- Thành phần MLĐ: cỏc tuyến đường thuộc mạng lưới cú cấp hạng khỏc nhau, cú liờn
1. Thiết kế đảm bảo yờu cầu kiến trỳc: Ảnh hưởng của chiều cao nhà đối với chiều rộng
4.9.2 Nỳt giao thụng khỏc mức
Khỏi niệm
Nỳt giao thụng khỏc mức là nỳt giao thụng mà cỏc xung đột giao cắt của giao thụng được giải quyết bằng cỏc cụng trỡnh cầu vượt hoặc hầm.
Nỳt giao thụng khụng cú cỏc hướng rẽ gọi là nỳt giao khỏc mức khụng liờn thụng.
Nỳt giao thụng cú cỏc hướng rẽ gọi là nỳt giao thụng liờn thụng và cỏc hướng rẽ này thực hiện trờn cỏc nhỏnh dẫn.
Cỏc điều kiện ỏp dụng
Nỳt giao khỏc mức là nỳt giao cú chất lượng giao thụng rất cao và ngược lại giỏ thành xõy dựng và duy tu lớn đặc biệt là dạng hầm chui, cụng tỏc thi cụng phức tạp. Do vậy cỏc cơ sở để chọn lựa loại hỡnh nỳt giao khỏc mức cú thể xem xột cỏc yếu tố sau:
a. Loại đường giao tại nỳt:
Đối với cỏc cấp đường cú yờu cầu về mức độ cơ động cao (đường cao tốc, đường trục..) việc quy định giao nhau khỏc mức đụi khi là yờu cầu bắt buộc mà khụng cần xem xột cỏc yếu tố tiếp sau đõy.
Tiờu chuẩn VN quy định:
- Giao nhau của đường cao tốc với đường phố chớnh cấp I giao nhau khỏc cao độ.
- Giao nhau của đường phố chớnh cấp I với đường phố chớnh cấp II và đường vận tải khỏc ở một số điểm quan trọng đảm bảo giao thụng liờn tục theo hướng chớnh, giao nhau khỏc cao độ
Giao nhau của đường bộ với đường sắt Tiờu chuẩn VN quy định: - Giao nhau của cỏc đường cao tốc và đường phố chớnh cấp I - Cỏc cấp cũn lại với những nơi cú 8 đoàn tàu đi qua trong 1 h...
b. Lưu lượng giao thụng
Lưu lượng là một lý do định hướng trong việc thiết kế nỳt giao thụng núi chung. Ở sơ đồ chọn loại hỡnh nỳt giao thụng của Lụbanốp chủ yếu là dựa trờn lưu lượng.
Đối với một nỳt giao cú lưu lượng lớn việc đảm bảo khả năng thụng hành, tốc độ khai thỏc đụi khi là một ỏp lực mà đụi khi nỳt giao cựng mức khụng thể đỏp ứng được hoặc là số làn xe của cỏc hướng dẫn vào nỳt yờu cầu rất lớn, trong điều kiện xõy dựng trong đụ thị khụng thể đỏp ứng.
Một lý do nữa liờn quan đến lưu lượng là an toàn trong nỳt khi giao thụng cú lưu lượng lơn, tốc độ cao.
c. Mức độ an toàn
Tai nạn xảy ra trong nỳt giao thụng liờn quan đến rất nhiều yếu tố , tuy nhiờn xung đột là yếu tố cơ bản, đặc biệt là xung đột nguy hiểm (giao cắt). Trong điều kiện lưu lượng lớn (KNTH của nỳt lớn), tốc độ cao cỏc hỡnh thức nỳt giao trước đõy khụng đảm bảo được thỡ
d. Địa hỡnh
Điều kiện địa hỡnh ảnh hưởng đến giỏ thành xõy dựng nỳt, khi đó cú được điều kiện thuận lợi này thỡ việc xõy dựng nỳt giao khỏc mức cú thể đảm bảo được cỏc điều kiện cũn lại.
e. Lợi ớch kinh tế
Như đó trỡnh bày ở trờn lợi ớch kinh tế mang lại là trỏnh được thiệt hại về vật chất và con người, thời gian chậm xe và chất lượng khai thỏc. Khi phõn tớch lựa chọn loại hỡnh nỳt cần cú cỏc phương ỏn và phõn tớch cỏc chỉ tiờu kinh tế - kỹ thuật.
