- Thành phần MLĐ: cỏc tuyến đường thuộc mạng lưới cú cấp hạng khỏc nhau, cú liờn
2.2.1 Khả năng thụng hành (KNTH capacity)
2.2.1.1 Định nghĩa tổng quỏt
KNTH là suất dũng lớn nhất mà người và xe cú thể thụng qua một vị trớ, một đoạn đường của một làn xe hay của một nhúm làn xe trong khoảng thời gian cho trước dưới điều kiện đường, điều kiện giao thụng và tổ chức giao thụng nhất định.
Định nghĩa này đợc hiểu cặn kẽ nh sau:
- Đối tợng xét KNTH là một làn hoặc một nhóm làn mà ngời và xe thông qua một vị trí (điểm) hay một đoạn đờng có điều kiện đồng nhất. KNTH đợc tính cho một loại xe thuần nhất là xe con qui đổi, thứ nguyên là xe con qui đổi trong một giờ (xcqđ/giờ).
- KNTH là suất dòng lớn nhất qui ra giờ mà không phải là lu lợng xe lớn nhất trong một giờ, suất dòng lớn nhất đợc xét trong khoảng thời gian nào đó nhỏ hơn một giờ, thông thờng khoảng thời gian để xác định xuất dòng là 15 phút, riêng ở úc chọn 30 phút. Đây là thời gian vừa đơn giản trong tính toán nhng lại đủ đảm bảo độ chính xác vì dòng xe đạt trạng thái ổn định.
- Suất dòng phục vụ: Là suất dòng lớn nhất theo giờ mà tại đó ngời hoặc xe cộ có thể thông qua của một làn xe hay một nhóm làn xe trong một đơn vị thời gian d ới điều kiện phổ biến về đờng, giao thông và tổ chức giao thông đợc xét tại mức phục vụ ấn định. Nh vậy suất dòng phục vụ đợc xét với khoảng thời gian 15 phút, mỗi loại đối tợng xét có 5 suất dòng phục vụ tơng ứng trong 5 mức phục vụ từ A đến E. ở mức phục vụ E suất dòng phục vụ đồng nghĩa với KNTH và cùng chung một giá trị, ở các mức phục vụ khác là suất dòng phục vụ, còn ở mức phục vụ F không tồn tại khái niệm suất dòng phục vụ. Rõ ràng khái niệm KNTH cũng chỉ tồn tại ở mức phục vụ E và KNTH với mức phục vụ là hai khái niệm luôn đi cùng nhau trong việc nghiên cứu phân tích và đánh giá trạng thái dòng xe.
- KNTH đợc xác định dới một điều kiện nhất định ứng với một chất lợng dòng nhất định, đó là các điều kiện về đờng xá, về giao thông và về tổ chức điều khiển giao thông. Mỹ và các nớc phơng Tây xem xét 2 loại điều kiện: Điều kiện lý tởng để phân tích KNTH lớn nhất (có thể đạt đợc) và điều kiện phổ biến để phân tích KNTH bị thay đổi dới tác động của các yếu tố ảnh hởng. ở Nga và một số nớc Đông âu lại sử dụng nhiều khái niệm hơn ứng với các điều kiện khác nhau: Với điều kiện thuần tuý là mô hình lý thuyết có KNTH lý thuyết, với điều kiện lý tởng có KNTH lớn nhất, với điều kiện thực tế có KNTH thực tế...
Khỏi niệm suất dũng dựng để xỏc định KNTH thực tế bằng cỏch đo, đếm tại hiện trường.
Lưu ý: suất dũng và lưu lượng hoàn toàn khỏc nhau: 15 phỳt đầu 1000xe 15 phỳt tiếp 1200xe 15 phỳt tiếp 2000xe 15 phỳt sau 1000xe
Lưu lượng: 1000+1200+2000+1000=5200xe/h Suất dũng: 2000x4=8000 xe/h
2.2.1.2 Đối tượng nghiờn cứu:
Là đường phố: KNTH của một đoạn đường.
Là nỳt giao thụng: KNTH của nhúm làn (group of lane), hoặc của nhỏnh dẫn (leg approach).
Là một làn chuyờn dụng: làn xe tải, xe buýt, xe tải chuyờn dụng... KNTH của làn xe.
