Thiết kế và khai thác đường ô tô đường thành phố

PGS TS, NGUYỄN XUÂN VINH THIẼT KÊ VÀ KHAI THÁC ĐƯỜNG TỒ - ĐƯỜNG THÀNH PHƠ THEO QUAN ĐIỂM a n t o n g ia o t h ô n g (Tái bẳn) N H À XUẤT BẢN XÂY D ựN G HÀ N Ộ I - LỜI N Ó I ĐẦU C ó lè tên sách uà p h n m đ ẩ u cúa c ũ n g đ a g iớ i th iệ u với bạn đọc I»ục đ íc h biúa soạn tủ i liệu N ộ i d u n g c ủ a c u ố n s ch g m 10 c h n g : C h n g m đ ầ u t r ìn h b y q u a n đ iế m th iế t k ế a n tồn cho đ n g ịtơ, đ n g t h n h p h ố th ô n g q u a n h ữ n g s ố liệ u v ề h iế m h oạ ta i n n g ia o th ô n g (T N G T ) đ n g g y T chư ng đ ến chư ơng 7: T r in h bày cáck ứ ng x i xe từ s ự th iế t lậ p chè' d ộ xe ch y cho c h in h m in h b ằ n g n h ữ n g c ả m n h ậ n v ề đ iều k iệ n đ n g sá; K háo s t n g u yê n n h ã n p h â n tích tìn h h u ố n g x ả y T N G T ; xe m x é t ả n h h ng c ủ a đ iể u k iệ n đ n g sá, đ iề u k iệ n Ihién n h iê n đ ến a n tnàn g ia o th ô n g (A T G T ) đ n g c ù n g biện p h p báo đ ó m an tồn cho p h iù tììg tiện g iao th ô n g đường Dịic biẹl, nội d u n g chương giới th iệ u với hạ n đọc p h n g p h p th iết k ế m i b a y th ĩế t k ế n â n g cấp cãi tạo đ n g õtõ đ n g th n h p h ế h iện h ữ u theo q u a n đ iếm an tốn ịỊino th n g vâi n h ié u ui d ụ cụ B iên soọ/ỉ cuỏh " T h iế t h ê 'v k h a i t h c d n g ô tô , đ n g t h n h p h ô ' th e o q u a n d i ê m a n to n g i a o t h ô n g " tác g iá rnang m u ố n g iâ i th iệ u n h ữ n g k ế f qu ả ng h iên u n h iề u nước trẽn t h ể giớ i cũ n g n h m ộ t sô k ế t q u ng h iên cừu tro n g nư ớc vể A T G T h y vọ n g tà i liệu th a m kh ả o h ữ u ích cho k ỹ s th iết k ế cầu đư ng; cho n h q u n lý, k h a i th c h ệ th ố n g m ọ n g lưới đ n g nước c ù n g q u a n h u q u a n k h c Đ ồng thời đ â y c ũ n g tà i liệu th a m k h ả o cập n h ậ t cần th iế t cho s in h viên n g n h cầu đ ng b ổ s u n g th ê m kiế n th ứ c m òn học "T hiết k é 'v k h a i th c đ n g ỏtô, đ n g th n h phố" T c g iả x in c h n th n h cám ơn s ự g iú p cỉỡ q u ý b u c ủ a N X B X ã y D ự n g râl m o n g tiếp th u đư ợc n h ữ n g ý kiến n h ậ n x é t c ủ a e h u \ù n g ia , c ủ a b n đọc xa ịỊồn M ọ i g ó p ỹ x in g ứ i về: B a n B iê n tậ p s c h K hoa h ọ c k ỹ th u ậ t, N h x u ấ t b n X ã y d ự n g - L ẽ Đ i H n h H N ộ i Đ iện th o i 9 T c g iả C hưưng m ứ đầu T A I NẠN G IA O T H Ô N G VÀ Q U A N Đ IỂ M T H IẾ T K Ế an toàn C H O ĐƯỜNG Ô T Ô , ĐƯỜNG TH À NH PH Ố I - N gày với nliữiìg lợi tích ío lớn d o img dụng thành tựu khoa học kỹ Ihuãi m ới đại ngành giao thông vận ỉải m ang lại, loài nguời ciĩng đứ ng trước nliững hoạ ngày nhiều tai nạn giao thòng (TN G T) xảy ihường x u v ỉti lừiig ngày, (rên khắp néo đường lất nước giớ i, [rong dó có nước V iệt Nani chúng la Theo sỏ iiệu nghiên cứu cúa ngân hàng ihê giới hàng năm tồn cầu có khoảng hưu inội triệu người chéì 25 -ỉ- 35 Iriệu người bị thương d o TN G T TNCÌT clã lìun cho liùna ngàv có 3000 người, dó có 500 trẻ em trỏii th ế giới chct Tính 30 g ứ y lại có m ột người tứ vong ?