Luận văn thạc sĩ nghiên cứu đề xuất lựa chọn các yếu tố hình học trong thiết kế đường theo quan điểm an toàn giao thông trên các tuyến đường đèo dốc vùng núi

Thiết kế hình học tuyến vừa đảm bảo khả năng thực hiện đầy đủ chất lượng khai thác vận tải của ô tô đồng thời loại bỏ được các chỗ không thuận lợi cho xe chạy và còn tùy vào khả năng mà

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -

TRỊNH ĐỨC LIÊM

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT LỰA CHỌN CÁC YẾU TỐ HÌNH HỌC TRONG THIẾT KẾ ĐƯỜNG THEO QUAN ĐIỂM AN TOÀN GIAO THÔNG TRÊN CÁC TUYẾN ĐƯỜNG ĐÈO DỐC VÙNG NÚI

Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong bất cứ công trình nào khác

Tác giả luận văn

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 5

Chương 4 - ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ HÌNH HỌC TUYẾN THEO

4.1 Đề xuất lựa chọn tầm nhìn thấy xe ngược chiều và độ mở rộng mặt đường tại các đường

TRÊN CÁC TUYẾN ĐƯỜNG ĐÈO DỐC VÙNG NÚI

Học viên: Trịnh Đức Liêm Chuyên ngành: Kỹ thuật XD CT giao thông

Mã số: 60.58.02.05 Khóa: K33 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN

TÓM TẮT –Thiết kế hình học tuyến đường đóng một vai trò quan trọng ảnh hưởng

trực tiếp đến an toàn và vận hành xe trên đường Thiết kế hình học tuyến vừa đảm bảo khả năng thực hiện đầy đủ chất lượng khai thác vận tải của ô tô đồng thời loại bỏ được các chỗ không thuận lợi cho xe chạy và còn tùy vào khả năng mà tạo ra điều kiện chạy xe an toàn ngay cả trong trường hợp người lái có hành động sai lầm đang được nhiều nước nghiên cứu và áp dụng.Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố hình học tuyến đường trên đường ô

tô hai làn xe đến an toàn chạy xe đã được nhiều nước trên thế giới nghiên cứu và chỉ ra mối quan hệ giữa các yếu tố hình học tuyến và TNGT trên đường ô tô thông thường Nghiên cứu của luận văn chỉ ra ảnh hưởng của yếu tố hình học đến TNGT trên các tuyến đường đèo dốc vùng núi có châm trước các yếu tố hình học Thông qua việc nghiên cứu mối quan hệ giữa các yếu tố kỹ thuật của tuyến ảnh hưởng đến tai nạn giao thông từ đó đề xuất lựa chọn các yếu tố hình học tuyến trong công tác thiết kế theo quan điểm ATGT và đưa ra khuyến cáo đối với công tác thiết kế mới, thiết kế tăng cường đảm bảo ATGT trên các tuyến đường đèo dốc vùng núi từ đó có những giải pháp khắc phục để nâng cao ATGT tại các tuyến đường, giảm thiểu TNGT cho đoạn tuyến khai thác, quản lý

Từ khóa: An toàn giao thông đường bộ, Thiết kế hình học tuyến, Cường độ tai nạn,

dự báo tai nạn giao thông

RESEACH ON THE SELECTION OF GEOMETRIC ELEMENT IN ROUTE DESIGN FROM TRAFIC SAFETY POINT OF VIEW ON MOUNTAIN SLOPE PASSES

ABSTRACT - The geometry of the route plays an important role directly affecting

the safety and operation of vehicles on the road Geometric design route ensures the ability to fully implement the quality of the car's transport operations while eliminating the inconvenience of the vehicle and depending on the ability to create safe driving conditions Even if the driver has wrong actions are being studied and applied by many countries Research on the influence of the geometric elements of the road on two-lane motorway to safe driving was many countries in the world of research and show the relationship between geometric factors and traffic accidents on ordinary motorways The study of the thesis only influences the geometry of traffic accidents on the steep mountain passes, which precedes the geometric elements Through the study of the relationship between technical factors It has been suggested to select geometric elements in design work from the point of view of traffic safety and make recommendations for new design work, Traffic safety on the mountain slope mountain passes, from which there are corrective measures to improve traffic safety in the roads, minimizing accidental accidents

for the section of exploitation routes, management

Keywords: Road Traffic Safety, geometric design, the accident rate, traffic accident

prediction

ATGT An toàn giao thông

TNGT Tai nạn giao thông

U Số tai nạn trong thời gian nghiên cứu Vụ TN

UKD Mật độ chi phí tai nạn Chi phí TN/1 Km – năm

UK Chi phí tai nạn [€] trong thời gian nghiên cứu €

Hình 1.1: Khung nghiên cứu tổng thể 6

Hình 1.2: Quan hệ giữa mật độ tai nạn, cường độ tai nạn với lưu lượng xe ng.đêm 15

Hình 1.3: Quan hệ giữa tai nạn với lưu lượng xe ng.đêm 15

Hình 1.4: Quan hệ giữa AR với độ dốc dọc (%) 16

Hình 1.5: Quan hệ giữa AR với bán kính đường cong nằm R (m) 16

Hình 1.6 Quan hệ giữa UR với bề rộng mặt đường(m) 17

Hình 1.7 Quan hệ giữa UR với tầm nhìn và bề rộng mặt đường(m) 17

Hình 1.10Quan hệ giữa hệ số thay đổi số vụ tai nạn với bán kinh của đường cong 21

Hình 1.11 Ảnh hưởng của trị số đường cong đến tốc độ chạy xe 22

Hình 1.12 Mối quan hệ giữa A R với chỉ số CCR 22

Hình 1.13 Quan hệ giữa độ cong DC của đường cong trên với AR ở Mỹ và Đức 23

Hình 1.14 Quan hệ giữa độ cong DC với AR 23

Hình 1.15 Tỷ số giữa 2 bán kính cong liền kề 24

Hình 1.16a Ảnh hưởng của góc ngoặt đến k.cách tầm nhìn trên đ cong có R=170m 25 Hình 1.16b Chữ nhật tầm nhìn rõ nét ứng với các hướng đường khác nhau 25

Hinh 1.17 Sự phụ thuộc của số TNGT vào khoảng cách tầm nhìn 27

Hình 1.18 Dựng đồ thị tầm nhìn trên đường 30

Hình 1.19 Ảnh hưởng của đường cong đứng đến an toàn giao thông 30

Hình 2.1: Phân bố TNGT trên đường thẳng và đường cong 38

Hình 2.2: Phân bố TNGT theo bán kính đường cong nằm 39

Hình 2.3: Phân bố TNGT theo tầm nhìn S2 tại các đường cong nằm 39

Hình 2.4: Phân bố TNGT theo độ mở rộng mặt đường tại các đường cong nằm 40

Hình 2.5: Phân bố TNGT theo độ độ dốc dọc 40

Hình 3.1: Quan hệ giữa AR và tầm nhìn S2 đối với các đường cong có R < 60m 46

Hình 3.2: Quan hệ giữa AR và độ mở rộng W tại các đường cong có R < 60m 47

Hình 3.3: Quan hệ giữa AR và tầm nhìn S2 đối với các đường cong có 60 ≤R<90m 48

Hình 3.4: Quan hệ giữa AR và độ mở rộng W tại các đường cong có 60 ≤R<90m 49

Hình 3.5: Quan hệ giữa AR và tầm nhìn S2 đối với các đ.cong có 90 ≤ R<125m 51

Hình 3.6: Quan hệ giữa AR và độ mở rộng W tại các đường cong có 90 ≤R<125m 52

Hình 3.7: Quan hệ giữa TNGT và tầm nhìn 54

Hình 3.8: Quan hệ hồi quy giữa AR và độ dốc dọc 56

Hình 3.9: Quan hệ giữa AR và tầm nhìn S2 đối với các đường cong có 6% ≤ Id<8% 57

Hình 3.10: Quan hệ giữa AR và W trong đ.cong đối với các đ.cong có 6% ≤ Id<8% 58

Hình 3.11: Quan hệ giữa AR và tầm nhìn S2 đối với các đ.cong có 8% ≤ Id< 10% 60

Hình 3.12: Quan hệ giữa AR và độ mở rộng mặt đường trong đường cong đối với các đường cong có 8% ≤ Id< 10% 61

Hình 3.13: Quan hệ giữa AR và tầm nhìn S2 đối với các đường cong có Id ≥ 10% 63

Hình 3.14: Quan hệ giữa AR và độ mở rộng mặt đường trong đ.cong có Id ≥ 10% 64

Bảng 1.1 Quá trình phát triển của hệ thống quản lý giao thông 9

Bảng 1.2 Mối quan hệ giữa bán kính đường cong và số vụ tại nạn/1triệu ô tô-Km 20

Bảng 1.3 Hệ số ảnh hưởng của đường cong 20

Bảng 1.4 Quan hệ giữa bán kính đường cong, độ dốc dọc và AR 26

Bảng 1.5 Quan hệ giữa trị số bán kính đường cong nằm tần số bố trí đường cong 26

Bảng 1.6 Mối quan hệ giữa tầm nhìn và số vụ tai nạn/106xe-Km 28

Bảng 1.7 Mối quan hệ giữa độ dốc dọc và AR 28

Bảng 1.8 Mối quạn hệ giữa bán kính đường cong nằm, độ dốc dọc và AR 29

Bảng 1.9 Ảnh hưởng của bề rộng phần xe chạy độn số vụ tai nạn 31

Bảng 1.10 So sánh số tai nạn giao thông theo các đường có số làn xe khác nhau 31

Bảng 2.1 Thống kê số vụ TNGT từ tháng 1/2005 đến 31/12/2017 36

Bảng 2.2: Bảng tổng hợp lưu lượng xe 37

Bảng 2.3: Bảng thống kê TNGT trên đường thẳng và đường cong 37

Bảng 2.4 Bảng thống kê TNGT theo độ mở rộng mặt đường W, tầm nhìn thấy xe ngược chiều S2 tại các đường cong nằm 38

Bảng 2.5 Bảng thống kê TNGT theo bán kính cong nằm tại các đường cong 38

Bảng 2.6: Bảng thống kê TNG theo tầm nhìn S2 tại các đường cong nằm 39

Bảng 2.7: Bảng tổng hợp số vụ tai nạn theo W và bán kính đường cong nằm 39

Bảng 2.8: Bảng thống kê TNGT theo độ dốc dọc 40

Bảng 2.9: Bảng thống kê TNGT theo độ dốc dọc, độ mở rộng mặt đường W, tầm nhìn thấy xe ngược chiều S2 tại các đường cong nằm 40

