Nghiên cứu sử dụng hợp lý dải phân cách của đường phố ở một số đô thị miền Trung Việt Nam

Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 305 NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG HỢP LÝ DẢI PHÂN CÁCH CỦA ĐƯỜNG PHỐ Ở MỘT SỐ ĐÔ THỊ MIỀN TRUNG VIỆT NAM RESEARCH ON USING MEDIAN SENSIBLY IN SOME URBANS OF THE CENTRAL VIET NAM SVTH: Từ Bình Minh Lớp 05X3A, Khoa Xây dựng cầu đường, Trường Đại học Bách Khoa GVHD: TS. Phan Cao Thọ Khoa Xây dựng cầu đường, Trường Đại học Bách Khoa TÓM TẮT Nhận thấy rằng : Yêu cầu thiết kế về một bề rộng tối thiểu và mong muốn của dải phân cách như trong TCXDVN 104 : 2007 là không thật rõ ràng, nếu lấy một bề rộng tối thiểu như trong tiêu chuẩn đó đặt vào trong mặt cắt ngang đường thì thực tế cho thấy vẫn còn nhiều bất hợp lý như tai nạn do phương tiện vượt qua dải phân cách, chỗ mở để dành cho xe rẽ hay quay đầu gặp nhiều khó khăn. Đề tài này tập trung nghiên cứu và đề xuất một bề rộng tối thiểu dựa trên 4 yếu tố đó là : Tốc độ, lưu lượng, thành phần dòng xe, không gian kiến trúc. Đề xuất mức phục vụ tối thiểu cần đặt dải phân cách cứng. Ứng dụng các phương pháp thiết kế xử lý dải phân cách thuận tiện cho xe rẽ, quay đầu. ABSTRACT It’s realized that the design requirement of minimum width and expected median as TCXDVN 104:2007 is unclear. If appyling a minimum with as this standard to place into cross section of the road, it’s factually shown that there are still unreasonable issues such as traffic accidents due to the vehicle go across the median, as well as the space for vehicle to turn left/right/back is unconvenient. This topic focuses on surveying and proposes a minimum width based on 4 elements, namely speed, volume of traffic, vehicle stream, architectural space. Proposing the minimum norm to place the hard median. Applying design methods to deal with median so as to be convenient for vehicle to turn left/right/back. 1. Đặt vấn đề Dải phân cách ( DPC ) là bộ phận không thể thiếu trong mặt ngang đường ( trừ một số ít đường một chiều ) với chức năng quan trọng là tách các hướng giao thông ngược chiều và phân luồng, phân làn. Ngoài ra, dải phân cách còn có các chức năng khác như dự trữ đất, tạo nên mỹ quan kiến trúc, bố trí các công trình ngầm ( nổi ). Tai nạn xảy ra do xe đi không đúng phần đường, vượt xe ẩu xảy ra rất nhiều và là hiểm hoạ luôn thường trực trên các tuyến phố. Việc đặt các barie hay dải phân cách tôn cao có thể khắc phục được vấn nạn trên, câu hỏi đặt ra là ứng với một mức phục vụ nào thì cần đặt dải phân cách đó. Đặt dải phân cách không hợp lý sẽ gây nên nhiều bất tiện cho người đi đường như gây thêm tai nạn, phần đường bị thu hẹp, đi vòng…Ngoài ra, để thuận lợi trong quá trình rẽ xe tại nút hay quay đầu xe trên tuyến thì còn cần có những thiết kế phù hợp mà hiện nay trong giao thông đô thị miền trung những vấn đề đó chưa được quan tâm đúng mức. Về mặt diện tích của các đô thị khu vực miền trung vẫn đang còn chật hẹp, để phục quy hoạch mở rộng đô thị và chỉnh trang đô thị thì việc xem xét mạng lưới giao thông cần có những bước đi đầu tiên. Đó chính là lý do của đề tài "Nghiên cứu sử dụng hợp lý Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 306 dải phân cách của đường phố ở một số đô thị miền trung Việt Nam". Mục đích ngiên cứu Đề xuất mức phục vụ tối thiểu đặt DPC trên đường 4 làn xe. Đề xuất loại DPC, bề rộng tối thiểu ứng với mỗi loại đường phố trong đô thị. Áp dụng thiết kế, xử lý DPC cho xe rẽ, quay đầu vào giao thông đô thị miền trung. 