Với chất lượngkém, xây dựng từ lâu lại bị tàn phá trong hai cuộc chiến tranh giữ nước, không được duy tu bảodưỡng, nâng cấp và chính sách quản lý, chính sách tạo vốn duy trì mạng lưới gi
GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 Đường bộ và mạng lưới đường bộ a) Định nghĩa đường bộ
Đường bộ bao gồm các công trình và trang thiết bị cần thiết để đảm bảo an toàn, êm thuận và kinh tế cho việc lưu thông của xe cộ và người đi bộ.
Đường ô tô là loại đường phục vụ cho tất cả các phương tiện tham gia giao thông, bao gồm cả người đi bộ và xe ô tô Trong các tài liệu quốc tế, loại đường này thường được gọi là đường giao thông công cộng.
+ Đường ô tô khi đi qua vùng trống, ít dân cư và công trình xây dựng gọi là đường ngoài đô thị.
+ Đường ô tô khi đi qua khu dân cư tập trung, nhiều công trình xây dựng gọi là đường đô thị.
Đường ô tô cao tốc là loại đường dành riêng cho xe cơ giới, có dải phân cách để phân chia làn đường cho xe chạy hai chiều Đặc điểm nổi bật của đường cao tốc là không có giao nhau cùng mức với các đường khác, đảm bảo giao thông liên tục và an toàn Đường cao tốc được trang bị đầy đủ thiết bị phục vụ, giúp rút ngắn thời gian hành trình và chỉ cho phép xe ra, vào ở những điểm nhất định.
+ Đường ô tô cao tốc ngoài đô thị
+ Đường ô tô cao tốc đô thị b) Định nghĩa mạng lưới đường bộ
Là tập hợp các con đường bộ có mục tiêu trong một vùng hay một quốc gia tạo nên mạng lưới đường bộ.
Mạng lưới đường bộ kết nối các điểm dân cư và trung tâm văn hóa, chính trị, công nghiệp, nông nghiệp, cùng các trung tâm giao thông như nhà ga, bến cảng, sân bay, phục vụ cho việc di chuyển và vận chuyển hàng hóa, hành khách Để đảm bảo hiệu quả, mạng lưới cần phù hợp với hướng của các dòng giao thông chính, tạo điều kiện cho lưu thông thuận tiện với thời gian và chi phí tối ưu, đồng thời giảm thiểu tác động xấu đến môi trường và đảm bảo chi phí xây dựng hợp lý.
Mức độ phát triển của mạng lưới được đánh giá bằng các chỉ tiêu sau:
1 Mật độ đường trên 1000 km 2 diện tích lãnh thổ
- Các nước phát triển : 250 -:- 1000 km/1000km 2
- Các nước đang phát triển : 100 -:- 250 km/1000km 2
- Các nước chậm phát triển : < 100 km/1000km 2
2 Chiều dài đường trên 1000 dân Được xem là ở mức độ trung bình khi đạt từ 3-:-5 km đường có lớp mặt cấp cao trên 1000 dân
3 Chiều dài đường trên 1 phương tiện giao thông (ôtô)
- Lưới đường được xem như đủ nếu đạt : > 50 m đường / 1 ôtô
- Cần bổ sung : 20-:-30 m đường / 1 ôtô
- Thiếu : < 20 m đường / 1 ôtô c) Tầm quan trọng của mạng lưới đường bộ trong đời sống xã hội
Vận tải là một ngành kinh tế đặc biệt và quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, có chức năng vận chuyển hàng hoá và hành khách Mặc dù không làm tăng giá trị sử dụng của hàng hoá, nhưng vai trò của vận tải rất rõ ràng trong mọi lĩnh vực kinh tế Ngành này cung cấp nguyên liệu và nhiên liệu cho các nhà máy, đồng thời vận chuyển vật liệu xây dựng và máy móc cần thiết cho việc xây lắp Trong quá trình sản xuất, việc vận chuyển giữa các phân xưởng và kho bãi là cần thiết, và cuối cùng, vận tải cũng đảm bảo hàng hoá được phân phối đến tay người tiêu dùng.
Vận tải đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối các trung tâm kinh tế, chính trị, văn hóa và du lịch, cũng như các khu công nghiệp và nông nghiệp, giữa thành phố và nông thôn Nó hỗ trợ sự phát triển toàn diện của nền kinh tế, thúc đẩy sự phát triển xã hội và đảm bảo an ninh quốc phòng.
