Giáo trình hình thành hệ thống ứng dụng vị trí tuyến đường chức năng và nhiệm vụ của nó p2 doc

Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường

SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 16

Để đảm bảo an toàn xe chạy trên đường, người lái xe phải luôn đảm bảo nhìn
thấy đường trên một chiều dài nhất định về phía trước để người lái xe kịp thời xử lý
hoặc hãm dừng xe trước chướng ngại vật (nếu có) hay là tránh được nó. Chiều dài
này được gọi là tầm nhìn.
2.2.3.1. Tầm nhìn một chiều:
Chướng ngại vật trong sơ đồ
này là một vật cố định nằm trên
làn xe chạy: Đá đổ, đất trượt,
hố sụt, cây đổ, hàng hoá của xe
trước rơi Xe đang chạy với
tốc độ V có thể dừng lại an
toàn trước chướng ngại vật với chiều dài tầm nhìn S
I
bao gồm một đoạn phản ứng
tâm lí l
pư
, một đoạn hãm xe S
h
và một đoạn dự trữ an toàn l
0
. vì vậy tầm nhìn này có
tên gọi là tầm nhìn một chiều.

1 pu h o
S l S l
  
. (2.5).

Trong đó:
+ l
pư
: Chiều dài xe chạy được trong thời gian phản ứng tâm lý.

pu
V 60
l 16,67
3,6 3,6
   (m).
+ S
h
: Chiều dài hãm xe.

 
2
h
1
kV
S
254 i

 
(2.6).
+ k: Hệ số sử dụng phanh, đối với xe tải k =1,4; đối với xe con k=1,2.
+ V: Tốc độ xe chạy tính toán, V= 60 km/h.
+ l
0
: Đoạn dự trữ an toàn, lấy l
0

= 7 m.
+ i: Độ dốc dọc trên đường, trong tính toán lấy i = 0.
+ 
1
: Hệ số bám dọc trên đường lấy trong điều kiện bình thường mặt đường
trơn, sạch, 
1
= 0,5.
Vậy:
 
2
1
60 1,4 60
S 7 63,34
3,6 254 0,5 0

   

(m) (tính cho trường hợp xe tải)
Theo Bảng 10 tài liệu [1] với V= 60 km/h thì S
1
= 75 m.
l
0

S
h

l
pư

1

1

S
I

Hình2.2: Sơ đồ tầm nhìn một chiều
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w

w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V

i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
.
.
Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường

SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 17

Vậy ta chọn S

1
= 75 m.
2.2.3.2. Tầm nhìn hai chiều:
Có hai xe chạy
ngược chiều trên cùng
một làn xe, chiều dài
tầm nhìn trong trường
hợp này gồm hai đoạn
phản ứng tâm lí của 2
lái xe, tiếp theo là hai đoạn hãm xe và đoạn an toàn giữa hai xe. Như vậy chiều dài
tầm nhìn hai chiều bằng 2 lần chiều dài tầm nhìn một chiều nên chiều dài S
II
được
tính là:

2
2 0
2 2
1
V k.V
S l
1,8 127( i )

  
 
(2.7).
Trong đó:
+ Ta lấy l
pư1
= l

pư2

+ Các thông số khác lấy giống 2.5
Vậy :

2
2
2
60 1,4.60 0,5
S 7 119,70m
1,8 127(0,5 0)
   


Theo tài liệu Bảng 10 tài liệu [1] với V= 60km/h thì S
2
= 150m.
Vậy ta chọn S
2
= 150m.
2.2.3.3. Tầm nhìn vượt xe:
Một xe chạy nhanh bám theo một xe chạy chậm với khoảng cách an toàn S
h1
-S
h2
, khi
quan sát thấy làn xe trái chiều không có xe, xe sau lợi dụng làn trái chiều để vượt.