Phõn loại nỳt giao khỏc mức
4.9.2.2 Phõn loại theo liờn hệ giữa cỏc đường giao trong nỳt
Nỳt giao khỏc mức khụng liờn thụng: tại nỳt giao cỏc xe khụng cú nhu cầu chuyển hướng hoặc khụng được phộp thực hiện chuyển hướng.
Nỳt giao khỏc mức liờn thụng: nỳt cú cỏc đường dẫn (nhỏnh nối) liờn hệ cỏc đường giao.
4.9.2.3 Phõn theo cụng trỡnh khỏc cao độ
Cú ba dạng thực hiện: hầm chui, cầu vượt và nửa hầm
Tương ứng với cỏc dạng trờn cũn phõn theo số lượng cụng trỡnh: một, hai cầu vượt Phõn theo số tầng: nỳt hai tầng, ba tầng...
4.9.2.4 Phõn loại theo mức độ giải quyết xung đột giao cắt
Nỳt giao khỏc mức triệt để: khụng cho phộp tồn tại giao cắt.
Nỳt giao khỏc mức khụng hoàn toàn: cho phộp tồn tại giao cắt (thường là nhỏnh nối và đường phụ)
4.9.2.5 Phõn loại theo hỡnh dạng
Hỡnh dạng của nỳt giao thụng khỏc mức thay đổi phụ thuộc chủ yếu vào cấu tạo nhỏnh nối, và sự đa dạng của nhỏnh nối, mỗi nỳt do đặc thự của mỡnh cú một dạng cấu tạo riờng.
Hỡnh 4-13 Nỳt giao khỏc mức ngó tư giữa cỏc tuyến cao tốc Ưu, nhược điểm của một số nỳt khỏc mức (phần tham khảo)
Loại nỳt giao Ưu điểm Nhược điểm
Nỳt giao khỏc mức đơn giản
Cỏc làn ra một làn tiờu chuẩn cao ở phần trước nỳt giao
Cỏc đường vào một làn tiờu chuẩn cao ở phần sau nỳt giao Tiết kiệm trong xõy dựng và sử dụng
Khi tuyến cao tốc khụng bị khống chế, độ dốc của cỏc đoạn rẽ cú tỏc dụng giảm tốc trờn tuyến đi ra và tăng tốc trờn tuyến vào
Tớnh chất đi ra một làn làm đơn giản hoỏ cỏc tớn hiệu cần cú trờn tuyến Khụng cần cỏc làn chuyển tốc đi trờn hoặc dưới Khụng cú đoạn giao trộn trờn tuyến cao tốc Làm giảm KTH trờn cỏc hướng phụ do cú giao thụng rẽ trỏi. Khú đạt được tầm nhỡn thớch hợp tại điểm vào ra đường rẽ, đặc biệt khi cú đường phụ cắt qua tuyến cao tốc.
Cú nhiều điểm xung đột trờn đường phụ do vậy tỷ lệ tai nạn cao => cắm biển bỏo
Khả năng đi nhầm hướng
Giao thụng rẽ trỏi từ tuyến cao tốc phải dừng lại trờn cỏc đường phụ, do vậy cú thể phải cấu tạo làn chờ Ít cú khả năng mở rộng nỳt trong tương lai. Nỳt giao khỏc mức hỡnh thoi phõn tỏch một chiều Nỳt giao khỏc mức hỡnh thoi phõn tỏch hai chiều Nỳt giao khỏc mức dạng Parclo A- 4
Thuận lợi cho giao thụng trờn tuyến cao tốc bằng cỏch bố trớ cỏc điểm ra trước nỳt
Loại bỏ cỏc điểm giao chuyển trộn xe
Dạng đi ra một làn làm đơn giản cỏc tớn hiệu cần cú trờn tuyến Khả năng thụng hành cao
Tất cả cỏc dũng giao thụng đều thụng suốt
Dừng xe cho giao thụng rẽ trỏi chỉ tập trung vào cỏc nhỏnh nối
Chi phớ xõy dựng lớn hơn loại A- 2 hoặc hỡnh thoi
Cần biển bỏo trờn tuyến phụ khi lưu lượng trờn đường chớnh và đường rẽ cao
Nỳt giao khỏc mức dạng Parclo A- 2
Thuận lợi cho giao thụng trờn tuyến cao tốc bằng cỏch bố trớ cỏc điểm ra trước nỳt
Loại bỏ cỏc điểm giao chuyển trộn xe
Dạng đi ra một làn làm đơn giản cỏc tớn hiệu cần cú trờn tuyến Cú thể sử dụng như giai đoạn 1 của Parclo A-4 cho mở rộng sau này với điều kiện cấu trỳc đủ rộng đẻ bố trớ làn bổ sung
Rẽ phải được thay thế bằng rẽ trỏi từ tuyến phụ
Cỏc điểm xung đột trờn tuyến phụ tỏi nhỏnh nối hạn chế KNTH và an toàn
Phải dừng xe trờn tuyến phụ cho rẽ trỏi. Cú thể phải cú làn chờ rẽ trỏi trờn đường phụ
Nỳt giao khỏc mức dạng Parclo B- 4
Loại bỏ cỏc điểm giao chuyển trộn xe
Khụng gõy nhầm hướng
Tất cả cỏc dũng giao thụng đều thụng suốt
Thuận lợi cho giao thụng trờn tuyến cao tốc bằng cỏch bố trớ cỏc điểm ra trước nỳt
Dạng đi ra một làn làm đơn giản cỏc tớn hiệu cần cú trờn tuyến Khụng phải dừng xe trờn nhỏnh nối vào đường giao cắt.
