Bài 2 Những yêu cầu cơ bản giao thông đô thị

BÀI 2 NHỮNG YÊU CẦU CƠ BẢN GIAO THÔNG ĐÔ THỊ NGUYÊN TẮC CƠ BẢN ĐỂ TỔ CHỨC XE LƯU THÔNG TRÊN ĐƯỜNG PHỐ Xe lưu thông trên đường không được vượt qua tốc độ cho phép của tuyến đường quy định. Xe lưu thông theo nguyên tắc tay phải. Nếu xe lưu thông với vận tốc cao thì phải lưu thông trên tuyến một chiều Xe có vận tốc lớn chạy ngoài, xe vận tốc nhỏ chạy sát vỉa hè, xe điện bánh hơi chạy ở làn gần vỉa hè. Nếu trên đường có mật đôï xe thô sơ, xe gắn máy đông thì chỉ được chạy ở làn xe sát vỉa hè. Khi xe vượt thì vượt bên tay trái và có đủ tầm nhìn với vận tốc vượt không được quá vận tốc cho phép của tuyến đường. Bộ hành qua đường phải đúng chỗ quy định. Khi có nhiều làn xe vận chuyển cùng chiều, khi đến trước ngã giao phải theo dõi chỉ dẫn trên mỗi làn xe (cách ngã giao nhau khoảng 100m, ký hiệu chỉ rẽ phải, rẽ trái và đi thẳng). Đến nút giao thông giảm tốc độ chú ý hướng dẫn và đèn tín hiệu, v.v… TÁC DỤNG TƯƠNG HỖ GIỮA CÁC YẾU TỐ CỦA HỆ THỐNG KHAI THÁC VẬN TẢI Khai thác vận tải ôtô là một khao học nhằm sử dụng một cách hợp lý và tốt nhất ôtô và đường ôtô để phục vụ chuyên chở hàng hoá và hành khách. Để có một phương pháp khai thác đường sá có hiệu quả nhất, bảo đảm thuận loiự, an toàn trong giao thông với tải trọng và lưu lượng xe thiết kế với chi phí ít nhất thì phải nghiên cứu một cách tổng hợp quá trình tương tác giữa các yếu tố lập thành hệ thông khai thác vận tải ôtô. Có thể xem sơ đồ của hệ thống khai thác vận tải ôtô gồm bốn khối: người lái xe – ôtô – môi trường bên ngoài – đường. Bốn hệ thống nhỏ chủ yếu của cơ cấu hệ thống khai thác vậ tải ôtô gồm có: Môi trường bên ngoài - Người lái xe Người lái xe – ôtô ôâtô – đường Môi trường bên ngoài – đường Đường – ôtô Ôtô – người lái xe Môi trường bên ngoài - ôtô HỆ THỐNG NHỎ : ÔTÔ – ĐƯỜNG Đây là mô hình cơ học của quá trình vận chuyển. Điều cần chú ý đặc biệt trong hệ thống nhỏ này là sự tác dụng tương hỗ giữa ôtô với mặt đường thông qua bệ xe và bánh xe. Khi ôtô chạy, bánh xe sẽ tác dụng lên mặt đường làm phát sinh trạng thái ứng suất trong kết cấu mặt đường và thân nền đường, làm ảnh hưởng đến cường độ và độ bền vững của kết cấu mặt đường. Nghiên cứu hệ thống nhỏ này giúp chúng ta phân tích được các nguyên nhân sinh ra các loại biến dạng khác nhau trong kết cấu mặt đường, xác đinh được cường độ của mặt đường và tìm được các biện pháp khác nhau như duy tư tưởng, sửa chữa để giữ vững chất lượng và mỹ quan của đường. LỰC CẢN XE CHẠY TRÊN ĐƯỜNG Điều kiện cần để xe chuyển động trên đường là phải thắng được tất cả các lực cản : Khi ôtô chuyển động trên đường chịu các lực cản như sau: Lực cản lăn tác dụng lên bánh xe; ký hiệu là Pf Lực cản của không khí lên thân xe; ký hiệu là Pw Lực cản leo