Vị trí nút giao An Phú là giao lộ kết nối giữa đại lộ Mai Chí Thọ là tuyến trục chính theo hướng đông-tây của Tp.Hồ Chí Minh qua hầm vượt sông Sài Gòn và tuyến đường cao tốc Tp.Hồ Chí Mi
TỔNG QUAN VỀ NÚT GIAO AN PHÚ - QUẬN 2, TP.HCM
GIỚI THIỆU NÚT GIAO THÔNG AN PHÚ - QUẬN 2, TP HCM
Dự án Cao tốc TP.HCM – Long Thành – Dầu Giây đã hoàn thiện giai đoạn 1 với 4 làn xe từ An Phú đến đường Vành Đai 2 Nút giao giữa cao tốc và Vành Đai 2 đã đi vào hoạt động, dẫn đến lưu lượng xe tại khu vực An Phú tăng cao, làm giảm an toàn giao thông và khả năng thông hành Do đó, cần thiết phải nghiên cứu để tách riêng các dòng xe có lưu lượng giao thông lớn nhằm nâng cao an toàn và khả năng thông hành tại nút giao này.
Giai đoạn 1 của dự án đường Cao tốc TP.HCM-LT-DG đã hoàn thành và đưa vào sử dụng, thúc đẩy sự phát triển của các khu quy hoạch hai bên tuyến đường Do đó, việc xác định phạm vi xây dựng cho các dự án nhằm đảm bảo quỹ đất cho đường Cao tốc là cần thiết Nghiên cứu và hoàn thiện dự án nút giao An Phú là điều kiện quan trọng để xác định phạm vi giải phóng mặt bằng và chỉ giới xây dựng cho các khu quy hoạch lân cận.
Việc xây dựng nút giao An Phú không chỉ phù hợp với chủ trương của thành phố Hồ Chí Minh mà còn góp phần quan trọng vào việc giảm ùn tắc giao thông, như đã nêu trong quyết định số 25/2011/QĐ-UBND ngày 14/5/2011 Quyết định này liên quan đến kế hoạch thực hiện Nghị quyết Đại hội Đảng bộ thành phố Hồ Chí Minh lần thứ IX, nhằm thực hiện Chương trình Giảm ùn tắc giao thông đến năm 2020.
Hình 1.1: Tổng quan về nút giao An Phú
Nút giao An Phú nằm trên vị trí chiến lƣợc cực kì quan trọng là điểm khỏi đầu trong tuyến Cao tốc Long Thành - Dầu Giây
Nút Giao An Phú nằm tại giao điểm của các tuyến đường Lương Định Của và Mai Chí Thọ, kết nối với đường dẫn vào Cảng Cát Lái qua tỉnh lộ 25 Cũ (Nguyễn Thị Định) Vị trí chiến lược của nút giao này cho thấy tầm quan trọng trong mạng lưới giao thông khu vực Đánh giá hiện trạng các tuyến đường kết nối từ nút giao An Phú sẽ cung cấp cái nhìn chính xác về tình hình giao thông, từ đó làm cơ sở cho việc phân tích các loại hình giao thông phổ biến tại đây.
Hình 1.2: Mạng lưới các tuyến đường qua nút giao An Phú.
GIỚI THIỆU MẠNG LƯỚI TUYẾN ĐƯỜNG QUA NÚT GIAO AN PHÚ.6
Cụm nút giao An Phú bao gồm nút giao giữa đường Mai Chí Thọ (trục Đông - Tây) và đường Lương Định Của, cùng với nút giao Mai Chí Thọ và đường Đồng Văn Cống.
Nút giao Lương Định Của hiện nay là một ngã tư kết nối các tuyến đường quan trọng, bao gồm đường Lương Định Của, Mai Chí Thọ (trục Đông - Tây), đường cao tốc TP HCM – Long Thành – Giầu Dây và Nguyễn Thị Định.
Nút giao Đồng Văn Cống hiện tại là nút giao bằng ngã ba với các nhánh kết nối là đường Mai Chí Thọ và Đường Đồng Văn Cống
1.2.1 Đường đường cao tốc TP.HCM – Long Thành - Dầu Giây
Bảng 1.1: 8 làn xe cơ giới tổng bề rộng nền là 36m
STT Hạng mục Kích thước (m)
Tổng chiều rộng của đường cao tốc Long Thành - Dầu Giây là 36.0 m, bắt đầu từ nút giao An Phú tại đại lộ Mai Chí Thọ, Quận 2, với tổng chiều dài 55,7 km Đoạn An Phú – Vành đai II dài 4 km, thiết kế theo tiêu chuẩn đường đô thị với tốc độ thiết kế 80 km/h, quy mô giai đoạn 1 gồm bốn làn xe, chiều rộng nền đường 26,5 m, mặt đường 2×7,5 m và làn dừng khẩn cấp 2×3 m Đoạn Vành đai II – Long Thành – Dầu Giây được thiết kế theo tiêu chuẩn đường cao tốc loại A TCVN 5729-97, với vận tốc thiết kế 120 km/h (cầu Long Thành có tốc độ thiết kế 100 km/h), quy mô giai đoạn 1 cũng gồm bốn làn xe, chiều rộng nền đường 27,5 m, mặt đường 2×7,5 m và làn dừng khẩn cấp 2×3 m.
Cao tốc Long Thành - Dầu Giây, đoạn từ đường vành đai II đến nút giao An Phú, được thiết kế với một làn cho mỗi chiều dành cho xe máy, tách biệt với làn xe tốc độ cao bằng rào chắn cố định Sự phân tách này đảm bảo an toàn cho các phương tiện di chuyển với tốc độ khác nhau, giúp duy trì công năng của toàn tuyến.
1.2.2 Mai Chí Thọ (Trục Đông – Tây)
Bảng 1.2: 6 làn xe cơ giới và 6 làn xe hỗn hợp
STT Hạng mục Kích thước (m)
2 Phần đường xe hỗn hợp 2x(3+3.5+6) = 25.0
Đường Mai Chí Thọ (Trục Đông – Tây) là tuyến đường quan trọng tại trung tâm thành phố Hồ Chí Minh, được nâng cấp nhằm giảm ùn tắc giao thông cho cầu Sài Gòn và các trục đường chính Tuyến đại lộ này kéo dài 21,9 km từ quốc lộ 1A huyện Bình Chánh đến hầm vượt sông Sài Gòn, kết nối với Xa Lộ Hà Nội tại ngã ba Cát Lái quận 2 Đường được thiết kế với 6 làn đường cho xe tải trọng nặng và 6 làn xe hỗn hợp, cùng với các giải phân cách, dải an toàn và vỉa hè rộng rãi Tốc độ cho phép cho xe tải trọng nặng là `km/h và cho xe máy là 50 km/h Tuyến đường đi qua các quận 1, 2, 5, 6, 8, Bình Tân và huyện Bình Chánh, tạo thành trục giao thông chính kết nối Đông Bắc – Tây Nam thành phố, đồng thời thuận lợi cho việc di chuyển đến cảng Sài Gòn và các tỉnh miền Tây.
Hình 1.4: Giao thông tuyến Mai Chí Thọ ( Đại Lộ Đông – Tây)
Hình 1.5 :Tuyến Mai Chí Thọ lên Cao tốc Long Thành - Dầu Giây
Tổ chức giao thông trên tuyến đường Mai Chí Thọ được thực hiện hiệu quả với hệ thống biển báo chỉ dẫn rõ ràng, vạch kẻ sơn đường có độ phản quang tốt, và giải phân cách cứng Những yếu tố này giúp tách biệt dòng phương tiện giao thông tốc độ cao và dòng xe hỗn hợp tốc độ thấp, từ đó nâng cao độ an toàn cho người tham gia giao thông.
Theo quyết định 24/QĐ-TTG ngày 06/01/2010 của thủ tướng chính phủ về điều chỉnh quy hoạch xây dựng TP.HCM đến 2025 và dự án nâng cấp mở rộng Đường
Lương Định Của thì quy mô đường Lương Đình Của là 30m
STT Hạng mục Kích thước (m)
2 Phần đường xe hỗn hợp 2x3.0 = 6.0
Hình 1.6: Đường Lương Định Của
Đến năm 2020, Lương Định Của sẽ được quy hoạch thành tuyến đường trục chính cho Quận 2 với mặt cắt ngang 30m, hiện tại chỉ có mặt cắt ngang 8m, không đáp ứng nhu cầu giao thông cao điểm Tình trạng ùn tắc kéo dài vào các giờ cao điểm và hệ thống thoát nước kém thiết kế dẫn đến ngập nước vào mùa mưa và bụi bặm vào mùa khô Theo Sở GTVT TP.HCM, Lương Định Của là tuyến đường quan trọng, kết nối đại lộ Đông Tây và Cầu Thủ Thiêm vào trung tâm thành phố Sau khi hoàn thành, cầu Sông Tranh và đường Lương Định Của sẽ kết nối các dòng xe từ trung tâm TP.HCM qua cầu Thủ Thiêm 1, 2, nút giao Mai Chí Thọ và cao tốc TP.HCM – Long Thành – Dầu Giây Tương lai, Lương Định Của sẽ trở thành tuyến huyết mạch của Quận 2.
