Đối với đường cao tốc, đường cong chuyển tiếp cũng vẫn được thiết kế theo dạng clôtôit. Mục đích bố trí và tác dụng của đường cong chuyển tiếp, cũng như cơ sở thiết kế, đặc tính và ý nghĩa của đường cong chuyển tiếp dạng clôtôit đã được phân tích, trình bày ở các chương trước. Do đó khi vận dụng để thiết kế đường cao tốc Hà Nội - Lào Cai kiến nghị thiết kế đường cong chuyển tiếp theo dạng đường clôtôit và các trị số về chiều dài đường cong chuyển tiếp áp dụng theo quy định của TCVN5729-97.
V.3.3. Các yếu tố đường cao tốc trên trắc dọc
V.3.3.1. Độ dốc dọc lớn nhất và chiều dài dốc dọc tối đa:
Như đã phân tích ở các chương trước, việc lựa chọn độ dốc dọc lớn nhất cho phép là một vấn đề kinh tế - kỹ thuật, nhất là trong điều kiện trên đường có nhiều loại xe chạy với khả năng về nhân tố động lực khác nhaụ Vì vậy giá trị độ dốc dọc lớn nhất tương ứng với mỗi cấp đường và chiều dài dốc dọc tối đa theo quy trình của các nước là khá khác nhaụ Đối với đường cao tốc Hà Nội - Lào Cai do có địa hình khá phức tạp và khó khăn vì đi qua cả ba vùng địa hình (đồng bằng, trung du và miền núi) nên để giảm chi phí đầu tư ban đầu kiến nghị sử dụng giá trị độ dốc dọc lớn nhất và chiều dài dốc dọc tối đa theo quy định của TCVN5729-97 cho phù hợp.
V.3.3.2. Bán kính nhỏ nhất và chiều dài tối thiểu của đường cong đứng:
Về cơ sở tính toán giá trị bán kính đường cong đứng lồi và đường cong đứng lõm theo các điều kiện khác nhau thì đã được phân tích khá rõ ở các chương trước. Khi áp dụng vào thiết kế cho đường cao tốc Hà Nội - Lào Cai chủ yếu so sánh để tham khảo một số quy trình của các nước Mỹ, Nhật, Trung Quốc và cho kết quả chênh lệch không đáng kể. Vì vậy kiến nghị áp dụng theo như quy định của TCVN5729-97, tuy nhiên đối với giá trị bán kính đường cong đứng lồi của cấp 100 kiến nghị sử dụng giá trị Rmin = 6500m thay cho giá trị Rmin = 6000m theo như quy định trong TCVN5729-97 nhằm nâng cao tầm nhìn cho lái xe đối với cấp đường 100km/h.
V.3.4. Các yếu tố trên mặt cắt ngang và quy mô mặt cắt ngang của đường cao tốc Hà Nội - Lào Cai Hà Nội - Lào Cai
V.3.4.1. Bề rộng một làn xe và dải an toàn:
Từ những phân tích ở mục IV.2.1.3 và tham khảo một số quy trình của các nước, khi vận dụng thiết kế cho đường cao tốc Hà Nội - Lào Cai kiến nghị lựa chọn cho các đoạn như sau:
+ Đoạn Hà Nội - Việt Trì - Yên Bái: Vtk = 100km/h; - Chiều rộng một làn xe chạy: Blx = 3,75m. - Chiều rộng dải an toàn: Bat = 0,75m. + Đoạn Yên Bái - Lào Cai: Vtk = 80km/h;
- Chiều rộng một làn xe chạy: Blx = 3,75m. - Chiều rộng dải an toàn: Bat = 0,50m.
Do điều kiện địa hình của đoạn Yên Bái - Lào Cai là hoàn toàn thuộc vùng đồi núi có nhiều đoạn phải làm hầm chui hoặc cầu vượt qua thung lũng nên việc mở rộng quy mô mặt cắt ngang là rất khó khăn. Vì vậy dải an toàn của đoạn này kiến nghị chỉ áp dụng là 0,5m chứ không theo kiến nghị của mục (4) của IV.2.1.3.