Chỉ một hướng dừng chờ tớn hiệu
Chi phớ xõy dựng lớn hơn Parclo 2 hoặc hỡnh thoi
Cần cú tớn hiệu trong điều kiện đụ thị khi cú lưu lượng giao thụng cao trờn tuyến phụ và rẽ trỏi
Dừng trờn tuyến phụ khi rẽ trỏi Giao thụng tốc độ cao đi ra khỏi tuyến theo vũng cú bỏn kớnh nhỏ
Nỳt giao khỏc mức dạng Parclo B- 2
Loại bỏ cỏc điểm giao chuyển trộn xe
Dạng đi ra một làn làm đơn giản cỏc tớn hiệu cần cú trờn tuyến Tất cả cỏc dũng giao thụng đều thụng suốt
Cú thể sử dụng như giai đoạn 1 của Parclo B-4 cho mở rộng sau này với điều kiện cấu trỳc đủ rộng đẻ bố trớ làn bổ sung
Cỏc điểm xung đột trờn tuyến phụ tại nhỏnh nối hạn chế KNTH và an toàn
Giao thụng rẽ phải từ tuyến cao tốc phải dừng trờn đường phụ Dừng trờn tuyến phụ cho rẽ trỏi cú thể phải cấu tạo làn xe rẽ trỏi Giao thụng tốc độ cao đi ra khỏi tuyến theo vũng cú bỏn kớnh nhỏ
Nỳt giao khỏc mức dạng Parclo A- B
Như Parclo A-2 và B-2 Như Parclo A-2 và B-2
Cú đoạn giao chuyển trộn xe trờn đường giao cắt
Nỳt giao khỏc mức dạng vũng xoay
Dạng này cho một giải phỏp tương đối đơn giản cho cỏc nỳt giao ở vựng ngoài đụ thị cú bốn đường vào nỳt hoặc nhiều hơn mà tốc độ và lưu lượng khụng cao
Chiếm nhiều đất
Đoạn giao chuyển trộn xe hạn chế tốc độ và KNTH
Tớn hiệu rẽ phức tạp trừ khi đường kớnh vũng ngoài đủ lớn để đảm bảo chiều dài thớch hợp của đoạn trộn
Nỳt giao khỏc mức dạng ống loe A
Cho phộp lưu lượng lớn rẽ theo dạng bỏn trực tiếp với tốc độ tương đối cao
Cấu trỳc rẽ riờng Khụng cú đoạn trộn xe
KNTH lớn do giao thụng thụng suốt
Nhỏnh nối vũng cắt qua tuyến giao thụng tốc độ cao
Đ4.10 Thiết kế nhỏnh nối
Phõn loại nhỏnh nối:
a. Phõn theo hướng rẽ:
- Cú hai loại: rẽ trỏi và rẽ phải
b. Phõn loại theo tớnh chất của hành trỡnh rẽ
- Nhỏnh nối trực tiếp: là nhỏnh nối khụng vũng qua cụng trỡnh phõn cỏch cao độ của nhỏnh dẫn, do vậy là loại nhỏnh nối cú hành trỡnh ngắn nhất. Thụng thường nhỏnh rẽ phải thường là nhỏnh nối trực tiếp, cỏc hướng rẽ trỏi ưu tiờn cũng được thiết kế dạng trực tiếp.
- Nhỏnh nối bỏn trực tiếp: là nhỏnh nối vượt qua đường giao chuyển hướng 90o để đến hướng cần rẽ. Kiểu này xe tỏch từ bờn phải và nhập từ bờn trỏi nờn đảo bảo an toàn tốt. - Nhỏnh nối giỏn tiếp: là nhỏnh nối vượt hoặc chui qua đường giao, thực hiện chuyển hướng 270o để đến hướng cần rẽ.