Theo quy hoạch quận 2 đến năm 2020 quy mô của đường Nguyễn Thị Định là 30m
(mặt đường 18m, vỉa hè mỗi bên là 6m)
Đường Nguyễn Thị Định là tuyến giao thông quan trọng kết nối nút giao An Phú quận 2 với Phà Cát Lái, đóng vai trò huyết mạch trong việc vận chuyển hàng hóa từ phía Đông vào cảng Cát Lái qua Cao tốc Long Thành – Dầu Giây Tuy nhiên, lưu lượng giao thông ngày càng tăng đã dẫn đến tình trạng tắc nghẽn Để cải thiện tình hình, Thành phố Hồ Chí Minh đã đề xuất nâng cấp mở rộng đoạn đường từ Nút giao An Phú đến Giao Lộ Đồng Văn Cống lên 30m (mặt đường 18m, vỉa hè 2 bên mỗi bên 6m) và đoạn từ Đồng Văn Cống đến Phà Cát Lái mở rộng 70-77m Hiện tại, cầu vượt tại nút giao Mỹ Thủy cũng đang được xây dựng nhằm giảm áp lực giao thông trên các tuyến đường qua Phà Cát Lái và hướng đi Nguyễn Chí Công về Quận 7 Việc nâng cấp hạ tầng trên đường Nguyễn Thị Định là cần thiết để đáp ứng diện mạo mới của quận 2, đặc biệt là khu đô thị trung tâm đảo Kim Cương của TP.HCM.
HIỆN TRẠNG GIAO THÔNG QUA NÚT GIAO AN PHÚ
Hiện tại các hướng lưu thông chính trong khu vực nút giao An Phú gồm:
Từ Xa lộ Hà Nội, bạn có thể đi theo đường Mai Chí Thọ (Đại lộ Đông – Tây) để vào cảng Cát Lái qua đường Đồng Văn Cống Hành trình này bao gồm việc vượt hầm sông Sài Gòn vào thành phố, tiếp tục di chuyển qua thành phố để đến các tỉnh miền Tây và ngược lại Trên tuyến đường này, các phương tiện chủ yếu là xe container và xe tải lớn vào cảng Cát Lái.
Hướng Lương Định Của đi ngã ba Cát Lái và ngược lại chủ yếu phục vụ các phương tiện giao thông của cư dân trong khu vực, tập trung vào xe con và xe tải nhỏ.
Hướng Lương Định Của đi Đồng Văn Cống và ngược lại Hướng lưu thông này cũng tương tự như hướng Lương Định Của – Cát Lái
Hướng Nguyễn Thị Định và Lương Định Của là hai tuyến đường chính phục vụ nhu cầu di chuyển của người dân trong khu vực Đoạn cuối của cao tốc Long Thành - Dầu Giây kết nối từ Vành Đai 2 vào nút An Phú, tạo thuận lợi cho việc đi vào thành phố.
1.3.1.1 Điều kiện địa hình Địa hình khu vực tuyến đi qua cơ bản chia làm 2 khu vực Khu vực từ nút vành đai 2 đến cầu Bà Dạt, địa hình thấp cao độ thay đổi từ +0.2 đến +1.5, hai bên chủ yếu là ruộng và các khu quy hoạch đang hoàn thiện Đoạn trong phạm vi nút giao An Phú đến đầu đường Đồng Văn Cống đã được san lấp, cao độ trung bình +2.0 đến +2.5
Tuyến địa hình bị chia cắt bởi nhiều rạch nhỏ như Bà Dạt, Mương Kênh, và Bà Hiện, chảy từ phía Bắc xuống phía Nam, đổ vào hai sông chính là sông Sài Gòn và sông Đồng Nai.
Tình hình xây dựng dọc theo tuyến cao tốc chủ yếu là đất nông nghiệp đã được quy hoạch chi tiết, với nhiều khu vực đang trong quá trình san nền và hoàn thiện Hầu hết các khu vực tuyến đi qua đã được đền bù giải phóng mặt bằng để phục vụ cho việc xây dựng Phạm vi trong nút giao cũng nằm trong mặt bằng quy hoạch và đã được đền bù theo các dự án hai bên tuyến.
Các công trình kỹ thuật trên tuyến:
Hào kỹ thuật và hệ thống thoát nước, cùng với đường điện chiếu sáng, được bố trí dọc theo tuyến Mai Chí Thọ Hệ thống cấp nước với đường ống D1500 và D800 phục vụ khu vực Nhà Bè, Quận 7 Ngoài ra, đường cáp của tuyến ITS cũng được triển khai cho cao tốc TP.Hồ Chí Minh – Long Thành – Dầu Giây.
Trong giai đoạn xây dựng cao tốc TP.Hồ Chí Minh – Long Thành - Dầu Giây, công tác giải phóng mặt bằng đã hoàn tất, với phần lớn khu vực tuyến đã được quy hoạch Tuy nhiên, tại nút giao có hai tuyến đường ống nước D1500 và D800 cung cấp nước cho Nhà Bè và quận 7, yêu cầu hoạt động liên tục Điều này gây khó khăn cho việc thi công các công trình trong nút giao, đòi hỏi cần có biện pháp đảm bảo an toàn cho hai tuyến đường ống nước này.
1.3.1.2 Các đặc điểm khí tƣợng, thủy văn
Thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM) nằm trong vùng Miền Đông Nam Bộ, là cửa ngõ từ biển vào đất liền và tiếp giáp với Đồng bằng Long Cửu Long TP.HCM có diện tích tự nhiên 2.093,7 km², giáp các tỉnh Đồng Nai, Bình Dương, Tây Ninh, Long An, Bà Rịa-Vũng Tàu và biển Đông Chiều rộng trung bình của thành phố là 15 km, với nơi rộng nhất lên đến 50 km và nơi hẹp nhất là 6,5 km Chiều dài theo đường chim bay từ Cần Giờ đến Củ Chi là 100 km, tọa độ từ 10°22' đến 11°31' vĩ độ Bắc và từ 106°22' đến 107°01' kinh độ Đông TP.HCM có đặc điểm khí tượng thủy văn đa dạng.
Thành phố Hồ Chí Minh có khí hậu nắng nóng với trung bình 2488.9 giờ nắng mỗi năm, thuộc loại cao nhất cả nước Trong suốt 4 tháng mùa khô, từ tháng 1 đến tháng 4, thành phố trải qua thời gian nắng nhiều, tạo điều kiện thuận lợi cho các hoạt động ngoài trời.
4, số giờ nắng vượt quá 240 giờ mỗi tháng Tháng nhiều nhất là tháng 3, thường có tới
272 giờ Thời kỳ tương đối ít nắng là các tháng mưa nhưng số giờ nắng mỗi tháng cũng trên 162 giờ
Bảng 1.3: Số giờ nắng trung bình tại trạm khí tƣợng Tân Sơn Nhất
Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Thời kỳ ẩm kéo dài từ tháng 6 đến tháng 11 với độ ẩm trung bình vượt quá 80%, trong khi thời kỳ khô diễn ra trong mùa ít mưa Ngoại trừ tháng 5 và tháng 12 có độ ẩm tương đối cao, từ tháng 1 đến tháng 4, độ ẩm trung bình giảm xuống còn 70-72%.
Bảng 1.4: Độ ẩm tương đối (%) tháng và năm trạm KT Tân Sơn Nhất
Tháng I II III IV V VI VI
1.3.2.3 Chế độ nhiệt độ không khí Đặc điểm cơ bản là có một nền nhiệt độ cao và hầu nhƣ không thay đổi trong năm Nhiệt độ trung bình qua các năm từ 27 - 280C Nhiệt độ trung bình cao nhất vào tháng 4 (350C), nhiệt độ trung bình thấp nhất trong tháng 12 (220C) Nhiệt độ ít biến động qua các tháng, khoảng 4 – 5 o C, nhƣng sự chênh lệch nhiệt độ giữa ban ngày và ban đêm tương đối lớn
Thời kỳ nóng nhất trong năm là đầu mùa mƣa: tháng 3, 4 và 5
Nhiệt độ không khí cao nhất tuyệt đối đã ghi đƣợc là 40 o C (4/1912)
Tháng khí thấp nhất tuyệt đối đã ghi đƣợc là 13.8 o C (01/ 1937)
Bảng 1.5: Nhiệt độ không khí (C) tháng và năm tại trạm khí tƣợng TSN
Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
1.3.3.1 Lƣợng mƣa từ tháng 12 tới tháng 3 năm sau
Trong thời kỳ này, lượng mưa trên toàn khu vực khá thấp, với lượng mưa trung bình tháng lớn nhất chỉ đạt gần 40 mm Đặc biệt, có những tháng lượng mưa trung bình nhỏ nhất chỉ đạt vài mm, phổ biến ở nhiều địa phương.
Tháng 1 và tháng 2 là thời điểm có lượng mưa thấp nhất trong năm, với quy luật phân bố lượng mưa không rõ ràng và sự khác biệt không gian tương đối nhỏ Khi tính toán độ lệch chuẩn (S) cho các giá trị lượng mưa tháng của toàn khu vực, kết quả cho thấy sự đồng nhất trong lượng mưa.