Thời gian vượt xe gồm 2 giai đoạn:
- Giai đọan 1: Xe 1 chạy trên làn trái chiều bắt kịp xe 2.
S
II


S
h

l
o

S
h

l
pư1

1

1

l
pư
2
2 2

Hình.2.3: Sơ đồ tầm nhìn tránh xe hai chiều
S

I
V

l
2

l
p
ư

1
l
3

S
I
-
S
II

l’
2

1
2
2
1
3
3
Hình 2.3b: Sơ đồ tầm nhìn vượt xe

Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r

a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.

d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
.
.
n Tt Nghip Khoa Xõy Dng Cu ng

SVTH: Nguyn ỡnh Ninh- Lp 02X3B. Trang 18

- Giai on 2: Xe 1 vt xong tr v ln xe ca mỡnh trc khi ng phi xe 3
trờn ln trỏi chiu chy ti.
Ta xột trng hp nguy him nht l xe trỏi chiu (xe 3) cng chy cựng vn tc
vi xe vt.

22
3
1 1 1
4 0
1 2

VV kV V
S l
3,6 254 3,6 127(V V )


(2.8).
Cụng thc trờn cũn cú th vit n gin hn, nu nh ngi ta dựng thi gian
vt xe thng kờ c trờn ng. Tr s ny trong trng hp bỡnh thng,
khong 10s v trong trng hp cng bc, khi ụng xe khong 7s. Lỳc ú tm
nhỡn vt xe cú th cú 2 trng hp:
- Bỡnh thng: S
4
= 6V.
- Cng bc: S
4
= 4V.
Chn: S
4
= 6V = 6 x 60 = 360m.
Theo Bng 10 ti liu [1] vi V= 60km/h thỡ S
4
= 350m, vy chn S
4
= 360m.
2.2.4. Bỏn kớnh ng cong nm: R
sc
min
, R
osc
min

.
Khi xe chy trong ng cong, xe chu tỏc dng ca lc li tõm C v trng lng
bn thõn xe G. Khi dc ngang mt ng hng ra phớa ngoi ng cong (cu to
bỡnh thng) thnh phn trng lng
ny cựng chiu vi l li tõm. Khi dc
ngang c lm thnh dc hng tõm
(cu to ny c gi l siờu cao) thỡ
thnh phn trng lc s lm gim tỏc
dng xu ca lc li tõm.
Trong ú:
+ Y: Lc ngang
+ C: Lc li tõm
+ G: Trng lc
+ Gúc mt ng hp vi
ng nm ngang
Thc cht ca vic nh tr s bỏn kớnh ca
ng cong nm l xỏc nh tr s lc ngang
oaỷn nọỳi sióu cao
oaỷn nọỳi sióu cao
R
i=i
n
i=i
n
i=i
sc
B
ổồỡng cong troỡn
i
p

i=i
n
Hỗnh I.2.5. Sồ õọử cỏỳu taỷo sióu cao

h
b


C
Y
Y
G

Hỗnh I.2.4. Caùc lổỷc ngang taùc duỷng lón xe khi
chaỷy trong õổồỡng cong
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i

e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h

a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
.

.
Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường

SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 19

và độ dốc ngang một mái i
sc
một cách hợp lý nhằm để đảm bảo xe chạy an toàn, êm
thuận khi vào đường cong nằm có bán kính nhỏ.
2.2.4.1. Khi làm siêu cao:

 
2
min
sc
max
sc
V
R
127. i

 
(m) (2.9) (I.2.15).

Trong đó:
+ V: Tốc độ thiết kế V = 60km/h.
+ µ: Hệ số lực ngang tối đa khi làm siêu cao, µ=0,15.
+ i
sc
max

: Độ dốc siêu cao lớn nhất: i
sc
max
= 7%.
Thay vào I.2.8 ta có.

 
2
min
sc
60
R 128,8
127 0,15 0,07
 

(m)
Theo Bảng 11 của tài liệu [1] với V = 60 km/h thì R
sc
min
= 125 m, ta chọn R
sc
min
=
130 m.

