Thiết kế nút giao thông khu công nghiệp dịch vụ đô thị bình dương, tỉnh bình dương

Hình thức nút giao là ngã tư, các đường vào nút giao nhau cùng mức.Dựa vào lưu lượng xe tính được ở trên ta xác định được cấp đường của từng hướng vào nút bằng cách tra bảng 3 trang 9 TC

TKMH ĐƯỜNG THÀNH PHỐ GVHD : TRẦN QUANG VƯỢNG

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU CHƯNG

E3

Nút giao thông thuộc khu hên hợp công nghiệp - dịch vụ - đô thịBình Dương nằm trong địa phận xã Định Hòa ,Phú Mỹ Thị xã Thủ DầuMột, tỉnh Bình Dương

-Lớp 2: Sét lẫn sỏi sạn laterít màu nâu đỏ, đốm trắng, cấu tạo khôi.Trạng thái ẩm, cứng Bắt gặp bên dưới lớp (1) đến cuối độ sâu khảo sátchưa xác định được chiều dày Khả năng chịu lực tốt

-Lớp 3: Sét pha màu xám,phớt vàng , đốm nâu đỏ, trạng thái ẩm đếnbão hòa nước, chặt vừa Khả năng chịu lực tốt

-Lớp 4: Cát hạt trung đến thô màu xám trắng , phớt hồng, trạng thái

ẩm đến bão hòa nước, chặt vừa Lớp này củng có thể đặt móng công trìnhnhưng đây chỉ là lớp mang tính cục bộ chỉ có ở khu vực suôi giữa

Kết quả khảo sát địa chất tại cầu suôi giữa , địa tầng bao gồm cáclớp như sau:

-Lớp 1: Lớp sét pha nhẹ màu xám nâu vàng, phớt vàng , trạng thái ítẩm,dẻo mềm

-Lớp 2: Cát hạt trung đến thô màu xám trắng, phớt hồng .Trạng thái

ẩm đến bảo hòa nước, chặt vừa Khả năng chịu lực tốt

-Lớp 2a: Cát hạt mịn, màu nâu đỏ , trạng thái ẩm rời rạt

-Lớp 3: Sét màu xám nâu vàng lẩn sạn màu xám trắng Trạng tháibão hòa nước, cứng

Nhìn chung khu vực tuyến có địa chất công trình tốt

Nước ngầm dọc tuyến rất phong phú nhưng xuất hiện khá sâu,không

- Nhiệt độ cao tuyệt đối :39,5°c

- Nhiệt độ thấp tuyệt đối

- Lượng mưa trung bình : 1.633mm/năm

- Các tháng mùa mưa 5, 6, 7, 8, 9 và 10 chiếm 92% lượng mưa cả

năm

- Tháng 9 có lượng mưa cao nhất trên 400mm

- Tháng 1 và 2 hầu như không có mưa

Nắng:

- Sô giờ nắng trung bình trong năm : 2.526 giờ

- Khu vực không có sương mù

1.4.2 Vận tốc gió khu vực:

1.4.3 Mỗi năm có hai mùa gió theo hai mùa mưa và khô về mùa mưa, gióthịnh hành Tây - Nam về mùa khô, gió thịnh hành Đông - Bắc Chuyểntiếp giữa hai mùa còn có gió Đông và Đông Nam

1.4.4 Tốc độ gió trung bình đạt 10 15m/s, lớn nhất 25 30m/s (90

-1 lOkm/h) Khu vực này không chịu ảnh hưởng của gió bão

1.4.5 Vận tốc trung bình hàng tháng hơi cao Chênh lệch vận tốc gió giữacác tháng không đáng kể Tần suất lặp lại vận tốc gió cực đại không cao,chu kỳ lặp lại các cơn gió lớn là tương đôi lớn Hướng gió thổi đều Khuvực Thành Phô" Hồ Chí Minh hầu như không bị ảnh hưởng của gió bão

Hướng A Hướng B Hướng c Hướng D

Hưđng A Hướng B Hướng c Hướng D

- Lưu lượng xe trung bình trên ngày đêm tại năm tương lai Nxbngđ

Theo công thức ngoại suy theo hàm mũ (mục 4.11-trang 80- giáo trình

TKĐ- Đỗ Bá Chương):

N Tbngđ = N°Tbngđ( 1 +q)M (xcqđ/ngđ)t: thời gian dự báo tương lai, t = 5 năm

q : hệ sô" công bội (lây 10 - 12%)

Ta tính được bảng sau :

Đơn vị : xcqđ/ ngđ

Đơn vị : xcqđ/ ngđHướng phân bô lưu lượng Năm

Hình thức nút giao là ngã tư, các đường vào nút giao nhau cùng mức.