2.2.1.3 Cỏc yếu tố ảnh hưởng:
Cỏc điều kiện đường: cỏc yếu tố hỡnh học, bề rộng phần xe chạy, bỏn kớnh đường cong nằm, dốc dọc...
Cỏc điều kiện về giao thụng: thành phần dũng xe (thường quy đổi về xe con qui đổi - PCU),
Cỏc điều kiện về tổ chức và điều khiển giao thụng.
Cỏc điều kiện về mụi trường: điều kiện thời tiết, mụi trường xó hội...
2.2.1.4 Cỏc phương phỏp tớnh toỏn Quan điểm lý thuyết:
Theo quan điểm của Nga và cỏc nước Đụng õu:
Xõy dựng một mụ hỡnh lý thuyết (mụ hỡnh động học, mụ hỡnh trờn mỏy tớnh, vật lý...). Cỏc điều kiện đề cập trờn đõy được giả thiết => Khỏi niệm KNTH lý thuyết (Plt). Mụ hỡnh động học (đó xem xột trong học phần thiết kờ đường ụtụ)
Quan điểm của HCM 2000 (Highway Capacity Manual): Ở điều kiện lý thuyết KNTH lớn nhất cú thể đạt được (Potential) hay điều kiện chuẩn (Basic Conditions) bao gồm cỏc điều kiện:
Chiều rộng làn đường là 12feet (3.65m), khoảng cỏch từ mộp phần xe chạy đến vật cản phớa lề hoặc giải phõn cỏch là 6feet; tốc độ dũng tự do 60 dặm/h; dũng thuần xe con, địa hỡnh đồng bằng, khụng cú vị trớ cỏc đường giao cắt, khụng quay đầu xe...
Nghiờn cứu, định hướng (cỏc giỏ trị thực tế bao giờ cũng nhỏ hơn giỏ trị lý thuyết), phỏt triển lĩnh vực mụ hỡnh hoỏ tớnh toỏn và mụ hỡnh hoỏ
Trong một số trường hợp cũn dựng làm giỏ trị chặn trờn.
- Điều kiện thực tế lý tưởng - điều kiện mẫu, chuẩn, tốt nhất. => KNTH lớn nhất, lý tưởng (Pmax).
Xỏc định Pmax: theo thực nghiệm, xõy dựng cỏc đoạn đường mẫu (một mẫu ứng với một dạng nhất định):
- Đường 2 chiều 2 làn xe.
- Đường 2 chiều 4 làn xe khụng cú dải phõn cỏch. - Đường 2 chiều 4 làn xe cú phõn dải cỏch.
- Đường 2 làn 6 làn xe. - Đường 8 làn xe...
Cỏc điều kiện đề cập trờn là lý tưởng: dốc dọc id= 0, đảm bảo tầm nhỡn, đường thẳng, bề rộng một làn xe 3.66 (Nga 3.75)m, khoảng cỏch từ mộp phần xe chạy đến vật cản ở lề hoặc giải phõn cỏch (6feet=1.83m)....
Theo HCM điều kiện tớnh toỏn là điều kiện phổ biến:
Xột cho cỏc trường hợp tớnh toỏn cụ thể: số làn, loại đường, mức độ phỏt triển hai bờn đường, chiều rộng lề và tầm nhỡn ngang, tốc độ thiết kế, trắc dọc và trắc ngang, làn phụ, loại xe và phõn bố cỏc làn xe, loại xe (kớch thước) và tớnh cơ động của xe, mức phục vụ, cỏc điều kiện về điều khiển giao thụng...
Cụng thức tớnh toỏn: Pttế = β.Ρmax
- Điều kiện tớnh toỏn tuỳ theo đặc điểm thiết kế của tuyến đường xột thờm cỏc điều kiện khỏc => KNTH tớnh toỏn Ptt:
Ứng dụng:
- Tớnh toỏn số làn xe yờu cầu trong cụng thức: n zNP
ì = N là lưu lượng xe thiết kế, Ptt là KNTH tớnh toỏn:
Theo phương phỏp của Nga lấy P = Pmax (chưa xột cỏc điều kiện của đường thiết kế) Theo phương phỏp của HCM tớnh Ptt theo điều kiện phổ biến như đó trỡnh bày ở phần trờn.