Nhỏnh nối rẽ phải trực tiếp
Đường cong tổ hợp nhiều cung trũn, gúc tỏch và nhập bộ, tốc độ cao 80km/h
Nhỏnh nối rẽ phải trực tiếp
(một hướng tốc độ cao – ngang và hướng kia cú tốc độ bộ) sử dụng khi cỏc cấp đường giao khỏc nhau,
đường cong ngược chiều khụng thuận tiện cho xe chạy.
Nhỏnh nối rẽ phải trực tiếp
Đường cong tổ hợp nhiều đường cong ngược chiều (sử dụng khi điều kiện địa hỡnh hạn chế),
gúc tỏch và nhập bộ, tốc độ thiết kế 60km/h
Nhỏnh nối rẽ trỏi giỏn tiếp Thực hiện rẽ trỏi bằng rẽ phải Tỏch bờn phải, nhập bờn phải nờn an toàn
Phải qua cụng trỡnh phõn cỏch cao độ Chiếm nhiều diện tớch
Vũng xa và bỏn kớnh hạn chế
Nhỏnh nối rẽ trỏi trực tiếp
Tỏch trỏi, nhập trỏi nờn nguy hiểm, tuy nhiờn chiều dài đường rẽ ngắn, khụng cú cầu vượt, sử
dụng khi cú mức ưu tiờn cao, lưu lượng lớn
Nhỏnh nối rẽ trỏi bỏn trực tiếp
Tỏch trỏi, nhập phải, sử dụng nhiều 2 cầu vượt
Nhỏnh nối rẽ trỏi bỏn trực tiếp Tỏch phải, nhập trỏi
Nhỏnh nối rẽ trỏi bỏn trực tiếp Tỏch phải, nhập phải
Nhỏnh nối rẽ trỏi giỏn tiếp.
Sử dụng trong điều kiện hướng rẽ trỏi khụng ưu tiờ, trong nỳt hỡnh xuyến khỏc mức
Cấu tạo nhỏnh nối:
Nhỏnh nối thường cấu tạo từ cỏc đoạn thẳng và đoạn cong, do đặc điểm vận động của xe và yờu cầu trong khõu thiết kế người ta phõn thành 3 đoạn cơ bản:
c. Đoạn vào
Thường cấu tạo đường cong chuyển tiếp, cú thể bắt đầu từ làn xe chạy thẳng hoặc bắt đầu từ làn phụ (làn giảm tốc). Nếu khụng bố trớ chuyển tiếp thỡ đoạn vào nối với tiếp tuyến làn xe chạy thẳng.
d. Đoạn giữa
Cú thể cấu tạo theo nhiều cỏch, tuỳ thuộc địa hỡnh và điều kiện xõy dựng cũng như tốc độ thiết kế của nhỏnh nối, cỏc hỡnh thức thiết kế cú thể là:
- Gồm nhiều đường cong bỏn kớnh khỏc nhau nối với nhau. - Gồm cỏc đoạn thẳng, đoạn cong nối với nhau.
- Gồm chỉ một đoạn cong trũn.
- Hoặc chỉ cú thể là một điểm (khi đoạn đầu và đoạn cuối nối trực tiếp với nhau).
e. Đoạn ra
Là phần nhỏnh nối nhập với đường dẫn, đoạn ra thiết kế tương tự đoạn vào. Chi tiết cấu tạo xem tham khảo quy trỡnh 22TCN 273-01
Cỏc yếu tố thiết kế của nhỏnh nối
4.10.1.2 Tốc độ thiết kế
Tốc độ thiết kế trờn nhỏnh nối phụ thuộc vào tốc độ của đường dẫn vào nỳt, loại nhỏnh dẫn (nhỏnh rẽ trỏi, nhỏnh rẽ phải), điều kiện cụ thể về địa hỡnh, thành phần dũng xe.
Trờn nhỏnh nối thường khụng thiết kế cho xe thụ sơ do vậy tốc độ thiết kế lớn, tuy nhiờn tốc độ thiết kế của nhỏnh nối khụng nờn lớn hơn tốc độ thiết kế trong nỳt. Và khi tốc độ thiết kế lớn diện tớch đất chiếm cũng như giỏ thành của nỳt tăng lờn.