Bảng 3.1: Bảng thống kê bán kính đường cong liên quan tới TNGT 45

Bảng 4.1: Bảng đề xuất lựa chọn S và W theo R 68

Bảng 4.2: Bảng đề xuất lựa chọn S và W theo độ dốc dọc 70

Bảng 4.3: Bảng thiết kế cải tạo các yếu tố hình học tại đoạn tuyến nghiên cứu 71

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Hiện nay, tai nạn giao thông nói chung, đặc biệt TNGT đường bộ là một trong các vấn đề nhức nhối của toàn xã hội Ở Việt Nam, tai nạn giao thông đã trở thành vấn đề lớn của quốc gia trong nhiều năm qua, mỗi năm có gần 10.000 trường hợp tử vong, bình quân mỗi ngày TNGT lại cướp đi sinh mạng của hơn 20 người và làm cho gần 70 người lâm vào cảnh tàn phế suốt đời Hoạt động giao thông trở thành hoạt động nguy hiểm nhất trong các hoạt động bình thường của đời sống xã hội Thực trạng TNGT hiện nay là một vấn đề bức xúc, lo lắng và quan tâm của toàn xã hội

Thống kê của Uỷ ban An toàn giao thông Quốc gia cho thấy: năm 2016, cả nước

đã xảy ra ra 21.589 vụ tai nạn giao thông (TNGT), làm chết 8.685 người, bị thương 19.280 người Bình quân 1 ngày trong năm 2016, trên địa bàn cả nước xảy ra 59 vụ tai nạn giao thông, gồm 28 vụ tai nạn giao thông từ ít nghiêm trọng trở lên và 31 vụ va chạm giao thông, làm 24 người chết, 17 người bị thương và 36 người bị thương nhẹ

So với cùng kỳ năm trước, số vụ tai nạn giao thông năm nay giảm 5,5% (Số vụ tai nạn giao thông từ ít nghiêm trọng trở lên giảm 1,1%; số vụ va chạm giao thông giảm 9,2%); số người chết giảm 0,5%; số người bị thương tăng 3,3% và số người bị thương nhẹ giảm 13,2% Thực tế còn xảy ra nhiều vụ tai nạn giao thông đặc biệt nghiêm trọng liên quan đến xe ô tô chở khách, tai nạn đò ngang ở đường thuỷ, tai nạn đường sắt Theo kết luận của Uỷ ban An toàn giao thông Quốc, nguyên nhân chủ yếu vẫn là do ý thức chấp hành pháp luật an toàn giao thông còn kém (71,6% số vụ tai nạn giao thông

do lỗi của người tham gia giao thông gây ra) Trong các vụ TNGT, 66,7% là do mô tô,

xe máy; ô tô chiếm 27,07%[11]

Tai nạn giao thông có đặc thù là không thể quan sát trực tiếp ngoài hiện trường do việc xảy ra tai nạn là rất ngẫu nhiên về không gian và thời gian Trong quá trình phân tích tai nạn giao thông xuất hiện 3 yếu tố cơ bản tác động qua lại với nhau đó là:

Người điều khiển xe – Phương tiện giao thông – Điều kiện đường xá

Theo tổng kết nguyên nhân xảy ra TNGT thuộc về các nhóm nguyên nhân sau:

- Do người tham gia giao thông gồm:

+ Các lái xe: ôtô, môtô, xe máy, xe đạp vi phạm các lỗi tham gia giao thông như vượt quá tốc độ cho phép của xe, tránh vượt sai, mệt mỏi, say rượu và thiếu chú ý quan sát

+ Người đi bộ vi phạm lỗi qua đường thiếu chú ý quan sát

- Yếu tố về điều kiện đường:

+ Tiêu chuẩn thiết kế hình học đường không đạt yêu cầu trên bình đồ, trắc dọc, trắc ngang: Bán kính đường cong nằm, đường cong đứng, độ dốc dọc, dốc ngang, tầm nhìn một chiều, hai chiều, số làn xe

+ Các thiết bị đặt trên đường như hệ thống chiếu sáng, sơn gồ giảm tốc, sơn phân làn, biển báo, hộ lan mềm đặt không đứng vị trí; Kích thước màu sắc, kiểu chữ không đúng qui định;

+ Chất lượng mặt đường không thỏa mãn yêu cầu về moduyn đàn hồi, độ bằng phẳng, độ nhám và chịu ảnh hưởng của thời tiết khí hậu làm cho đường bị trơn trượt,

ẩm ướt hoặc nhiệt độ tăng cao trong quá trình khai thác

+ Nền mặt đường bị khai thác quá tải bị lún, võng, bong bật gây trồi trượt biến dạng mặt đường

- Yếu tố phương tiện mà người tham gia giao thông điều khiển: Các thiết bị

kém an toàn, hệ thống phanh không tốt, lốp xe mòn; xe chở quá tải, quá khổ; xe quá niên hạn sử dụng không còn kiểm định

- Đặc điểm giao thông trên đường như mật độ xe, tốc độ xe và thành phần xe

Một trong những nguyên nhân làm cho giao thông kém an toàn là do dòng xe máy chạy chung với dòng xe ôtô mà không có cơ quan chức năng nào quản lý

- Do ảnh hưởng của điều kiện thiên nhiên, thời tiết khí hậu (mưa, gió, sương

mù, nhiệt độ ) Sự thay đổi của nhiệt độ, độ ẩm không khí ảnh hưởng đến sự thay đổi trực tiếp đến tầm nhìn xe chạy, cường dộ và độ bám của mặt đường và lề đường gia cố hoặc không gia cố

Có thể nhận thấy chúng ta chưa nhìn nhận thấy nguyên nhân tai nạn giao thông từ phía việc thiết kế Phải chăng chúng ta đã thiết kế quá tốt trong khi thống kê ở nước Anh một trong những nước đi đầu về an toàn giao thông trên thế giới lại thừa nhận, cho thấy các tai nạn giao thông liên qua đến đến những khiếm khuyết do đường gây ra chiếm vào khoảng 26% Một con số trên cũng đủ để thấy ngăn ngừa tai nạn giao thông ngay từ khâu thiết kế có vai trò quan trọng như thế nào [15]

Theo kết quả nghiên cứu của cơ quan giao thông đường bộ Úc (NSW, 1996) và tư vấn CONSIA (Đan Mạch), yếu tố về người lái chiếm 95% trong tổng số các vụ tai nạn giao thông đường bộ, tiếp theo là yếu tố liên quan đến cơ sở hạ tầng giao thông chiếm 28%, yếu tố liên quan đến phương tiện xe cộ chiếm 8%[7]

Kết luận trên được xét đối với các điều kiện đường được thiết kế đảm bảo yêu cầu

kỹ thuật Đối với các điều kiện đường được châm trước trong quá trình thiết kế hoặc không tuân thủ đầy đủ các quy định trong tiêu chuẩn thiết kế thì chắc chắn rằng sẽ ảnh hưởng nhiều hơn nữa đến vấn đề tai nạn giao thông

Ở Việt Nam, khi thiết kế đường ở các khu vực đèo dốc miền núi có yếu tố địa hình phức tạp, các yếu tố kỹ thuật của tuyến (độ dốc dọc, bán kính cong nằm, độ mở rộng, tầm nhìn …) đôi khi được châm trước hoặc không tuân thủ đầy đủ các quy định trong tiêu chuẩn thiết kế Việc châm trước các yếu tố kỹ thuật của tuyến tiểm ẩn nhiều nguy

cơ gây mất an toàn giao thông Trên thực tế, tại các vị trí đèo dốc có châm trước các yếu tố kỹ thuật thường tập trung nhiều tai nạn

Đèo Lò Xo, đoạn từ Km1407-Km1434 đi qua hai tỉnh Quảng Nam và Kon Tum có hướng tuyến quanh co, địa hình hiểm trở, độ dốc sườn thiên nhiên lớn, bên núi cao, bên vực sâu Trên đoạn tuyến dài 28Km này có tổng cộng 206 đường cong nằm, trong

đó có 148 đường cong có bán kính đường cong nằm R≤125m, có 88 đường cong nằm

có R≤60m Do khó khăn về yếu tố địa hình nên trong quá trình triển khai dự án trên đoạn tuyến đã châm trước một số yếu tố kỹ thuật của tuyến như: Bán kính đường cong nằm, độ dốc dọc tối đa, chiều dài đoạn dốc, độ mở rộng mặt đường, chiều dài tầm nhìn [9]

Từ khi đưa vào khai thác năm 2004 đến nay, đoạn tuyến đèo Lò Xo đã xảy ra nhiều vụ tai nạn giao thông nghiêm trọng Theo thống kê của đơn vị quản lý tính từ tháng 1 năm 2005 đến tháng 12/2016 trên đoạn tuyến đã xảy ra 151 vụ tai nạn giao thông làm chết 62 người bị thương 252 người và làm hư hỏng phương tiện Các vụ TNGT không rải đều trên toàn bộ đoạn tuyến mà tập trung chủ yếu ở 5 đoạn/cụm (chiều dài các cụm từ 2-3Km) mà ở đó mật độ cũng như xác xuất xảy ra TNGT cao hơn rất nhiều so với các đoạn khác [6] Đặc điểm chung của các cụm TNGT nói trên là

có nhiều yếu tố hình học tuyến được châm trước trong đó có sự châm trước hai hay nhiều yếu tố hình học trong cùng một đường cong đã làm tăng nguy cơ gây mất ATGT cho đoạn tuyến

Qua thực tế nghiên cứu và theo dõi tình hình tai nạn giao thông trên đoạn tuyến Km1407 - Km1434, việc khắc phục các điểm tiềm ẩn tai nạn, tăng cường an toàn giao thông thường được thực hiện một cách bị động, khi xảy ra tai nạn mới đề xuất phương

án xử lý; các dự án cải tạo ATGT nói trên mới chỉ tập trung xử lý cục bộ các vị trí tai nạn, mà chưa có phân tích mối quan hệ giữa các yếu tố kỹ thuật của tuyến đến khả năng xảy ra tai nạn giao thông Đơn vị quản lý cũng như chưa có đánh giá hiệu quả của các giải pháp đối với vấn đề xử lý TNGT để từ đó đưa ra giải pháp tổng thể chung cho cả đoạn tuyến

Vì vậy, việc phân tích mối quan hệ giữa các yếu tố kỹ thuật của đoạn tuyến qua đèo Lo Xo đến vấn đề tai nạn giao thông, tổng hợp đánh giá lại hiệu quả của các giải pháp kỹ thuật đã và đang áp dụng cho đoạn tuyến từ đó đưa ra các giải pháp phòng

ngừa tai nạn giao thông đối với các đoạn đường đèo dốc, chủ động trong việc phát hiện các vị trí có nguy cơ xảy ra tai nạn cũng như đề xuất các giải pháp khắc phục mang tính tổng thể cho việc tăng cường ATGT cho đoạn tuyến đèo Lò Xo

Với những lý do trên và mong muốn đóng góp một phần nhỏ vào việc xử lý tăng

cường ATGT cho các tuyến đường đèo dốc vùng núi tác giả lựa chọn đề tài “Nghiên

cứu đề xuất lựa chọn các yếu tố hình học trong thiết kế đường theo quan điểm an

toàn giao thông trên các tuyến đường đèo dốc vùng núi”

