Nút giao thông phân nhánh hình kim cương và khả năng ứng dụng trên đường vành đai 4, hà nội (tóm tắt)

Phạm Trọng Mạnh, tác giả đã vận dụng những kiến thức kết hợp với các kỹ năng và các tài liệu thu thập được để hoàn thành luận văn “Nút giao thông phân nhánh hình kim cương và khả năng ứ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

LÊ VĂN CHÈ KHÓA 2015 – 2017

NÚT GIAO THÔNG PHÂN NHÁNH HÌNH KIM CƯƠNG VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRÊN ĐƯỜNG VÀNH ĐAI 4 – HÀ NỘ I

Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ sở hạ tầng

Mã số: 60.58.02.10

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS PHẠM TRỌNG MẠNH

Hà Nội - 2017

LỜI CẢM ƠN

Tôi rất vinh dự và tự hào là học viên cao học của Trường Đại học Kiến trúc

Hà Nội Trải qua gần hai năm học cao học chuyên ngành Kỹ thuật cơ sở hạ tầng tôi đã được các thầy giáo, cô giáo dành tâm huyết truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm, kỹ năng vô cùng quý báu Được sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Phạm Trọng Mạnh, tác giả đã vận dụng những kiến thức kết hợp

với các kỹ năng và các tài liệu thu thập được để hoàn thành luận văn “Nút

giao thông phân nhánh hình kim cương và khả năng ứng dụng trên đường vành đai 4 – Hà Nội” Nếu không có sự chỉ bảo hướng dẫn của người hướng

dẫn khoa học thì tác giả không thể đạt được kết quả như ngày hôm nay Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến PGS.TS Phạm Trọng Mạnh đã hướng dẫn rất tận tình trong suốt thời gian qua

Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Ban lãnh đạo Khoa Kỹ thuật

hạ tầng và Môi trường Đô thị, Khoa Sau đại học, Bộ môn Giao thông đô thị, cùng các thầy cô, đồng nghiệp của Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội đã tạo điều kiện, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn Viện Quy hoạch Đô thị và Nông thôn quốc gia, Viện Quy hoạch xây dựng Hà Nội, Sở Giao thông vận tải Hà Nội, Thư viện quốc gia, Thư viện trường Đại học Kiến trúc Hà Nội đã tạo điều kiện tốt nhất để tôi tiếp cận nguồn tài liệu phục vụ cho việc hoàn thành luận văn này

Một lần nữa tác giả xin chân thành cảm ơn!

Lê Văn Chè

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ “Nút giao thông phân nhánh hình kim

cương và khả năng ứng dụng trên đường vành đai 4 – Hà Nội” là công trình

nghiên cứu khoa học độc lập của tôi Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu của Luận văn là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng

TÁC GIẢ

Lê Văn Chè

MỤC LỤC

Lời cảm ơn

Lời cam đoan

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

Danh mục các bảng, biểu

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

MỞ ĐẦU 1

Tính cấp thiết của đề tài 1

Mục đích nghiên cứu 3

Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 3

Phương pháp nghiên cứu 3

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4

Khái niệm cơ bản 4

Cấu trúc luận văn 4

CHƯƠNG 1: THỰC TRẠNG NÚT GIAO THÔNG TRÊN ĐƯỜNG VÀNH ĐAI 4 TRONG QUY HOẠCH CHUNG XÂY DỰNG THỦ ĐÔ HÀ NỘI ĐẾN NĂM 2030 TẦM NHÌN ĐẾN NĂM 2050 6

1.1 Khái quát về mạng lưới đường và nút giao thông tại Hà Nội 6

1.1.1 Mạng lưới giao thông đường bộ 6

1.1.2 Thực trạng nút giao thông 15

1.1.3 Thực trạng một số nút giao thông khác mức trên đường vành đai 3 Hà Nội 18

1.2 Thực trạng quy hoạch nút giao thông khác mức trên đường VĐ4 – Hà Nội 24

1.2.1 Thực trạng quy hoạch đường VĐ 4 – Hà Nội đến năm 2030 tầm nhìn 2050 24

1.2.2 Các nút giao thông đã được quy hoạch trên đường vành đai 4 - Hà Nội đến năm 2030 tầm nhìn đến năm 2050 27 1.2.3 Vấn đề tồn tại về nút giao thông theo Quy hoạch chung Hà Nội đến