S đều khá nhỏ so với các tháng khác Hay nói cách khác lƣợng mƣa trong các tháng này là rất ổn định
Nhà Bè Tân Sơn Hòa
C ần Giờ Cát Lái Hóc Môn
Lê Minh Xuân Long Sơn
An Phú Tam Thôn Hiệp
XM Hà Tiên Bình Chánh Đài KTTV KVNB Thuận An
Hình 1.8: Lƣợng mƣa trung bình tháng trên khu vực Tp.HCM
1.3.3.2 Lƣợng mƣa trong tháng 4 và tháng 11 Đây là hai tháng chuyển tiếp giữa mùa khô và mùa mƣa.Thời đoạn này có sự biến đổi sâu sắc của các trường khí tượng, nhất là trường gió, ẩm từ mặt đất lên tới
700 mb Lƣợng mƣa thu đƣợc trong tháng 4 chủ yếu là do sự bộc phát của gió mùa
Tây Nam Tháng 11 lƣợng mƣa thu đƣợc do nhiều nguyên nhân nhƣ gió mùa tây nam, ong đông, dải ICZ, gió mùa Đông Bắc
1.3.3.3 Phân bố mƣa từ tháng 5 đến tháng 10
MẠNG LƯỚI ĐƯỜNG GIAO THÔNG QUA NÚT GIAO AN PHÚ
Các tuyến lân cận đến năm 2020 đã đƣợc xây dựng hoàn thành đƣa vào sử dụng, đó là:
- Cao tốc TP Hồ Chí Minh – Long Thành - Dầu Giây
- Đường Đồng Văn Cống (LTL25) từ ngã 3 Cát Lái đến cảng Cát Lái
- Đường Lương Định Của và cầu Thủ Thiêm 2
- Đường từ hầm qua sông Sài Gòn đến nút An Phú
- Vành đai 2 đoạn từ ngã 4 Bình Thái đi vòng xuống LTL25
- Vành đai 3 đoạn từ ngã 3 Tân Vạn đi Nhơn Trạch
Cơ sở để dự báo phân bổ lưu lượng giao thông qua nút giao An Phú:
Kết quả khảo sát giao thông và dự báo vận tải khi lập dự án đầu tƣ cao tốc TP
Hồ Chí Minh – Long Thành – Dầu Giây, bao gồm số liệu đếm xe và kết quả phỏng vấn O – D;
Kết quả dự báo giao thông trong dự án Lập điều chỉnh Quy hoạch phát triển GTVT TP Hồ Chí Minh (năm 2013)
Số liệu khảo sát giao thông của một số dự án trước đây có liên quan, như dự án xa lộ Hà Nội, dự án cầu Sài gòn 2
Xem xét tình hình thực tế hiện trường và xin một số ý kiến chuyên gia
Dự báo lưu lượng xe qua nút giao An Phú
Dự báo lưu lượng giao thông trên các đoạn tuyến kết nối vào nút giao An Phú trong dự án điều chỉnh quy hoạch phát triển giao thông vận tải thành phố Hồ Chí Minh năm 2013 đã được thực hiện với kết quả cụ thể.
Bảng 1.9: Dự báo lưu lượng xe con quy đổi (PCU/Ngày) trên trục chính liên quan.
Xa lộ Hà Nội – QL 1A
+ Ngã 3 Vũng Tàu - ngã tư
+ Ngã tư Thủ Đức - ngã tư
+ Ngã tư Bình Thái - cầu Sài
VĐ2: Đoạn từ ngã 4 Bình Thái nối sang cao tốc Long thành
Nút An Phú - Điểm đầu cao tốc nút VĐ2 126,653 136,609 174,352 212,125
Ngã 3 Cát Lái - Nút An Phú 69,299 101,807 93,156 118,893 144,652 Lương Định Của (từ Nút An
Phú - cầu Thủ Thiêm) 42,547 126,425 139,924 178,582 217,273 Hầm vƣợt s Sài Gòn - Nút An
Nút An Phú - Cảng Cát Lái
Nút An Phú - Cảng Cát Lái
(LTL25 mới) 45,132 57,769 73,729 89,703 Đường Nguyễn Thị Định (tư
Nút An phú đi VĐ2) 27,079 36,983 53,603 68,413 83,234
PHÂN TÍCH LƯU LƯỢNG VẬN TẢI QUA NÚT GIAO AN PHÚ
Dựa trên khảo sát lưu lượng giao thông O-D trước đây trong dự án cao tốc Long Thành – Dầu Giây và các khảo sát giao thông gần đây, thiết kế đã đưa ra nhận định về phân bổ lưu lượng giao thông qua nút An Phú.
Lưu lượng xe trên cao tốc từ Long Thành đến nút giao An Phú chủ yếu là xe khách và xe con cá nhân hướng về thành phố Hồ Chí Minh Khoảng 70-75% xe di chuyển theo hai trục chính: một là đi thẳng qua đường Lương Định Của, hai là hướng về đường hầm vượt sông Sài Gòn Phần còn lại di chuyển về ngã ba Cát Lái ra xa lộ.
Hà Nội, và tỷ lệ nhỏ đi về Đồng Văn Cống(LTL25) và đường Nguyễn Thị Định
Lưu lượng xe từ ngã ba Cát Lái vào nút giao chủ yếu bao gồm xe khách, xe tải và xe con di chuyển từ Đồng Nai, Bình Dương về trung tâm và phía Nam thành phố Hồ Chí Minh Khoảng 50% lưu lượng xe đi theo hai tuyến đường Lương Định Của vào trung tâm thành phố và qua hầm sông Sài Gòn đến quận 4, quận 7 và Bình Chánh Xe container chiếm khoảng 20% lưu lượng khi rẽ vào đường Đồng Văn Cống (LTL25) để ra cảng Cát Lái, trong khi phần còn lại rẽ lên đường cao tốc và vào đường Nguyễn Thị Định.
Lưu lượng xe từ đường Lương Định Của đến nút giao chủ yếu di chuyển thẳng lên hướng cao tốc, với khoảng 32% lên cao tốc và 23% rẽ vào đường Nguyễn Thị Định cùng các đường song hành Khoảng 20% xe rẽ qua ngã ba Cát Lái ra xa lộ Hà Nội, trong khi số còn lại di chuyển theo hướng Đồng Văn Cống (LTL25) và hầm sông Sài Gòn.
Lưu lượng xe từ hầm qua sông Sài Gòn đến nút giao chủ yếu di chuyển thẳng theo hướng ngã ba Cát Lái ra xa lộ Hà Nội và rẽ lên cao tốc, chiếm khoảng 85% Phần còn lại di chuyển vào LTL25, đường Nguyễn Thị Định và đường Lương Định Của.
Lưu lượng xe từ Cảng Cát Lái qua đường Đồng Văn Cống (LTL25) chủ yếu hướng vào thành phố qua đường hầm sông Sài Gòn và đường Lương Định Của Khoảng 25% lưu lượng xe tiếp tục đi thẳng ra ngã ba Cát Lái, trong khi một tỷ lệ nhỏ di chuyển lên hướng cao tốc và rẽ vào đường Nguyễn Thị Định.
Lưu lượng xe từ đường Nguyễn Thị Định vào nút giao dự báo không lớn, với khoảng 75% phương tiện di chuyển vào thành phố qua đường Lương Định Của và đường hầm Sài Gòn Khoảng 20% phương tiện hướng ra ngã ba Cát Lái theo xa lộ Hà Nội, trong khi số ít còn lại đi lên hướng cao tốc và LTL25.
Bảng 1.10: Kết quả phân bổ lưu lượng xe qua nút giao An Phú như sau Đơn vị:PCU/ngàyđêm
STT Lưu lượng xe Tỷ lệ 2020 2030 2035 2040
1 Đi từ Điểm đầu cao tốc vào nút giao An Phú 63,327 68,305 87,176 106,063
- Đi vào Lương Định Của : 45% 28,497 30,737 39,229 47,728
- Đi vào hầm sông Sài gòn : 30% 18,998 20,491 26,153 31,819
- Rẽ sang ngã 3 Cát Lái đi xa lộ HN: 15% 9,499 10,246 13,076 15,909
- Rẽ vào đường Nguyễn Thị Định: 5% 3,166 3,415 4,359 5,303
2 Đi từ Ngã 3 Cát Lái - Nút
- Đi vào Lương Định Của: 20% 10,181 9,316 11,889 14,465
- Đi vào hầm sông Sài gòn: 30% 15,271 13,973 17,834 21,698
- Rẽ sang đường cao tốc: 20% 10,181 9,316 11,889 14,465
- Rẽ vào đường Nguyễn Thị Định: 10% 5,090 4,658 5,945 7,233
3 Đi từ Lương Định Của đến
- Rẽ phía ngã 3 Cát Lái: 20% 12,643 13,992 17,858 21,727
- Đi vào hầm sông Sài gòn: 10% 6,321 6,996 8,929 10,864
- Đi thẳng lên đường cao tốc: 32% 20,228 22,388 28,573 34,764 -Rẽ sang Đồng Văn Cống 15% 9,482 10,494 13,394 16,295 Đơn vị:PCU/ngàyđêm
STT Lưu lượng xe Tỷ lệ 2020 2030 2035 2040
- Rẽ vào đường Nguyễn Thị Định: 23% 14,539 16,091 20,537 24,986
4 Đi từ hầm vƣợt S Sài Gòn -
- Rẽ phía ngã 3 Cát Lái: 50% 21,260 27,212 34,730 42,255
- Rẽ vào đường Lương Định
- Đi thẳng lên đường cao tốc: 35% 14,882 19,049 24,311 29,578
- Rẽ vào đường Nguyễn Thị Định: 5% 2,126 2,721 3,473 4,225
5 Đi từ Cảng Cát Lái (LTL25 mới) đến nút An Phú 22,566 28,884 36,865 44,852
- Đi thẳng ngã 3 Cát Lái: 25% 5,642 7,221 9,216 11,213
- Rẽ vào đường Lương Định
- Đi lên đường cao tốc: 10% 2,257 2,888 3,686 4,485
- Rẽ sang đường vào hầm sông Sài Gòn: 35% 7,898 10,110 12,903 15,698
- Rẽ vào đường Nguyễn Thị Định: 10% 2,257 2,888 3,686 4,485
6 Đi từ Đường Nguyễn Thị Định đến Nút An Phú 18,492 26,802 34,206 41,617 Đơn vị:PCU/ngàyđêm
STT Lưu lượng xe Tỷ lệ 2020 2030 2035 2040
- Rẽ vào đường Lương Định
- Đi lên đường cao tốc: 10% 1,849 2,680 3,421 4,162
- Rẽ sang đường vào hầm sông Sài Gòn: 35% 6,472 9,381 11,972 14,566
- Đi thẳng ra ngã 3 Cát Lái- xa lộ HN: 20% 3,698 5,360 6,841 8,323
Theo dự báo, sau năm 2020, lưu lượng và loại xe từ Ngã Tư Cát Lái vào Nút Giao An Phú, cũng như từ Đồng Văn Cống (LTL25), sẽ có sự thay đổi do tuyến vành đai 2 dự kiến sẽ được thông từ Bình Thái đến cầu Phú Mỹ.