2 Mục tiêu nghiên cứu

Thông qua việc nghiên cứu mối quan hệ giữa các yếu tố kỹ thuật của tuyến ảnh hưởng đến tai nạn giao thông từ đó đề xuất lựa chọn các yếu tố hình học tuyến trong công tác thiết kế theo quan điểm ATGT và đưa ra khuyến cáo đối với công tác thiết kế mới, thiết kế tăng cường đảm bảo ATGT trên các tuyến đường đèo dốc vùng núi từ đó

có những giải pháp khắc phục để nâng cao ATGT tại các tuyến đường, giảm thiểu TNGT cho đoạn tuyến khai thác, quản lý Một trong những nghiên cứu trọng tâm được

đề tài hướng tới là đánh giá các yếu tố tuyến gây ảnh hưởng đến ATGT, từ đó tìm giải pháp khắc phục nâng cao ATGT đoạn tuyến đặt trong mối quan hệ tổng thể với các vấn đề vừa nêu ở trên Vì vậy, trong phạm vi giới hạn của Luận văn, tập trung vào các mục tiêu cụ thể gồm:

- Khảo sát, nghiên cứu, đánh giá các yếu tố hình học trên đoạn tuyến Km1407 – Km1434 đến vấn đề TNGT

- Xây dựng mối quan hệ giữa các yếu tố kỹ thuật của tuyến đến vấn đề tai nạn giao thông trên các đoạn đèo dốc

- Đề xuất các giải pháp mang tính chủ động trong công tác thiết kế đường mới; thiết kế tăng cường đảm bảo ATGT trên các tuyến đường đang khai thác để nâng cao ATGT, giảm thiểu TNTG tại các đoạn đường cong có nguy cơ mất ATGT

3 Phương pháp nghiên cứu

Để đạt được mục tiêu nghiên cứu nói trên cần phải thu thập, điều tra và khảo sát các số liệu thực tế của đoạn tuyến Dùng phương pháp thống kê toán học kết hợp với phần mềm SPSS v16 để xử lý số liệu, đồng thời kết hợp giữa phương pháp thực nghiệm, lý thuyết và thực tế tồn tại để rút ra những kết luận và các nhận xét cần thiết,

cụ thể như sau:

- Chia đoạn tuyến thành nhiều phân đoạn nhỏ chi tiết có cùng chung một đặc điểm

về đường, về môi trường và vận tốc khai thác

- Khảo sát, đo đạc các yếu tố hình học của đoạn tuyến Km1407 – Km1434 đường

Hồ Chí Minh Thu thập số liệu TNGT đoạn tuyến từ khi đưa vào khai thác đến nay (từ năm 2005- 2017)

- Xem xét, phân tích sự liên quan giữa các yếu tố hình học của các đoạn đường cong với TNGT và các mối quan hệ khác

- Phát hiện những yếu tố bất lợi ảnh hưởng đến ATGT trên các đoạn đường cong,

từ đó có giải pháp để giảm thiểu TNGT và nâng cao ATGT cho các đoạn đường cong

có nguy cơ mất ATGT đảm bảo sự an toàn cho người và phương tiện khi lưu thông trên đoạn tuyến

Các công việc cụ thể đã thực hiện:

+ Tập hợp tài liệu: Thu thập tài liệu, số liệu về đoạn tuyến nghiên cứu như: Bình

đồ, trắc dọc tuyến, nút giao thông, tình trạng nền mặt đường, công trình trên tuyến, lưu lượng giao thông, tai nạn giao thông

+ Điều tra thực địa: điều tra, xác định lại các yếu tố hình học tuyến và tầm nhìn ở một số vị trí ở đường cong đứng và đường cong nằm

+ Vận dụng các kiến thức đã học cũng như các tài liệu nghiên cứu đã công bố để tìm ra các vấn đề ảnh hưởng đến ATGT tại các đường cong Từ đó rút ra những kiến nghị về quản lý, quy hoạch, thiết kế hình học và tổ chức giao thông…

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

a Đối tượng nghiên cứu

- Các yếu tố hình học của đoạn tuyến Km1407 – Km1434

- Các giải pháp kỹ thuật đã áp dụng trên đoạn tuyến;

- Các vụ tai nạn giao thông trên đoạn tuyến

b Phạm vi nghiên cứu

- Đoạn tuyến Km1407-Km1434 (đèo Lò Xo) đường Hồ Chí Minh

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Nghiên cứu mối quan hệ giữa các yếu tố kỹ thuật của tuyến ảnh hưởng đến tai nạn giao thông đã được nghiên cứu hơn 40 năm qua ở một số quốc gia, cho đến nay đã có rất nhiều dự án nghiên cứu và các tài liệu công bố về vấn đề này Nhưng ở nước ta tính đến thời điểm này vẫn chưa có nhiều nghiên cứu về quan hệ giữa các yếu tố kỹ thuật của tuyến ảnh hưởng đến tai nạn giao thông, chưa có sự khảo sát và nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố hình học tuyến trong thiết kế đường theo quan điểm an toàn giao thông trên các tuyến đường đèo dốc vùng núi

Do vậy, nội dung nghiên cứu của Luận văn mặc dù không mới nhưng mang tính thực tế và là cơ sở ứng dụng góp phần vào việc thiết kế, cải tạo tăng cường ATGT tại các tuyến đường miền núi ở Tây Nguyên nói riêng và trên cả nước nói chung Việc đề xuất các giải pháp để nâng cao ATGT cho tuyến đường bằng những khảo sát đánh giá

và phân tích trên cơ sở khoa học chuyên ngành

6 Khung nghiên cứu của đề tài

Khung nghiên cứu tổng thể được biểu diễn theo Hình 1.1:

Đặt vấn đề, mục tiêu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu

Tổng quan các vấn đề:

Cơ sở khoa học áp dụng Giới thiệu về đoạn tuyến nghiên cứu

Phương pháp thu thập dữ liệu

Phân tích số liệu và kết quả nghiên cứu

Đề xuất các giải pháp

Hình 1.1: Khung nghiên cứu tổng thể

7 Bố cục luận văn

Nội dung của Luận văn gồm các phần sau đây:

Phần Mở đầu - Giới thiệu về vấn đề nghiên cứu: Mục tiêu, phương pháp, phạm

vi, đối tượng và khung nghiên cứu tổng thể của đề tài

Chương 1: Tổng quan - Cơ sở khoa học để thực hiện, giới thiệu về An toàn giao

thông đường bộ, thiết kế đường theo quan điểm an toàn giao thông Ảnh hưởng của các yếu tố hình học của tuyến đến an toàn chạy xe

Chương 2: Phân tích các kết quả khảo sát thực nghiệm trên đoạn

Km1407-Km1434 Đường Hồ Chí Minh

Chương 3: Phân tích quan hệ giữa các yếu tố hình học đường ảnh hưởng đến tai

nạn giao thông trên đoạn Km1407-Km1434 Đường Hồ Chí Minh

Chương 4: Đề xuất các giải pháp thiết kế hình học tuyến theo quan điểm ATGT Phần Kết luận và kiến nghị

Chương 1 - TỔNG QUAN

1.1 Khái quát chung về an toàn giao thông

1.1.1 An toàn giao thông đường bộ

An toàn giao thông được hình thành trong mối quan hệ giữa người tham gia giao thông, phương tiện giao thông và môi trường giao thông Mối quan hệ này bị chi phối bởi quá trình hình thành và phát triển hệ thống hạ tầng giao thông, luật giao thông, văn hóa giao thông…

An toàn giao thông có thể phân thành: An toàn của người tham gia giao thông, an toàn của phương tiện giao thông, an toàn của kết cấu hạ tầng giao thông và an toàn môi trường

An toàn giao thông đường bộ (Road Traffic Safety) giới hạn phạm vi nghiên cứu hẹp hơn đó là: nghiên cứu về an toàn của người tham gia giao thông đường bộ (người lái, hành khách và người đi bộ), của các loại phương tiện giao thông đường bộ, kết cấu

hạ tầng, giao thông đường bộ và an toàn môi trường

Theo kết quả nghiên cứu của cơ quan giao thông đường bộ Úc (NSW, 1996) và tư vấn CONSIA (Đan Mạch), yếu tố về người lái chiếm vai trò quan trọng nhất (chiếm 95% trong tổng số các vụ tai nạn giao thông đường bộ) Tiếp theo là yếu tố liên quan đến cơ sở hạ tầng giao thông chiếm 28% Yếu tố liên quan đến phương tiện xe cộ chiếm 8% Liên quan đến hai yếu tố này đều sự góp mặt của yếu tố người lái và sự ảnh hưởng đáng kể đến thao tác điều khiển xe chạy trên đường cũng như sự chuyển động của xe trong quá trình tai nạn xảy ra[7]

Nghiên cứu sự ảnh hưởng của các yếu tố đến tai nạn giao thông đường ô tô đã và đang được nhiều nhóm ngành khoa học khác nhau quan tâm, bao gồm nhiều lĩnh vực phân tích khác nhau:

* Nhóm các nhà nghiên cứu xã hội học và tâm lý học, tập trung vào công việc

phân tích đào tạo người lái xe và hành vi thái độ của người tham gia giao thông Ma trận GDE (Goals of Driver Education- Mục đích đào tạo người lái xe) đã được các nhà nghiên cứu tâm lý học tổng hợp, thể hiện đầy đủ các yếu tố cơ bản tác động lên người lái xe

* Các nhà nghiên cứu động cơ ô tô tập trung vào việc nghiên cứu và ứng dụng

các thiết bị an toàn chủ động và an toàn bị động trên các phương tiện giao thông Nghiên cứu cải tiến trang thiết bị kiểm định chất lượng xe cơ giới đang lưu hành Ma trận Haddon (Haddon Matrix) là thường xuyên được ứng dụng để phân tích mối quan

hệ và vai trò của các thiết bị an toàn chủ động và an toàn bị động trong quá trình xảy

ra tai nạn (trước khi xảy ra tai nạn, trong quá trình xảy ra tai nạn và sau khi xảy ra tai

nạn)

* Các nhà phân tích chiến lược và chính sách giao thông có cái nhìn tổng thể

về các yếu tố tác động lên tai nạn giao thông, để từ đó đưa ra chiến lược trong việc phát triển thể chế và nguồn lực, hướng tiếp cận quy hoạch và các giải pháp quản lý

tổng thể Hệ thống quản lý an toàn giao thông đường bộ “The road safety management system” được sử dụng trong suốt quá trình quy hoạch, thiết kế, khai thác và sử dụng

mạng lưới đường Nó được thực hiện trong quá trình kết nối giữa các bên liên quan, pháp chế, nguồn vốn, sự phân bổ các nguồn lực, sự xúc tiến, giám sát và đánh giá, nghiên cứu và chuyển giao công nghệ (Bliss and Breen, 2009)