> phút lại có m ột irc cm chết TN G T Tại ciic nước phút tiicn m ặc dầu chi chiCm 1/3 số km hành trình so với tồn ihc giới Iihưiig số T N G T chiếin lới 80% khiến tổn Ihiii vật chấi TN G T gây chiếm l 5% lốiig thu nlìập quốc dãn G D P Tại khu vực đờ Iliị đông d àn cư TN G T làin chếi hơii 6(K).0(X) người klioàng gần 20 triệu người bị thưcTĩig R iẽn^ lại khu vực Chiìii Á • Thái Bình Dưitng iroiig nám 2005 có gán 440.000 ngíi chót VI TNG T Số tui nạn khu vực cao gãp iiai lần so vói the giới Người la dư báo với đà phái Iricn G TV T nliư dốn nãin 2010 số vụ TN G T khu vực lãng dến 660.000 nyười chèì (chiếm 2/3 số người chết TN G T Irèn toàn ihế giới), dến nĩun 2020 số người chết TN G T có thè vượt q số ngưịi chct nhiễm H iV \ ã lao phổi Viội N am Irong nlìicu nãm t|ua Oy ban An loìm G iao thòng Q uốc gia đo Nhà nước ta lập dã ln ln bám sát chí dạo quan hữu quan từ Trung ươiig đến địa phương d(j theo dõi phàn tích, lìm hicu ngun nhũn \'ù thường xun đưu biện p h p d c n n g c a o a n to n g ia o ih õ n g n h : n ũ n g c ấ p lạo v x â y d ự n g m i Iihiổu tu y ế n quốc lộ tinh lộ; xừ lý cliéin đen - nơi thường xuyên xày lai nạn; hạn c h ế lốc độ: lãiiỉi cườim biện pháp tổ chức ỊỊÌao thõng sơn vạch, biển báo hồn thiện hệ ihong dèiì lín hiệu, bỏ' trí g uiàm {ốc độ vị irí cẩn thiết giám tốc (lừ dường phụ dường chính, gân núi giao Ihòng); m ứ dưmig vòng q u a ihành phố dó thị lớn; quv đ ịnh bắl buộc đội m ũ bào hiểm x e m áy quốc lộ íinh lộ; giáo dục có c h ế tài xừ phạt lái xe khỏng ch ấ p hành luật giao thỏng; đưa giáo dục lU giao thơng đường vào irường học; tổ chức hội thảo tẩm cỡ quòc gia, quốc tế M ậc dù giải pháp đ ã m ang lại nhiểu hiệu quà TN G T đường bộ, đường thuỷ, đường sát nước ta nãm gán luy có thuyên giảm mặ! số lượng song mức dỏ nghiêm trọng cú a lai nạn lại tăng, ià tui nạn giao thõng đư ng xáy m ột hai năm gẩn irên quốc lộ lỉnh lộ dô thị, thành ph ố lớn Có Ihể đưa m ột ví dụ: riêng bệnh viện C hợ Rảy cúa T hành phố H C hí M inh hàng nãm phải cấp cuu 30.000 ca chấn thương sọ não TNG T T N G T dẫn đ ến nhừng thiệt hại to lớn vé người cù a cải vặt chất cù a xã hội Theo tài liệu công bổ củ a N gân hàng Phát triển chàu Á hàng nãm TN G T nước la đ ã làm tổn Ihất 885 Iriệu đ ô la (U SD ), chưa kế phải huy động nguồn nhãn lực thiết bị lớn ngành y tế đế phục vụ c h o việc cứu chữa, phục hổi chức nãng cho bệnh nhân Nếu đem so sánh sơ' tiển tổn thất cịn cao lổng giá irị tiển thuốc điểu trị cho 84 triệu người dân V iệt N am nàm 2005 đ ã chiếm 5.5% tổng thu ngân sách cùa nước nãm 2005! C ò n xét lốn Chat người ihì m ồi nãm nước ta c ó lới 12 - 13 n gàn người tứ vong đ o TN G T Bìiih q uân m ỗi n g ày có trẽn 30 người chết hàng trãm nguừi bị thương S ố lượ ng người chết T N G T chiếm 50% tổng số người tứ vong nguyên nh ăn khác (N giiổn rin lừ há o "T uổi tvè" "Gian ihCmg vận líỉi","T ạp ch í (lUt d ng" ) Trong báo cá o hội ihào Q uốc g ia A SIA N - ADB an toàn đường nãm 2004 dã chi số T N G T đường Iiàng nãm chicm 96% tổng số tai nạn đường bõ dường thuý, đường sắt gây Thổng kê T N G T đường từ nàm 1993 đến nãm 2002 nước ía số T N G T hàng nãm vản tiuig so với nãm trước, đến nãm 2003 dến vcri nỗ lực không ng n a cúa q uan hữu qu an nhà nước phối hợp với tun Iruyền, vận động tồn d ân Ihì số TN G T có giảm lại khơng giảm mức độ nghiêm trọng, lổn thất xảy cho limg VỌI N hững năm qua sỏ' người chếl d o T N G T dưỡng nước ta tãng dcn 66% (trong nước khối A SEA N lỷ lộ chi khoáng 22% ) C ác TN G T xáy đườiìg quốc lộ chiếm 46,88% , linh lộ 13.85% Irong đô ihị cùa cá nước 29,77% Các số liệu nêu bàng 0.1 lổng hợp TN G T nhát xáy vào nãm 2005 quý năm 2006 trôn 22 tuyến quốc lộ thuộc phía Nam khu quản lý dưừiig (thuộc C ục đường Việt N am ) quán lý cung cáp cho thấy: irong Iiãm 2003 biiìli quàn hàng iháng xáy 184 \ ụ T N G T làm 86 người chct 228 người bị thương, T rong quý I aãm 2006 so với năm 2005 trị s ố bình quán số vụ TN G T có