Ở VN: TCVN 4054-98 N là lưu lượng giờ cao điểm, P là Pmax - Điều kiện thực tế => KNTH thực tế Pttế max 1 .P K P n i i tte ∏ = =
Ki là hệ số triết giảm KNTH thành phần do điều kiện thực tế thấp hơn điều kiện chuẩn (bề rộng làn xe 3.0m, 2.75m..., mặt đường khụng phải là BTN, cú đường cong nằm, dốc dọc id <,>0...
Theo phương phỏp của Nga, người ta đó xột đến 15 yếu tố giảm KNTH (n=15). - Xỏc định KNTH trong điều kiện thực tế (Pttế) theo từng đoạn đường cú cỏc yếu tố ảnh hưởng KNTH giống nhau (cụng thức) =>đỏnh giỏ mức độ đảm bảo KNTH (sức chịu tải hay hệ số MĐPV Z), mức độ giảm sỳt KNTH để cú biện phỏp khắc phục, và tổ chức giao thụng. Những nơi khụng đạt Ptt dựa vào cỏc hệ số ki xem xột để cú biện phỏp tăng cường KNTH, tổ chức giao thụng.
P L (km) ttế P tt Cần nâng cao KNTH
Khi ỏp dụng trị số tớnh toỏn Ptt của HCM cần phải tham khảo từng đối tượng đường về cỏc hệ số triết giảm Ki, thường một đối tượng nghiờn cứu HCM đưa ra cỏch tớnh toỏn, cỏc toỏn đồ, cụng thức hiệu chỉnh kốm theo.
Khi thiết kế theo quy trỡnh Việt Nam, việc chọn cỏc hệ số triết giảm cũng phải cõn nhắc, lý luận linh hoạt.
2.2.2 Mức phục vụ (level of service)
2.2.2.1 Định nghĩa:
Mức phục vụ được sử dụng như thước đo chất lượng về điều kiện vận hành của dũng xe và sự tiếp nhận của người điều khiển. Mức phục vụ được được xỏc định thụng qua cỏc yếu tố: tốc độ (v) và thời gian hành trỡnh, mật độ, khả năng vận động tự do, tớnh giỏn đoạn của dũng xe, mức thuận lợi và tiện nghi giao thụng và hệ số sử dụng KNTH.
Mức phục vụ ký hiệu: A, B, C, D, E, F. Tuỳ theo đối tượng mà đỏnh giỏ cỏc chỉ tiờu khỏc nhau:
- Đối với đường: hệ số sử dụng KNTH (Z), mật độ dũng xe (ρ), tốc độ (v). - Đối với nỳt giao thụng dựa vào thời gian chậm xe và hệ số MĐPV z để đỏnh giỏ mức phục vụ. - Z: là hệ số mức độ phục vụ (hệ số chịu tải). P N Z = Z cú thể nhận giỏ trị 0 -:- 1
Z nhỏ: mức phục vụ cao, mật độ xe ớt, khả năng chịu tải dự trữ lớn, tốc độ rất cao => Dựng khi thiết kế đường cấp cao.
Z lớn: mức phục vụ thỏp, mật độ xe nhiều, tốc độ thấp => Dựng khi thiết kế đường cấp thấp.
=> Trong thiết kế đường cần xem xột chọn Z phự hợp với chức năng và điều kiện xõy dựng
Khi thiết kế, tớnh toỏn N là lưu lượng thiết kế, P là KNTH tớnh toỏn. Khi đỏnh giỏ mức phục vụ N là lưu lượng thực tế, P là KNTH thực tế. Mật độ và tốc độ: max ρ ρ ρ= tt ; tdotte v v v=
Trong đú: vttế là vận tốc thực tế; vtdo là vận tốc xe chạy tự do (theo mong muốn)
Mức A:
Lưu lượng dũng ớt, mật độ dũng thấp, xe chạy tự do, cỏc xe khụng bị ảnh hưởng của cỏc xe khỏc khi vận động trong dũng xe, khả năng xảy ra tai nạn và nhiểu dũng dễ dàng bị loại bỏ.
Mức B:
Mật độ dũng xe ở mức cao hơn (vẫn ở mức thấp), xe chạy tự do (theo tốc độ mong muốn) bắt đầu cú hiện tượng bị cản trở, cỏc điều kiện về vật lý và tõm lý của lỏi xe là tốt. Ảnh hưởng của tai nạn và nhiểu dũng dễ dàng bị loại bỏ.