dốc (khi đường dốc); ký hiệu là Pi Lực cản quán tính (lực cản gia tốc); ký hiệu là Pj LỰC CẢN LĂN : Pf Lực cản lăn sinh ra do trọng lượng của xe khi chạy trên đường làm biến dạng bánh xe. Khi chuyển động bánh xe tác động lên mặt đường và mặt đường không hoàn phẳng. Nếu mặt đường rắn chắc, không bị lún thì lực cản lăn tỷ lệ với trọng lượng của xe. Thực nghiệm chứng tỏ : Pf = f x G (kG) Trong đó: G: trọng lượng của xe (kG) f: hệ số sức cản lăn, phụ thuộc vào độ cứng của lốp xe, tốc độ xe chạy và chủ yếu phụ thuộc vào loại mặt đường LỰC CẢN LĂN : Pf Khi xe chạy với vận tốc V = 50 ~ 150 km/h thì f có thể được tính theo công thức gần đúng sau: fv = f [1 + 0,01(V – 50)] trong đó: f: hệ số cản lăn khi V Tmax thì tại điểm A bánh xe sẽ quay tại chỗ và trượt theo quán tính. Do vậy sức bám giữa lốp xe với mặt đường là một điều kiện quan trọng để xe có thể chuyển động được và để đảm bảo an toàn chạy xe. Thực nghiệm cho thấy sức bám lớn nhất Tmax tỉ lệ thuận với trọng lượng trục xe chủ động Gk. Tmax =  Gk, kG Trong đó:  - hệ số bám giữa lốp xe với mặt đường, phụ thuộc chủ yếu vào tình trạng và độ nhám của mặt đường. Mặt đường càng khô sạch, ít bụi bẩn, ít ẩm ướt và càng nhám thì  càng lớn ( = 0,7), còn nếu mặt đường ẩm, bẩn thì  nhỏ ( = 0,3). Nếu tất cả các bánh xe của ô tô đều là bánh xe chủ động thì Gk = G, G – trọng lượng toàn bộ xe. Như vậy, điều kiện chuyển động của ô tô về mặt sức bám là: Pk  Tmax Do đó, trong thiết kế đường, để đảm bảo ổn định và an toàn cho xe chạy thì việc tăng hệ số bám  có ý nghiã rất quan trọng. Điều kiện cần và đủ để ô tô chuyển động được trên đường là: Pcản  Pk  Tmax CHIỀU DÀI HÃM XE Là tình huống nguơiø lái xe phát hiện chướng ngại vật hay nguy hiểm thì phải giảm tốc độ hay cho xe dừng khẩn cấp để tránh tai nạn. Chiều dài hãm xe là điều kiện quan trọng trong thiết kế đường nhằm đảm bảo an toàn cho người và phương tiện lưu thông trên đường. Quy trình trên được phân tích : lái xe phát hiện ra chướng ngại vật mất một thời gian (t1 = 1~1,5 giây) và xe đã chạy đi một đoạn đường l1 = vt (v tính bằng m/s). Người lái xe thắng giảm tốc độ, xe vẫn chạy đi một đoạn: k: hệ số an toàn. k = 1.2 đối với xe con; k = 1.3 ~ 1.4 đối với xe tải và xe bus Để đảm bảo an toàn, các bộ phận của xr phải luôn ở trạng thái tốt, mặt đường có độ nhám nhất định, phải được thường xuyên bảo dưỡng va được giữ sạch, khô… CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI ĐƯỜNG PHỐ Đảm bảo được năng lực vận tải Đường phố và các công trình phải đảm bảo vẻ đẹp mỹ quan, tầm nhìn cho lái xe. Thiết kế hợp lý các đoạn đường cong và ngã giao nhau Đảm bảo chiếu sáng tốt và thoát nước kịp thời khi gặp mưa, có độ bám giữa bánh xe với mặt đường tốt. Ghi chú: Tầm nhìn cho người lái xe : là khoảng cách