giám (88 vụ/ Iháng) số người chếi bị thương vẩn chư a giàm xuống dáng kế (85 người chốt 219 người bị thưcmg) B 0.1 Thiệt hại Tháng Tổng số tai nạn xảy (rong tháng Chết người BỊ Ihương Giá trị ước tính, i64 64 221 102.630.000 224 116 279 156.350.000 149 82 164 7,250.000 204 87 269 24,250.000 í 222 100 250 56.900.000 232 114 283 178.900.000 135 71 144 64,300.000 187 90 251 309.800.000 ỉ 76 88 218 81.900.000 10 168 64 205 45.100.000 11 205 81 268 30.300.000 12 153 76 185 51.450.000 2219 vụ 1033 người 2737 người 1.109.150.000 264 vụ 286 người 657 người 404.000.000 Nám 2005 Quỹ nãm 2006 T h eo thống k ế nhấi, lính đẽ'n hết tháng 9/2006 TN G T Irẽn nước làm 9353 người chếi 8286 người bị ihương! So với kỳ vào nãm 2005 số vụ tai nạn lãng 0,.í% sơ' người chẽì lai nạn tăng 8.3% G ần nhấi ngày 21 iháng 12 năm 2006 U ỳ han An toàn Ị ịia o iliõng q uốc gia tổ chức hội nghị lổng kết vé A TG T nãm 2006 cho ihííy m ội vấn dề nóng bỏng Phó 'ITiú tướng N guvẽn Sinh H ùng phác lioạ là: "Tm h hình T N G T rấi nghiêm Irọng năm sau tãng cao nãm ưước lãng cao tốc độ lãng trường kinh tế M ức độ tai nạn ngày tliáin khốc từ dắm đị dến đụng xe khách Bình qn m ỏi lliáng nước có hon 1000 người chêt, bàng sổ’ người chết 10 bão; N hư m ội nãm số người chếi c h o T N G T số người chết 120 ccín bão, hậu quà ciia nãm , ba chiến tranh kéo dài vài năm trẽn th ế giới ngày nuy Nên nói ià thám hoạ quốc gia ihì khỏng phái lời" (Tricii hùi háo 'T a i nạn ^iao iỊiôn\ị d e dơạ s ự p hái ỉriểii bén dãiiỊ’ li ẽii h o T iiố i ir é ngày 22!1212006) Bảng Ihốiig kc 11 Irang vé số người chếl TN O T liàng nãm nước ta (2002 - 2006) Innig nãiii gần đày c h o chúng la Ihấy rõ điéu dó (bàng 0.2) B 0.2 Nãm Sỏ' nguời chếi TNGT (ngưòi/iiam) 2002 12 000 2003 10 727 2004 II 727 2005 10 400 2006 11 400 N hư so với nãm 2005 số người chết T N G T nám 2006 lãng 1000 người theo số liệu thốiiịỉ ko kếi thúc nám 2006, tý lệ số Iiguời chết T N G T tãng trôn 12% so với nám 2005 Đ ể tiếp tục lùi T N ÍiT kiém c h ế giám ihiếu phạrn vi ảnh hướng mức dộ nghiém trọng cú a TNCiT dường vừa qua nuớc la dã ký hiệp dịnh tín dụng với Ngán hàng T h ế giới đ ể hố Ii'ự ihực Dự án ATG T dườiig với so liền lẽn tới 1.73 iriệu USD nhằm lạo sớ vật chất kỷ thuật cho m ột hệ ihống quàn lý A T G T có dú khả nàng thực m ột cách hiệu chiến lược, irương sách biện pháp vể ATCÌT cho giai đoíiỊỊ Irirớr niịti giai doạn liO'p iheo, Nội dung bún Dự án ATCìT nàv cú vấn dổ lỊuan Irọng: - Cái thiện ciiéu phơi \ (.Ịiiiin [ý lồn diện A TG T ditờiig bộ; - X ây dựng khung kiểm irii vìỉ đánh giá T N G T đường bộ; - X ây dựng sờ liệu phàn lích TN G T đưÒTig bộ; - K iếm (ra (hám định ATGT cõng tác kỷ thuặí đưcmg luyẽn hành lang - Khi Iigliicn cứu, xcin XÓI inức ctộ (iii nạn dối lượng thuin giu gày tai nạn Iicn th ế giúi nước tliày ràng niức độ tai nạn đường pliụ tliuộc vào loại phương liện sú dụng Người la rút kếi liiịm ràng, dối với nước sừ dụng phương tiện giao thõng cá nhãn xe m áy xe clạp (.'ùiig nhicLi mức độ T N G T lãng Trẽn hìtiíi l biéu ỉhị mức đỏ tui nan xáy Cit irẽn dirờiig giao thóng N a Uv (sổ bị Ihư ơng/l iriệu người kin) cho iliãỵ tấi cà phưcfng liộn giao ihỏng cá nhãn có tai nạn bị iliirơiig lãng gấp nliicii lán so với phuơiig liệu giao ihỏng còng cộng M ức lai nạii dặc biệt cao đối vói người cli bộ, cli xo ciạp \'à xe gán niáv (tộ Hành khách cùa tàu hoà Hành khách xe điện Hành khách xe bus Người lái xe bus Hành khách cùa taxi Lấi xe taxi Hành khách cùa ơtơ Nguởi lấi ỗtơ Ng;.