năm 2030 tầm nhìn đến năm 2050 trên đường vành đai 4 33

1.3 Những vấn đề còn tồn tại của giao thông thủ đô Hà Nội 33

1.3.1 Vấn đề chung về giao thông đô thị 33

1.3.2 Vấn đề nút giao thông 35

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN ỨNG DỤNG NÚT GIAO THÔNG PHÂN NHÁNH HÌNH KIM CƯƠNG 36

2.1 Nút giao thông khác mức 36

2.1.1 Khái quát chung 36

2.1.2 Phân tích tình hình giao thông tại nút 38

2.1.3 Phân loại nút giao thông khác mức 40

2.1.4 Yêu cầu chung khi thiết kế nút giao thông 43

2.1.5 Nguyên tắc chung khi thiết kế nút giao thông 44

2.1.6 Phạm vi áp dụng 45

2.2 Một số loại nút giao thông khác mức thường áp dụng 50

2.2.1 Nút giao thông hoa thị hoàn chỉnh 50

2.2.2 Nút giao thông hoa thị không hoàn chỉnh 51

2.2.3 Nút giao đơn điểm (SPUI: Single-point Urban Interchange) 51

2.2.4 Nút giao thông hoàn chỉnh nhiều tầng (rẽ trái trực tiếp hoặc bán trực tiếp) 53

2.2.5 Kết quả khảo sát đánh giá một số loại nút giao thông khác mức 54

2.3 Nút giao thông Kim Cương 57

2.3.1 Tổng quan nút giao thông Kim Cương 57

2.3.2 Các loại hình biến thể của nút giao thông Kim Cương 58

2.4 Cơ sở cho việc lựa chọn nút giao thông khác mức 60

2.4.1 Khả năng chiếm dụng đất 60

2.4.2 Phân tích vấn đề kinh tế 61

2.4.3 Vấn đề giao thông 61

2.5 Kinh nghiệm ứng dụng nút giao thông kim cương trên thế giới và Việt Nam 63

2.5.1 Trên thế giới 63

2.5.2 Ở Việt Nam 67

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT KHẢ NĂNG ÁP DỤNG NÚT GIAO THÔNG PHÂN NHÁNH HÌNH KIM CƯƠNG TRÊN ĐƯỜNG VÀNH ĐAI 4 - HÀ NỘI 68

3.1 Nội dung tiếp cận thiết kế của nút DDI 68

3.1.1 Thiết kế hình học nút DDI 68

3.1.2 Đặc điểm hoạt động của nút DDI 69

3.1.3 Vấn đề an toàn tại nút DDI 72

3.2 Đánh giá khả năng ứng dụng của nút giao thông phân nhánh hình kim cương 74

3.2.1 Các tiêu chí đánh giá 74

3.2.2 Đánh giá khả năng ứng dụng của nút DDI 75

3.3 Đề xuất ứng dụng loại hình nút giao thông phân nhánh kim cương trên đường vành đai 4 - Hà Nội 77

3.3.1 Đề xuất phạm vi ứng dụng nút giao thông phân nhánh hình kim cương 77

3.3.2 Đề xuất ứng dụng loại hình nút giao thông phân nhánh hình kim cương trên đường vành đai 4 - Hà Nội 77

3.3.3 Ví dụ ứng dụng loại hình nút DDI tại nút N4-13 trên đường vành đai 4 80

3.4 Đề xuất sơ đồ lựa chọn loại hình nút giao thông khác mức 88

3.4.1 Đề xuất giải pháp sơ đồ nút 88

3.4.2 Đề xuất lựa chọn loại hình nút giao thông 90

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU

Bảng 1 2: Thống kê nút giao thông khác mức trên đường VĐ4 – Hà Nội 28

Bảng 2 2: Loại hình giao nhau tại các đô thị đặc biệt và loại 1 45

Bảng 2.3: Phạm vi sử dụng nút giao thông theo loại đường 46

Bảng 2.4: Phạm vi sử dụng các loại hình nút giao thông 48

Bảng 3.1: So sánh các điểm xung đột tại một số nút 73

Bảng 3.2: Đánh giá ưu điểm và nhược điểm của nút DDI 75

Bảng 3.3: Thống kê nút giao thông khác mức trên đường VĐ4 – Hà Nội đề xuất áp dụng loại hình DDI 78