tối thiểu để người lái xe kịp thời xử lý an toàn, nhất là các đoạn đường cong, dốc. Tầm nhìn giúp người lái xe thấy được trước các chướng ngại vật hay nguy hiểm để có các xử lý tình huống cho hợp lý để đảm bảo an toàn. Trở ngại đối với tầm nhìn có thể xảy ra ở chỗ đường vòng trên bình đồ hoặc cũng có thể xảy ra ở những chỗ đỉnh dốc lồi trên trắc dọc TẦM NHÌN XE CHẠY TRÊN ĐƯỜNG TẦM NHÌN XE CHẠY S1 Tình huống: Ô tô gặp chướng ngại vật trên làn xe đang chạy, người lái xe cần phải nhìn thấy chướng ngại vật và kịp dừng xe trước nó Công thức tính: S1 = l1 + l2 + lo l1: chiều dài phản ứng tâm lý trong thời gian t1 (1s). l1=V.1 (m/s). V: vận tốc xe trước lúc hãm phanh l2: chiều dàm hãm xe. lo: khoảng dừng xe an toàn 5 ~10 m Vậy: TẦM NHÌN XE CHẠY S1 Nếu V(km/h) thì: TẦM NHÌN XE CHẠY S2 Theo sơ đò này, hai xe chạy ngược chiều nhau trên cùng một làn xe và kịp dừng lại trước nhau một cách an toàn Theo hình vẽ trên: Trong đó: l1, l2: là khoảng cách phảng ứng tâm lý của tài xế l3, l4: chiều dài đoạn hãm xe lo: chieuà dài khoảng dừng xe an toàn (5 ~ 10m) TẦM NHÌN XE CHẠY S2 Khi đó, công thức tính S2: Trường hợp hai xe chạy cùng tốc độ, một xe lên dốc, một xe xuống dốc: Đơn giản, người ta có thể dùng: S2 = 2.S1 TẦM NHÌN XE CHẠY S3 Hai xe gặp nhau trên cùng một làn xe, một xe phải chuyển làn để tránh xe và sau đó quay lại làn xe ban đầu. Công thức tính S3 Trong đó: Lpu: chiều dài đoạn phản ứng tâm lý L2: chiều dài xe 1 chạy được để tránh xe 2 TẦM NHÌN XE CHẠY S3 a: khoảng cách giữa trục các làn xe (m). Thông thường, chọn a = 4m r: bán kính quỹ đạo xe chạy, có thể xác định theo điều kiện ổn định không trượt ngang L3: đoạn đường xe 2 đi trong thời gian xe 1 tránh Vậy: TẦM NHÌN XE CHẠY S3 Khi hai xe chạy cùng vận tốc: TẦM NHÌN XE CHẠY S4 Hai xe chạy cùng chiều, một xe muốn vượt lên chuyển làn để vượt xe kia và sau đó quay về làn xe ban đầu. S4 được tính theo công thức: Ta giả thiết: xe 1 bắt đầu vuợt thì khoảng cách giữa 2 xe là S1-S2 (là hai chiều dài hãm xe). Sau một thời gian xe 1 chạy đoạn đường l2 , xe 1 đuổi kịp xe 2: TẦM NHÌN XE CHẠY S4 Khi xe 1 vượt xe 2 rồi quay lại về làn xe cũ thì chạy được một đoạn đường 2.l2, cùng lúc đó, xe 2 chạy được đoạn l3: Theo tính toán của sơ đò này, xe được phép chạy liên tục, không dừng. Trên đây là 4 sơ đồ tính toán tầm nhìn chủ yếu, sơ đồ tầm nhìn được sử dụng cho từng trường hợp tính toan thiết kế cụ thể. Sơ đồø tính S1 và S2 được sủ dụng nhiều hơn cả. TẦM NHÌN XE CHẠY TRÊN ĐƯỜNG CONG BẰNG Khi xe chạy trong đường cong, tại trọng tâm của ô tô chịu tác dụng của lực ly tâm và trọng lượng bản thân của ô tô Tầm nhìn trên đường cong nằm được kiểm tra đối với các ô tô chạy trên làn xe phía bụng đường cong với giả thiết mắt người lái xe cách mép mặt đường 1,5m và