Hệ thống vận tải bao gồm nhiều hình thức như vận tải thuỷ, hàng không, đường sắt và đường bộ Trong đó, vận tải đường bộ giữ vai trò quan trọng, là lựa chọn chính cho việc trung chuyển hàng hoá và hành khách từ các hình thức vận tải khác Đặc biệt, vận tải đường bộ rất phù hợp cho việc vận chuyển hàng hoá và hành khách ở cự ly vừa và ngắn.
Vận tải đường bộ, đặc biệt là vận tải ô tô, sở hữu nhiều đặc điểm nổi bật Dưới những điều kiện nhất định, những đặc điểm này mang lại nhiều lợi ích và hiệu quả hơn so với các phương thức vận tải khác.
Với tính cơ động và linh hoạt cao, phương tiện này cho phép vận chuyển trực tiếp mà không cần qua các phương tiện trung chuyển Nó có thể được sử dụng kết hợp cho nhiều loại phương tiện vận tải khác nhau.
Đường bộ yêu cầu vốn đầu tư thấp hơn so với đường sắt và có khả năng khắc phục độ dốc lớn, cho phép tiếp cận các khu vực địa hình khó khăn Do đó, ngành vận tải đường bộ đóng vai trò quan trọng về mặt chính trị, quốc phòng và xã hội.
Vận tải đường bộ có tốc độ nhanh, vượt trội hơn so với đường thủy và tương đương với đường sắt Trên các tuyến cao tốc, phương tiện có thể di chuyển với tốc độ trên 100 km/h, cho phép cạnh tranh hiệu quả với hàng không trên các cự ly ngắn.
Cước phí vận chuyển đường bộ thấp hơn nhiều so với hàng không, dẫn đến việc lượng hành khách và hàng hóa chiếm tới 80-90% khối lượng hàng và 60-70% khối lượng vận chuyển Tại Việt Nam, tỷ lệ này là 50% cho hàng hóa và gần 90% cho hành khách.
Vận tải ô tô có nhược điểm lớn nhất là chi phí cao hơn so với vận tải đường sắt, do giá nhiên liệu đắt đỏ, tỷ lệ nhân viên phục vụ cho mỗi tấn-kilomet là cao, và tỷ lệ giữa trọng lượng của phương tiện và trọng lượng hàng hóa cũng lớn.
Tai nạn giao thông đường bộ là một vấn đề nghiêm trọng, gây ô nhiễm môi trường và là nhược điểm lớn so với các hình thức vận tải khác Hàng năm, khoảng 250.000 người trên thế giới thiệt mạng do tai nạn giao thông Tại Việt Nam, trong 8 tháng đầu năm 2006, đã xảy ra 9.977 vụ tai nạn, làm chết 8.462 người và làm bị thương 7.728 người Mặc dù các nước phát triển đã áp dụng nhiều biện pháp hiệu quả để giảm thiểu tai nạn giao thông, tình hình ở các nước đang phát triển vẫn tiếp tục xấu đi.
Ngành công nghiệp chế tạo ô tô đang phát triển mạnh mẽ, với những cải tiến giúp tăng sức chở, giảm tiêu hao nhiên liệu, nâng cao an toàn và giảm thiểu ô nhiễm môi trường Hệ thống đường bộ ngày càng hoàn thiện, góp phần thúc đẩy sự phát triển của hình thức vận tải này Để hiểu rõ hơn về vai trò của vận tải đường bộ, cần phân tích những ưu và nhược điểm của các hình thức vận tải khác so với đường bộ.
KẾT CẤU HẠ TẦNG GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ
2.1 CÁC BỘ PHẬN CỦA ĐƯỜNG BỘ
Tuyến đường là một đường nối giữa các điểm tim đường, nằm giữa nền đường hoặc phần xe chạy Đây là một đường không gian, luôn chuyển hướng để phù hợp với địa hình và thay đổi cao độ theo điều kiện địa lý.
Tuyến đường được thể hiện bằng 3 bản vẽ:
- Bình đồ tuyến đường: Hình chiếu bằng của tuyến đường.
- Trắc dọc tuyến: Có thể hình dung là hình chiếu đứng của tuyến đường khi ta đem duỗi thẳng.
- Trắc ngang tuyến: Hình chiếu của đường thiên nhiên khi cắt vuông góc với tim tuyến đường. a) Bình đồ :
Bình đồ tuyến là hình chiếu bằng thể hiện tuyến đường và địa hình dọc theo tuyến Nó bao gồm ba yếu tố chính: đoạn thẳng, đoạn đường cong tròn và đoạn đường cong có bán kính thay đổi, được gọi là đường cong chuyển tiếp.