í!i lái mỏtô Người lái xe máy Đi xe đạp Đi bỗ ỉlin h O.Ị N ếu ta iấy mức dộ nguy lìicm ciia lái ơtỏ 1.0 làm chuẩn m ức độ nguy hiểm cúu loại phương liện giao thông khác so sánh với m ức độ nguy hiểm chuẩn ilieo số liệu Iiưức (N a Uy: 1996: Tliuỵ Đ iên: 1994) quy đổi nliư sau: Hảnịỉ 0.3 Độ nguy íiiếm tương đối bị thương nước khác Độ nguy hiểm cùa lái xe = 1.0 Phương pháp di chuyển Anh Na Uy Đan Mạch Thuỵ Điển Hà Lan Đức Đi bô 4,35 6,65 ,i3 6,07 3,50 7,15 Xe ciạp 3,90 7.7Ó 5,73 5,67 9,50 14.02 20,26 Mõtõ xe máy 8.30 29.94 17,87 197.60 31,25 Lái xe õtô 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1.00 Hiinh khách di ồtổ 0,75 1.94 0.87 1,13 1,50 1.25 Xc buýt 0.25 0.12 i3 0,20 0,13 0.59 Xe diên 0.60 0,87 0,02 0,25 1'ãu hoú 0.05 0.!3 0,02 0,05 Theo 0,04 0,22 số liệu đưa ru cúa V iện Bào vệ sức khoé quốc gia N a Uy từ n ã m 1991-1994 cho lliấy tai nạn chăn ihương dối với I ig i phương tiện khác (xcni bảng 0.4) di di xe dạp, ôtô, xe m áy cao so với B ảng 0.4 Nhóm ỉham gia giao Ihông Tai Iiạn giao thông với tham gia cùa phưcmg tiện giao thơng Cíiêt BỊ thương ghi nhãn Sô'bị thương thực tế Tông sỏ' lai nạn điờrig ổtơ cơng cộng Tịng số tai Bị thương nạn bị khác thương Ngưữicm Ngiròi di 3,75 0,87 1,78 15.53 0.03 2,6 Người xe đạp 1.73 0.78 1.42 9.61 0.22 ls7 Ngi'cJi mổlô xe máy 4.89 1.66 4.61 4,61 0.37 Người lái xe ôtô 0,52 0,20 0.35 0.35 0.13 ^3.1 Hành khách di ÔIÕ 0.39 0,15 0,37 0.37 0,13 :-5.-4 Người iái xe taxi 0,22 0,11 0.19 0,19 0,16 1.81 llàiih khách cùa taxi 0,10 0,07 0,17 0,17 0,16 Người lái xe buýi 0,20 0.09 0,32 0,32 0,07 ),7 Hành khách cùa xe buýt O.IO 0,05 0.21 0,21 0.D7 77 Hành khách cúa tàu hoả 0,10 0,01 0,0 ỉ 0.01 0,0 i l)0 Tổng cộng Tại Ihú dỏ London (A nli) lnện inõi ngày có 450.000 người lưu ihỏng trẽn dườii’ iphơ bầng xe dạp, khiến clio TN O T lảng lên 10% Iiãm 2005 Việt N am , số liệu Uiu iliập cúa Uỷ ban An toàn giao thõng quốc gia iháng niãin 2003 cho thấy sỏ' T N G T lái xc ỏtô chiếm 22.32% irong xe m áy chiũB tt'Ji 69.32% N ghía số tai nạn xe ináy cao gấp iần so với lan nạn gãy d o OIC) sỏ' tai nạn xe m áy gấy chiếm tới hai phần ba tổng s ố T N G T đường bộ! Đ iề j mày cũ n g thậl dễ hiếu biết nước ta có khơng 12 triệu xe mí'y loại m số người điều khiến xe m áy có rấl Iihiểu người klìịng hiểu hết htoặc khỏng châp hành nghiêm chinh luậl lệ giao thõng - Pliân tích n guyên nhân xày 1097 vụ TN G T đườiig nước Ii» vào năm 0 U ý ban an lồn giao ihơng quốc gia rúi tý lệ phần trâm nguyên nhân nh :aui: - Người sử dụng phưctng liện ; 80.22% - Ngưòi (li bộ: 10 4,38% - Xe Ihiốu thiêt bị an toàn: 0.82% - Tầm nhìn hạn chế: 17.32% • Các ngun nhân khác; 6,65% - K hông rõ nguyên nhâii: i3.047o T liự t phán loại nguyên nhân gây T N G T đường bao gồm ; 1- Do người tham gia giao thõng gồm : lái xe (ôtô, m ôtô, x e m áy x e đạp) Iigưừi Và điểu quan tâm đến đối tượng người điều khiến phương liện giao thòng giới 2- Do điểu kiện đường sá bao gổm yếu tố bình đ ổ , irác dọc, trác ngang, láin nhìn (dừng xe, vượt xe) lình trạng m ặt đ n g 3- Do tình trạiTg kỷ thuịu cùa xe cộ như: thiết bị an toàn, hệ thống hãm phanh làm việc khơng tốt, hư hịng đột xuấi, lốp xe q u m ịn khơng bảo đảm độ bám bánh xe với m ặi đường, xe tải niên hạn sử d ụ n g 4- Do ánh hướng cùa điều kiện thiên nhiên, thời tiết khí h ậ u (m u a , gió sương m ù nhiệi clộ ) Nliững nguyên nhãn trẽn, nguyên nhân điều kiện vể đường sá nhiều c ó liên quan đến chất lượng ihiếl k ế xây dựng công tác quản lý irình khai thác dường