Mức C:
Mật độ dũng xe thấp, sự vận động của xe trong dũng bắt đầu cú cản trở, chuyển làn tương đối khú khăn, dũng ổn định, cỏc tai nạn nhỏ cú thể loại trừ, tuy nhiờn, nếu xảy ra tai nạn cú thể làm giảm chất lượng phục vụ, cú thể hỡnh thành hàng chờ xe ở cỏc điểm tập trung xe.
Mức D:
Mật độ dũng xe trung bỡnh cao, cỏc xe bắt đầu khú vượt, dũng ổn định, tốc độ bắt đầu giảm nếu lưu lượng tăng lờn, khả năng vận động của dũng xe bị hạn chế đỏng kể, ảnh hưởng của tõm lý, vật lý đối với lỏi xe bắt đầu xuất hiện, một nạn nhỏ xảy ra cú thể làm xuất hiện hàng chờ xe, giao thụng bị ngắt.
Mức E:
Mật độ dũng xe cao, cỏc xe rất gần nhau, khụng cú khoảng giản cỏch để xe vượt, chuyển làn, dũng khụng ổn định, đường làm việc ở chế độ KNTH (lưu ý chỉ đến mức phục vụ E mới cú khỏi niệm KNTH). Một sự xỏo trộn trong dũng xe cú thể tạo thành súng và ảnh hưởng đến cỏc luồng xe khỏc, khụng thể trỏnh được sự nhiểu trong dũng xe, tai nạn cú thể làm giỏn đoạn giao thụng.
Mức F: Mật độ rất rất cao, dũng khụng ổn định, tắc xe, tại nạn giao thụng làm giảm KNTH, cú thể xảu ra tắc xe nhiều lần ở cỏc đoạn trộn dũng, nhập dũng.
Khi phõn tớch dự bỏo, đõy là trường hợp dũng thiết kế vượt KNTH tớnh toỏn.
Mức phục vụ thiết kế
Mức phục vụ thiết kế tuỳ theo cấp chức năng của đường phố, loại đường phố: Đường cấp cao thỡ mức phục vụ cao, đường ở khu vực ngoài đụ thị cú mức phục vụ cao hơn trong đụ thị, điều kiện địa hỡnh thuận lợi thỡ mức phục phụ thiết kế cao hơn.
Cỏc yếu tố ảnh hưởng đến mức phục vụ: Mục đớch sử dụng đất ở hai bờn đường, mật độ xõy dựng cỏc cụng trỡnh hai bờn đường, mụi trường, cỏc cụng trỡnh kiến trỳc, di tớch…
Thiết kế mức phục vụ cho cỏc đoạn cú điều kiện giống nhau (theo hướng dẫn của HCM).
Bảng 2-3 Mức phục vụ thiết kế của cỏc cấp đường chức năng
Mức phục vụ theo vựng thiết kế Loại đường Đường ngoài đụ thị
đồng bằng Đường ngoài đụ thị vựng đồi Đường ngoài đụ thị vựng nỳi Khu đụ thị và ven đụ
Đường cao tốc B B C C
Đường trục B B C C
Đường gom C C D D
Đ2.3 NGUYấN TẮC VÀ TRèNH TỰ THIẾT KẾ MẶT CẮT NGANG ĐƯỜNG Đễ THỊ
2.2.1 CƠ SỞ THIẾT KẾ MẶT CẮT NGANG ĐƯỜNG Đễ THỊ ĐƯỜNG Đễ THỊ
1. Căn cứ vào chức năng và nhiệm vụ của tuyến thuộc loại nào trong khung phõn loại
2. Yờu cầu về giao thụng: Lưu lượng xe chạy, mật độ, thành phần, lượng bộ hành và sự phõn bố theo giờ trong ngày trong năm hiện tại và tương lai
3. Cỏc cụng trỡnh trờn đường, yờu cầu chiếu sỏng. 4. Hệ thống cỏc cụng trỡnh ngầm dưới mặt đất: cấp, thoỏt nước, cỏp quang, điện, đường ống húa chất, khớ đốt...
5. Tớnh chất và chiều cao cỏc cụng trỡnh kiến trỳc xõy dựng dọc hai bờn, cỏc yờu cầu đặc biệt về xõy dựng.
6. Điều kiện địa hỡnh địa chất, thủy văn...