Do điều kiện địa hình hạn chế, tuyến đường ô tô thường phải uốn lượn, tạo thành bình đồ với các đoạn thẳng và đoạn cong nối tiếp nhau Vị trí tuyến đường được xác định trên bình đồ cao độ của mặt đất tự nhiên thông qua các đường đồng mức và các yếu tố liên quan.
Hình 1.1 Các yếu tố tuyến trên bình đồ
- Điểm xuất phát và góc định hướng đầu tiên 0;
- Các điểm chuyển hướng Đ1, Đ2, Đ3, (gọi là các đỉnh đường cong);
- Các góc chuyển hướng 1, 2, 3, … tại các đỉnh;
- Chiều dài các đoạn thẳng;
- Các yếu tố của đường cong (đường cong tròn và đường cong có bán kính thay đổi);
Khi thực hiện cắm tuyến trên thực địa, tất cả các yếu tố cần thiết được đánh dấu bằng các cọc, bao gồm cọc đánh dấu lý trình (cọc Km, cọc 100m ký hiệu là cọc H), cọc địa hình tại những vị trí có sự thay đổi địa hình, cọc tại vị trí bố trí công trình và các cọc chi tiết khác.
Bình đồ đường là bản vẽ thể hiện hình chiếu bằng toàn bộ công trình đường. b) Trắc dọc
Trắc dọc tuyến đường thể hiện diễn biến thay đổi cao độ thiên nhiên và cao độ thiết kế của tuyến đường dọc theo tim đường
Trắc dọc được vẽ với tỷ lệ chiều dài từ 1/500 đến 1/5000, trong đó tỷ lệ đứng gấp 10 lần tỷ lệ dài Đường đen thể hiện diễn biến cao độ mặt đất tự nhiên, trong khi đường đỏ thể hiện diễn biến cao độ thiết kế Vị trí tuyến đường trên trắc dọc được xác định qua đường đỏ thiết kế Tại các chỗ đổi dốc, đường đỏ cần được thiết kế nối dốc bằng các đường cong đứng lồi hoặc lõm, có hình dạng đường tròn hoặc parabol.
Hình 1.2 Một đoạn trắc dọc thiết kế Đường đỏ xác định nhờ các yếu tố:
+ Cao độ đường đỏ tại điểm đầu tuyến.
+ Độ dốc dọc % (id) và chiều dài các đoạn dốc.
+ Đường cong đứng chỗ đổi dốc với các yếu tố của nó.
Dựa vào đường đỏ trắc dọc, có thể xác định cao độ thiết kế cho các điểm trên tuyến đường Sự chênh lệch giữa cao độ đỏ và cao độ đen thể hiện cao độ thi công, cụ thể là cao độ đào đắp tại tim các cọc.
Trắc ngang là hình chiếu các yếu tố của đường khi cắt vuông góc với tim đường ở mỗi điểm trên tuyến (ở vị trí các cọc).
Trên trắc ngang, các cao độ của địa hình thiên nhiên cũng được thể hiện bằng màu đen, các yếu tố thiết kế được thể hiện bằng màu đỏ.
Các bộ phận của đường như trình bày ở phần 1.2.2
Chiều rộng mặt đuờng Lề đuờng gia cè lÒ ®uêng KÕt cÊu gia cè lÒ
Cao độ thiết kế tim đuờng
Km4+700 lề đất Đuờng thiê n nhiê n i n (%) i ® (%) i gcl (%) i n (%) i gcl (%) i ® (%) h 7
Ta luy đà o ( +) 1/n Kết cấu mặt đuờng
Thiết kế đường đóng vai trò quan trọng trong việc xác định các yếu tố trên bình đồ, trắc dọc và trắc ngang, đồng thời phối hợp chúng để đảm bảo an toàn, tiện lợi và kinh tế cho việc di chuyển.
2.1.2 Các bộ phận của đường
Mặt đường, hay còn gọi là áo đường, là phần nền đường được gia cố bằng một hoặc nhiều lớp kết cấu nhằm đảm bảo an toàn và êm thuận cho phương tiện và người đi bộ.
Hình 1.4 Trắc ngang đường cấp cao.
- Phần xe chạy dành cho giao thông cơ giới: Bộ phận mặt đường dành cho các phương tiện giao thông cơ giới đi lại
Phần xe chạy dành cho giao thông địa phương là bộ phận mặt đường phục vụ nhu cầu di chuyển của các phương tiện giao thông trong cự ly ngắn trước khi vào đường chính Nó cũng đóng vai trò là đường gom, giúp kiểm soát việc xe cơ giới vào và ra khỏi đường chính có tốc độ cao tại những vị trí nhất định.