2. Mức phục vụ tối thiểu cần đặt dải phân cách cho đường 4 làn xe Trong điều kiện giao thông đô thị miền trung thì lượng xe máy lưu hành chiếm đa số. Việc tính toán tổ chức giao thông trên đường phố nên quy đổi về xe máy. Khả năng thông xe của làn đường xe máy. Để tính toán áp dụng mô hình động lực học giản đơn, sử dụng thông số của xe máy điển hình (xe 100 cm3 ) và các kết quả nghiên cứu trong điều kiện Việt Nam. L V N 1000 Trong đó: o L – khổ động học của xe máy. o V – vận tốc chuyển động của xe máy. Khi vận tốc chuyển động của xe máy V≤80 km/h khả năng thông hành lớn nhất của xe máy là Nmax = 1100–1800 xe máy/h. Để tính toán số làn chuyển động của xe máy trên đường TS Đào Huy Hoàng đề xuất chọn Nmax=1650 xe máy/h. Bảng 1. Chiều rộng tối thiểu của một làn xe máy Chiều rộng một làn xe máy, cm Vận tốc 20 40 60 80 100 Chiều rộng 100 120 140 160 180 Giả thiết mà đề tài đưa ra để tìm mức phục vụ hợp lý đặt DPC cứng là : Đường có 4 làn xe ô tô, mỗi làn rộng 3,5m, tốc độ xe chạy trên đường là 40km/h. Tính toán Với tốc độ xe chạy 40km/h (11,11m/s) thì cần một bề rộng làn xe máy là 1,2m. 1 chiều xe chạy có 2 làn xe ô tô 2×3,5m tức có 3 làn xe máy 3×1,2m và 1 làn ô tô 3,4m. 1 làn xe máy có khả năng thông hành N1max=1650 xe máy/h 3 làn xe máy có khả năng thông hành N4max= 4950 xe máy/h Tốc độ xe máy chạy là 40km/h tức trong 1h thì 1 chiều xe chạy có mật độ 4950xe máy trên 40km đường : Mật độ 1 chiều = 4950xe máy/40km = 12,375xe máy/100m = 12xe máy/97m. Sở dĩ có kết quả như trên là vì khả năng thông hành của 1 làn xe máy và điều kiện xe chạy là xét từ điều kiện lý tưởng. Xét ≥ 12 xe để thấy được khoảng cách ( khổ động học ) cần thiết giữa các xe. Một nhận định quan trọng là khi mức phục vụ của đường phố càng cao thì nguy hiểm tiềm ẩn do vượt xe lấn sang làn đường xe chạy ngược chiều rất cao. Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 307 Xét trong điều kiện lý tưởng thì mọi làn xe máy đều đáp ứng được cho xe chạy với tốc độ 40km/h kể cả làn sát lề. Do đó xe chạy bình thường không vượt có xu hướng chạy về bên phía trong lề để không gây trở ngại cho xe sau vượt và đảm bảo an toàn cả cho chính họ. Với 2 điều kiện trên có thể đưa ra nguyên tắc xếp xe chạy trong phạm vi 97m : + Đảm bảo khoảng cách an toàn giữa 2 xe trên một làn xe ( tầm nhìn ) + Khoảng cách an toàn tối thiểu ứng với khả năng thông hành N1max=1650 xe máy/h là S = 97:( 12:3 ) = 24,25 m. + Vẫn còn chỗ trống ở những làn trong ( gần lề ) thì xe phải lấp đầy chỗ đó để dành làn phía ngoài cho xe khác vượt ( không ai đi hàng 3 khi thấy trước mặt mình có chỉ hàng 1 ). Kết quả : + Khi số lượng xe có trong 97m là ≤ 8xe máy ( ứng với mức phục vụ là ≤ 8/12 = 0,57 ) thì xe máy vẫn không được xếp ở làn thứ 3 ( làn xe máy ). Do đó việc vượt xe làn thứ 2 được thao tác ở làn thứ 3. Thao tác vượt ở làn thứ 3 đã bắt đầu khó khăn do tốc độ vượt chắc chắn lớn hơn 40km/h nên cũng cần có một bề rộng làn tương ứng dành cho xe máy chứ không phải là 1,2m nữa. Nếu bề rộng làn xe máy ở làn thứ 3 này lớn hơn 1,2m thì đã chiếm mất một phần không gian của làn ô tô. + + Khi số lượng xe có trong 97m là ≥ 9xe máy ( ứng với mức phục vụ là ≥ 9/12 = 0,75 ) thì có xe máy được xếp ở làn thứ 3. Muốn vượt xe ở làn thứ 3 này ta phải thao tác xe ở làn thứ 4. Làn xe thứ 4 là làn vốn dành cho xe ô tô, với bề rộng 3,4m là một bề rộng cần thiết để an toàn cho ô tô chạy. Xe máy thao tác vượt ở làn thứ 4 làm mất đi một phần không gian cua xe ô tô, ô tô phải chạy lấn đường sang phần đường ngược chiều gây mất an toàn. Do đó, tôi đề xuất đặt DPC trên đường 4 làn xe ô tô khi mức phục ≥ 0,75. Hình 1. Sơ đồ xác định mức phục vụ 3. Đề xuất phạm vi sử dụng dải phân cách Dựa trên các kết quả nghiên cứu và yêu cầu bề rộng tối thiểu DPC theo tốc độ của FDOT [10]. Dựa trên thành phần dòng xe trong đô thị miền trung, bề rộng tối thiểu cho rẽ và quay đầu xe. Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 308 Dựa trên yêu cầu mỹ quan đường phố thì bề rộng DPC phụ thuộc vào số làn. Bảng 2. Phạm vi sử dụng dải phân cách Loại đường Tốc độ thiết kế (km/h) Mức độ phục vụ Số làn xe Dạng dải phân cách Bề rộng cần thiết DM (m) Bề rộng cần thiết DPC (m) Đường cao tốc đô thị 100 C 8(10) a3(b1) 1,00 12,00 80 6 a3(b1) 0,75 6,50 70 4 a3(b1) 0,75 6,00 Đường phố chính đô thị 80 C 10 a3 0,75 6,50 70 8 a3 0,75 6,00 60 6 a1,a2,a3 0,50 5,00 50 4 a1,a2 0,25 2,00 Đường phố gom 60 D 6 a1,a2,a3 0,50 5,00 50 4 VS, a1,a2 0,25 2,00 40 2 VS - - Đường phố nội bộ 40 D 4 VS - - 30 E 2 VS - - 20 1 VS - - Ghi chú : Với cùng một tốc độ thiết kế thì đường có số làn lớn hơn cần một bề rộng tối thiểu lớn hơn và ngược lại. Áp dụng dạng dải phân cách b1 ở đường cao tốc đô thị thì : + Khi lưu lượng < 20000 xc/ngđ thì bề rộng tối thiểu dải mép như trong bảng trên. + Khi lưu lượng 20000 ÷ 30000 xc/ngđ thì bề rộng tối đa phần phân cách không dùng barie là 6m. + Khi lưu lượng >30000xc/ngđ thì bề rộng tối đa phần phân cách không dùng barie là 9m. Trong giao thông đô thị sử dụng dạng dải phân cách tôn cao là chủ yếu vì ngoài mặt an toàn, nó còn có thể phục vụ tốt khi đặt các công trình như biển báo, điện chiếu sáng, cây xanh đảm bảo vẽ mỹ quan. Dải phân cách hạ thấp không được quan tâm để sử dụng vì phải tốn một diện tích đất lớn và kém an toàn hơn. Các barie bêtông hay tôn lượn sóng nên tránh sử dụng vì không đảm bảo mỹ quan đường phố. Đề xuất áp dụng các loại vật liệu mới như composit thay thế cho bêtông làm barie vì nó có nhiều ưu điểm nổi bật : Nhẹ khi vẫn chuyển lắp ráp, bền, màu sắc tươi mới... Hình 2. Dải phân cách bằng composit Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 309 4. Thiết kế ứng dụng cho dải phân cách ở TP Đà Nẵng Thiết kế dải phân cách tại nút Điện Biên Phủ, Hà Huy Tập (TP Đà Nẵng ). Đoạn giảm tốc được thiết kế theo County of alameda * Public works agency. Mũi dải phân cách được cấu tạo lưỡi mác, dùng phương pháp bán kính rẽ xe tối thiểu để thiết kế. Hình 3. Phương pháp dùng bán kính tối thiểu Hình 4. Phương pháp dùng 3 cung tròn Thiết kế dải phân cách cho quy hoạch giao thông Thị xã