Bảng 3.4: Độ dốc dọc lớn nhất của đường nhánh trong nút giao khác mức 82

Bảng 3.5: Tầm nhìn dừng xe của đường nhánh trong nút 82

Bảng 3.6: Bán kính tối thiểu đường cong tròn của đường nhánh trong nút 83

Bảng 3 7: Bán kính của đường cong đứng trên đường nhánh trong nút 83

Bảng 3.8: So sánh phương án nút giao thông N4-13 theo quy hoạch và phương án đề xuất ứng dụng loại phân nhánh hình kim cương 87

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1 1 Sơ đồ nút Trung Hòa theo quy hoạch năm 1998 [13] 19

Hình 1 2 Nút Trung Hòa (hiện trạng năm 2017) [24] 20

Hình 1 3 Nút giao Thanh Xuân theo quy hoạch năm 1998 [13] 21

Hình 1 4 Nút giao Thanh Xuân (hiện trạng năm 2017) [24] 22

Hình 1 5 Nút Thanh Xuân ùn tắc vào giờ cao điểm [27] 23

Hình 1 6 Nút Trung Hòa ùn tắc kéo dài vào giờ cao điểm [25] 23

Hình 1 7 Đường vành đai 4 trong hệ thống giao thông đối ngoại [10] 26

Hình 1 8 Đường Vành đai 4 trong hệ thống giao thông đô thị [10] 27

Hình 2 1: Các xung đột trong nút giao thông 38

Hình 2 2: Phân tích mức độ phức tạp tại nút ngã tư thông thường 39

Hình 2 3 Các loại hình cơ bản chỗ giao nhau khác mức tại ngã ba [4] 42

Hình 2 4 Các loại hình cơ bản chỗ giao nhau khác mức tại ngã tư [4] 42

Hình 2 5 Một số loại hình nút giao thông khác mức khác [11] 43

Hình 2 6 Lựa chọn hình thức nút giao thông theo Lobanov [12] 49

Hình 2 7 Lựa chọn hình thức điều khiển nút giao thông theo Rugicov [12] 49 Hình 2 8 Nút kim cương thông thường 57

Hình 2 9 Nút kim cương thông thường đã xây dựng 57

Hình 2 10 Nút giao hình quả tạ [21] 58

Hình 2 11 Nút giao hình xương [21] 59

Hình 2 12 Nút TUDI [19] 59

Hình 2 13 Nút giao phân nhánh hình kim cương [24] 60

Hình 2 14 Điển hình nút g hoa thị hoàn chỉnh 50

Hình 2 15 Nút hoa thị hoàn chỉnh đã xây dựng ở Mỹ 50

Hình 2 16 Điển hình nút hoa thị không hoàn chỉnh 51

Hình 2 17 Nút hoa thị không hoàn chỉnh đã xây dựng ở Mỹ 51

Hình 2 18 Điển hình nút SPUI 52

Hình 2.19 Nút SPUI xây dựng ở Mỹ 52

Hình 2 20 Điển hình nút hoàn chỉnh nhiều tầng 53

Hình 2.21 Nút hoàn chỉnh nhiều tầng đã xây dựng ở Mỹ 53

Hình 2 22 Các địa điểm xây dựng nút giao thông DDI ở Mỹ [24] 64

Hình 2 23 Nút DDI ở Utah tại Pioneer Crossing và tiểu bang 15 (American Fork, UT) [24] 65