Dựa vào lưu lượng xe tính được ở trên ta xác định được cấp đường của từng

hướng vào nút bằng cách tra bảng 3 trang 9 TCVN 4054-05 Ta được :

Các hướng B , D vào nút có lưu lượng xe quy đổi (ở năm hiện tại) > 3000

xcqđ/ngđ nên có cấp kỹ thuật là cấp III Vận tốc thiết kế Vtk=80 km/h

Hướng A , c vào nút có lưu lượng xe quy đổi ( ở năm hiện tại) < 3000

xcqđ/ngđ nên có cấp kỹ thuật là cấp IV Vận tốc thiết kế Vtk=60km/h

Nếu tính ở năm tương lai thì cả 4 hướng vào nút đều có cấp kỹ thuật là cấp

III vì có lưu lượng > 3000 xcqđ/ngđ Vận tốc thiết kế Vtk=80 km/h

1.6 CÁC CĂN CỨ THIẾT KẾ:

1.8.1 Các căn cứ pháp lý :

-Quyết định sô' 3393/2004/QĐ-UB ngày 29/04/2004 của UBND tỉnhBình Dương V/v phê duyệt điều chỉnh quy hoạch xây dựng “Khu liên hợpcông nghiệp - dịch vụ và đô thị Bình Dương”

-Quyết định số 61/2004/QĐ-UB ngày 4/6/2004 của UBND tỉnh BìnhDương V/v phê duyệt “Dự án đền bù, giải phóng mặt bằng và phát triểnkhu Liên hợp công nghiệp - dịch vụ - đô thị Bình Dương”

-Quyết định sô' 912/QĐ-TTg ngày 01/09/2005 V/v phê duyệt đề ántổng thể đầu tư và phát triển khu Liên hợp công nghiệp - dịch vụ - đô thịBình Dương

1.8.2 Nguồn gốc các tài liệu sử

dụng:

a.Tàỉ liệu tham khảo:

-Quy hoạch chung xây dựng khu liên hợp công nghiệp, dịch vụ và đôthị Bình Dương

-Quy hoạch phát triển mạng giao thông vận tải tỉnh Bình Dương đếnnăm 2020 do Trung tâm nghiên cứu phát triển GTVT phía Nam lập

-Niên giám Thông kê năm 2003 tỉnh Bình Dương

b) Quy trình, quy phạm áp dụng:

• Các tiêu chuẩn thiết kê và quy trình, quy phạm được sử dụng:

- Qui phạm kỹ thuật thiết kê' đường phô', đường, quảng trường đô thị

20TCN 104-83

- Đường ôtô - yêu cầu thiết kê' TCVN 4054 - 05

TKMH ĐƯỜNG THÀNH PHỐ GVHD : TRAN QUANG VƯỢNG

- Nút giao thông đường ôtô - Tiêu chuẩn thiết kế (dự thảo)

22TCN /97

- Các tiêu chuẩn nhà nước, tiêu chuẩn ngành và các văn bản pháp qui

có liên quan

- Tham khảo thêm :Nút Giao thông - PGS.TS Nguyễn Xuân Vinh, và

1 sô" tài liệu chuyên ngành

CHƯƠNG 2

LựA CHỌN PHƯƠNG ÁN NÚT

2.1 PHÂN TÍCH Sự CẦN THIÊT CẲI TẠO NÚT

2.1.1 Độ phức tạp của nút giao thông:

Độ phức tạp của nút xác định theo công thức:

M = nt + 3nn + 5ncTrong đó: nt, n„, nc lần lượt là các điểm tách dòng, nhập dòng và cắtdòng của nút

Hiện tại tổ chức giao thông tại nút, khi có đèn đỏ các xe vẫn được phép

rẽ phải

Do đó ta tính được: M = 4 + 3x4 + 5x2 = 26

Ta thấy 25 < M < 55 —> nút phức tạp

2.1.2 Độ an toàn (mức độ nguy hiểm của nút):

Nhằm đánh giá mức độ nguy hiểm của nút giao thông bằng hệ sô" tainạn tương đôi:

I(jV + M).25

Trong đó:

- G là sô tai nạn giao thông trong năm

- Kn là hệ sô" lưu lượng không đều trong năm (Kn = 1/12)

- M và N là lưu lượng xe vào nút (xe/ngày đêm)