ở độ cao cách mặt đường 1,2m (tương ứng với trường hợp xe con) TẦM NHÌN XE CHẠY TRÊN ĐƯỜNG CONG BẰNG Xe chạy mất an toàn dưới tác dụng của lực ly tâm, bên cạnh đó còn có vấn đề về tầm nhìn trong đường cong. Cho nên, phải tiến hành giải quyết các vấn đề sau: Thực hiện bố trí siêu cao để đảm bảo an toàn xe chạy Trong đó: io: độ dốc ngang mặt đường đối với mặt đường hai mái, dùng –io khi xe chạy ỏ mái đường ngoài và dùng +io khi xe chạy ơ mái đường phía trong Và : hệ số lực đẩy ngang. Càng lớn, xe càng mất ổn định. Cho nên, chọn R chính là chọn sao cho đảm bảo xe chạy an toàn và kinh tế Hình 2 – 10 * Xe chạy trong đường cong yêu cầu bề rộng phần xe chạy lớn hơn trên đường thẳng thì mới chạy được bình thường. Nên tận dụng bố trí mở rộng phía bụng đường cong. Trường hợp cần thiết có thể bố trí phía lựng hoặc bố trí một phần phía lưng và một phần phía bụng. TẦM NHÌN XE CHẠY TRÊN ĐƯỜNG CONG BẰNG Sử dụng phương pháp giải tích để tính toán khoảng cách cần đảm bảo tầm nhìn ngay tại giữa đường cong TẦM NHÌN XE CHẠY TRÊN ĐƯỜNG CONG BẰNG Xác định khoảng cách cần đảm bảo tầm nhìn tại điểm chính giữa đường cong z. Trong phạm vi đường cong tròn, đường giới hạn nhìn vẽ theo đường tròn cách quỹ đạo xe chạy một khoảng cách là z. Từ hai đầu của đường cong, kéo dài về hai phía mỗi bên một đoạn bằng S trên quỹ đạo xe chạy. Từ hai điểm cuối của hai đoạn thẳng này vẽ đường thẳng tiếp xúc với đường tròn trên ta sẽ có đường giới hạn nhìn như hình vê trên. TẦM NHÌN XE CHẠY TRÊN ĐƯỜNG CONG BẰNG Xác định khoảng cách cần đảm bảo tầm nhìn z, có hai trường hợp: - Khi chiều dài đường cong K nhỏ hơn cự ly tầm nhìn S (Hình 3.11a). Ta có: z = DE + EH Trong đó: DE = R1 – OE, R1 – bán kính của đường cong theo quỹ đạo xe chạy. OE = R1.cos/2 Do đó ta có: TẦM NHÌN XE CHẠY TRÊN ĐƯỜNG CONG BẰNG TẦM NHÌN XE CHẠY TRÊN ĐƯỜNG CONG BẰNG Trường hợp S < K: VẬN TỐC Vận tốc là một yếu tố quan trọng trong tính toán thiết kế giao thông, là chỉ tiêu để đánh giá chất lượng phục vụ của đường. Trong thiết kế và quản lý khai thác ta phân vận tốc ra thành các loại : Vận tốc thiết kế (Vtk) Vận tốc thiết kế là vận tốc lớn nhất xe có thể đạt trong điều kiện thuận lợi nhất; không ảnh hưởng điều kiện chủ quan. Vận tốc thiết kế là vận tốc lý thuyết chỉ dùng làm số liệu thiết kế, được quy định theo từng cấp hạng đường và tra theo bảng của quy trình Vận tốc trung bình (Vtb) Là vận tốc thực tế xe chạy trên đoạn đường từ A đến B, không kể thời gian xe dừng lại ở các trạm đỗ dọc đường. Vận tốc vận chuyển (Vvc) Là vận tốc thực tế xe chạy từ trạm đầu đến cuối có kể cả thời gian dừng xe ở các trạm đỗ VẬN TỐC THIẾT KẾ Vận tốc sử dụng (Vsd) Là vận tốc mà xe chạy từ trạm đầu đến cuối, cộng với thời gian dừng ở trạm gốc, dừng lại ở các trạm đỗ dọc đường.