Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008

197
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ ĐƯỜNG Ô TÔ CAO
TỐC BẰNG PHƯƠNG PHÁP TUYẾN CLOTHOID DỰA
TRÊN QUAN ĐIỂM VỀ AN TOÀN GIAO THÔNG
STUDYING TO DESIGN PLAN OF EXPRESSWAY WITH PRINCIPLE OF
CLOTHOID ROAD AND SAFENESS OF TRAFFIC CRITERIONS

SVTH: NGÔ ĐỨC THỊNH
Lớp 03X3C, Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng
GVHD: GVC.TS. PHAN CAO THỌ
Khoa XD Cầu Đường,Trường ĐH Bách khoa, ĐHĐN

TÓM TẮT
Đề tài nghiên cứu thiết kế bình đồ tuyến đường ô tô cao tốc theo nguyên tắc và nội dung của
phương pháp tuyến Clothoid, phân tích ảnh hưởng các thông số thiết kế tuyến trên bình đồ
đến an toàn xe chạy, đề xuất các chỉ tiêu đánh giá chất lượng tuyến thiết kế dựa trên quan
điểm về an toàn giao thông. Từ cơ sở lý thuyết đó, nghiên cứu xây dựng phần mềm PEDP
(Plan of Expressway Design Program) viết bằng công nghệ kết hợp ngôn ngữ lập trình Visual
Basic.NET và Autolisp chạy trong môi trường Microsoft.NET Framework và AutoCAD 2K-2K04
để thực hiện thiết kế kỹ thuật bình đồ tuyến, đánh giá chất lượng tuyến thiết kế theo các tiêu
chí về an toàn giao thông, kết xuất trực tiếp với phần mềm thiết kế đường bộ hiện hành Nova-
TDN của Công ty Hài Hoà để thiết kế trắc dọc, trắc ngang, dựng hình phối cảnh của tuyến
Clothoid thiết kế.
ABSTRACT
The theme studies designing plan of expressway with principle of Clothoid road, analyses the
affect from design parameters's plan of road to safeness of traffic. On the basic of those
theories, the study of writing a program PEDP (Plan of Expressway Design Program) run by
programming languages Visual Basic.NET and Autolisp to use for technical design plan of
road, and to evaluate the quality of road designed with safeness of traffic criterions also to

Clothoid.
- Phân tích ảnh hưởng của các thông số thiết kế tuyến trên bình đồ đến an toàn xe chạy
làm cơ sở lí luận đề xuất đánh giá chất lượng của đồ án thiết kế tuyến thông qua các chỉ tiêu về
bảo đảm an toàn giao thông.
- Xây dựng chương trình phần mềm ứng dụng thiết kế tuyến Clothoid trên bình đồ,
đánh giá chất lượng của tuyến thiết kế bằng các tiêu chí về an toàn giao thông.
- Góp phần phục vụ công tác tư vấn thiết kế các công trình đường ô tô cao tốc, đường
cấp cao ở nước ta hiện nay.
Phương pháp, đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Nghiên cứu lý thuyết phương pháp thiết kế tuyến Clothoid trên bình đồ.
- Phân tích lý thuyết ảnh hưởng các thông số thiết kế tuyến trên bình đồ đến an toàn xe
chạy, lí luận đánh giá chất lượng tuyến thiết kế bằng các tiêu chí về an toàn giao thông.
- Nghiên cứu quá trình thực hiện thiết kế thực tế các tuyến đường ô tô cao tốc đã thực
hiện, tìm hiểu tính năng ứng dụng của các phần mềm thiết kế đường bộ hiện hành.
- Xây dựng sơ đồ khối tổng quát, triển khai các thuật toán chi tiết, sử dụng giải pháp
công nghệ phần mềm viết thành chương trình ứng dụng thiết kế tuyến Clothoid trên bình đồ,
đánh giá chất lượng tuyến thiết kế bằng theo tiêu chí về an toàn giao thông, kết xuất trực tiếp
với phần mềm Nova-TDN để tiếp tục thiết kế hoàn thiện tuyến Clothoid.
- Đối tượng nghiên cứu là các nội dung thiết kế kỹ thuật tuyến đường ô tô cao tốc.
- Phạm vi nghiên cứu của đề tài là bước thiết kế bình đồ tuyến.
2. Nội dung nghiên cứu
Tổng quan một số vấn đề khi thiết kế đường ô tô cao tốc: Đề tài phân tích, tổng hợp làm rõ
một số vấn đề nhằm cung cấp những thông tin cần thiết cho người kỹ sư thiết kế đường khi
thiết kế đường ô tô cao tốc như: khái niệm về đường ô tô cao tốc, phân biệt giữa đường ô tô
cao tốc và đường ô tô, tốc độ thiết kế, tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô cao tốc.
Nghiên cứu phương pháp thiết kế tuyến Clothoid trên bình đồ:
- Đề tài trình bày nội dung cơ sở thiết kế bình đồ tuyến đường ô tô cao tốc theo TCVN
5729-1997, cơ sở lựa chọn đường cong Clothoid làm đường cong chuyển tiếp trên đường ô tô
làm cơ sở lí luận cho nội dung “phương pháp thiết kế tuyến Clothoid”
+ Thiết kế bình đồ tuyến đường ô tô cao tốc theo TCVN 5729-1997 chính là nguyên