V.3.4.2. Dải phân cách:
Dải phân cách bao gồm dải giữa và dải an toàn hai bên, về các tính năng và công dụng đã được phân tích ở mục IV.2.1.4 và được kiến nghị đối với Vtk≥ 100km/h thì bề rộng dải phân cách giữa tối thiểu nên bằng 3,0m. Khi vận dụng thiết kế đường Hà Nội - Lào Cai kiến nghị áp dụng cho:
+ Đoạn Hà Nội - Việt Trì - Yên Bái: - Bề rộng dải phân cách giữa là 3,00m. - Bề rộng dải an toàn hai bên là 0,75m. + Đoạn Yên Bái - Lào Cai: do có khó khăn về địa hình như đã nêu nên kiến nghị
- Bề rộng dải phân cách giữa là 1,50m. - Bề rộng dải an toàn hai bên là 0,50m.
V.3.4.3. Phần lề đường:
Phần lề đường bao gồm phần dải an toàn (làn dừng xe khẩn cấp) và phần lề đất, cơ sở tính toán và các yêu cầu, tính năng đã được phân tích ở mục IV.2.1.5. Qua so sánh cho thấy hiện nay các nước trên thế giới vẫn chưa có sự thống nhất về độ rộng vai đường thích hợp, một số quốc gia áp dụng độ rộng khác nhau cho vai đường phía trong
và phía ngoài của đường cao tốc. Vì vậy khi áp dụng cho đường cao tốc Hà Nội - Lào Cai kiến nghị sử dụng theo các trị số trong TCVN5729-97 như ở bảng V.1 và V.2.
V.3.4.4. Độ dốc ngang mặt đường:
Theo phân tích ở mục IV.2.1.6 thì độ dốc ngang mặt đường thường là 2,0%, tuy nhiên có một số nước như Anh, Phần Lan tăng lên 2,5% hay Mỹ, Trung Quốc giảm xuống 1,5%. Do vậy kiến nghị sử dụng độ dốc ngang mặt đường xe chạy của đường cao tốc Hà Nội - Lào Cai là 2% (hoặc bằng isc trong các đoạn đường cong) và độ dốc ngang của làn dừng xe khẩn cấp thường là 4%, khi trên đoạn đường cong có isc > 4% thì độ dốc ngang này phải thiết kế bằng isc đối với dải dừng xe khẩn cấp phía bụng đường cong, còn đối với dải phía lưng đường cong thì phải thiết kế bằng 8,5% - isc. Phần lề trồng cỏ trong mọi trường hợp đều phải thiết kế dốc ra phía ngoài nền đường với độ dốc ngang là 6%.
V.3.5. Nhận xét chung:
Đường cao tốc Hà Nội - Lào Cai là tuyến huyết mạch nối giữa thủ đô Hà Nội với các tỉnh phía bắc như: Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Yên Bái, Lào Cai, ngoài ra nó còn thuộc vào tuyến hành lang đường bộ Côn Minh - Hải Phòng là dự án nằm trong chương trình hợp tác phát triển tiểu vùng sông Mê Kông và hệ thống đường xuyên á. Vì vậy tại hội nghị các nước có chung dòng Mê Kông đã xác định hành lang Côn Minh - Hải Phòng phần địa phận Việt Nam (từ Lào Cai đến Hải Phòng) là tuyến cần được ưu tiên số một.
Về quy mô xây dựng: Tuyến đường cao tốc Hà Nội - Lào Cai được xây dựng theo
tiêu chuẩn đường ô tô cao tốc loại A, tốc độ thiết kế 80 - 100km/h (theo TCVN5729- 97) cụ thể như sau:
+ Đoạn Hà Nội - Việt Trì - Yên Bái: vận tốc thiết kế Vtk = 100km/h. + Đoạn Yên Bái - Lào Cai: vận tốc thiết kế Vtk = 80km/h.
