết kế phải sử dụng thêm dạng cây, hoa, thảm thực vật, bố trí chỗ nghỉ ngơi, ngắm cảnh dọc tuyến, công trình kiến trúc phục vụ công cộng khác + Có thể trồng để dẫn hướng che khuất chỗ địa hình xấu, vị trí gây ấn tượng đột ngột ( Từ đào sâu đến đắp cao) Trồng tạo hành lang xanh nơi tuyến vào di tích lịch sử, trung tâm nghỉ ngơi, trung tâm văn hoá vào thành phố + Dùng cao thu hút cách có hệ thống ý người lái từ xa cột đường dây thông tin Khi thiết kế tránh dùng tiêu kỹ thuật giới hạn tiêu chuẩn Trường hợp có ĐCN yếu tố ảnh hưởng bao gồm : + Bán kính (R) góc chuyển hướng (a) : a bé - R lớn + Vị trí điểm nhìn : xa hình ảnh bị bóp méo phải thiết kế khoảng cách điểm nhìn điểm đầu đường cong thích hợp Trường hợp có ĐCĐ yếu tố ảnh hưởng bao gồm : + Bề rộng phần xe chạy : rộng phải bố trí đường cong đứng có bán kính lớn + Khoảng cách từ điểm nhìn chiều nhìn + Góc đổi dốc nhỏ bán kính ĐCĐ lớn + Mặt cắt ngang : không siêu cao có tâm lý sợ đổ xe phải bố trí siêu cao Giải pháp TK cấu tạo đường có vai trò quan trọng TK đường phù hợp với cảnh quan, có ưu điểm sau : Tăng an toàn xe chạy, xẩy trường hợp tay lái xe chạy taluy thoải Người lái xe thấy toàn đường nên yên tâm chạy xe với tốc độ cao Ngoài theo nghiên cứu Yasumori cộng rằng: loại tuyến đường không gian , đường cong phức tạp nhân tố gây tới 70% tai nạn có liên quan đến nhận định sai bóp méo ảnh phối cảnh Trong dạng đường cong phẳng khoảng 20%, đường thẳng không gian 10% → Đưa giải pháp phải phối hợp tốt nội yếu tố tuyến, sau dựng phối cảnh không gian để phát khiếm khuyết thiết kế để sửa tuyến Theo quan niệm Ornatski cự ly từ ô tô tới vùng tập trung quan sát L(m) phụ thuộc vào tốc độ xe chạy V(km/h): L=15+4,3 V (m) Quan hệ “xe – môi trường” Xét quan hệ cho ta biết mức độ ảnh hưởng yếu tố “xe” đến “môi trường” Phối hợp đường với cảnh quan bên => tuyến đường đẹp, không phá hoại, không cắt nát địa hình cảnh quan, phối hợp hài hoa, tô điểm thêm cho quang cảnh thiên nhiên bên Nếu phối hợp tốt làm người lái xe thích thú, không căng thẳng, không mệt mỏi; nhờ làm tăng mức độ an toàn => vận danh khai thác cao Phải biết đặc điểm yếu tố quang cảnh thiên nhiên vùng tuyến qua để chọn tuyến phù hợp, hài hòa, thấy cảnh đẹp, tránh cảnh xấu, đơn điệu, đồng thời tuyến tạo thành dải viền nhấn mạnh thêm quang cảnh thiên nhiên Cùng với tăng trưởng số lượng ô tô, mâu thuẫn nảy sinh phát triển xã hội vấn đề ô nhiễm môi trường khí thải độc hại từ động xe ô tô, xe máy thải vào không khí quanh ta Nguồn ô nhiễm trở thành mối đe dọa cho sống người, đặc biệt thành phố có mật độ xe giới cao, mối nguy hiểm lớn Đa phần chất động thải chất gây ô nhiễm (CO2 ; N2; NOx (oxyd nito); CO (Carbon monoxid ); CnHm (các hydrocarabure chưa cháy hết); SO2, SO3, H2SO4 ; Những hạt chì