Nếu như nhìn lại quá trình phát triển của hệ thống quản lý an toàn giao thông

“Evolution of Road Safety Management” có thể nhận thấy hệ thống này được phát

triển qua 4 thời kỳ và qua các thập niên 1950, 1960-1970, 1980-1990 và 1990 đến nay

(hình phía dưới) Hiện nay, tiếp cận hệ thống an toàn “Safe System Approach” đang

tham gia giao thông Thời kỳ

thiệp rộng vào hệ thống, tác động lên thái độ và hành

vi của người tham gia giao thông và xác định vai trò, trách nhiệm của các bên liên quan trong hệ thống an

toàn giao thông “shared responsibility for national goals = Safe System”

Hệ thống này bao gồm: Cơ sở hạ tầng đường bộ; Thiết

kế xe cộ; Hệ thống cấp cứu y tế và Người tham gia giao thông

* Các kỹ sư xây dựng đường ô tô tập trung vào việc nghiên cứu thiết kế con

đường an toàn, xây dựng quy trình thẩm định, đánh giá và phân tích tai nạn giao thông trên mạng lưới đường Mức độ ảnh hưởng của các yếu tố lên các đặc trưng tai nạn giao

thông sẽ có nhiều sự khác biệt giữa hai loại đường (đường ngoài đô thị và đường trong

đô thị)

* Đối với đường ngoài đô thị có kết quả nghiên cứu của Baldwin (1946), Coburn

(1952/1962), Raff (1955), Bitzl (1959/1964/1967), Goldberg (1962), Paisley (1968), Pfundt (1969), Silyanov (1973), Lamm(1973), Kunze (1976), Krebs/ Klöckner (1977), Assing (2002), Follmann (2005), Gerlach/Oderwald (2007), Maier/ Schindler (2007), Bast (2007)

* Đối với đường trong đô thị có kết quả nghiên cứu của Leutzbach/Baumann

(1985), Knoflacher (1970), Hiersche/ Taubmann (1988) và (Ying Ni, 2009)

1.1.2 Thiết kế hình học tuyến theo quan điểm An toàn giao thông

Xem xét ảnh hưởng của điều kiện đường theo quan điểm an toàn giao thông bao gồm xem xét ảnh hưởng của tổ chức giao thông, hệ thống cảnh báo, thiết kế hình học đường…Trong khuôn khổ luận văn này, tác giả tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của thiết kế hình học đến tai nạn giao thông

Trong nhiều khâu thiết kế đường ô tô, thiết kế hình học đóng một vai trò quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn và vận hành Thiết kế hình học tuyến đường là việc vận dụng lý thuyết tổng hợp từ các đặc tính động học, động lực học, đặc điểm của

xe, khả năng tâm sinh lý của người lái để tạo ra các tuyến đường rõ ràng về thị giác, an toàn, kinh tế và hiệu quả Sự xử lý của người lái xe dựa trên cơ sở kinh nghiệm của bản thân và dựa vào những quan sát trên đường, điều kiện địa hình và điều kiện giao thông Thiết kế hình học tuyến không phù hợp có thể gây bất ngờ cho lái xe và đẩy họ vào các điều kiện nguy hiểm

Sản phẩm của thiết kế hình học là các kích thước hình học của các bộ phận cơ bản của tuyến: bình đồ, trắc dọc, trắc ngang và phối hợp các yếu tố tuyến Mỗi bộ phận của tuyến và sự kết hợp giữa chúng đều có những ảnh hưởng đến quá trình khai thác của tuyến đường một khi chúng được xây dựng [15]

Tiêu chuẩn thiết kế hình học đường trở nên phổ biến từ sau Chiến tranh thế giới thứ II, để đáp ứng sự gia tăng nhanh của cơ giới hóa và nhu cầu sử dụng đường trong

sự phát triển của đất nước Các tiêu chuẩn thiết kế tồn tại để đảm bảo tính đồng nhất, tuân thủ trong việc xây dựng đường với pháp luật và chúng dựa trên sự kết hợp của kinh nghiệm nghiên cứu, kinh nghiệm chuyên sâu

Việc người kỹ sư khi thiết kế các yếu tố hình học tuyến chỉ quan tâm xem các yếu

tố kỹ thuật tuyến đã tuân thủ quy trình chưa mà chưa xem xét trên các phương diện an toàn cho lái xe, an toàn cho các phương tiện giao thông, an toàn trong bất cứ điều kiện thời tiết nào đã làm phát sinh các vị trí điểm đen, vị trí tiểm ẩn mất an toàn giao thông Nguyên nhân là do, các quy chuẩn, tiêu chuẩn thiết kế không thể có được các hướng dẫn chi tiết cho tất cả các trường hợp cụ thể được Đường ô tô là một công trình lớn,

có thời gian tồn tại lâu dài và được xã hội sử dụng Vì vậy không thể quan niệm đơn

giản đường là một không gian đủ để thông xe mà nó là một môi trường lao động của người lái xe Do đó, việc thiết kế các yếu tố hình học tuyến đảm bảo theo quy trình là không đủ mà phải tạo điều kiện lao động tốt cho người lái, không chóng bị mệt mỏi, không chủ quan đến mức dễ buồn ngủ, tạo hứng thú cho người lái xe và hành khách ngồi trên xe

Trường Đại học ô tô Moxkva đã phân tích chừng 13 nghìn vụ TNGT cùng các đặc trưng của đường ở những nơi xảy ra tai nạn trên các đoạn đường cấp I-V ở Liên Xô và

từ đó đã cho phép kết luận rằng ở Liên Xô những điều kiện đường bất lợi đã là nguyên nhân trực tiếp hay gián tiếp của 70% số vụ tai nạn [7]

Hội nghiên cứu khoa học những người làm đường nước Áo đã cùng với cơ quan cảnh sát giao thông phân tích chi tiết 1768 vụ TNGT và từ đó cho thấy 1748 trường hợp là do các điều kiện đường như: các đường cong thiết kế không đạt, tình trạng mặt đường xấu, mặt đường trơn trượt…[7]

Trong các tài liệu ở Anh đã nêu ra quan điểm: Nếu trên một đoạn đường đã để xảy

ra hơn ba vụ TNGT thì hoàn toàn có cơ sở cho rằng các điều kiện đường ở một mức độ nào đó đã làm cho người lái hiểu lầm về các điều kiện chạy xe và do đó làm giảm ATGT [7]

Ở một số nước khác cũng có kết luận tương tự

Xét ảnh hưởng của điều kiện đường đến an toàn chạy xe sẽ góp phần vào việc nghiên cứu các phương án thiết kế và khai thác đường an toàn hơn Các phương án vừa đảm bảo khả năng thực hiện đầy đủ chất lượng khai thác vận tải của ô tô đồng thời loại bỏ được các chỗ không thuận lợi cho xe chạy và còn tùy vào khả năng mà tạo

ra điều kiện chạy xe an toàn ngay cả trong trường hợp người lái có hành động sai lầm Nói một cách khác, khi thiết kế đường chúng ta không cần bắt người lái phải điều chỉnh thiếu sót của đường bằng cách thay đổi chế độ lái xe Ngược lại, đường phải tuân theo người lái xe và làm giảm nhẹ công việc chạy xe của họ Quan điểm này được gọi chung là quan điểm an toàn giao thông và ngày càng phổ biến trên thế giới Thiết kế hình học đường, theo quan điểm an toàn giao thông là một quy trình kỹ thuật với sự tối ưu hóa, thiết kế bởi mục tiêu xa hơn những cách tiếp cận mới Cách tiếp cận mới được gọi là sự đánh giá mục tiêu, một trong số chúng là thiết kế điều hòa tuyến Để rõ nghĩa hơn, điều hòa trong thiết kế là:

- Sự phù hợp của các đặc tính hình học và đặc tính khai thác của đường đối với sự mong đợi của người lái [21]

- Ít các thay đổi đột ngột trong các đặc tính hình học ảnh hưởng đến cư xử của người lái trên các bộ phận đường liền kề [21]

- Mức độ mà hệ thống đường được thiết kế để tránh những thao tác điều khiển xe cực đoan và đảm bảo an toàn trong vận hành [14]

- Hay khả năng của thiết kế hình học thoả mãn sự phán đoán của người lái [14]

- Một thiết đường điều hoà đảm bảo sự kết hợp của các bộ phận đường sao cho chúng tạo ra sự êm thuận trong điều khiển của người lái và không có bất cứ tình huống bất ngờ nào [14]

Thiết kế điều hòa là tổng hòa mối quan hệ giữa người lái - ôtô - đường đảm bảo các yếu tố hình học cũng như tất cả các thay đổi bất ngờ trong các đặc tính hình học của đường ở các bộ phận liên tiếp được loại bỏ đáp ứng với sự mong đợi của người lái, phù hợp với đặc trưng động lực xe chạy và sự quan trọng của nó là đóng góp đáng kể vào sự an toàn của đường, cải thiện các yếu tố hình học của tuyến đường được tốt hơn, nhờ vậy tăng khả năng khai thác của đường, đảm bảo một tốc độ vận hành êm thuận giữa các bộ phận đường, giảm thiểu TNGT

Theo các nghiên cứu hiện nay, các phương pháp thường sử dụng có hiệu quả trong đánh giá thiết kế điều hoà các yếu tố hình học của tuyến đường là:

- Phương pháp không dựa vào tốc độ (Non - speed - based method)

+ Chỉ số tuyến (Alignment indices)

+ Ổn định xe (Vehicle stability or Side friction)

+ Khả năng làm việc người lái (Driver workload)

- Phương pháp dựa vào tốc độ (Speed - based method)

+ Tốc độ khai thác (Speed operation)

1.1.3 Chỉ tiêu đánh giá mức độ An toàn giao thông

Tiêu chí để đánh giá tính an toàn giao thông cho một con đường hay một mạng lưới đường ô tô là sự xuất hiện các tai nạn giao thông, đặc biệt là các tai nạn giao thông gây tổn thất về người An toàn giao thông của một nước hoặc một vùng hay một tuyến đường thông thường được đo bằng tần suất xảy ra tai nạn Các chỉ số thể hiện là

số tai nạn (chết người, bị thương và tổn thất tài sản)

Chỉ số thông thường sử dụng để so sánh các số liệu thống kê là chỉ số “an toàn giao thông” Dựa trên định nghĩa, chỉ số “an toàn giao thông” được tính bằng số người chết theo một đơn vị số lần đi lại, theo số phương tiện đăng ký, hoặc theo đơn vị là chiều dài của hệ thống đường Các chỉ số này được sử dụng bởi vì các tổng số không thể hiện mức độ hiểm nguy tương đối của các nhóm điều kiện khác nhau trên một mặt bằng chung

Theo những số liệu được phân tích trên, số người chết do tai nạn giao thông là con

số đáng tin cậy hơn cả, vì người ta khó dàn xếp nhất trong số các vụ tai nạn giao thông Vì vậy số người chết như là một chỉ tiêu điển hình về an toàn giao thông