Hình 2 24 Nút DDI tại Georgia ở Ashford Dunwoody Road [24] 65

Hình 2 25 Nút DDI xây dựng ở Idaho tại tiểu bang 86 và Mỹ 91 [24] 66

Hình 2 26 Nút DDI (hầm chui) tại bang 494 và đại lộ 34 ở Bloomington.[24] 66

Hình 2 27 Nút DDI (cầu vượt) tại đường 13, bang 44, Springfield, MO [24] 66

Hình 3 1 Đặc điểm chính của một nút DDI 68

Hình 3 2 Các điểm xung đột của nút DDI 72

Hình 3 3 Các điểm xung đột trên nút DDI 73

Hình 3.4 Các điểm xung đột trên nút kim cương thông thường 74

Hình 3.5 Các điểm xung đột trên nút SPUI 74

Hình 3 6 Các đặc điểm hoạt động chính của một DDI 69

Hình 3 7 Hoạt động giao thông tại nút DDI 70

Hình 3 8 Các vùng hoạt động chính của DDI 71

Hình 3 9 Vị trí đề xuất ứng dụng nút DDI trên đường vành đai 4 79

Hình 3 10 Nút N4-13 trong QHC Hà Nội 80

Hình 3 11 Nút giao N4-13 theo quy hoạch chung Hà Nội 85

Hình 3 12 Nút giao N4-13 đề xuất áp dụng loại hình kim cương 86

Hình 3 13 Trình tự lựa chọn giải pháp nút giao thông 89

Hình 3 14 Lựa chọn loại hình nút giao thông 90

Hình 3 15 Lựa chọn loại hình nút giao thông (tiếp) 91

MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài

Ở nước ta, tại các đô thị đặc biệt là các thành phố lớn đang trong giai đoạn phát triển mạnh mẽ Đi kèm với sự phát triển mạnh mẽ về các mặt đời sống, kinh tế, văn hóa, xã hội là một loạt các vấn đề phát sinh đã trở thành các chủ

đề nóng của đô thị Trong đó có vấn đề giao thông đô thị như ùn tắc giao thông, tai nạn giao thông, ô nhiễm môi trường không khí và tiếng ồn đang gây bức xúc cho dư luận, bởi hàng ngày nó ảnh hưởng trực tiếp đến cuộc sống của mỗi người dân trong đô thị Một trong các nguyên nhân chính dẫn tới tình trạng tắc nghẽn giao thông là việc lựa chọn hình thức nút giao thông và tổ chức dòng giao thông trong nút chưa hợp lý

Nút giao thông là nơi giao nhau giữa nhiều đường bộ hoặc đường bộ với đường sắt, tại đó phương tiện có thể tiếp tục hoặc chuyển hướng để đi theo hành trình mong muốn Vì vậy nút giao thông là điểm tập trung, tại đó trong một không gian thường là chật hẹp, trong một thời gian không nhiều, người lái xe đồng thời phải thực hiện nhiều thao tác: quan sát nút để hiểu cách tổ chức trong nút, quan sát các xe đang hoạt động trong nút, sau đó phải tăng tốc, giảm tốc, chuyển luồng, cắt luồng Cũng do vậy mà nút giao thông là nơi làm giảm năng lực thông hành của tuyến, là nơi tập trung nhiều tai nạn thông và ách tắc giao thông

Theo nhu cầu giao thông, theo điều kiện xây dựng và yếu tố kiến trúc của đô thị mà nút giao thông có thể được thiết kế từ loại hình đơn giản nhất đến đến loại hình hiện đại nhất

Trong những năm gần đây, thành phố Hà Nội đã xây dựng được nhiều nút giao thông khác nhau Tuy vậy, thực tế cho thấy một số nút vừa mới xây dựng xong đưa vào khai thác đã phản ánh những bất hợp lý như: Ùn tắc cục bộ dẫn đến ùn tắc lớn, tai nạn giao thông, còn chỗ thừa diện tích, lại có chỗ thiếu diện tích, yếu tố kỹ thuật không thỏa mãn

Theo Quy hoạch chung xây dựng Thủ đô Hà Nội đến năm 2030 và tầm nhìn đến năm 2050, xây dựng mới đường vành đai 4 là vành đai giới hạn đô thị trung tâm với hành lang xanh và các đô thị vệ tinh Đường vành đai 4 vừa có chức năng đối ngoại vừa có chức năng đối nội

Tại những nơi giao cắt giữa vành đai 4 với các trục hướng tâm đã được quy hoạch nút giao thông khác mức Tuy nhiên, chưa có sự đánh giá cụ thể về khả năng thông hành, khả năng giải quyết các điểm xung đột, khả năng chiếm dụng diện tích của nút cũng như chi phí xây dựng của các nút

Việc quy hoạch các nút giao thông theo quy hoạch trên đường vành đai 4 giao với các trục hướng tâm còn chưa được nghiên cứu đầy đủ Việc loại hình nút giao thông nào để tối ưu hóa các vấn đề tại nút có dòng giao thông hỗn hợp là vấn đề cần thiết

