TS. LÊ VĂN BÁCH THIẾT KẾ YẾU TỐ HÌNH HỌC ĐƯỜNG Ô TÔ V - 1
CHƯƠNG 5
THIẾT KẾ CẢNH QUAN VÀ PHỐI HỢP CÁC YẾU TỐ TUYẾN ĐƯỜNG Ô TÔ
5.1 MỤC ĐÍNH THIẾT KẾ CẢNH QUAN ĐƯỜNG Ô TÔ
Khi thiết kế bất kỳ một tuyến đường nào cũng phải tranh thủ tạo ra các điều
kiện đường thuận lợi nhất cho người lái xe có khả năng phát huy hết khả năng
động lực của ô tô.
Muốn vậy cần phải đảm bảo cho tuyến đường rõ ràng, minh bạch, tầm nhìn
đảm bảo, thoáng đãng để người lái xe yên tâm lái xe với tốc độ cao.
Tuyến đường là một đường không gian hài hoà, đều đặn phù hợp với cảnh
quan môi trường xung quanh đồng thời lợi dụng cảnh quan để tô điểm cho đường,
gây cho người lái xe những chú ý cần thiết và nhận rõ hướng tuyến.
Mục tiêu chủ yếu của việc thiết kế cảnh quan đường ôtô là đảm bảo cho
tuyến đường thiết kế được hài hoà, đều đặn về mặt thị giác, tránh những phối cảnh
không gian không tốt (bị bóp méo, bị gãy khúc) gây ra cho người lái xe phán đoán
sai về điều kiện xe chạy, đảm bảo xe chạy an toàn êm thuận với tốc độ cao và có
phối cảnh hấp dẫn trong hành lang của tuyến đường thiết kế, theo cách đó sẽ làm
giảm được mức đơn điệu và tăng cường an toàn giao thông.
Sự hài hoà của tuyến đường được thể hiện ở hai khía cạnh đó là sự hài hoà bên
trong và sự hài hoà bên ngoài:
- Sự hài hoà bên trong (internal harmony) mô tả sự hài hoà nội tại của bản
thân con đường khi nó lên dốc, xuống dốc hoặc chuyển hướng và mái dốc
taluy của đường lên xuống quan hệ như thế nào với tim đường. Có nghĩa là
người thiết kế phải hình dung, tưởng tượng để trong quá trình thiết kế phải
phối hợp các yếu tố Bình đồ, Trắc dọc và Trắc ngang như thế nào. Đây là
vấn đề trừu tượng, rất khó khăn nếu chỉ dùng giấy và bút mà người ta phải
- Thiết kế quang học trên đường còn thông báo cho lái xe rõ các tình huống trên
đường với một lượng thông tin vừa phải. Khi thiếu thông tin phải tìm cách bổ sung
bằng các biển báo, gương phản chiếu hoặc trồng cây,
5.2.2 Nguyên tắc đi tuyến ở vùng đồng bằng và thảo nguyên
Đặc điểm của địa hình vùng này là điều hoà, không có chênh lệch lớn về cao
độ. Địa hình thoải, dốc nhẹ không gặp các chướng ngại vật lớn về địa hình.
Nguyên tắc đi tuyến là kết hợp với môi trường, không cắt nát địa hình,
không nên làm các đoạn thẳng dài quá mà bố trí xen kẽ bằng các đường cong có
bán kính lớn để giảm tai nạn do đường đơn điệu gây ra.
5.2.3 Nguyên tắc đi tuyến vùng đồi
Vùng đồi có đặc điểm là địa hình có nhiều thay đổi. Muốn giảm bớt khối
lượng công tác, tuyến nên đi theo các đường cong lớn gắn với địa hình. Những ta
luy đào đắp nên có dạng thoải cong để tạo nên sự uốn lượn từ từ giữa nền đường
và địa hình hai bên.
5.1.4 Nguyên tắc đi tuyến vùng núi
Vùng núi là nơi cắm tuyến khó khăn, để tuyến phù hợp tốt nhất với thiên
nhiên và tiết kiệm khối lượng đào đắp, khi cắm tuyến có thể sử dụng các tiêu
chuẩn kỹ thuật giới hạn.
Thiết kế các yếu tố của đường như nền, mặt đường, các đường cong, tường
chắn một cách hài hoà, phù hợp với cảnh quan để thu hút hành khách chú ý và để
lại dấu ấn của con người chinh phục thiên nhiên.
TS. LÊ VĂN BÁCH THIẾT KẾ YẾU TỐ HÌNH HỌC ĐƯỜNG Ô TÔ V - 3
Có thể thay nền đường đắp cao bằng 2 nền đường đắp độc lập để tăng ổn
định và tiết kiệm khối lượng.
Các ta luy đào, đắp cao nên chia bậc để trồng cây che.
5.3 ĐI TUYẾN THEO ĐƯỜNG TANG VÀ TUYẾN CLOTHOIDE
trí các tình huống.