Theo sô liệu điều tra, nút xảy ra 4 vụ tai nạn/ năm

Lưu lượng xe vào nút là 12372 xe/ngày đêm

Tính được Ktn =10.78 e(8;12) nút giao thông nguy hiểm

2.1.3 Khả năng thông hành của nút:

g : 9.81 m/sec2 gia tốc trọng trường

ẹ : Hệ sô" bám của bánh xe với mặt đường ,thay đổi theo trạng thái

mặt đường (p = 0.2 - 1.0.

f : Hệ sô" sức cản lăn phụ thuộc vào loại mặt đường , f = 0.1 - 0.7

i : Độ dô"c dọc ( lên dô"c mang dâu ( + ) , xuống dốc mang dâu ( - ) ) (

Do địa hình bằng phẳng nên i = 0%

lo : Khoảng cách an toàn (lo = 3-5 m )

lx: Kích thước chiều dài xe : lx = 5 mTrong điều kiện thuận lợi, mặt đường tốt ta lấy:

- Khả năng thông hành của đường phô":

Để xét ảnh hưởng của nhiều làn xe đến khả năng thông xe.Theo bảng

6/ 11 TCN -104-1983 thì khả năng thông xe của đường 2 làn xe được nhân

L : khoảng cách giũa hai ngã ba, ngã tư liền kề ( L = 500 m )

a : Gia tô"c bình quân khi xe khởi động (1.5-1.7 m/sec2), a = 1.6 m/sec2

b : Gia tô"c bình quân khi hãm xe (0.6-1.5 m/sec2), b = 1 m/sec2

A: Thời gian dừng xe bình quân khi đèn đỏ:

hay A

2 2

hưỏng của các ngã ba , ngã tư ) là :

Ntt = N„ * a = 1843 * 0.26 =479 xe/h.

2.1.4 Kiểm tra khả năng phục vụ của nút giao thông đến năm tương

Ta kiểm tra theo hệ sô" phục vụ z ( còn gọi là độ bão hoà ) , xác định

p : Năng lực thông xe lý thuyết ( xe/h )

Nhận xét : Ta thây z > 1 thì năng lực thông xe thực tê" lớn hơn trị sôtính toán, tức là dòng xe bão hoà , gây ùn tắc giao thông .Để dòng xe đivào nút không bị bão hòa yêu cầu trị sô" 0 < z <1 , z càng nhỏ khả năng

lai:

thông hành của đường phô" và của nút càng bảo đảm , xe càng thông thoát

nhanh và không có hiện tượng ùn tắc và kẹt xe

Vì thế ta cần phải cải tạo

2.1.5 Điều kiện xây dựng nút giao thông khác mức

- Điều kiện về kĩ thuật

+ ít khi bị ùn tắc

+ Rút ngắn được các hành trình ra vào nút , do đó làm giảm tổnthất thời gian của các hành trình tăng tốc độ xe chạy dẫn đến tăngkhả năng thông hành của nút, tăng an toàn giao thông , giảm tai

nạn xe cộ và giảm chi phí khai thác vận doanh + Đây là khu dân cư nên khả năng xây dựng nút khác mức rất tốnkém về giải toả mặt bằng và nơi đây có địa chất phức tạp

- Điều kiện về kinh tế

Việc xây dựng nút giao nhau khác mức chỉ đạt được hiệu quả kinh tế

với điều kiện :Giá thành xây dựng nút khác mức phải không vượt quá hoặc thâphơn chi phí tổn thất hàng năm do xe bị đình trệ , ùn tắc ở nút giao thôngngang mức trước khi cải tạo Điều kiện này được biểu thị bàng công thức :

ạ-n : Sô" đườạ-ng phô" vào ạ-nút

Y T A : Tổng tổn thất thời gian của các xe bị ùn tắc trong 1 giờ

N - cường độ xe giờ cao điểm của một hướng ở nút cùng mức

(xe/h)

t d , t v : thời gian đèn đỏ đèn vàng (s)

7\-Chu kì đèn (s)

+ 2.945 *108 = 9.7185 *108 >5.1*10

(1)+Thời gian thu hồi vôn (thời gian hoàn vôn ) khi xây dựng nút khác

Vậy ta chọn phương án xây dựng nút cùng mức

2.2.1 Mục đích :

Tại nút giao thông điều khiển theo luật đường chính , đường phụ Nếudòng xe trên đường chính lớn dẫn đến các dòng xe trên đường phụ khôngcắt qua được người lái xe phải chờ lâu có thể đưa ra quyết định chạy xekhông đúng dẫn đến ùn tắc và tai nạn giao thông Nên cần điều khiểnbằng đèn tín hiệu để tăng an toàn , tăng tốc độ xe trên đường chính , giảm

