MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH VẼ
1
DANH MỤC BẢNG BIỂU
2
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
ATGT: An toàn giao thông.
CSGT: Cảnh sát giao thông.
CSHT: Cơ sở hạ tầng.
CKĐTH: Chu kỳ đèn tín hiệu
ĐTH: Đèn tín hiệu.
GDP: Tổng thu nhập quốc dân.
GTCC: Giao thông công chính.
GTĐT: Giao thông đô thị.
GTVT: Giao thông vận tải.
GTVTĐT: Giao thông vận tải đô thị.
LLBH: Lưu lượng bão hòa.
NGT: Nút giao thông.
NGTĐM: Nút giao thông đồng mức.
VTHH: Vận tải hàng hóa
VTHK: Vận tải hành khách.
VTHKCC: Vận tải hành khách công cộng.
TCGT: Tổ chức giao thông.
TCXDVN 104 – 2007: Tiêu chuẩn thiết kế đường đô thị Việt Nam số 104
năm 2007
3
LỜI MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề.
Một trong những nguyên nhân cơ bản dẫn đến sự tắc nghẽn giao thông ở các đô thị của Việt Nam
là các giao lộ. Bởi vì, hầu hết các giao lộ của nước ta nói chung cũng như ở Hà Nội nói riêng là nút
giao đồng mức. Điều này ảnh hưởng rất lớn đến tốc dộ dòng giao thông, gây ách tắc giao thông và
tạo xung đột mất ATGT. Để từng bước khắc phục sự yếu kém của hệ thống GTĐT ở Việt Nam cũng
như ở Hà Nội, Chính phủ và nghành GTVT đã có những chiến lược đầu tư thích đáng vào hệ thống
GTVTĐT. Trong đó có công tác nghiên cứu, thực hiện tổ chức giao thông tại nút đồng mức. Tổ chức
giao thông tại nút đồng mức không phải là vấn đề mới mẻ. Tuy nhiên, để nghiên cứu và ứng dụng có
hiệu quả cho một nút giao thông cụ thể không phải là vấn đề đơn giản. Đặc biệt trong điều kiện của
dòng giao thông đô thị Việt Nam là dòng hỗn hợp nhiều xe máy.
Nút giao thông Láng – Láng Hạ là giao nhau của trục đường hướng tâm vào khu trung tâm Thành
phố (đường Lê Văn Lương) và đường vành đai II (đường Láng) nên thành phần phương tiện tham gia
giao thông phức tạp, lưu lượng giao thông qua nút rất lớn và có sự chênh lệch nhau rất rõ rệt qua các
giờ cao điểm. Tại khu vực nút, tình trạng ùn tắc xảy ra thường xuyên, nguyên nhân chủ yếu là do cơ
sở hạ tầng không đáp ứng đủ nhu cầu thông qua nút đồng thời việc bố trí pha đèn tại nút còn thiếu
hợp lí.
Chính bởi những lý do trên, em đã chọn đề tài tốt nghiệp là “Tổ chức giao thông tại nút giao Láng
– Láng Hạ“ nhằm nghiên cứu và đưa ra phương án cải tạo nút giao này, khắc phục những tồn tại đang
xảy ra tại nút.
2. Mục đích và mục tiêu nghiên cứu
Mục đích quan trọng của đề tài này là xây dựng các giải pháp khả thi để tổ chức GT tại nút Láng –
Láng Hạ an toàn và hiệu quả cho dòng giao thông qua nút. Điều này được cụ thể hoá ở những mục
tiêu nghiên cứu sau:
- Xác định được hiện trạng của nút, lưu lượng giao thông và thành phần giao thông qua nút..
- Dự báo lưu lượng giao thông qua nút trong tương lai ( cụ thể dự báo cho năm thứ 5 ) để xác định
được giải pháp cần thiết cho việc TCGT tại nút.
- Xây dựng các giải pháp và so sánh, phân tích lựa chọn giải pháp hợp lý để tổ chức giao thông tại
nút có hiệu quả về mặt kinh tế kỹ thuật và ATGT.
3. Phạm vi nghiên cứu
- Đề tài nghiên cứu về việc xây dựng các giải pháp tổ chức giao thông để đảm bảo có hiệu quả về
mặt kinh tế – kỹ thuật và ATGT cho dòng giao thông qua nút Láng – Láng Hạ.
4
- Đối tượng cụ thể của đề tài là tổ chức giao thông tại nút đồng mức Láng – Láng Hạ của Quận
Đống Đa Thành phố Hà Nội.
4. Phương pháp nghiên cứu
a) Nghiên cứu tài liệu
- Gồm các tài liệu lý thuyết nói về TCGT, cải tạo và thiết kế NGT.
- Các văn bản quy định về quy hoạch giao thông, trong đó có quy hoạch các nút giao thông của đô
thị Hà Nội.
- Các số liệu và các đề tài liên quan đến nút mà đã được nghiên cứu trước đó.
b) Khảo sát thu thập số liệu hiện trường.l
- Xác định hiện trạng cơ sở hạ tầng của nút Láng – Láng Hạ, cách TCGT tại nút hiện nay.
- Xác định lưu lượng giao thông qua nút. Dự báo lưu lượng qua nút cho năm tương lai thứ 5.
c) Xử lý số liệu đã thu thập
- Bằng phần mềm Microsoft Excel.
.5. Nội dung của đề tài.
Căn cứ vào thực trạng của đề tài, ta có nội dung của đề tài được thể hiện ở các phần chính sau:
Chương I: Cơ sở lý luận về nút giao thông và tổ chức giao thông tại nút đồng mức
Chương II: Hiện trạng giao thông nút giao đường Láng – Láng Hạ
Chương III: Dự Báo, đề xuất và lựa chọn phương án tổ chức giao thông tại nút giao Láng –Láng Hạ
Kết luận và kiến nghị.