TS. LÊ VĂN BÁCH THIẾT KẾ YẾU TỐ HÌNH HỌC ĐƯỜNG Ô TÔ V - 4
- Tạo tâm lý tin cậy, thoải mái để người lái có một môi trường lao động tốt, ít
mệt nhọc và có hiệu suất cao.
- Tránh các chỗ khuất, các nơi gây ảo giác làm người lái phân tâm, xử lý không
đúng đắn.
- Tạo một công trình phù hợp cảnh quan, góp phần nâng cao vẻ đẹp của khu vực
đặt tuyến.
Các quy định này buộc phải thực hiện trên các đường có tốc độ thiết kế trên
80km/h, khuyến khích thực hiện với đường có tốc độ thiết kế trên 60km/h và là
định hướng cho đường các cấp khác.
Sự phối hợp này phải là ý thức thường trực của người thiết kế và trên thực tế là
không đội giá xây dựng lên nhiều. Khi phí tổn gia tăng, phải xét hiệu quả của đồng
vốn.
5.4.2 Phối hợp các yếu tố trên bình đồ.
1. Trên bình đồ, tuyến đi nhiều đường cong bán kính lớn tốt hơn là đi đoạn thẳng
dài chêm bằng các đường cong ngắn, tuyến đi lợi dụng địa hình (men bìa rừng, ven
đồi, đi theo sông) tốt hơn là đi cắt, phải làm các công trình đặc biệt (tường chắn,
cầu cạn )
2. Góc chuyển hướng nhỏ phải bố trí bán kính cong nằm lớn.
Bảng5.1 Bán kính cong nằm tối thiểu phụ thuộc vào góc chuyển hướng
Góc chuy
ển h
ư
ớng, độ
1
Các c
ấp khác
10 000
6000
4000
3000
2000
1000
800
3. Tránh các thay đổi đột ngột:
- Các bán kính cong nằm kề nhau có trị số không lớn hơn nhau 2 lần.
- Cuối các đoạn thẳng dài không được bố trí bán kính cong tối thiểu.
- Nên có chiều dài đoạn cong xấp xỉ bằng hoặc lớn hơn chiều dài đoạn
thẳng chêm trước nó.
4. Khi đường có 2 phần xe chạy chiều đi và chiều về tách biệt, nên thiết kế thành 2
tuyến có nền đường độc lập, dải phân cách mở rộng để hoà hợp địa hình, có thể
biến thành hai nền đường riêng biệt, tiết kiệm khối lượng, công trình đẹp và ổn
định hơn.
Để tạo sự thu hút trong sự biến đổi cảnh quan, người thiết kế phải cố gắng
thiết kế cắm đường cong chuyển tiếp để nối tiếp giữa đoạn thẳng và đoạn cong tròn
trên bình đồ.
Trên các đường cấp cao, khuyến khích nối tiếp các đường cong nằm bằng
nho
R
A
, với R
nhỏ
bán kính đường cong nhỏ hơn.
5.4.3 Phối hợp các yếu tố trên trắc dọc
1. Tránh thay đổi dốc lồi lõm lắt nhắt trên một đoạn đường ngắn hoặc sau một
đoạn đường thẳng dài
2. Bán kính đường cong đứng nên dùng trị số lớn (2-4)R
min
để đảm bảo yêu cầu thu
nhận thị giác
3. Nếu tuyến nằm trong một đoạn thẳng trên bình đồ thì giữa 2 đường cong đứng
liên tiếp cùng chiều (nhất là với đường cong đứng lõm) không nên bố trí đoạn dốc
đều ngắn mà thay bằng một đường cong có bán kính lớn.
4. Thiết kế đường cong đứng có chiều dài lớn hơn chiều dài hãm xe.
5.4.4 Phối hợp bình đồ và mặt cắt dọc.
Trong quá trình thiết kế các yếu tố hình học của đường ôtô, chúng ta sử
dụng các đoạn thẳng, đường cong đứng, đường cong bằng, và các độ dốc để thiết
kế. Tuy nhiên, các yếu tố tuyến trên bình đồ và trắc dọc không thể thiết kế độc lập
mà chúng phải được phối hợp với nhau. Việc phối hợp tốt giữa các yếu tố bình đồ
và trắc dọc sẽ làm tăng mức độ hài hoà, êm thuận, tăng cường cảnh quan mà không
mất mát chi phí. Ngược lại sự phối hợp này không tốt sẽ sinh ra ảo giác, nhiều vị
trí trên tuyến đường có cảm giác bị gãy khúc, xoắn và đổi hướng bất ngờ.
Đối với đường cao tốc hoặc đường có giải phân cách cố định, để định vị
tuyến đường trên thực địa thì việc thiết kế tuyến đảm bảo được cảnh quan là yếu tố
quyết định.
