- Chọn các tiêu chuẩn hình học của đường, các phương án kết cấu nền mặt đường, cầu cống và các công trình trên đường cũng đều phải thông qua luận chứng kinh tế kỹ thuật để chọn phương án
Trang 1CHÆÅNG 21: LUẬN CHỨNG HIỆU QUẢ KINH TẾ ĐƯỜNG ÔTÔ
-1.1 KHÁI NIỆM
Đối với nền kinh tế quốc dân, hiệu quả của việc đầu tư xây dựng mới hoặc cải tạo, nâng cấp đường hiện có bao gồm nhiều mặt, trong đó có mặt có thể tính bằng tiền cũng có thể có mặt khó
có thể tính bằng tiền
1.1.1 Ý nghĩa của việc luận chứng hiệu quả kinh tế và các trường hợp sử dụng
- Lập dự án xây dựng 1 tuyến đường mới : phải chứng minh được hiệu quả kinh tế - xã hội của việc bỏ vốn đầu tư vào xây dựng đường so với phương án không xây dựng đường
- Cải tạo nâng cấp một con đường cũ : phải chứng minh được hiệu quả kinh tế - xã hội của việc
bỏ vốn cải tạo nâng cấp so với phương án đang tồn tại
- Nhờ phân tích các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật - xã hội của từng phương án giúp ta chọn phương án tuyến tối ưu
- Chọn các tiêu chuẩn hình học của đường, các phương án kết cấu nền mặt đường, cầu cống và các công trình trên đường cũng đều phải thông qua luận chứng kinh tế kỹ thuật để chọn phương
án tối ưu
1.1.2 Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật sử dụng khi so sánh các phương án đường ôtô 1.1.3 Các chỉ tiêu kỹ thuật
- Số lượng đường cong
- Trị số góc chuyển hướng
- Bán kính đường cong nằm, đường cong đứng
- Độ dốc dọc của đường
- Điều kiện đảm bảo tầm nhìn, đảm bảo an toàn giao thông
- Tốc độ xe chạy trung bình, thời gian xe chạy
1.1.4 Các chỉ tiêu kinh tế và điều kiện xây dựng
- Khối lượng xây dựng công trình
- Mức độ phức tạp khi thi công
- Giá thành xây dựng
- Tình hình nguyên vật liệu dọc tuyến
- Chi phí vận doanh khai thác
- Tổng chi phí xây dựng và khai thác tính đổi về năm gốc
- Các chỉ số về hiệu số thu chi, tỉ lệ thu chi, suất thu lợi nội tại, thời gian hoàn vốn
1.1.5 Các chỉ tiêu kinh tế để đánh giá chọn phương án
- Hiệu quả kinh tế mang lại cho nền kinh tế quốc dân do việc làm đường mới hoặc cải tạo, nâng cấp đường cũ
ưu.)
- Chỉ tiêu về khối lượng các loại vật liệu đắt tiền
- Mức độ phức tạp khi thi công, khả năng cơ giới hoá thi công
Trang 2- Tính năng kỷ thuật của từng phương án.
21.1 LUẬN CHỨNG CHỌN PHƯƠNG ÁN KCAD
1.1.6 Chỉ tiêu:
Phương án I có PtdI
Phương án II có PtdII
Nếu PtdI > II
td
1.1.7 Công thức tính toán
Ptd=Ktd+∑
= +
S
t 1
t
) E 1 ( C
Ktd = K0 + ∑
= +
ct
n 1
i ct
) E 1 (
k
= +
d
n 1
i d
) E 1 (
k
= +
tr
tr
n 1
i tr
) E 1 ( k
Trong đó :
nct, nd, ntr : số lần cải tạo, đại tu và trung tu của phương án
tct, td, ttr : thời gian cải tạo, đại tu và trung tu của phương án
kct, kd, ktr : chi phí cải tạo, đại tu và trung tu của phương án
kct =%1K0
kd =%2K0
ktr =%3K0
Etd=Etc=0,10
Loại tầng mặt áo
đường
xuyên Bêtông nhựa
Đá dăm trộn nhựa
Thấm nhập nhựa
Đá dăm
Cấp phối
BTXM
15 12 10 5 5 25
5 4 4 3 3 8
42 48.7 49.6 53.1 55 34.5
5.1 7.9 8.7 9.0 10.0 4.1
0.25 0.98 1.92 1.6 1.8 0.3
∑
= +
S
T
1
t
) E 1
(
C
: Tổng chi phí xửa chữa thường xuyên và chi phí vận chuyển quy đổi về năm gốc
∑
= +
S
T
1
t
) E 1
(
C
= +
S
T 1
â t
) E 1 (
C
= +
S
T 1
VC t
) E 1 ( C
vững hơn))
Trang 3t
VC
t
Qt =365.Nt.γ.β.Gtb
γ : hệ số lợi dụng tải trọng phụ thuộc loại hàng, γ =0,90 ÷ 0,95
β : hệ số lợi dụng hành trình của các laoij xe tham gia vận chuyển
Pbâ
β
γ + G.V
Pcâ
β
Pbđ = λ.e.r
E : lượng tiêu hao nhiên liệu trung bình cho 1km (lít/xe.km) lấy theo tải trọng xe tải trung
r : giá nhiên liệu (đồng/lít)
λ : Tỉ lệ chi phí biến đổi so với chi phí nhiên liệu :
λ = (2,6 ÷ 2,8)
định của các xí nghiệp ôtô
V : vận tốc xe chạy trung bình, khi tính toán lấy bằng 0,7 lần tốc độ kỹ thuật của xe