Do thời gian nghiên cứu ngắn và kiến thức có hạn nên đề tài này còn tồn tại nhiều thiếu sót. Em
rất mong nhận được sự chỉ dạy tuừ các thầy cô để em có thể hoàn thiện đề tài hơn nữa! Em xin gửi
lời cảm ơn sâu sắc đến:
Cô giáo, Thạc sĩ Nguyễn Thanh Tú và Thầy Nguyễn Văn Trường những người đã tận tình chỉ bảo,
hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đồ án, giúp đỡ em tháo gỡ mọi khó khăn, vướng mắc để
có thể hoàn thành tốt đồ án này.
Và cuối cùng, cảm ơn các bạn trong lớp Quy hoạch đã ủng hộ, chia sẻ tài liệu cũng như giúp đỡ
thu thập các số liệu, phục vụ cho quá trình nghiên cứu thực hiện đồ án.
Hà Nội, ngày 20-04-2009
SV: Nguyễn Ngọc Tiến
5
Chương 1: Cơ sở lý luận về thiết kế, cải tạo nút giao thông
CHƯƠNG I
CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ THIẾT KẾ, CẢI TẠO NÚT GIAO THÔNG
1.1. Khái niệm nút giao thông
Nút giao thông là nơi giao nhau giữa các đường ô tô, giữa đường ô tô với đường sắt, giữa
đường ô tô với với các đường phố, giữa các đường phố trong đô thị.
Theo góc độ thiết kế xây dựng, nút giao thông là các công trình xây dựng để nối 2 hay nhiều
con đường với nhau.
Theo góc độ tổ chức giao thông, nút giao thông là nơi giao cắt của các tuyến đường giao
thông, là điểm quan trọng trong mạng lưới giao thông đô thị, có ảnh hưởng rất lớn đến khả
năng thông qua của mạng, nút giao thông là nơi tập trung lưu lượng phương tiện mà tại đó các
xe có thể chuyển hướng rẽ phải, rẽ trái, các dòng giao cắt tách nhập. Nên thường xuyên gây ách
tắc, tốn thì gian chờ đợi, làm tăng thêm lượng khí thải vào môi trường.
Nút giao thông là một nơi nguy hiểm vì tại đó trong một khoảng không gian chật hẹp và
trong một thời gian rất hạn chế người lái xe phải làm nhiều việc: quan sát để hiểu tình thế trong
nút, nhận biết các xe trong nút, hiệu lệnh trong nút, v.v… Vì vậy đây là nơi tập trung nhiều tai
nạn giao thông.
1.2. Phân loại nút giao thông
1.2.1. Phân loại theo đặc điểm cao độ
Theo cách phân loại này ta có 2 loại hình:
- Nút giao nhau ngang mức: Tại nút tất cả các luồng xe ra vào nút từ các hướng đều đi lại trên
cùng một cao độ mặt bằng.
- Nút giao nhau khác mức (giao nhau lập thể): Để loại bỏ sự giao cắt (xung đột) giữa các luồng
xe đi vuông góc hoặc cắt chéo người ta xây dựng các công trình cầu vượt, hầm chui có các cao
độ khác với cao độ mặt bằng.
1.2.2. Phân loại theo mức độ phức tạp của nút giao thông
Có các loại:
- Nút giao thông đơn giản: đó là ngã ba, ngã tư xe chạy tự do với lưu lượng thấp. Trong đó nút
không có đảo và các hình thức phân luồng xe chạy.
- Nút giao thông có đảo trên các tuyến phụ của nút: với mục đích ưu tiên xe chạy thông thoát
với tốc độ thiết kế không đổi trên hướng tuyến chính qua nút.
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Tiến – QH & QL GTĐT K46 6
Chương 1: Cơ sở lý luận về thiết kế, cải tạo nút giao thông
- Nút giao thông phân luồng hoàn chỉnh: nút được thiết kế với đầy đủ các đảo dẫn đường cho
các luồng xe rẽ, các dải phân luồng cho hai hướng ngược chiều, các dải tăng tốc, giảm tốc, các
giải trung tâm dành cho xe rẽ trái,…
- Nút giao thông khác mức
1.2.3. Phân loại theo sơ đồ tổ chức giao thông
- Nút giao thông không có điều khiển: Đây là nút có các dạng giao nhau đơn giản, lưu lượng xe
thấp, xe đi từ các hướng ra vào tự do.
- Nút giao thông có điều khiển cưỡng bức (điều khiển bằng hệ thống đèn tín hiệu) nhằm tăng an
toàn giao thông của các xe ra vào nút.
- Nút giao thông tự điều chỉnh: đó là vòng xuyến (vòng xoay) trong đó các luồng xe từ các ngả
đường đi vào đi ra nút theo chiều ngược kim đồng hồ.
- Nút giao thông khác mức: để tách các luồng xe ở các hướng khác nhau đi theo những cao độ
khác nhau.
-Nút giao thông tổ hợp: tổ chức kết hợp giao thông vừa tách dòng, vừa tự điều chỉnh ,…
1.2.4. Phân loại theo vị trí nút
- Nút giao thông trong thành phố
- Nút giao thông ngoài thành phố
1.3. Yêu cầu và các nguyên tắc cơ bản khi thiết kế tại nút giao đồng mức
1.3.1. Yêu cầu khi thiết kế nút giao thông
- An toàn: Là tiêu chuẩn cao nhất, có thể dùng phương pháp dự báo tai nạn trong nút. Hiện tại
chưa có nghiên cứu nào về an toàn tại nút, nhưng nếu xảy ra hai vụ tai nạn chết người một năm
được coi là nút nguy hiểm cần có biện pháp giải quyết.