Thước đo của mức độ thiệt hại được thể hiện thông qua mức độ chi phí đối với

sự hư hỏng của phương tiện xe cộ (ví dụ như: chi phí sửa chữa, sự mất mát giá trị đối với các phương tiện) và những chi phí liên quan đến mức độ chấn thương của người tham gia giao thông (phí điều trị và phục hồi, phí bảo hiểm, khả năng mất sức lao động…)

Thước đo của mức độ rủi ro được thể hiện thông qua các đại lượng như cường

độ tai nạn “the accident rate” [tai nạn/ 106 xe-km] hoặc cường độ chi phí tai nạn “the accident cost rate” [chi phí tai nạn/ 103 xe-km] Đó là rủi ro hoặc chi phí rủi ro tai nạn liên quan đến phương tiện giao thông đang lưu hành trên đường

* Các đặc trưng của tai nạn giao thông trên mặng lưới đường:

Khái niệm về “Đặc trưng tai nạn” được sử dụng để đánh giá mức độ rủi ro của người tham gia giao thông và mật độ xuất hiện tai nạn trên từng đoạn đường Để hạn chế sự dao động liên quan đến sự xuất hiện của các biến cố tai nạn, thì thời gian quan sát để đánh giá các “Đặc trưng tai nạn” giao thông nên tiến hành trong phạm vi từ 3 năm  5 năm Các chỉ tiêu tai nạn tương đối để miêu tả “Đặc trưng tai nạn” trên các đoạn đường trong mạng lưới

- Mật độ tai nạn UD (The accident density) (Con số tai nạn trên một Kilômét

chiều dài đường, trong một năm):

- Cường độ rủi ro tai nạn UR (The accident rate) (Rủi ro tai nạn trên trên một

Kilômét chiều dài đường,trong một năm):

* Chỉ tiêu đánh giá mức độ An toàn giao thông tại Việt Nam

Tại Việt Nam, việc đánh giá mức độ ATGT của các công trình đường bộ được thực hiện theo thông tư 22/2012/TT-BGTVT quy định về việc xác định và xử lý vị trí

nguy hiểm trên đường bộ đang khai thác Theo đó, tiêu chí để đánh giá mức độ ATGT trên đường bộ đang khai thác được dựa trên việc xác định điểm đen hoặc điểm tiềm ẩn

- Tiêu chí xác định điểm đen là tình hình tai nạn giao thông xảy ra trong một năm (12 tháng), thuộc một trong các trường hợp sau:

+ 02 vụ tai nạn giao thông có người chết;

+ 03 vụ tai nạn trở lên, trong đó có 01 vụ có người chết

+ 04 vụ tai nạn trở lên, nhưng chỉ có người bị thương

- Tiêu chí xác định điểm tiềm ẩn tai nạn giao thông là hiện trạng công trình đường

bộ, hiện trạng khu vực và tình hình tai nạn giao thông xảy ra trong một năm (12 tháng), thuộc một trong các trường hợp sau:

+ Hiện trạng công trình đường bộ, hiện trạng tổ chức giao thông và xung quanh vị trí có yếu tố gây mất an toàn giao thông;

+ Xảy ra 05 vụ va chạm trở lên hoặc có ít nhất 01 vụ tai nạn nhưng chỉ có người bị thương

1.1.4 Đặc trưng tai nạn trong mối quan hệ với lưu lượng giao thông

Xuất phát từ công thức lý thuyết xác định mật độ tai nạn (UD)

Trong đó:

U là con số tai nạn; L là chiều dài đoạn nghiên cứu, t là thời gian nghiên cứu

Từ đó ta có thể rút ra được mối quan hệ giữa cường độ rủi ro tai nạn (UR) với mật

độ tai nạn (UD) theo công thức sau:

Từ sự phân tích ở trên (PFUND, 1967) đã miêu tả mối quan hệ giữa lưu lượng xe ngày đêm (DTV [xe/24h]), mật độ tai nạn (UD [tai nạn/km-năm]) và cường độ tai nạn (UR [tai nạn/ 106 xe-km]) theo những hàm số mũ với giá trị p dao động trong khoảng (-1 < p < +2):

Hình 1.2: Quan hệ giữa mật độ tai nạn, cường độ tai nạn với lưu lượng xe ng.đêm

Số liệu thực tế cho thấy: Mật độ tai nạn (UD) và con số tai nạn giao thông (U) tăng lên cùng với sự tăng lên của lưu lượng xe tương ứng với mô hình p <1 Khi dòng xe đông với mật độ xe trên 1km đường tập trung cao thì tai nạn giao thông lại có xu hướng tăng chậm (điều này cũng giải thích phần nào về sự tác động của mức độ đậm đặc trong dòng giao thông lên các đặc trưng tai nạn) Ngoài ra, mức độ tăng của tai nạn cũng phụ thuộc vào đặc trưng của thành phần giao thông Trên mạng lưới đường với trên 50% thành phần xe máy trong dòng xe, thì con số tai nạn tăng rõ rệt khi có sự tăng lên của lưu lượng giao thông Trong khi đó, đối với các nước Châu Âu, khi ô tô là phương tiện giao thông chủ yếu, thì mức độ tăng của con số tai nạn (N) và mật độ tai nạn (UD [tai nạn/km-năm]) thể hiện khá hạn chế khi có sự tăng lên của lưu lượng xe (hình vẽ dưới) Trong khi đó độ dốc của đường gạch chấm của hình vẽ dưới miêu tả cường độ rủi ro tai nạn (UR) tương ứng với từng thời điểm lưu lượng xe Thông thường khi lưu lượng xe tăng lên thì cường độ rủi ro tai nạn (UR) có xu hướng giảm dần (tương ứng với mô hình p1 < 0)

Hình 1.3: Quan hệ giữa tai nạn với lưu lượng xe ng.đêm

1.1.5 Đặc trưng tai nạn trong mối quan hệ với yếu tố hình học đường ô tô

Khi một con đường được đưa vào khai thác sử dụng, cũng đồng thời hình thành một mức độ rủi ro tai nạn nhất định trên con đường đó (còn được gọi là: mức độ rủi ro

cơ bản- basic accident risk) Do đó, việc phát triển mạng lưới đường cũng đồng nghĩa với việc tăng khả năng xung đột và tai nạn giao thông Tuy nhiên, nếu thiết kế hợp lý các yếu tố hình học của đường ô tô sẽ hạn chế phần nào những rủi ro vượt quá mức độ tiềm năng cơ bản và nâng cao mức độ an toàn trên mạng lưới đường Vì vậy, những

mô hình dự đoán rủi ro tai nạn trong mối quan hệ với các yếu tố liên quan đến tuyến đường, mặt cắt dọc và mặt cắt ngang đường ô tô đã được nghiên cứu và đề xuất Tổng hợp các kết quả nghiên cứu của các tác giả (trong vòng 60 năm trở lại đây), có thể đưa

ra các mối quan hệ dành cho các trục đường ngoài đô thị và trong phạm vi đô thị Trong khuôn khổ luận văn, tác giả tập trung nghiên cứu đối với đường ngoài đô thị

* Cường độ rủi ro tai nạn (UR/AR) trong mối quan hệ với độ dốc dọc của đường

S [%] theo kết quả nghiên cứu của (HIERSCHE e.a., 1984)

* Cường độ rủi ro tai nạn (UR) trong mối quan hệ với bề rộng mặt cắt ngang (B) theo kết quả nghiên cứu của (KREBS/ KLOECKNER, 1977)

Hình 1.6 Quan hệ giữa UR với bề rộng mặt đường(m)

* Cường độ rủi ro tai nạn (UR) liên quan đến tầm nhìn (D) tại đường cong bằng

và trên các bề rộng mặt đường (B) khác nhau, theo nghiên cứu của ROOSMARK/ FRAEKI (1970)

Hình 1.7 Quan hệ giữa UR với tầm nhìn và bề rộng mặt đường(m)

1.2 Ảnh hưởng của các yếu tố hình học của tuyến đến an toàn chạy xe

1.2.1 Ảnh hưởng của yếu tố bình đồ tuyến:

Để nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố bình đồ đến an toàn xe chạy, cần xem xét các vấn đề sau:

- Đối với đoạn các tuyến thẳng: Xem xét ảnh hưởng của chiều dài các đoạn thẳng

cũng như vị trí của chúng được thiết kế trên bình đồ; xem xét quan hệ giữa các đoạn thẳng và đường cong, tức là xem xét sự phối hợp giữa hai yếu tố này cùng khoảng cách tầm nhìn trên bình đồ đã ảnh hưởng như thế nào đến an toàn giao thông

- Đối với các đường cong nằm: Chúng ta sẽ nghiên cứu ảnh hưởng của việc lựa

chọn bán kính đường cong cùng các thông số của chúng như: Chiều dài, góc ngoặt và

mức độ thay đổi độ ngoặt của đường cong, độ cong của đường vòng, quan hệ giữa các bán kính cong kề liền, vị trí và tần suất bố trí các đường cong nằm trên bình đồ

1.2.1.1 Ảnh hưởng của các đoạn tuyến thẳng đến an toàn xe chạy:

Trong thiết kế bình đồ, khi gặp các khu vực có địa hình bằng phẳng (ví dụ như vùng đồng bằng) thì nếu không bị những trở ngại đáng kế người thiết kế thường có xu hướng thiết kế theo một đường thẳng dài để đạt chiều dài ngắn nhất

Mặc dù tuyến đường thẳng có ưu điểm như đã nêu nhưng nếu lái xe đi trên đoạn đường thẳng quá dài thì sẽ bất lợi cho an toàn giao thông

TNGT xảy ra nhiều trên các đoạn thẳng là do các nguyên nhân sau:

- Khi chạy trên các đoạn thẳng dài lái xe thường chủ quan, ít chú ý kiểm tra tốc độ

và thường cho xe chạy với tốc độ cao, nhất là trên các đường ôtô cấp cao, đường cao tốc, đường trục chính đô thị có mặt đường bê tông nhựa bằng phẳng Thậm chí lái xe không kiểm tra được tốc độ theo đồng hồ báo vận tốc mà cho xe chạy với tốc độ lớn hơn tốc độ cho phép nên khi gặp sự cố bất thường (như bất ngờ gặp đoạn đường có mặt trơn trượt phía trước, người hay súc vật đột nhiên xuất hiện băng qua đường ) lái

xe sẽ không xử lý kịp và gây ra tai nạn

- Đoạn tuyến dài với phong cảnh đơn điệu, thiếu các tác nhân kích thích sự chú ý các lái xe, tạo cho lái xe phản ứng chậm chạp, thêm vào đó, tiếng động cơ của xe kêu đều, ôtô lại luôn bị lắc lư qua lại làm cho lái xe bị ức chế thần kinh, gây nên sự mệt mỏi và lái xe dễ bị rơi vào trạng thái dễ buồn ngủ, thậm trí còn ngủ gật trong khi lái Nhất là vào mùa hè nóng bức, nhiệt độ trong xe tăng nếu xe không được trang bị máy lạnh hoặc đối với các xe cũ thiết bị thông gió hoạt động kém làm tăng tỷ lệ oxyt cacbon