N hư rõ ràng dể nâng cao an toàn giao thông k hống trách nhiệm cú a Iihừtig quan quán [ý, khai thác dườiig, khơng giải hậu clo TNCìT gãy nguyên Iilìãn irẽn m chù yếu phải có nhũng giải pháp ngăn ngừa Iiliữiig lùi lo gày lừ TN G T cũiig Iihư hạti t h ế lối da Iihữiig lổn ihất người củ a vãi chấỉ xã hội cliắng m ay xảy lai nạn D o đ ó , nhiệm vụ bảo đảm an toàd giao thõng đường licn quan đến nhiều ngànỉi khác như: ngành sản xuất pliươiig tiện xc cộ, ngành bào vệ môi irường, kiến trúc, m ỹ thuật công trình, kỹ thuậi ciiổu khién g ia o ih ỏ n g R iêng đoi với q uan ỈU vấn thiết k ế quản lý khai thác đường v iệc áp dụng ắn tiơu chuẩn kỹ thuật để thìéì k ế cá c đề án xây dựng íuyến liav nâng cấp cải lạo ỉuyến đường có cán thiết phải nghiên cứu, phân tích xem XCI kv lưỡng T N G T xảy quốc ỉộ, tỉnh [ộ liên quan đến điều kiện tlưừng đê' rút kinh nghiệm , nhừng nguyên lắc ihiết k ế trèn quan điểm nâng cao aii íồn xc chạy n ú c t ke khai Ihác đường ơtỏ đường ihành phị trẽn quan điểm an lồn giao thơng vổ inọi plmơng diện (an tồn cho lái xe an íồn cho phương tiện giao thơng, an tồn điéu kiện thời tiết khí hậu đặc biệt an tồn điéu kiện đường sá dược tạo nén bời dề án thiết k ế có chất lượng tốí n h íl) râl nhiều nước ihê giới nehiẽn cứu đc tiêu chuấn an loàn đề đ ánh g iá chất lượng cù a đ án ihict k ế lu y íii luyến cũ khai thác N ội dung chi tiết cùa iiliCtng ngliiẽn cứu nùy đuợc chúiig lối trình bày chư ơng C hương T H I Ế T L Ậ P C H Ế Đ Ộ X E C H Ạ Y T Ừ K H Á N À N G C A M TH Ụ C ilA N G Ư Ờ I L Á I X E V Ề Đ IỂU K IỆ N Đ Ư Ờ N G VÀ Đ IỂU K IỆ N T H IÊ N N H IÊ N 1.1 M Ố I Q U A N H Ệ TƯƠNG H ỗ G IỮ A "LÁI X E - Ơ TƠ - Đ IÍ5 N G - M Ơ I TR ŨNG " TR O N G T H IẾ T K Ế VÀ KHA I TH Á C ĐUỜNG M ột tuyên đưcmg coi ihiếi k ế tơì sau xày dựng xong đưa đường vào khai ihác phái dạl dược m ục dích bàn dãy; - Thực tốl chức nãn g cùa dường vận chuycn lììmg líố hành khách m ội cácli an íồn nhanh ch ó n g ihuận lợi ihoà m ãn nãng lực ihõng hành với lốc độ khai thác cho phép - Tiếi kiệm chi phí vặn tái chi phí khai ihác \'C đường (các phí tổn cho cơng tác tu báo dưỡng Ihườiig xuyên, sửa cliữa vừit sửa chữa lớn) - Báo dám clược tính tlium m ỷ cùa dường Nghĩa lìi dường dược xây dựng phái [à m ột cơng trình kicn trúc, hài liồ với cánh ciiian xung quanh, góp phần tơ điếm [hcm cánh đcp (hiứn nhiên: khồng phá vỡ mốí trường thiOn níiiủn Các m ục tiêu quan trọng trẽn có đạt đưcR; inội cácli dầy dú m ỹ m ãn hay không hồn tồn phụ thuộc vào yếu lị ihiếí k ế liình học m chúng la lựa chọn Đ iểu Iiày đòi hỏi người kỹ sư thiếl k ế cần có kỹ nãng kinh ngliiệm cần thiết địiih M ối quan hệ hữu mục tiêu quaii trọng liên quan đến sáu vấn để cán gUii quyẽì ihiêì kê khai thác đườiig là: chức nâng hoạt động, lính ihẩin m ỹ tính kiiili lế nâng lực thõng liành, an loàn xe chạy, vấn dé mõi trường cúa tuyến dườiig Q liuii liệ m ục tiêu quan irọng troiig iliiẽì kị' yếu lố hìnli học với phần ihiếl k ế iươiig ứiig inội luvến llic hiỌn licn bioLi đổ hình 1.1 cho la thấy mục licu có túc dụng urưng Iiổ niòi liỏn hệ trực liếp gián liếp pliiin ilụrc ihiếi k ế khác dc hìiili ihành mội Uiyến đường Hoạt clộiig ciia người pliuơng liện cli lại (lái xe ịtơ) lìhững nliúti íố áiih hường trực liếp dcn m ục iléu Ljuaii Irọng clc xây dưng m ụi dường M ặi khác 12 Q iivếi địnli Iliièì kê' bổ suiig xe phụ hay khơng cịn phụ thuộc vào lượng xe tải có Iroiig dịng, trị số dộ dốc dọc ihiết k ế G% khoảng cách tầm nhìn Chỉ thièì kẽ xe plìụ leo dốc lưu lượiìg xe chạy theo hai cliicu lứn tầm nhìn bị hạn chế Bicu đ ircii liình 9.23 rõ giới hạn đê’ q uyết định lựa chọn giải pháp xảy dựng ihcin xe phụ đó: V ùng A - Can thiơt phái bổ sung xe phụ Viing B - Phải bố sung xe phụ kJú lám nhìn thực lế bị hạn chế V ùng c - K hông cẩn thict bổ sung thcm xe phụ d o lượiig xe tái lưu lượng xe cliạy iiico hui hưiViig kliỏiig cao G = 3.