Các hướng lưu thông chủ yếu qua nút An Phú như sau:
Hướng Từ Ngã Ba Cát Lái ↔ Qua nút Giao An Phú ↔ Hầm vượt sông Sài Gòn
Hướng Cao tốc ↔ Nút giao An Phú ↔ Lương Định Của
Hướng Cao tốc ↔ Nút giao An Phú ↔ Hầm vượt sông Sài Gòn.
PHÂN TÍCH HIỆN TRẠNG TỔ CHỨC GIAO THÔNG NÚT AN PHÚ
Hiện trạng giao thông trên tuyến được tổ chức tốt với vạch sơn, biển báo và giải phân cách rõ nét, giúp người tham gia giao thông di chuyển đúng làn đường quy định Hệ thống đèn tín hiệu tại nút giao An Phú, một trong những nút giao thông phức tạp của thành phố Hồ Chí Minh, được chú trọng do lưu lượng giao thông lớn từ nhiều hướng, dẫn đến tình trạng ùn tắc kéo dài trong giờ cao điểm Tuyến Lương Đình Của hiện đang ở mức báo động quá tải vào giờ cao điểm sáng từ 7h00 đến 9h00 và chiều từ 16h00.
Vấn đề tăng khả năng thông hành qua Nút An Phú là cần thiết và cấp bách cho hiện tại và tương lai Mặc dù các hướng còn lại vẫn đáp ứng được lưu lượng giao thông hiện tại, nhưng dự báo và báo cáo mới nhất cho thấy đến năm 2020, Nút giao An Phú sẽ không còn đủ khả năng thông hành cho tuyến đường.
Hình 1.10 Hiện trạng tổ chức giao thông nút giao An Phú ( Hướng An Phú – Thủ
Giao thông qua nút giao An phú đƣợc phân chia ra 3 pha đèn:
- Pha 1: Được tổ chức đi từ thẳng từ Cao Tốc LTDG - Lương Định Của và ngƣợc lại
Tổng thời gian cho pha 1 là 166 giây, bao gồm 100 giây đèn đỏ, 60 giây đèn xanh, 3 giây đèn vàng và 3 giây dành cho việc giải phóng lưu lượng xe tồn đọng tại nút giao.
- Pha 2: Được tổ chức đi từ thẳng hướng Mai Chí Thọ - Hầm thủ thiêm và ngƣợc lại
Tổng thời gian pha 1 đi hết là 166 ( giây), trong đó có 130 ( giây) đèn đỏ, 30 ( giây) đèn xanh, 3 (giây) đèm vàng và 3 (giây) Time all red
- Pha 3: Được tổ chức đi từ thẳng hướng Mai Chí Thọ - Cao tốc LTDG ( rẻ trái) và Mai Chí Thọ - Lương Đình Của ( rẻ trái)
Tổng thời gian pha 1 đi hết là 166 ( giây), trong đó có 130 ( giây) đèn đỏ, 30 ( giây) đèn xanh, 3 (giây) đèm vàng và 3 (giây) Time all red
Tổ chức pha đèn tại nút giao An Phú giúp giảm thiểu tình trạng kẹt xe và điều phối lưu lượng xe cho toàn bộ mạng lưới thành phố Hiện tại, việc tổ chức pha đèn giao thông đã cải thiện đáng kể tình hình kẹt xe tại An Phú, nhưng để giải quyết vấn đề lâu dài, cần có giải pháp phân bố lưu lượng xe qua các hướng như Hầm Chui và Cầu Vượt, nhằm đáp ứng sự gia tăng mật độ phương tiện giao thông cá nhân và công cộng trong tương lai.
Hình1.11: Tổ chức pha đèn nút giao An Phú
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
Để giải quyết ùn tắc giao thông tại cửa ngõ phía bắc và phía đông vào trung tâm thành phố Hồ Chí Minh, việc nghiên cứu thiết kế và xây dựng nút giao An Phú thành một nút giao khác mức hoàn chỉnh là rất cần thiết và cấp bách Điều này sẽ tạo kết nối thuận lợi giữa các trục đường chính trong thành phố và tuyến đường cao tốc Bắc-Nam, đáp ứng nhu cầu giao thông ngày càng tăng.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN TỔ CHỨC GIAO THÔNG TẠI NÚT GIAO
LÝ THUYẾT DÒNG XE
Lý thuyết dòng xe nghiên cứu chất lượng dòng xe và tác động qua lại giữa các phương tiện, nhằm đề xuất giải pháp thiết kế và tổ chức giao thông Mục tiêu là nâng cao tiện nghi cho người lái và cải thiện hiệu suất đầu tư cơ bản.
+ Traffic Flow: The movement of visiors though an exhibit
+ Traffic Flow: Pattern of way people move though an area
+ Dòng giao thông dịch chuyển của các phương tiện giao thông trên một không gian nhất định.
KHÁI QUÁT CÁC LÝ THUYẾT DÒNG XE TRÊN THẾ GIỚI
2.2.1 Lý thuyết bám ( Car following)
Lý thuyết bám là một mô hình động lực học đơn giản, dựa trên cách mà xe sau phản ứng với hành vi của xe trước, từ đó thiết lập các phương trình vi phân mô tả chuyển động của dòng xe.
2.2.2 Mô hình tương tự dòng dịch thể
Liên tục hóa dòng xe được hiểu như việc mô phỏng dòng xe chạy trong một làn đường giống như dòng dịch thể chảy trong ống dẫn, và điều này có thể được thể hiện qua một phương trình tổng quát.
2.2.3 Nghiên cứu thực hiện của Greenhiends Đã nghiên cứu thực nghiệm trên đường ngoài phố Ohio tìm ra được quan hệ tuyến tính giữa tốc độ và mật độ: Vs=V 0 – V 0 (q/q’)
2.2.4 Sử dụng lý thuyết xếp hàng để nghiên cứu dòng xe
Lý thuyết xếp hàng là lý thuyết toán học do Erlang đề xướng năm 1909 khi nghiên cứu dòng chờ trước máy điện thoại Corpenhague.
CÁC YẾU TỐ CƠ BẢN CỦA DÒNG XE
2.3.1 Tốc độ xe chạy a/ Khái niệm: tốc độ trung bình theo thời gian ( Vt): là vận tốc đi đƣợc trung bình của các xe trên một tiết diện hoặc một quãng đường ngắn
Tốc độ trung bình theo không gian (Vs) được xác định bằng tỷ lệ giữa quãng đường L và thời gian trung bình mà xe chạy Quan trắc thực nghiệm tốc độ theo thời gian cũng là một yếu tố quan trọng trong việc đánh giá hiệu suất di chuyển.
- Phương pháp dùng máy phát rada
+ Dùng một máy rada đặt góc 20 0 so với tim đường, gặp xe sẽ phản xạ lại theo hiệu ứng Dopler để đo tốc độ xe chạy
+ Phân nhóm tốc độ thành một số nhóm
+ Tính tốc độ trung bình theo thời gian: Vt=Vi.Pi Với Vi=(Va+Vb)/2
Trong đó: V a, V b : là vận tốc cận dưới và vận tốc cận trên
- Phương Pháp dùng xe thí nghiệm
+ Cho một xe thí nghiệm chạy theo dòng và ngƣợc dòng
+ Ghi lại thời gian chạy xe của xe thí nghiệm và các dòng
Dòng ngƣợc là tất cả các xe đã gặp (x), dòng xuôi là tất cả các xe đã vƣợt qua trừ đi số xe bin thí nghiệm vƣợt (y)
Q : Số xe trung bình qua đoạn đường
Ta: Thời gian hành trình ngƣợc dòng
Tb: Thời gian hành trình xuôi dòng
Sử dụng máy quay camera để ghi lại một đoạn đường dài (L) trong khoảng thời gian (t), ta có thể đếm số xe (n) đi qua đoạn đường và thời gian mỗi xe (ti) để tính toán vận tốc trung bình theo thời gian.