Được phân kỳ đầu tư xây dựng theo 2 giai đoạn:
+ Giai đoạn I (từ năm 2010 đến năm 2030): Đoạn từ Hà Nội đến Yên Bái xây dựng đường cao tốc với quy mô 4 làn xe cơ giới (phương án I: Bn = 27,00m; phương án II: Bn = 25,50m); Đoạn từ Yên Bái đến Lào Cai xây dựng đường “tiền cao tốc” với quy mô hai làn xe cơ giới (xây dựng nền đường đạt quy mô Bn = 24,00m, phần mặt đường công trình hầm, cống thiết kế phù hợp hai làn xe cơ giới với Bn = 13,0m, công trình cầu Bcầu = 11,75m và chưa có dải phân cách giữa).
+ Giai đoạn II (sau năm 2030): Đoạn từ Hà Nội đến Yên Bái mở rộng đường cao tốc với quy mô 6 làn xe cơ giới (phương án I: Bn = 34,50m; phương án II: Bn = 33,00m); Đoạn từ Yên Bái đến Lào Cai mở rộng đường đạt tiêu chuẩn cao tốc với quy mô 4 làn xe cơ giới (xây dựng hoàn thiện với Bn = 24,00m).
Như vậy ở giai đoạn I thì đoạn từ Yên Bái - Lào Cai là chưa được xây dựng hoàn chỉnh theo tiêu chuẩn đường cao tốc (giai đoạn tiền cao tốc) mà thực chất mới chỉ đạt theo cấp 80 theo tiêu chuẩn TCVN4054-98. Do đó có một vấn đề đặt ra là đường cao tốc Hà Nội - Lào Cai thì đoạn Yên Bái - Lào Cai ở giai đoạn I đã được xem là đường cao tốc hay chưa và cơ sở nào để đưa ra giải pháp trong giai đoạn I chỉ xây dựng phần nền đường đạt quy mô Bn = 24,0m còn phần mặt và công trình mới chỉ đạt tiêu chuẩn đường cấp cao Vtk= 80km/h? Để giải quyết được vấn đề này chúng ta cần phải xét theo các mặt sau:
- Về ý nghĩa của con đường: Như đã nói ở trên đường cao tốc Hà Nội - Lào Cai là một
phần của tuyến hành lang đường bộ Côn Minh - Hải Phòng và đã được các nước trong vùng chỉ rõ là cần được ưu tiên đầu tư số một để đảm bảo việc lưu thông trên toàn tuyến hành lang nàỵ
- Về mặt nhu cầu vận tải: Theo kết quả nghiên cứu dự báo về nhu cầu vận tải trên toàn
tuyến của TEDI lập ở bước báo cáo đầu tư xây dựng thì thành phần cũng như lưu lượng giao thông trên các đoạn theo từng thời kỳ được thể hiện trong các bảng sau:
Giai đoạn 2005 -:- 2010:
Loại xe Hà Nội - Việt Trì Việt Trì - Yên Bái Yên Bái - Lào Cai Cao tốc QL 2 Cao tốc QL 2 Cao tốc QL 70
Xe con 6,72% 6,67% 8,40% Xe buýt nhỏ 4,95% 7,60% 10,38% Xe buýt lớn 4,95% 7,60% 10,38% Xe tải nhẹ 3,69% 7,60% 16,53% Xe tải trung 3,69% 7,60% 16,53% Xe tải 3 trục 8,17% 12,07% 20,93% Xe tải nặng 13,67% 16,47% 17,08% Xe khác 4,62% 4,62% 4,62% Giai đoạn 2010 -:- 2020:
Loại xe Hà Nội - Việt Trì Việt Trì - Yên Bái Yên Bái - Lào Cai Cao tốc QL 2 Cao tốc QL 2 Cao tốc QL 70 Xe con 16,75% 6,64% 16,75% 6,83% 16,76% 6,95% Xe buýt nhỏ 13,44% 3,61% 13,43% 3,80% 13,41% 3,89% Xe buýt lớn 13,44% 3,61% 13,43% 3,80% 13,41% 3,89% Xe tải nhẹ 6,66% 5,72% 7,11% 5,97% 8,56% 6,09% Xe tải trung 6,66% 5,72% 7,11% 5,97% 8,56% 6,09% Xe tải 3 trục 6,07% 5,84% 6,51% 5,88% 7,99% 5,94% Xe tải nặng 5,95% 6,60% 8,14% Xe khác 3,34% 3,34% 3,34% 3,34% 3,34% 3,34% Giai đoạn 2020 -:- 2030:
Loại xe Hà Nội - Việt Trì Việt Trì - Yên Bái Yên Bái - Lào Cai Cao tốc QL 2 Cao tốc QL 2 Cao tốc QL 70 Xe con 12,56% 2,65% 16,08% 2,73% 16,09% 2,78% Xe buýt nhỏ 12,09% 1,81% 13,17% 1,90% 13,15% 1,94% Xe buýt lớn 12,09% 1,81% 13,17% 1,90% 13,15% 1,94% Xe tải nhẹ 5,33% 3,43% 6,83% 3,58% 8,21% 3,66% Xe tải trung 6,00% 3,43% 6,83% 3,58% 8,21% 3,66% Xe tải 3 trục 6,07% 3,50% 6,25% 3,53% 7,67% 3,56% Xe tải nặng 5,95% 6,60% 8,14% Xe khác 1,78% 1,78% 1,78% 1,78% 1,78% 1,78% Kết quả dự báo lưu lượng xe trên tuyến quốc lộ và đường cao tốc Hà Nội - Lào Cai
Năm tính
Lưu
lượng Đơn vị tính
Hà Nội - Việt Trì Việt Trì - Yên Bái
Yên Bái - Lào Cai QL2 Cao tốc QL2 Cao tốc QL70 Cao tốc 2005 Tổng số ô tô xe/ng.đêm 7.312 2.976 1.036 Tổng số PCU PCU/ng.đêm 16.315 7.380 4.958
2011 Tổng số ô tô xe/ng.đêm 6.712 10.867 2.071 4.912 1.465 2.181 Tổng số PCU PCU/ng.đêm 17.695 19.684 6.859 9.107 6.911 4.376 2015 Tổng số ô tô xe/ng.đêm 8.385 16.997 2.605 7.674 1.851 3.363 Tổng số PCU PCU/ng.đêm 21.963 29.109 8.512 13.508 8.539 6.460 2020 Tổng số ô tô xe/ng.đêm 11.081 30.929 3.474 13.899 2.482 5.932 Tổng số PCU PCU/ng.đêm 28.791 49.322 11.156 22.871 11.134 10.739 2025 Tổng số ô tô xe/ng.đêm 13.016 44.685 4.102 25.573 2.941 10.566 Tổng số PCU PCU/ng.đêm 34.336 68.564 13.355 39.476 13.360 17.965 2030 Tổng số ô tô xe/ng.đêm 15.296 65.582 4.846 48.457 3.486 16.066 Tổng số PCU PCU/ng.đêm 40.994 97.218 16.041 70.528 19.332 30.909 Từ những số liệu dự báo về nhu cầu vận tải trên các đoạn qua các thời kỳ của đường cao tốc Hà Nội - Lào Cai đơn vị tư vấn TEDI đã lập ra các phương án về quy mô đầu tư của dự án như đã trình bày là hoàn toàn hợp lý.
- Về mặt hiệu quả kinh tế của dự án: Do đặc điểm của đường cao tốc là có giá trị tổng
mức đầu tư khá lớn (khoảng 5triệu USD/km) nên việc phân kỳ đầu tư cho dự án là hết sức quan trọng. Dự án đường cao tốc Hà Nội - Lào Cai giai đoạn I có tổng mức khoảng 770 triệu USD, dự kiến nguồn vốn đầu tư từ các nguồn vốn vay OCR (vốn vay thông thường), nguồn vốn vay ADF (vốn hỗ trợ phát triển chính thức) và vốn đối ứng của chính phủ. Cụ thể là Ngân hàng phát triển Châu á (ADB) cho vay 90% tổng mức đầu tư với vốn vay ưu đãi là là 150triệu USD (lãi suất 1,50%/năm), vốn vay thương mại là 545triệu USD (lãi suất 5,25%/năm), 10% còn lại là vốn đối ứng của chính phủ Việt Nam. Dự án áp dụng phương thức hoàn vốn bằng thu phí với mức phí dự kiến gấp hai
giai đoạn 5 năm, thời gian hoàn trả vốn vay dự kiến khoảng 20năm. Vì vậy việc tính toán các phương án phân kỳ đầu tư để sử dụng nguồn vốn đầu tư (nhất là nguồn vốn đi vay để phát triển kinh tế) cho đạt hiệu quả cao nhất là một yếu tố hàng đầu của dự án.