„6% e 15 in G > 6% ẩ 15 c a c \ » \ A 10 N [xe/h] Q uy trình íhiêì kê đirờiìg ịtơ cùa Việt Nam T C V N 4054-2005 q uy định bố trí Ihcm xe pliụ leo dốc klii độ dớc dọc iý > 4% đối vứi dường hai xe khơng có dải phân cách ỡ diều kiện vưm xc bị hạn chc Đ thời cũ n g quy đ ịnh CỊI Ihể chiều dài đoạn dốc dnc có ij > 4% phái khơng nhỏ h tm 800m , dịng xe có tưu lượns lớii hcni 200 xc/h dịng xc lải khỏng nhó 20 xe/h Đ oạn chuyển tiếp • L) {hình 9.26b) Đối tượng H ình 9.26: Khoảng cách tắm Iiliìii dừng xe n f xe S < L v S > L Bun kính thiếu cùa dường cong đứng Rv^-min cõng thức sau: - Trường hợp A (S < L): q2 R u m n = - (9-33) _ ,0 ỉlV ^ -V h T ) '"rường iu;rp h (S > L): " |G ,-O j Ịg ,-G ,|’ C )iig [hức 9.33 9.34 cho thíiy bán kính tối ihiếu cúa đường cong đứng phụ íhuộc \'ìta lini rilììii dừng xe (S,ị) dươc xác dịnh theo cóng ihức thõng ihưèmg: S s= S ^ + S , (9.35) 'I - o iiị: đ ó : s, - khỗng cácli ứng với ihời gian phàn ứng tâm lý s, = — 1, (9,36) -\6 v i v „ : lõ c c lộ x o k ic b ã i c u h ã m , Ttiííi giaii phán imy lãin lý tr dược chọn 2s cho đường ÔIÔ nhóm A B Sị, - qna dườiig ứ ìg vởi chiều tiìú hãm phanh (brakiiig distance), dãy khác với V, cõng Iliức línli cliicu dùi hãm xe íhict kẽ s,, — -chiều dài hãm " ( f ,± G ) XO Sh d ố i với (lư ờn g d a n g k lu i th c p h ụ th u ộ c v o lự c k é o k h í đ ộ n g h ọ c (F |) họ số bám dọc (| xe giùm tốc độ dirợc xác định theo cơng ihức: 'íroĩiiỉtló: ệ - gia lốc Irọng trưìrĩig g = 9.81 m /s': V V | - lốc đỏ cúa xo lúc' bũt dầu vằ kết ihúc hãin phanh; Ci '■/í - độ dÌK' dọc (lẽn dổc (+) x u ống dốc (-)); Q = nig - irong iượim cù a ÕIỎ kG Hệ sỏ bám dọc f| phụ ihuộc vào lốc độ theo quan hệ nêu trước (xem công thức 9.5 ;úa mục y l) 277 F| lực càn cùa khí dộng học N (9.38) F ,= ,5 y C „ F A ^ ^ ^ Trong đó: y - m ật độ khôngkhú k g/m ^ Q, - hệ số cản động học; F \ - diện tích m ặt cắl ngang lớn cùa ỏtô T h ế cõng thức 9.36 9.37 vào 9.35 ta cơng thức đẩy đú đ ể lính khống cách lầm nhìn dừng x e irên đường khai thác: dV (9,39) '., T rẽn sớ củ a phương trình 9.39, tầm nhìn dừng xe duợ c tính lần lượi với tốc đ ộ khai thác Vg = 60, 70, 80 90 100, 110 120 với độ dốc dọc đường G = ± % C ác kéì q lính ihể biểu đổ hình 9.27 C ác kết q u biểu đ ổ 9.27 d ã nhiéu nước khuyên sừ dụng ba [ý do: - Trong cơng ihức tính khống cách tầm nhìn hãm xe bao gồm cá m ối liên qu an giừu hệ sò' bám dọc tốc độ - T hể dược hiệu quà củ a lực cán k h í động học - Phù hợp với d ị n g xc đại đ a n g lưu lliông Ircn th ế g iớ i nay, C hú ý rầng tính tầm nhìn dừng xe hay vượt xe (th eo sơ đ hình 9.24) nước đ c u c h ọ n c h iề u c a o m ắ t n g i i x e h | = l.O m C h iế u c a o c ù a c h n g n g i v ậ i (d ố i tưtm g) h đ ể tính tầm nhìn dừng xe phụ thuộc vào tốc độ khai thác Vg5 nh sau: B ả n ^ ỉ5 Tốc dộ khai thác Vg^ km/h Chiều cao chướng ngại vật h m 40 ,D0 50 ,0 60 ,0 70 0,05 SO 0,15 90 0.25 10 0,35 110 0,40 12 0.45 H ình 9.27 K hoảng cách hãm xe Sh tính từ cô n g thức 37 bần g c ch lích phân phương Irìnl \''ới = Vị,.;: V | = fj xác dịnh lừ cống thúc 9.5 tỳ số — = ,3 X10^'* Ị^— \ i -y = 1.15 k g /m \ Q , = 0.35 = M m \ Q = 1304kg CuC)i cìing bán kính tối thiếu cú a đường cong đứiig xác định từ khoảng cách lầm n h ìn yêu cầu thoả đáng xuàì phát từ quan diém bảo đảm xe chạy an toàn, liệnngihi thuận lợi 279 Khi thiết k ế dường cong đứng người ta ihường c ố gắng đ ạt tiêu chuẩn an toàn thứ nhất, nghĩa thoả m ãn diều kiện: V g ,< V j + lO km /h (9.40) Trong trường h c ^ khoảng cách tầm n hìn nhỏ chiều dài đưcmg cong s < L vứi trị số bán kính tối thiểu đường cong đứ ng tính với khoảng cách tẩm nhìn dừng x e Ss tầm nhìn vượt x e Sp sở củ a công thức 9.33 Các bán kính đưcmg cong đứng lồi tối thiểu để nghị liên quan đến lầm nhìn dừng xe, m ột nửa tồn tầm n hìn vượt xe trường hợp s < L nẽu Irong báng 9.16 bao gồm ba loại: Loại 1: ihoả m ãn tầm nhìn dừng xe đ ến m ột nửa lầm nhìn vượt xe (Ss - 0,5Sp) Loại 2: lừ nứa tầm n hìn đến tồn tầm nh ìn vượt xe (0,5Sp - Sp) Loại 3: bán kừih đường cong đứng với đù tầm nhìn vượt x e dài tầm nhìn yêu cầu (> Sp) B ản g 9.16 Bán kính đường cong dứng R^V’ Tốc độ thiết kế Vjj, km/h Loại (S s-O S S p ) Loại 0.5Sp, Sp) Loại > Sj„ m 50 1500 60 2500-7800 7800 ^ 30000 > 30000 70 3200-8600 8600 - 35000 >35000 80 4300-10300 10300-40000 > 4P000 90 5700-12200 2200-48000 > 48000 10 7400-13000 3000-52000 > 52000 110 511000 120 £ 15000 T rong bảng 16 bán kính đưcmg cong đứng phụ thuộc vào tốc dộ thiết kế lốc độ khai thác VjỊ, có ảnh hưởng gián liếp thơng qua việc xác đ ịnh tầm nhìn dừng xe hình 9.27 tầm nhìn vượt xe theo bảng 9.17 đay: B ản g 9.17 Vs5 60 70 80 90 10 Tầm nhìn vượi xe s^,, m 475 500 525 575 625 K hi thiết k ế luyến m ới cẩn lựa chọn bán k ính đường cong đứng ứng với loại loại 3, khơng nên áp dụng loại có khả nãng tãng lai nạn vượt xe, lai nạn xung đột đối đẩu vượt xe thường xảy nghiêm trọng (trọng ihưtíiig hay chếi người) Trường h(;íp b (S > L) hình 9.26 Ihucmg có trẽn cá c đườ ng thứ yếu lại vị in' iliay đổi clộ dốc 9.3.3.2 Đường cong đứng lơm ịRs,v)' Tliõna Ihường thiết kẽ bán kính đường cong lõm Rsv không nhỏ m ộl nửa bán kính clirịng cong đứng lồi f!X;' khằc phục lực ly tâm lãng nhanh xe qua đường cong đứng lõm người ta khống chê gia tốc ly tâm khơng VTIỢI q 0,5m/s^ xác dịrih bán kính lối thiểu cửa dường cong dứng lõm Iheo còng thức biết: V,? y? (9.41) R Từ kháo sái Ihực nghiệm châu Âu dã đưa trị sô bán kính đường cong lõm lối ihiéu R.;vn,in đú bảo đảm cự ly chiếu sáng sau: B ảng 9.18 V j km /h R.svmin' ^ ?0 7S0 60 1000 70 125D - 80 1550 90 24 0 100 3800 110 6300 120 8800 Chú ý ràng, trị sơ' bán kính lõm tối thiểu ghi bảng 9.18 đủ để thoả m ãn tám nliìr Irig dường liầm rộng 4,5m cho xe tải cở lớn có chiều cao m nhìn ngit.íi lái xe tới Với bán kính lõm tối thiếu bảo đàm tẩm nhìn an lồr cho tã'( loại xe kích cỡ nhỏ tương ứng vđi lầm nhìn thấp Xác định bán kính lõm tối thiểu theo công thức 9.41 dựa vào tốc độ thiết k ế Chúna ta cần hướng tới xác định irị sổ bán kính lõm tối thiểu theo điều kiện b áo d m xe chạy an tồn (thồ m ãn tiêu chn an íồn I) với tốc độ khai thác Vg5 hai m ứi độ khác nhau, là; Mức I; V g j= V j + lO k m /lic h o đ ổ n th iế t k ế tố t 281 M ức 2: Vg = Vjj + k m ^ cho đồ án chấp nhận B ảng 9 kết so sánh trị số bán kính đường cong lõm tốị th iểu Rvsmin *heo cách tính khác nhau: Báng 9.19 T h e o c ổ n g thức Theo liêu chuán an toàn I V? R v s m in = ^ V^, k m /h V ,5 = V j+ Ỉ^VStnm- V85 = Vd+20 (Ihiếi k ế lốt) m (ỉhiết k ế ch ấp nhạn) m 60 550 70 750 50 400 60 550 70 750 80 1000 70 750 80 í 000 90 1250 80 1000 90 1250 100 1550 90 1250 100 1550 no 1850 100 1550 110 1850 120 2200 110 1850 1}Õ 22(K) I.