Tất cả các tác nhân trên đều là nguyên nhân xảy ra tai nạn nguy hiểm và làm cho

số tai nạn giao thông trên các đoạn thẳng dài tăng cao Do vậy, với quan điểm an toàn giao thông cần thiết phải giới hạn chiều dài thiết kế các đoạn thẳng dù cho tuyến đi qua địa hình bằng phẳng có thể cho phép vạch tuyến thẳng dài

Các quy trình thiết kế đường ở Việt Nam quy định nên tránh thiết kế đoạn tuyến thẳng dài quá 4 km đối với đường cao tốc, trong các trường hợp này nên thay bằng các đường cong góc chuyển hướng nhỏ và bán kính lớn (R từ 5.000 đến 15.000m)

CHLB Đức và Nhật Bản cũng quy định: chiều dài (tính bằng m) tối đa đoạn thẳng thích hợp lấy bằng 20 lần tốc độ xe chạy (tính bằng km/h) Quy định này dựa vào thời gian xe chạy theo tốc độ vào khoảng 72s [3]

Cần hiểu rõ rằng việc hạn chế các đoạn thẳng dài không có nghĩa là áp dụng giải pháp bắt buộc phải bẻ gãy đường thẳng để bố trí đường cong mà ta có thể áp dụng phương pháp “thiết kế tuyến mềm” bằng cách hạn chế sử dụng đường thẳng hoặc không dùng các đoạn thẳng bằng phương pháp thiết kế tuyên clothoid Ngoài ra, việc

uốn cong tuyến trên địa hình bằng phẳng ở đồng bằng hoàn toàn có thể thực hiện được

khi vạch tuyến tránh các vùng đầm lầy, hồ ao, khu dân cư [5]

Trong trường hợp bắt buộc phải thiết kế đoạn thẳng dài thì lại cần thiết có các giải

pháp thay đổi cảnh quan dọc tuyến để khắc phục tình trạng đơn điệu của tuyến đường

như trồng cây xanh, xây dựng các công trình phục vụ cho khai thác đường dọc tuyến

như các trạm sửu chữa kỹ thuật, các môtel phục vụ hành khách và lái xe với những

kiến trúc tạo điểm nhấn cho lái xe chú ý hoặc tạo nên các vật chuẩn định hướng cho

tuyến đường [5]

Tuyến thẳng quá ngắn cũng không cho phép vì làm điều kiện chạy xe thay đổi

nhiều và không có đủ chỗ bố trí cấu tạo đoạn chêm nối tiếp giữa các đường cong

Theo kinh nghiệm thì chiều dài tối thiểu các đoạn thẳng giữa hai đường cong cùng

chiều là 6V và giữa hai đường cong ngược chiều là 2V Trong đường cong tròn cùng

chiều do phải liên tục lái vòng cùng chiều, người lái xe khó nắm được tác dụng của lực

quán tính, lực ly tâm tăng lên liên tục nên quy định chiều dài đoạn thẳng phải dài hơn

so với đoạn thẳng giữa hai đường cong tròn ngược chiều

1.2.1.2 Ảnh hưởng của các đường cong nằm:

Các khía cạch cần xem xét:

- Bán kính, chiều dài, góc ngoặt và mức độ thay đổi độ ngoặt của đường cong;

- Độ cong của đường vòng, quan hệ giữa các bán kính cong kề liền;

- Vị trí và tần suất bố trí các đường cong nằm trên bình đồ

a) Bán kính, chiều dài, góc ngoặt và mức độ thay đổi độ ngoặt của đường cong:

Đường cong có ưu điểm là làm cho tuyến đường bám sát địa hình, do vậy có thể

giảm được khối lượng đào đắp, giảm giá thành xây dựng công trình, làm cho tuyến

thân thiện với môi trường (do không tạo ra những chỗ đào sâu đắp cao) nhưng xe chạy

trong đường cong xe phải chịu thêm lực ly tâm

Lực ly tâm nằm ngang trên mặt phẳng thẳng góc với trục chuyển động, hướng ra

phía ngoài đường cong và có giá trị : C =

R

v

m 2

Trong đó:

C – lực ly tâm

m – khối lượng của xe (kg)

v – tốc độ xe chạy (m/s)

R – bán kính đường cong tại vị trí tính toán (m)

Lực ly tâm có tác dụng xấu, có thể gây ra những khó khăn sau:

+ Xe có khả năng bị lật hoặc trượt ngang về phía lưng đường cong

+ Gây khó khăn cho việc điều khiển xe, gây khó chịu cho hành khách, gây đổ vỡ

hàng hóa vận chuyển + Gây biến dạng ngang của lốp xe nên làm cho săm lốp chóng hao mòn hơn

+ Làm tăng sức cản do đó làm tiêu hao nhiên liệu nhiều hơn

Các yếu tố tác động tới hiện tượng lật xe:

+ Tốc độ càng cao càng nguy hiểm,

+ Bán kính cong của đoạn đường càng nhỏ càng bất lợi

+ Xe càng chất nặng, xếp cao càng nguy hiểm

Do các bất lợi trên, các đường cong trên bình đồ thường là nơi hay xảy ra tai nạn giao thông Các kết quả thống kê ở nhiều tuyến đường đang khai thác của nhiều tác giả trên thế giới cho thấy:

+ Bán kính đ ường cong nằm càng nhỏ thì thì tai nạn xe chạy càng tăng

+ Số tai nạn giao thô ng xảy ra trên các đường cong thường chiếm 10-12% tổng

số tai nạn giao thông gây ra do điều kiện đường

+ Các đường cong nằm có bán kính R<200 m thì số tai nạn xảy ra cao gấp 2 lần so với đường cong có bán kính R>400 m

Theo số liệu điều tra của A.P.Vaxiiliev (Liên Xô cũ) khi phân tích các tai nạn giao thông trên các đường ô tô ở khu vực núi cao cho thấy mối quan hệ giữa số tai nạn giao thông /1 triệu ô tô-Km như sau :

Bảng 1.2 Mối quan hệ giữa bán kính đường cong và số vụ tại nạn/1triệu ô tô-Km

Bán kính đường cong, m 50 150 200 250 500 1000

Số tai nạn /1 triệu ôtô-Km 3,2 2,8 1,0 0,9 0,8 0,4

Khi R=2000m thực tế không khác với điều kiện xe chạy trên đường thẳng Vì thế để xét ảnh hưởng tương đối của bán kính đường cong trên bình đồ có trị số khác nhau người ta chọn hệ số ảnh hưởng ứng với R= 2000 bằng 1 Từ đó ta có hệ

số ảnh hưởng tương đối của các bán kính đường cong khác nhau

Bảng 1.3 Hệ số ảnh hưởng của đường cong

Hình 1.10Quan hệ giữa hệ số thay đổi số vụ tai nạn với bán kinh của đường cong

Tuyến đường xây dựng có nhiều đường cong nằm với bán kính co ng càng nhỏ thì mức độ an toàn xe chạy càng giảm, nhất là khi xe chạy với tốc độ cao mà mặt đường lại bị ẩm ướt và bụi bẩn Vì thế, theo quan điểm nâng cao an toàn giao thông thì khi thiết kế bình đồ tuyến đường ôtô chúng ta cần tăng tối đa bán kính đường cong nằm trong điều kiện có thể của địa hình, địa chất, cố gắng tránh sử dụng các bán kính đường cong nằm tối thiểu cho phép được nêu trong quy trình ứng với mỗi cấp đường

Việc phối hợp thiết kế giữa đường co ng trên cơ bản với đường co ng chuyển tiếp hoặc kết hợp trực tiếp các đ ường cong chuyển tiếp với nhau sẽ làm cho góc ngoặt (tạo nên bởi giao điểm các đường cong) thay đổi Mức độ biến đổi góc ngoặt của các đường co ng sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình thay đổi tốc độ khai thác Do đó, trị

số biến đổi góc ngoặt đường cong càng nhỏ thì tốc độ xe khai thác càng tăng và càng nâng cao được an toàn xe chạy; ngược lại, đường cong có trị số biến đổi góc ngoặt lớn thì khả năng mất an toàn xe chạy sẽ tăng lên

Nhiều công trình nghiên cứu của các nhà khoa học ở các nước về ảnh hưởng của các thô ng số của đường co ng đến những hành vi ứng xử của lái xe khi đang điều khiển cho xe chạy trên đường Trong số đó đã khảo sát giữa mức độ thay đổi độ ngoặt của đường cong CCRs đến tốc đ ộ xe chạy cũng như quan hệ của thông số này đến mức đ ộ an toàn xe chạy thông qua số vụ tai nạn trên 1 triệu xe –Km

Hình 1.11 Ảnh hưởng của trị số đường cong đến tốc độ chạy xe

Từ hình 1.8 trên biểu thị mối quan hệ giữa các trị số CCR và tốc độ xe chạy Đây là những kết quả nghiên cứu tại CHLB Đức của Koepeel G.H Bock trong 10 năm(1970 – 1979), LamnR, Trapp K.H Từ biểu đồ cho thấy, nói chung tốc độ xe chạy giảm nhanh khi mức độ thay đ ổi độ ngoặt của đường cong tăng lên từ CCR

=100 – 400 gon/Km

Đồng thời, ảnh hưởng của sự thay đổi độ ngoặt đường cong CCR đến mức độ an toàn giao thông đã đươc H.G.Krebs và J.H.Kloeckener thể hiện qua mối quan hệ giữa các chỉ số “ số vụ tai nạn/1 triệu xe – Km” với chỉ số CCR (hình 1.9) cho thấy cùng với trị số CCR tăng số tai nạn cũng tăng, đặc biệt là trong phạm vi giữa CCR< 10

go n/k m và CCR >500 gon/Km thì số tai nạn tăng lên gấp 2 lần

Hình 1.12 Mối quan hệ giữa A R với chỉ số CCR b) Độ cong trên đường vòng và trị số các bán kính cong nằm liền kề:

Đối với đường qua vùng núi có địa hình khó khăn thường phải đặt bán kính cong nằm nhỏ và có góc ngoặt lớn làm giảm an toàn chuyển động của xe

Theo Pfunat.K (CHLB Đức) thì tại những đường cong có nằm riêng lẻ có góc ở tâm lớn hay bán kính đường cong nhỏ thì rất nguy hiểm Tai nạn dễ xảy ra tại khoảng giữa đường co ng với góc ở tâm có trị số trong phạm vi từ 13,50 đến 360 là

do lái xe thường có hành vi cho xe cắt chéo đường cong để có chiều dài xe chạy

ngắn nhất vì thế dễ đâm phải xe đi ngược chiều mà cả 2 lái xe đều chưa kịp xử lý tình huống bất ngờ xảy ra.

