Giáo trình Quy hoạch giao thông đô thò
__________________________________________________________________________________________________________________________________________
CHƯƠNG 5
QUY HOẠCH NÚT GIAO THÔNG VÀ
QUẢNG TRƯỜNG
5.1. QUY HOẠCH NÚT GIAO THÔNG CÙNG CỐT
5.1.1. Khái niệm chung
Nút giao thông là nơi giao nhau giữa hai hay nhiều tuyến đường. Lưu
lượng mật độ giao thông cao, trong nội thành còn có lượng khách bộ hành rất
lớn.
Do những đặc điểm trên nên khả năng thông xe bò hạ thấp và khả năng
an toàn cũng kém. Ước tính gần phân nửa vụ tai nạn xảy ra tại đây, khả năng
thông xe giảm còn 50 – 70 %.
Vấn đề đặt ra cho các nhà thiết kế phải nghiên cứu phương án cải tạo
để tăng khả năng thông xe. Giảm tai nạn giao thông, đảm bảo tốt vệ sinh môi
trường và cảnh quan đô thò.
Để lựa chọn được giải pháp giao thông tại nút hợp lý, người thiết kế
cần phải thực hiện các công tác sau :
+ Xác đònh loại hình giao nhau thông qua việc đánh giá mức độ phức
tạp, an toàn của nút :
- Tính toán mật độ dòng xe.
- Quy hoạch mạng lưới đường.
- Biểu đồ “ Lôbanốp” E.M
+ Tổ chức các dòng xe : đi thẳng, rẽ phải, rẽ trái.
+ Tổ chức chiều rộng phần đường xe chạy.
+ Vò trí và hình thức đảo giao thông.
+ Các đặc điểm và các hình thức tổ chức không gian kiến trúc xung
quanh nút.
5.1.2. Mức độ phức tạp tại nút giao thông
Khi xe lưu thông qua nút, để lại trên mặt đường một sơ đồ với các
Với các hướng chạy trên, các dòng xe đã tạo ra :
- Điểm tách (khi xe phân luồng) :
- Điểm nhập (khi các luồng xe nhập thành 1 luồng) :
- Điểm cắt (khi các luồng xe cắt nhau) :
- 105 -
Giáo trình Quy hoạch giao thông đô thò
__________________________________________________________________________________________________________________________________________
Hình 5 – 2 : Sơ đồ quỹ đạo xe chạy. Bảng 5 - 1
điểm cắt. Khi thiết kế, ta cần hạn chế bớt các điểm cắt, đồng thời tăng điểm
nhập.
Mức độ phức tạp tại nút xác đònh theo công thức do GS.TS. Fisenxon –
người Nga:
M = N
t
+ 3N
n
+ 5Nc (5.1)
Trong đó :
M : Mức độ phức tạp.
N
t
: Số lượng điểm tách trên sơ đồ giao thông.
N
n
: Số lượng điểm nhập trên sơ đồ giao thông.
N
c
: Số lượng điểm cắt trên sơ đồ giao thông.
Khi tính ra M rồi so sánh với mức quy đònh .
M < 10 nút rất đơn giản, không cần cải tạo xử ly.ù
M = 10 – 25 nút đơn giản, không cần cải tạo xử lý.
M = 25 – 55 nút khá phức tạp, cần phải cải tạo xử lý.
M > 55 nút rất phức tạp, phải cải tạo xử lý kỹ .
Ví dụ :
Tại ngã 3 : N
t
xác đònh theo
công thức:
l
i
VktV
S
tktk
+
±
+
×
=
)(254
.
6,3
2
1
ϕ
(m) ( 5.2 ) Trong đó :
V
tk
: vận tốc thiết kế tại nút V
tk
= 0,7 V
V : Vận tốc thiết kế của tuyến đường tập trung vào nút : km/h
Chọn vận tốc của tuyến giảm đi 30 %
Hình 5-5 : Sơ đồ tầm nhìn tam giác của nút giao
H
ình 5 -
6
: Tam giác tầm nhìn ở nút chữ
Y
Tập trung vào nút có 2 tuyến : Trường hợp nút có tuyến chính và tuyến
phụ thì tuyến đường chính được ưu tiên Hình 5 - 7 : Sơ đồ xác đònh tam giác cần đảm bảo tầm nhìn
b. Bán kính đường cong tại nút giao thông
2
1
b
RR −=
( m ) ( 5.4 )
Trong đó :
R
1
: Bán kính cong bó vỉa hè (m)
R : Bán kính cong theo tim đường (m)
b : Bề rộng của làn xe rẽ phải (m)
)(
)(127
2
m
i
V
R
n
tk
±
=
μ
Trong đó :
50
25
25
20
8
10
12
Hình 5 - 8 : Sơ đồ xác đònh bán kính bó vỉa 5.1.4 . Các yêu cầu của nút giao thông và nguyên tắc thiết kế
a. Các yêu cầu cơ bản của nút giao thông
Xe chạy an toàn, êm thuận, khả năng thông xe tốt nhất, tiết kiệm
thời gian vận chuyển.
Nút giao thông hiện đại, dễ sử dụng, đáp ứng được nhu cầu trong
tương lai.
Tham khảo một số sơ đồ : (Các dạng nút giao thông thường gặp)
Dạng nút chữ thập (+) thông dụng nhất hiện nay. Nhờ góc vuông
của trục đường nên tổ chức giao thông, tổ chức xây dựng công trình
kiến trúc, công trình kỹ thuật ngầm thuận tiện, dễ dàng.
Dạng chữ X có góc nhọn, hẹp nên tạo ra nút dài, bất lợi cho xe rẽ
trái, tại góc nhọn, xây dựng công trình kiến trúc không thuận lợi,
- 113 -
Giáo trình Quy hoạch giao thông đô thò
__________________________________________________________________________________________________________________________________________
tốn đất xây dựng. Vì vậy, phải tìm cách hạn chế góc nhọn (không
nhỏ hơn 60
0
).
Dạng chữ (T), (Y), (Z) thường sử dụng trong trường hợp đường chính
rẽ vào các đường nhánh, đường cụt, đường chính sẽ bố trí chạy
thẳng góc.
Dạng nút giao nhau ở ngã 5,6 rất phức tạp, chiếm dụng nhiều đất
xây dựng, tổ chức giao thông khó khăn, góc nhọn được giới hạn ≥ 60
0
5.1.6. Các giải pháp tổ chức các dòng xe và giải pháp nâng cao hiệu quả
giao thông
a. Tổ chức các dòng xe
- Xe thô sơ chạy chung với đường xe cơ giới nhưng được phân cách
bằng sơn phân làn.
- Xe thô sơ chạy tách khỏi đường xe cơ giới bằng dải phân cách.
- Tổ chức vò trí cho làn xe rẽ phải, rẽ trái. b. Tổ chức đèn tín hiệu
Vò trí đặt đèn: đặt ở góc nút giao thông, trước vạch dừng xe ; độ cao
2,5~3,5m hoặc treo ở độ cao 5~6 m giữa nút giao thông. Ở bất kỳ vò trí nào thì
người lái xe phải thấy được đủ các pha đèn báo để nhận biết tín hiệu; người
bộ hành thấy đèn báo để biết tín hiệu cho qua hay không.
-
Lưu ý : Không được đặt bất kỳ vật cản gì làm phân tán và khuất tầm
nhìn của người lái xe.
- Nếu lưu lượng xe < 500 xe/h thì không cần đặt đèn tín hiệu.
- Ngoài ra : tuyến nào cho rẽ phải, rẽ trái thì phải có mũi tên hướng
dẫn cho rẽ.
- Chu kỳ đèn: chu kỳ đèn thông dụng là: đèn xanh, đỏ, vàng. Tín hiệu
đèn điều khiển giao thông hoạt động theo 3 phương thức :
- 115 -
Giáo trình Quy hoạch giao thông đô thò
__________________________________________________________________________________________________________________________________________
• Ngoài ra nếu lưu lượng xe ít, nút nhỏ có thể dùng chu kỳ đèn :
xanh - đỏ không cần chu kỳ đèn vàng.
• Chu kỳ đèn vàng, t =2~3s dùng để quét hết xe trước khi chuyển
sang đèn đỏ.
• Thời gian đèn xanh tương đương với chu kỳ thời gian đèn đỏ
(trường hợp 2 đèn) hoặc tương đương với thời gian đèn vàng +
thời gian đèn đỏ (trong trường hợp 3 đèn).