2.2.2 NGUYấN TẮC THIẾT KẾ MẶT CẮT NGANG ĐƯỜNG Đễ THỊ NGANG ĐƯỜNG Đễ THỊ
1. Đảm bảo giao thụng an toàn và thụng suốt cho người và xe
2. Phải phự hợp với tớnh chất và cụng dụng của tuyến đường của tuyến đường
3. Phải kết hợp chặt chẽ với điều kiện tự nhiờn và cỏc cụng trỡnh xõy dựng ở hai bờn, đảm bảo hợp lý tỷ lệ chiều cao cụng trỡnh với bề rộng của đường H:B =1:1,5 (2).
4. Phải đảm bảo yờu cầu thoỏt nước, kết hợp tốt với thoỏt nước tũan khu vực.
5. Phỏt huy tối đa tỏc dụng của dải cõy xanh: mỹ quan, mụi trường búng mỏt, an toàn giao thụng.
6. Phải đảm bảo bố trớ được cỏc cụng trỡnh nổi và ngầm.
7. Phải kết hợp chặt chẽ giữa yờu cầu trước mắt và tương lai.
2.2.3 Lựa chọn cỏc hỡnh thức mặt cắt ngang
Tuỳ thuộc loại, cấp đường (loại đường, phố, cấp kỹ thuật), chức năng, điều kiện tự nhiờn: địa hỡnh địa chất và cảnh quan cú thể cú cỏc phương ỏn bố trớ khỏc nhau.
Đồng thời với việc lựa chọn hỡnh thức mặt cắt
ngang là cụng tỏc tổ chức giao thụng (thiết kế mặt
Trỡnh tự thiết kế:
- Sơ bộ xỏc định số làn xe tuỳ theo lưu lượng:
n=ZxPN (N là lưu lượng giờ cao điểm thiết kế, P
là KNTH tối đa của làn xe - phụ thuộc vào điều kiện đường, tổ chức giao thụng, thành phần dũng xe...)
- Thiết kế tổ chức giao thụng: dựa vào lưu lượng xe năm thiết kế, thành phần dũng xe... quyết định cỏc vấn đề liờn quan đến tổ chức xe chạy một hay hai chiều, việc cho phộp đỗ xe bờn đường, tỏch cỏc thành phần xe chạy suốt, xe nội bộ, xe thụ sơ, cấu tạo làn xe buýt dành riờng hay khụng, bố trớ phần bộ hành như thế nào, phõn cỏch cỏc bộ phận bằng vạch sơn hay giải phõn cỏch cố định...
- Đề xuất phương ỏn bố trớ MCN: dựa vào phương ỏn TCGT giai đoạn trước, đề xuất một vài phương ỏn so sỏnh chọn phương ỏn tốt nhất, thoả món nhiều nhất cỏc yờu cầu đối với đường trong thành phố (chức năng của đường, phố)
- Xỏc định bề rộng cỏc thành phần cấu thành mặt cắt ngang và tớnh bề rộng đường.
- Nghiệm toỏn KNTH của phương ỏn chọn, cỏc giải phỏp điều chỉnh: Dựa vào cỏc điều kiện thiết kế để kiểm tra KNTH, cỏc giải phỏp điều chỉnh để tăng KNTH.
- Xột phõn kỳ đầu tư (neu cú). Cỏc lưu ý khi tổ chức giao thụng:
- Phương ỏn tổ chức giao thụng đi chung (xe nội bộ và chạy suốt đi chung hoặc xe thụ sơ và xe cơ giới đi chung) chỉ nờn ỏp dụng khi lượng xe chạy suốt (xe cơ giới) nhỏ, khi lưu lượng lớn nờn xem xột tỏch riờng vỡ xe thụ sơ (xe nội bộ) thường cú tốc độ nhỏ cú thể ảnh hưởng đến xe chạy suốt và ngược lại kộm an toàn. Khi sử dụng cỏch đi chung, cỏc loại xe cú thể tận dụng tối đa diện tớch đường.
- Phương ỏn phõn cỏch cỏc thành phần dũng xe đảm bảo chất lượng khai thỏc tốt, nõng cao KNTH, an toàn, chiếm nhiều đất, chi phớ xõy dựng lớn, trong điều kiện ớt xe sử dụng khụng hiệu quả.
- Lưu lượng xe lớn, bề rộng 4-5 làn xe nờn xem xột phõn chia phần xe chạy