ÍO 2600 120 22 0 (130) 26no R õ ràng đ ể thoả m ãn yêu cầu tiện nghi an U)àn cho xe chạy bán kính lối thiểu cú a đườ ng co n g đứng lõm dược lựa chọn tính theo tốc độ khai thác Vg phái [ớn Irị sơ' tính th eo tốc độ thiéì kẽ' Vd dù mức đạí thiết kẽ' tốJ hay m ức ch ấ p nh ận Đ ối ch iế u với tiêu chuấn thiết k ế đuờng ôtô TCVN 4054-2005 đưèmg cao tốc T C V N 5729-97 củ a V iệt Nam bàng 9.20 cho thấy trị số bán kính đường cong lõm lối thiếu qu y định lớn trị số iroiig bảng 9.19 bán kính lối thiểu R lõ m giới hạn cùa hai quy trình dểu chọn trị số theo tốc đ ộ thiết kế; B 9.20 120 iOO 80 60 Ri-,n, tối ih iểu T C V N 4054-05 4000 3000 2000 1000 giới h n m T C V N 5769-97 5000 3000 2000 1000 T C V N 4054-05 6000 5000 3000 1500 T C V N 5769-97 6000 4500 3000 1500 T ổ c đ ộ th iế t k ế V j km /h Riòn, Ihỏng th n g , m 282 VỚI bán kính đưịỉng cong lõm giới hạn trên, dựa theo cô n g thức 9.41 tính nịược lại theo tốc độ thiết k ế Ihì trị sổ gia tốc ly tâm (a) giảm đ kể C ụ thể: Vận tốc thiết kế V j, km/h 12 10 80 60 Rlõm tối thiểu giới hạn, m 4000 3000 2000 10 0 ^=— - -^1^" 3.6 'Rmin 0,276 0,256 0.246 0,276 Như ihẽ thuận lợi c h o xe chạy vào dường cong đimg lõm T uy n hiên đườỉig coiig dứng lõm thiết k ế lại trùng với đường cong nằm cẩn thiết phải xem xét lại vấn dc an loàii cho xe ch y theo íiẻu chuẩn khác m ức đ ộ thay dổi đ ộ n goặt C C R lừng dường cong phụ thuộc vào trị số lớn nhỏ góc chuyển hướng, chênh lệch tốc clộ khai ihác AVg, yếu lô' k ế liền (Bới tốc độ thiết k ế không lốc đ ộ lưu ỉhơng irén dưcmg) Đẽ kếí thúc chưcfng này, chúng lõi đưa m ột ví dụ cụ ihể Irèn h ình 9.28 g iú p bạn Jọ c ihuin kháo Đ ày m ột đoạn tuyến thiêì k ế thứ nghiệm nước ngoài: tuyến đường LÚ LÌiieu dài 2!i60m (từ Km O+320 dẽn K m 2+SS0) với đoạn với đ ộ dốc dọc khác Đ oạn dài nluVt có dộ dốc G = 6,4% (hình 9.28a) bán kính nh ị trẽn bình đổ = 60()m Biểu đồ íhẽ' độ thay đổi góc ngoặt CCRjị lớn = 97 gon/km {hình 9.28b) Trẽn biểu đổ tốc độ hình 9.28c thể đườiig tốc đ ộ khai (hác giới hạn cúa xe Vjj, (P asscnger Ciir), dường tốc độ khai thác củ a xe Vg5 dường ỉà tốc độ với suất bảo đảm 15% xe tải V |^ (Truck), Các số liệu có hình 9.28 sử dụng để đánh giá đồ án thiết k ế th eo tiêu clnián an tồn Thièì k ế không gian đưcfng ôtô thể đoạn íuyến theo kích thước ba ch iề u (3D - Ihiee dim ensions) h ìn h chiếu phối cành đường giai đo ạn q u an trọng cuối cùnii đc có thẻ quan sái trực quiin bẳng m thường, phát chinh sửa đoạn luycn Ihict kẽ' khơng thồ m ãn ycu cáu m ậl dặn quang học Piiương pháp đánh giá, phân tích, thiết k ế quang học cho m ột tuyến đường triiih bày dáv đú m ột sách riêng (trước m ắi bạn đọc có th ể ih am k hảo s vãii đé chương 5; "K iểm tra độ phẳng quang học cùa tuyêh clothoid dược iliiõi kò'" ỉrong sách Phương ph p tliiéì k ế n iy ẻ h d o ỉh o id cho đườ ng ôtô củ a lác giả biên soạn NXD xây dựng â'n hành năm 2006) 283 Km 2+880 2+560 2*240 1+920 U600 1+280 0+640 0+32( b) Biểu C C R , H ì n h : T r ắ c d ọ c b in h d ó v ù b iể u ( lổ ló c clộ c tia n iộ l cío ii liiỵ ế n ih iế í k ế i h n g h iệ n (C H L B D cỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO 11] B abcơv V F Đ iẻii kiện dườiií’ aiì tồn giao ihơng (b ả n dịch liếng V iệt N yuyẻn X uân V inh) N X B Khoa học K ỹ Ihuật H N ội, 1984 [2] B abcòv V F A ndrêev o v T hiết k ế đường ÔIÕ (nguyên liếng Nga) NXB ”G TV T" Moscovv 1987 [3| ĐườníỊ ƠIÕ ■ T iêu chuẩn íhiếĩ Ẳ: