Đường Đô Thị Và Tổ Chức Giao Thông Phần 4 pptx

e ðường xe ñạp - Mục ñích: ñể hạn chế tai nạn giao thông giữa xe ñạp và xe cơ giới, tăng vận tốc và khả năng thông xe của ñường, trên các ñường chính của thành phố, trên ñường cao tốc n

ðối với thành phố có ñường xe ñiện thì có thể bố trí trên dải phân cách giữa, hoặc bố trí lệch về một bên ðối với ñường xe ñiện chạy nhanh phải bố trí riêng hay bố trí lên cao tách riêng với ñường bộ

Ở nhiều thành phố lớn, lưu lượng xe buýt trên tuyến lớn, có thể người ta

bố trí riêng một làn mỗi hướng cho xe buýt và cấm các phương tiện khác ñi vào

ñể tăng vận tốc và khả năng thông xe của xe buýt

e) ðường xe ñạp

- Mục ñích: ñể hạn chế tai nạn giao thông giữa xe ñạp và xe cơ giới, tăng vận tốc và khả năng thông xe của ñường, trên các ñường chính của thành phố, trên ñường cao tốc người ta tổ chức riêng cho ñường xe ñạp ðường

xe ñạp còn ñược thiết kế quanh các khu du lịch, các danh lam thắng cảnh

- Giải pháp thiết kế:

Xe ñạp dài 1.7 mét, rộng 0.6 mét, chiều cao của bàn ñạp 0.12 mét Vận tốc

xe ñạp trên ñường phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: ñiều kiện ñường, ñiều kiện giao thông trên ñường, và lứa tuổi sử dụng ở nước ta, vận tốc vào khoảng từ 8 ñến 15 km/h

Tĩnh không ñối với ñường xe ñạp là 2.5 mét, trong ñiều kiện khó khăn có thể lấy 2.25 mét Chiều rộng một làn ñường xe ñạp là 1 mét

Khả năng thông xe của ñường xe ñạp phụ thuộc vào chiều rộng của làn xe, ñiều kiện giao thông, có thể tham khảo ở bảng 3.5 dưới ñây:

Khả năng thông xe của ñường xe ñạp

Bảng 3.5

Loại ñường

Bề rộng

ðường riêng xe ñạp 1.0 150 xe/10 phút ðường 1 chiều ðường riêng xe ñạp 2.0 250 xe/10 phút ðường 1 chiều ðường riêng xe ñạp 2.0 200 xe/10 phút ðường 2 chiều ðường chung xe ñạp

10 xe và 10 người/10 phút hoặc 5 xe và 100 người/10 phút

ðường 2 chiều

ðể tách giữa xe cơ giới và xe ñạp có thể dùng vạch sơn liền nét vẽ lên mặt ñường và vẽ ký hiệu xe ñạp ñể người tham gia giao thông nhận biết ñược ñường dành riêng cho xe ñạp, hình thức này các nước thường áp dụng

Khi tổ chức ñường ñi xe ñạp chung với ñường ñi bộ tốt nhất là vẫn dùng vạch sơn ngăn riêng, kết hợp với biển báo hiệu chỉ rõ phần ñường cho xe ñạp và

ñi bộ

Ven các ñường cao tốc, ñể tách riêng ñường cho xe cơ giới và xe ñạp người ta thường dùng dải phân cách mềm, hay dải trồng cây ñể tăng an toàn

Hình 3-14 ðường chung cho xe ñạp và ñi bộ

Việc thiết kế, xây dựng ñường dành riêng cho xe ñạp phải ñảm bảo chất lượng tốt, mặt ñường phải bằng phẳng, thoát nước tốt thì mới khuyến khích mọi người ñi vào ñường dành cho xe ñạp Và quan trọng hơn là khi ñã có ñường dành riêng cho xe ñạp thì phải có biện pháp bắt buộc mọi người ñi xe ñạp phải thực hiện

Tại các khu dân cư, có thể bố trí chung giữa ñường ñi bộ và ñường xe ñạp, nhưng cũng nên chia giữa phần dành riêng cho xe ñạp và ñi bộ (hình 3-14)

3.5 ðƯỜNG CAO TỐC THÀNH PHỐ

3.5.1 Vai trò của ñường cao tốc trong thành phố

Ở một số thành phố lớn, lưu lượng giao thông cao, người ta xây dựng các ñường cao tốc nhằm tăng vận tốc xe chạy và tăng khả năng thông qua

ðường cao tốc thành phố bao gồm:

- ðường cao tốc dẫn vào thành phố

- ðường cao tốc bao quanh thành phố dành cho các xe không có nhu cầu vào thành phố

- ðường cao tốc cắt qua thành phố, một số ñường chính toàn thành (loại này

ít gặp)

3.5.2 Tiêu chuẩn thiết kế

Tiêu chuẩn quan trọng nhất là vận tốc thiết kế, vì nó quyết ñịnh các yếu tố hình học của ñường Tiêu chuẩn này cũng có quan niệm khác nhau, một số nước yêu cầu Vtk = 80 ÷ 100 km/h, nhưng cũng có những nước như Nhật Bản quan niệm V = 50 km/h là ñược, miễn là nó có mặt cắt ngang ñủ lớn Quan ñiểm này ñược ñưa ra vì qua thành phố không cần có tốc ñộ lớn, vì có nguy cơ gây tai nạn

và ô nhiễm môi trường, hơn nữa ñịa hình ở Nhật Bản cũng khó khăn, nếu tăng vận tốc thiết kế thì giá thành xây dựng tăng lên nhiều

Nước ta không có tiêu chuẩn riêng cho loại ñường này, nhưng cũng có thể

dùng tiêu chuẩn ñường cao tốc “ðường ôtô cao tốc - yêu cầu thiết kế TCVN 5729:1997”

Ngoài tiêu chuẩn vận tốc thiết kế, ñường cao tốc thành phố còn có các yêu cầu sau:

- Mặt cắt ngang phải có tối thiểu 4 làn xe, có dải phân cách giữa

- Các yếu tố hình học trên bình ñồ và trắc dọc phải ñảm bảo vận tốc thiết kế

- Các nút giao thông phải ñược thiết kế khác mức

- Cấm các phương tiện có vận tốc thấp chạy trên ñường

3.5.3 Giải pháp thiết kế

Với các yêu cầu như trên, giá thành xây dựng ñường cao tốc qua thành phố thường rất cao, ñể hạ giá thành xây dựng, trước hết phải lợi dụng ñịa hình Sau ñây là một vài giải pháp thiết kế:

- ðường cao tốc ñặt thấp hơn cao ñộ mặt bằng có ưu ñiểm làm giảm ñược tiếng ồn, nhưng sẽ gây khó khăn cho việc thoát nước

- ðường cao tốc có cùng cao ñộ với các ñường khác nhưng ñược ngăn riêng, chia thành phố thành các khu vực riêng biệt, giao thông qua lại bằng cầu vượt hoặc ñường hầm

- Thực hiện mặt cắt ngang ñường cao tốc dạng chữ U khi thành phố ở các vùng cao ít mưa và nếu không gặp khó khăn về mặt thoát nước (hình 3.15) Phương án này có ưu ñiểm hạn chế ñược tiếng ồn cho thành phố Nhưng ở nước ta ñiều này gặp khó khăn vì hầu hết các thành phố lớn ñều nằm ở khu vực ñồng bằng mưa nhiều

Hình 3-15 ðường cao tốc có mặt cắt ngang nền ñào

- ðường cao tốc ñặt trên nền ñắp cao kết hợp tường chắn, hoặc trên cầu (hình 3.15) Phương án chạy trên cầu có nhược ñiểm là giá thành cao hơn, nhưng có thể tận dụng diện tích phía dưới làm nơi ñỗ xe, ở các nước châu