Như vậy để phối hợp tốt giữa các yếu tố tuyến trên bình đồ và trắc dọc thì
người kỹ sư thiết kế có thể tham khảo một số nội dung mang tính chất hướng dẫn
trọng
Mặc dù tính thẩm mỹ của tuyến sẽ tăng lên khi phối hợp giữa đường cong đứng
và đường cong bằng, tuy nhiên người thiết kế phải chú ý vì sự phối hợp này có khả
năng sinh ra ảo giác. Đường cong đứng lồi sẽ làm cho đường cong bằng xuất hiện
với bán kính lớn hơn so với thực tế trong khi đó đường cong đứng lõm lại làm cho
đường cong bằng bị nhỏ hơn. Chiều dài đường cong đứng càng nhỏ thì ảnh hưởng
của nó càng rõ nét. Nếu đường cong nằm có bán kính nhỏ nhất thì đường cong
đứng lồi có thể làm cho người lái xe duy trì một tốc độ cao hơn mức an toàn cho
phép. Trong khi đó, đường cong đứng lõm có thể làm cho người lái xe có định
hướng không đúng và thậm chí phanh đột ngột không cần thiết. Để phối hợp tốt
hơn giữa đường cong đứng và đường cong nằm, cần sử dụng đường cong nằm có
trị số bán kính lớn hơn trị số tối thiểu tuỳ theo tốc độ thiết kế.
Một vài nội dung khác cũng mang tính chất hướng dẫn như là: Việc thiết kế
đường cong nằm có bán kính tối thiểu ở cuối dốc gắt hoặc gần điểm thấp nhất
đường cong đứng lõm có bán kính nhỏ là không hợp lý. Như đã nói ở trên khi đó
tuyến đường sẽ có cảm giác bị ngắn lại, hơn nữa khi xuống cuối dốc tốc độ xe chạy
thường lớn hơn gây cho người lái xe các phản ứng điều khiển xe chạy không hợp
lý, nhất là vào ban đêm.
TS. LÊ VĂN BÁCH THIẾT KẾ YẾU TỐ HÌNH HỌC ĐƯỜNG Ô TÔ V - 7
5.4.5 Phối hợp giữa bình đồ, trắc dọc và trắc ngang
1. Việc phối hợp giữa các yếu tố tuyến như bình đồ, trắc dọc và trắc ngang trước
hết là các yếu tố này được sử dụng các chỉ tiêu tốt hơn các chỉ tiêu giới hạn sau đó
là phối hợp các yếu tố tuyến với nhau để tạo ra một tuyến đường đảm bảo các yêu
cầu kỹ thuật và kinh tế.
2. Sự phối hợp giữa bình đồ, trắc ngang và trắc dọc còn được thể hiện ở chỗ bình
đồ và trắc ngang sẽ quyết định đến cao độ thiết kế trên trắc dọc tránh các trường
TS. LÊ VĂN BÁCH THIẾT KẾ YẾU TỐ HÌNH HỌC ĐƯỜNG Ô TÔ V - 8
- Khoảng cách trồng cây ( khoảng cách giữa các cây và khoảng cách đến
đường ôtô)
- Sự sắp xếp các loại cây ( khoảng cách giữa các hàng cây, khoảng cách tự
nhiên giữa các bó, loại cây nhỏ ở trước cây to và tương tự như vậy).
DƯỚI ĐÂY LÀ MỘT SỐ HÌNH MINH HOẠ NÓI LÊN SỰ PHỐI HỢP GIỮA CÁC YẾU TỐ
HÌNH HỌC TRÊN BÌNH ĐỒ VÀ TRẮC DỌC ĐƯỜNG ÔTÔ:
A. Chỗ lõm trên một đoạn dốc dài
B. Chỗ lõm đã được khắc phục
Hình 1: Đường cong đứng lõm ngắn trên đoạn dốc dài
Cánh tuyến th
ẳng
Bình đồ tuyế
n
C
ắt
d
ọc
tuy
ế
n
Phương án đề nghị
Bình đồ tuyến
C
ắt
d
ọc
tuy
ến
TS. LÊ VĂN BÁCH THIẾT KẾ YẾU TỐ HÌNH HỌC ĐƯỜNG Ô TÔ V - 11 A. Nắn tuyến khi cắt qua dòng sông
A. Kéo dài cánh tuyến tại đoạn cắt qua dòng sông.
Hình 4. Kéo dài cánh tuyến tại đoạn đường vào cầu.
Bình đồ tuyến
Cắt dọc tuyến
Các phương án đề nghị
Dòng sông
TS. LÊ VĂN BÁCH THIẾT KẾ YẾU TỐ HÌNH HỌC ĐƯỜNG Ô TÔ
V - 13 Hình 6. Sự phối hợp không tốt giữa đường cong đứng và đường cong nằm.
Hình 8. Tuyến đường trông như bị gãy khúc
Bình đồ tuyến
C
ắt dọc tuyến
Hướng mắt nhìn
TS. LÊ VĂN BÁCH THIẾT KẾ YẾU TỐ HÌNH HỌC ĐƯỜNG Ô TÔ V - 14
đem lại vẻ đẹp về mặt cảnh quan.
o0o