- Thông thoáng: Là về mặt năng lực thông hành, có một dự trữ cho đường phụ có thể qua
đường chính không gây nên ách tắc.
- Hiệu quả: Qua các chỉ tiêu tổng hợp về kỹ thuật và kinh tế, chứng minh tính khả thi của
phương án về nhiều mặt: Kinh tế, chính trị, xã hội.
- Mỹ quan: Nút giao thông phải là một điểm hòa hợp và tôn tạo cảnh quan khu vực ngoài đô thị
cũng như trong đô thị.
1.3.2. Các nguyên tắc khi thiết kế nút giao thông
- Trên vùng đường dẫn tới nút phải đảm bảo tầm nhìn thật tốt giữa các xe và nhìn rõ các đảo.
Tầm nhìn này phải chỉnh lý khi độ dốc trên 3% và khi trong đường cong.
- Cấu tạo hình học phải tạo ưu tiên cho luồng ưu tiên, gây trở ngại, làm chậm các luồng không
ưu tiên, tạo khó thậm chí buộc các luồng cấm xe phải dừng xe mà chưa cần tới biển cấm.
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Tiến – QH & QL GTĐT K46 7
Chương 1: Cơ sở lý luận về thiết kế, cải tạo nút giao thông
- Các điểm giao cắt phải rất gần với góc vuông. Khi xiên thì nên tránh góc tù làm các xe phải
đối đầu.
- Ở gần điểm cắt, xe trong dòng không ưu tiên phải được bảo vệ để có thể dừng xe, chậm xe
nhường đường ưu tiên cho luồng chính. Dung lượng của chỗ dừng xe phụ thuộc vào lưu lượng
đường không ưu tiên.
- Khi cần thiết (tùy theo lưu lượng) phải làm các làn giảm tốc để tách dòng và làn nhập dòng
- Nâng cao năng lực thông hành bằng cách giãn cách các điểm xung đột. Quãng cách giữa các
điểm xung đột đủ để chứa xe các luồng không ưu tiên, có tính tới tốc độ và thời gian giữa các
xung đột.
- Các biển báo hiệu trong nút giao thông là quan trọng, đặc biệt là cấu tạo các nút mũi đảo. Trên
đường chính, phải chiếu sáng các mũi đảo.
1.4. Đặc điểm giao thông tại nút đồng mức
1.4.1. Đặc điểm dòng xe
Trong nút giao thông, xe có nhiều chuyển động khác với trên đường thường. Đặc điểm
chuyển động các xe tại nút gồm: nhập dòng, tách dòng, cắt dòng và trộn dòng (hình 1.1 ).
Hình 1.1 Các dạng chuyển động tại nút giao thông
1a)
1b)
1c)
1a: Tách luồng
1b: Nhập luồng
1c: Cắt luồng
Sự chuyển động của các xe trong nút tạo nên các điểm xung đột bao gồm 3 loại: Điểm cắt,
điểm nhập, điểm tách đây là nguyên nhân dẫn đến tai nạn giao thông tại nút. Trong đó: điểm cắt
là nơi xung đột nguy hiểm nhất, khi góc giao khác 90 độ thì hình thái đối đầu còn nguy hiểm
hơn nữa. Điểm nhập là xe trong dòng phụ sẽ chiếm một không gian trên làn xe chính nhưng các
lái xe trên dòng chính có thể quan sát được xe sẽ nhập nên có thể điều chỉnh vị trí. Điểm tách,
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Tiến – QH & QL GTĐT K46 8
Chương 1: Cơ sở lý luận về thiết kế, cải tạo nút giao thông
xe phải giảm tốc nhưng xe sau không hiểu rõ ý đồ của xe trước nên nay va xe. Vì vậy điểm tách
nguy hiểm hơn điểm nhập.So với dòng chính, các chuyển động của dòng phụ có thể thực hiện
từ phía tay trái hay phía tay phải. Các xung đột như vậy, khi thực hiện ở phía tay phải ít nguy
hiểm hơn phía tay trái.
1.4.2. Tầm nhìn tại nút giao thông
Tầm nhìn là khoảng cách ngắn nhất mà người lái xe có thể nhìn thấy được đoạn đường
trước mặt mình để có thể xử lý kịp thời khi gặp chướng ngại vật. Điều kiện để xác định tầm
nhìn là xe chạy với vận tốc tính toán có thể dừng kịp thời trước vật chướng ngại hay cho xe
chạy vòng qua một cách an toàn. Trường hợp xe dừng lại kịp thời trước chướng ngại là để
chánh tai nạn, trường hợp xe chạy vòng qua vật chướng ngại có thể vừa đảm bảo được an toàn,
vừa đảm bảo cho xe chạy liên tục.
Vật chướng ngại trên đường có thể có các dạng sau:
1. Xe đỗ, người đi bộ, vật thể nào đó trên đường hay chỗ mặt đường bị hư hỏng.
2. Xe chạy ngược chiều trên cùng một làn xe.
Căn cứ vào tình hình chạy xe trên đường, có thể có bốn dạng sơ đồ tầm nhìn chủ yếu sau:
Hình 1.2 Sơ đồ tầm nhìn
Ở đây ta chỉ xét sơ đồ tầm nhìn S1.
Sơ đồ tầm nhìn S1: Khi xe gặp chướng ngại trên làn xe của mình, người láo xe phải hãm cho
xe dừng lại, không đâm vào vật chướng ngại. Vì vậy phải đảm bảo cần thiết cho người lái xe để
có thể xử lý kịp thời khi nhìn thấy chướng ngại vật.
Chiều dài tầm nhìn gồm ba bộ phận cấu thành:
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Tiến – QH & QL GTĐT K46 9
Chương 1: Cơ sở lý luận về thiết kế, cải tạo nút giao thông
a) Từ lúc người lái xe phát hiện chướng ngại đến lúc bắt đầu hãm xe có hiệu lực phải mất một
thời gian nhất định. Thời gian này được gọi là thời gian phản ứng tâm lý của người lái xe (t1)
trong khoảng thời gian này xe chạy được quãng đường là l1.
l1=V. t1
Trong đó : V- vận tốc xe chạy (m/s)
t1- thời gian phản ứng tâm lý(s), t1= 1~1,5 (s).
b) Đoạn đường xe chạy được từ khi bắt đầu hãm xe cho tới khi xe dừng hẳn. Đó là chiều dài
hãm Sh:
Sh=
V
2
K
254(φ ± i ± f )
(m)
c) Để đảm bảo an toàn trong trường hợp bất trắc xe không dừng hoàn toàn được theo như tính
toán, cần có khoảng cách an toàn lo.
lo=5~10 m
Như vậy theo sơ đồ S1, chiều dài tầm nhìn 1 chiều (S1) có trị số như sau:
S
1
= L1+ Sh+ lo =
S1=
V
3.6
+
V
2
K
254(φ± i ± f )
+lo(m)
1.4.3. Bán kính bó vỉa.
Để xe rẽ phải thuận lợi và chạy được với một tốc độ nhất định, cần phải bố trí đường cong ở
góc rẽ. Đường cong có thể là đường cong parabol, đường cong nhiều tâm hoặc đường cong
tròn, thường dùng nhất là đường cong tròn.
Hình 1.3 Sơ đồ xác định bán kính bó vỉa
Bán kính bó vỉa R1 được xác định như sau:
R1=R−(
B
2
+a)(m)
Trong đó : B - chiều rộng làn xe ô tô ngoài cùng (m), thường B=3.5 m
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Tiến – QH & QL GTĐT K46 10
Chương 1: Cơ sở lý luận về thiết kế, cải tạo nút giao thông
a - chiều rộng làn xe thô sơ
R - Bán kính đường vòng của quỹ đạo xe ô tô (m), R được xác định theo công thức
sau:
R=
V
2
127( μ± i)
(m)
Trong đó: V – Tốc độ xe chạy (km/h), có thể dùng V=30-35 km/h đối với đường cấp I, V=25-
30 km/h đối với đường cấp II, đường cấp khu vực. Và V=15-20 km/h đối với đường còn lại; có
khi dùng V=0.6-0.7Vt , Vt – tốc độ thiết kế của tuyến.
μ
– hệ số lực ngang;
μ
=0.15
i – độ dốc ngang, tùy theo loại mặt đường, thường dùng i=1.5%
Do đó: R=0.0477
V
2
(m)
Thông thường bán kính bó vỉa (R1) được dùng như sau:
R1=20-25 m đối với đường phố cấp đô thị.
R1=10-15m đối với đường cấp khu vực, đường khu công nghiệp, kho tàng.
R1=6-9 m đối với đường khu nhà ở.
1.5. Một số sơ đồ tổ chức giao thông trên nút.
1.5.1. Nút giao thông không có đèn điều khiển
Các luồng xe ra vào nút giao thông này phải thực hiện nhiều động tác giao, cắt, tách, nhập (trừ
luồng xe rẽ phải không có giao cắt). Sử dụng loại này an toàn giao thông thấp và khả năng
thông xe thấp. Để tăng an toàn xe chạy, với loại hình này phải đảm bảo thiết kế đủ tầm nhìn
trên tất cả các hướng và bán kính quay ở góc phố được thiết kế không nhỏ hơn 6m. Chỉ áp dụng
với nút có lưu lượng thông qua nhỏ hơn 100 xe/giờ theo một hướng (hình1.4)
Hình 1.4 Sơ đồ nút giao thông không có đèn điều khiển
1.5.2. Nút giao thông có điều khiển cưỡng bức (bằng đèn tín hiệu hoặc có thể bằng cảnh
sát giao thông)
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Tiến – QH & QL GTĐT K46 11
Chương 1: Cơ sở lý luận về thiết kế, cải tạo nút giao thông
So với loại trên, loại nút giao thông có điều khiển, xe chạy an toàn và khả năng thông xe tăng
đáng kể. Nút giao thông có điều khiển được áp dụng nơi giao nhau giữa đường phố chính và
đường phố khu vực với lưu lượng xe chạy N lớn hơn 250 xe/giờ theo một hướng (hình 1.5)
Hình 1.5 Sơ đồ nút giao thông có đèn tín hiệu
1.5.3. Nút giao thông tự điều chỉnh
Đây là nút giao thông loại vòng xuyến (hình 1.6) Tùy thuộc vào vị trí, mặt bằng, điều kiện tổ
chức giao thông mà thiết kế vòng xuyến tròn, xuyến dẹt, xuyến hình số 8,…Trong đó:
Nút giao thông hình xuyến được áp dụng ở những ngã năm, ngã sau và nơi phải có đủ diện tích
mặt bằng. Nhược điểm của loại hình này là khả năng thông xe thấp hơn so với loại nút giao
thông có điều khiển cùng kích thước.
Hình 1.6 Sơ đồ nút giao thông tự điều chỉnh
1.5.4. Nút giao thông điều khiển cưỡng bức
Nút giao thông điều khiển cưỡng bức có 2 trường hợp: Đẩy luồng xe rẽ trái ra khỏi phạm vi
của nút và biến luồng xe rẽ trái thành luồng xe rẽ phải.Trường hợp nút giao thông điều khiển
cưỡng bức đẩy luồng xe rẽ trái ra khỏi nút (hình 1.7): được áp dụng trong điều kiện đường phố
chính phải có mặt đường đủ rộng.