Nếu quảng thời gian t nhỏ ta có thể gộp các t i gần bằng nhau thành một nhóm T i , và ta có:
2.3.2 Mật độ, cường độ xe chạy a/ Khái niệm
- Suất dòng là số xe yêu cầu qua một điểm trên một đơn vị thời gian (p)
- Mật độ xe chạy (q, xe/km) là số đầu xe trên một đơn vị chiều dài
Cường độ xe chạy được định nghĩa là số lượng xe chạy qua một tiết diện trong một khoảng thời gian nhất định Để xác định mật độ, ta có thể sử dụng mối quan hệ giữa tốc độ và mật độ dòng.
- Với số liệu đo đƣợc bằng camera: Có Pn t/ q P v/ t P q v t
- ( Mật độ) = xe/km = ( xe/ thời gian)/(km/thời gian)
(Mật độ) = ( Lưu Lượng)/( Tốc độ theo thời gian)
2.3.3 Lưu lượng a/ Khái niệm: Lưu lượng là số đầu xe chạy qua một tiết diện trong một đơn vị thời gian
Khả năng thông hành của một con đường là số lượng xe tối đa có thể lưu thông qua một tiết diện hoặc đoạn đường trong một khoảng thời gian nhất định Để xác định lưu lượng, cần thực hiện quan trắc thực nghiệm.
- Đếm xe trên thực địa theo kiểu thủ công
- Ghi hình sau đó đếm trên bang với tốc độ chiếu chậm
2.3.4 Giãn cách giữa các phương tiện a/ Khái niệm
Quãng trống giữa các xe, dù là trong không gian hay theo thời gian, ảnh hưởng trực tiếp đến điều kiện phục vụ và mức độ thuận lợi của dòng xe.
- Quãng thời gian ( t ): là quãng cách giữa hai lần xe tới một điểm quan sát trên đường ( Ghi chú: ( / l t _ suất dòng)
- Quãng không gian ( s ): là khoảng cách giữa hai xe kế nhau trên đường
( Ghi chú: l / s q _ mật độ dòng xe) b/ Quan trắc xác định giãn cách giữa các phương tiện
+ Đếm số xe tới trong từng khoảng thời gian nhất định ta sẽ đƣợc phân phối đếm
+ Đo các quãng cách giữa các xe
+ Đo số xe có mặt trực tiếp trên 1 quãng nhất định Ta đƣợc phân phối đếm + Đo trực tiếp ( s ) trên ảnh qua các cách tính toán hình học
2.3.5 Thành phần dòng xe a/ Khái niệm
Thành phần dòng xe là tỷ lệ phần trăm của các loại xe khác nhau trong một dòng xe Sự đa dạng trong thành phần này có thể tạo ra nhiều nhiễu, dẫn đến sự tương tác giữa các tính cách khác nhau, từ đó làm giảm chất lượng của dòng xe Việc xác định thành phần dòng xe là rất quan trọng để cải thiện hiệu suất và chất lượng.
Từ kết quả đếm xe xác định lưu lượng phân loại để xác định thành phần dòng xe.
LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN NĂNG LỰC THÔNG HÀNH
Các chỉ tiêu đánh giá khả năng thông hành bao gồm hệ số sử dụng khả năng thông hành (v/c), vận tốc dòng giao thông, thời gian trễ, chiều dài hàng chờ và thời gian chờ Những chỉ tiêu này cung cấp thông tin về mức phục vụ và các điểm ùn tắc giao thông trong khu vực nghiên cứu Dưới đây là mô tả chi tiết về các chỉ tiêu đánh giá giao thông.
2.4.1 Hệ số sử dụng khả năng thông hành
Hệ số sử dụng khả năng thông hành (v/c) là chỉ tiêu quan trọng để xác định mức độ phục vụ (LOS) của dòng giao thông LOS phản ánh chất lượng vận hành mà người điều khiển phương tiện và hành khách cảm nhận Mức độ phục vụ được phân chia thành 6 cấp độ từ A đến F, trong đó A đại diện cho chất lượng phục vụ tốt nhất và F cho chất lượng phục vụ kém nhất.
Hệ số sử dụng khả năng thông hành Z là chỉ tiêu quan trọng phản ánh mức phục vụ của một đoạn đường phố Z được tính bằng tỷ số giữa lưu lượng phương tiện tham gia giao thông (Ntt) và khả năng thông hành (Ptt) của tuyến đường thiết kế.
Khả năng thông hành là suất dòng lớn nhất theo giờ mà người hoặc xe có thể qua một vị trí hoặc đoạn đường trong một khoảng thời gian nhất định, phụ thuộc vào điều kiện đường, giao thông và tổ chức giao thông Đối với một tuyến đường, khả năng thông hành thường bị ảnh hưởng bởi điểm thông xe bất lợi nhất Nếu nút giao thông không được thiết kế hợp lý, nó có thể trở thành điểm cản trở năng lực thông hành toàn tuyến Do đó, việc phân tích khả năng thông hành và các yếu tố ảnh hưởng tại nút giao thông là rất cần thiết.
- A: Dòng tự do, tốc độ rất cao, hệ số sử dụng KNTH Z < 0,35
- B: Dòng không hoàn toàn tự do, tốc độ cao, hệ số sử dụng KNTH Z=0,35 - 0,50
- C: Dòng ổn định nhưng người lái chịu ảnh hưởng khi muốn tự do chọn tốc độ mong muốn, hệ số sử dụng KNTH Z= 0,50 - 0,75
- D : Dòng bắt đầu không ổn định, lái xe có ít tự do trong việc chọn tốc độ, hệ số sử dụng KNTH Z= 0,75 - 0,90
- E : Dòng không ổn định, đường làm việc ở trạng thái giới hạn, bất kì trở ngại nào cũng gây tắc xe, hệ số sử dụng KNTH Z=0,90-1,00
- F : Dòng hoàn toàn mất ổn định, tắc xe xảy ra
Hình 2.1: Mô tả mức phục vụ (LOS) theo vận tốc dòng xe và độ bão hòa [9]
Khả năng thông hành lớn nhất (Pln)
Khả năng thông hành (KNTH) được xác định dựa trên các điều kiện lý tưởng quy ước Trị số KNTH lớn nhất được sử dụng để tính toán KNTH thực tế Giá trị KNTH lớn nhất sẽ khác nhau khi điều kiện lý tưởng thay đổi Trong quá trình tính toán, có thể áp dụng các điều kiện từ nước ngoài và tham khảo bảng 2.1.
Bảng 2.1: Trị số KNTH lớn nhất (Đơn vị tính: xe con/h) [9]
Đường đô thị được phân loại theo số làn và chiều lưu thông, với các chỉ số KNTH (Khả năng Nhanh Thoát Hành) như sau: Đường 2 làn, 2 chiều có trị số KNTH lớn nhất là 2800 Xcqđ/h.2làn; Đường 3 làn, 2 chiều có trị số KNTH từ 4000 đến 4400 Xcqđ/h.3làn; Đường nhiều làn không có phân cách có trị số KNTH là 1600 Xcqđ/h.làn; và Đường nhiều làn có phân cách có trị số KNTH là 1800 Xcqđ/h.làn.
Giá trị cận dưới được áp dụng khi làn trung tâm được sử dụng cho các mục đích như làn vượt, rẽ trái hoặc quay đầu Ngược lại, giá trị cận trên được áp dụng trong trường hợp tổ chức giao thông lệch làn, chẳng hạn như khi có một hướng với hai làn đường.
Khả năng thông hành tính toán (Ptt)
Khả năng thông hành được xác định dựa trên điều kiện phổ biến của đường thiết kế Để tính toán khả năng thông hành, cần chiết giảm khả năng thông hành lớn nhất theo các hệ số hiệu chỉnh, xem xét các thông số thiết kế không đạt so với điều kiện lý tưởng.
Các hệ số hiệu chỉnh quan trọng bao gồm bề rộng một làn xe, mức độ trở ngại hai bên đường và thành phần dòng xe Trong quá trình tính toán sơ bộ, có thể sử dụng công thức P tt = (0,7÷0,9)P ln.
Trị số KNTH tính toán đƣợc sử dụng để tính số làn xe và đánh giá mức phục vụ của đường, phố được thiết kế
2.4.2 Mức giảm vận tốc dòng xe
Một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá mức độ phục vụ (LOS) là tỷ lệ giữa vận tốc di chuyển và vận tốc tự do của dòng giao thông Mức phục vụ được xác định dựa trên dải giá trị của vận tốc di chuyển so với vận tốc dòng tự do, với các mức phục vụ khác nhau của đường đô thị được thể hiện trong bảng 2.2.
Bảng 2.2: Mức phục vụ của đường đô thị (LOS) [9]
Phân loại đường đô thị I II III IV
Dải vận tốc tự do 45-55 mph 35-45 mph 30-35 mph 25-35 mph Vận tốc tự do điển hình 50 mph 40 mph 35 mph 30 mph
Dựa trên đặc điểm mạng lưới đường của thành phố Hồ Chí Minh, dải vận tốc dòng tự do đạt từ 30-35m/ph cho đường đô thị cấp III Vận tốc này sẽ được sử dụng để ước lượng mức phục vụ của các tuyến phố xung quanh khu vực dự án theo các kịch bản khác nhau.
2.4.3 Thời gian trễ và thời gian chờ đợi tại nút giao
Mức phục vụ và năng lực thông qua của nút giao thông có đèn tín hiệu là những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng giao thông Mức phục vụ được phân loại từ A (thông suốt) đến F (ùn tắc).
Năng lực thông qua của nút giao có đèn tín hiệu được xác định bởi dòng bão hòa và tỷ lệ dòng bão hòa, phản ánh khả năng tối đa của dòng giao thông qua các làn đường trong điều kiện bình thường Hệ số v/c, tỷ lệ giữa dòng giao thông và năng lực của làn đường, cho biết tình trạng giao thông; khi v/c = 1, dòng giao thông đạt năng lực tối đa, trong khi giá trị v/c vượt quá 1 cho thấy nhu cầu tạm thời vượt quá khả năng, nhưng không nhất thiết chỉ ra rằng nút giao đó thất bại.
Mức phục vụ của nút giao thông có đèn tín hiệu được xác định dựa trên thời gian trễ có kiểm soát trung bình của các phương tiện trong các chuyển động khác nhau Thời gian trễ này phụ thuộc vào thời gian đến nút, thời gian chờ do xếp hàng và tình trạng quá bão hòa Các đặc điểm chung này có thể ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của nút giao có đèn tín hiệu.
Mức A: Nút giao hoạt động với thời gian trễ rất nhỏ khi có sự thuận lợi tối đa trong hoạt động, với hầu hết phương tiện đến nút trong khoảng thời gian đèn xanh Điều này dẫn đến việc hầu hết phương tiện không phải dừng lại, và chu kỳ đèn tín hiệu ngắn cũng góp phần vào việc giảm thiểu thời gian trễ.
NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG THÔNG HÀNH NÚT CÙNG MỨC
Công thức chung xác định năng lực thông hành của nút
Công thức tổng quát xác định tổng khả năng thông hành của nút:
1 (pcu/h), (2_5) Trong đó: k là tổng số làn xe vào nút, Ci là khả năng thông hành làn thứ i
Khả năng thông qua thực tế bằng khoảng 80% khả năng thông xe lý thuyết: ctt= 0.8 * cm, (2_6)
Đối với nút giao thông không đèn điều khiển
Theo dự thảo Chỉ dẫn thiết kế nút giao thông đường ô tô năm 2008 của Hội KHKT Cầu Đường Việt Nam, năng lực thông qua dòng phụ được xác định bằng công thức: \$f_{p} = a_{p} \cdot t_{q} - t_{q_{p}} \cdot e_{e} \cdot c_{q}\$.
Năng lực thông qua dòng phụ được ký hiệu là \$c\$ (pcu/h), trong đó \$qp\$ là suất dòng chính ưu tiên, \$ta\$ là quãng cách chấp nhận giới hạn, \$tf\$ là quãng cách thời gian trên đường phụ, và \$e\$ là hằng số có giá trị khoảng 2,7183.
Dựa vào thời gian chậm xe, mức phục vụ của nút giao thông không có đèn điều khiển được phân loại thành 6 mức A, B, C, D, E và F, trong đó mức A thể hiện chất lượng phục vụ tốt nhất, còn mức F thể hiện chất lượng phục vụ kém nhất.
Bảng 2.4: Mức phục vụ của nút giao thông không đèn điều khiển theo HCM 2010 [9]
LOS Thời gian chậm xe (s) Tình trạng giao thông
A 0-10 Dòng thông suốt cơ bản không chậm xe
B >10-15 Dòng ổn định, ít chậm xe
C >15-25 Dòng ổn định, lƣợng chậm xe nhất định
D >25-35 Dòng giới hạn ổn định, chậm xe tương đối lớn, có thể tiếp nhận
E >35-50 Dòng không ổn định, UTGT, chậm xe lớn, không tiếp nhận
F >50 Dòng cƣỡng chế, UTGT nghiêm trọng, xe lúc đi lúc dừng
Đối với nút giao thông có đèn điều khiển
Với nút giao thông điều khiển bằng đèn tín hiệu năng lực thông hành của một làn xe xác định nhƣ sau: i i i S
Khả năng thông hành của làn thứ i được ký hiệu là \$C_i\$, trong khi dòng bão hoà của làn i là \$S_i\$ Thời gian đèn xanh hiệu quả của làn thứ i được biểu thị bằng \$g_i\$, và chu kỳ đèn được ký hiệu là \$C\$.
Thời gian đèn xanh hiệu quả được xác định bằng cách trừ đi thời gian khởi động của xe khỏi thời gian xanh thực tế Cụ thể, thời gian xanh hiệu quả là tổng thời gian xanh thực tế Gi, thời gian vàng và luôn đỏ Yi, trừ đi thời gian lãng phí trong quá trình thực hiện Thời gian lãng phí không chỉ bao gồm thời gian tăng tốc mà còn có thời gian làm sạch lãng phí, tức là thời gian từ khi xe cuối cùng vào nút đến khi tín hiệu xanh của pha tiếp theo bắt đầu Do đó, công thức tính thời gian đèn xanh hiệu quả là: \$t_i = G_i + Y_i - t_l\$
- thời gian xanh hiệu quả với dòng i, s;
- thời gian xanh thực tế của dòng i, s;
- tổng thời gian vàng và luôn đỏ của dòng i, s; t l
=l1+l2- thời gian lãng phí tổng cộng của pha, tính toán lấy 3s
Tỷ lệ đèn màu xanh hiệu quả là một chỉ số quan trọng để đánh giá hiệu suất của chu kỳ đèn giao thông Khi giá trị gi/C tăng, thời gian đèn xanh hiệu quả cũng tăng, cho phép nhiều xe hơn lưu thông qua nút giao trong khoảng thời gian đèn xanh.
Khi đèn xanh bật lên, các phương tiện cần thời gian để khởi động và tăng tốc đến tốc độ bình thường Sau vài giây, các xe sẽ di chuyển liên tục với lưu lượng gần như không đổi, được gọi là lưu lượng bão hòa Lưu lượng bão hòa là số lượng xe tối đa có thể đi qua vạch dừng tại một nút giao thông khi các xe xếp hàng nối đuôi nhau và di chuyển trong thời gian đèn xanh.
Lưu lượng xe bão hòa tại nút giao thông có đèn tín hiệu phụ thuộc vào hai yếu tố chính: dòng xe và hình học Dòng xe ảnh hưởng đến lưu lượng bão hòa thông qua tác động của các loại xe khác nhau, yêu cầu quy đổi về xe con tiêu chuẩn Hình học cũng đóng vai trò quan trọng, bao gồm vị trí các làn xe, chiều rộng làn xe vào nút, và độ dốc của làn xe Theo công thức thực nghiệm của Viện Nghiên cứu Đường bộ Anh (TRRL), lưu lượng xe bão hòa được tính toán dựa trên các yếu tố này.
Làn xe đi thẳng: không có lưu lượng rẽ phải, rẽ trái thì lưu lượng bão hòa tính cho làn xe không sát lề theo công thức:
Trường hợp làn xe hỗn hợp (xe đi thẳng và rẽ cùng lưu thông trên một làn)
+ Nếu không có dòng xe rẽ đối diện :
+ Nếu có dòng xe rẽ đối diện : 230
Làn xe dành riêng cho xe rẽ phải hoặc rẽ trái:
+ Nếu không có dòng xe rẽ đối diện :
+ Nếu có dòng xe rẽ đối diện : 230
Trong đó: r bán kính của dòng xe rẽ; f là tỷ lệ xe rẽ trong một làn
Tại TP HCM, quan trắc cho thấy dòng xe có lưu lượng bão hòa thay đổi từ
Khi dòng xe ngẫu nhiên, theo HCM 2000 (highway capacity manuals) thời gian chờ do dừng trung bình là:
Trong đó: ds- Thời gian chậm xe trung bình do dừng, s/xe; X = v/c
Dựa vào thời gian chờ đánh giá chất lượng vận hành của nút giao có đèn, các mức chất lượng được phân loại thành 6 cấp A, B, C, D, E, F Mức A thể hiện chất lượng phục vụ tốt nhất, trong khi mức F chỉ ra chất lượng phục vụ kém nhất Khi mức phục vụ vượt
ngƣỡng mức D (dòng bắt đầu không ổn định) cần phải có các giải pháp đề cải tiến chất lƣợng khai thác dòng xe qua nút giao
Bảng 2.5: Mức phục vụ của nút giao thông có đèn điều khiển theo HCM 2010 [9]
LOS Thời gian chậm xe(s) Tình trạng giao thông
A ≤ 10 Dòng thông suốt cơ bản không chậm xe
B 10 ~ 20 Dòng ổn định, ít chậm xe
C 20 ~ 35 Dòng ổn định, lƣợng chậm xe nhất định
D 35 ~ 55 Dòng giới hạn ổn định, chậm xe tương đối lớn, có thể tiếp nhận
E 55 ~ 80 Dòng không ổn định, UTGT, chậm xe lớn, không tiếp nhận
F >80 Dòng cƣỡng chế, UTGT nghiêm trọng, xe lúc đi lúc dừng.
GIỚI THIỆU MÔ HÌNH NÚT GIAO THÔNG VÀ PHẠM VI ÁP DỤNG 40
Tùy thuộc vào số lượng đường giao nhau, lưu lượng xe từ các hướng vào nút, cũng như điều kiện địa hình và kinh tế, có thể thiết kế nút giao thông ngang mức theo nhiều hình thức khác nhau Dưới đây là một số loại hình cơ bản của nút giao thông ngang mức.
2.6.1 Nút giao thông đơn giản Đó là các ngã ba, ngã tư, nơi nhập và tách của hai đường (chữ Y)
Loại nút giao thông đơn giản chỉ nên được sử dụng cho các đường ô tô cấp thấp và các đường phố nhỏ trong khu vực nội bộ, với lưu lượng xe thấp (dưới 100 xe/ngày đêm) Do mức độ phức tạp cao, an toàn giao thông tại các nút này thường kém Hình 1.10 chỉ ra rằng một ngã ba đơn giản có tới 9 điểm nguy hiểm (3 cắt, 3 tách, 3 nhập), trong khi đường tách nhánh (chữ Y) cũng có 3 điểm xung đột (1 cắt, 1 nhập, 1 tách) với M=9 Do đó, nút giao thông đơn giản chỉ nên áp dụng khi số đường vào nút không vượt quá 4.
Hình 2.2: Nút giao thông đơn giản
2.6.2 Nút giao thông đƣợc mở rộng bằng các dải phụ thêm
Tại các ngã ba và ngã tư, nơi giao nhau giữa đường chính và đường phụ, việc mở rộng nút giao thông thông qua xây dựng dải chuyển tốc giúp tăng khả năng thông xe và tốc độ lưu thông trên đường chính Điều này cho phép xe từ đường phụ chuyển ra đường chính mà không gây cản trở cho các phương tiện đang di chuyển với tốc độ cao, đồng thời giúp xe trên đường chính giảm tốc độ một cách an toàn khi nhập vào dòng xe có tốc độ thấp hơn.
Sơ đồ mặt bằng của ngã ba và ngã tư mở rộng được trình bày trong hình 2.3, áp dụng cho tổng lưu lượng xe từ 1000 đến 3200 xe/ngày đêm Có hai phương án mở rộng: kiểu song song và kiểu nối trực tiếp Chiều dài đoạn tăng giảm tốc và đoạn vuốt nối cần tham khảo theo quy trình thiết kế đường hiện hành, đảm bảo phương tiện có thể tăng giảm tốc phù hợp với tốc độ tính toán của đường dẫn.
Hình 2.3: Nút giao ngã ba mở rộng
Hình 2.4: Nút giao ngã tƣ mở rộng
2.6.3 Nút giao thông có đảo dẫn hướng (nút kênh hóa) Đây là loại hình nút giao thông ngang mức được áp dụng phổ biến nhất ở các nước, nó cũng được hưởng ứng và thực hiện ngày càng nhiều ở nước ta vì chỉ cần cải thiện mặt bằng một cách đơn giản, ít tốn kém nhƣng hiệu quả giao thông lại tăng đáng kể
Bố trí các đảo dẫn hướng tại các nút giao ngang mức giúp phân chia lưu lượng giao thông và dẫn hướng xe đi theo các lộ trình nhất định, từ đó nâng cao an toàn cho các phương tiện và khả năng thông xe của nút Các đảo dẫn hướng không chỉ giảm thiểu các "điểm nguy hiểm" và phân tán các điểm xung đột, mà còn làm giảm độ phức tạp của nút giao, loại bỏ các điểm chết, tạo ra không gian trú chân cho người đi bộ và là vị trí lý tưởng để lắp đặt các thiết bị điều khiển giao thông.
Hình dạng và vị trí của các đảo dẫn hướng phụ thuộc vào sơ đồ tổ chức giao thông và địa hình khu vực nút giao Các dạng đảo dẫn hướng thường gặp bao gồm hình tròn, hình elip, hình tam giác, hình giọt nước và dạng kéo dài.
Hình 2.4a và 2.4b minh họa ngã ba và ngã tư với các đảo dẫn hướng tam giác, đảo giọt nước và đảo phân lưu lượng kéo dài Tại ngã ba hình chữ T, đảo vòng xoay dẹt trung tâm kết hợp với 3 đảo tam giác dẫn hướng được bố trí để tách nhánh (hình 2.4c) Ngã ba chữ Y áp dụng đảo tròn trung tâm với 3 đảo tam giác dẫn hướng, cho phép các phương tiện nhập dòng, trộn dòng và tách dòng theo hướng đã định (hình 2.4d) Nút giao thông dạng bậc giúp phân tán và giảm các điểm nguy hiểm, thường được sử dụng để cải tạo nút ngã tư xiên thành hai nút ngã 3 (hình 2.4e) Dải phân cách cong kéo dài ở tim đường hướng dòng xe rẽ trái đến dải hãm xe, giúp không cản trở dòng xe đi thẳng.
Cách bố trí nút giao thông này có nhược điểm là làm kéo dài hành trình trong nút, đặc biệt đối với các luồng xe đi thẳng và rẽ trái Để cải thiện, cần thiết phải bố trí các đường cong ngược nhằm làm mềm các đảo Ngoài đảo e-lip ở trung tâm, các đảo còn lại được thiết kế để dẫn hướng cho các luồng xe đi thẳng, rẽ phải và rẽ trái Mặc dù có nhược điểm, nhưng bố trí này vẫn có thể tăng cường độ an toàn cho xe chạy, đặc biệt là trên các tuyến đường chính.
Nút giao thông có các đường dẫn tách biệt (đường rẽ trái, rẽ phải)
Loại hình này đại diện cho sự tiến bộ trong thiết kế nút giao thông, khi mà bán kính của các đường rẽ phải được tăng lên, tạo ra các đảo dẫn hướng hiệu quả hơn.
Hình 2.6: Nút giao thông có các đường dẫn đặc biệt
Hình 2.5 minh họa cách chia nhỏ mặt bằng hệ thống đảo theo hướng di chuyển của các dòng xe Hình dạng của các đảo được xác định bởi quỹ đạo luồng xe và đặc điểm địa hình của khu vực nút giao.
Khi thiết kế nút giao thông, cần chú ý đến việc phân chia hệ thống đảo một cách mạch lạc và rõ ràng, nhằm giúp lái xe dễ dàng nhận biết các hướng đi khi vào nút.
Do bố trí nhiều đảo tách biệt nên rút ngắn đƣợc hành trình của các dòng xe rẽ
Xe di chuyển trên các luồng giao thông được kéo dãn, tạo ra hành lang an toàn và thuận lợi cho việc thông xe Việc thiết kế các làn đường với bán kính cong giúp nâng cao tốc độ di chuyển của xe.
Tuy nhiên, loại hình này chiếm nhiều diện tích mặt bằng và phải đánh giá thành xây dựng so với các loại hình đơn giản ở trên
Khi làm đường rẽ phải, rẽ trái có thể có các phương án tổ chức giao thông một chiều hoặc hai chiều trên các đường rẽ này
Quy trình thiết kế đường ô tô tại Việt Nam (TCVN 4054 – 2005) xác định phạm vi sử dụng các loại nút giao thông dựa vào lưu lượng xe trên đường chính (Nc) và đường phụ (Nf – xcqđ/ng.đêm).
Bảng 2.6: Phạm vi sử dụng các loại hình nút giao
Lưu lượng xe trên đường chính, Nc, xcqđ/ng.đêm
Lưu lượng xe trên đường phụ, N f , xcqđ/ng.đêm
Có đảo trên đường phụ
Có đảo, làn chờ và làn đón xe rẽ trái trên đường chính
2.6.4 Nút giao thông vòng xuyến a Nút giao vòng xuyến
Loại hình giao thông này rất phổ biến tại các thành phố trên thế giới, đặc biệt là ở các quảng trường, nhằm phân tách các luồng xe cộ ra vào các con phố Tại Việt Nam, nó được áp dụng rộng rãi ở các thành phố lớn, như Hà Nội, nơi có nhiều nút giao vòng xuyến, chẳng hạn như tại Nhà Hát Lớn và cầu.
TRÌNH TỰ CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ NÚT GIAO CÙNG MỨC
2.7.1 Độ phức tạp của nút giao thông (M)
Khi phương tiện di chuyển qua nút giao thông, có nhiều hướng chuyển động như xe chạy thẳng, xe rẽ trái và xe rẽ phải, dẫn đến sự xuất hiện của các điểm xung đột trong dòng giao thông.
Xung đột trong giao thông là sự tranh chấp vị trí và thay đổi vị trí của các phương tiện khi di chuyển Có bốn loại xung đột chính: tách, nhập, cắt và trộn dòng Tuy nhiên, loại trộn dòng được coi là sự kết hợp của tách và nhập dòng, do đó chỉ cần tập trung vào ba loại xung đột: tách, nhập và cắt dòng.
Hình 2.13: Các hình thức giao cắt các dòng giao thông trong nút
Mức độ nguy hiểm của các xung đột phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Loại xung đột: cắt – nhập – tách;
- Vị trí tương quan của các xe: xe bên trái nguy hiểm hơn bên phải;
- Góc: góc giao càng nhỏ càng nguy hiểm, hai xung đột còn lại góc giao càng bé càng ít nguy hiểm;
Các điểm này gây mất an toàn giao thông khi phương tiện qua nút
- Điểm cắt là cắt các luồng xe chạy qua nút (nguy hiểm nhất)
- Điểm nhập là nhập các luồng xe chạy (nguy hiểm ít hơn điểm cắt)
- Điểm tách là chi các luồng xe chạy (nguy hiểm ít hơn cả)
Khi lưu lượng xe qua các khu vực xung đột, xác suất tai nạn gia tăng Sự giao thoa giữa các dòng xe càng nhiều thì mức độ tập trung tai nạn càng cao Do đó, cần chú trọng hơn trong việc lựa chọn giải pháp tháo dỡ xung đột.
Xung đột là yếu tố quan trọng trong việc đánh giá mức độ an toàn và tai nạn tại các nút giao thông Việc lựa chọn loại nút và các biện pháp cấu tạo phù hợp giúp giảm thiểu xung đột, giảm tai nạn và nâng cao khả năng thông hành Để đánh giá mức độ an toàn, phức tạp và nguy hiểm của nút giao thông, người ta sử dụng các chỉ số cụ thể.
Nt: Điểm tách làm chuẩn với hệ số 1 ( )
Nn: Điểm nhập nhân hệ số quy đổi bằng 3 ( )
Nc: điểm giao cắt có hệ số quy đổi bằng 5 ( )
Hình 2.14: Mức độ phức tạp tại các nút giao đồng mức
Theo tiêu chuẩn thiết kế trên thì độ phức tạp của nút đƣợc đánh giá nhƣ sau:
- Khi M 55 tương ứng với nút phức tạp
2.7.2 Độ nguy hiểm của nút giao thông (Q)
Giao cắt góc tù Giao cắt góc nhọn Giao cắt góc vuông
Hình 2.15: Các giao dạng giao cắt tại nút giao thông
Kỹ sư G.A Rappotport (Nga) đã phát triển bảng mức độ nguy hiểm tương đối (), trong đó các điểm tập trung có khoảng cách nhỏ hơn 15m và các điểm phân tán có khoảng cách lớn hơn 15m.
Bảng 2.7: Mức độ nguy hiểm tương đối Điểm nguy hiểm Mức độ nguy hiểm của các điểm
Mức độ nguy hiểm của nút giao thông đƣợc xác định bằng chỉ tiêu Q đƣợc xác định nhƣ sau: Q = n t
+ : Mức độ nguy hiểm của điểm xét (Trị số đƣợc thể hiện ở bảng 1.1)
+ n: Số điểm nguy hiểm của nút
+ β: Hệ số căng thẳng, đƣợc xác định bằng công thức :β = M.N
+ M, N: Lưu lượng xe của hai luồng gặp nhau tại điểm nguy hiểm
- Để giảm bớt trị số Q quá lớn, công thức trên đƣợc giảm đi 1000 lần Khi đó ta có công thức: Q 1000
Ta sử dụng công thức này để đánh giá lựa chọn phương án thiết kế nút giao thông
2.7.3 Thiết kế đèn tín hiệu cho nút giao thông
2.7.3.1 Mục đích điều khiển giao thông bằng đèn tín hiệu
Các nút giao thông không có đèn tín hiệu thường dẫn đến tình trạng xe trên đường chính quá đông, khiến xe trên đường phụ phải chờ lâu, gây khó chịu cho người lái và tiềm ẩn nguy cơ tai nạn Đối với những nút giao không đảm bảo tầm nhìn và có lưu lượng giao thông lớn, việc thiết kế đèn tín hiệu là cần thiết để tăng cường an toàn giao thông, cải thiện khả năng thông hành và giảm ùn tắc Nút giao có đèn tín hiệu cho phép lưu thông hiệu quả hơn nhiều so với nút không có đèn.
- Đặt đèn điều khiển giao thông:
+ Tại những nút giao thông có dòng giao thông trên đường chính lớn các xe trên đường phụ không thể cắt qua mà phải chờ lâu
+ Lưu lượng giao thông các hướng khác nhau không lớn và thành phần giao thông phức tạp
+ Nút có yếu tố hình học không đảm bảo tầm nhìn thì điều khiển bằng đèn tín hiệu là một trong những giải pháp khả thi
- Mục đích của điều khiển bằng đèn tín hiệu:
+ Tăng khả năng an toàn giao thông tránh tình trạng ùn tắc
+ Tăng vận tốc cho xe chạy trên đường chính trong trường hợp điều khiển theo làn sóng xanh
Hệ thống đèn giao thông màu xanh, vàng và đỏ được sử dụng để điều khiển lưu thông tại các nút giao Đèn có thể được lắp đặt trên cột đứng hoặc treo cố định trên lề bộ hành của đường.
+ Tín hiệu xanh: báo hiệu phép xe đi qua nút
+ Tín hiệu vàng: báo hiệu chú ý dừng lại (khi tới vạch dừng xe thấy đèn vàng vẫn đƣợc phép đi qua)
+ Tín hiệu đèn: báo hiệu xe buộc phải dừng lại
Hiện nay, ở các nước phát triển, mỗi làn xe tại các nút giao thông thường được trang bị một cụm đèn tín hiệu, giúp người tham gia giao thông tuân thủ quy tắc giao thông Việc sử dụng đèn tín hiệu để điều khiển giao thông là một biện pháp tổ chức cưỡng bức, nhằm đảm bảo an toàn cho các phương tiện qua lại tại những nút giao có lưu lượng giao thông cao.
2.7.3.2 Các tham số điều khiển a) Pha
Pha là hệ thống điều khiển cho một số hướng nhất định, có thể điều chỉnh theo lưu lượng xe và mức độ phức tạp của các dòng xe tại nút giao Tùy thuộc vào tình hình giao thông, việc điều khiển có thể được thực hiện bằng 2 pha.
Việc lựa chọn giữa 3 pha hoặc 4 pha cần được xem xét kỹ lưỡng, vì việc sử dụng nhiều pha có thể dẫn đến tổn thất thời gian chuyển pha lớn hơn, từ đó giảm khả năng thông hành của nút.
Tại các nút giao thông có lưu lượng xe tương đối, việc thiết kế điều khiển 2 pha bằng đèn tín hiệu là lựa chọn đơn giản và dễ thực hiện Mặc dù có ưu điểm về tính đơn giản, nhưng phương pháp này vẫn gặp phải xung đột do dòng xe rẽ trái cản trở dòng xe đi thẳng ngược chiều Thời gian chuyển pha cũng cần được xem xét để tối ưu hóa lưu thông.
Khoảng thời gian giữa hai pha phải đảm bảo an toàn giao thông, ngăn chặn va chạm giữa các xe trong vùng xung đột.
Hình 2.16: Sơ đồ xác định thời gian chuyển pha
Tz = Tr + Tk + Tv – Te (2_18)
Tz là thời gian chuyển pha (s)
Tr + Tk khoảng thời gian xe đi hết phạm vi xung đột
Lr khoảng cách từ điểm dừng đến hết phạm vi xung đột (m)
Lk là chiều dài xe (m)
Tv là thời gian đèn vàng 3-4s
Vr là vận tốc Le là khỏi nút (m/s)
Te là khoảng thời gian xe pha tiếp đi đến phạm vi xung đột
Le là khoảng cách từ vạch dừng tới phạm vi )m)
Ve là vận tốc xe m/s
Lr ảnh hưởng nhiều tới thời gian pha đèn Kinh nghiệm nhiều nước lấy thời gian chuyển pha tối thiểu là 6s
Thời gian chu kỳ đèn (Tp) là khoảng thời gian lặp lại của quá trình điều khiển giao thông, tính từ lúc bắt đầu đèn xanh của một pha đến lúc bắt đầu đèn xanh của pha tiếp theo Quá trình này diễn ra theo quy luật: Xanh – Vàng – Đỏ.
Hình 2.17: Sơ đồ xác định thời gian chu kỳ khi quan sát 1 cụm đèn
Hình 2.18: Nút ngã tƣ đồng mức bố trí đèn tín hiệu
2.7.3.4 Tính toán điều khiển nút với chu kỳ cố định
2.7.3.5 Tính thời gian chu kỳ đèn
Chu kỳ đèn tín hiệu giao thông trong ngày thay đổi do lưu lượng xe khác nhau ở các giờ khác nhau Có thể thiết lập 2 hoặc 3 chu kỳ đèn cho các giờ cao điểm sáng, chiều, và giờ bình thường Vào ban đêm, khi lưu lượng xe thấp, có thể không cần sử dụng đèn tín hiệu, mà chuyển sang chế độ vàng nhấp nháy để cảnh báo người tham gia giao thông chú ý đến nút giao.
Phương pháp xác định chu kỳ đèn tối ưu của WEBTER như sau:
là tổng thời gian chuyển pha, n là số pha đèn
Trong đó: ang lưu lượng xe thiết kế của pha i (trong pha i có nhiều lan được chạy xe, thì
Mi chính là lưu lượng của làn nhiều xe nhất)
Mức dòng bão hòa của làn xe là số lượng xe tối đa có thể vượt qua vạch dừng trong một giờ thời gian pha xanh Khái niệm này đã được nhiều nước nghiên cứu và xác định, tùy thuộc vào đặc điểm giao thông của từng quốc gia Tuy nhiên, hầu hết đều đưa ra một tiêu chuẩn chung để xác định dòng bão hòa lý tưởng.
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2
Bài viết đã trình bày các lý luận và kiến thức cơ bản về nút giao thông đồng mức, cùng với việc tổ chức giao thông tại nút này Những thông tin này tạo nền tảng khoa học vững chắc để xây dựng các phương án tổ chức giao thông hiệu quả tại nút đồng mức.