- 116 -
Giáo trình Quy hoạch giao thông đô thò
__________________________________________________________________________________________________________________________________________
c. Mở rộng ngã giao nhau
Xe đến nút với vận tốc chậm nên mật độ tăng lên, khả năng thông xe
giảm. Vì vậy cần phải mở rộng ngã giao để tăng thêm làn xe.
Có thể mở rộng 1 bên hoặc hai bên, 1 làn hoặc nhiều làn, phụ thuộc
vào cường độ xe, cách tổ chức giao thông và khả năng thông xe của mỗi làn.
H
ình 5 - 14 : Sơ đồ tính chiều dài mở rộng đường.
Kích thước mở rộng : Thông thường mở thêm 2 làn xe, mỗi làn
rộng 3~3,5m;
__________________________________________________________________________________________________________________________________________
Dạng đảo tròn tự điều chỉnh hạn chế các điểm cắt khi xe rẽ trái thành
các điểm nhập và tách, nâng cao khả năng thông xe và an toàn tại nút. Hình 5 - 15
: Các dạng đảo ở nút giao thông hình xuyến
a. Đảo tròn; b. Đảo vuông
(nút dạng xoáy).
c. Đảo vuông hoặc chữ nhật
góc tròn.
d. Đảo bầu dục.
Hình thức cân đối, có mảng cỏ, cây xanh rộng giảm bớt cảm giác căng
thẳng của người lái xe. Thuận tiện cho việc tổ chức các công trình kiến trúc
xung quanh. Nhập vào nút được nhiều đường.
Bên cạnh đó loại nút này còn 1 số hạn chế: hành trình xe rẽ trái, đi
thẳng dài hơn, cần nhiều diện tích để xây dựng.
=
μ
(m) ( 5.6 ) Trong đo ù:
V
tk
: Vận tốc thiết kế lấy giảm đi 30% V
tk
của tuyến
μ : Hệ số trượt ngang của mặt đường , có giá trò = 0,10 – 1,15
( 0,10 xe chạy êm hơn )
i : Độ dốc ngang của mặt đường, chọn i = 1,5 – 2,0 %
i : Mang dấu (+) khi mái dốc vào phía trong đảo
i : Mang dấu (-) khi mái dốc ra phía ngoài đảo .
B : Chiều rộng lòng đường xe chạy quanh đảo,
Giai đoạn vào nút và ra khỏi nút xe phải chuyển làn, sự chuyển làn của
các dòng xe tạo ra 1 đoạn giao trộn – vò trí và chiều dài đoạn giao trộn được
xác đònh như : Hình 5 - 17 : Vò trí chiều dài đoạn giao trộn.
20 25 28 30
Bán kính đảo (m)
25 30 35 40
Trò số bán kính đảo theo kinh nghiệm của Mỹ.
Bảng 5 - 7
Tốc độ trong ngã giao nhau
40 48 56 64
Bán kính nhỏ nhất (m)
- Không thiết kế siêu cao
- Thiết kế siêu cao (isc =0,06)
26
23
43
38
65
58
98
82
Theo kinh nghiệm thiết kế.
Bảng 5 - 8
V (km/h) (tốc độ xe)
20 25 30 35 40
Rmin (m) (bán kính tối thiểu)
155 240 350 480 610
Các giải pháp tiểu đảo tự điều chỉnh: π
ln
r
2
= ( 5.7 )
Hình 5 - 19 : Sơ đồ giao nhau có 4 tiểu đảo tròn
π
3
2 ln
r =
dọc theo tuyến đường cấp cao hơn), tuyến cấp thấp không có thiết kế xe điện. Hình 5 - 20 : Đảo dài tự điều chỉnh.
L a. Tại ngã ba b. Tại ngã tư.
Thiết kế đảo dạng này thì tất cả các làn xe rẽ trái và chạy thẳng
chạy liên tục. Đảo có dạng kéo dài nên có thể kết hợp chung với dải phân
cách. Dạng này yêu cầu đường phố chính phải rất rộng, đường phụ mật độ xe
thấp.
Yêu cầu kỹ thuật :
Có thể chọn thông số: b ~20 m ; B = 40~50 m (chiều rộng đường chính)
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
3
. Đảo tự điều chỉnh kết hợp với đèn tín hiệu
Sơ đồ này áp dụng cho đường chính giao nhau với đường phụ. Các
dòng xe của đướng chính chạy thẳng, xe rẽ trái của tuyến chính chạy vòng, xe
của tuyến phụ cũng chạy vòng qua đảo và kết hợp với đèn điều khiển.
Hình 5 - 21 : Nút giao thông cùng mức có đảo tự điều chỉnh
kết hợp đèn điều khiển.
5.2. QUY HOẠCH NÚT GIAO THÔNG KHÁC CỐT
5.2.1. Khái niệm chung
Những nút giao thông lớn trong mạng lưới có mật độ giao thông cao,
dùng biện pháp đèn tín hiệu, đảo điều chỉnh vẫn không giải quyết được khả
năng thông xe nhanh, vẫn không hạn chế được tai nạn. Ta phải dùng đến giải
pháp giao thông khác cốt. Ngoài ra các tuyến đường sắt cắt các tuyến giao
thông lớn cũng phải dùng tới giao thông khác cốt. Dùng nút giao thông khác
- 124 -
Giáo trình Quy hoạch giao thông đô thò
__________________________________________________________________________________________________________________________________________
Trong đó :
K : Tổn thất kinh tế hàng năm khi dùng nút cùng mức (đồng/năm)
R : Kinh phí đầu tư xây dựng nút khác mức (đồng)
n : Thời gian sử dụng công trình (năm) – niên hạn sử dụng
P : Chi phí đầu tư (bình quân) hàng năm nút khác cốt (theo tỉ lệ %
kinh phí xây dựng nút khác cốt)
m : Chi phí quản lý hàng năm của nút khác cốt (đồng VN).
Gồm chi phí bảo dưỡng, sửa chữa nhỏ, sửa hàng năm.
Giá trò :
P : Chi phí đại tu bình quân hàng năm.
n : Thời hạn sử dụng căn cứ vào số liệu điều tra thống kê. Nếu không
có, ta có thể tham khảo số liệu của Trung Quốc.
- 125 -
Giáo trình Quy hoạch giao thông đô thò
__________________________________________________________________________________________________________________________________________
Bảng 5 - 9
Công trình P (%) n (năm)
- Cầu bê tông cốt thép, cầu đá
- Cầu thép
- Hầm (các loại kết cấu)
1,3
2,4
0,7
100
100
500
- Cầu và hầm đi bộ
- Đường dẫn và đường nối:
+ Mặt đường bê tông nhựa
=
β
N
h
: Cường độ xe giờ cao điểm (xe/h)
N : Cường độ xe chạy ngày đêm (xe/ngày)
Khi thiếu số liệu thống kê ; có thể tham khảo β = 0,08~0,1 đối với
đường nội thành, β = 0,13~0,15 đối với đường ngọai ô.
Khi dùng nút đồng mức, quản lý bằng đèn tín hiệu, tổn thất thời gian 1
xe trong giờ cao điểm được tính như sau: (
)
3600.2
.56,0
.
V
t
t
T
t
t
NQ
vd
o
vđ
+
+
mK
K
R
T
o
−
−
=
(năm) ( 5.12 )
Trong đo ù:
R : Tổng kinh phí đầu tư xây dựng nút khác mức: (đồng)
Ko : Kinh phí đầu tư xây dựng nút cùng mức, Ko rất nhỏ (< 5%) nên ta
xem Ko ~ 0
K : Tổn thất kinh tế hàng năm khi dùng nút cùng mức .
m : Kinh phí quản lý hằng năm của nút khác mức.
T : Thời gian hoàn vốn xây dựng nút khác mức trong khoảng 5~10 năm
được coi là hợp lý.
•
Điều kiện kỹ thuật
Khi xem xét đối chiếu các tiêu chuẩn kỹ thuật, ta có thể dùng nút
khác cốt trong trường hợp sau :
- Khi đường có tiêu chuẩn kỹ thuật cao, vận tốc lớn, đường đô thò
giao nhau với các tuyến đường khác. (TCXD – 104-83)
- Cường độ xe qua nút lớn, thường xuyên ùn tắc.
- Đường đô thò cắt đường sắt gây ra ảnh hưởng giao thông nhiều.
- Đòa hình cho phép xây dựng, không quá tốn kém.
5.2.2. Phân loại nút giao thông khác cốt
a. Phân theo hình thức
Hình 5 - 23 : Nút giao thông khác mức hình xuyến chữ +
a. Đảo bầu dục b. Đảo tròn.
Hình 5 - 24 : Nút giao thông khác mưc một phần.
a. Đường giao chéo b. Đường giao thẳng góc.
- 128 -