Hình 1.7 Sơ đồ nút giao thông điều khiển cưỡng bức
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Tiến – QH & QL GTĐT K46 12
Chương 1: Cơ sở lý luận về thiết kế, cải tạo nút giao thông
1.5.5. Nút giao thông không cần điều khiển
Đây là loại nút giao thông khác mức. Tại đây các luồng xe chạy theo các hướng khác nhau
được tách riêng đi theo các độ cao khác nhau. Các luồng xe đi thẳng theo hướng chính, các
luồng xe rẽ phải đi bình thường trên mặt bằng, còn các luồng xe rẽ trái phải đi vòng qua hầm
hoặc cầu cạn (hình 1.9) tại nút này áp dụng tại nơi giao nhau của hai đường phố có lưu lượng
xe chạy lớn và đường phố có bề rộng xe chạy đủ lớn.
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Tiến – QH & QL GTĐT K46 13
Chương 1: Cơ sở lý luận về thiết kế, cải tạo nút giao thông
Hình 1.8 Sơ đồ nút giao thông khác mức
1.5.6. Nút giao thông tổ hợp
Bao gồm tự điều chỉnh và giao khác mức (hình 1.10) Tại nút thì các luồng xe của đường
phụ trên vòng xuyên tự điều chỉnh còn các luồng xe đi trên đường chính ở mặt bằng phía dưới.
Bán kính đảo trung tâm thường lấy 30 – 50 m.
Hình 1.9 Sơ đồ nút giao thông tổ hợp
1.6. Một số tiêu chuẩn khi lựa chọn biện pháp tổ chức giao thông và loại hình của nút giao
thông.
Để có cơ sở quyết định các giải pháp tổ chức giao thông và loại hình nút giao thông ta có
thể căn cứ vào các thông số như: Lưu lượng xe chạy trên đường chính, đường phụ, số vụ tai
nạn giao thông trong năm, độ phức tạp của nút hiện tại. Vấn đề này hiện đang có một số đề
nghị sau:
a) Đồ thị lựa chọn loại hình nút giao thông trên đường ôtô và đường đô thị của tác giả
E.M.Labanov (Nga)
Tác giả dựa trên cơ sở lưu lượng xe tiêu chuẩn trên đường chính và đường phụ (Nxe/ngày đêm)
để xây dựng đồ thị 4 vùng (hình 1.11):
.
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Tiến – QH & QL GTĐT K46 14
Chương 1: Cơ sở lý luận về thiết kế, cải tạo nút giao thông
Hình 1.10 Đồ thị lựa chọn loại hình nút giao thông trên đường ôtô và đường đô thị của tác
giả E.M.Labanov (Nga)
1
dêm)
2500
dêm)
- Vùng 1: Ứng với các nút giao thông đơn giản
- Vùng 2: Ứng với các nút giao thông có xây dựng đảo dẫn hướng trên đường phụ
- Vùng 3: Ứng với nút giao thông có xây dựng đảo dẫn hướng trên cả hai tuyến chính và phụ.
- Vùng 4: Ứng với các nút giao thông giao nhau khác mức.
- No và Nc ứng với lưu Lượng trên đường phụ và đường chính.
b) Đồ thị lựa chọn loại hình nút giao thông của A.A.Ruzkov (Nga)
Đối với các nút giao thông nằm trong thành phố cần lựa chọn loại hình nút giao thông theo
các biện pháp tổ chức giao thông. Tác giả dựa vào lưu lượng xe giờ cao điểm theo các hướng
ưu tiên và hướng không ưu tiên để lựa chọn nút giao thông theo đồ thị (hình 1.13).
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Tiến – QH & QL GTĐT K46 15
Chương 1: Cơ sở lý luận về thiết kế, cải tạo nút giao thông
Hình 1.11 Đồ thị lựa chọn loại hình nút giao thông của A.A.Ruzkov
Nout (xe/h)
Nut (xe/h)
- Vùng 1: Ứng với nút giao nhau không điều chỉnh
- Vùng 2: Ứng với nút giao nhau tự điều chỉnh
- Vùng 3: Ứng với nút giao thông có điều chỉnh
- Vùng 4: Ứng với nút giao thông khác mức
- Nout và Nut là luư lượng xe trên các hướng không ưu tiên và ưu tiên.
c) Tiêu chuẩn đặt đèn điều khiển giao thông tại nút giao nhau
Tại những nút giao thông có: Dòng giao thông trên đường chính lớn các xe trên đường phụ
không thể cắt qua mà phải chờ lâu; Lưu lượng giao thông các hướng khác nhau không lớn và
thành phần giao thông phức tạp. Người ta sử dụng hệ thống đèn màu xanh – vàng – đỏ để điều
khiển quá trình giao thông tại nút.
Hệ thống đèn có thể được bố trí trên cột đứng hoặc treo đặt cố định trên phần lề bộ hành của
đường.
- Tín hiệu xanh có nghĩa là được phép đi.
- Tín hiệu vàng có nghĩa là chuẩn bị dừng lại.
- Tính hiệu đèn đỏ có nghĩa là dừng lại
Điều khiển giao thông bằng đèn tín hiệu là một biện pháp tổ chức giao thông cưỡng bức
nhằm bảo đảm an toàn cho phương tiện giao thông qua lại các nút giao thông có lưu lượng giao
thông vào nút tương đối cao. Các tiêu chuẩn giới hạn bắt buộc phải điều khiển giao thông bằng
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Tiến – QH & QL GTĐT K46 16
Chương 1: Cơ sở lý luận về thiết kế, cải tạo nút giao thông
đèn tín hiệu ở nút giao nhau cùng mức ở mỗi nước khác nhau cùng mức ở mỗi nước có quy
định khác nhau dựa trên các thông số như: Lưu lượng xe chạy trên các đường chính, đường
phụ, số tai nạn giao thông trong năm, độ phức tạp của nút hiện tại, môi trường và cũng có khi
do ý nghĩa chính trị. Hiện tại có một số tiêu chuẩn cơ bản sau:
Tiêu chuẩn thiết kế đường Cộng hòa Liên bang Đức đặt đèn khiển khi tổng lượng xe quy
đổi vào nút là
∑
>
750N
(xe/giờ).
