Giải pháp thiết kế nút giao thông Lập Thể Bình Thuận dự án đường cao tốc Thành Phố Hồ Chí Minh Trung Lương

GIẢI PHÁP THIẾT KẾ NÚT GIAO THÔNG LẬP THỂ BÌNH THUẬN,
DỰ ÁN ĐƯỜNG CAO TỐC TP.HỒ CHÍ MINH-TRUNG LƯƠNG

Design Solutions for Binh Thuan Non-Grade Traffic Knot of the Ho Chi Minh – Trung Luong Express Way
Construction Project
TS. Nguyễn Hữu Trí
ThS. Bùi Ngọc Hưng
ThS. Trần Việt Hà
KS. Nguyễn Hoàng Sơn

Abstract: On the traffic knot mentioned above there is a very high mixed traffic flow in different directions causing many traffic
obstructions among transport mean. In this paper, some design solutions for solving that problem are covered.

1. GIỚI THIỆU CHUNG
Tuyến đường bộ thành phố Hồ Chí Minh – Cần Thơ có vai trò quan trọng không chỉ đối với vùng hấp dẫn trực tiếp của tuyến
mà còn đối với cả các tỉnh còn lại của vùng đồng bằng sông Cửu Long. Tuyến của dự án đường cao tốc sẽ đi qua hầu hết các tỉnh,
thành phố, thị xã trên khu vực miền Tây Nam Bộ. Vì vậy, nó đóng vai trò quan trọng trong việc giao lưu hàng hoá, vận chuyển hành
khách nội tỉnh cũng như liên tỉnh của các tỉnh tuyến đường đi qua.
Nút giao thông Bình Thuận nằm ở phía Tây-Nam TP. Hồ Chí Minh, trên địa phận huyện Bình Chánh, là ngã tư giao cắt giữa
QL1A với một bên là đường Nguyễn Văn Linh (đường trục chính phía Nam thành phố Hồ Chí Minh), bên kia là đường Bình Thuận –
Chợ Đệm nối vào tuyến đường cao tốc thành phố Hồ Chí Minh – Trung lương.
õy l mt nỳt giao thụng cú lu lng xe c qua li nhiu, thnh phn xe phc tp. Trong ú, cú xe chy thng t khu Nh
Bố (Nam Si Gũn) i vo ng cao tc v ngc li, trờn QL1A t Bỡnh in i Bn Lc (Long An) v ngc li, cú xe r phi, xe
r trỏi. Do tớnh cht giao thụng ti nỳt phc tp, xut hin hin tng cn tr ln nhau gia cỏc loi xe, gia xe thụ s v xe c gii,
gia xe v ngi qua ng.

2. IU TRA D BO LU LNG GIAO THễNG KHU VC D N
D bỏo v lu lng giao thụng tng lai qua khu vc d ỏn c tớnh toỏn da trờn cỏc yu t:
+ S liu iu tra Giao thụng: S liu do T vn D ỏn thc hin nm 2002.
+ H s tng trng Giao thụng cho ng b: do Vin Chin Lc v Phỏt trin Giao thụng Vn ti nghiờn cu cú iu chnh b
sung trong giai on u.

Tốc độ tăng trởng GDP bình quân khu vực (Đơn vị: %)
2001 - 2005
2006 2010 2011 2025
Cả nớc 7.5 7 7
Khu vực nghiên cứu 8.15 8.0 7.45
Hệ số đàn hồi
Giai đoạn Hàng hoá Hành khách Xe con Xe máy
2000-2005 1.15 0.91 1.23 0.82
2006-2010 1.10 1.00 1.24 0.62
2011-2020 1.00 1.10 1.20 0.60

T l tng trng giao thụng trờn tuyn

Giai đoạn Hàng hoá Hành khách Xe con Xe máy
2000-2005 10.70 8.46 11.44 7.63
2006-2010 9.80 8.80 10.97 5.49
2011-2020 8.00 8.80 9.80 4.90

Tng hp h s tng trng v d bỏo lu lng xe ti thi im tớnh toỏn thụng qua cụng thc sau:


Nt = No (1+ GDP% x a)
t
Trong đó:
GDP%: tốc độ tăng trởng GDP bình quân
Nt: lu lợng xe tại năm thứ t
No: lu lợng xe năm xuất phát
t: thời gian dự báo tơng lai; năm

a: hệ số đàn hồi
* Kt qu d bỏo v phõn b giao thụng:

Tuyến đờng Dự báo lu lợng xe ( xe q.đ/ngđ)
2006 2010 2015 2020 2025
Quèc Lé 1A 1850 1850 1850 1850 1850
§êng cao tèc 30.205 51.145 83.165 130.015 194.835
B×nh ThuËn-Chî §Öm 15.103 25.572 41.583 65.007 97.417

3. NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ
- Tâm giao của nút trùng với tim đường QL1A, tim đường Nguyễn Văn Linh theo quy hoạch (điểm kết thúc) và tim đường nối
Bình Thuận – Chợ Đệm (điểm đầu tuyến);
- Tôn trọng những quy hoạch đã được duyệt khác có liên quan;
- Tránh vi phạm những vùng nhạy cảm như công trình văn hóa, quân sự, tôn giáo vv;
- Có xét đến yêu cầu phát triển của giao thông đô thị;
- Xác lập hướng ưu tiên trên cơ sở dự báo lưu lượng xe các hướng trong nút và quy hoạch mạng lưới giao thông khu vực thành
phố Hồ Chí Minh đến năm 2020:
Ưu tiên 1: Đường NVL đi đường nối BT-CĐ và ngược lại; trục QL1A;
Ưu tiên 2: Đường NVL đi Gò Đen (QL1A) và ngược lại; cầu Bình Điền (QL1A) đi đường nối BT-CĐ và ngược lại;
Ưu tiên 3: Đường BT-CĐ đi Gò Đen (QL1A) và ngược lại; đường NVL đi cầu BĐ (QL1A) và ngược lại.

4. CÁC PHƯƠNG ÁN ĐỀ XUẤT
Trên cơ sở các kết quả điều tra lưu lượng giao thông, qui hoạch mạng lưới giao thông khu vực thành phố Hồ Chí Minh đến
năm 2020, quy hoạch đô thị huyện Bình Chánh, tư vấn thiết kế đã đề xuất các phương án thiết kế nút như sau:
4.1. Phương án 1
Phương án 1 là nút giao thông lập thể hai tầng hoàn chỉnh. Xem hình 1.
- Hướng đi thẳng theo hướng đường QL1A, đi bằng, mặt cắt ngang 8 làn xe.
- Hướng đi thẳng theo đường Nguyễn Văn Linh vào đường Bình Thuận-Chợ Đệm và ngược lại, sử dụng cầu vượt chính dài
307.5m, mặt cắt ngang 8 làn xe.
- Các hướng rẽ phải đi bằng, mặt cắt ngang 3 làn xe.

- Các hướng rẽ trái sử dụng phương án rẽ trái gián tiếp bằng vòng xuyến quay đầu xe 270
O
. Một nửa vòng xuyến được làm
bằng cầu cong, nối tiếp vào cầu chính, mặt cắt ngang 2 làn xe.
- Diện tích chiếm dụng đất là 22.25Ha.
- Diện tích mặt cầu là: 12,892.48m
2
; diện tích mặt đường là : 109,380.00 m
2
Ưu điểm: Đây là một nút giao hoàn chỉnh, cổ điển đáp ứng mọi yêu cầu về lưu thông xe theo các hướng, không có giao cắt.
Nhược điểm: Cần phải xây dựng cầu cong trên các nhánh rẽ trái. Diện tích chiếm dụng đất tương đối lớn (2).