á thường áp dụng giải pháp này ví dụ như ở BăngKốc Phương án chạy trên cao cũng có ưu ñiểm là thoát nước dễ dàng, nhưng nhược ñiểm là tiếng ồn vang xa và các nhà ven ñường phải có chiều cao tương xứng

Hình 3-16 ðường cao tốc trên nền ñắp kết hợp tường chắn và trên cầu cạn

Một phương án khác ñắt tiền hơn song lại chiếm ít ñất ñai hơn, không ảnh hưởng ñến kiến trúc của thành phố ñó là xây dựng các ñường cao tốc là các ñường hầm chui qua phạm vi của thành phố Nhược ñiểm chủ yếu của phương án này là giá thành xây dựng cao và vấn ñề ñảm bảo thoát nước khó khăn Về kết cấu và phương pháp xây dựng các công trình ñặc biệt này ñược nghiên cứu ở các môn học khác

3.6 MỘT SỐ VẤN ðỀ VỀ THIẾT KẾ ðƯỜNG PHỐ

3.6.1 Thiết kế bình ñồ và trắc ngang ñường phố

Nguyên tắc chung là các yếu tố tuyến trên bình ñồ phải ñảm bảo các yêu cầu của vận tốc thiết kế như bán kính cong bằng, ñộ dốc siêu cao

Nhưng ñối với các thành phố ở vùng ñồng bằng người ta thường chọn tuyến thẳng, góc ñổi hướng nhỏ ñược bố trí trùng với vị trí các nút giao thông

Về trắc ngang, ngoài số làn xe ñảm bảo lưu lượng xe thiết kế, có thể thiết

kế làn dự trữ cho tổ chức ñỗ xe, ñường cho xe ñạp Trên các ñường chính có thể thiết kế 3 ñến 4 làn xe, các ñường dẫn tới nút nên thiết kế tối thiểu 3 làn xe ñể tách riêng làn xe rẽ trái

Hè phố có ñiều kiện về ñất nên thiết kế rộng và phải cố gắng trồng cây xanh ở mọi chỗ có thể, tạo mỹ quan và tránh tình trạng bê tông hóa thành phố, tạo ñiều kiện tốt cho người ñi bộ, có thể thiết kế kết hợp với chỗ ñỗ xe, muốn ñảm bảo yêu cầu này, hè phố phải lớn hơn 8 mét

3.6.2 Thiết kế mặt cắt dọc của ñường phố

Cao ñộ ñường phố phải theo cao ñộ chuẩn qui ñịnh về mặt bằng ñể ñảm bảo thoát nước, cao ñộ này nằm trong mặt bằng khống chế chung của thành phố sao cho cao ñộ mặt ñường phải thấp hơn cao ñộ nền nhà ven ñường ðối với nước ta, vấn ñề này chưa ñược giải quyết một cách triệt ñể dẫn ñến một số nơi ñường cao hơn nhà

ðể ñảm bảo thoát nước tốt thì ñộ dốc của rãnh dọc phải ñảm bảo ñộ dốc tối thiểu qui ñịnh, ñộ dốc dọc của ñường và của rãnh dọc không nhất thiết phải giống nhau

3.6.3 Thiết kế mặt ñường

Mặt ñường phố phải ñảm bảo cả 4 yêu cầu:

- Mặt ñường phải ñủ cường ñộ và ñộ ổn ñịnh, chịu ñược tải trọng xe trong suốt thời kỳ khai thác, không bị biến dạng và hư hỏng

- Mặt ñường phải có ñủ ñộ bằng phẳng, ñể xe có thể chạy với vận tốc qui ñịnh và êm thuận

- Mặt ñường phải có ñủ ñộ nhám ñảm bảo xe chạy an toàn, hãm xe trong khoảng cách an toàn