- Làn xe: là một phần của phần đường xe chạy được chia theo chiều dọc của đường, có bề rộng đủ cho xe chạy an toàn.
Làn xe đặc biệt được thiết kế để phục vụ cho các mục đích cụ thể, bao gồm làn chuyển tốc, làn leo dốc, làn vượt xe, làn tránh xe và làn dự trữ.
Làn đỗ xe khẩn cấp là khu vực được thiết kế gần mép đường chính trên các tuyến cao tốc, nhằm phục vụ cho việc dừng xe hoặc đỗ xe trong các tình huống khẩn cấp.
Dải phân cách giữa là phần đường không cho xe chạy, được đặt ở giữa tuyến đường và bố trí theo chiều dọc, nhằm phân chia hai làn xe cơ giới chạy ngược chiều Thông thường, dải phân cách giữa chỉ được sử dụng trên các tuyến đường có từ 4 làn xe trở lên.
Dải phân cách bên là dải đường không cho phép xe cộ lưu thông, được đặt ở mép phần đường dành cho xe cơ giới Nó được bố trí theo chiều dọc của đường nhằm phân cách các loại hình giao thông khác nhau.
Dải an toàn là dải hình băng được đặt ở mép dải phân cách, được bố trí theo chiều dọc của đường, nhằm đảm bảo rằng xe không va chạm với dải phân cách, từ đó tăng cường an toàn giao thông.
Dải định hướng là vạch sơn kẻ liền màu trắng hoặc vàng, được bố trí sát mép mặt đường trên các tuyến đường có tốc độ cao Chức năng của dải này là dẫn hướng và đảm bảo an toàn cho các phương tiện khi di chuyển.
- Dải cây xanh: Dải đất trồng cây xanh trong phạm vi chiếm đất của đường.
PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ
3.1 Các khái niệm về giao thông đường ô tô a) Các đối tượng tham gia giao thông trên đường bộ
Xe cơ giới là đối tượng chính phục vụ cho hệ thống đường bộ, vì vậy người thiết kế đường cần nắm rõ thông tin về các loại xe để đáp ứng nhu cầu của chúng Trên đường cao tốc, chỉ có ô tô và mô tô được phép lưu thông, trong khi đó, theo quy định hiện hành, trên đường ô tô, tất cả các phương tiện giao thông như ô tô, xe máy, xe đạp và người đi bộ (trừ xe bánh xích) đều được phép tham gia giao thông.
Người đi bộ: Người đi lại trên đường không dùng các phương tiện nào khác.
Xe đạp là phương tiện vận tải có từ hai bánh xe trở lên, hoạt động nhờ sức người ngồi hoặc đứng trên xe Các loại xe chuyên dụng cho người tàn tật cũng được xếp vào danh mục xe đạp.
Xe đạp thồ là loại xe đạp được thiết kế để chở hàng hóa, với giá đèo hàng hoặc có thể chằng buộc các vật cồng kềnh như sọt, bao tải, thùng phi, bàn ghế, tủ, và nhiều đồ vật khác.
Xe đạp là phương tiện giao thông tiết kiệm và thân thiện với môi trường Tuy nhiên, sự gia tăng số lượng xe đạp có thể gây cản trở giao thông và dẫn đến nhiều vụ tai nạn.
Xe máy: Bao gồm xe gắn máy và mô tô
Xe gắn máy là phương tiện vận tải có hai hoặc ba bánh, được trang bị động cơ với dung tích làm việc dưới 50cm³ Khi động cơ tắt, người sử dụng vẫn có thể đạp xe để di chuyển.
Mô tô, hay còn gọi là xe máy, là phương tiện giao thông có hai hoặc ba bánh, hoạt động bằng động cơ có dung tích trên 50cm³ và trọng lượng toàn bộ không vượt quá 450kg (không tính người và hàng hóa).
Xe máy là phương tiện giao thông linh hoạt với giá mua hợp lý và chi phí đi lại thấp, ngày càng phát triển và dần thay thế xe đạp Tuy nhiên, xe máy cũng là nguyên nhân gây ra nhiều tai nạn giao thông đường bộ.