Hình 1: Phương án 1


4.2. Phương án 2
Phương án 2 là nút giao thông lập thể 2 tầng hoàn chỉnh. Xem hình 2.
- Hướng đi thẳng theo hướng đường QL1A, đi bằng, mặt cắt ngang 8 làn xe.
- Hướng đi thẳng theo đường Nguyễn Văn Linh vào đường Bình Thuận-Chợ Đệm và ngược lại đi cao nhờ 02 cầu vượt độc lập,
tách rời nhau, dài 290m (bố trí cầu cong để nắn lại góc giao nhau cho đạt Tiêu chuẩn >70
O
).
- Các hướng rẽ phải đi bằng, mặt cắt ngang 3 làn xe.
- 02 hướng rẽ trái (theo hướng ưu tiên thứ 2), sử dụng phương án rẽ trái trực tiếp. Đoạn đầu đi cao bằng cầu vượt QL1A, đoạn
tiếp theo đi xuống thấp và chui qua cầu của hướng đi thẳng ngược lại rồi nhập vào đường chính. Chiều dài cầu là 400m.
- 02 hướng rẽ trái (theo hướng ưu tiên thứ 3), sử dụng quay đầu xe trực tiếp trên QL1A ngoài phạm vi nút rồi nhập vào nhánh rẽ phải
của hướng ngược lại.
- Diện tích chiếm dụng đất là: 24.12Ha
- Diện tích mặt cầu là: 13,250 m2; diện tích mặt đường là : 107,300 m2
Ưu điểm: Đây là một nút giao liên thông hoàn chỉnh, các làn xe mạch lạc, đáp ứng yêu cầu về lưu thông xe theo các nút không

có giao cắt, có phân biệt theo hướng ưu tiên.
Nhược điểm: Cần phải xây dựng 04 cầu cong, diện tích chiếm dụng lớn nhất. Hành trình chạy xe trong nút phải lên, xuống
nhiều lần.

Hình 2: Phương án 2

4.3. Phương án 3
Phương án 3 là nút giao thông lập thể 2 tầng không hoàn chỉnh. Xem hình 3.
- Hướng đi thẳng theo hướng đường QL1A, đi bằng, mặt cắt ngang 8 làn xe.
- Hướng đi thẳng theo đường Nguyễn Văn Linh sử dụng cầu vượt chính dài 275m, mặt cắt ngang 8 làn xe.
- Các hướng rẽ phải đi bằng. Mặt cắt ngang gồm 3 làn xe.
- Hướng rẽ trái từ đường Bình Thuận-Chợ Đệm về phía cầu Bình Điền và từ QL1A (Long An) vào Bình Thuận sử dụng
phương án rẽ trái gián tiếp bằng vòng xuyến quay đầu xe 270
O
. Nửa vòng xuyến được làm bằng cầu cong, nối tiếp vào cầu chính, mặt
cắt ngang 2 làn xe.
- Hướng rẽ trái từ QL1 (phía cầu Bình Điền) đi đường Nguyễn Văn Linh và từ đường Nguyễn Văn Linh đi Long An sẽ qua nút
rồi quay đầu tại vị trí thiết kế (cách tâm nút khoảng 250m) rồi nhập với nhánh rẽ phải.
- Diện tích chiếm dụng đất là 16.7Ha.
- Diện tích mặt cầu là 10,110m
2
; diện tích mặt đường là: 89,300 m
2
Ưu điểm: Đây là một nút giao liên thông không hoàn chỉnh. Giảm diện tích giảm diện tích GPMB bên phía Tân Túc.
Nhược điểm: Sử dụng QL1A để quay đầu xe cho hướng rẽ trái, kéo dài hành trình của xe rẽ tráI, ảnh hưởng đến tốc độ của xe
chạy trên QL1A.

Hình 3: Phương án 3

4.4. Phương án 4

Phương án 4 là nút giao thông lập thể 2 tầng không hoàn chỉnh. Xem hình 4.
- Hướng đi thẳng theo hướng đường QL1A, đi bằng, mặt cắt ngang 8 làn xe.
- Hướng đi thẳng theo đường Nguyễn Văn Linh vào đường Bình Thuận-Chợ Đệm và ngược lại, sử dụng cầu vượt chính dài
286.20m, mặt cắt ngang 8 làn xe.
- Các hướng rẽ phải đi bằng. Mặt cắt ngang gồm 3 làn xe.
- Hướng rẽ trái từ đường Nguyễn Văn Linh đi Long An và từ đường Bình Thuận- Chợ Đệm đi QL1 (phía cầu Bình Điền) sử
dụng cầu cong, quay đầu 270
o
.
- Hướng rẽ trái từ QL1 (phía cầu Bình Điền) đi đường Nguyễn Văn Linh và từ đường QL1 (phía Long An) đi đường cao tốc
(đi Chợ Đệm) sẽ đi qua nút rồi quay đầu tại vị trí thiết kế (cách tâm nút khoảng 250m).
- Diện tích chiếm dụng đất là 20.84 Ha.
- Diện tích mặt cầu là: 10,158 m
2
; diện tích mặt đường là: 95,200 m
2
Ưu điểm: Đây là một nút giao liên thông không hoàn chỉnh, đáp ứng yêu cầu về lưu thông xe theo các hướng ưu tiên chính.
Nhược điểm: Sử dụng QL1A ĐỂ quay đầu xe cho hướng rẽ trái, kéo dài hành trình của xe rẽ trái, ảnh hưởng đến tốc ĐỘ của
xe chạy trên QL1A.