Tại Mỹ nghiên cứu các nút giao thông của thành phố dưới sự chủ trì của A.Weis đã đưa ra
kết luận: Phải đặt đèn tín hiệu điều khiển giao thông khi tổng lưu lượng xe quy quy đổi vào nút
đã quy đổi ra xe con tiêu chuẩn là
∑
>
500.1N
(xe/giờ) và số tai nạn xảy ra tại nút là 4 – 5
vụ/năm.
Nghiên cứu của T.V.Mascalevoi (Nga) cho thấy việc đặt đèn điều khiển giao thông là có lợi
khi: Bảo đảm xe chạy trên đường chính an toàn và tổn thất thời gian qua nút của dòng xe trên
đường phụ là nhỏ nhất đồng thời đảm bảo an toàn cho người đi bộ đi qua phần xe chạy ở tất cả
các hướng vào nút.
Theo điều kiện 1: Ta biểu diễn trên hình 1.11. Điều kiện cần đặt đèn khi Nc
≥
420 xe/giờ và
Nf
≥
300 xe/giờ. Đồ thị này chỉ phù hợp với đường có 2 làn đến 4 làn.
N
o
, N
t
: Lưu lượng xe chạy trên đường chính phụ, (xe/giờ)
1 – Khi xe chạy ngược chiều trên đường chính
2 – khi xe chạy hai chiều trên đường chính
Theo điều kiên 2 (an toàn cho người đi bộ) là các đồ thị trên hình… được lập khi mật độ
người đi bộ f=0,8; 1; 1,2 người/m2. Bề rộng mặt đường thay đổi Bmặt = 6; 8; 10; 12; 14 m. Bề
rộng dành cho người đi bộ là 3m. f = 0.8 người/m
2
;f=1.0 người/m
2
; f = 1.2 người/m
2
;
Quy phạm đặt đèn của Liên Xô cũ đã đưa ra tiêu chuẩn đặt đèn thỏa mãn 1 trong 4 điều kiện
sau:
Điều kiện 1: Phối hợp lưu lượng xe chạy trên đường chính và đường phụ thể hiện ở bảng 1.1
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Tiến – QH & QL GTĐT K46 17
Chương 1: Cơ sở lý luận về thiết kế, cải tạo nút giao thông
Bảng 1.1 Phối hợp lưu lượng trên hai hướng khi đặt đèn tín hiệu theo tiêu chuẩn của
Liên Xô
Số làn theo một
hướng Lưu lượng xe trên đường chính
(cả hai hướng) Nc xe/giờ
Lưu lượng xe trên đường
phụ (ở hướng có lưu
lượng xe lớn nhất) Nf
xe/giờChính Phụ
1 2
750 75
670 100
580 125
500 150
410 175
380 190
2
≥
1
900 75
800 100
700 125
600 150
500 175
400 200
2
≥
2
≥
900 100
825 125
750 150
675 175
600 200
525 225
480 240
Điều kiện 2: Kết hợp giữa lưu lượng xe qua nút và lưu lượng người bộ hành cụ thể cần
đặt đèn khi:
Nnút > 600 xe con tiêu chuẩn/giờ.
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Tiến – QH & QL GTĐT K46 18
Chương 1: Cơ sở lý luận về thiết kế, cải tạo nút giao thông
Nbộ = 150 người ( ở hướng lớn nhất )
Điều kiện 3: Đặt đèn hợp lý khi điều kiện 1 và điều kiện 2 thỏa mãn bằng hoặc lớn hơn
80%
Điều kiện 4: Đặt đèn tín hiệu khi số vụ tai nạn xảy ra 3 vụ/năm và điều kiện 1, điều kiện
2 thỏa mãn lớn hoặc bằng 80%.
- Tiêu chuẩn đặt đèn của Việt Nam theo đề nghị của Bộ Nội Vụ công văn số 201/cv.1986 như
sau:
- Trên các tuyến phân bố có yêu cầu về mặt chính trị.
- Giao nhau của đường phố nằm trên trục chính của giao thông Thành phố.
- Tại nút giao thông có lưu lượng cao và mức độ phức tạp M > 52 nhưng lưu lượng phải đạt
>600 xe/giờ trong các hướng riêng của xe cơ giới phải đạt
≥
200 xe/giờ
- Có 3 vụ tai nạn giao thông trong một năm và 80% lưu lượng xe nói trên.
Kinh nghiệm cho thấy khi điều khiển giao thông bằng đèn tín hiệu thì thời gian một chu
kỳ đèn thường từ 45 – 80 giây trong điều kiện bình thường.
Người ta đã tính toán được lượng tiêu hao nhiên liệu do tổn thất thời gian khi xe chạy qua
nút có điều khiển bằng đèn tín hiệu với chu kỳ đèn là 60 giây tính cho 1.000 xe như sau:
Xe con: 3,06 lít
Xe tải : 4,75 lít
Xe buýt : 6 lít
Vì vậy để hạn chế tổn thất thời gian hành trình qua nút nhiên liệu tiêu hao và ô nhiễm môi
trường thì cần cẩn trọng trong việc chọn số pha trong một chu kỳ và tính toán thời gian cho một
chu kỳ đèn tối ưu hợp lý.
1.7. Đánh giá nút giao thông
1.7.1. Khả năng thông hành
Có thể hiểu một cách một cách đơn giản như sau: Khả năng thông hành của một nút giao
thông cùng mức là số lượng xe lớn nhất có thể thông qua nút của một làn xe hoặc một nhóm làn
xe trong một đơn vị thời gian (giờ) dưới một dòng xe nhất định.