,
chiều
dài đường cong Clothoid không nhỏ hơn 1/4 chiều dài đường cong tròn, thông số Clothoid A
thay đổi trong phạm vi từ 0,4R đến 1,4R và phụ thuộc vào góc chuyển hướng, cắm đường
cong Clothoid dưới dạng toạ độ vuông góc:
...
599040345640
12
13
8
9
2
5

A
S
A
S
A
S
Sx

...
9676800422403366
14
15
10
11
6
7

(f
RD
) so với hệ số lực ngang thiết kế (f
RA
). Kết quả khảo sát
với các tuyến đường thuộc nhóm tốc độ thiết kế V
d
=80÷120km/h, trong nhiều năm với sự
tham gia của nhiều nhà nghiên cứu, các chuyên gia đầu ngành ở nhiều nước, đưa ra ba tiêu
chuẩn về an toàn giao thông để đánh giá chất lượng của một đồ án thiết kế tuyến. Trong đó,
tiêu chuẩn thứ nhất bảo đảm cho đồ án thiết kế tuyến đạt chất lượng tốt, tiêu chuẩn thứ hai bảo
đảm đạt được tốc độ khai thác mong muốn với suất bảo đảm 85% và tiêu chuẩn thứ ba để bảo
đảm an toàn về mặt ổn định động học của ô tô khi xe chạy vào đường cong nhằm nâng cao an
toàn cho lái xe và hành khách.
- Dựa trên cơ sở lí luận đó, đề tài phân tích ảnh hưởng của các các thông số thiết kế
tuyến trên bình đồ đến an toàn xe chạy. Đề xuất đánh giá chất lượng của đồ án thiết kế tuyến
trên bình đồ thông qua các tiêu chí về an toàn giao thông, với cơ sở để đánh giá như sau:
Các chỉ tiêu
để đánh giá
Kết luận về chất lượng đồ án thiết kế
TỐT CHẤP NHẬN ĐƯỢC XẤU, KÉM
Theo tiêu chuẩn an toàn thứ nhất
85id
VV

≤ 10
10 <
85id
VV
≤ 20




≤ 180
180 <
1si si
CCR CCR


≤360
> 360
Theo tiêu chuẩn an toàn thứ ba
CCR
si
≤ 180 180 < CCR
si
≤360 > 360
i RAi RDi
f f f  

≥ 0,01
-0,04 ≤
i
f
< 0,01
< -0,04
Xây dựng phần mềm thiết kế bình đồ đường ô tô cao tốc bằng phương pháp tuyến Clothoid
dựa trên quan điểm về an toàn giao thông:
- Đề tài đặt vấn đề nghiên cứu khi thấy rằng, các phần mềm thiết kế đường ô tô chuyên
dụng ở nước ta hiện nay vẫn chưa có những phiên bản hay phát triển các modul dành riêng
ĐẠT
KHÔNG ĐẠT
Nhập các thông số thiết kế
tuyến Clothoid.
Tính toán thông số 3
tiêu chuẩn về ATGT.
Đánh giá theo
3 tiêu chuẩn
về ATGT.
Tính toán các thông số,
vẽ tuyến Clothoid.
- Xuất file bản vẽ BD tuyến.
- Xuất bảng toạ độ cắm cong.
- Xuất file *.ntd
Liên kết sử dụng phần mềm Nova – TDN

Vẽ Trắc dọc tự nhiên.
Thiết kế TD, TN, tính khối lượng…bằng Nova-TDN .
Kết thúc.
Nhập số liệu địa hình.
Đọc file *ntd.

Dựng phối cảnh tuyến Clothoid thiết kế bằng Nova-TDN.

Bắt đầu.

mãn tốt nhất các tiêu chí về an toàn giao thông.

3. Kết luận và kiến nghị:
Kết luận:
- Đề tài cung cấp một số một số thông tin cần thiết cho người kỹ sư thiết kế đường khi
thiết kế đường ô tô cao tốc. Cung cấp cơ sở lý luận và nội dung phương pháp thiết kế tuyến
Clothoid, đánh giá chất lượng đồ án thiết kế tuyến theo các tiêu chí về an toàn giao thông.
- Xây dựng Chương trình phần mềm ứng dụng thiết kế bình đồ đường ô tô cao tốc
bằng phương pháp tuyến Clothoid, đánh giá chất lượng tuyến thiết kế theo các tiêu chí về an
toàn giao thông, kết xuất trực tiếp với phần mềm Nova-TDN của Công ty hài Hoà để thiết kế
trắc dọc, trắc ngang, dựng phối cảnh cho tuyến Clothoid thiết kế.
- Kết quả ứng dụng của đề tài đưa vào phục vụ cho công tác tư vấn thiết kế các công
trình đường ô tô cao tốc, đường cấp cao ở nước ta hiện nay.
Kiến nghị:
- Ứng dụng phần mềm PEDP thiết kế kỹ thuật tuyến đường ô tô cao tốc bằng phương
pháp tuyến Clothoid dựa trên quan điểm về an toàn giao thông. Đề tài sẽ tiếp tục nghiên cứu