Hình 4: Phương án 4


4.5. Lựa chọn phương án
Trên cơ sở phân tích so sánh hiệu quả kinh tế kỹ thuật, chất lượng khai thác và phục vụ, khả năng tổ chức giao thông và đảm
bảo an toàn giao thông của các phương án nút giao khi đưa vào sử dụng, đã lựa chọn thiết kế và xây dựng nút giao Bình Thuận theo
phương án 1-nút giao lập thể hoàn chỉnh 2 tầng, có dạng hoa thị bốn cánh.

5. THIẾT KẾ NÚT GIAO THÔNG BÌNH THUẬN THEO PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN
5.1. Quy mô nút giao

5.1.1. Vận tốc thiết kế
- Đường nối Bình Thuận - Chợ Đệm được thiết kế với tiêu chuẩn đường cấp 1, vận tốc 80km/h;
- Các đường nhánh rẽ phải trong nút được thiết kế với vận tốc 60km/h, các đường nhánh rẽ trái trong nút được thiết kế với vận
tốc 40km/h;
- Quốc lộ 1A được thiết kế với vận tốc v=80 Km/h;
- Đường Nguyễn Văn Linh có vận tốc thiết kế là v=120 Km/h.
5.1.2. Các đoạn tăng giảm tốc tại vị trí tách, nhập dòng xe
- Chiều dài đoạn chuyển làn hình nêm : ĐỘ mở rộng từ làn xe chính sang làn xe phụ lấy với tỷ suất 1:10.
- Chiều dài đoạn tăng giảm tốc: áp dụng công thức: L= (Va
2
-Vb
2
)/(26.a) trong đó:
+Va: Tốc ĐỘ xe chạy tại điểm A (cuối đoạn chuyển làn). Với cấp thiết kế trên đường là 80 thì Va=60Km/h.
+Vb: Tốc ĐỘ Ở cuối đoạn giảm tốc hay đầu đoạn tăng tốc. Chọn Vb=40 Km/h (là tốc ĐỘ thiết kế trên các đường nhánh của
nút).
+a: Gia tốc tăng hoặc giảm tốc.
a=1,0 m/s
2
với đoạn tăng tốc.
a=2,5 m/s
2
vi on gim tc.
- Chiu di on tng tc tớnh toỏn : Ltt=(60
2
-40
2
)/26x1=77m.
- Chiu di on gim tc tớnh toỏn : Lgt=(60
2

-40
2
)/26x2,5=31m.
thun tin cho tớnh toỏn v m bo s hi ho trong kin trỳc, la chn chiu di tng v gim tc vi cựng mt tr s
Ltt=Lgt=80m.
5.1.3. Tng hp cỏc ch tiờu k thut ca ng nhỏnh

STT Tên chỉ tiêu Đơn vị Trị số Ghi chú
Đờng nhánh rẽ trái
1 Tiêu chuẩn áp dụng cho đờng
TCVN 5729-97
TCVN 4054-98

2 Tốc độ tính toán, Vtt Km/h 40
3 Bán kính đờng cong nằm nhỏ nhất R
min
m 60
4 Độ dốc dọc lớn nhất % 7
5 Độ dốc siêu cao lớn nhất % 6
6 Kết cấu mặt đờng Bê tông nhựa
Đờng nhánh rẽ phải
1 Tiêu chuẩn áp dụng cho đờng
TCVN 5729-97
TCVN 4054-98