Hình 2.6. Sơ đồ nâng siêu cao.
1) Quay phần xe chạy ở phía lưng đường cong quanh điểm B để phần xe chạy
có cùng một độ dốc i
n
.
2) Tiếp tục quay phần xe chạy với i
n
quanh điểm B tới lúc i
n
= i
sc.



2.2.4.2. Khi không làm siêu cao:

 
2
min
osc
n
V
R
127. i

 
(m) (2.10).
i = 4%
lãö

sc
i = i
i = 2%
n
i = 2%
n
i = 2%
n
B
1
2
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r

w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
.
.
Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường

SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 20

Trong đó:
+ V: Tốc độ thiết kế V = 60km/h.
+ µ: Hệ số lực ngang khi không làm siêu cao, theo Bảng 5 tài liệu [2] µ=0,08.
+ i
n
: Độ dốc ngang của mặt đường, chọn i
n

= 2%.
Thay vào công thức 2.10 ta có:

 
44,472
02,008,0127
60
2
min



osc
R (m)
Theo Bảng 11 tài liệu [1] với V = 60 km/h, thì R
osc
min
= 1500 m, ta chọn R
osc
min
=

1500 m.
2.2.4.3. Bán kính đường cong nằm tối thiểu đảm bảo tầm nhìn ban đêm:
Ở những đoạn đường cong có bán kính đường cong bán kính nhỏ thường không
bảo đảm an toàn giao thông nếu xe chạy với tốc độ tính toán vào ban đêm vì tầm
nhìn bị hạn chế. Theo điều kiện này:

1
30.
S
R


(m). (2.11).
Trong đó:
+ S
1
: Tầm nhìn một chiều (m), S
1
= 75 m.
+ : Góc chiếu sáng của pha đèn ô tô,  = 2
0
.
Thay vào 2.11 ta có:
30 75
R 1125
2

  (m)
Biện pháp khắc phục khi R< 1125m. Ta có thể bố trí các gương cầu lồi, biển báo,
biển hạn chế tốc độ, hệ thống chiếu sáng, hoặc cấm vượt xe.

2.2.5. Độ dốc siêu cao:
Độ dốc siêu cao được áp dụng khi xe chạy vào đường cong bán kính nhỏ hơn bán
kính đường cong tối thiểu không làm siêu cao. Siêu cao là dốc một mái của phần xe
chạy hướng vào phía bụng đường cong. Nó có tác dụng làm giảm lực ngang khi xe
chạy vào đường cong, nhằm để xe chạy vào đường cong có bán kính nhỏ được an
toàn và êm thuận.
Theo bảng 9 tài liệu [1] quy định độ dốc siêu cao tối đa là 7%, độ dốc siêu cao
nhỏ nhất ta lấy theo độ dốc mặt đường và không nhỏ hơn 2%.
Độ dốc siêu cao có thể tính theo công thức:
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w

w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V

i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
.
.
Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường

SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 21



R
.
127
V
i
2
sc
(2.12).
Ta có bảng quan hệ bán kính đường cong nằm, độ dốc siêu cao, hệ số lực ngang
như sau: Bảng 2.5:
R(m) 130÷150

150÷175 175÷200

200÷250

250÷300

300÷1500 >1500

0,15 0,14 0,13 0,12 0,11 0,1 0,08
i
sc
tt
(%) 6,8÷3,8 3,8÷2,2 2,2÷1,1 - - -
i
sc
qp
(%) 7 6 5 4 3 2
i

sc
chọn
(%)

7 6 5 4 3 2
không
bố trí
siêu cao
2.2.6. Vuốt nối siêu cao:
Khi xe chạy từ đường thẳng vào đường cong, phải chịu các sự thay đổi.
- Bán kính từ + chuyển bằng R.
- Gia tốc li tâm từ chỗ bằng không đạt tới giá trị
gR
Gv
2
.
Những biến đổi đột ngột đó gây cảm giác khó chịu cho lái xe và hành khách. Vì
vậy để đảm bảo sự chuyển biến điều hoà về lực li tâm và cảm giác của hành khách,
cần làm một đoạn vuốt nối siêu cao.
Đoạn vuốt nối siêu cao là đoạn chuyển tiếp cắt ngang mặt đường từ dốc hai mái
sang dốc một mái và nâng lên bằng độ dốc siêu cao qui định hoặc ngược lại.
Chiều dài đoạn nối siêu cao được xác định:

n
sc
i
iB 
 L
nsc
(2.13).

