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
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
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
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)
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
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):
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
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
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
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
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
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