2 Tốc độ tính toán, Vtt km/h 60
STT Tên chỉ tiêu Đơn vị Trị số Ghi chú
3 Bán kính đờng cong nằm nhỏ nhất R
min
m 125

4 Chiều dài chuyển tiếp clothoid ứng với
Rmin=60(125)m.
m
80

5 Độ dốc dọc lớn nhất % 7
6 Độ dốc siêu cao lớn nhất % 6
7 Bề rộng làn phụ chuyển tốc M 3,5
8 Chiều dài đoạn chuyển làn thiết kế M 60
9 Chiều dài đoạn tăng tốc thiết kế Ltt M 80
10 Chiều dài đoạn giảm tốc thiết kế Lgt M 80
11 Kết cấu mặt đờng Bê tông nhựa

5.1.4. Mt ct ngang
- Nhỏnh 1 -ng Nguyn Vn Linh: B=120m; Bỡnh Thun Ch ờm: B=29m, 8 ln xe;
- Nhỏnh 2 Quc l 1A: B=29m, gm 8 ln xe;
- Nhỏnh 3 n nhỏnh 6 - Cỏc nhỏnh r phi: Ngoi cỏc ln xe r phi, cú b trớ thờm ln xe phc v dõn sinh, gii phõn cỏch
gia, va hố. B rng B=18.3m bao gm:
+ Phn xe r phi: 2 ln chớnh 2x3.5 = 7.0 m ; 1 ln ph 2.8 m;
+ Gii phõn cỏch: 1.0m;
+ Đường dân sinh: 3.5m;
+ Vỉa hè: 3.0m;
- Các nhánh 7 đến nhánh 10 –Các nhánh rẽ trái gián tiếp: có bề rộng đảm bảo cho 2 làn xe chạy, B = 2x3.5 = 7.0m;
5.2. Giải pháp thiết kế
5.2.1. Các hạng mục nền mặt đường
ĐỂ đảm bảo giao thông trên quốc lộ 1A vẫn thông suốt trong quá trình xây dựng công trình, cầu vượt được thiết kế dọc theo
hướng từ đường Nguyễn Văn Linh vượt qua quốc lộ 1A, đi sang đường nối Bình Thuận – Chợ Đệm. Chiều dài cầu L=307.52m, bề
rộng B=29m. Đoạn đường dẫn đầu cầu ngay sau 2 mố bố trí tường chắn đất có cốt. Trên các nhánh rẽ trái, bố trí cầu cong kết hợp
tường chắn đất có cốt. Các nhánh rẽ phải được thiết kế với các thông số kỹ thuật phù hợp với tốc ĐỘ v=60Km/h.
ĐỘ dốc dọc tối đa trên nhánh cầu vượt là 4%, trên các nhánh cầu cong là 3%. Tại khu vực thánh thất Tân Túc, để đảm bảo

phạm vi xây dựng nút không ảnh hưởng tới khuôn viên của Thánh thất, giữa phần xe chạy của nhánh rẽ phải với phần đường dân sinh
và vỉa hè có xây dựng tường chắn BTCT, tạo nên 2 nhánh đường ở 2 cấp cao độ khác nhau.
Do nền đất bên dưới khu vực xây dựng nút giao là đất yếu, phần nền đường của các nhánh đường trong dự án nút giao Bình
Thuận được xử lý bằng các giải pháp thay đất hoặc giếng cát tuỳ theo địa chất bên dưới và chiều cao đất đắp của từng đoạn đường.
Chiều sâu thay đất lớn nhất là 2.5m, Giếng cát có đường kính D=40cm, chiều dài ở đoạn xử lý sâu nhất là 23m.
Kết cấu mặt đường bao gồm các lớp như sau:

H
1
= 5cm
Líp BTNC 15
H
2
= 7cm
Líp BTNC 25
H
3
= 25cm
Líp CP§D lo¹i I
H
4
= 30cm
Líp CP§D lo¹i II