- Về mặt xã hội: Dự án đường cao tốc Hà Nội - Lào Cai đặc biệt là đoạn Yên Bái - Lào
Cai ở giai đoạn I mới chỉ là đường “tiền cao tốc” ngoài các cơ sở về nguồn vốn, tính cấp thiết, nhu cầu vận tải ... Còn có yếu tố đặc thù riêng của điều kiện nước ta đó là: trong giai đoạn đầu khi đường cao tốc mới được xây dựng (2010 - 2030) cùng với trục đường cao tốc còn có hệ thống đường quốc lộ, tỉnh lộ chạy song song và phải 10 - 15 năm sau mới bị mãn tảị Do đó một phần lưu lượng vận tải có cự ly ngắn sẽ lưu thông chủ yếu trên các quốc lộ, tỉnh lộ này mà không chạy trên đường cao tốc. Mặt khác do giá thu phí trên đường cao tốc là gấp hai lần thông thường nên với những loại hàng không cần thời gian vận chuyển ngắn và để giảm chi phí các lái xe sẽ lựa chọn chạy trên các trục đường quốc lộ, tỉnh lộ.
- Về yếu tố địa hình, dân cư: Đoạn Yên Bái - Lào Cai tuyến đường cao tốc đi qua khu
vực địa hình khá phức tạp, khối lượng nền đường phải xây dựng các công trình gia cố, ổn định ta luy, mái dốc... là khá lớn. Do vậy để giảm chí phí cho việc mở rộng nâng cấp ở giai đoạn II kiến nghị xây dựng nền đường hoàn chỉnh cho đường cao tốc 4 làn xe trên đoạn nàỵ Mặt khác xuất phát từ đặc điểm “tâm lý mặt tiền” ở nước ta cho thấy khi một tuyến đường mới được xây dựng sẽ kéo theo các cơ sở hạ tầng đô thị, các nhà máy, khu công nghiệp nhanh chóng được hình thành và phát triển dọc hai bên đường. Do đó khi thiết kế mới đường cao tốc nên phân chia các cấp đường theo các vùng miền khác nhaụ Về quy mô mặt cắt ngang đường có thể phân kỳ đầu tư theo từng giai đoạn nhưng về bình diện tuyến đường thì nên đưa vào cấp ngay từ đầu để lựa chọn các yếu tố hình học cho phù hợp, tránh lãng phí (nhất là công tác giải phóng mặt bằng) khi mà sau này cần nâng cấp cải tạo đường để đạt đúng tiêu chuẩn đường cao tốc.
V.4. Những tiêu chí cần được thống nhất khi thiết kế và xây dựng
đường ô tô cao tốc ở Việt Nam
Trong những năm vừa qua để phục vụ công cuộc đổi mới của đất nước, phát triển kinh tế - xã hội và hội nhập với khu vực nhiều tuyến đường cao tốc đang được xây dựng hoặc chuẩn bị xây dựng như Cầu Giẽ - Ninh Bình, TP HCM - Trung Lương, Hà Nội - Thái Nguyên, Hà Nội - Lào Cai, Hà Nội - Hải Phòng... Cùng với các dự án đó đã xuất hiện những quan niệm không thống nhất, kể cả những quan niệm không đúng về đường ô tô cao tốc. Điều này có thể dẫn đến việc không những làm tăng giá thành xây
dựng còn ảnh hưởng đến hiệu quả và an toàn khai thác cũng như chi phí quản lý, bảo trì sau nàỵ Trong đề tài này tác giả muốn đề cập một số thông tin liên quan đến khái niệm, các tiêu chí, chuẩn mực cần lưu ý khi thiết kế và xây dựng hệ thống đường ô tô