Khả năng thông hành của một nút giao thông có điều khiển bằng đèn tín hiệu là tổng khả
năng thông hành của các đường dẫn vào nút trong một đơn vị thời gian (thường là giờ xanh).
Khả năng thông hành của đường dẫn vào nút có đèn tín hiệu là số xe lớn nhất có thể thông qua
nút trong một giờ xanh, trong điều kiện nhất định về giao thông, về đèn tín hiệu và điều kiện
đường tại nút.
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Tiến – QH & QL GTĐT K46 19
Chương 1: Cơ sở lý luận về thiết kế, cải tạo nút giao thông
Khi xây dựng nút giao thông, một trong những chỉ tiêu quan trọng và được người thiết kế
quan tâm là xem xét khả năng thông hành của nút giao thông. Khả năng thông hành là một chỉ
tiêu khai thác để đánh giá phương án lựa chọn nút.
Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng thông hành của một nút giao thông:
- Cấu trúc hình học của nút: Mặt bằng cùng với chiều rộng và hình dạng tạo cho mỗi nút có
một cấu trúc hình học khác nhau.
- Sơ đồ tổ chức giao thông tại nút: Khi đã có một cấu trúc hình học hợp lý thì việc tổ chức giao
thông tốt hay không sẽ góp phần quan trọng vào việc điều khiển dòng phương tiện tại nút.
Một nút giao thông có cấu trúc hình học hợp lý và sơ đồ tổ chức tốt sẽ làm tốt được chức
năng của nó.
1.7.2. Độ phức tạp của nút giao thông
Để đánh giá mức độ an toàn, phức tạp, nguy hiểm của nút giao thông người ta dùng chỉ số
M trong đó lấy điểm tách làm chuẩn với hệ số 1, Điểm nhập nhân hệ số quy đổi bằng 3, điểm
giao cắt có hệ số quy đổi bằng 5 ta có:
M = Nt + 3Nn + 5Nc ( Trong đó: Nt, Nn, Nc: số điểm tách – nhập – cắt trong nút)
Theo tiêu chuẩn thiết kế trên thì độ phức tạp của nút được đánh giá như sau:
- Khi M<10 tương ứng với nút rất đơn giản
- Khi M = 10 – 25 tương ứng với nút giao thông đơn giản
- Khi M = 25 – 55 tương ứng với nút giao thông phức tạp vừa phải
- Khi M > 55 tương ứng với nút phức tạp
1.7.3. Độ nguy hiểm của nút giao thông
Hình 1.12 Các giao dạng giao cắt tại nút giao thông
Mức độ nguy hiểm của nút giao thông được xác định bằng chỉ tiêu: Q =
∑
n
t
βσ
.
Trong đó:
σ
: Mức độ nguy hiểm của điểm xét. Trị số được thể hiện ở bảng 2 phần phụ lục
n: Số điểm nguy hiểm của nút
β
: Hệ số căng thẳng, được xác định bằng công thức
β
= M.N
M, N: Lưu lượng xe của hai luồng gặp nhau tại điểm nguy hiểm.
Để giảm bớt trị số Q quá lớn, công thức trên được đi 1000 lần. Khi đó ta có công thức:
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Tiến – QH & QL GTĐT K46 20
Chương 1: Cơ sở lý luận về thiết kế, cải tạo nút giao thông
Q =
1000
.
∑
n
t
βσ
=>Ta sử dụng công thức này để đánh giá lựa chọn phương án thiết kế nút giao thông.
Theo kết quả nghiên cứu của E.M.Lobanov (Nga) thì độ nguy hiểm của toàn nút giao
thông ngang mức (trong vòng một năm) được đánh giá bằng tổng số tai nạn giao thông xảy ra ở
nút trong năm, biểu thị bằng công thức:
G =
∑
n
t
qi
.
Trong đó:
n: Số điểm xung đột
qi: Mức độ nguy hiểm của điểm xét, được đánh giá như sau:
qi = Ki . Mi . Ni . (25/Kn) . 10
-7
Ki: Hệ số tai nạn tương đối ( vụ/10
6
xe); Mi, Ni: Lưu lượng các dòng xe ở điểm xét; Kn: Hệ số
không đều theo các hướng trong năm (lấy Kn = 1/12).
1.7.4. Hệ số tai nạn tương đối ( K
a
).
Có thể đánh giá mức độ nguy hiểm của NGT bằng hệ số tai nạn tương đối K
a
, xác định theo
công thức sau: K
a
=
7
*10 *
( * )*25
n
G K
N M
∑
Trong đó: K
a
: hệ số tai nạn tương đối được đánh giá như sau; Khi K
a
< 3 nút giao thông
nguy hiểm; K
a
= 3 – 8 nút giao thông ít nguy hiểm;
K
a
= 8 – 12 nút giao thông nguy hiểm; K
a
> 12 rất nguy hiểm. NGT khi K
a
> 8 vụ
/ 10
6
thì cần phải cải tạo và TCGT lại.
G : Số tai nạn giao thông trong năm.
K
n
: Hệ số không đều trong năm.
M; N : Lưu lượng xe chạy trên các đường nhập nút ( xe / ngày đêm).
1.7.5. Kiểm tra năng lực phục vụ của nút giao thông
Để thiết kế và cải tạo một nút giao thông ta cần xác định hiện trạng khả năng thông xe
thực tế của nút hiện trạng để quyết định bề rộng các đường phố vào nút và quy mô cải tạo nút,
đảm bảo trong tương lai (ứng với thời gian tính toán) nút giao thông được xây dựng hoặc cải
tạo mới luôn đáp ứng được yêu cầu về giao thông, nghĩa là thỏa mãn được lưu lượng giao
thông thiết kế.