1.1.8 So sánh phương án tuyến.
0
K + q
0
K + ∑
= +
∆
S
T 1
q t
) E 1 (
K
0
K + ∑
= +
∆
S
T 1
ätä t
) E 1 (
K
0
K + ∑
= +
∆
S
T 1
S t
) E 1 (
K
0
K +
∑
= +
∆
S
T 1
th t
) E 1 (
K
= +
S
T 1
t
) E 1 ( C
Trong đó :
Ktd = K0 + ∑
= +
ct
n 1
i ct
) E 1 (
k
= +
d
n 1
i d
) E 1 (
k
= +
tr
tr
n 1
i tr
) E 1 ( k
loại công trình trên đường
nền đường, mặt đường và công trình)
nct, nd, ntr : số lần cải tạo, đại tu và trung tu của trong thời gian so sánh
tct, td, ttr : thời gian cải tạo, đại tu và trung tu tính từ năm gốc
â
0
q
0
Trang 4q 0
K =
365
T D
Q0
D : giá thành trung bình vận chuyển 1 tấn hàng (đồng/tấn)
T : tổng thời gian hàng năm trong quá trình vận chuyển
T = 24.0,7.V
L 365
L : cự ly vận chuyển
V : tốc độ xe chạy trung bình trên tuyến, lấy trên biểu ddoof vận tốc xe chạy
q
t
K
q t
K
∆ =
0
q 0 0 t
N
K )
N N
ätä
0
xí nghiệp sử chữa đầu máy
ätä
t
K
ätä t
K
∆ =
0
ätä 0 0 t
N
K )
N N
s
0
K ,∆Kst, th
0
chi phí thêm vào để xây dựng đường sắt, đường thuỷ
t
C = d 0
C + VC 0
C + tn
0
C + tx 0
C + hk
0
C + khc
0
C + cht
0
C
d
0
VC
0
tn
0
tx
0
hk
0
khc
0
cht
0
* Cách xác định
d
0
KCAD)
VC
0
Qt = 365.γ.β.Gtb.Nt
γ : hệ số lợi dụng tải trọng phụ thuộc loại hàng, γ =0,90 ÷ 0,95
β : hệ số lợi dụng hành trình của các loại xe tham gia vận chuyển, bằng quảng đường xe chạy có tải trên tổng quảng đường xe chạy, tính toán lấy β=0,65
lưu lượng xe)
Trang 5St = G
Pbâ
β
γ + G.V
Pcâ
β
L : quảng đường xe chạy (km)
tn
0
C
=
n 1
NL C L m a
ati = 0,009.K2i-0,27+34,5
mti =∏11
m
năm thứ t (lấy 1 triệu đồng/vụ)
tx
0
C = ,t tx ETC
288
t
D Q
, t
ttx : thời gian tắc xe
D : đơn gia stb cho 1 tấn hàng phải dự trứ do hiện tượng tắc xe gây ra
hk
0
+ +
+
b
b ch b
t b c
c ch c
t
V
L N H t V
L
t c
N , t b
L : chiều dài quãng đường
c ch
t , b ch
C : tổn thất trung bình cho nền kinh tế quốc dân của hành khách trong 1 giờ (đồng/h.người), lấy C = (3000 ÷ 5000) (đồng/h.người)
khc
0
cht
0
C = Qt.Z
Trang 621.2 ĐÁNH GIÁ CÁC PHƯƠNG ÁN ĐƯỜNG THEO KHẢ NĂNG THÔNG HÀNH VÀ
MỨC ĐỘ GIAO THÔNG THUẬN TIỆN
21.2.1 Năng lực thông hành
21.2.1.1 Năng lực thông hành thực tế
- Năng lực thông hành là số ôtô thông qua 1 đoạn đường trong 1 đơn vị thời gian trên 1 làn xe
(xe/ng.đêm hoặc xe/h) Năng lực thông hành phụ thuộc vào điều kiện đường, điều kiện thời tiết,
vận tốc thành phần dòng xe cũng như phụ thuộc đặc điểm tổ chức giao thông
- Do vậy năng lực thông hành thay đổi khá nhiều với các đoạn đường khác nhau
- Nếu tuyến có năng lực thông hành thấp sẽ gây ùn tắc trở ngại cho giao thông trên tuyến Vì thế khi so sánh các phương án thiết kế phải tính toán năng lực thông hành trên từng đoạn của mỗi phương án tuyến để kiểm tra mức độ đáp ứng nhiệm vụ thiết kế và đánh giá mức độ thuận lợi khi
xe chạy đối với từng phương án
- Năng lực thông hành tính theo 1 loại xe (thường là xe cọn), các loại xe khác tính đổi ra xe con theo hệ số tính đổi