Kết quả nghiên cứu của tiến s ĩ L.P.V iđugirix về chế độ xe chạy trên đường cong và trên đường thẳng cho biết: đường cong nằm có bán kính là 600m được coi là trị số tối thiểu, khi đó điều kiện xe chạy thực tế sẽ không khác so với khi xe chạy trên đường thẳng Và ở các đường cong có bán kính nhỏ hơn, lái xe bắt đầu có ý muốn cho xe cắt đường co ng để có quỹ đạo ngắn nhất

Ở Mỹ và CHLB Đức đã lập toán đồ quan hệ giữa độ cong (DC) của đường cong tròn với số vụ tai nạn/triệu xe- Km cho đường 2 làn với bề rộng xe chạy khác nhau

Hình 1.13 Quan hệ giữa độ cong DC của đường cong trên với AR ở Mỹ và Đức

Đối chiếu 2 toán đồ được lập ở 2 nước khác nhau cho thấy có cùng một trị số độ cong DC và phần xe chạy có bề rộng tương đương nhưng số vụ tai nạn cho 1 triệu xe/dặm ở 2 nước lại có trị số khác nhau Sự khác nhau này phản ảnh thực trạng giao thông ở mỗ i nước (bao gồm mạng lưới đường xá, phương tiện giao thông, mật độ, tốc độ, điều kiện đ ịa hình…) có khác nhau

Hình 1.14 Quan hệ giữa độ cong DC với AR

Để đảm bảo cho xe chạy an toàn thì khi vạch tuyến trên bình đồ ta không được tuỳ tiện lựa chọn các bán kính của đường cong nằm liền kề, mặc dù trong thực tế sẽ gặp khó khăn vì điều kiện địa hình,

Dưới đây là trường hợp thiết kế đường cong nằm liền kề sẽ nguy hiểm cho xe chạy, đó là:

+ Đ ường cong có bán kính lớn nằm cạnh đường co ng có bán kính nhỏ;

+ Đ ường cong có bán kính lớn nằm kẹp trong 2 đường cong bán kính nhỏ;

+ Đ ường cong bán kính nhỏ nằm kẹp trong 2 đuờng cong có bán kính lớn;

+ Các đường cong bán kính lớn và bán kính nhỏ liên tiếp đặt cạnh nhau

Những trường hợp thiết kế trên đều làm cho lái xe không kịp xử lý hay tăng giảm tốc độ khi xe đang đi trên đường cong có bán kính lớn với tốc độ cao phải đột ngột giảm tốc cho phù hợp với đường cong có bán kính nhỏ liền kề và ngược lại Chênh lệch tốc độ quá lớn giữa các đường cong bố trí kề liền khiến lái xe không

đủ khả năng xử lý chính xác các tình huống xảy ra là nguyên nhân xảy ra các vụ tai nạn giao thông

Cũng nghiên cứu sâu sắc vấn đề trên Giáo sư V.F.Babcov đã đưa ra các thang về

an toàn khi thiết kế các đường cong nằm như sau:

+ “Các đường cong an toàn” khi chênh lệch tốc độ xe chạy trên chúng

V  20%

+ “Các đường cong tương đối an toàn” khi chênh lệch tốc độ xe chạy giữa chúng V  20% 40%

+ “Các đường cong nguy hiểm” khi chênh lệch tốc độ xe V 40 60%

+ “Các đường cong cực kỳ nguy hiểm” khi chênh lệch tốc độ xe chạy giữa chúng V 60%

Nghiên cứu về tương quan 2 bán kính đường cong kề liền, trong tài liệu “ Mối quan hệ giữa an toàn giao thông và yếu tố thiết kế” Leutzbach W và J.Zoellmer (Đức) năm 1989 đã xem xét tỷ lệ bán kính đường cong nằm cần khảo sát và bán kính của đường co ng liền kề phía trước

Hình 1.15 Tỷ số giữa 2 bán kính cong liền kề

Vì vậy nếu thiết kế phối hợp không tốt giữa 2 đường cong kề liền có bán kính nhỏ sẽ gây ra khó khăn cho việc đảm bảo an toàn cho xe chạy, do lái xe phải luôn thay đổi tốc độ, khi tăng tốc, khi giảm tốc hoặc hãm xe khiến thần kinh căng thẳng và mệt mỏi

c) Vị trí và tần số bố trí các đường cong trên bình đồ:

Vị trí của đường cong trên bình đồ và tần số bố trí ảnh hưởng lớn đến mức độ an toàn chuyển động của xe Vì trong quá trình cho xe chạy lái xe chỉ tập trung quan sát

ở phía trước trong 1 phạm vi “chữ nhật tầm nhìn rõ nét” cách mắt 50cm có kích thước 10x16cm khi góc ngoặt  không vượt quá 200

Hình 1.16a Ảnh hưởng của góc ngoặt đến k.cách tầm nhìn trên đường cong có

R=170m

Đi trên đường cong có bán kính lớn “chữ nhật tầm nhìn rõ nét” của lái xe hầu như bao trùm cả đoạn tuyến, do đó có tầm nhìn tốt lái xe yên tâm và tin tưởng điều khiển xe một cách nhẹ nhàng còn khi vào đường cong bán kính nhỏ với góc ngoăt lớn thì “chữ nhật tầm nhìn rõ nét” của lái xe không thể bao trùm cả đoạn tuyến trước mắt người lái xe chỉ nhìn thấy một phần của tuyến do tầm nhìn xấu

Hình 1.16b Chữ nhật tầm nhìn rõ nét ứng với các hướng đường khác nhau

a- Điều kiện tầm nhìn tốt; b-Điều kiện tầm nhìn xấu

V ị trí đặt đường cong trên các đường có độ dốc dọc cũng dễ xảy ra tai nạn giao thông do biến dạng không gian tạo nên cảm thụ thị sai lệch quang học của ngưới lái xe khi nhìn và đánh giá không đúng về đường cong Nghiên cứu của CHLB Đức về tai nạn xảy ra ở các đường t rục tại các đường cong đặt ở các đoạn có độ dốc dọc cho kết quả như sau:

Bảng 1.4 Quan hệ giữa bán kính đường cong, độ dốc dọc và AR

Id =6 – 8% 132 155 170 200 233

Bảng số liệu trên cho thấy số tai nạn trên đường cong nói chung tăng khi độ dốc dọc tăng Đặc biệt ở các đường cong bán kính nhỏ R = ( 400 – 1000)m thì tai nạn tăng lên đáng kể Nghiên cứu về tần số bố trí đường cong (hay mật độ đường cong

- số đường cong trên 1Km đường) ở Mỹ cho thấy, đối với các đường cong bán kính lớn thì ảnh hưởng của tần số bố trí chúng đến an toàn xe chạy là không đáng kể, nhưng đối với các đường cong bán kính nhỏ thì ảnh hưởng này cần được được xem xét, đó là các bán kính có trị số R < (500 – 600)m

Mặt khác, theo các kết quả quan trắc của Pfundt, K.(Đức) về tình hình tai nạn giao thông trên đường hai làn xe cũng như kết luận của Giáo sư V.f.Babcov (Nga) thì tại các đoạn có bố trí nhiều đường cong có bán kính nhỏ liên tiếp lại ít nguy hiểm hơn so với một đường cong đơn độc xuất hiện trên đoạn thẳng dài Chúng ta

có thể nhận ra hai vấn đề trên bằng số liệu của Mỹ nêu trong sổ tay hướng dẫn thiết kế đường về số tai nạn (vụ/106xe – Km) Quan hệ giữa trị số bán kính đường cong nằm R và tấn số bố trí đường cong (số đường cong/1 Km) như dưới đây:

Bảng 1.5 Quan hệ giữa trị số bán kính đường cong nằm tần số bố trí đường cong

R,m Số đường cong trên 1Km Số vụ tai nạn/106 - Km

Tần số bố trí các đường cong trên đường càng lớn thì số tai nạn giao thông tương ứng càng ít bởi người lái xe chú ý nhiều hơn trong các điều kiện địa hình khó khăn của bình đồ đường Còn đối với các bán kính lớn thì ảnh hưởng của nó không nhiều lắm

1.2.1.3 Tầm nhìn trên bình đồ tuyến

Tầm nhìn không đảm bảo là một trong những nguyên nhân xảy ra tai nạn khi các

xe cùng chiều vượt nhau hoặc hai xe ngược chiều cùng đi vào đường co ng bán kính nhỏ

Thống kê các tai nạn trên đường ô tô ở CHLB Đức Meyer E và một số tác giả khác cho biết 25% số tai nạn xảy ra là do không đủ tầm nhìn

Quan sát ở tiểu bang Ontario, Canada (1987), tai nạn giao thông xung đột đối đầu trên đường do các thao tác không đúng khi vượt xe (không kể nút giao) chỉ chiếm 2% tổng số các dạng tai nạn, nhưng chiếm đến 17% tổng số vụ tai nạn có người chết Phân tích các tai nạn ở Mỹ, Young JC cho biết khi khoảng cách tầm nhìn S<240m thì tai nạn giao t hông xảy ra gấp 2 lần so với tầm nhìn S > 750m, mức độ tai nạn tăng cao khi khoảng cách tầm nhìn S < 100m; khoảng cách tầm nhìn trong phạm

vi S = 100 – 200m thì mức độ tai nạn cao không xảy ra thấp hơn 25% so với tầm nhìn

Để giảm bớt phần nào tỉ lệ tai nạn thì trên những đường cong hay xảy ra tai nạn ta

có thể cắm các biển báo nguy hiểm để cho người lái xe chạy chậm và tập trung hơn

Hinh 1.17 Sự phụ thuộc của số TNGT vào khoảng cách tầm nhìn

1-Yu.M.Xitnikov; 2 -A.P.Vaxilev; 3-Đường trung bình; 4- Young (Mỹ)

Mặt khác, khả năng mất an toàn giao thông còn phụ thuộc vào mật độ tầm nhìn hạn chế thể hiện ở một số vị trí có tầm nhìn hạn chế (Shc) trên Km đường Các số liệu quan trắc ở bang Utah (Mỹ) nêu trong bảng (1.6) cho thấy mật độ vị trí của các tầm nhìn hạn chế càng cao thì số tai nạn giao thông xảy ra càng giảm Điều này được giải thích rằng, khi cho xe chạy trên đoạn đường khó khăn có nhiều chỗ tầm nhìn bị hạn chế lái xe đã cẩn thận và chủ động xử lý khi gặp sự cố nên giảm được tai nạn

Bảng 1.6 Mối quan hệ giữa tầm nhìn và số vụ tai nạn/10 6 xe-Km

Vị trí có Shc/1Km <0,5 1,5 2 2 – 2,95 3

Số vụ tai nạn/106xe-Km 2,19 2,56 2,37 2,0 1,75

Khi thiết kế đường người ta dựa vào tốc độ thiết kế đã được quy định ứng với mỗi cấp đường để tính toán tầm nhìn yêu cầu Khoảng cách tầm nhìn được tính thông thường là theo sơ đồ tầm nhìn một chiều S1 (gặp chướng ngại vật) và sơ đồ tầm nhìn hai chiều S2 (hai xe ngược chiều gặp nhau)