Muốn vậy ta sử dụng hệ số phục vụ Z (còn gọi là độ bão hòa) xác định bằng công thức sau:
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Tiến – QH & QL GTĐT K46 21
Chương 1: Cơ sở lý luận về thiết kế, cải tạo nút giao thông
Z =
P
N
Trong đó:
N – Lưu lượng xe chạy thực tế trên đường phố vào giờ cao điểm (xe/giờ); Được
xác định bằng cách trực tiếp đếm xe theo các hướng ra vào nút (bằng nhân lực, bằng
máy đếm và quay camera).
P – Năng lực thông xe lý thuyết.
Theo công thức trên ta thấy, khi Z > 1 thì năng lực thông xe thực tế lớn hơn trị số tính
toán; dòng xe quá bão hòa gây ùn tắc giao thông.
Để dòng xe đi vào nút không bị bão hoà, yêu cầu trị số Z phải nằm trong giới hạn 0 < Z <
1; Z đạt trị số càng nhỏ thì khả năng thông hành của đường phố và của nút càng đảm bảo, xe
càng thông thoát nhanh, không có hiện tượng ùn tắc, kẹt xe.
Theo kinh nghiệm của các nước, với dòng xe thuần nhất là ôtô thì hệ số phục vụ Z
≥
(0,70
– 0,75) sẽ không cho phép đường hoạc nút giao thông làm việc, đây là “ngưỡng cửa ùn tắc”, là
trị số giới hạn cải tạo nút giao thông.
1.8. Giải pháp tổ chức giao thông tại nút bằng đèn tín hiệu.
Để tăng khả năng thông hành và an toàn xe chạy cho các dòng xe qua nút giao thông ngang
mức (ngã tư) có rất nhiều biện pháp:
- Trường hợp có đủ khả năng mở rộng đường phố đủ rộng, hoặc có những đường phố song
song với các đoạn đường cắt ngang có chiều dài ngắn, người ta có thể áp dụng một số giải pháp
khá đơn giản xử lý cho dòng xe rẽ trái như: Biến các luồng xe rẽ trái thành rẽ phải, đẩy lùi các
dòng xe rẽ trái ra khỏi ngã tư. Tất cả các giải pháp trên đều có tác dụng triệt tiêu các điểm xung
đột tại các ngã tư, tạo khả năng tăng tốc của xe qua nút nân cao an toàn và khả năng thông xe của
các ngã tư. Tuy nhiên với những nút giao thông trong thành phố không có khả năng mở rộng nút thì
phương pháp điều khiển bằng đèn tín hiệu là một phương án hữu hiệu.
- Trong trường hợp việc cải tạo mặt bằng tại nút bị hạn hạn chế, đôi khi ta chỉ cần giải pháp
đơn giản như tổ chức giao thông bằng đèn tín hiệu, hoặc mở rộng tầm nhìn hạn chế, hoặc
không cho các dòng xe rẽ trái trực tiếp cũng mang lại hiệu quả đáng kể.
Trong đề tài sẽ đề cập đến phương án tổ chức giao thông tại nút bằng đèn tín hiệu.
1.8.1. Các đặc tính điều khiển
Điều khiển giao thông bằng đèn tín hiệu tức là phân chia thời gian cho các luồng xe qua
một nút giao thông để giảm bớt hoặc triệt tiêu các xung đột.
a) Cách lập pha và lệnh điều khiển
- Cách lập pha
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Tiến – QH & QL GTĐT K46 22
Chương 1: Cơ sở lý luận về thiết kế, cải tạo nút giao thông
Có thể điều khiển bằng đèn theo chu kỳ hai pha hoặc ba pha, bốn pha.
Nếu triệt để các xung đột giữa hai luồng xe chính (vuông góc) ta điều khiển theo chu kỳ hai
pha, được thể hiện ở hình
Hình 1.13 Các pha của chu kỳ đèn hai pha
X
Đ
X
Đ
Đ
X
Đ
X
Nếu hai hướng nào có luồng xe rẽ trái lớn thì thêm một pha rẽ trái theo hướng đó và điều khiển
đèn theo chu kỳ ba pha.
Hình 1.14 Các pha đèn của chu kỳ ba pha
X
Đ
X
Đ
Đ
Đ
Đ
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Tiến – QH & QL GTĐT K46 23
Chương 1: Cơ sở lý luận về thiết kế, cải tạo nút giao thông
X
t
X
t
Đ
X
X
Đ
Hoặc bốn pha nếu hai hướng có rẽ trái với lưu lượng xe rẽ cao hay tổ chức lần lượt cho từng
hướng thoát xe ở ngã tư hình 1.16
Hình 1.15a Một pha đèn của chu kỳ đèn 4 pha
Đ
Đ
X
Đ
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Tiến – QH & QL GTĐT K46 24
Chương 1: Cơ sở lý luận về thiết kế, cải tạo nút giao thông
Với chu kỳ hai pha có 3 cách tổ chức lập pha:
1. Lập hai pha thông thường cho hai hướng xe chạy vuông góc
2. Hai pha bắt đầu chậm: Thực hiện bật đèn xanh trước đối với luồng xe có lưu lượng xe
lớn hơn luồng xe đối diện
Hình 1.15b Các pha đèn của chu kỳ đèn hai pha bắt đầu chậm
3. Hai pha kêt thúc sớm: Cùng lúc bật đèn xanh cho cả hai luồng xe đối diện nhưng kéo
dài đèn xanh ở luồng có lưu lượng xe cao hơn. Hình 1.23
Hình 1.16 Các pha đèn của chu kỳ đèn của hai pha kết thúc sớm
X
Đ
X
Đ
Đ
X
X
Đ
Đ
Sinh viên: Nguyễn Ngọc Tiến – QH & QL GTĐT K46 25