NÒn c¸t K=0.98

Tổng chiều dày áo đường: 67 cm
- Giữa lớp nền đắp cát và lớp CPĐD loại II, trải một lớp vải địa kỹ thuật có cường độ 12KN/m.
- Giữa hai lớp CPĐD loại I và lớp BTN hạt trung, tưới lớp dính bám 1kg/m
2

.
- Giữa hai lớp BTN hạt trung và hạt mịn, tưới dính bám 0.5kg/m
2
.
5.2.2. Các công trình phụ trợ và an toàn giao thông
5.2.2.1. Hầm chui cho người đi bộ
Để đảm bảo thuận tiện cho việc đi lại của người dân xung quanh nút và đảm bảo an toàn giao thông, thiết kế 04 hầm chui dân
sinh cho người đi bộ tại 04 vị trí trên các nhánh. Hầm chui bằng BTCT, có kích thước 4.0x3.2m.
5.2.2.2. Tuynen kỹ thuật
Trong nút giao, thiết kế 08 tuynen kỹ thuật trên các nhánh rẽ phải và rẽ trái phục vụ cho hệ thống dẫn điện, nước, thông tin
vv qua nút. Tuynen kỹ thuật bằng BTCT, có kích thước tiết diện là 1.8x1.5m.
5.2.2.3. Hệ thống thoát nước
Hệ thống cống dọc D=75cm và hố ga, hố thu được bố trí dọc theo vỉa hè để thoát nước mặt trong phạm vi nút. Bố trí 4 cống
thoát nước ngang cắt ngang loại cống tròn BTCT đường kính D=1.5m.
5.2.3. Kết cấu cầu vượt chính và cầu cong trên các nhánh rẽ
5.2.3.1. Cầu chính
- Sơ đồ phân nhịp : (30m + 3x35m + 37.18m + 3x35m + 30m)
- Dạng mặt cắt dầm: dầm bản rỗng BTCT DƯL. Chiều cao dầm 1.6m, chiều rộng mặt dầm 14.5m, chiều rộng đáy dầm 7m.
- Trụ cầu BTCT dạng ống nhòm, cột trụ đường kính 1.8m, khoảng cách tim cột trụ 5.2m. Móng trụ đặt trên cọc khoan nhồi
D=1.2m. Chiều dài cọc dự kiến 74m.
- Mố cầu BTCT dạng mố chữ U. Móng mố đặt trên cọc khoan nhồi D=1.2m. Chiều dài cọc dự kiến 74m.
5.2.3.2. Cầu nhánh
- Sơ đồ phân nhịp:
Nhánh 7: 3x24m; Nhánh 8: 6x24m;
Nhánh 9: 3x24m; Nhánh 10: 6x24m;
- Dạng mặt cắt dầm: dầm bản rỗng BTCT DƯL. Chiều cao dầm 1.2m, chiều rộng mặt dầm 9.2m, chiều rộng đáy dầm 3.5m.
- Trụ cầu BTCT dạng thân cột trụ đường kính 1.8m. Móng trụ đặt trên cọc khoan nhồi D=1.2m. Chiều dài cọc dự kiến 74m.

5.2.4. Tổ chức giao thông
- Trên nhánh 1, các hướng đi thẳng từ đường Nguyễn Văn Linh chạy lên cầu vượt sang đường Bình Thuận-Chợ Đệm và ngược

lại.
- Trên nhánh 2, các hướng đi thẳng trên QL1A, từ Bình Điền đi Bến Lức (Long An) và ngược lại đi bên dưới cầu vượt.
- Xe từ nhánh 1 rẽ phải sang nhánh 2 và ngược lại sẽ chạy theo các nhánh 3, 4, 5 và 6.
- Xe chạy từ nhánh 1 rẽ trái sang nhánh 2 theo dạng rẽ trái gián tiếp, sẽ chạy theo các nhánh cầu cong 7, 8, 9, 10.
- Xe của dân cư trong khu vực nút sẽ chạy trên các đường gom dọc theo các nhánh rẽ phải rồi mời nhập vào các dòng chính.
- Người dân trong khu vực đi bộ trên vỉa hè và đi ngang qua đường thông qua các hầm chui dân sinh.



Hình 5: Nút giao thông Bình Thuận sau khi xây dựng hoàn chỉnh theo phương án1