Trong đó:
+ B:Bề rộng phần xe chạy(m); B= 7m.
+ i
sc
:Độ dốc siêu cao (%).
+ i
n
:Độ dốc nâng siêu cao (%) với đường có V
tt
= 60km/h thì i
n
= 1%.


Bảng 2.6:
Isc(%) 2 3 4 5 6 7
L
tt
nsc (m) 14 21 28 35 42 49
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g

e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F

-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.

c
o
m
.
.
n Tt Nghip Khoa Xõy Dng Cu ng

SVTH: Nguyn ỡnh Ninh- Lp 02X3B. Trang 22

L
qp
nsc (m) 50 50 50 55 60 70
L
chn
nsc 50 50 50 55 60 70
Cỏch b trớ on vut ni siờu cao hỡnh.2.5
2.2.7. m rng trong ng
cong nm:
Khi xe chy trờn ng cong,
trc sau c nh luụn hng tõm
cũn bỏnh trc luụn hp vi trc
xe mt gúc nờn yờu cu cú mt
chiu rng ln hn khi xe chy
trờn ng thng.
m rng E c tớnh theo
cụng thc sau vi ng 2 ln xe:

R
V1,0
R

L
EEE
2
21

(2.14).
Trong ú:
+ L: Khong cỏch t badsosc ca xe n trc sau cựng ca xe: L = 8(m).
+ V: Vn tc xe chy tớnh toỏn, V= 60 km/h.
+ R: Bỏn kớnh ng cong nm.
Ta cú bng quan h gia m rng v bỏn kớnh ng cong nm nh sau:
Bng 2.7:
R (m) 5070 70100 100150 150200 200250
Ett (m) 1,84 1,47 1,05 0,82 0,63
Eqp (m) 1,5 1,2 0,9 0,7 0,6
Echn (m)

1,84 1,47 1,05 0,82 0,63



2.2.8. ng cong chuyn tip:
ng cong chuyn tip cú chc nng tip ni t ng thng vo ng
cong v ngc li.
R
e
2
L
e
1

L
Hỗnh I.2.7. Sồ õọử tờnh toaùn õọỹ mồớ rọỹng trón õổồỡng 2 laỡn xe
B
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u

-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w

w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
.
.
Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường

SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 23

+i
1
-i
2
+i
1
+i

1
-i
1
+i
1
-i
2
+i
2
-i
2
-i
2
-i
1 +i
1
+i
1
-i
1
+i
2
-i
2
-i
1
-i
2
+i
2

+i
2
Đường cong chuyển tiếp được thiết kế khi tốc độ xe chạy tính toán lớn hơn
hoặc bằng 60 (km/h)
Chiều dài đường cong chuyển tiếp L
cht
được tính theo công thức:
R
V
L
cht
5,23
3
 (m) ( 2.15 )
Trong đó: Tốc độ tính toán V
tt
= 60 km/h.
R: Bán kính của đường cong trên bình đồ.
Bảng:2.8 Bảng xác định chiều dài Lct :

R (m) V (Km/h) Lct (m)
300 60 30,64
400 60 22,98
500 60 18,38
600 60 15,32
700 60 13,13
800 60 11,49
900 60 10,21
1000 60 9,19
1200 60 7,66