- Để tính toán năng lực thông hành thực tế có thể áp dụng phương pháp của TSKH V.V.Xilianôp :
i tt
N =Nmax.β1i i
2
Trong đó :
.β1i i 2
21.2.1.2 Năng lực thông xe thực tế lớn nhất Nmax
- Là năng lực thông xe lý thuyết nhưng đã có xét ảnh hưởng của lưu lượng xe chạy thực tế đến tốc độ trung bình của dòng xe
- Năng lực thông hành lý thuyết trên 1 làn xe được xác định theo công thức :
V 1000
(xe/h) Trong đó :
V : Vận tốc dòng xe (km/h)
d : Khổ động học xác định bằng công thức :
2
l l ) i ( 254
) K K ( V 6 , 3
± ϕ
−
Trong đó :
+ 1,2 đối với xe con + 1,3÷1,4 đối với ôtô tải, ôtô buýt
l0 +lk = 5 ÷ 10 (m)
Trang 7- Trị số d sẽ lớn nhất trong trường hợp xe trước bị đổ hoặc tai nạn bất ngờ không kịp hãm
và dừng lại đột ngột :
2
l l ) i ( 254
K V 6 , 3
± ϕ
- Trị số d sẽ nhỏ nhất trong trường hợp xe trước và xe đi sau cùng gặp tình huống như
6 , 3
V + +
(m)
- Qua công thức xác định năng lực thông hành như trên ta thấy năng lực thông hành phụ thuộc điều kiện đường
+ Khi có phân cách xe trái chiều và phân cách ôtô với xe thô sơ :
+ Khi có phân cách xe trái chiều và không phân cách ôtô với xe thô sơ :
+ Khi không có phân cách xe trái chiều và ôtô chạy chung với xe thô sơ :
21.2.2 Mức độ giao thông thuận tiện
Mức độ giao thông thuận tiện, một số nước gọi là mức độ phục vụ được đặc trưng bằng 3 chỉ tiêu sau :
21.2.2.1 Hệ số sử dụng năng lực thông hành :
- Công thức xác định :
tt
N N
Trong đó :
thuận tiện
i tt
i tt
N =Nmax.β1i i
2
- Khi đánh giá 1 dự án thiết kế đường hoặc chọn mức độ phục vụ thiết kế thì dùng công thức :
Z =
max
tk
N N
Trong đó :
như trên)
- Như vậy khi Z lớn thì mật độ xe chạy trên đường lớn, sự cản trở lẫn nhau giữa các xe chạy trên đường lớn và mức độ giao thông thuận tiện giảm đi, ngược lại mức độ giao thông thuận tiện tăng lên
Trang 821.2.2.2 Tốc độ hành trình trung bình Vtb
- Thường dùng hệ số tốc độ v:
v =
0
tb
V V
Trong đó :
Vtb=V0-α.N
thuộc vào điều kiện đường và khi tính toán được xác định cho từng đoạn tuyến theo đồ thị vận tốc xe chạy lý thuyết dọc tuyến
21.2.2.3 Tỉ lệ thời gian xe chạy bị cản trở
Là tỉ lệ phần trăm trung bình thời gian của tất cả các xe bị cản trở trong khi chạy theo nhóm không có khả năng chạy vượt nhau, chỉ tiêu này rất khó xác định và trên thực tế chỉ dùng 2 chỉ tiêu Z và v
*.Dựa vào các chỉ tiêu trên Hiệp hội AASHTO đã đánh giá mức độ phục vụ và hiệu quả khai thác đường về mặt kinh tế theo 6 mức :
Mức độ phục vụ A :
- Là điều kiện dòng xe tự do, lưu lượng rất nhỏ, tốc độ cao
- Mật độ xe thấp, tốc độ được lựa chọn theo ý người lái, theo tốc độ hạn chế và điều kiện đường sá
- Hầu như không có hạn chế gì về thao tác xe và thời gian chậm xe rất ít hoặc không có
Mức độ phục vụ B :
- Dòng xe ổn định, tốc độ thao tác có 1 vài hạn chế
- Người lái vẫn còn tự do hợp lý để chọn tốc độ và làn xe chạy
- Chỉ có 1 số rất nhỏ xe bị hạn chế tốc độ
Mức độ phục vụ C :
- Dòng xe vẫn còn ổn định