Xe ô tô là đối tượng chính trong nghiên cứu thiết kế đường, do chúng được sản xuất bởi nhiều hãng ở các quốc gia khác nhau và lưu thông toàn cầu Để đảm bảo tính đồng nhất về kích thước và trọng tải, Công ước về giao thông 1, ký ngày 19/9/1949 tại Geneva, Thụy Sỹ, đã đưa ra các nguyên tắc cơ bản, đồng thời cho phép các quốc gia quy định riêng trong khuôn khổ của Công ước.
Bảng 1.4 Kích thước của xe theo Công ước Geneva-1949[21].
Kích thước và loại xe Quy định
Tính bằng mét Tính bằng feet
- Xe tải nhẹ hai trục
- Xe con, xe khách hai trục
1 Convention on Road Traffic - Geneva, 19 September 1949
- Xe tải, xe khách ≥ ba trục
- Xe tải, xe khách nối ghép
Theo điều lệ báo hiệu đường bộ ở nước ta, có thể định nghĩa các loại xe ô tô sau:
Ôtô con là loại xe chở người với số chỗ ngồi tối đa là 10, bao gồm cả tài xế, và xe chở hàng có trọng tải không vượt quá 1,5 tấn Loại ôtô này cũng bao gồm các phương tiện có cấu trúc giống như môtô, nhưng có trọng lượng bản thân từ 450 kg trở lên và trọng tải tối đa là 1,5 tấn.
- Ôtô tải: là ôtô chở hàng hoặc thiết bị chuyên dùng có trọng tải từ 1,5tấn trở lên.
- Ôtô khách: là ôtô chở người với số chỗ ngồi lớn hơn 10 chỗ, ôtô khách bao gồm cả xe buýt.
Xe buýt là ôtô khách có số chỗ ngồi ít hơn số người được chở.
Ôtô sơ-mi rơ-moóc là loại xe cơ giới chuyên chở hàng hóa hoặc chở người, trong đó thùng xe và đầu kéo được nối với nhau bằng một hoặc nhiều khớp quay Thùng xe truyền một phần trọng lượng lên đầu kéo, trong khi đầu kéo không có bộ phận chở hàng hóa hoặc chở người, mà được thiết kế để kết nối với sơ-mi rơ-moóc.
- Ôtô kéo moóc: là ôtô đầu kéo hoặc ôtô sơ-mi rơ-moóc được móc nối với một hoặc hai moóc.
Xe thiết kế là loại xe phổ biến trong việc tính toán các yếu tố của đường, và được kiểm toán để đảm bảo đáp ứng yêu cầu cho các loại xe lớn hơn, mặc dù chúng ít được sử dụng hơn.
1 Xe thiết kế theo tiêu chuẩn Việt Nam:
Theo tiêu chuẩn thiết kế đường của Việt Nam [1,2] các kích thước của xe thiết kế được quy định trong bảng 1.5.
Bảng 1.5 Các kích thước của xe thiết kế (m)
Khoảng cách giữa các trục xe
Xe thiết kế của nước ta rất gần với xe thiết kế của Nhật và Trung Quốc.
Xe có kích thước vượt quá quy định trong bảng 1.5 được coi là xe quá khổ và không được lưu thông bình thường trên đường Chỉ sau khi có sự cho phép của cơ quan quản lý đường, xe mới được phép lưu thông theo chế độ riêng Để thiết kế nền và mặt đường, cần tính toán tải trọng trục tiêu.
Các loại phương tiện khác
Trong thành phố, có nhiều loại phương tiện như xe lam, bông sen và xích lô, trong khi khu vực ngoại ô lại xuất hiện các loại máy nông nghiệp và xe súc vật kéo Những phương tiện này gây cản trở cho giao thông, dẫn đến nhiều tai nạn và bị cấm lưu thông trên các tuyến đường cao tốc Tốc độ xe cũng là một yếu tố quan trọng cần được chú ý.
Tốc độ là một khái niệm quan trọng trong thiết kế yếu tố hình học đường và nghiên cứu về giao thông, cũng như an toàn giao thông đường ô tô.
Tốc độ xe thường được tính bằng km/h (V) hoặc m/s (v)
Tốc độ xe thiết kế (V TK )
Tốc độ thiết kế là tốc độ được dùng để tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của đường trong trường hợp khó khăn
Tốc độ xe chạy thiết kế là tốc độ tối ưu của ô tô khi không bị cản trở trong điều kiện xấu nhất Trong thực tế, người lái có thể điều chỉnh tốc độ cao hơn hoặc thấp hơn tùy thuộc vào tình hình đường xá và giao thông, nhằm đảm bảo an toàn và thuận lợi trong quá trình di chuyển.