nhỏ, Bụi hữu cơ…) Cùng với lưu lượng xe ngày đông đúc thể người bị ảnh hưởng tiếng ồn Các nhà khoa học chứng minh rằng, tiếng ồn làm cho người bị ngủ, làm nghiêm trọng bệnh tim cao huyết áp Tiếng ồn làm giảm thính lực, làm tăng bệnh thần kinh, loét dày, giảm khả tập trung, khả làm việc,… Hình 1.4 Vấn đề ô nhiễm môi trường khí thải độc hại từ động xe ô tô, xe máy thải vào không khí quanh ta ngày nghiêm trọng → Đề xuất giải pháp kỹ thuật thiết kế, tổ chức quản lý khai thác nhằm đạt hiệu toàn hệ thống: - Giải pháp : Các giải pháp thiết kế phải nâng cao chất lượng vận doanh, khai thác đường Đối với khu vực địa hình phẳng : Tuyến thẳng, nhiên đoạn thẳng kéo dài => đơn điệu => người lái xe có cảm giác mệt mỏi, giảm ý, không làm chủ tốc độ, bị loá mắt (về ban đêm) Vì : Chiều dài đoạn thẳng ≤ (3 ÷ 4)km Thời gian xe chạy ≤ (3 ÷ 4) phút Việc bố trí đoạn cong phải kết hợp khéo léo với hướng dẫn địa vật, nên tận dụng địa vật thiên nhiên nhân tạo đồi, rặng cây, công trình kiến trúc để thu hút ý người lái xe Nếu trường hợp phải cắt qua thảm thực vật không nên cắt thẳng mà phải vòng Đối với vùng đồi : Tuyến phải uốn lượn đặn phù hợp với địa hình Với đường cấp cao nên bỏ qua nếp uốn lượn nhỏ để tăng chất lượng khai thác Khi vượt đồi -> đào đắp lớn -> nên cấu tạo taluy thoải, cong để phù hợp với địa hình Đối với vùng núi: Áp dụng tiêu chuẩn tối thiếu BĐ, TD để phù hợp với địa hình Với đường cấp cao xây dựng công trình tường chắn, đường cong rắn, hầm để thảo mãn yêu cầu cần thiết đồng thời phải ý biến công trình thành trọng tâm ý người lái xe, tô điểm thêm cho cảnh quan thiên nhiên Thiết kế bảo vệ môi trường không phá vỡ cân sinh thái, chống ồn, ô nhiễm môi trường, chống bụi cho dân cư hai bên đường Trồng nhiều xanh để cân lượng khí thải độc hại Thay đổi loại xe cũ, tiêu hao nhiều nhiên liệu Quản lý chặt chẽ phương tiện di chuyển, tạo loại nhiên liệu để hạn chế tác động xấu đến môi trường Từ quan quản lý khai thác xây dựng biện pháp giảm thiểu ô nhiễm đưa biện pháp xử lý môi trường Quan hệ “lái xe – xe” Lái xe nhận biết hình ảnh nguồn thông tin quan trọng Như lái xe nhận biết tốc độ khoảng cách Công việc người lái xe ôtô diễn chủ yếu lúc điều khiển xe đường Người lái xe giữ vai trò định việc sử dụng trọng tải hành trình xe chạy, giữ gìn ôtô tình trạng kỹ thuật luôn tốt Người lái xe gồm có nhiều tầng lớp khác nhau, có trình độ khác nên nhận thức khác nhau, kỹ điều khiển phương tiện khác tâm sinh lý Sự đa dạng phương tiện, tính phương tiện ảnh hưởng lớn đến tâm lý người lái xe → Đề xuất giải pháp kỹ thuật thiết kế, tổ chức quản lý khai thác nhằm đạt hiệu toàn hệ thống: Giảm mệt mỏi, căng thẳng cho người lái xe Tạo điều kiện thuận lợi cho việc thu nhận thị giác đánh giá điều kiện chạy xe để tăng Độ an toàn