ùn tắc giao thông

+ Hệ thông điều khiển gồm :

- Thiết bị điều khiển

- Hệ thống điều khiển

2.2.2 Tính toán sô" làn xe vào nút theo các hưởng :

2.2.2.1 Xác dịnh sô" làn xe trên hướng ưu tiên đường B- đường D

Sổ" làn xe trên mặt cắt ngang được xác định theo công thức:

Vtt < 40 km/h là 0.77

Ta đang tính toán trên vùng đồng bằng nên z = 0.55

Ntth: năng lực thông hành tôi đa 1 làn xe

Theo điều 2.7 TCVN 104-83 ta chọn khả năng thông xe tôi đa mộtlàn là: 600 - 700 xe/h Ta lấy Ntth = 600 xe/h

Dựa vào lưu lượng xe giờ cao điểm ta lập được bảng sau:

Đường A-Đường c Đường B- Đường D

2.2.2.2 Quyết định các trắc ngang các đường vào nút :

Theo luận chứng kỹ thuật ở trên, quyết định chọn trắc ngang thiết kế

như sau:

+ Nhánh đường B vào nút và nhánh đường D vào nút: Đường khu

vực, Vtk=80 km/h + Nhánh đường A vào nút và nhánh đường c vào nút: Đường khu nhà

ơ, Vtk = 60 km/h

2.2.2.3 Chiều dài dải chuyển tốc:

Khi xe chạy từ đường chính vào đường phụ và ngược lại từ đường phụvào đường chính với tốc độ khác nhau ( vc > Vf), để đảm bảo an toàn cho

xe chạy cần thiết phải xây dựng các dải phụ thêm để chuyển tốc độ gọi làdải chuyển tốc Chiều dài đoạn chuyển tốc được xác định như sau :

L = 26a lb

Trong đó :+ V] : Tốc độ ỏ cuối đoạn tăng tốc hay đầu đoạn giảm tốc, km/h + v2 : Tốc độ ở đầu đoạn tăng tốc hay CUỐI đoạn giảm tốc, km/h.+ atb : Gia tốc (tăng giảm) trung bình của ôtô , m/sec2Trên cơ sở của kết quả quan trắc ta có thể lây:

atb = 0.8-1.2 m/sec2 khi xe tăng tốc

atb = 1.75-2.5 m/sec2khi xe giảm tốc

2.2.3 Cấu trúc của chu kỳ đèn tín hiệu :

2.2.3.I Pha điều khiển :

- Ta dùng chu kỳ đèn có 2 pha

+ Pha 1 : A, B đi thẳng , rẽ trái

+ Pha 2 : c , D đi thẳng , rẽ trái

TKMH ĐƯỜNG THÀNH PHỐ GVHD : TRAN QUANG VƯỢNG

THEO A

THEO D

2.2.3.2 Chu kỳ đèn tín hiệu và các thành phần cấu thành:

Vì lưu lượng các hướng vào nút là khác nhau nên khi tính toán thời

gian chu kỳ đèn ta chỉ tính cho các hướng có lưu lượng vào nút lớn

Vì đường có 2 làn , nên khi xe vào nút coi làn ngoài cùng dành cho xe

đi thẳng và làn trong cùng dành cho xe rẽ trái

Từ công thức khả năng thông xe của một làn tại mặt cắt có vạch

“dừng xe” của một ngã tư có đèn điều khiển :(tính cho dòng có lưu lượng

+ V: vận tốc xe chạy qua nút: Vnút 1 =48 km/h = 13.33 m/sec

+ tp : Thđi gian giãn cách hai xe chạy qua vạch dừng( đối với xe con tp

= 2-3 sec ) ở đây ta lấy tp =2.5 sec+ a :gia tốc bình quân xe chạy qua nút (a =0.6 đốì xe con)

Ta giả định chu kỳ đèn là 60 sec ta có được thời gian tx cho các pha là:

- Thời gian đèn xanh cho pha 1:

TKMH ĐƯỜNG THÀNH PHỐ GVHD : TRAN QUANG VƯỢNG

Từ sơ đồ ta có 2 điểm cắt và 2 điểm tách

Tính hệ sô" an toàn Ktn theo công thức :( Xét cho pha 2)

Sô" tai nạn giao thông trong năm :

G = ỲJ lV

ITrong đó : n : sô" điểm xung đột

qj :mức độ nguy hiểm của điểm xét được xác định như sau :

qi = Ki.Mi.N

Trong đó :