Hiện nay, trên thế giới và đặc biệt ở Mỹ đang áp dụng rộng rãi loại hình nút giao thông phân nhánh hình kim cương Nút giao đầu tiên được ứng dụng tại Springfield, Misouri năm 2009 Kể từ đó đến nay, nút giao hình kim cương đã được thực hiện trên 62 nút giao khắp 22 bang nước Mỹ Nhờ áp dụng loại hình nút giao thông kim cương, số vụ tai nạn tại các nút giao thông đã giảm 33%, trong khi tỉ lệ thương vong trong các vụ tai nạn này giảm 41% Trong bài khảo sát được thực hiện ba năm trước, 95% tài xế được hỏi ca ngợi nút giao này giúp giảm tắc nghẽn giao thông; 97% tài xế được hỏi cảm thấy an toàn hơn [23]

Hiện tại, ở Việt Nam chưa áp dụng loại hình nút giao thông phân nhánh hình kim cương và các tài liệu nghiên cứu về loại hình nút giao thông này cũng rất

ít Xuất phát từ thực tiễn nêu trên, tác giả lựa chọn đề tài: “Nút giao thông

phân nhánh hình kim cương và khả năng ứng dụng trên đường vành đai 4 –

Hà Nội”

Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Các loại hình nút giao thông phân nhánh hình kim cương

- Phạm vi nghiên cứu:

+ Không gian: Đường vành đai 4 – Hà Nội trong Quyết định số TTG ngày 26 tháng 7 năm 2011 của Thủ tướng Chính phủ: Phê duyệt Quy hoạch chung xây dựng Thủ đô Hà Nội đến năm 2030 và tầm nhìn đến năm

1259/QĐ-2050

+ Thời gian: Định hướng 2030 tầm nhìn 2050

Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp điều tra khảo sát: Điều tra hiện trạng thực tế về quy hoạch nút giao thông trên đường vành đai 4 - Hà Nội

- Phương pháp phân tích, tổng hợp: Phân tích, so sánh các loại nút giao thông kim cương của một số quốc gia trên thế giới, Việt Nam từ đó tổng hợp những kinh nghiệm áp dụng nút giao thông phân nhánh hình kim cương trong quy hoạch giao thông

- Phương pháp kế thừa: Kế thừa những lý luận khoa học trong các tài liệu, các công trình khoa học của các tác giả đi trước, nghiên cứu các văn bản định hướng và các dự án đầu tư của nhà nước về nút giao thông

- Phương pháp chuyên gia: Tham vấn những chuyên gia trong và ngoài trường, vận dụng những ý tưởng, hướng nghiên cứu, những thế mạnh của các chuyên gia để từ đó phát hiện ra những ý tưởng mới, tổng hợp những

nội dung đã nghiên cứu từ đó hoàn thiện luận văn

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Thông qua đề tài giúp phân tích, đánh giá những hạn chế trong việc áp dụng các loại hình nút giao thông thường hiện nay

- Tổng hợp những nội dung cơ bản về nút giao thông kim cương và làm cơ

sở dữ liệu để các nhà quy hoạch, quản lý tham khảo, vận dụng vào công tác lập quy hoạch ở nước ta

- Luận văn sẽ là tài liệu tham khảo đối với công tác quy hoạch nút giao thông tại các đô thị ở Việt Nam

Khái niệm cơ bản

Nút giao thông là nơi giao nhau giữa nhiều đường bộ hoặc đường bộ với đường sắt, tại đó phương tiện có thể tiếp tục hoặc chuyển hướng để đi theo hành trình mong muốn

- Nút giao thông cùng mức: là nút giao có các vùng xung đột với nhau nằm cùng một mức cao độ

- Nút giao thông khác mức: là loại nút giao giải quyết một phần hoặc tất cả

các dòng xe xung đột bằng các công trình khác cao độ như: cầu cạn, cầu vượt, hầm chui, trong đó 2 loại chính là nút khác mức liên thông và nút khác mức trực thông

- Nút giao thông khác mức không liên thông (trực thông) là nút giao khác mức có ít nhất một cầu vượt hoặc hầm chui để đảm bảo các luồng xe đi thẳng từ các hướng không giao cắt nhau, tại nút không có nhánh rẽ

- Nút giao thông khác mức liên thông là nút giao khác mức có ít nhất một cầu vượt hoặc hầm chui và các nhánh nối với các đường giao để xe có thể chuyển hướng rẽ trái, rẽ phải từ đường này sang đường kia

Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục luận văn