1300 60 7,07
1400 60 6,57
1500 60 6,13

Theo Bảng 14 tài liệu [1] với V
tt

= 60 km/h và R> 200m thì L
ct
= 50m.
2.2.9. Bán kính đường cong đứng R
lồi

min
, R
lõm
min
:
Đường cong đứng được thiết kế ở những chỗ đường đỏ đổi dốc tại đó có hiệu đại
số giữa 2 độ dốc lớn hơn hoặc bằng 1% ( với đường có V
tt
 60Km/h)
Trong đó ký hiệu độ dốc như sau:






Hình .2.8: Các ký hiệu đường cong đứng

i
1
, i
2
: là độ dốc dọc của hai đoạn đường đỏ gãy khúc:
- Khi lên dốc lấy dấu (+)
- Khi xuống dốc lấy dấu (-).
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.

d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e

w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
.
.
Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường

SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 24

 = i
1
-i

2
.
Giá trị của  được xác định theo trị tuyệt đối.
2.2.9.1. Bán kính đường cong đứng lồi R
lồi
min
:
Trị số tối thiểu của đường cong đứng lồi xác định theo điều kiện bảo đảm tầm
nhìn xe chạy một chiều S
I
:
R=
2
1
1
2
S
d
=
2
75
2.1
= 2812,5m. (2.16).
Đối với đường có 2 làn xe trở lên có thể xác định R
lồi
theo điều kiện đảm bảo tầm
nhìn 2 chiều:
R=
2
2

1
8
S
d
=
2
150
8.1
= 2812,5m. (2.17).
Trong đó:
+ S
1
: Tầm nhìn một chiều, S
1
= 75 m.
+ S
2
: tầm nhìn 2 chiều, S
2
= 150 m.
+ d
1
: Chiều cao tầm mắt của người lái xe, theo 5.1.1 tài liệu [1] có d
1
=1m.
Theo bảng 19 tài liệu [1] với V
tt
= 60 km/h thì R
lồi
min

= 2500 m
 Chọn R
lồi
min
= 2500m.
2.2.9.2. Bán kính đường cong đứng lõm R
lõm
min
:
*R
lõm
min
được xác định theo giá trị vượt tải cho phép của nhíp xe, tương ứng với
gia tốc ly tâm không lớn hơn 0,5 - 0,7 m/s
2
, lấy giá trị a = 0,5 m/s
2
.
Công thức tính toán :

5,6
V
R
2
 (2.18).
Trong đó:
+ V: là tốc độ tính toán V= 60km/h.
Vậy
5,6
60

2
R
= 553,84(m).
Theo tài liệu [1] với V= 60 km/h, thì R
lõm
min
= 1000 (m) .
Vậy chọn R
lõm
min
= 1000 m.
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r

w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
.
.
Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường

SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 25

*Ngoài ra bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm còn phải được xác định
theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm trên mặt đường (sử dụng cho đường có
nhiều xe chạy đêm) .

2
1
1 1
R
2 sin
2
S
h S


 
 
 
 
(m) (2.19).
Trong đó:
+ S
1
:Tầm nhìn một chiều S
1
= 75m.
+ h
d
:Chiều cao của pha đèn trên mặt đường; h
d

= 0,8 m.
+ : Góc chắn của pha đèn;  = 2
0.
Vậy:

1336
2
2
sin758,02
75
R
0
2











(m)
Chọn R
lõm
min
= 1336 m.
2.2.10. Chiều rộng làn xe :

Hình 2.9: Sơ đồ xếp xe theo Zamakhaep.
Chiều rộng của làn xe phía ngoài cùng được xác định theo sơ đồ xếp xe của
Zamakhaép:
B =
b c
2

+ x + y. (2.20).
Trong đó:
+ b: Chiều rộng thùng xe; b = 2,5m.
+ c: Cự ly giữa 2 bánh xe; c = 2,0m (tính cho xe tải).
+ x: Cự ly từ sườn thùng xe đến làn xe bên cạnh (m).
b1 b2
y1
C1
x1
B1 B2
x2
C2
y2
Click to buy NOW!
P

D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c

k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o

c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
.
.