Tốc độ thiết kế nhỏ quỏ thỡ khụng phự hợp với quy mụ của nỳt và điều kiện tỏch, nhập dong khụng tốt. Quy trỡnh 22TCN 273-01 hướng dẫn chọn tốc độ thiết kế trong bảng sau:
Bảng 4-6Tốc độ thiết kế trờn nhỏnh nối
Tốc độ thiết kế trờn đường (km/h) 50 60 70 80 90 100 110 120 Tốc độ thiết kế trờn nhỏnh nối, km/h
Tiờu chuẩn
Tối thiếu 4020 5030 6040 4070 8050 9050 10080 11070 Siờu cao imax= 8%
Bỏn kớnh tối thiểu, m Tiờu chuẩn Tối thiếu 50 12 80 30 120 50 170 50 230 80 300 80 390 120 500 170 Siờu cao imax= 10%
Bỏn kớnh tối thiểu, m Tiờu chuẩn
Tốc độ thiết kế tiờu chuẩn ỏp dụng trong trường hợp thiết kế nhỏnh vũng ngoài, nhỏnh nối trực tiếp (cú cỏc điều kiện để thiết kế tốc độ cao)
Cỏc nỳt giao thụng dạng hoa thị, thường chọn giỏ trị tốc độ thiết kế nhỏ hơn (do nỳt dạng này chiếm nhiều diờn tớch đất hơn)
4.10.1.3 Quy mụ mặt cắt ngang
Quy mụ mặt cắt ngang của nhỏnh nối cú phần xe chạy một chiều hoặc hai chiều.
Cấu tạo gồm cỏc bộ phận: phần xe chạy, lề (dải mộp, lề gia cố, lề đất), phõn cỏch giữa và mở rộng. Kớch thước và cỏch bố trớ tương tự đường ụ tụ.
Hầu hết bề rộng 1 làn nhỏnh dẫn của đường nhiều làn là 3.5 m, đối với nhỏnh nối 1 làn xe, bề rộng làn là 4.75m
a. Thiết kế bỡnh đồ
- Bỏn kớnh tối thiểu là giỏ trị bỏn kớnh của đường cong trũn cơ bản (hoặc trị số bỏn kớnh của đường cong nhỏ nhất sử dụng trong đoạn giữa của nhỏnh nối)
Cụng thức xỏc định ) ( 127 2 min sc tk i V R + = à
Thiết kế nhỏnh nối do điều kiện hạn chế nờn cú thể chọn hệ số lực ngang , isc lớn hơn thụng thường: cỏc giỏ trị đú cú thể là =0.17 và isc=0.07, thậm chớ =0.31 và isc =0.12 (Mỹ)
Trong bản 4.1 của quy trỡnh VN chuyển đổi siờu cao cú thể lấy đến 0.08 hoặc 0.01 - Đường cong chuyển tiếp:
Đường cong chuyển tiếp ngoài yờu cầu chuyển tiếp thuận lợi cho xe từ đoạn thẳng (R=) đến đường cong trũn cơ bản R cũn phải đảm bảo gúc tỏch nhập nhỏ, đảm bảo chiều dài của nhỏnh nối nhỏ nhất, dốc dọc và tầm nhỡn.
b. Thiết kế trắc dọc
Cấu tạo nhỏnh dẫn trờn trắc dọc gồm 3 đoạn: 2 đoạn đầu và cuối là đường cong đứng và đoạn giữa cú độ dốc lớn.
Dốc dọc của nhỏnh nối cần đảm bảo tối thiểu. Giỏ trị độ dốc thiết kế ảnh hưởng đến giỏ thành, diện tớch đất chiếm của nỳt, điều kiện địa hỡnh và ở một số trường hợp là tỉnh khổng của cỏc nhỏnh khỏc.
Thiết kế độ dốc lớn cú cỏc bất lợi sau: khụng đủ tầm nhỡn (tương tự trong thiết kế đường), dễ ựn tắc ở đoạn lờn dốc và dễ sinh tai nạn khi xuống dốc.
Cỏc quy trỡnh nước ngoài quy định độ dốc thiết kế nhỏnh nối ở cỏc bảng dưới đõy Quy trỡnh thiết kế đường Trung Quốc
Bảng 4-7 Quy định về dốc dọc lớn nhất trờn nhỏnh nối theo Trung Quốc
Tốc độ thiết kế nhỏnh nối Vtk (km/h) 80 60 50 ≤ 40
Dốc dọc lớn nhất (%) 4 5 5.5 6
Bảng 4-8 Hướng dẫn chọn dốc dọc trờn nhỏnh nụi theo AASHTO