- Tốc độ và khả năng thao tác bị hạn chế
- Phần lớn lái xe bị hạn chế khi chọn tốc độ, làn xe khi vượt xe
- Nhưng tốc độ chạy vẫn còn được thoả mãn nhiều người
Mức độ phục vụ D :
- Dòng xe đã dần sang miền không ổn định
- Tốc độ vẫn còn có thể chấp nhận nhưng dadx bị hạn chế nhiều
- Lưu lượng bị giao động và xe bị nghẽn tạm thời
- Tự do thao tác bị hạn chế, tiện nghi bị giảm nhiều
Mức độ phục vụ E :
- Dòng xe không ổn định
- Tác xe xảy ra, có khi kéo dài
- Tốc độ và thao tác đều kém mức độ D nhiều
- Lưu lượng đã gần với năng lực thông hành
Mức độ phục vụ F :
- Dòng xe cưỡng bức với tốc độ chậm
Trang 9- Xe xếp thành hàng trên đường
- Lưu lượng đã vượt khả năng thông hành
21.3 ĐÁNH GIÁ CÁC PHƯƠNG ÁN ĐƯỜNG THEO MỨC ĐỘ AN TOÀN GIAO
THÔNG
Mức độ đảm bảo giao thông của từng đoạn tuyến có thể được đánh giá theo 2 phương pháp dựa vào hệ số tai nạn và hệ số an toàn của mỗi đoạn
21.3.1 Hệ số tai nạn
từng yếu tố của tuyến có ảnh hưởng đến khả năng xảy ra tai nạn
Ktn=k1.k2.k3 k14
chuẩn (tuyến thẳng, không có dốc, bề rộng phần xe chạy 7,5m, lề rộng và có gia cố )
và bề rộng phần xe chạy của đường ) :
Trang 10Hệ số k9 1,5 2,0 3,0 4,0
Giao nhau cùng mức nhưng lưu lượng xe chạy trên đường cắt chiếm ≤10% lưu
có đường nhánh :
- Anh hưởng của độ dốc siêu cao đến tai nạn giao thông, xác định thông qua việc tính bán kính
R i
i R
lc lc
R R
+ ϕ
=
Trong đó :
Để đánh giá các phương án thiết kế đường về mức độ an toàn giao thông , ta chia bình đồ và trắc dọc tuyến thành từng đoạn và lần lượt tính các hệ số tai nạn riêng biệt tương ứng Kết quả lập biểu đồ hệ số tai nạn dọc tuyến
21.3.2 Hệ số an toàn
được trên đoạn đang xét và vận tốc trên đoạn kế trước nó
- Ý nghĩa của hệ số an toàn : hệ số này càng nhỏ thì chênh lệch vận tốc giữa 2 đoạn càng lớn
và xác suất xảy ra tai nạn càng lớn
- Vận tốc xe chạy để tính toán là vận tốc xe chạy lý thuyết xác định đối với ôtô du lịch Vận tốc xe chạy trên đường cong nằm và đường cong đứng được tính theo các công thức dựa vào bán kính và giá trị giới hạn về hệ số bám ngang đảm bảo xe không bị lật
Trang 11- Để xét tới trường hợp bất lợi nhất về an toàn, khi tính toán vận tốc cần thực hiện hiệu chỉnh như sau :
+ Không xét tới những chỗ hạn chế tốc độ do yêu cầu về tổ chức giao thông
+ Không xét tới chỗ hãm phanh để giảm tốc trước khi vào các đoạn có hạn chế tốc độ Chỉ cần xác định được tốc độ tối đa ở cuối mỗi đoạn mà không cần xét tới điều kiện xe chạy ở các đoạn sau
- Biểu đồ hệ số an toàn theo 2 chiều xe chạy sẽ được xác định nếu ta xác định được biểu đồ vận tốc xe chạy thường lập Nếu điều kiện xe chạy theo 2 chiều rất khác nhau thì ta chỉ cần vẽ và tính hệ số an toàn cho chiều có tốc độ cao nhất
- Tiêu chuẩn đánh giá mức độ an toàn xe chạy theo hệ số an toàn :
- Đối với tuyến đường đang khai thác, biểu đồ hệ số an toàn có thể được vẽ thông qua việc quan trắc vận tốc xe chạy thực tế trên các đoạn đường