Nhưng trong thực tế các tình huống xảy ra thường tương ứng với sơ đồ 1, khi xe gặp chướng ngại vật phải kịp hãm phanh để dừng lại và tương ứng sơ đồ hai xe vượt nhau đối với đường có hai làn xe trở lên Còn đối với sơ đồ hai xe gặp nhau (Sơ đồ 2) chỉ xảy ra trên đường cấp thấp có một làn xe chạy Hơn nữa, khi xe chạy gặp chướng ngại vật hoặc vượt xe thì vị trí nguy hiểm nhất khi xảy ra các tình huống này là tại các đường cong trên bình đồ Vì thế, với quan điểm an toàn cho xe chạy, khoảng cách tầm nhìn vượt xe đã được xem xét khi thiết kế tuyến Mặt khác quan trắc đo tốc độ dòng xe chạy trên đường và thống kê tốc độ xe chạy trong dòng thì tốc độ khai thác không là tốc độ thiết kế mà là tốc độ tương ứng với tần suất đảm bảo 85% (tức là đảm bảo có 85% xe chạy với tốc độ bằng và nhỏ hơn trị số tốc độ được xác định ứng với tần số 85% V85) Do đó, khoảng cách tầm nhìn thực tế thường lớn hơn tầm nhìn yêu cầu

1.2.2 Ảnh hưởng của các yếu tố trắc dọc

Các yếu tố trắc dọc cần xem xét:

- Đ ộ dốc dọc và chiều dài đoạn dốc;

- Tầm nhìn trên trắc dọc;

- V ị trí và trị số các đường cong đứng

1.2.2.1 Độ dốc dọc và chiều dài đoạn dốc:

Đoạn đường có độ dốc dọc càng lớn và dài thì tai nạn xảy ra càng tăng Theo

số liệu của A.P.Vaxiliev (Nga) thì số tai nạn phụ t huộc vào độ dốc dọc trên một đường vùng núi như sau:

Bảng 1.7 Mối quan hệ giữa độ dốc dọc và AR

Độ dốc dọc id, ‰ 50 60 75

AR (Số tai nạn/106 xe-Km) 0,4 0,9 2,4

Khi xe xuống dốc nguy hiểm hơn khi lên dốc vì một phần do chênh lệch tốc độ, một phần do độ dốc dọc lớn làm tăng chiều dài hãm xe cần thiết để bảo đảm an toàn khi phải hãm phanh gấp.Theo kết quả nghiên cứu của Trường đại học đường ôtô Moscow (N ga) trên các đoạn đường có độ d ốc dọc lớn, khi xuống dốc tai nạn xảy ra nhiều nhất (40% tổng số tai nạn xảy ra trên các đoạn dốc)

Đặc biệt khi các độ dốc được bố trí trùng với các đường co ng nằm thì độ dốc dọc càng lớn, bán kính đường cong nằm càng nhỏ số vụ tai nạn càng tăng Để thấy

rõ kết luận này ta tham khảo số liệu nghiên cứu trường hợp nêu trên các đoạn đường trục của CHLB Đức sau đây:

Bảng 1.8 Mối quạn hệ giữa bán kính đường cong nằm, độ dốc dọc và AR

0,42 0,25 1,30 1,55

0,40 0,20 1,50 1,70

0,50 0,70 1,85 2,00

0,73 1,06 1,92 2,33

Theo TCVN 4054-05: độ dốc dọc lớn nhất 7%, chiều dài đoạn đốc lớn nhất 500m với tốc độ thiết kế 60 Km/h (đối với đường cấp III Miền núi)

Các tai nạn trên đoạn đường dốc lớn và dài liên quan đến hàng loạt các tình huống:

- Khi xe xuống dốc có thể xảy ra các tình huống: xe chạy ra khỏi lề; xe đâm vào xe đi trước; xe mất khả năng hãm phanh do hệ thống hãm xe bị hỏng nên lái xe không điều khiển được, ôtô lao xuố ng dốc tự do và dễ đâm vào các xe khác đang leo dốc ngược chiều

- Khi lên dốc do tầm nhìn bị che khuất bởi đỉnh dốc nên lái xe không nhìn thấy xe đang leo dốc đối diện

- Cá biệt có những lái xe khi xuống dốc đã cho xe chạy với tốc độ cao hoặc vòng tránh, vượt các xe tải có tốc độ thấp đang chạy trên đoạn leo dốc

Biện pháp nâng cao khả năng thông xe và an toàn giao thông là xây dựng thêm làn

xe phụ cho xe leo dốc tại các đoạn trắc dọc có độ dốc cao

1.2.2.2 Tầm nhìn trên trắc dọc:

Khi tầm nhìn trên trắc dọc bị giảm hoặc bị hạn chế thì nguy cơ xảy ra tai nạn sẽ tăng lên Xem xét tầm nhìn trên trắc dọc không chỉ xét quy luật thay đổi tầm nhìn trên cùng một đoạn dốc mà cần phân tích khoảng cách tầm nhìn của lái xe thay đổi trên các đoạn trắc dọc phối hợp có độ dốc khác nhau về trị số và chiều (lên, xuống) trong quá trình xe chạy, đồng thời phải nghiên cứu đặc điểm của các vùng che khuất

tầm nhìn của lái xe trên trắc dọc, khoảng cách tầm nhìn mặt đường và xác định đoạn trên trắc dọc bị che khuất tầm nhìn

Hình 1.18 Dựng đồ thị tầm nhìn

trên đường

a- Vị trí tia nhìn của ng ười lái xe; b- Khoảng cách tầm nhìn trên mặt đường;

c- Chiều sâu vùng bị che khuất

Từ biểu đồ hình 1.18 cho thấy tầm nhìn của người lái xe liên tục bị thay đổ i trên

trắc dọc tuỳ thuộc vào chỗ nhô cao của đường che lấp và khi đi gần tới vị trí có tầm nhìn nhỏ nhất trên trắc dọc thì các ôtô con muốn vượt bằng cách lái xe lấn sang làn ngược chiều và có thể dẫn tới tai nạn nếu gặp p hải xe ngược chiều đang chạy tới và hai bên xử lý k hô ng kịp

Các sai lầm khi xây dựng không bảo đảm tầm nhìn trên trắc dọc dẫn đến tai nạn giao thông là:

- Không gọt đ ỉnh dốc đ ủ bảo đảm tầm nhìn trên các đường đứng lồi;

- Bố trí các đường cong đứng lồi và lõm liên tiếp bám sát địa hình đã tạo ra những vùng bị che khuất tại các chỗ lõm trên trắc dọc

Hình 1.19 Ảnh hưởng của đường cong đứng đến an toàn giao thông

1.2.3 Ảnh hưởng của các yếu tố trắc ngang:

Các yếu tố trắc ngang tuyến ảnh hưởng đến an toàn chuyển động xe gồm:

- Bề rộng phần xe chạy và số làn;

- Bề rộng của lề đường;

- Dải phân cách;

- Bó vỉa

1.2.3.1 Bề rộng phần xe chạy:

Kích thước của bề rộng phần xe chạy ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn giao thông Phần xe chạy có bề rộng càng hẹp càng gây khó khăn cho người lái xe khi tránh xe, vượt nhau hay gặp xe đi ngược chiều

Với mặt đường hẹp thì khoảng cách ngoài giữa hai thùng xe cũng như khoảng cách của bánh xe với mép lề đường không gia cố sẽ không đủ đảm bảo cho lái xe tin tưởng mặc dù họ đã giảm tốc độ xe Bởi vậy, số tai nạn trên 1 triệu ô tô-Km tăng theo mức độ giảm bề rộng phần xe chạy Theo số liệu thống kê ở CHLB Đức cho thấy:

Bảng 1.9 Ảnh hưởng của bề rộng phần xe chạy độn số vụ tai nạn

lề bằng phẳng hay lồi lõm, độ cứng lề… có ảnh hưởng đến điều kiện chạy xe

Bề rộng lề hẹp thường làm tăng tai nạn giao thông là do:

- Khi xe đang chạy trên đường khi gặp sự cố thường phải lao ra lề đường với tốc

độ cao do lề đường quá hẹp đã không thể dừng lại trong phạm vi nền đường

- Các ô tô đỗ trên lề đường có bề rộng hẹp sát mép làn xe ngoài cùng sẽ làm giảm hiệu quả sử dụng bề rộng phần xe chạy khiến lái xe khi điều khiển đến gần xe có xu hướng lấn sang làn bên cạnh tạo nên tình huống tai nạn

Theo O.A.Divotskin (Liên Xô cũ) thì nếu đỗ xe cách mép mặt đường từ 2,7m trở lên sẽ không làm ảnh hưởng đến quĩ đạo chuyển động của các ô tô đi qua

Quan trắc ở nước ngoài cho thấy khi lề đường có bề rộng đến 3m thì bắt đầu không thấy rõ rệt ảnh hưởng của lề đường đến tai nạn giao thông

1.2.3.3 Số làn xe chạy và việc tách các làn xe ngược chiều theo từng hướng:

Xem xét ảnh hưởng của số làn xe tới an toàn giao thông ta không chỉ xột riêng cho từng loại đường mà còn phải so sánh số tai nạn giao thông theo các đường có số làn xe khác nhau để xác định hệ số ảnh hưởng trung bình so với đường có hai làn xe thông thường Hệ số này được xác định

Bảng 1.10 So sánh số tai nạn giao thông theo các đường có số làn xe khác nhau

Bốn làn xe và không có dải phân cách 0,80 Các trị số này ứng với lưu lượng xe chạy bình thường đối với mỗi loại đường nói trên Trên đường nhiều làn xe, khi lưu lượng xe chạy thấp là khi đường chưa đầy xe thì

số tai nạn sẽ giảm

1.3 Kết luận chương 1

Thiết kế hình học tuyến và khai thác đường bộ trên quan điểm an toàn giao thông

về mọi phương diện (an toàn cho lái xe, an toàn cho các phương tiện giao thông, an toàn trong bất kỳ điều kiện thời tiết và đặc biệt là an toàn do các điều kiện đường sá được tạo nên bởi các đồ án thiết kế có chất lượng tốt nhất) đã được rất nhiều nước trên thế giới nghiên cứu và đề ra các tiêu chí đánh giá cho các đồ án thiết kế đường bộ Các quan điểm thiết kế này cần được nghiên cứu, đánh giá và áp dụng phù hợp với thực tiễn nước ta bắt đầu từ khâu lập dự án thiết kế mới cho đến công tác quản lý sửa chữa nâng cấp, cải tạo các tuyến Quốc lộ để đảm bảo an toàn giao thông cho người và phương tiện lưu thông

Trong giới hạn của Luận văn, học viên nêu lên các mối liên hệ giữa các yếu tố hình học tuyến đến tai nạn giao thông dựa trên quan điểm ATGT được nêu ở trên và kiến nghị sự cần thiết phải xét đến các tiêu chí về an toàn giao thông trong thiết kế hình học đường ôtô