Hương Thuỷ. Ứng dụng kết quả đề xuất trên để chọn bề rộng DPC thiết kế cho đường đô thị ở địa phương này. Áp dụng cách xử lý mở DPC hạn chế, mở DPC bên để đảm bảo tốc độ trên đường chính. Hình 6. Đường nội bộ giao đường phố chính 5. Kết luận Để xem xét, lựa chọn bề rộng tối thiểu, dạng DPC cho đường phố phải căn cứ vào 4 yếu tố quan trọng : Tốc độ, lưu lượng, thành phần dòng xe và không gian kiến trúc. Hình 5. Đường nội bộ giao đường phố chính Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 310 Khi phục vụ cho công tác quy hoạch thì chọn một bề rộng hợp lý dải phân cách là việc làm quan trọng vì nó có rất nhiều chức năng như đã nói ở trên. Do đó, quy định một bề rộng tối thiểu là cần thiết. Tỷ lệ đất dành cho giao thông hiện nay ở các đô thị lớn nước ta hay một số đô thị miền trung đang thiếu rất nhiều so với chuẩn của thế giới. Mở rộng đô thị, nâng cấp mạng lưới đường ( trong đó có mở rộng mặt cắt ngang ) thì cũng hãy cho dải phân cách một bề rộng mong muốn. Các phương án dùng barie không nên được xem xét xử dụng trong đô thị vì ảnh hưởng xấu đến vấn đề mỹ quan. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đỗ Bá Chương, Nguyễn Quang Đạo, Nút giao thông trên đường ô tô, Tập 1 Nút giao thông cùng mức, NXB Giáo dục 2004. [2] Doãn Hoa, Thiết kế đường ô tô, Tập 2 Đường đô thị, NXB Xây dựng 2005. [3] Phan Cao Thọ, Xây dựng công thức tính khả năng thông hành thực tế của nút điều khiển bằng tín hiệu đèn ở đô thị Việt Nam.Tạp chí Khoa học & Công nghệ các trường Đại học Kỹ thuật số 64/2008. [4] Phan Cao Thọ, Ảnh hưởng của xe rẽ trái đến khả năng thông hành ở nút điều khiển bằng tín hiệu đèn ở đô thị Việt Nam. Tạp chí Khoa học & Công nghệ các trường Đại học Kỹ thuật số 69/2009. [5] Phan Cao Thọ và Cộng sự, Thuyết minh đề án NC phát triển, tổ chức giao thông đường bộ thành phố Nha Trang đến năm 2015 và định hướng đến 2025. Nha Trang 2009 [6] [6] Phan Cao Thọ, Nguyễn Thị Thanh Huyền, “Nghiên cứu tổ chức giao thông trên tuyến trục chính có dải phân cách cứng giữa giao thông chạy suốt và giao thông địa phương trong khu dân cư”. Tạp chí Khoa học Công nghệ, Đại học Đà Nẵng số 5(22) năm 2007. [7] Lê Thành Hưng ( 2009 ), Một số nội dung quy hoạch, thiết kế sử dụng không gian mặt cắt ngang đường đô thị tại TP Đà Nẵng, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Đà Nẵng. [8] Trần Thị Kim Hoa, Cao Thị Xuân Mỹ, Nghiên cứu các dải pháp phân làn trên một số trục chính ở TP Đà Nẵng, Báo cáo KH tại Hội nghị SV NCKH khoa XD Cầu đường 2009. [9] AASHTO, A policy on Geometric Design of Highways and Streets, Washington D.C, 1994. [10] Florida department of transportation 2008, Driveway Infomation Guide. [11] Florida department of transportation, Dictric 5 Guidelines for Signing and Pavement, Revised 1/15/10. [12] Debra A. Kennaugh, Median design by Debra A.Kennaugh,P.E. Copyright 2010. [13] Florida department of transportation, 2010 FDOT Design Standars Index No.301: Turn lanes, 2006 FDOT Design Standars Index No.546: Sight distance at intersections, FDOT "Plans preparation manual" Table 2.2.1. [14] County of alameda * Public works agency, Design guidelines : Left turn lane transition, median flares, October 1991.