Ki : Hệ sô" tai nạn tương đôi ( vụ/106xe)

Mj,Nj : Lưu lượng các dòng xe ở điểm xét

K n : Hệ sô không đều theo các tháng trong năm , K n = 1/12

Hệ sô Kị tra theo bảng 1.4 cho xe chạy thẳng & 1.5 cho xe

đi rẽ sgk NÚT GIAO THÔNG của PGS.TS Nguyễn Xuân Vinh

Ta có bảng tính sau:

3 < K t n < 8 =>Nút giao thông ít nguy hiểm

2.2.5 Tính toán khả năng thông xe của nút :

Tính theo công thức sau :

Trong đó :

+n : số làn xe của nhánh đang xét.

+Ktr: Hệ số xét đến ảnh hưởng của dòng xe rẽ trái, Ktr >1 Hệ

số nàyphụ thuộc vào tỷ lệ phần trăm lượng xe rẽ trái ( sử dụng bảng tra 1.24

SGK NÚT GIAO THÔNG của PGS.TS Nguyễn Xuân Vinh +tp: khoảng thời gian trung bình của ôtô đi qua vạch dừng

xe , 2 sec+tck :Thời gian của chu kỳ đèn

N _ ^3600(«-l)X„

=

co

(Điểm 1 : M = 0.12*MB-A

N = 0.12* MB-C xcqđ/ngđ )

Kết quả :(Erw)tt =51020 xe.giờ/năm

2.2.6.2 Tổn thất thời gian do các xe chạy tự do theo các hành trình

qua nút (Tv):

Thông thường trị sô" Tv nhỏ hơn râ"t nhiều so với T o ) nên

T = T > xe.h/nămVậy tổng tổn thất thời gian của tất cả các luồng xe qua nút là :

Tt = 51020 xe.h/năm

2.3 PHƯƠNG ẢN NÚT GIAO THÔNG HÌNH XUYÊN :

2.3.1 Đặc điểm của nút giao thông hình xuyến :

ưu điểm :+Nút giao thông hình xuyến là loại nút giao thông ở giữa bô" trí mộtđảo lớn Xe vào nút chạy một chiều , ngược chiều kim đồng hồ , quanhđảo tới đường ra Đảm bảo xe chạy liên tục với tốc độ nhất định không phảdừng, không có điểm cắt chỉ có các điểm tách nhập , do đó nâng cao đượckhả năng thông xe , tốc độ xe chạy bình quân và độ an toàn

+Không cần đặt đèn tín hiệu và cảnh sát giao thông chỉ huy , do đó

đơn giản hoá công tác quản lý giao thông +Hình thức tương đôi đẹp Đảo trung tâm có thể trồng hoa , bô" trí

tượng đài tăng vẻ đẹp cho đường phô"

+ Có thể cho phép nhiều đường giao nhau

Nhược điểm :+Diện tích dùng đất tương đôi lớn (0.5 - 1.5 ha )+Hành trình xe rẽ trái, xe chạy thẳng dài rất bâ"t tiện cho giao thông

Do vậy , Sơ bộ có thể tính chiều dài đoạn trộn dòng theo công thứcsau , xuâ"t phát từ thời gian trộn không dưới 4 s :

Ltrộn = 4*V(m)

trong đó :

V : Tốc độ thiết kế trong vòng xuyến , V = 30Km/h =8.33 m/s)

Vậy : Ltrộn=4*8.33= 33.33 m chọn bằng 40m để thiết kế

2.3.2.2 Đảo trung tâm :

Đường kính đảo trung tâm tính theo đoạn trộn dòng như sau :

D = n ỉ ^ ~ = 2*33'33 =21.23 m

Chọn sơ bộ D =30 m

2.3.2.3 Sô" làn xe trên đoạn trộn dòng :

Sô" làn xe trên đoạn trộn dòng đườc xác định theo công thức sau :

w + 3W, +F,+F 2

n = — -é - -—

VTrong đó :

NI: Năng lực thông xe một làn, N]= 800-1200 xe/h (lấy N|=800 xe/h )W| và w2:lưu lượng (xe/h)trên dòng chéo nhiều nhâ"t và ít nhâ"t.F] và F2: lưu lượng (xe/h) trên 2 dòng không chéo

W|= AS+AL =(2512+583)*0.12 =371.14 xe/h

w2 = DS +BL =(2303+931)*0.12 =388.08 xe/h

F,= AR =1108*0.12 =132.96 xe/h

F2= DL= 1160*0.12 =139.2 xe/h