- Mặt ñường không gây bụi, ñảm bảo vệ sinh môi trường

ðể ñảm bảo các yêu cầu trên, mặt ñường phố phải ñược xây dựng với các loại mặt ñường như: mặt ñường bê tông nhựa, thấm nhập nhựa, láng nhựa hoặc mặt ñường bê tông xi măng Việc tính toán kết cấu vẫn tuân theo qui trình thiết

kế áo ñường 22TCN-211.93 Tuy nhiên, việc qui ñịnh Eyc có khác với qui ñịnh

ñối với các ñường ôtô thông thường (tham khảo ở Qui trình thiết kế ñường quảng trường và ñô thị – TCXD 104:1983 của Bộ Xây Dựng)

Trong trường hợp sử dụng mặt ñường bê tông xi măng, ñể tránh phá vỡ khi lắp ñặt các công trình ngầm phải thiết kế hệ thống hầm kỹ thuật dọc, ngang, tối thiểu phải có hầm kỹ thuật ngang còn các công trình ngầm ñặt dưới hè phố hoặc dải phân cách, khi ñặt hay cải tạo hệ thống kỹ thuật không ảnh hưởng tới phần mặt ñường

ðặc biệt ñối ñường phố phải thiết kế hệ thống thoát nước, chiếu sáng và

bố trí các công trình kỹ thuật ngầm hay nổi, vấn ñề này ñược trình bày ở các phần liên quan chương sau

3.7 CÁC ðẠI LƯỢNG CƠ BẢN CỦA DÒNG XE

3.7.1 ðịnh nghĩa

Các ñại lượng cơ bản của dòng xe bao gồm:

• Lưu lượng dòng xe (cường ñộ dòng xe) ñơn vị xe/h

Lưu lượng dòng xe: là số lượng xe thông qua mặt cắt ngang của ñường (hoặc của làn xe) trong một ñơn vị thời gian:

T

N

M = (xe/h) ( 3-1 ) Trong ñó:

M : lưu lượng xe (xe/h)

T : thời gian xe thông qua mặt cắt ngang(h)

N: số lượng xe thông qua mặt cắt ngang (xe)

D : mật ñộ dòng xe (xe/km)

N : là số lượng xe (xe)

L : chiều dài dòng xe (km)

• Vận tốc dòng xe

Vận tốc dòng xe là quãng ñường xe ñi ñược trong một ñơn vị thời gian ( 1 giây, 1 giờ), người ta phân ra thành vận tốc theo vị trí và vận tốc theo thời ñiểm

- Vận tốc theo vị trí là vận tốc các xe ño ñược tại một mặt cắt xác ñịnh trong một khoảng thời gian nào ñó Vận tốc vị trí trung bình ñược xác ñịnh theo công thức:

∑

=

1 i li

∑

=

1 i mi

N : số giá trị ño ñược

Vmi : vận tốc thời ñiểm của xe thứ i

ðể miêu tả vận tốc theo thời ñiểm và vận tốc theo vị trí của các xe ta xem trên hình 3.17 dưới ñây:

Hình 3-17 Cách xác ñịnh vận tốc theo vị trí và theo thời ñiểm

Giữa vận tốc theo vị trí và vận tốc theo thời ñiểm có quan hệ với nhau theo công thức dưới ñây:

N

Ngoài ra WARD còn ñưa ra mối quan hệ giữa vận tốc vị trí trung bình và

vận tốc theo thời ñiểm trung bình:

m

2 m m l

V

SV

V = + ( 3 – 6) Trong ñó Sm là ñộ lệch quân phương

Từ công thức trên ta thấy rằng vận tốc theo vị trí trung bình luôn luôn lớn hơn vận tốc theo thời ñiểm trung bình: V ≥l Vm, dấu bằng chỉ xảy ra khi ñộ lệch quânphương bằng không

Ta xét ví dụ sau ñể minh hoạ cho phần lý thuyết ở trên:

Trên một ñường vòng với chiều dài 1 km, có 4 xe chạy với vận tốc 20, 40,

60, 80 km/h với giả thiết các xe vượt nhau dễ dàng Xác ñịnh vận tốc trung bình của các xe

- Vận tốc thời ñiểm trung bình: * ( 20 40 60 80 ) 50

* 60 40

* 40 20

* 20

- Vận tốc thời ñiểm trung bình xác ñịnh qua vận tốc vị trí:

50 80

* 80

1 60

* 60

1 40

* 40

1 20

* 20 1

200

+ +

2 m

2 mi i

2

STrong ñó:

pi : xác suất xuất hiện xe thứ i, trong ví dụ pi = 1/4 = 0.25 (cho các

xe từ 1 ñến 4)

Do ñó:

3000 80

* 25 0 60

* 25 0 40

* 25 0 20

* 25 0 V

mi

2500 50

500 2500 3000

Trong thực tế ta thường xác ñịnh vận tốc theo vị trí tại một mặt cắt nào ñó, bằng cách trên ta có thể tính ra vận tốc xe chạy trên ñường, rõ ràng vận tốc xe chạy trung bình theo thời ñiểm nhỏ hơn khi ño ñược tại mặt cắt

• Khoảng cách thời gian giữa các xe

Là khoảng thời gian dãn cách xe ñi qua cùng một mặt cắt tính bằng giây (s)

• Khoảng cách giữa các xe

Là khoảng cách giữa các xe trong quá trình chuyển ñộng tính bằng mét (m)

3.7.2 Quan hệ giữa các ñại lượng cơ bản của dòng xe

a) Phương trình liên tục

Các ñại lượng cơ bản của dòng xe có quan hệ với nhau tương tự như dòng chuyển ñộng của dòng chất lỏng, dòng chất khí mà ta ñã biết

Vận tốc xe chạy trên ñường thay ñổi theo thời gian vì vậy ñể miêu tả cần

có các ñiều kiện sau:

- Phải có ñủ số liệu thống kê

- Dòng xe phải ổn ñịnh, các tham số về mật ñộ xe, lưu lượng và vận tốc phải ñược thống kê ñộc lập

Nếu số lượng xe là N (xe), thời gian T (h), chiều dài của ñường là L (km) và vận tốc trung bình của các xe là V(km/h) thì tại mỗi thời ñiểm bất kỳ ta luôn có quan hệ:

V

* N T

N = ( 3 – 7) Người ta ñịnh nghĩa:

ðây là phương trình chuyển ñộng liên tục của dòng xe trên ñường

Ví dụ: trên ñường có mật ñộ xe là 4 xe/km, các xe chạy với vận tốc trung bình là

V = 50 km/h, ta sẽ có cường ñộ xe chạy trên ñường M = 4 * 50 = 200 xe/h

b) Quan hệ giữa mật ñộ và vận tốc xe chạy trên ñường

Khi nghiên cứu phương trình toán học giữa mật ñộ xe và vận tốc xe ta phải quan tâm tới các ñiều kiện thực tế như sau:

- Khi D → 0xe có thể chạy với vận tốc tối ña theo ñặc tính ñộng lực

f

V → Với Vf là vận tốc xe chạy ñược theo ñặc tính ñộng lực và ñiều kiện trên ñường

- Khi mật ñộ D tăng thì vận tốc giảm

- Mật ñộ ñạt ñược giá trị tối ña nếu các xe ñứng yên, có nghĩa là: Vm→ 0,

V D

D

f

m max

=

) D

D 1 ( V V

max f

1 D

1 ( 1 V

Dmax ñối với ñường thành phố khi ôtô ñứng thành hàng liên tục như sau:

Dmax = 80 xe/km, khi xe tải chiếm 0 ÷ 10 %,

Dmax = 150 xe/km, khi xe tải chiếm 10 ÷ 20 %,

Dmax = 200 xe/km, khi xe tải chiếm 20 ÷ 30 %,

Quan hệ giữ Vm ↔ D là cơ sở ñể tính khả năng thông qua của ñường phố

Quan hệ giữa vận tốc và lưu lượng xe còn ñược COERS ñưa ra công thức sau:

2 max D

D 5 0e V

Vm f e

Hình 3-19 Quan hệ giữa vận tốc với mật ñộ theo KLADEK và COERS

Mối quan hệ giữa ñiều kiện xe chạy, mật ñộ và vận tốc xe ñược ñánh giá theo bảng 3.6 dưới ñây

Quan hệ ñiều kiện xe chạy, mật ñộ và tốc ñộ xe

Bảng 3.6

(xe/km)

Vận tốc (km/h)

Dln.V

max M m

Trong ñó VmMmaxlà vận tốc trung bình khi cường ñộ giao thông lớn nhất

Từ công thức trên ta có biểu ñồ quan hệ Vm ↔ D, ñiểm gẫy trên bản ñồ tương ứng với VmMmaxvà DMmax (hình 3 20)

Hình 3-20 Biểu ñồ quan hệ Vm và D theo GREENBERD

c) Quan hệ giữa mật ñộ và cường ñộ xe, biểu ñồ cơ bản

Ta có ba mối quan hệ giữa mật ñộ xe với vận tốc xe, quan hệ giữa mật ñộ

xe với cường ñộ xe và quan hệ giữa cường ñộ xe với vận tốc xe Các tác giả khác nhau ñưa ra những công thức thực nghiệm của mình, ta có thể tham khảo các công thức này ở bảng 3.7 dưới ñây:

CÁC CÔNG THỨC CƠ BẢN CỦA CÁC TÁC GIẢ

m

D

D 1 V V

−

max

D 1 D 1 f

m V 1 e V

D

D D V M

−

max

D 1 D 1

f D 1 e V

V

V V D

−

=

f

m max

m

V

V 1 ln D 1

V M

max

D

D 2 1 f

max M m

m =

2 max

D D 2

max M m

=

m

f m

max

V

V ln 2 V D

m max.V eD

Ghi chú: 1 GREENSHIELDS, 2 KLADEK, 3 ZACKOR, 4 GREENBERG

Từ quan hệ cơ bản người ta vẽ ñược biểu ñồ quan hệ giữa cường ñộ xe và mật ñộ xe chạy trên ñường (hình 3.21)

Hình 3-21 Biểu ñồ quan hệ cường ñộ xe và mật ñộ xe

Trên bản vẽ ta thấy rằng vận tốc tức thời xe chạy trên ñường chính là tgα với α là góc nối giữa gốc toạ ñộ và ñiểm ñang xét:

mi i

i V D

dM = ( 3-21) (Vw là vận tốc sóng của dòng xe)

ðộ dốc của góc gãy giữa 2 ñiểm, Vst là thay ñổi vận tốc khi tình trạng mật

ñộ khác nhau nhiều:

V D

M =

∆

∆

( 3-22) Trên biểu ñồ ta thấy rõ lưu lượng xe tăng lên (khả năng thông qua tăng) khi mật ñộ tăng, tại ñiểm cực ñại có Mmax và Dmax, nhưng khi D tiếp tục tăng thì

M giảmxuống

Một biểu ñồ tổng hợp các quan hệ giữa các tham số cơ bản của quá trình chuyển ñộng ñược thể hiện trên hình 3.-22

Hình 3-22 Biểu ñồ quan hệ cơ bản của dòng xe

Trên biểu ñồ ta thấy các khu vực sau:

max MD D

0 ≤ ≤ , ở khu vực này dòng giao thông ổn ñịnh

DMmax≤ D ≤ DMaxdòng giao thông không ổn ñịnh

Tương ứng: 0 ≤ Vm ≤ VMmaxdòng giao thông không ổn ñịnh

f m max

N = (N = xe.km/h2)